JP2003347145A

JP2003347145A - 巻線コイル及びその製造装置

Info

Publication number: JP2003347145A
Application number: JP2002157110A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Komine; 毅小峰; Hideto Nakajima; 秀人中島; Hidemori Kawashita; 英盛川下
Original assignee: Daishowa Seiki Co Ltd
Current assignee: Daishowa Seiki Co Ltd
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: JP4359415B2

Abstract

(57)【要約】【課題】物品識別用のＩＣ回路チップ等に使用される
巻線コイルにおいて、巻線間に存在する気体による発
泡、酸化、位置ズレ等の問題を解決すること。【解決手段】巻線コイルの線と線との間に形成される
隙間に気体が存在しない巻線コイル。この巻線コイルの
製造装置としては、融着銅線を供給する供給装置と、線
を巻き取る巻き取り軸と該巻き取り軸の両端部に設けら
れた側板を有する巻き取り装置と、前記供給装置から繰
り出される線を巻き取り装置の巻き取り幅の範囲に均等
に巻かれるように案内する案内装置と、前記巻き取り装
置を回転駆動する回転駆動装置とを備えた巻線機に、前
記供給装置から繰り出される線を融着層の軟化温度以上
に加熱する加熱装置と、少なくとも巻き取り装置を真空
状態に保つ真空装置とを設けたものを使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物品識別用のＩＣ
回路チップ等に使用される巻線コイル及びその製造装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば工作機械のツール管理等に使用さ
れる物品識別用のＩＣ回路チップは、図３に模式的に示
すように、樹脂で作られたケースＫ内にＩＣチップＴと
コイルＣを入れ、両者を接続してエポキシ樹脂等のモー
ルド用樹脂Ｐで密封したものである。このコイルは、直
径０．０４〜０．３０ｍｍの細線を巻いて形成したボビ
ンレスコイルであり、図６に示すような巻線機で製作さ
れている。

【０００３】図６に模式的に示す巻線機は、巻線用の銅
線を巻いたドラムを回転自在に保持し、順次線を供給す
る線供給装置１と、該線供給装置から繰り出される線を
案内する案内装置２と、線を巻き取る巻き取り装置３
と、該巻き取り装置を回転駆動する回転駆動装置４とを
備えている。

【０００４】巻き取り装置３は、外周部に線が巻き付け
られる円筒状の巻き取り軸３ａと、該巻き取り軸３ａの
基部側の端部に設けられ、前記回転駆動装置４の回転軸
４ａに固定された固定側板３ｂと、巻き取り軸３ａの他
方の端部に取り付けられる着脱自在な着脱側板３ｃとで
構成される。また、案内装置２は、回転駆動装置４の回
転と同期して図の左右方向（Ｘ，Ｙ方向）に往復移動し
つつ、線供給装置１から繰り出される線を前記巻き取り
装置３の固定側板３ｂと着脱側板３ｃとの間に均等に導
くようになっている。

【０００５】この巻線機を用いてボビンレスコイルを製
造するに際しては、線供給装置１に原材料となる線を取
り付け、そこから引き出した線の端部を案内装置２のノ
ズル２ａに通して固定側板３ｂに仮り止めする。このと
きノズル２ａはそのストローク範囲内の左端に位置させ
ておく。この状態で回転駆動装置４を駆動すると、巻き
取り装置３が回転するとともに、それに同期して案内装
置のノズル２ａが図の右方向（Ｙ方向）に移動する。こ
のため、巻き取り装置の巻き取り軸３ａに線が密に巻か
れた第１の層が形成される。ノズル２ａがストローク範
囲の右端に達すると、移動方向が図の矢印Ｘ方向に反転
し、第１の層の上に引き続き第２の層が形成される。こ
のようにして巻き付け方向が順次反転しつつ線が巻き重
ねられて巻線コイルが形成されるのである。

【０００６】所定数の巻き層が形成されると、回転駆動
装置４と案内装置２を停止し、着脱側板３ｃを取り外し
て、巻き取り軸３ａからコイル状に巻かれた巻線を抜き
取る。なお、使用される線には接着剤層が設けられてい
るので、コイル状に巻かれた線同士が互いに接着してコ
イル形状が保持される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにして得ら
れた巻線コイルＣを、例えば上記ＩＣ回路チップに使用
する場合は、巻線コイルＣをＩＣ（集積回路）Ｔととも
に合成樹脂等で作られた所定のケースＫ内に収納して、
互いに半田付け又は溶接で接続し、モールド材であるエ
ポキシ系樹脂Ｐを未硬化の流動体の状態で充填した後、
当該樹脂を硬化させるが、巻線コイルの線と線との隙間
に空気その他のガスが残留していると、当該コイルをケ
ース内に装着して、流動体である未硬化の樹脂を充填す
るときに、コイルが矢印Ｅで示すように浮き上がった
り、気泡が発生して不良品となるという問題が発生して
いる。特に、コイルの線が細い場合は、隙間に気体が残
留することによる問題が生じやすい。また、空気が残留
すると、コイルの線が酸化して劣化するという問題点も
ある。

【０００８】上記空気による酸化の問題を解決するた
め、巻線間に不活性ガスを充満する方法や、コイルを加
熱して巻線間に存在する気体を膨張させることによりそ
の大部分を追い出す方法等も試みられているが、これら
の方法では、密封のための樹脂の充填時にコイルが浮力
によって移動し、正確な位置決めができないという問題
は解決されない。

【０００９】この浮き上がりの問題を解決するため、ケ
ースに爪等を設けて巻線コイルを定位置に固定する方法
も試みられている。しかしながら、このように機械的に
コイルを固定する方法では、コイルの組み込み中に傷が
ついたり、断線したりするという問題がある。そこで本
発明は、上記従来の巻線コイルにおける問題点を解決す
ることを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明にかかる巻線コイルは、巻線コイルにおいて、当該
巻線コイルの線と線との間に形成される隙間に気体が存
在しないことを特徴としている。この巻線コイルは、線
と線との間に気体を存在させないものであるから、具体
的には、線と線との隙間を真空にしたもの、線と線との
隙間に液体又は樹脂等の固体を充填したもの等がある。

【００１１】次に、請求項７に記載の本発明にかかる巻
線コイル製造装置は、融着銅線を供給する線供給装置
と、線を巻き取る巻き取り軸の両端部に側板が設けられ
該側板の間隔部に線を巻き取る巻き取り装置と、前記線
供給装置から繰り出される線を巻き取り装置の巻き取り
幅の範囲に案内する案内装置と、前記巻き取り装置を回
転駆動する回転駆動装置とを具備する巻線機を備え、該
巻線機に、前記線供給装置から繰り出される線を融着層
の軟化温度以上に加熱する加熱装置と、少なくとも巻き
取り装置を真空状態に保つ真空装置とを設けたことを特
徴としている。この巻線コイル製造装置を使用して巻線
コイルを製造するに際しては、線供給装置から繰り出さ
れた融着銅線が、まず加熱装置で加熱され、融着層を軟
化させた状態で巻き取られる。このため、線同士が互い
に接着するとともに、線と線との隙間に融着層が充填さ
れる。また、巻き取りは真空中で行われるので、線と線
との間に若干の隙間が残留しても、そこに存在する空気
や、発生するガス等の気体が吸引除去され、内部に気体
の存在しない巻線コイルが得られるのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
具体的に説明する。図１は本発明の巻線コイル製造装置
を模式的に表すもので、この製造装置の主体をなす巻線
機Ｍは、上記図６に示した従来の巻線機と基本的構造は
同じであり、同じ部分には同じ記号を付している。この
巻線機は、すでに述べたように、原材料である融着銅線
を保持して逐次供給する線供給装置１と、該線供給装置
１から繰り出される線を所定範囲内に巻き取られるよう
に案内する案内装置２と、線を巻き取る巻き取り装置３
と、該巻き取り装置を回転駆動する回転駆動装置４とを
備えている。回転駆動装置４は、電動モータを動力源と
している。

【００１３】この製造装置で使用される融着銅線Ｗは、
図２に示すように、銅線５０の外周面に樹脂（例えばポ
リウレタン）からなる絶縁層５１が設けられ、さらにそ
の外周部に融着層５２が設けられている。融着層５２の
材質としては、電子機器の接着剤として多用されるポリ
アミド酸ワニス、ポリイミドシート等が使用される。ボ
リアミド酸ワニスは、加熱時にガスを発生するので、ポ
リイミドシートを使用するのが好ましい。このポリイミ
ドシートは、それ自体熱可塑性を有しており、加熱によ
り接着剤の役割を果たすものである。これを使用すれ
ば、ポリアミド酸ワニスを用いる場合のように、その中
に含まれている溶剤を蒸発させる工程が不要となる。

【００１４】上記線供給装置１は、原材料である融着銅
線Ｗを巻いたドラム１ａを回転自在に支持したもので、
線Ｗが引っ張られたときは、このドラムが回転して線を
繰り出すようになっているが、惰性等による自由回転を
防ぐため、摩擦力や電磁力等による若干の回転抵抗力が
付与されている。このため、繰り出される線が弛むこと
なく整然と供給されるのである。

【００１５】また、案内装置２は、図示例では、巻き取
り装置３の回転と同期して所定範囲（Ｌ）を往復移動す
るノズル２ａに線を通して案内するようになっている
が、このようなノズルの代りに、線の通る溝を外周部に
設けたガイドローラを用いることもできる。また、案内
装置２のノズルやガイドローラを移動させず、巻き取り
装置３をその回転軸芯に沿って所定の巻き取り範囲内で
左右往復移動させるようにしてもよい。なお、巻線コイ
ル用の巻線機として、このような案内装置を設けず、線
供給装置１と巻き取り装置３との距離を長くすることに
より、線自体が側板の間を往復移動しつつ層状に巻き取
られるように調節したものもあるが、巻き取り状態を均
一にするためには、図示例のような案内装置２を備えた
装置の方が好ましい。

【００１６】この巻線機Ｍには、加熱装置２０と真空装
置３０が付設されている。加熱装置２０は、加熱ヒータ
２１等、公知の加熱手段で線Ｗをその融着層が軟化する
まで加熱するものであればよい。この加熱温度は、ポリ
イミドシートが融着層５２として用いられている場合
は、接着剤として機能する２３０〜５００℃程度とすれ
ばよい。

【００１７】次に、真空装置３０は、製造される巻線コ
イル内に気体が残留しないように気体を吸引除去するも
のである。要は、巻き取られた巻線コイル内に有害な量
の気体が残留しなければよいので、真空度は高い方が好
ましいが、最もコンパクトなものとする場合は、巻き取
り装置３だけを真空チャンバー３１内に設置することが
考えられる。しかしながら、巻き取り装置３には、線Ｗ
が外部から左右往復移動しながら供給されるので、巻き
取り装置３だけを真空チャンバー内へ設置する方法で
は、この線導入部分のシールが困難となる。したがっ
て、図示例のように、線供給装置１、案内装置２及び巻
線装置３を一体として真空チャンバー３１内へ収納し、
このチャンバー内の気体を真空ポンプ３２で吸引排出す
るように構成するのが好ましい。

【００１８】この製造装置を用いて、図４に示す巻線コ
イルＣＡを製造する場合は、まず線供給装置１に材料で
ある融着銅線Ｗを取り付ける。次に、この融着銅線の先
端部を引き出して案内装置２を通し、巻き取り装置３の
側板３ｂに仮止めする。一方、加熱装置２０を作動させ
て、通過する線Ｗが所定温度に加熱されるように調節す
る。また、真空装置３０を作動させて、少なくとも巻き
取り装置３を真空状態に保つ。この場合、真空度は、必
ずしもそれほど高くなくてもよく、巻線コイルＣＡ内の
気体をおおむね除去できるような程度でよい。

【００１９】この状態で巻線機を起動すると、巻き取り
装置３が回転して線Ｗが線供給装置２から引き出され、
案内装置２を経由して巻き取り軸３ａに巻き取られる。
このとき、巻き取り装置３の回転と同期している案内装
置２によって線Ｗが左右方向に往復移動するので、線Ｗ
は整然と密に層状に巻き付けられる。なお、線Ｗの融着
層５２は加熱されて接着剤として機能するようになって
いるので、図４に示すように、巻き付けられた線Ｗ同士
が融着層で互いに接着されコイル形状が維持される。ま
た、巻き取り装置３内の空気や発生するガスは真空装置
３０によって吸引除去されるので、巻線コイルＣＡ内間
の隙間Ｓに有害な気体が残留しない。

【００２０】所定の巻き数が得られたら、巻き取り装置
３、加熱装置２０、真空装置３０等の運転を停止し、巻
き取り装置３の着脱側板３ｃを取り外して、巻き取り軸
３ａに巻き取られているコイルを取り外す。これによ
り、所望の巻線コイルＣＡが得られるのである。なお、
巻線コイルＣＡの保護と空気の侵入を防ぐため、巻線コ
イル全体をエポキシ系樹脂、ポリイミド樹脂等の適当な
樹脂でパックし、密封しておくのが好ましい。

【００２１】次に、以上の説明では、巻線コイルの線と
線の隙間の大部分を融着層で埋めるとともに、残留して
いる隙間Ｓを真空状態とする例について述べたが、図５
に示すように、材料である融着銅線の融着層５２の肉厚
を大きくすることにより、溶融した融着層５２の樹脂Ｇ
で線と線の間の隙間をほぼ充填して固体化する方法も採
用できる。この方法によると、気体の残留する隙間自体
が固体である樹脂Ｇで充填されておおむね消滅するの
で、ケースに入れて樹脂で密封する場合の気泡の発生、
浮き上がり、空気による酸化等の問題は防止できる。な
お、融着層自体の樹脂を利用する代りに、別の樹脂で線
と線の隙間を充填してもよい。

【００２２】さらに、上記のように線と線の隙間を固体
である樹脂で充填する代りに、液体を充填して空間を消
滅させることも考えられる。この方法でも、隙間自体が
消滅するので、有害な量の気体が残留するおそれはなく
なる。なお、この場合の液体としては、流動性を有する
樹脂や、シリコンオイル等が使用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
巻線コイルは、その線と線の隙間に気体が存在しないの
で、これをケース内に収納して封止用のモールド樹脂で
密封する場合に、気泡が発生したり、浮力による位置ズ
レが生じたり、空気による酸化が生じて品質が劣化した
りする問題が生じなくなった。また、本発明にかかる巻
線コイル製造装置によれば、内部に気体が存在しない巻
線コイルを簡単かつ能率的に製造することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の巻線コイル製造装置を模式的に表す正
面図である。

【図２】融着銅線の外観図である。

【図３】ＩＣ回路チップの断面図である。

【図４】巻線コイルの拡大断面図である。

【図５】巻線コイルの他の実施形態の拡大断面図であ
る。

【図６】従来の巻線機を模式的に表す正面図である。

【符号の説明】

１線供給装置２案内装置３巻き取り装置４回転駆動装置２０加熱装置３０真空装置Ｗ融着銅線ＣＡ巻線コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川下英盛大阪府東大阪市西石切町３丁目３番39号大昭和精機株式会社内Ｆターム(参考） 5E002 AA05 AA06 5E062 FF01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻線コイルにおいて、当該巻線コイルの
線と線との間に形成される隙間に気体が存在しないこと
を特徴とする巻線コイル。
【請求項２】巻かれている線と線の間に形成される隙
間が真空である請求項１に記載の巻線コイル。
【請求項３】巻かれている線と線の間に形成される隙
間が液体で充填されている請求項１に記載の巻線コイ
ル。
【請求項４】巻かれている線と線の間に形成される隙
間が固体で充填されている請求項１に記載の巻線コイ
ル。
【請求項５】固体が樹脂である請求項４に記載の巻線
コイル。
【請求項６】全体が樹脂で密封されている請求項１乃
至４のいずれかに記載の巻線コイル。
【請求項７】融着銅線を供給する線供給装置と、線を
巻き取る巻き取り軸の両端部に側板が設けられ該側板の
間隔部に線を巻き取る巻き取り装置と、前記線供給装置
から繰り出される線を巻き取り装置の巻き取り幅の範囲
に案内する案内装置と、前記巻き取り装置を回転駆動す
る回転駆動装置とを具備する巻線機を備え、該巻線機
に、前記線供給装置から繰り出される線を融着層の軟化
温度以上に加熱する加熱装置と、少なくとも巻き取り装
置を真空状態に保つ真空装置とを設けたことを特徴とす
る巻線コイル製造装置。