CN1825226A - 形成线圈的方法、由此形成的线圈及装备该线圈的装置 - Google Patents

Abstract

提供一种形成其中非常薄的导体线材可以在短时间内在其上卷绕多次的线圈结构的方法、由此方法形成的线圈结构以及装备有这种线圈结构的电子装置、天线和电子时计。形成例如电子装置(马达或发电机)、天线或类似物的线圈结构的方法包括围绕卷绕芯体同时卷绕已经集中在一起的多个薄绝缘涂层的导体线材以便形成绕组。多个薄导体线材的端部相互串联连接，以便使得多个薄导体线材的卷绕部分整体形成一个线圈。这里，薄导体线材的端部的连接在与柱状卷绕芯体部分的外周部分隔开的板上进行。

Description

形成线圈的方法、由此形成的线圈及装备该线圈的装置

技术领域

本发明涉及一种形成线圈结构的方法、由该方法形成的线圈以及装备该线圈结构的电气装置、天线和电子时计。

背景技术

装备有通过将绝缘涂层的导体线材卷绕在卷绕芯体上而形成的线圈的线圈结构是公知的。在现有技术线圈结构中，线圈通常通过将单个绝缘涂层的导体线材卷绕许多次来形成。

由于需要卷绕许多次，形成线圈绕组需要时间。如果人们试图减小线圈结构，并且提高其性能，需要导体线材更薄并且卷绕圈数增加。例如，在用于手表马达的定子线圈或线圈组件的情况下，具有大约20μm直径的线材卷绕大约5000-6000次。当然，由于卷绕圈数增加，卷绕线材所需时间增加。为了缩短卷绕时间，需要增加卷绕速度。在卷绕速度增加的情况下，难以避免的是在完成加速或减速时施加在卷绕线圈上的张力增加。存在薄的导体线材被切断的危险。因此，对于减小形成线圈所需时间具有限制。

除了这种厚线材的RF特性和耐电压性的原因之外，公知的是通过卷绕集中在一起并且比一个厚线材更薄的多个线材(但是比用于手表马达的线材更厚)来形成线圈(例如专利文献1)。另外，公知的是相对于线材供应管嘴围绕轴向转动卷绕芯体来卷绕围绕卷绕芯体布置成带状的多个线材而不缠绕在一起而形成线圈(例如专利文献1和专利文献2)。同样，包括围绕轴线相对于卷绕芯体转动装备有线材供应管嘴的飞轮的技术本身是公知的(例如，专利文献3)。

<专利文献1>JP-A-7-122452

<专利文献2>JP-A-2000-134876

<专利文献3>JP-A-11-98779

考虑到以上问题作出本发明。本发明的目的在于提供一种能够在短时间内卷绕非常薄的导体线圈许多次来形成线圈结构的方法、由这种方法形成的线圈、装备有这种线圈结构的电子装置、天线和电子时计。

发明内容

按照本发明形成线圈结构的方法通过将集中在一起的多个绝缘涂层的薄导体线材同时卷绕在卷绕芯体上来形成绕组，从而实现所述目的。多个薄导体线材的端部相互电串联连接，使得多个薄导体线材的卷绕部分整体形成一个线圈。

在形成本发明的线圈结构的方法中，同时卷绕集中在一起的多个绝缘涂层的薄导体线材。因此，即使在高速下卷绕非常薄的绝缘涂层的导体线材以形成线圈的情况下，施加在绝缘涂层的薄导体线材上的张力减小与同时卷绕的薄线材的数量相对应的量。因此，减小导体线材由于张力而断裂的危险。另外，每个薄导体线材的长度可以减小与该数量相对应的量，并且卷绕时间可减小与该数量相对应的量。如果线材在使得施加在每个薄导体线材上的张力大致相同的高速下进行卷绕，卷绕速度可大致增加与同时卷绕的薄导体线材的数量相对应的量(即数量^1/2次)。卷绕时间可减小与该数量相对应的量(即1/数量^3/2次)。

原理上，如果增加同时卷绕的薄导体线材的数量，卷绕时间可相应缩短。但是，随着该数量增加，变得难以大致均匀地卷绕线材。因此，通常同时卷绕两个薄导体线材。同时卷绕的薄导体线材的数量可以是大约3-4或更多。

集中在一起的薄导体线材这里通常指的是它们布置成带状的状态。只要在防止线材的卷绕部分的密度大大下降的状态下将它们结合并卷绕在一起，不需要它们严格地布置成带状。另外，已经集中在一起的薄绝缘涂层的导体线材通常简单地相互并置。如果需要，它们通过在卷绕之后硬化的液体状物质进行湿润。

卷绕芯体通常包括变成磁芯的磁芯。如果需要，它可以是覆盖磁芯外周边的筒体。通常限制卷绕区域的两端的卷绕轮缘安装在卷绕芯体上，以便保持绕组。但是如果需要，卷绕轮缘可以省略。

在按照本发明形成线圈结构的方法中，多个薄导体线材的端部相互电串联连接，以便使得多个薄导体线材的卷绕部分整体形成一个线圈。因此，随后而来的是具有与线圈数量倍数相对应的长度的线圈可在高速下短时间内形成，但是线材断裂的危险最小。

在按照本发明形成线圈结构的方法中，所述薄导体线材的端部可在围绕卷绕芯体的卷绕部分处直接连接。但是在按照本发明形成线圈结构的方法中，薄导体线材的端部通常连接在与柱状卷绕芯体部分的外周部分隔开的板上。在这种情况下，该端部可方便和可靠地连接。总的来说，装备有与通过卷绕一个薄导体线圈而获得的线圈类似的线圈的线圈结构可以在短时间内方便和可靠地形成。

当形成如上所述的线圈结构的卷绕部分时，卷绕芯体可围绕其中心轴线转动，或者飞轮可围绕静止放置的卷绕芯体转动。通常，卷绕芯体的截面平面是圆形的。在某些情况下，可以是椭圆形或矩形的多边形。

如上所述形成的线圈结构可以用作例如电马达和发电机的电机的绕组结构。它还可以用作例如天线或类似物的线圈。

该线圈结构可用作例如电子时计的马达定子线圈或电波时钟的天线的小尺寸部件。在这些情况下，绝缘涂层的薄导体线材的厚度通常是大约20μm。但是它们可以更厚或更薄。

附图说明

在附图中描述本发明的优选形式，附图中：

图1A是表示其中两个薄导体线材的前端侧的端部结合在一起的状态的示意图；图1B是表示薄导体线材卷绕成线圈的状态的示意图；图1C是表示完成线圈状绕组并且两个薄导体线材的后端侧的端部结合在一起的状态的示意图；图1D是表示卷绕线圈的端部与印刷电路板的导体图案部分连接以便串联连接两个卷绕线圈的状态的示意图；

图2A是表示其中通过飞轮式线圈卷绕机形成卷绕部分的实例的示意图；图2B是表示其中通过转动心轴式线圈卷绕机形成卷绕部分的实例的示意图；以及

图3是使用同样1的线圈结构作为马达定子线圈组件的电子时计的示意图。

具体实施方式

根据附图所示的优选实例描述本发明的一个优选实施例。

制造用于手表马达定子的线圈组件的方法表示在图1中。

不包括端部导前线材部分22和32的薄导体线材20和30的卷绕起始侧上的端部21和31的部分23和33首先结合到放置在图1A所示的所需位置上的卷绕芯体或者卷绕芯体10的接合部分11和12上。卷绕芯体10通常包括磁芯。它还可以是筒体。凸缘状轮缘18安装在卷绕芯体10的两端上。为了描述，左侧轮缘18以虚线表示。表示出线材(薄导体线材)的连接部分，而忽略轮缘18。但是实际上，在进行连接或类似操作的同时，避开轮缘18。例如，卷绕芯体1是圆柱形或柱状主体，其具有大约1毫米的直径和大约3毫米的长度，并且包括磁芯和电绝缘涂层。直径和长度可以设置成更大或更小。可以省略绝缘涂层。每个薄导体线材20和30包括绝缘涂层的铜线材。该线材是具有大约20μm直径的非常薄的导体线材。薄导体线材20和30的直径可以设置成更大或更小。除了将该接合部分23和33结合到接合部分11和12之外，部分23和33可通过例如胶带或保持构件所需的固定装置紧固在或临时紧固在卷绕芯体10的给定端部23和33上。

这里省略卷绕机的细节的描述。卷绕机可以是图2A所示的飞轮式线圈卷绕机80或者图2B所示的转动心轴或转动卡头式的线圈卷绕机90。

在图2A所示的飞轮式线圈卷绕机80中，线材20和30通过装备有管嘴81的飞轮82，卷绕在通过机器框架(未示出)支承的卷绕芯体10上，薄导体线材20和30可从管嘴中拉出。飞轮支承在机器框架(未示出)上，以便在B1和B2的方向上沿着中心轴线C1延伸的方向上往复运动，飞轮能够在方向A上围绕与芯体10的中心轴线C重合的转动中心轴线C1转动。飞轮82的转动方向可以是颠倒的。类似于专利文献1或专利文献2的线圈卷绕机，这种类型的线圈卷绕机80可以装备一种结构，以便根据需要进行自动操作。

另一方面，在其中卷绕芯体10如图2B所示转动的线圈卷绕机90中(即转动心轴或转动卡头式)，卷绕芯体10安装在围绕中心轴线C2转动的心轴(在圆柱形卷绕芯体的情况下)91或制在机器框架(未示出)内的卡头(在实心圆柱形卷绕芯体的情况下)，并且卷绕芯体10按照心轴91或卡头的转动在方向A1上围绕与中心轴线C2重合的中心轴线C转动。管嘴92布置成在其中中心轴线C2延伸的方向上在方向B1和B2上往复运动。从中拉出薄导体线材20和30的管嘴92在方向B1和B2上往复运动，同时转动卷绕芯体10。因此，薄导体线材20和30围绕卷绕芯体10卷绕。卷绕芯体10的转动方向可以颠倒。在可以进行自动操作的这种类型的线圈卷绕机90中，可以根据需要装备类似于专利文献3的线圈卷绕机的结构。

接着，如图1B所示，通过线圈卷绕机80和90，薄导体线材20和30围绕卷绕芯体10卷绕。在卷绕薄导体线材20和30时，薄导体线材20和30一起拉出并且围绕卷绕芯体10卷绕。因此，施加在每个薄导体线材20和30上的张力几乎分成一半。即，虽然每个薄导体线材20和30的直径具有大约20μm的非常小的值，两个薄导体线材20和30在卷绕过程中大致作为整体线材进行处理。因此，结果等同于具有两倍截面面积(直径是 倍)的薄导体线材的情况。即使在进行高速卷绕过程中相对大的张力施加在薄导体线材20和30的整体形式上的情况下，线材断裂的危险也可抑止到最小。

在两个薄导体线材20和30的每个线材的卷绕圈数变得等于线圈所需圈数一半(1/2)时，完成使用线圈卷绕机80或90的卷绕。例如，其中现有技术的线圈的圈数是大约5000-6000，圈数可以减小到2500-3000。即圈数可以是现有技术薄导体线材的圈数的一半(1/2)。卷绕所需的时间是一半。以此方式，当完成卷绕时，装备不包括有卷绕部分37和27的卷绕线圈38和28通过将不包括端部导前线材部分35和25的薄导体线材30和20的卷绕端部侧上的端部34和24的部分36和26结合到卷绕芯体或卷绕芯体10的接合部分13和14上来形成。此状态表示在图1C中。除了将结合部分26和36结合到接合部分14和13上之外，部分26和36可通过例如胶带或保持构件的所需固定装置，紧固或临时紧固在卷绕芯体10的给定部分14和13上，其方式与接合部分11和12的情况相同。

接着，如图1D所示，两个卷绕芯体28和38串联连接。即，卷绕线圈28的前端侧上的端部导前线材部分22的前端22a通过点焊或类似方式与印刷电路板40上的导体图案部分41电连接。卷绕线圈28的后端侧上的端部导前线材部分25的前端25a和卷绕线圈38的前端侧上的端部导前线材部分32的前端32a通过点焊或类似方式与印刷电路板40上的相同导体图案部分42电连接。另外，卷绕线圈38的后端侧上的端部导前线材部分35的前端35a通过点焊或类似方式与印刷电路板40上的相同导体图案部分43电连接。因此，两个卷绕线圈28和38连接在导体图案部分41和导体图案部分43之间，使得卷绕线圈28和38串联连接，并且电能在相同方向上流过卷绕线圈28和38的卷绕部分27和37。随后由卷绕线圈28、39和印刷电路板上的导体图案部分41、42、43形成的线圈结构2具有每个卷绕部分27和37的圈数的两倍的圈数。这里，绕组28和38的整个结构形成线圈组件3。线圈组件3和包括导体图案部分41、42、43的印刷电路板30形成线圈结构2。

如上构成的线圈结构2制在例如以图3所示的手表为形式的电子时计1中。在图3中，电子时计1的所有的外部壳体部分表示成被去除。

在电子时计1中，安装底板51。变成电源的电池52、在安装在印刷电路板53上的IC(集成电路)54的控制下由电池52驱动的石英振荡器55、在振荡器55以及IC的控制下转动驱动的马达60、连接到马达60的转子60上并且按照转子61的转动而转动驱动的时计轮系56等布置在底板51上。显示指针(未示出)安装在时计轮系56上，并且按照轮系56的运动而在表盘(未示出)上转动，并且显示时间。

除了转子61和定子62之外，马达60包括磁化定子62的线圈组件63。此线圈组件63与所述的线圈组件3相对应。因此，四个导前线材22、32、35和25从线圈组件63中露出并且与印刷电路板53上的导体图案41、42和43连接。包括导体图案41、42和43的印刷电路板53的这些部分与所述的印刷电路板40相对应。

在图3中，71和72是电池正端子和电池负端子。74是柄头。75是复位杆。

在此电子时计1中，马达60的线圈组件63(即线圈组件3)形成装备有通过两个薄导体线材20和30同时卷绕成线圈的卷绕部分27和37的卷绕线圈28和38。卷绕线圈28和38的端部连接成，使得卷绕部分27和37串联连接。因此，装备有具有足够圈数的卷绕部分的线圈组件63可在短时间内在高速下制成。制造成本可以降低到最小。

Claims (6)

1.一种用于形成线圈结构的方法，包括如下步骤：

在卷绕芯体上同时卷绕已经集中在一起的多个绝缘涂层的薄导体线材，以便形成绕组；以及

将所述多个薄导体线材的端部相互串联连接以便使得所述多个薄导体线材的卷绕部分整体形成一个线圈。

2.如权利要求1所述的形成线圈结构的方法，其特征在于，所述绝缘涂层的薄导体线材的所述端部的连接在与柱状卷绕芯体部分的外周部分隔开的板上进行。

3.一种通过如权利要求1所述的方法形成的线圈结构。

4.一种装备有如权利要求3所述的线圈结构的电子装置。

5.一种装备有如权利要求3所述的线圈结构的天线。

6.一种装备有如权利要求3所述的线圈结构的电子时计。

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