ES2183757T5 - Bobina electromagnetica. - Google Patents
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Abstract
Una sección de eje transversal (609) se desplaza como respuesta a una rotación de una sección rotatoria de una bobina (604) con un paso de bobinado predeterminado P1 equivalente de dos a 10 veces el diámetro de una barra de cable (520). Con este movimiento de desplazamiento de sección de desplazamiento transversal (609) la barra de cable (520) extraída de una sección de inyección de bobinado (610) desplazándose junto con la sección de eje transversal (609) se enrolla espiralmente a lo largo de una superficie inclinada (530) formada por una primera sección de bobinado (541) en el paso de bobinado P1 equivalente de dos a 10 veces el diámetro de la barra de cable (520). Como resultado, una barra de cable de lado avanzado (520a) y una barra de cable de lado invertido (520b) se cruzan entre sí con inclinaciones opuestas. Por tanto, se consigue evitar que la barra de cable de lado invertido (520b), cuando se enrolla en la barra de cable de lado avanzado (520A), empuje y disloque la barra de cablede lado avanzado (520A) de su posición regular de bobinado, eliminando con ello el colapso indeseable del bobinado.
Description
Bobina electromagnética.
Este invento se refiere en general a una bobina
electromagnética y al aparato de fabricación para la misma, y más
particularmente a una bobina electromagnética aplicada
preferentemente, por ejemplo, a una bobina de encendido para un
motor de combustión interna o a un transformador compacto, y al
aparato de fabricación para tal bobina electromagnética.
Convencionalmente, para mejorar la tensión de
perforación y la eficiencia se ha usado preferiblemente un método
denominado arrollamiento de solape oblicuo mostrado en la Figura 11
para devanar bobinas electromagnéticas aplicadas a bobinas de
encendido de motores de combustión interna o a transformadores
compactos. El "arrollamiento de solape oblicuo", así designado
en general en esta memoria descriptiva, es uno de los métodos de
bobinado para devanar una bobina electromagnética. Como se muestra
en la Figura 11, un hilo 702 que constituye la bobina
electromagnética se arrolla alrededor de un cuerpo cilíndrico de un
carrete 701. Más específicamente, el hilo 702 se arrolla y acumula
oblicuamente a un ángulo de pendiente predeterminado \Theta0 con
respecto a la superficie cilíndrica exterior del carrete 701.
Sin embargo, cuando una bobina electromagnética
700 es fabricada por el método de arrollamiento de solape oblicuo
arriba descrito, existe una posibilidad con hilo 702 que tenga el
diámetro no mayor de 0,1 mm de que pueda producirse el colapso del
devanado cuando el hilo 702 se arrolla alrededor del carrete 701.
Tal colapso del devanado tiende a producirse cuando se establece un
paso P0 de arrollamiento del hilo 702 menor que dos veces el
diámetro del hilo 702, porque el hilo 702, cuando se arrolla sobre
un hilo 702 ya bobinado, posiblemente saca a este hilo 702 ya
bobinado fuera de su posición normal de arrollamiento. Según la
Figura 11, un hilo 702b del lado de retroceso se acumula sobre un
hilo 702a del lado de avance. Más específicamente, cuando el hilo
702b del lado de retroceso se arrolla alrededor del carrete 701, una
fuerza que actúa en la dirección radialmente hacia dentro del
carrete 701 fuerza el hilo 702b del lado de retroceso para dislocar
el hilo 702a del lado de avance ya bobinado en la dirección axial
del carrete 701. A consecuencia de esto, el hilo 702a del lado de
avance produce una desviación no deseable desde la posición de
arrollamiento predeterminada, dando por resultado el colapso del
devanado.
Si tal colapso del devanado se produce una vez
que el hilo está arrollado sobre el carrete, existirá una
posibilidad de que el hilo dislocado de su posición normal de
arrollamiento pueda quedar próximo a un hilo situado en una
posición de arrollamiento de mayor potencial. En tal caso, pueden
inducirse una descarga por efecto corona o una perforación
eléctrica.
Para impedir esta clase de colapso del devanado,
hay propuestos varios métodos de bobinado para componentes de
devanado eléctrico como se describe, por ejemplo, en la Solicitud de
Patente Japonesa No Examinada Número HEI 2-106910,
publicada en 1990, o en la Solicitud de Patente Japonesa No
Examinada Número HEI 2-156513, publicada en 1990.
Según estos métodos de bobinado convencionales, el ángulo \theta0
de pendiente del hilo mostrado en la Figura 11 se fija, por
ejemplo, a un ángulo menor de 45º sexagesimales o inferior, y se
fija un paso de arrollamiento P0 menor que dos veces el diámetro
exterior del hilo, impidiendo con ello el colapso del devanado
anteriormente descrito.
Cuanto menor es el ángulo \theta0 de pendiente
del hilo 702 arrollado alrededor del carrete 701 mostrado en la
Figura 11, mayor es el número de espiras de hilo 702 por superficie
inclinada individual. Entre dos hilos contiguos 702 de dos
superficies oblicuas adyacentes llega a haber un potencial eléctrico
grande. Ello significa que la tensión de perforación del hilo 702
no puede ser asegurada o mantenida. Por lo tanto, es en general
necesario aumentar el ángulo \theta0 de pendiente del hilo
702.
Sin embargo, según los métodos de bobinado de
componentes de devanado eléctrico descritos en la Solicitud de
Patente Japonesa No Examinada Número HEI 2-106910 y
en la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada Número HEI
2-156513, para el hilo que tenía el diámetro
exterior no mayor que 0,1 mm no fue posible impedir el colapso del
devanado arriba descrito a menos que el ángulo de pendiente
\theta0 mostrado en la Figura 11 se fijara en un ángulo
pequeño.
Además, según la bobina de encendido descrita en
la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada Número
60-107813, publicada en 1985, hay propuesto un
método de bobinado para devanar un hilo comprimiendo el hilo desde
direcciones radiales mediante un par de guías hechas de fieltro.
Sin embargo, incluso si se usa este método de bobinado, el colapso
del devanado se producirá cuando el ángulo de pendiente \theta0
mostrado en la Figura 11 sea fijado en un ángulo grande.
En consecuencia, los métodos de bobinado para
componentes de devanado eléctrico descritos en la Solicitud de
Patente Japonesa No Examinada Número HEI 2-106910 y
en la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada Número HEI
2-156513 y la bobina de encendido descrita en la
Solicitud de Patente Japonesa No Examinada Número
60-107813 tienen el problema de que no puede
mantenerse una tensión de perforación suficiente cuando el ángulo de
pendiente \theta0 es fijado en un ángulo grande para el hilo que
tenga el diámetro exterior no mayor que 0,1 mm.
Además, cuando la boquilla de bobinar alimenta
el hilo arrollado alrededor del carrete, se admite que una
distancia entre la boquilla de bobinar y la posición de
arrollamiento del hilo sobre el carrete es otro factor para causar
el colapso del devanado cuando el hilo se arrolla alrededor del
carrete. Como se muestra en la Figura 11, la distancia entre la
boquilla de bobinar 703 y la posición de arrollamiento del hilo 702
llega a ser una distancia mínima L01 en la posición en la que el
hilo 702 se transfiere desde la capa de hilo 702b del lado de
retroceso a la capa de hilo 702a del lado de avance, y llega a ser
una distancia máxima L02 en la posición en la que el hilo 702 se
transfiere desde la capa de hilo 702a del lado de avance a la capa
de hilo 702b del lado de retroceso. Por lo tanto, la distancia a la
boquilla de bobinar 703 es pequeña cuando la posición de
arrollamiento del hilo 702 está situada en una posición radialmente
hacia fuera del carrete 701. Por otra parte, la distancia a la
boquilla de bobinar 703 es grande cuando la posición de
arrollamiento del hilo 702 está situada en una posición radialmente
hacia dentro del carrete 701. La anchura oscilante del hilo 702
extraído de la boquilla de bobinar 703 varía en proporción a esta
distancia. En consecuencia, la anchura oscilante del hilo 702 se
aumenta con la distancia en aumento entre la boquilla de bobinar 703
y la posición de arrollamiento del hilo 702. Esto es, la anchura
oscilante del hilo 702 aumenta a medida que la posición de
arrollamiento del hilo 702 se aproxima hacia la pared cilíndrica
exterior del carrete 701. En otras palabras, la alineación del hilo
702, cuando se arrolla alrededor del carrete 701, tiende a ser
alterada en la proximidad de la pared cilíndrica exterior del
carrete 701. En consecuencia, hay una tendencia a que el colapso
del devanado sea posiblemente inducido a medida que el hilo 702 se
aproxima a la pared cilíndrica exterior del carrete 701.
El documento
EP-A1-0518737 da a conocer una
bobina electromagnética de acuerdo con las particularidades del
preámbulo de la reivindicación 1.
En consecuencia, en vista de los problemas
arriba descritos encontrados en la técnica anterior, un objeto
principal del presente invento es proporcionar una bobina
electromagnética capaz de mejorar su calidad de aislamiento.
Este objeto se resuelve mediante el asunto de la
reivindicación 1.
Según las particularidades de las realizaciones
preferidas del presente invento, el paso del hilo se fija en cierto
valor en un intervalo de dos a cuatro veces el diámetro del hilo. La
capa inclinada del hilo tiene un ángulo de pendiente no menor de 6º
sexagesimales con respecto al eje del cuerpo de la bobina. El ángulo
de pendiente de la capa inclinada del hilo se fija en un intervalo
de 6º sexagesimales a 20º sexagesimales. El ángulo de pendiente
está preferentemente en un intervalo de 8º sexagesimales a 17º
sexagesimales, más preferentemente de 13º sexagesimales o
equivalentes. El hilo forma una pluralidad de capas de bobinado
acumuladas secuencialmente, y cada una de las capas de bobinado
está inclinada en un ángulo predeterminado con respecto al eje del
cuerpo de la bobina. Estas capas de bobinado plurales comprenden
una capa de bobinado de separación ancha que tiene un paso de hilo
equivalente a dos hasta 10 veces el diámetro de hilo de tal manera
que tiene una separación, de modo que el hilo que forma una capa de
bobinado superior dispuesta sobre la capa de bobinado de separación
ancha está puesto en contacto con el hilo que forma una capa de
bobinado inferior dispuesta debajo de la capa de bobinado de
separación ancha, a través de la separación de la capa de bobinado
de separación ancha. El paso del hilo que constituye la capa de
bobinado de separación ancha se fija en cierto valor en un intervalo
de dos a cuatro veces el diámetro del hilo. La capa de bobinado
superior y la capa de bobinado inferior comprenden una parte que
tiene un paso de hilo equivalente a dos hasta 10 veces el diámetro
del hilo. Alternativamente, la capa de bobinado inferior tiene un
paso de hilo no mayor que dos veces el diámetro del
hilo.
hilo.
Además, la bobina electromagnética del presente
invento puede comprender una canilla cilíndrica que define una
sección de arrollamiento, una parte de transferencia del
arrollamiento formada parcialmente sobre una pared cilíndrica
exterior de la sección de arrollamiento de tal manera que se
extiende en una dirección circunferencial de la misma, una parte de
retén del arrollamiento formada sobre el resto de la pared
cilíndrica de la sección de arrollamiento de tal manera que se
extiende en la dirección circunferencial, y un hilo bobinado en la
sección de arrollamiento de manera que forma una capa de bobinado
múltiple que se extiende secuencialmente desde un extremo hacia el
otro extremo.
Según las particularidades de las realizaciones
preferidas, por lo tanto, la parte de transferencia del
arrollamiento y la parte de retén del arrollamiento están alineadas
en la misma dirección circunferencial, mientras que la parte
adyacente de transferencia del arrollamiento y la parte adyacente de
retén del arrollamiento están espaciadas de estas parte de
transferencia del arrollamiento y parte de retén del arrollamiento
en la dirección axial.
Alternativamente, la bobina electromagnética del
presente invento puede comprender además una canilla cilíndrica que
define una sección de arrollamiento y que tiene una sección
transversal circular, una parte de borde formada sobre una pared
cilíndrica exterior de la sección de arrollamiento de tal manera que
se extiende en una dirección axial de la misma, y un hilo bobinado
en la sección de arrollamiento de manera que forma una capa de
bobinado múltiple que se extiende secuencialmente desde un extremo
hacia el otro extremo.
\newpage
Según las particularidades de las realizaciones
preferidas, la parte de borde está formada por una superficie curva
que define la pared cilíndrica exterior de la parte de arrollamiento
y una superficie plana formada cortando parcialmente la pared
cilíndrica exterior de la parte de arrollamiento.
Los anteriores y otros objetos, características
y ventajas del presente invento resultarán más evidentes a partir
de la siguiente descripción detallada, que debe leerse en unión de
los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 es una vista esquemática que muestra
un aparato de fabricación de bobinas de arrollamiento de solape
oblicuo y una bobina de arrollamiento de solape oblicuo que está
siendo bobinada según una primera realización del presente
invento;
la Figura 2 es una vista en sección transversal
vertical que muestra una bobina de encendido para un motor de
combustión interna que incorpora la bobina de arrollamiento de
solape oblicuo según la primera realización del presente
invento;
la Figura 3 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de una línea III-III de una
sección transformadora mostrada en la Figura 2;
la Figura 4 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de una línea IV-IV de un carrete
primario mostrado en la Figura 1;
la Figura 5 es una vista en sección transversal
axial que muestra esquemáticamente un saliente formado sobre un
carrete secundario;
la Figura 6 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente un método de bobinado de la bobina de
arrollamiento de solape oblicuo según la primera realización del
presente invento;
la Figura 7A es una vista en perspectiva que
muestra parcialmente un carrete secundario según una segunda
realización del presente invento;
la Figura 7B es una vista en perspectiva que
muestra parcialmente otro ejemplo del carrete secundario según la
segunda realización del presente invento;
la Figura 8A es una vista en sección transversal
radial que muestra todavía otro ejemplo del carrete secundario
según la segunda realización del presente invento;
la Figura 8B es una vista en sección transversal
radial que muestra aún otro ejemplo del carrete secundario según la
segunda realización del presente invento;
la Figura 9 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente un método de bobinado de la bobina de
arrollamiento de solape oblicuo según una tercera realización del
presente invento;
la Figura 10 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente un método de bobinado de la bobina de
arrollamiento de solape oblicuo según una cuarta realización del
presente invento; y
la Figura 11 es una vista en sección transversal
que muestra esquemáticamente un método de bobinado convencional de
la bobina de arrollamiento de solape oblicuo.
Las realizaciones preferidas del presente
invento serán explicadas con mayor detalle más adelante, con
referencia a los dibujos adjuntos. Las partes idénticas se indican
por los mismos números de referencia en todas las vistas.
Primera
realización
Una bobina electromagnética del presente invento
aplicable a una bobina de encendido para un motor de combustión
interna será explicada con referencia a las Figuras 2 a 5.
Como se muestra en la Figura 2, una bobina de
encendido 2 para un motor de combustión interna (denominada en lo
sucesivo "bobina de encendido") comprende principalmente una
sección transformadora cilíndrica 5, una sección de circuito de
control 7 situada en un extremo de la sección transformadora 5 para
controlar el flujo de una corriente primaria suministrada a la
sección transformadora 5, y una sección de conexión 6 situada en el
otro extremo de la sección transformadora 5 para suministrar una
tensión secundaria de la sección transformadora 5 a una bujía de
encendido (no mostrada).
\newpage
La bobina de encendido 2 comprende una envoltura
cilíndrica 100 que es un producto de resina y sirve como carcasa de
la bobina de encendido 2. En esta carcasa 100 está formada una
cámara de alojamiento 102. Esta cámara de alojamiento 102 está
rellena de aceite de aislamiento 29 y aloja en su interior a la
sección transformadora 5 que genera una salida de alta tensión y a
la sección de circuito de control 7. En el extremo superior de la
cámara de alojamiento 102 está previsto un conector 9 de entrada de
señal de control. En el extremo inferior de la cámara de
alojamiento 102 está formada una sección de fondo 104. La sección de
fondo 104 está cerrada por la sección de fondo de una copa 15
descrita luego. La pared cilíndrica exterior de esta copa 15 está
cubierta por la sección de conexión 6 situada en el extremo
inferior de la envoltura 100.
La sección de conexión 6 comprende una parte
cilíndrica 105 integral con la envoltura 100 y que se extiende
desde ésta para alojar en su interior una bujía de encendido (no
mostrada). Una caperuza de conexión 13, hecha de goma, está
acoplada alrededor del extremo abierto de esta parte cilíndrica 105.
Más específicamente, en la sección de fondo 104, situada en el
extremo superior de la parte cilíndrica 105, está prevista la copa
metálica 15 que sirve como un elemento conductivo. La copa metálica
15 se ha formado integralmente con el material de resina de la
envoltura 100 mediante moldeo con insertos. En consecuencia, la
cámara de alojamiento 102 y la sección de conexión 6 están
separadas herméticamente.
Un muelle 17 es un muelle de compresión apoyado
en su extremo de base sobre el fondo de la copa 15. Cuando la bujía
de encendido (no mostrada) es insertada dentro del agujero interno
de la sección de conexión 6, un electrodo de la bujía de encendido
es puesto en contacto eléctrico con el extremo distante del muelle
17.
El conector 9 de entrada de señal de control se
compone de una carcasa de conector 18 y puntas de conexión 19. La
carcasa de conector 18 está formada integralmente con la envoltura
100. Un total de tres puntas de conexión 19 están insertadas en la
carcasa de conector 18 y moldeadas integralmente junto con ésta de
manera que se extienden a través de la envoltura 100 y se pueden
conectar con un componente exterior.
En el extremo superior de la envoltura 100 está
formada una abertura 100a. La sección transformadora 5, la sección
de circuito de control 7, y el aceite aislante 29 son introducidos
dentro de la cámara de alojamiento 102 desde fuera a través de esta
abertura 100a. Esta abertura 100a está cerrada herméticamente
mediante una tapa de resina 31 y un anillo tórico 32. Además, el
extremo superior de la envoltura 100 está tapado por una cubierta
metálica 33 que cubre la superficie de la tapa de resina 31.
La sección transformadora 5 comprende un núcleo
de hierro 502, imanes 504 y 506, un carrete secundario 510, una
bobina secundaria 512, un carrete primario 514 y una bobina primaria
516.
El núcleo de hierro 502 de una forma cilíndrica
está constituido por chapas finas laminadas de acero al silicio de
manera que formen una sección transversal circular. Los imanes 504 y
506 están fijados mediante cinta adhesiva a los extremos axiales de
este núcleo de hierro 502. Estos imanes 504 y 506 tienen la misma
polaridad cuya dirección es opuesta a la dirección del flujo
magnético a ser generado cuando se excita la bobina.
El carrete secundario 510, que sirve como
canilla, es un producto de resina formado a manera de un cuerpo
cilíndrico que tiene una sección transversal circular y que tiene un
fondo con pestañas 510a y 510b previstas a ambos extremos del
mismo. El extremo inferior del carrete secundario 510 está
esencialmente cerrado por una parte de fondo 510c.
Sobre la parte de fondo 510c del carrete
secundario 510 está fijada una placa terminal 34. Esta placa
terminal 34 está conectada eléctricamente a un conductor (no
mostrado) extraído de un extremo de la bobina secundaria 512. Un
muelle 27 está fijado a esta placa terminal 34, de manera que la
placa terminal 34 puede ser puesta en contacto eléctrico con la
copa 15. Esta placa terminal 34 y el muelle 27 sirven en cooperación
como miembro conductivo lateral del carrete. Cuando en la bobina
secundaria 512 se induce una salida de alta tensión, es
suministrada al electrodo de la bujía de encendido (no mostrada) a
través de esta placa terminal 34, el muelle 27, la copa 15 y el
muelle 17.
Sobre el extremo del carrete 510 opuesto a la
parte de fondo 510c está formada una parte cilíndrica 510f, de
manera que sobresale de él coaxialmente con el carrete secundario
510. El núcleo de hierro 502 y el imán 506 están alojados en el
agujero de este carrete secundario 510. La bobina secundaria 512
está situada alrededor de la superficie cilíndrica exterior del
carrete secundario 510. La bobina secundaria 512 está devanada
mediante un aparato de bobinar descrito después.
Una parte de arrollamiento cilíndrica 510d,
situada entre dos pestañas 510a y 510b del carrete secundario 510,
está provista de una pluralidad de salientes 510e sobre una
superficie cilíndrica de la misma, como se muestra en la Figura 4.
Estos salientes 510e sirven como retenes del arrollamiento. La
Figura 4 muestra una condición en la que el hilo 520 no está
arrollado todavía alrededor del carrete secundario 510. La Figura 4
muestra claramente la posición de cada saliente 510e con respecto a
una sección transversal de la parte de arrollamiento 510d que está
tomada a lo largo de un radio de la misma y vista desde la dirección
axial.
Cada saliente 510e se extiende en la dirección
circunferencial de la parte de arrollamiento 510d dentro de una
región angular predeterminada. Una parte de separación apropiada,
que sirve como una parte de transferencia del arrollamiento, está
formada entre dos salientes 510e y 510e dispuestos adyacentes uno al
otro en la dirección circunferencial. El hilo 520 se arrolla
alrededor de la parte de arrollamiento 510d pasando a través de esta
parte de separación sin causar interferencia entre ellas. Más
específicamente, la pared cilíndrica exterior del carrete
secundario 510 es básicamente la parte de separación excepto que el
saliente 510e está formado sobre ella.
La Figura 1, que es una vista esquemática que
muestra un aparato de bobinar descrito después, muestra claramente
la posición de cada saliente 510e con respecto a la superficie
cilíndrica del carrete secundario 510.
Como se muestra en la Figura 1, los salientes
510e-510e, formados sobre la superficie cilíndrica
de la parte de arrollamiento 510d, están espaciados a intervalos
iguales en las direcciones circunferenciales. Más específicamente,
dos salientes 510e y 510e adyacentes uno al otro en la dirección
circunferencial están dispuestos sobre una línea espiral que se
extiende a lo largo de la superficie cilíndrica de la parte de
arrollamiento 510d. La finalidad de alinear cada saliente 510e de
esta manera es impedir cualquier interferencia entre el hilo 520 y
cada saliente 510e cuando el hilo 520 se arrolla alrededor de la
parte de arrollamiento 510d. De este modo, se impide con seguridad
que el hilo 520 se cruce sobre los salientes 510e cuando se arrolla
alrededor del carrete secundario 510. Por ejemplo, un revestimiento
aislante que cubra la superficie exterior del hilo 520 estará
impedido con seguridad de ser dañado por el saliente 510e formado en
una configuración puntiaguda.
El retén del arrollamiento del presente invento
no está limitado sólo al saliente 510e; por ejemplo, un retén del
arrollamiento comparable aplicable a este invento sería una
acanaladura que se extendiera en la dirección circunferencial de la
parte de arrollamiento 510d del carrete secundario 510 dentro de una
región angular predeterminada. En este caso, una parte de
separación apropiada, que sirve como una parte de transferencia del
arrollamiento, está formada entre dos acanaladuras dispuestas
adyacentes una a la otra en la dirección circunferencial. El hilo
520 se arrolla alrededor de la parte de arrollamiento 510d pasando a
través de esta parte de separación sin causar interferencia entre
ellas. Más específicamente, la pared cilíndrica exterior del
carrete secundario 510 es básicamente la parte de separación excepto
que la acanaladura que sirve como retén del arrollamiento está
formada sobre ella. Alternativamente, también es preferible prever
una acanaladura anular que se extienda completamente alrededor de
la parte de arrollamiento 510d. En este caso, la acanaladura anular
tiene un fondo ondulado para diferenciar la profundidad de la
acanaladura localmente, de manera que una parte profunda de la
acanaladura anular sirve como el retén del arrollamiento del
presente invento mientras que una parte poco profunda sirve como la
parte de transferencia del arrollamiento del presente
invento.
invento.
La Figura 5 muestra una sección transversal del
carrete secundario 510, tomada a lo largo del eje del carrete
secundario 510. Como resulta claro de la Figura 5, el saliente 510e
formado sobre la superficie cilíndrica exterior del carrete
secundario 510 tiene una sección transversal triangular. Una
superficie inclinada 510g del saliente 510e, que mira hacia la
dirección de avance del hilo 520 arrollado alrededor de la parte de
arrollamiento 510d, está inclinada en un ángulo alfa. La superficie
inclinada 510g impide al hilo 520 montarse sobre el saliente 510e
cuando se arrolla alrededor de la parte de arrollamiento 510d. Un
valor práctico para el ángulo alfa es, por ejemplo, 60º
sexagesimales o más. La altura H del saliente 510e que se extiende
en una dirección radialmente exterior del carrete secundario 510 es
mayor que el diámetro del hilo 520 arrollado alrededor del carrete
secundario 510.
Sin embargo, la sección transversal del saliente
510e no está limitada a un triángulo, y por lo tanto puede ser
cualquiera de un rectángulo, un polígono, un semicírculo o
similares, si tal configuración puede producirse mediante el
proceso de moldeo de resina del carrete secundario 510.
En lo sucesivo, se supone que el hilo 520,
arrollado alrededor del carrete secundario 510, tiene un diámetro
de 0,07 mm incluyendo un espesor de su revestimiento aislante. El
hilo 520 se arrolla oblicuamente en un ángulo inclinado de 15º
sexagesimales. El tamaño de cada saliente 510e formado sobre el
carrete secundario 510 se explicará con referencia a las Figuras 1
y 5.
Como se muestra en la Figura 1, los salientes
510e están formados sobre la pared cilíndrica exterior de la parte
de arrollamiento 510d a intervalos axiales de "D". El intervalo
"D" está determinado apropiadamente de acuerdo con el diámetro
del hilo 520 y otros. Por ejemplo, el intervalo axial "D" está
fijado en 0,02 mm cuando el diámetro del hilo 520 es 0,07 mm.
Mientras tanto, la altura máxima "H" de cada saliente 510e está
fijada en tres veces el diámetro del hilo 520. Por lo tanto, la
altura máxima "H" está fijada en 0,2 mm cuando el diámetro del
hilo 520 es 0,07 mm. Además, puesto que cada saliente 510e se
extiende en la dirección circunferencial del carrete secundario 510
dentro de un intervalo angular limitado, el hilo 520 no se dobla por
el saliente 510e en un ángulo menor. Por lo tanto, el hilo 520
puede trasladarse fácilmente a una capa de bobinado adyacente. De
las superficies inclinadas que definen el saliente 510e, la
superficie inclinada 510g que se opone a la dirección de avance de
arrollamiento del hilo 520 está fijada en el ángulo alfa descrito
anteriormente, no menor de 60º sexagesimales y preferiblemente de
85º sexagesimales, con respecto a la superficie de la parte de
arrollamiento 510d.
Con la formación del saliente 510e sobre la
parte de arrollamiento 510d de la manera arriba descrita, la
superficie inclinada 510g detiene con seguridad el movimiento de
traslación del hilo 520 arrollado alrededor de la pared cilíndrica
exterior de la parte de arrollamiento 510d incluso si el hilo 520 se
desliza en la dirección axial. De este modo, resulta posible
impedir con seguridad el colapso del devanado debido al
deslizamiento del hilo 520 a lo largo de la pared cilíndrica
exterior de la parte de arrollamiento 510d.
\newpage
Como se muestra en la Figura 2, el carrete
primario 514, que es un producto de moldeo de resina, está formado
a manera de un cuerpo cilíndrico con un fondo y pestañas opuestas
superior e inferior 514a y 514b. Una parte de tapa 514c cierra el
extremo superior del carrete primario 514. Este carrete primario 514
tiene una superficie cilíndrica exterior sobre la que se arrolla la
bobina primaria 516.
La parte de tapa 514c del carrete primario 514
está formada con una parte cilíndrica 514f que se extiende hacia el
extremo inferior del carrete primario 514. La parte cilíndrica 514f
es coaxial con el carrete primario 514. En la parte de tapa 514c
está formada una parte de abertura 514d. La parte cilíndrica 514f
está dispuesta o insertada coaxialmente dentro de la parte
cilíndrica 510f del carrete secundario 510 cuando el anteriormente
descrito carrete secundario 510 se ensambla con el carrete primario
514. En consecuencia, cuando se ensamblan el carrete primario 514 y
el carrete secundario 510, el núcleo de hierro 502 con los imanes
504 y 506 a ambos lados del mismo se interpone o forma un sándwich
entre la parte de tapa 514c del carrete primario 514 y la parte de
fondo 510c del carrete secundario 510.
Como se muestra en las Figuras 2 y 3, la bobina
primaria 516 se arrolla alrededor del carrete primario 514. Por
fuera de la bobina primaria 516 está previsto un núcleo auxiliar 508
que tiene una ranura 508a. Este núcleo auxiliar 508 está formado
arrollando un acero al silicio fino en una forma cilíndrica, con la
ranura 508a que se extiende axialmente mantenida entre su borde
inicial de arrollamiento y su borde final de arrollamiento. La
longitud axial del núcleo auxiliar 508 es igual que la distancia
desde la periferia exterior del imán 504 a la periferia exterior
del imán 506. Con esta disposición se hace posible reducir las
corrientes parásitas que fluyen en la dirección circunferencial del
núcleo auxiliar 508.
La cámara de alojamiento 102, que aloja a la
sección transformadora 5 y a las otras en su interior, se rellena
con aceite aislante 29, quedando un pequeño espacio de aire en la
parte superior de la misma. El aceite aislante 29 penetra a través
de la abertura extrema inferior del carrete primario 514, la parte
de abertura 514d abierta en el centro de la parte de tapa 514c del
carrete primario 514, la abertura extrema superior del carrete
secundario 510 y otras aberturas no mostradas. El aceite aislante
29 asegura el aislamiento eléctrico entre el núcleo de hierro 502,
la bobina secundaria 512, la bobina primaria 516, el núcleo auxiliar
508 y otros.
A continuación, con referencia a la Figura 1 se
explicará un aparato de bobinar para devanar el hilo 520 alrededor
del carrete secundario 510 para formar la bobina secundaria 512.
Como se muestra en la Figura 1, un aparato de
bobinar 600 para devanar la bobina secundaria 512 comprende una
sección de soporte de canilla 602, una sección de giro de canilla
604, una sección de eje de alimentación 607, una sección de eje
transversal 609, una sección de boquilla de bobinar 610, una sección
de control 612 y otras.
La sección de soporte de canilla 602, que actúa
como una sección de soporte, comprende una parte de eje 602a que
tiene una longitud axial más larga que la del carrete secundario
510, y una parte de retén 602b que recibe a la pestaña 510a del
carrete secundario 510 cuando la parte de eje 602a se inserta en un
agujero axial del carrete secundario 510. La sección de soporte de
canilla 602 es hecha girar en una dirección predeterminada por la
sección de giro de canilla 604 que comprende un mecanismo de
giro.
La sección de giro de canilla 604, que actúa
como una sección de arrastre giratorio, es controlada por la
sección de control 612. Particularmente, la sección de control 612
controla la marcha y parada del giro de la sección de giro de
canilla 604 así como la velocidad de su rotación. El control de la
sección de giro de canilla 604 está correlacionado con otros
controles de la sección de eje de alimentación 607 y de la sección
de eje transversal 609 que también están controlados por la sección
de control 612.
La sección de eje de alimentación 607 comprende
un mecanismo que puede trasladarse a lo largo de un eje giratorio
606a en respuesta al giro de dicho eje giratorio 606a. El eje
giratorio 606a se extiende en paralelo con el centro de rotación
del carrete secundario 510 colocado sobre la sección de soporte de
canilla 602 con un juego predeterminado. Cuando la sección de eje
transversal 609 produce un movimiento alternativo individual
completo, la sección de eje de alimentación 607 avanza en la
dirección de una flecha "A" una distancia predeterminada.
Una sección de arrastre de eje giratorio 606
está situada en un extremo base del eje giratorio 606a, e incluye
un mecanismo para hacer girar este eje giratorio 606a. La sección de
control 612 controla esta sección de arrastre de eje giratorio
606.
La sección de eje transversal 609 comprende un
mecanismo que puede trasladarse a lo largo de un eje giratorio 608a
en sincronismo con el giro del eje giratorio 608a. El eje giratorio
608a está inclinado con respecto al eje del carrete secundario 510
en un ángulo predeterminado. La sección de eje transversal 609
produce un movimiento alternativo a lo largo del eje giratorio 608a
en concordancia con la dirección de rotación del eje giratorio
608a, trasladando con ello la sección de boquilla de bobinar 610
fijada sobre la sección de eje transversal 609. Con esta
disposición, la sección de boquilla de bobinar 610 se traslada en
paralelo con una superficie inclinada 530 formada por el hilo 520
arrollado oblicuamente sobre la parte de arrollamiento 510d. El
ángulo de pendiente del eje giratorio 608a con respecto al eje del
carrete secundario 510 puede variarse arbitrariamente durante la
operación de bobinado del hilo 520 arrollado alrededor del carrete
secundario 510.
\newpage
Una sección de arrastre de eje giratorio 608
está fijada sobre la sección de eje de alimentación 607 y
posicionada sobre un extremo base del eje giratorio 608a. La
sección de arrastre de eje giratorio 608 comprende un mecanismo
para hacer girar el eje giratorio 608a. La sección de control 612
controla esta sección de arrastre de eje giratorio 608, de la misma
manera que la otra sección de arrastre de eje giratorio 606.
La sección de boquilla de bobinar 610, que actúa
como una sección de boquilla, está fijada sobre la sección de eje
transversal 609 y produce un movimiento de traslación en
concordancia con el movimiento alternativo. De este modo, el hilo
520 extraído de la sección de boquilla de bobinar 610 es situado
exactamente en una posición de arrollamiento predesignada.
La sección de arrastre de eje giratorio 608, el
eje giratorio 608a y la sección de eje transversal 609 arriba
descritos constituyen cooperativamente un mecanismo de arrastre del
presente invento.
A continuación, con referencia a las Figuras 1 y
6 se explicará el método de bobinado del aparato de bobinar 600
arriba descrito para arrollar el hilo 520 alrededor del carrete
secundario 510.
Como se explica en la Figura 6, el hilo 520
arrollado alrededor del carrete secundario 510 se separa en tres
secciones de una primera sección de bobinado 541, una segunda
sección de bobinado 542 y una tercera sección de bobinado 543. El
método de bobinado del hilo 520 es diferente en cada una de estas
tres secciones de bobinado 541, 542 y 543.
En la primera sección de bobinado 541, el hilo
520 extraído de la sección de boquilla de bobinar 610 es arrollado
primero desde la pared interior de la pestaña 510a hacia la pestaña
510b en tres vueltas, lo que es un número de vueltas
predeterminado. Después de esto, el hilo 520 es arrollado en tres
vueltas sobre la capa única de hilo 520 ya arrollado tres vueltas
en la dirección inversa, es decir, hacia la pestaña 510a, de manera
que retorna a la pared interior de la pestaña 510a. Además, el hilo
520 es arrollado desde la pared interior de la pestaña 510a hacia
la pestaña 510b en tres vueltas sobre las capas de dos pisos de hilo
520 ya arrollado tres vueltas, y de nuevo arrollado otras tres
vueltas en la misma dirección a continuación de la capa de fondo de
hilo 520 ya arrollado tres vueltas. En este momento, la capa de
fondo se compone de seis vueltas de hilo 520, la capa del segundo
piso se compone de tres vueltas de hilo 520, y la capa del tercer
piso se compone de tres vueltas de hilo 520. Después, el hilo 520
es arrollado sobre la multicapa así formada en la dirección inversa
en seis vueltas hacia la pestaña 510a y retorna a la pared interior
de la pestaña 510a. A continuación, el hilo 520 es arrollado desde
la pared interior de la pestaña 510a hacia la pestaña 510b en tres
vueltas sobre las capas de cuatro pisos de hilo 520 ya arrollado
tres vueltas, y de nuevo arrollado otras tres vueltas en la misma
dirección sobre las capas de dos pisos de hilo 520 ya arrollado tres
vueltas, y luego arrollado otras tres vueltas en la misma dirección
a continuación de la capa de fondo de hilo 520 ya arrollado seis
vueltas. En este momento, la capa de fondo se compone de nueve
vueltas de hilo 520, las capas del segundo y tercer piso se
componen de seis vueltas de hilo 520, y las capas del cuarto y
quinto piso se componen de tres vueltas de hilo 520, como se
muestra en la Figura 6.
De esta manera, la posición de arrollamiento se
hace adelantar en la adición de tres vueltas, lo que se designa
como el número de vueltas predeterminado, hacia la pestaña 510b,
formando con ello una multicapa que se extiende en la dirección
radialmente hacia fuera en el centro de la parte de arrollamiento
510d. Se forma así una superficie inclinada 530 en el lado de
avance de la multicapa de hilo 520. El ángulo de inclinación
\theta1 de la superficie inclinada 530 está determinado por el
"número de vueltas predeterminado" arriba descrito que define
el incremento de avance del hilo 520 hacia la pestaña 510b. Por
ejemplo, el ángulo de inclinación \theta1 se fija en 10º
sexagesimales o más. Este ángulo de inclinación \theta1 puede
fijarse arbitrariamente variando el "número de vueltas
predeterminado". Puesto que la sección de boquilla de bobinar 610
produce un movimiento de traslación alternativo en concordancia con
el ángulo de pendiente \theta1, es posible mantener uniformemente
la alineación del hilo 520.
Cuanto menor es el ángulo de pendiente
\theta1, aumenta el número de espiras de hilo 520 por superficie
inclinada 530 individual. En estas condiciones, una diferencia de
potencial eléctrico entre dos hilos 520 próximos de dos superficies
inclinadas adyacentes llega a ser grande. Esto necesariamente
requiere que el hilo 520 posea una tensión de perforación
suficientemente alta, lo que resulta en el aumento del espesor del
revestimiento aislante del hilo 520 así como en el aumento de tamaño
de la sección transformadora 5. A causa de lo anterior, es
conveniente fijar el ángulo de pendiente \theta1 de la capa
inclinada de hilo 520 en algún valor en el intervalo de 8º
sexagesimales a 17º sexagesimales, preferentemente 13º
sexagesimales, 14º sexagesimales o 15º sexagesimales. Con esta
disposición, se hace posible impedir el colapso del devanado así
como asegurar la tensión de perforación requerida para el hilo 520
de la sección transformadora 5.
En la segunda sección de bobinado 542, el hilo
520 es arrollado a lo largo de la superficie inclinada 530 formada
en la primera sección de bobinado 541, de manera que forma una
superficie inclinada que tiene el ángulo de pendiente idéntico al
de la superficie inclinada 530. La Figura 1 muestra la operación de
bobinado del aparato de bobinar 600 en la segunda sección de
bobinado 542, en la que se muestra esquemáticamente el movimiento
de la sección de boquilla de bobinar 610. En las Figuras 1 y 6, cada
círculo negro o una línea ancha negra representa un hilo 520a del
lado de avance que es arrollado alrededor del carrete secundario 510
en una carrera de avance durante la cual la sección de boquilla de
bobinar 610 se aproxima hacia la pared cilíndrica exterior del
carrete secundario 510. Mientras tanto, cada círculo blanco o una
línea ancha blanca representa un hilo 520b del lado de retroceso
que es arrollado alrededor del carrete secundario 510 en una carrera
de retroceso durante la cual la sección de boquilla de bobinar 610
se aparta de la pared cilíndrica exterior del carrete secundario
510.
La sección de eje transversal 609 se traslada
con un paso de arrollamiento P1 predeterminado, por ejemplo de dos
a 10 veces el diámetro del hilo 520, en concordancia con la rotación
de la sección de giro de canilla 604. Por lo tanto, el hilo 520
extraído de la sección de boquilla de bobinar 610 que se traslada
junto con esta sección de eje transversal 609 se arrolla con este
paso de arrollamiento P1 sobre la superficie inclinada 530 formada
por la primera sección de bobinado 541. En otras palabras, el hilo
520 se arrolla en espiral a lo largo de la superficie inclinada 530
a intervalos del paso de arrollamiento P1 equivalente a dos hasta
10 veces el diámetro del hilo 520. Por esta razón, como se muestra
en la Figura 1, el hilo 520a del lado de avance y el hilo 520b del
lado de retroceso se cruzan uno con otro con un ángulo beta. (En lo
sucesivo, este método de bobinado es denominado "método de
bobinado cruzado").
La Figura 6 muestra una condición en la que el
hilo 520a del lado de avance se arrolla como una primera capa
oblicua y luego el hilo 520b del lado de retroceso se arrolla sobre
esta primera capa oblicua de manera que forma una segunda capa
oblicua. Adoptando el método de bobinado cruzado, el hilo 520a del
lado de avance y el hilo 520b del lado de retroceso se arrollan con
el paso P1 predeterminado y se hace posible aumentar el ángulo de
intersección beta al que el hilo 520a del lado de avance se cruza
con el hilo 520b del lado de retroceso. Cuando el ángulo de
intersección beta es grande, dos hilos 520 superpuestos en la
dirección hacia arriba y hacia abajo se ponen en contacto uno con
otro en puntos de cruce. Cuando el ángulo de intersección beta es
pequeño, dos hilos 520 superpuestos en la dirección hacia arriba y
hacia abajo se ponen en contacto uno con otro en segmentos de
línea. En otras palabras, cuanto mayor es el ángulo de intersección
beta, menor es la parte que está en contacto entre dos hilos 520
superpuestos en la dirección hacia arriba y hacia abajo. Esto es
ventajoso para impedir que el hilo 520b del lado de retroceso,
cuando se arrolla sobre el hilo 520a del lado de avance, saque
accidentalmente a este hilo 520a del lado de avance de la posición
de arrollamiento predeterminada. Así, el desplazamiento indeseable
del hilo 520 es eliminado con seguridad. Por lo tanto, se hace
posible impedir el deterioro de la calidad de aislamiento debido al
colapso del devanado.
Como se ha descrito anteriormente, el efecto de
impedir el colapso del devanado se asegura con el "paso de
arrollamiento P1 predeterminado" en aumento. Por otra parte, un
"paso de arrollamiento P1 predeterminado" mayor reducirá el
número total de espiras por superficie inclinada individual 530
formada por la primera sección de bobinado 541. Por lo tanto, para
satisfacer un número predeterminado de espiras requerido para la
bobina secundaria 512, el número de movimientos alternativos de la
sección de eje transversal 609 será aumentado necesariamente. Esto
conducirá a la disminución de la eficiencia de la producción así
como al aumento de tamaño de la sección transformadora 5 debido a
la reducción de la densidad de bobinado. A causa de lo anterior, es
conveniente que el "paso de arrollamiento P1 predeterminado" se
fije en algún valor en el intervalo de dos a cuatro veces el
diámetro del hilo 520. Con estos reglajes, se hace posible impedir
efectivamente el colapso del devanado sin reducir la eficiencia de
la producción así como sin aumentar el tamaño de la sección
transformadora 5.
Además, como se muestra en la Figura 6, la
sección de boquilla de bobinar 610 produce un movimiento alternativo
en paralelo con la superficie inclinada 530 formada por la primera
sección de bobinado 541. Esto es eficaz para mantener la distancia
entre la sección de boquilla de bobinar 610 y la posición de
arrollamiento del hilo 520 en un valor mínimo no importa dónde esté
situado el hilo 520 con respecto al carrete secundario 510. Más
específicamente, se supone ahora que "L1" representa una
distancia entre la sección de boquilla de bobinar 610 y la posición
de arrollamiento del hilo 520 en el momento en que el hilo 520
arrollado alrededor del carrete secundario 510 se transfiere desde
la capa de hilo 520b del lado de retroceso a la capa de hilo 520a
del lado de avance. Por otra parte, "L2" representa una
distancia entre la sección de boquilla de bobinar 610 y la posición
de arrollamiento del hilo 520 en el momento en que el hilo 520 se
transfiere desde la capa de hilo 520a del lado de avance a la capa
de hilo 520b del lado de retroceso. Conforme al movimiento
alternativo de la sección de boquilla de bobinar 610 paralelo a la
superficie inclinada 530, se hace posible igualar la distancia L1 a
L2 y mantenerlas en el valor mínimo cuando el hilo 520 es arrollado
alrededor del carrete secundario 510. (En lo sucesivo, este método
de bobinado es denominado "método transversal oblicuo").
En consecuencia, una anchura oscilante "W1"
del hilo 520 puede ser restringida a un valor mínimo incluso en la
posición en que el hilo 520 vuelve del hilo 520a del lado de avance
al hilo 520b del lado de retroceso, es decir, en la posición de
arrollamiento en la que el hilo 520 es arrollado directamente sobre
la pared cilíndrica exterior del carrete secundario 510. De este
modo, la alineación del hilo 520 arrollado alrededor del carrete
secundario 510 puede mantenerse adecuadamente sin ser deteriorada.
Con respecto a esto, el aparato de bobinar convencional tiene una
tendencia a que la alineación del hilo se deteriore a medida que el
hilo 520 se aproxima a la pared cilíndrica exterior del carrete
secundario 510. Comparado con un aparato de bobinar convencional
semejante, el aparato de bobinar del presente invento puede mejorar
la alineación del hilo 520 y por lo tanto impedir el colapso del
devanado debido al deterioro de la alineación del hilo 520,
mejorando con ello la calidad de aislamiento.
En la tercera sección de bobinado 543, el hilo
520 es arrollado a lo largo de la superficie inclinada 531 formada
en la segunda sección de bobinado 542 de manera que forma
alternativamente hilo 520a del lado de avance e hilo 520b del lado
de retroceso por el método de bobinado cruzado. En esta tercera
sección de bobinado 543, la anchura de bobinado para el hilo 520 se
estrecha gradualmente a medida que éste se aproxima al final del
bobinado. Por lo tanto, la magnitud de traslación de la sección de
eje transversal 609 se reduce en correspondencia gradualmente. La
alineación del hilo 520 puede ser mejorada en la tercera sección de
bobinado 543 así como en la segunda sección de bobinado 542, porque
el hilo 520 es arrollado por el método transversal oblicuo
anteriormente descrito. Así, se hace posible impedir que se
produzca el colapso del devanado debido al deterioro de la
alineación del hilo 520, mejorando con ello la calidad de
aislamiento.
Segunda
realización
En lo que sigue se explicará una segunda
realización del presente invento con referencia a las Figuras 7 y
8. Los ejemplos de la segunda realización mostrados en las Figuras
7A, 7B y 8A tienen al menos una superficie plana formada sobre el
cuerpo cilíndrico exterior del carrete secundario. La superficie
plana está formada cortando o eliminando parcialmente el cuerpo
cilíndrico del carrete secundario a lo largo de una cuerda de una
sección transversal circular del cuerpo cilíndrico. La superficie
plana se extiende en la dirección axial del carrete secundario
cilíndrico. Otro ejemplo de la segunda realización mostrado en la
Figura 8B tiene al menos un saliente formado sobre la pared
cilíndrica exterior del carrete secundario. Este saliente está
formado como una parte de borde que tiene una sección transversal
triangular y se extiende en la dirección axial del carrete
secundario cilíndrico.
Como se muestra en la Figura 7A, un carrete
secundario 560 tiene un cuerpo cilíndrico. Sobre la pared cilíndrica
exterior del carrete secundario 560 están formadas dos superficies
planas 564. Estas dos superficies planas 564 están espaciadas en la
dirección circunferencial a intervalos de 180º sexagesimales y se
extienden respectivamente de forma continua en la dirección axial
del carrete secundario 560. Con la previsión de estas superficies
planas 564 sobre la pared cilíndrica exterior del carrete secundario
560, se forma una parte de borde 567 a lo largo del límite entre
cada superficie plana 564 y cada superficie curva 562 donde no está
formada ninguna superficie plana 564. La previsión de estas
superficies planas continuas 564 es eficaz para impedir que el hilo
se deslice y produzca dislocación indeseable en la dirección axial
del carrete secundario 560 cuando se arrolla alrededor de la pared
cilíndrica exterior del carrete secundario 560, porque el hilo se
acopla fuertemente con las partes de borde 567 mediante una fuerza
de presión que actúa en la dirección radialmente hacia dentro del
carrete secundario 560 cuando se arrolla el hilo.
Una modificación 1 del carrete secundario de la
segunda realización mostrada en la Figura 7B es similar al carrete
secundario 560 arriba descrito pero diferente en que las superficies
planas están formadas parcialmente en la dirección axial y
desviadas en la dirección circunferencial. Más específicamente, un
carrete secundario 570 tiene un cuerpo cilíndrico. Sobre la pared
cilíndrica exterior del carrete secundario 570 están formadas dos
superficies planas 574. Estas dos superficies planas 574 están
espaciadas a intervalos de 180º sexagesimales en la dirección
circunferencial y se extienden respectivamente de forma parcial en
la dirección axial del carrete secundario 570. Con la previsión de
estas superficies planas 574 sobre la pared cilíndrica exterior del
carrete secundario 570, se forma una parte de borde 572 a lo largo
del límite entre cada superficie plana 574 y una superficie curva
573 donde no está formada ninguna superficie plana 574. La anchura
axial de cada superficie plana 574 es idéntica a la anchura de una
capa de bobinado. En particular, las superficies planas 574 y sus
superficies curvas asociadas 573 se arrollan con una capa de
bobinado. Otras superficies planas 576 están formadas axialmente a
continuación de las superficies planas 574 y están desviadas de
estas superficies planas 574 en la dirección circunferencial de
manera que no se solapan unas con otras. Las superficies planas 576
y sus superficies curvas asociadas 575 se arrollan con la siguiente
capa de bobinado. De modo similar, todavía otras superficies planas
578 están formadas axialmente a continuación de las superficies
planas 576 y están desviadas de estas superficies planas 576 en la
dirección circunferencial de manera que no se solapan unas con
otras. Las superficies planas 578 y sus superficies curvas asociadas
577 se arrollan con la todavía siguiente capa de bobinado.
De esta manera se forma una pluralidad de partes
de borde 572 a lo largo de los límites entre superficies curvas 573
y superficies planas 574, y entre superficies curvas 575 y
superficies planas 576, y además entre superficies curvas 577 y
superficies planas 578. La previsión de estas superficies planas
parciales 574, 576 y 578 es eficaz para impedir que el hilo se
deslice y produzca dislocación indeseable en la dirección axial del
carrete secundario 570 cuando se arrolla alrededor de la pared
cilíndrica exterior del carrete secundario 570, porque el hilo se
acopla fuertemente con las partes de borde 572 mediante una fuerza
de presión que actúa en la dirección radialmente hacia dentro del
carrete secundario 570 cuando se arrolla el hilo, como en el
carrete secundario 560 arriba descrito.
Una modificación 2 del carrete secundario de la
segunda realización mostrada en la Figura 8A se caracteriza porque
sobre la pared cilíndrica exterior de un carrete secundario 580 está
formado un total de tres superficies planas 584 de manera que están
igualmente espaciadas en la dirección circunferencial a intervalos
de 120º sexagesimales. Previendo tres superficies planas 584 en la
dirección circunferencial, se hace posible aumentar el número de
partes de borde 585 formadas a lo largo de los límites entre
superficies curvas 582 y superficies planas 584. El acoplamiento
entre el hilo y las partes de borde, por lo tanto, puede ser
mejorado en conjunto en este carrete secundario 580, cuando se
compara con los carretes secundarios 560 y 570 anteriormente
descritos. De este modo, se hace posible impedir con seguridad que
el hilo produzca dislocación axial indeseable a lo largo de la
pared cilíndrica exterior del carrete secundario.
Una modificación 3 del carrete secundario de la
segunda realización mostrada en la Figura 8B se caracteriza porque
sobre la pared cilíndrica exterior de un carrete secundario 590, a
intervalos de 45º sexagesimales en la dirección circunferencial,
están formados salientes 594, que sirven cada uno como una parte de
borde que tiene una sección transversal triangular y se extiende en
la dirección axial. La formación de estos salientes 594 sobre la
pared exterior del carrete secundario 590 es eficaz para impedir que
el hilo se deslice y produzca dislocación indeseable en la
dirección axial del carrete secundario 590 cuando se arrolla
alrededor de la pared cilíndrica exterior del carrete secundario
590, porque el hilo se acopla fuertemente con los vértices de los
salientes 594 mediante una fuerza de presión que actúa en la
dirección radialmente hacia dentro del carrete secundario 590
cuando se arrolla el hilo. Por lo tanto, el efecto de impedir al
hilo dislocarse en la dirección axial del carrete secundario puede
obtenerse con seguridad de la misma manera que en los carretes
secundarios 560, 570 y 580 anteriormente descritos.
Como se ha descrito arriba, los carretes
secundarios 560, 570, 580 y 590 de la segunda realización son
diferentes de, por ejemplo, una canilla poligonal convencionalmente
conocida, y aportan las siguientes ventajas. La configuración de
los carretes secundarios 560, 570, 580 y 590 es básicamente un
cilindro que tiene una sección transversal circular; por lo tanto,
la fuerza que actúa en la dirección radialmente hacia dentro del
carrete secundario cuando se arrolla el hilo puede mantenerse en un
valor uniforme, impidiendo que el hilo se corte inesperadamente.
Además, se hace posible reducir el espesor del carrete secundario
cilíndrico, comparado con el caso donde una canilla poligonal
sustituye a la bobina de encendido cilíndrica 2 de la primera
realización. Por lo tanto, la bobina de encendido 2 puede
fabricarse de forma compacta. En otras palabras, la calidad de
aislamiento puede ser mantenida adecuadamente sin perder los
méritos del carrete cilíndrico.
Tercera
realización
El método de bobinado de una bobina de
arrollamiento de solape oblicuo según una tercera realización del
presente invento se explicará con referencia a la Figura 9.
La tercera realización mostrada en la Figura 9
comprende una sección de boquilla de bobinar 630 que se traslada a
lo largo de un eje giratorio (no mostrado) dispuesto en una relación
espaciada en paralelo con el eje del carrete secundario 510. En
otras palabras, la tercera realización es diferente de la primera
realización en que no se adopta el método transversal oblicuo.
Como se muestra en la Figura 9, la sección de
boquilla de bobinar 630 que alimenta el hilo 520 produce un
movimiento de traslación en paralelo con el eje del carrete
secundario 510. En la segunda sección de bobinado 542 mostrada en
la Figura 9, esta sección de boquilla de bobinar 630 está controlada
por un aparato de control (no mostrado) de la siguiente manera.
Igual que la Figura 1, la Figura 9 muestra una
condición en la que el hilo 520 está siendo arrollado en la segunda
sección de bobinado 542, para ilustrar esquemáticamente el
movimiento de la sección de boquilla de bobinar 630. Así como en la
primera realización, cada círculo negro representa el hilo 520a del
lado de avance mientras que cada círculo blanco representa el hilo
520b del lado de retroceso.
La sección de boquilla de bobinar 630 se
traslada con un paso de arrollamiento P1 predeterminado, que es de
grande de dos a 10 veces el diámetro del hilo 520, en concordancia
con la rotación de la sección de giro de canilla (no mostrada). Por
lo tanto, el hilo 520 extraído de la sección de boquilla de bobinar
630 se arrolla con este paso de arrollamiento P1 sobre la
superficie inclinada 530 formada por la primera sección de bobinado
541. En otras palabras, el hilo 520 se arrolla en espiral a lo largo
de la superficie inclinada 530 a intervalos del paso de
arrollamiento P1. Por esta razón, de la misma manera que en la
primera realización, el hilo 520 se bobina por el método de
bobinado cruzado. Esto es ventajoso para impedir que el hilo 520b
del lado de retroceso, cuando se arrolla sobre el hilo 520a del
lado de avance, saque accidentalmente a este hilo 520a del lado de
avance de la posición de arrollamiento predeterminada. Así, se
elimina con seguridad el desplazamiento indeseable del hilo 520.
Por lo tanto, se hace posible impedir el deterioro de la calidad de
aislamiento debido al colapso del devanado.
Además, la sección de boquilla de bobinar 630 no
es la misma que la sección de boquilla de bobinar 610 de la primera
realización en cuanto a que la sección de boquilla de bobinar 630 no
adopta el método transversal anteriormente descrito. Por lo tanto,
una distancia "L3" no es igual a una distancia "L4", donde
"L3" representa una distancia entre la sección de boquilla de
bobinar 630 y la posición de arrollamiento del hilo 520 en el
momento en que el hilo 520 arrollado alrededor del carrete
secundario 510 se transfiere desde la capa de hilo 520b del lado de
retroceso a la capa de hilo 520a del lado de avance. Por otra parte,
"L4" representa una distancia entre la sección de boquilla de
bobinar 630 y la posición de arrollamiento del hilo 520 en el
momento en que el hilo 520 se transfiere desde la capa de hilo 520a
del lado de avance a la capa de hilo 520b del lado de retroceso.
Por lo tanto, la anchura oscilante "W2" del hilo 520 en la
posición de arrollamiento en que el hilo 520 es arrollado
directamente sobre la pared cilíndrica exterior del carrete
secundario 510 está aumentada en comparación con la anchura
oscilante "W1" del hilo 520 de la primera realización. Sin
embargo, si la anchura oscilante aumentada "W2" es todavía
satisfactoria en cuanto a mantener adecuadamente la alineación del
hilo 520 arrollado alrededor del carrete secundario 510 sin causar
el colapso del devanado, no será necesario prever especialmente un
eje giratorio dispuesto en paralelo con la superficie inclinada 530
formada por la primera sección de bobinado 541. De este modo, la
estructura del aparato de bobinar puede simplificarse y el coste de
fabricación del aparato de bobinar puede reducirse.
Cuarta
realización
El método de bobinado de una bobina de
arrollamiento de solape oblicuo según una cuarta realización del
presente invento se explicará con referencia a la Figura 10.
La cuarta realización mostrada en la Figura 10
se caracteriza porque el paso de arrollamiento del hilo 520a del
lado de avance se diferencia del paso de arrollamiento del hilo 520b
del lado de retroceso.
Igual que la Figura 1, la Figura 10 muestra una
condición en la que el hilo 520 es arrollado en la segunda sección
de bobinado 545. Así como en la primera realización, cada círculo
negro de la Figura 10 representa el hilo 520a del lado de avance
mientras que cada círculo blanco representa el hilo 520b del lado de
retroceso.
Como se muestra en la Figura 10, el hilo 520a
del lado de avance, arrollado por el método de bobinado cruzado, se
arrolla con un paso de arrollamiento P3 predeterminado que es, por
ejemplo, equivalente a dos hasta 10 veces el diámetro del hilo 520.
Mientras tanto, el hilo 520b del lado de retroceso se arrolla con un
paso de arrollamiento P4 predeterminado que es diferente del paso
de arrollamiento P3 y es, por ejemplo, menor que dos veces el
diámetro del hilo 520. Con estos reglajes de la relación de
arrollamiento, el número de espiras del hilo 520b del lado de
retroceso se aumenta, puesto que su paso de arrollamiento P4 es
estrecho. En otras palabras, se hace posible aumentar el número de
espiras por superficie inclinada individual 530 formada por la
primera sección de bobinado 541. Si se supone que el número de
espiras de hilo 520 en la segunda sección de bobinado 545 es
idéntico al número de espiras de hilo 520 en la segunda sección de
bobinado 542 de las realizaciones primera y tercera, el aumento del
número de espiras de hilo 520 por superficie inclinada individual
530 hace posible reducir el número de movimientos alternativos de la
sección de boquilla de bobinar para alimentar hilo 520. En
consecuencia, la eficiencia de producción puede mejorarse en la fase
de arrollar el hilo alrededor del carrete secundario 510.
En resumen, la cuarta realización del presente
invento proporciona una pluralidad de capas de bobinado que
comprenden una capa de bobinado de separación ancha que tiene un
paso del hilo equivalente a dos hasta 10 veces el diámetro del hilo
de manera que tiene una separación. Sobre esta capa de bobinado de
separación ancha se dispone una capa de bobinado superior, mientras
que debajo de esta capa de bobinado de separación ancha se dispone
una capa de bobinado inferior, de tal manera que el hilo de la capa
de bobinado superior es puesto en contacto con el hilo de la capa
de bobinado inferior a través de la separación de la capa de
bobinado de separación ancha.
Aunque la cuarta realización fija el paso de
arrollamiento P3 para el hilo 520a del lado de avance y fija el
paso de arrollamiento P4 para el hilo 520b del lado de retroceso, el
presente invento no está limitado sólo a esta relación de pasos de
arrollamiento. Por ejemplo, el paso de arrollamiento P4 puede ser
aplicado al hilo 520a del lado de avance mientras que el hilo 520b
del lado de retroceso tiene el paso de arrollamiento P3.
El alcance del invento para el que se solicita
protección está definido por las reivindicaciones adjuntas más bien
que por la descripción que las precede y que está destinada a ser
solamente ilustrativa y no restrictiva, y todos los cambios que
caigan dentro de los límites y términos de las reivindicaciones, o
que sean equivalentes a tales límites y términos, se pretende por
lo tanto que están comprendidos por las reivindicaciones.
Claims (6)
1. Una bobina electromagnética que comprende un
hilo (520) arrollado alrededor de un cuerpo de la bobina, en la
cual
dicho hilo (520) está arrollado alrededor de
dicho cuerpo de la bobina oblicuamente de manera que forma una capa
inclinada de dicho hilo, caracterizada porque
un paso (P1) de dicho hilo que constituye dicha
capa inclinada es, en al menos una sección de dicho hilo,
equivalente a dos hasta 10 veces un diámetro de dicho hilo, de
manera que en dicha sección se forma una separación de paso (P1)
entre vueltas consecutivas en espiras individuales de dicho hilo en
dicha capa inclinada.
2. La bobina electromagnética según la
reivindicación 1, en la que dicho paso (P1) de dicho hilo (520) está
fijado en un intervalo de dos a cuatro veces el citado diámetro de
dicho hilo.
3. La bobina electromagnética según la
reivindicación 1 o 2, que comprende además:
una canilla cilíndrica (510) que define una
sección de arrollamiento (510d);
una parte de transferencia del arrollamiento
formada parcialmente sobre una pared cilíndrica exterior de dicha
sección de arrollamiento de manera que se extiende en una dirección
circunferencial de la misma; y
una parte (510e) de retén del arrollamiento
formada sobre el resto de dicha pared cilíndrica de dicha sección
de arrollamiento de manera que se extiende en la dirección
circunferencial,
en la que el citado hilo está arrollado sobre
dicha sección de arrollamiento de manera que forma una capa de
bobinado múltiple que se extiende secuencialmente desde un extremo
hacia el otro extremo.
4. La bobina electromagnética según la
reivindicación 3, en la que dicha parte de transferencia del
arrollamiento y dicha parte de retén del arrollamiento están
alineadas en la misma dirección circunferencial, mientras que la
parte adyacente de transferencia del arrollamiento y la parte
adyacente de retén del arrollamiento están espaciadas por un
intervalo (D) en la dirección axial de dicha parte de transferencia
del arrollamiento y dicha parte de retén del arrollamiento.
5. La bobina electromagnética según la
reivindicación 1 o 2, que comprende además:
una canilla cilíndrica (510) que define una
sección de arrollamiento (510d), teniendo dicha canilla una sección
transversal circular; y
una parte de borde (567, 572, 585, 594) formada
sobre una pared cilíndrica exterior de dicha sección de
arrollamiento (510d) de manera que se extiende en una dirección
axial de la misma,
en la que el citado hilo está arrollado sobre
dicha sección de arrollamiento de manera que forma una capa de
bobinado múltiple que se extiende secuencialmente desde un extremo
hacia el otro extremo.
6. La bobina electromagnética según la
reivindicación 5, en la que dicha parte de borde está formada por
una superficie curva (562, 573, 582) que define la pared cilíndrica
exterior de dicha parte de arrollamiento y una superficie plana
(564, 574, 584) formada cortando parcialmente dicha pared cilíndrica
exterior de dicha parte de arrollamiento.
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