JP2002246255A - コイルの製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の被覆導線よりなる巻線用の線材から巻型
を用いて所定の形状に巻線する工程と、巻型から巻線を
外す前に通電装置を用いて所定の形状に固定する工程
と、を備えるコイルの製造方法において、巻線の両端部
に相当する線材部分をリード部として被覆材が剥離され
て露出する導線に通電装置の電極と導通しないものが生
じるのを確実かつ合理的に防止できるようにする。 【解決手段】巻線の形状を固定する工程に先立ち、巻線
の両端部に相当する線材部分を通電装置の電極に接続さ
れるリード部に形成するべく、捻り装置２５により、被
覆材の剥離前の線材部分または剥離後の露出する導線部
分に捻れを入れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コイルの製造方
法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コイルとして、その要求される特性から
所定の形状に形成されるものがある。たとえば、偏向コ
イルの場合、鞍型などに形成される。このようなコイル
は、巻線機（製造装置）により、巻線用の線材から金型
（巻型）を用いて所定の形状に巻線され、その後に通電
装置を用いて所定の形状に固定（成形）される。

【０００３】巻線用の線材は、表皮効果を低減するた
め、複数の細線を１本に束ねるものが使用される。線材
の所定部分（巻線の両端部に相当する部分）は、被覆導
線の被覆材が剥離され、この剥離部（リード部）に通電
装置の電極が接続されるのである。この通電により、導
線が発熱するため、被覆材の塗布層（自己融着層）が溶
融し、被覆導線どうしを接着させる。コイルは、通電後
に金型から外されるが、この通電処理（巻線形状を固定
化する成形処理）により、形が崩れてばらけたりするこ
となく、所定の形状に保たれる。

【０００４】リード部（剥離部）を形成するため、通電
処理に先立ち、ヒーティングまたはヒュージングが行わ
れる。線材の所定部分は、ヒーティングプレートまたは
ヒュージング電極に挟圧され、ヒーティングプレートの
加熱または電極間のヒュージングにより、被覆材が除去
され、導線を露出させるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような剥離部の形
成処理においては、ヒーティングプレートまたはヒュー
ジング電極で押圧され、線材の所定部分が扁平に広が
り、被覆導線間に隙間の生じる可能性が考えられる。こ
の隙間は、ヒーティングまたはヒュージングにより、被
覆材が剥離され、導線が露出すると、さらに広がるよう
になり、通電装置の電極が接続される場合、導線に電極
と接触しないものが生じやすく、これら間および導線間
に放電が起こったりすると、導線の溶融や断線を招いた
り、通電装置に損傷を及ぼしかねない。何よりも、被覆
導線の全部への通電が確保されず、コイルの成形（巻線
どうしの溶着）不良を招きやすい。

【０００６】そのため、通電装置の電極に全ての導線を
確実に接触させるべく、線材の所定部分に金属片を圧着
し、金属片ともども線材を加熱すること（ヒュージング
など）により、被覆材が剥離（溶融）され、露出する導
線を金属片に溶着させるようにしたものがある（特開平
８−１７１８５６号、参照）。これだと、金属片を用い
る分、被覆材の剥離処理（ヒュージングなど）も不経済
となり、コストアップを招いてしまう。

【０００７】この発明は、このような問題点を踏まえて
なされたものであり、金属片などを用いることなく、コ
イルの成形処理において、被覆材が剥離され、露出する
導線に通電装置の電極と接触しないものが生じるのを合
理的に防止しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、複数の被
覆導線よりなる巻線用の線材から巻型を用いて所定の形
状に巻線する工程と、巻型から巻線を外す前に通電装置
を用いて巻線を所定の形状に固定する工程と、を備える
コイルの製造方法において、巻線を固定する工程に先立
ち、巻線の両端部に相当する線材部分を通電装置の電極
に接続されるリード部に形成するべく、剥離手段の押圧
により被覆導線の被覆材を除去する工程と、この剥離前
の線材部分または剥離後の露出する導線部分を捻る工程
と、を備えることを特徴とする。

【０００９】第２の発明は、第１の発明に係るコイルの
製造装置における、剥離手段の押圧により被覆導線の被
覆材を除去する工程は、被覆導線にヒータを押圧するヒ
ーティングまたは１対の電極間に被覆導線を押圧するヒ
ュージングによることを特徴とする。

【００１０】第３の発明は、複数の被覆導線よりなる巻
線用の線材から巻型を用いて所定の形状に巻線する手段
と、巻型から巻線を外す前に巻線を所定の形状に固定す
るための通電手段と、を備えるコイルの製造装置におい
て、巻線の両端部に相当する線材部分を通電手段の電極
に接続されるリード部に形成するべく、線材部分を押圧
しながら被覆導線の被覆材を除去する剥離手段と、この
剥離前の線材部分または剥離後の露出する導線部分を捻
る手段と、を備えることを特徴とする。

【００１１】第４の発明は、第３の発明に係るコイルの
製造装置における剥離手段として、被覆導線にヒータを
押圧するヒーティング手段または１対の電極間に被覆導
線を押圧するヒュージング手段を備えることを特徴とす
る。

【００１２】第５の発明は、第３の発明に係るコイルの
製造装置における捻る手段は、線材部分または導線部分
を開放可能に抱持するクランプと、クランプをこれに抱
持される線材部分または導線部分が中心となるように回
転させる駆動手段と、を備えることを特徴とする。

【００１３】

【発明の効果】第１の発明または第３の発明において
は、リード部に捻れが入れられ、扁平に潰されても、導
線どうしが絡み合う具合に接触するので、通電装置の電
極に漏れなく確実に導通される。そのため、電極と導線
との間および導線どうしの間に放電を起こしたりするこ
とがなくなり、コイルの巻線形状を良好に固定（成形）
できる。

【００１４】第２の発明または第４の発明においては、
ヒーティングまたはヒュージングにより、被覆材は除去
され、導線が露出するのであり、第１の発明または第３
の発明において、線材部分に捻れを入れてから、ヒーテ
ィングまたはヒュージングを行うことにより、被覆材の
剥離ばかりでなく、絡み合う具合に露出する導線どうし
の溶着も可能となる。

【００１５】第５の発明においては、クランプに剥離前
の線材部分または剥離後の導線部分を抱持させながら、
駆動手段によりクランプを一体的に支持する環状体を回
転させると、クランプの旋回により線材部分または導線
部分が捻られる。したがって、線材部分または導線部分
に捻れを容易かつ正確に加えることが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、巻線機（コイルの製造装
置）の全体的な構成を表すものであり、三次元に移動可
能なノズル１０と、ノズル１０への線材１１の供給部１
２と、ノズル１０から巻き取る線材１１によって所定の
巻線形状に形成する金型１３（巻型）と、が備えられ
る。

【００１７】線材の供給部１２は、複数のスプール（図
示せず）にそれぞれ被覆導線１１ａ（細線）が蓄えられ
る。各スプールから引き出される細線１１ａはガイド１
４に収束され、さらにバックテンション装置１５から１
本の線材１１としてノズル１０へと導かれる。バックテ
ンション装置１５は、２列に配置されるプーリ１５ａ，
１５ｂの片側がバネ１６を介してプーリ列と直交する前
後方向へ移動可能に支持され、ノズル１０への線材１１
に所定の張力を与える。

【００１８】ノズル１０は、３軸方向へ移動可能に支持
され、電動機１７〜１９（モータ）の駆動により、線材
１１を金型１３および剥離装置２０などへ案内できるよ
うに構成される。なお、線材１１は、ノズル１０に挿通
されると、バックテンション装置１５の張力で簡単に抜
けないよう、挿通口との間に生じる摩擦力で保持され
る。

【００１９】金型１３は、上下に分離可能な雄型１３ａ
と雌型１３ｂとからなり、これらを接近させると、巻芯
（雌型１３ｂ側に形成される）周りに所定形状の隙間が
形成される。そして、線材１１は先端部がチャック２２
に固定され、チャック２２の凹部２２ｃに掛けられ、金
型１３の隙間に引き回される。その状態において、金型
１３が回転すると、これと一体にチャック２２が回転す
るため、線材１１はノズル１０から繰り出されながら、
金型１３の隙間に巻き取られ、所定の巻線形状を形成す
る。２１は位置決めピンである。

【００２０】チャック２２は、１対の開閉可能な挟持部
材２２ａ，２２ｂから構成され、通電装置２３（金型１
３に保持される巻線に大電流を供給する装置）の一方の
電極として兼用され、通電装置２３のもう一方の電極と
して剥離装置２０の電極が兼用される。

【００２１】巻線への通電に先立ち、巻線形状の両端部
に相当する線材部分を通電装置２３の電極に接続される
リード部に形成するべく、被覆導線１１ａの被覆材を除
去する剥離装置２０と、この剥離前の線材部分または剥
離後の露出する導線部分に撚りを入れる捻り装置２５
と、が金型１３を中心に等距離の位置関係に備えられ
る。

【００２２】剥離装置２０は、上下に向き合う１対の電
極２０ａ，２０ｂと、電極２０ａを昇降させるアクチュ
エータ２６と、からなる。１対の電極２０ａ，２０ｂ
は、剥離装置２０の電源にスイッチ（図示せず）を介し
て接続され、スイッチが切り替わると、チャック２２を
一方の電極としてもう一方の電極を構成するように通電
装置２３の電源に接続される。

【００２３】捻り装置２５は、図２のように環状体２７
の中心部に剥離前の線材部分または剥離後の導線部分を
開放可能に抱持するクランプ２８と、環状体２７をその
外周から回転可能に支持する複数のローラ２９と、が備
えられる。ローラ２９は、環状体の両側に２個ずつ配置
され、電動機３０（モータ）の駆動により同期回転する
ように構成される。環状体２７はその一部が切除され、
線材１１を出し入れするための開口部３２に形成され
る。

【００２４】クランプ２８に剥離前の線材部分または剥
離後の導線部分を抱持させながら、電動機３０が駆動さ
れると、ローラ２９の回転を受けて環状体２７が回さ
れ、クランプ２８の旋回により、剥離前の線材部分また
は剥離後の導線部分が捻られることになる。３１はクラ
ンプを抱持状態と開放状態に開閉するアクチュエータで
ある。

【００２５】このような巻線機において、各処理（捻り
工程、剥離工程、巻線工程、通電工程）を順次に制御す
るコントローラ３４が備えられ、コイルは後述のように
製造される。

【００２６】線材１１の供給部において、複数の被覆導
線１１ａ（細線）は、図３のように１本の線材１１に収
束され、所定の張力を受けながら、ノズル１０へと導か
れる。ノズル１０から繰り出される線材１１は、初めに
捻り装置２５へ向けてノズル１０と共に案内され、図４
および図５のようにその先端部が前方に控える開放状態
のクランプ２８に差し込まれ、クランプ２８が閉まる
と、環状体２７の中心部にクランプ２８を介して抱持さ
れる。

【００２７】電動機３０が駆動すると、環状体２７の回
転に伴うクランプ２８の旋回により、線材１１の先端部
は捻られ、被覆導線１１ａどうしが絡み合って密着する
ようになる。環状体２７を１回転させると、図６のよう
に被覆導線を中心にその周囲に収束される被覆導線
〜は、線の断面Ａ〜Ｅの全ての位置を順次に占めるよ
うに撚れ、後の剥離工程において、電極２０ａに押圧さ
れても、ほぐれるようなことがなく、被覆材が剥離さ
れ、露出する導線どうしを良好に密着（および溶着）で
きるようになる。

【００２８】環状体２７の１回転により、線材１１を出
し入れするための開口部３２が図示の初期位置に戻され
る。クランプ２８の旋回（捻り動作）中において、線材
１１に捻れを集中させるため、クランプ２８の抱持部分
に隣接する線材部分を拘束することにより、クランプ２
８による捻れが伝わらないようにしてもよい。

【００２９】クランプ２８から開放されると、ノズル１
０と共に線材１１は、剥離装置２０へ案内され、図７の
ように先端の捻れ部分が電極２０ｂの上に載せられ、降
下する電極２０ａに挟み付けられる。この状態におい
て、剥離装置２０の電源から１対の電極２０ａ，２０ｂ
間に通電されると、ヒュージングにより、被覆導線１１
ａの被覆材が溶融され、露出する導線どうしが絡み合う
具合に溶着するようになる。また、露出する導線部分に
対する線材１１の隣接部分において、被覆材の塗布層
（自己融着層）が溶融し、被覆導線１１ａどうしの接着
部が形成される。

【００３０】１対の電極２０ａ，２０ｂ間から開放され
ると、ノズル１０と共に線材１１は、図８のように金型
１３のチャック２２へ案内され、図９のように先端の剥
離部がチャック２２に挟まれる。ノズル１０がチャック
２２の凹部２２ｃを通過し、上下に分離する金型１３の
間を経由し、チャック２２の反対側へ移動する過程にお
いて、ノズル１０から繰り出される線材１１は、雄型１
３ａ上を横断するように引き回される。雌型１３ｂが雄
型１３ａに降下され、これらの間に所定の隙間が形成さ
れると、金型１３が回転する。チャック２２も金型１３
と一緒に回転するので、ノズル１０から繰り出される線
材１１は、金型１３の隙間に巻き込まれ、所定の巻線形
状を形成するのである。

【００３１】巻線が終了すると、ノズル１０が捻り装置
２５へ移動する。これに伴って繰り出される線材１１は
ノズル１０に案内され、環状体２７の開口部３２から開
放状態のクランプ２８に導入される（図２，図５、参
照）。クランプ２８が閉まると、線材部分は、環状体７
の中心部に抱持され、環状体２７の回転に伴うクランプ
２８の旋回により捻られ、被覆導線１１ａどうしが絡み
合う具合に密着するようになる。

【００３２】クランプ２８から開放されると、ノズル１
０と共に線材１１は、剥離装置２０へ案内され、図１０
のように線材１１の捻れ部分が１対の電極２０ａ，２０
ｂ間に挟み付けられ、剥離装置２０の電源から１対の電
極２０ａ，２０ｂ間に通電されると、ヒュージングによ
り、被覆導線１１ａの被覆材が溶融され、露出する導線
どうしが絡み合う具合に溶着するようになる。なお、剥
離装置２０と捻れ装置２５とは、金型１３から等距離に
配置のため、両者間の移動により、金型１３側の線材１
１が弛むようなことはない。

【００３３】この剥離部を挟む１対の電極２０ａ，２０
ｂと先端の剥離部を挟むチャック２２との間に通電装置
２３の電源がスイッチを介して接続されると、両方の剥
離部の間に大電流が通電され、導線の発熱により、被覆
材の塗布層（自己融着層）が溶融し、被覆導線どうしを
接着させる。これにより、金型１３に保持される巻線形
成が固定され、金型１３から延びる線材部分について
も、被覆導線のばらけるようなことがなくなる。

【００３４】その後、線材１１は１対の電極２０ａ，２
０ｂより金型１３側の位置でカッタ４０（図１０、参
照）により切断され、金型１３が上下に分離されると、
雄型１３ａから所定形状の巻線（コイル）が取り外され
るのである。コイルは、通電処理により接着され、形が
崩れてばらけたりすることなく、所定の形状に保たれ
る。また、カッタ４０による切断後、ノズル１０側の線
材１１にリード部が残されるので、次のコイルの形成に
ついては、線材１１の先端部にリード部を形成する必要
がなく、線材１１の先端部に対する捻り工程および剥離
工程が省略されることになる。

【００３５】このような構成により、鞍型の偏向コイル
など、を合理的に大量生産することが可能となる。とく
に通電装置２３を用いて巻線（金型１３に保持される）
を固定する工程に先立ち、所定の線材部分に捻れを入れ
るようにしたので、ヒュージングにより、露出する導線
どうしが絡み合う具合に溶着するため、通電装置２３の
電極（２２ａ，２２ｂ、２０ａ，２０ｂ）にこれら導線
を漏れなく確実に導通可能となる。

【００３６】その結果、電極と導線との間および導線ど
うしの間に放電を起こしたりすることがなくなり、コイ
ルの巻線形状を良好に固定（成形）できる。つまり、コ
イルの成形不良がなくなり、製品の歩留まりが向上す
る。また、線材１１を捻るだけの簡単な構成のため、金
属片を溶着する従来（特開平８−１７１８５６号）の場
合に較べると、剥離処理も経済的に行えるので、コスト
の低下も可能となる。

【００３７】剥離装置２０については、１対の電極２０
ａ，２０ｂに代えて通電装置２３の一方の電極に兼用さ
れるチャック２２と同様に１対の開閉可能な挟持部材に
構成すると共に、１対の挟持部材の一方にヒータを内蔵
する一方、他方の挟持部材を通電電極２３のもう一方の
電極として兼用するようにしてもよい。

【００３８】その場合、剥離処理においては、線材部分
（捻り処理前または捻り処理後）がチャック２２と同様
に挟み付けられ、ヒータの作動（ヒーティング）により
加熱されると、被覆材が炭化され、導線を露出させると
共に、露出する導線部分に対する線材の隣接部分におけ
る、被覆材の塗布層（自己融着層）が溶融し、被覆導線
どうしの接着部（線材がばらけるのを抑える）を形成す
るようになる。通電処理においては、金型１３側のチャ
ック２２と剥離装置の挟持部材との間にこれらを電極と
して通電装置２３の電源が接続される。

【００３９】巻線の両端部にリード部を形成するための
剥離工程および捻り工程については、前記の実施形態の
場合、捻り工程の後に剥離工程が行われるが、逆に剥離
工程の後に捻り工程を行うように設定しても構わない。
また、巻線用の線材としてリッツ線を用いてもよく、そ
の場合においても、捻り工程により、リッツ線の撚りが
強められ、剥離前の被覆導線どうし（または剥離後の導
線どうし）の密着度を増すので、巻線形状の固定（成
形）処理が確実かつ合理的に行えることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を表す巻線機の全体的な斜
視図である。

【図２】同じく捻り装置の斜視図である。

【図３】同じくコイルの製造工程における線材の供給過
程を表す説明図である。

【図４】同じくコイルの製造工程における線材の捻り過
程を表す説明図である。

【図５】同じくコイルの製造工程における線材の捻り処
理を表す説明図である。

【図６】同じくコイルの製造工程における線材の捻れ具
合を表す説明図である。

【図７】同じくコイルの製造工程における線材の剥離処
理を表す説明図である。

【図８】同じくコイルの製造工程における巻線前の処理
を表す説明図である。

【図９】同じくコイルの製造工程における巻線前の処理
を表す説明図である。

【図１０】同じくコイルの製造工程における巻線後の処
理を表す説明図である。

【符号の説明】

１０ ノズル １１ 線材 １１ａ 被覆導線 １２ 線材の供給部 １３ 金型 ２０ 剥離装置 ２０ａ，２０ｂ 剥離装置の電極 ２２ チャック ２２ａ，２２ｂ 通電装置の電極 ２３ 通電装置 ２５ 捻り装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の被覆導線よりなる巻線用の線材から
   巻型を用いて所定の形状に巻線する工程と、巻型から巻
   線を外す前に通電装置を用いて巻線を所定の形状に固定
   する工程と、を備えるコイルの製造方法において、巻線
   を固定する工程に先立ち、巻線の両端部に相当する線材
   部分を通電装置の電極に接続されるリード部に形成する
   べく、剥離手段の押圧により被覆導線の被覆材を除去す
   る工程と、この剥離前の線材部分または剥離後の露出す
   る導線部分を捻る工程と、を備えることを特徴とするコ
   イルの製造方法。
2. 【請求項２】剥離手段の押圧により被覆導線の被覆材を
   除去する工程は、被覆導線にヒータを押圧するヒーティ
   ングまたは１対の電極間に被覆導線を押圧するヒュージ
   ングによることを特徴とする請求項１の記載に係るコイ
   ルの製造方法。
3. 【請求項３】複数の被覆導線よりなる巻線用の線材から
   巻型を用いて所定の形状に巻線する手段と、巻型から巻
   線を外す前に巻線を所定の形状に固定するための通電手
   段と、を備えるコイルの製造装置において、巻線の両端
   部に相当する線材部分を通電手段の電極に接続されるリ
   ード部に形成するべく、線材部分を押圧しながら被覆導
   線の被覆材を除去する剥離手段と、この剥離前の線材部
   分または剥離後の露出する導線部分を捻る手段と、を備
   えることを特徴とするコイルの製造装置。
4. 【請求項４】剥離手段として、被覆導線にヒータを押圧
   するヒーティング手段または１対の電極間に被覆導線を
   押圧するヒュージング手段を備えることを特徴とする請
   求項３の記載に係るコイルの製造装置。
5. 【請求項５】捻る手段は、線材部分または導線部分を開
   放可能に抱持するクランプと、クランプをこれに抱持さ
   れる線材部分または導線部分が中心となるように回転さ
   せる駆動手段と、を備えることを特徴とする請求項３の
   記載に係るコイルの製造装置。