JP2005303002A

JP2005303002A - コイルの製造装置、コイルの製造方法およびコイル

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Publication number: JP2005303002A
Application number: JP2004116917A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ebisawa; 満男海老澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】空間占積率の高いコイルを容易に製作することのできる構造の簡単な製造装置とその方法を提供する
【解決手段】線材１の絶縁皮膜を剥離する剥離部２と、線材１を平角または小判形状に圧延する圧延部４と、線材１の送り出し方向を規制する線材ガイド６と、線材１をコイル状に湾曲させるコイル成形部７と、線材の送り角度を偏向させてコイルピッチを形成するコイルピッチ形成部８と、形成されたコイルを線材から切り離すカッター９の総てを備えたコイルの製造装置であり、簡単な構造でありながら、リード線部分の絶縁皮膜を剥離し半田めっきを施しながら、円形断面の線材を平角または小判形状に圧延しつつコイルを形成することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルを製作するための製造装置、この製造装置によるコイルの製造方法、ならびにこの製造装置や製造方法により製作されるコイルに関する。

電気用線材が円筒状に複数回巻かれたチョークコイルなどとして使用されるコイルを製作するために、従来から各種の製造装置や製造方法が提案されている。

そのような製造装置の代表的な一例として、図２１の装置によりコイルを製作する場合の製造方法について以下に説明する。図２１において、コイル用の線材１０１は、絶縁皮膜を剥離する剥離刃を備える剥離部１０２の内部を通って線材ガイド１０３に送られる。線材ガイド１０３により所定の位置から供給される線材１０１の先端は巻取り部１０４によって固定され、巻取り部１０４が回転することによりに巻芯１０５の周囲に所定回数分だけ巻かれてコイル部１０６が形成される。剥離部１０２は、線材１０１の周囲を回転するときにその遠心力により剥離刃が線材１０１の表面に接近して絶縁皮膜を剥離するものである。図２１の装置にあっては、剥離部１０２は線材１０１の供給に連動して所定のタイミングで回転し、コイル部１０６が形成された際に両端部でリード線となる部分の絶縁皮膜のみを剥離するように制御される。またカッター１０７は、供給されてくる線材１０１を所定の長さ毎に切断する。図２２はこの製造装置により製作されたコイルを示す（例えば特許文献１参照）。

一方、コイルの占有空間における線材部の総断面積（以下占積率という）を向上させるために、平角線材を密に巻き付けた集中巻きコイルが提案されている。図２３は、そのような集中巻きコイルを製作する巻線製造装置の概念図であり、図２４はこの製造装置により製作されたコイルの例を示す。図２３において、ボビン２０８から供給される線材２０１は、１対の圧延ローラ２０９により両面から圧延されて平角形状にされ、送りガイドローラ２０３を経て巻枠２０５に巻き付けられてゆく。なおこの製造過程では、圧延ローラ２０９の圧延動作は、巻枠２０５の回転センサ（図示せず）の信号によって制御され、巻枠２０５上における線材２０１の巻き列や巻き層が移る部分の圧延が行われないように機能しているため、平角に形成された線材２０１のエッジ同士が圧接されることによる絶縁皮膜の損傷を防止するというものである（例えば特許文献２参照）。
特開２００２−４３１５８号公報特開２０００−１９７２９４号公報

しかしながら、上述した従来の技術には以下のような課題があった。すなわち、断面が丸形状の線材で製作する一般的なコイルでは、線材の巻回数はコイルの外形寸法によって決定されるため、インダクタンスを大きくするためには必然的にコイルの寸法も大きくしなければならない。

また製作工程において、コイルは巻芯上または巻枠内に形成されるため、これを自動的に外して次工程に送るためには巻取装置部分に複雑な機構を必要とするので、製造装置が高価なものとなっている。

さらに、製作されるコイルの寸法は巻芯の外形と長さ、または巻枠の外形と幅寸法により決まるため、巻径や巻長の異なるコイルを製造する場合には、それぞれコイルに応じた寸法の巻芯や巻枠を準備する必要がある。そして製作するコイルの品種を変更するに際して、その都度それら巻芯や巻枠を取り替えなければならず、余分な工数を必要とする。

他方で、コイルの巻き空間中における線材の占積率を向上させてインダクタンスを増大させる製造方法が特許文献２に開示されているが、その製造装置においても、上述した複雑な機構や、余分な工数の削減を図ることはできない。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたもので、空間占積率の高いコイルを容易な方法により製作することのできる構造の簡単な製造装置を提供するものである。

本発明は、供給される線材の絶縁皮膜を所定の長さ剥離する剥離部と、前記線材の絶縁皮膜が剥離された部分に半田めっきを施す半田めっき部と、前記線材を２方向から圧縮して断面を略平角または小判形状に圧延する圧延部と、前記線材が所定の位置に送り出されるよう方向を規制する導出孔を有する線材ガイドと、前記導出孔に対向するように配備され、案内された線材をコイル状に湾曲させるコイル成形部と、前記導出孔の近傍に配備され、湾曲されてゆく前記線材の送り角度を偏向させて所定のコイルピッチを形成するコイルピッチ形成部と、形成された前記コイルを後端で前記線材から切り離すカッターとで構成されたコイル製造装置を提供する。なお前記半田めっき部は除くことも出来る。この装置は簡単な構造でありながら、単独で平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルの完成品を製作することができる。

また別のコイル製造装置は、上記の構成を基に、同時に引き出されて来る２本の線材の絶縁皮膜を剥離するため互いに隣接させて設けた２組の剥離部と、これら２本の線材の絶縁皮膜が剥離された部分に半田めっきを施す２組の半田めっき部と、２本の線材を互いに近接する位置に導き寄せる集合部を備えたものである。なお前記半田めっき部は除くことも出来る。この構造により、２本の線材は同時に平角または小判形状に圧延されながらコイル部を形成するので、線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルを２層重ねで同時に製作することができる。

またこのコイル製造装置において、前記剥離部を一対のローラ状の研削工具で構成し、この研削工具を前記圧延部の下流側に配設させることができる。この場合には、圧延後の平角線材の平らな両側面を研削することによって線材の絶縁皮膜を容易に剥離することができるので、剥離部をより簡単な構造とすることができる。

前記コイル成形部は、線材ガイドの導出孔に対向する位置に設けられた傾斜面を有するブロック体で構成されている。前記導出孔から押し出される線材はこの傾斜面で湾曲されるので、線材を容易にコイル状に成形することができる。

また前記コイル成形部は、線材を受ける溝を備えるブロック体を前記線材ガイドの導出孔に対向する部分に位置させて構成することもできる。前記導出孔から押し出される線材はこの溝に沿って湾曲されるので、平角または小判形状に圧延された線材の倒れを防止しながら線材を精度よくエッジワイズコイル状に成形することが可能となる。

さらに前記コイル成形部を、ブロック体に代えて円周に沿って溝を形成したローラによって構成することもできる。このようなローラを使用すれば、平角または小判形状に圧延された線材の倒れを防止しながら線材を精度よくエッジワイズコイル状に成形できると同時に、比較的大きい線径の線材を用いる場合でも精度よく容易にコイルを製作することができる。

このコイル製造装置においては、コイルピッチ形成部は、コイル成形部により湾曲されてコイル状に送り出される線材をその軸方向に緩やかに送るレバー状の冶具で構成されている。このような冶具に代えて、線材ガイドの一端面に傾斜面を形成してコイルピッチ形成部を構成することも可能である。すなわち、前記コイル成形部で湾曲される線材の先端が当接する面が傾斜していると、線材がこの傾斜面を滑り、巻かれるコイル軸方向に偏向されて所定のコイルピッチを形成することができる。

また、前記コイル形成部として線材を受ける溝を具備するコイル製造装置においては、前記導出孔から押し出される線材に対し、この溝が所定の角度をなすように配置することによって、湾曲されてゆく線材をコイル軸方向に偏向させることができるので、コイル形成部とコイルピッチ形成部を一体に構成することが可能となる。

前記コイルピッチ形成部をレバー状の冶具によって構成するコイル製造装置においては、この冶具を導出孔から導出される線材の流れに同期させて移動操作することにより、コイル先端と終端のリード部を略直角に折り曲げ、リード部がコイル部の円筒軸方向に直線状に導出したコイルを製作することが可能である。

また本発明は、円形断面を有する絶縁被覆線材の先端および後端の所定長さ部分の絶縁皮膜を剥離する工程と、前記線材の絶縁皮膜が剥離された部分の少なくとも一部分に半田めっきを施す工程と、前記線材を２方向から圧縮して断面を略平角または小判形状に圧延する工程と、前記線材が所定の位置に送り出されるよう方向を規制する工程と、前記線材をコイル状に湾曲させるとともにその先端部分の送り角度を偏向させてコイルを形成する工程と、前記コイル形成工程で形成されたコイルを後端で線材から切り離す切断工程とからなるコイルの製造方法を提供するものである。なお前記半田めっきを施す工程は除くことも出来る。本発明は、平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルを容易に製作することができるとともに、それら一連の製造過程の中で前記線材の絶縁皮膜剥離を施すので、別工程を設けることなくコイルの完成品を製作することができる。なお必要に応じて一連の製造過程の中で前記線材の絶縁皮膜剥離部に半田めっきを施すことも出来る。

そして、前記コイルを形成する工程は、前記線材をコイル状に湾曲させる工程と、湾曲された線材の先端部分の送り角度を偏向させて所定のコイルピッチを形成する工程とからなるが、これらの工程は製作するコイルの完成形状により、１つの工程でも２つの別工程でも実現可能である。

さらに前記のコイルピッチを形成する工程に使用される手段を利用して前記線材の先端および後端の所定長さ部分を略直角方向に折り曲げる工程を加えることにより、リード部が円筒形状をしたコイル部の軸方向に折り曲げられて直線状に導出するコイルを製作することができる。

本発明は、絶縁皮膜で被覆され略平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイル部と、前記コイル部の両端に前記コイル部と略同一径に巻かれ、絶縁皮膜が所定の長さ剥離された表面に半田めっきが施された一対のリード部とで構成されたコイルを提供する。なお前記半田めっきは除くことも出来る。このコイルはその軸方向に線材がより密に巻かれる結果、その占積率が大きいので、同一のコイル長寸法でもより大きいインダクタンスを供することができる。また、本コイルのリード部には必要に応じてコイル製造装置の一連の操作によって半田めっきが施されているので、回路に組み込む際の半田付け作業を楽にすることができる。

また本発明は、絶縁皮膜で被覆され略平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされた第一のコイル部と、前記第一のコイル部と同一形状の材料からなり前記第一のコイル部の外周に同心状に同一回数エッジワイズ巻きされた第二のコイル部と、前記第一および第二のコイル部の両端に前記第一および第二のコイル部とそれぞれが略同一径に巻かれて、絶縁皮膜が所定の長さ剥離されかつ半田めっきされた各一対のリード部とで構成された複合コイルを提供する。なお前記半田めっきは除くことも出来る。この複合コイルは、内層と外層の２つのコイルを独立して利用できるので、両コイル間の絶縁を十分に確保することにより、コモンモードノイズ用のチョークコイル等の用途に利用できる。

本コイルのリード部それぞれは、コイル部と同様に圧延すれば平角の断面を持たせることができるが、線材の供給に同期して部分的に圧延工程を休止すれば、円形断面のままに残すことも可能である。リード部が円形であれば、自由な方向への折り曲げ加工や、配線基板の取り付け用の丸孔に挿入する作業が容易になる。

また、前記第一と第二のコイル部の同一端のリード部で両コイル部を並列に接続すれば、電流容量の大きいガラスアンテナ用チョークコイル等の用途にも利用できる。さらに前記第一のコイル部の一端のリード部を前記第二のコイル部の反対側の一端に接続して両コイル部を直列回路とすれば、２倍のインダクタンスを持つコイルとすることができる。

また本発明は、内層と外層に巻かれた２層コイルの２組を互いに近接させて配し、これら２組のコイルに同軸で磁性体のコアを挿入させることにより、同一インダクタンスで独立した２つのコイルを磁気結合した複合コイルを提供する。この複合コイルにおいて、２組のコイルのうちの一方の外層コイルを他方の内層コイルに接続し、一方の内層コイルを他方の外層コイルに接続すれば、極間バランスがよく結合度の高いコモンモードノイズ抑制用のチョークコイル等の目的に利用することができる。

本発明のコイルの製造方法は、線材の絶縁皮膜を剥離する工程と、線材に半田めっきを施す工程と、線材を平角または小判形状に圧延する工程と、線材の送り出し方向を規制する工程と、線材をコイル状に形成する工程と、形成されたコイルを線材から切り離す工程の総てを一連の流れで行うものである。なお前記半田めっきを施す工程は除くことも出来る。この製造方法により、平角または小判形状の線材が円筒状にエッジワイズ巻きされ、かつリード線部分の絶縁皮膜が剥離されたコイルの完成品を容易に製作することができる。またコイルを形成する工程の後に、リード線部分の線材を折り曲げる工程を加えることにより、コイル部からリード部が軸方向に導出されるコイルを製作することができる。

さらに本発明のコイル製造装置は、線材の絶縁皮膜を剥離する剥離部と、線材に半田めっきを施す半田めっき部と、線材を平角または小判形状に圧延する圧延部と、線材の送り出し方向を規制する線材ガイドと、線材をコイル状に湾曲させるコイル成形部と、線材の送り角度を偏向させてコイルピッチを形成するコイルピッチ形成部と、形成されたコイルを線材から切り離すカッターの総てを備えた構成であり、非常に簡単な構造でありながら、通常の丸形線材を平角または小判形状に圧延しつつコイルを形成し、かつ両端のリード線部分の絶縁皮膜を剥離して完成されたコイルを製作することができる。なお前記半田めっき部は除くことも出来る。さらにコイルピッチ形成部を構成するレバー状の冶具を移動操作することによって、コイル先端と終端のリード線部を略直角に折り曲げることができるので、リード線部がコイル部の円筒軸方向に導出したコイルを製作することも可能である。

また上記の構成を有する本発明の別のコイル製造装置は、２本の線材の絶縁皮膜を剥離するため互いに隣接する２組の剥離部と、これら２本の線材に半田めっきを施す２組の半田めっき部と、２本の線材を互いに近接する位置に導き寄せる集合部を備えたものであり、この製造装置は簡単な構造ながら、２本の線材を同時に平角または小判形状に圧延して２層重ねのコイルを形成することができる。なお前記半田めっきを施す工程は除くことも出来る。

本発明のコイルは、略平角または小判形状を有する線材からなる円筒状のコイル部と、コイル部の両端につながる線材の絶縁皮膜が剥離された一対のリード部とで構成されており、コイル部はその軸方向に線材が密に巻かれているので、同一コイル長に対し大きいインダクタンスが得られる。また、コイルのリード線部には必要に応じて自動的に半田めっきが施されているので、回路に組み込む際の半田付け作業が容易である。

また本発明の別なコイルは、略平角または小判形状を有する線材からなる円筒状の第一のコイル部と、この第一のコイル部の外周に同心状に同一回数巻かれた第二のコイル部と、これら第一および第二のコイル部の両端につながる線材の絶縁皮膜が剥離された各一対のリード部とで構成されている。この複合コイルは、内層と外層の２つのコイルを独立して、または互いに接続して利用できるので、各種の用途に利用可能である。

以下本発明に係わるコイルの製造装置、製造方法、およびこの製造装置により製作されたコイルについて添付図面を参照して説明する。

図１から図７は、本発明に基づく製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図である。図１において、スプールなど（図示せず）に巻かれている絶縁被覆線材１は、剥離部２のロータ２ａの中央穴２ｂ内に供給される。線材１の供給に伴って駆動モータ２ｃがロータ２ａを回転させると、ロータ２ａに付属する剥離刃２ｄに働く遠心力により剥離刃２ｄが線材１の表面に接した状態で回転しながら絶縁皮膜を切削する。線材１の絶縁皮膜が所定の長さ剥離されると駆動モータ２ｃは停止する。必要に応じて、続いて半田めっき部３の半田こて３ａと半田３ｂが線材１に接触して絶縁皮膜が剥離された部分に半田めっきを施す。さらに送り出されてゆく線材１は、図２に示されるように圧延部４を構成する１対の圧延ローラ４ａ、４ｂによって２方向から圧縮され、略平角または小判形状の断面に成形される。その後線材１は送りローラ５によって送られてゆき、線材ガイド６に設けられている導出孔６ａを通ることで方向を規制されながら所定の位置に導き出される。この導出孔６ａに対向する位置にはコイル成形部７が配備されている。線材１が導出孔６ａから押し出されてくると共に、コイル成形部７が上方に移動し、線材１はその傾斜面に当接してコイル状に湾曲させられる。線材ガイド６の上方にはコイルピッチ形成部８が配備され、湾曲されてゆく線材１の送り角度を図３に示すように偏向させて所定のコイルピッチを形成してゆく。線材１の供給が継続するに伴って、図４、５に示すようにコイル１０が形成されてゆく。供給される線材１の長さは制御部（図示せず）によってモニターされており、所定の巻数のコイル１０に必要な長さが供給されると、図６に示すように剥離部２が起動し、必要に応じて、引き続いて半田めっき部３でコイル１０の後端部と次のコイルの先端部に相当する部分に半田付けを行う。コイル１０が巻き終わると、図７に示すように、線材ガイド６の近傍に設けられているカッター９が摺動してコイル１０の後端部で線材１を切断し、コイル１０が完成する。このような一連の工程によって図１８に示される形状のコイルを容易に製作することが可能になる。

このコイル製造装置においては、図８に示すように、剥離部２に代えて一対のローラ状の研削工具１１ａと１１ｂで構成し、この研削工具１１ａ、１１ｂを圧延部４の下流側に配設させてもよい。この場合には、平角形状に圧延された線材の平らな両側面を研削して絶縁皮膜を容易に剥離することができるので、剥離部１１をより簡単な構造とすることができる。

また前述のコイル成形部７は、線材ガイド６の導出孔６ａに対向する位置に設けられたローラで構成した例を示しているが、これは、図９に示すような傾斜面を有するブロック体１２で構成してもよい。導出孔６ａから送り出される線材１は、ブロック体１２の傾斜面に押し当てられて湾曲されるので、上記の場合と同様に線材１を容易にコイル状に成形することができる。

また前述のコイル成形部７は、図１０に示すように線材を受ける溝１３ａを備えるブロック体１３を線材ガイド６の導出孔６ａに対向する部分に位置させて構成することもできる。導出孔６ａから送り出される線材１はこの溝１３ａに沿って湾曲されるので、平角または小判形状に圧延された線材の倒れを防止しながら線材１を精度よくエッジワイズコイル状に成形することが可能となる。

さらに図１１に示すように、コイル成形部７を平坦なローラに代えて、円周に沿って溝１４ａを形成したローラ１４によって構成することもできる。このようなローラ１４を使用すれば、比較的大きい線径の線材１を用いる場合でも、線材１は溝１４ａに沿って送られるので、精度よく容易に、平角または小判形状に圧延された線材の倒れを防止しながらエッジワイズコイルを製作することができる。

また一方このコイル製造装置においては、コイルピッチ形成部８は、コイル状に送り出される線材１をその軸方向に緩やかに送るレバー状の冶具で構成されている。このような冶具に代えて、図１２に示すように、線材ガイド６の一端面に傾斜面６ｂを形成してコイルピッチ形成部を構成することも可能である。すなわち、前記コイル成形部７で湾曲される線材１の先端が当接する面６ｂが傾斜していると、線材がこの傾斜面６ｂを滑り、巻かれるコイル軸方向に偏向されて所定のコイルピッチを形成することができる。

また、コイル形成部として線材１を受ける溝１４ａを具備するコイル製造装置においては、導出孔６ａから押し出される線材１に対し、この溝１４ａが所定の角度をなすように配置することによって、湾曲されてゆく線材１をコイル軸方向に偏向させることができる。この結果、コイル形成部７とコイルピッチ形成部８を一体に構成することが可能となる。

さらに、圧延部４を構成する圧延ローラ４ａ、４ｂの動作は、制御部（図示せず）によって制御する構成とする。そして、線材１の圧延動作を間歇的に行うことにより、線材１のうちコイル部のみを略平角または小判形状の断面に成形させると、完成後のコイルは、図１９に示されるようにリード線部のみ円形の断面を持つコイルとなる。このようなコイルを製作することによって、自由な方向への折り曲げ加工が容易になるとともに、配線基板の丸孔への挿入作業も容易になる。

図１３から図１６は、前記のコイルピッチ形成部８を構成するレバー状の冶具によって、コイル１０の先端と終端のリード線部を折り曲げ加工する工程を示す。図１３において、線材ガイド６の導出孔６ａから導出された線材１の先端は、コイルピッチ形成用の冶具８により略直角に折り曲げられる。その後線材１は、図１４に示すようにコイル成形部７の傾斜面に当接してコイル状に湾曲させられる。さらにコイル１０が形成されると、その後端は再びコイルピッチ形成用の冶具８により、図１５に示すように略直角に折り曲げられて、図１６に示すように、カッター９で切断される。このように、コイルピッチ形成用の冶具８を線材１の流れに同期させて移動操作することにより、線材１を略直角に折り曲げ、リード部がコイル部の円筒軸方向に直線状に導出したコイルを製作することが可能となる。

図１７は、別のコイル製造装置の概略斜視図である。図１７の装置においては、２本の絶縁被覆線材２１ａと２１ｂが供給される。同時に供給されるこれら２本の線材２１ａ、２１ｂは、互いに隣接させて設けられた２組の剥離部２２、２３のロータ２２ａ、２３ａの中央穴２２ｂ、２３ｂ内を通過し、これらロータ２２ａ、２３ａの回転に伴って剥離刃２２ｄ、２３ｄによって表面の絶縁皮膜が剥離される。２本の線材２１ａと２１ｂの絶縁皮膜が剥離された部分には、２組の半田めっき部２４、２５により半田めっきが施される。なお、２組の半田めっき部２４、２５は除くことも出来る。その後２本の線材２１ａ、２１ｂは、集合部２６を介して互いに近接する位置に導き寄せられ、圧延部２７の圧延ローラ２７ａ、２７ｂによって同時に圧縮され、略平角または小判形状の断面に成形される。さらに線材２１ａ、２１ｂは、送りローラ２８により送り出され線材ガイド２９の導出孔２９ａを通って所定の位置に導き出される。この導出孔２９ａに対向する位置には、上記のコイル製造装置と同様にコイル成形部３０が配備されており、線材２１ａ、２１ｂが導出孔２９ａから押し出されてくると共に、コイル成形部３０のスリット３０ａ内の外周面に当接してコイル状に湾曲させられる。線材ガイド２９の上方にはコイルピッチ形成部３１が配備され、湾曲されてゆく線材２１ａ、２１ｂを偏向させて所定のコイルピッチを形成してゆく。また、コイル３３の所定の巻数に必要な長さの線材２１ａ、２１ｂが供給されると、再び剥離部２２、２３が起動し、引き続いて半田めっき部２４、２５でコイル３３の後端部と次のコイルの先端部に相当する部分に半田付けが行われる。コイル３３の巻き終わりとともに、線材ガイド２９の近傍に設けられているカッター３２が摺動してコイル３３の後端部で線材２１ａ、２１ｂが切断されるのは、上記のコイル製造装置と同様である。このように本発明は、２組の剥離部２２、２３、２組の半田めっき部２４、２５、および集合部２６を設けることのみで、２本の線材２１ａ、２１ｂを同時に圧延しながら２層重ねのコイルを容易に形成することができる。なお半田めっき部２４、２５は除くことも出来る。

そして上述のコイル製造装置の動作から自明なように、本発明によるコイルの製造方法は、円形断面を有する絶縁被覆線材の先端および後端の所定長さ部分の絶縁皮膜を剥離する工程と、線材の絶縁皮膜が剥離された部分の少なくとも一部分に半田めっきを施す工程と、線材を２方向から圧縮して断面を略平角または小判形状に圧延する工程と、線材が所定の位置に送り出されるよう方向を規制する工程と、線材をコイル状に湾曲させるとともにその先端部分の送り角度を偏向させてコイルを形成する工程と、コイル形成工程で形成されたコイルを後端で線材から切り離す切断工程とからなる。本製造方法によれば、平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルを容易に製作することができるとともに、それら一連の製造過程の中で線材の絶縁皮膜の剥離部分に半田めっきを施すので、コイルの完成後に別な工程を設けることなく、即座に回路基板に取り付け可能なコイルの完成品を製作することができる。なお半田めっきを施す工程は省略することも出来る。

前記のコイルを形成する工程は、線材をコイル状に湾曲させる工程と、湾曲された線材の先端部分の送り角度を偏向させて所定のコイルピッチを形成する工程とからなる。しかしこれらの工程は、製作するコイルの完成形状と製造装置の構造に応じて、１つの工程でも２つの別工程でも実現可能である。

さらにこのコイルの製造方法には、線材の先端および後端の所定長さ部分を略直角方向に折り曲げる工程を加えることができる。この工程は、コイルピッチを形成する工程に使用されるコイルピッチ形成部を移動動作させることにより実現できるので、コイル製造装置に余分な機構を加えることなく、円筒形状をしたコイル部のリード部が軸方向に折り曲げられて直線状に導出するコイルを製作することができる。

図１８と図１９は、本発明の２種のコイルを示す斜視図である。図１８のコイルは、絶縁皮膜で被覆され略平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイル部４１と、絶縁皮膜が所定の長さ剥離された一対のリード部４２ａと４２ｂで構成される。なお、必要に応じて一対のリード部４２ａ、と４２ｂには半田めっきが施されている。このコイルはその軸方向に線材がより密に巻かれて、線材の空間占積率を大きくし、同一長さの線材を使用しながらそのコイル長寸法を短縮できるので、短いコイル長でも大きいインダクタンスを供することができる。また、このコイルのリード部４２ａ、４２ｂにはコイル製造装置の一連の操作によって半田めっきを施すことができ、半田めっきが施されたリード部４２ａ、４２ｂは他の部品との半田接合性が良好になり、回路に組み込む際の半田付け作業を楽にすることができる。

また図１９のコイルは、絶縁皮膜で被覆され略平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイル部４３と、絶縁皮膜が所定の長さ剥離された円形断面のリード部４４ａと４４ｂで構成される。コイルの製造時に部分的に圧延工程を休止させて、リード部４４ａ、４４ｂを円形断面のままに残すことにより、リード部４４ａ、４４ｂの折り曲げ加工自由度の方向性をなくし、配線基板の丸孔への挿入作業を容易にすることができる。

図２０のコイルは、絶縁皮膜で被覆され略平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされた第一のコイル部４５と、第一のコイル部４５と同一材料からなり第一のコイル部４５の外周に同心状に同一回数エッジワイズ巻きされた第二のコイル部４６と、第一のコイル部４５および第二のコイル部４６の両端に絶縁皮膜が所定の長さ剥離された一対のリード部４７ａ、４７ｂおよび４８ａ、４８ｂとで構成された複合コイルである。この複合コイルは、内層と外層の２組のコイル４５と４６を独立して利用できるので、両コイル間の相互誘導性を活用する回路部品、例えばコモンモードノイズ用のチョークコイル、発振回路用帰還コイル等の用途に利用できる。

また本発明は、内層と外層に巻かれた２層コイルの２組を互いに近接させて配し、これら２組のコイルに同軸で磁性体のコアを挿入させることにより、同一インダクタンスで独立した２つのコイルを磁気結合した複合コイルとすることもできる。この複合コイルにおいて、２組のコイルのうちの一方の外層コイルを他方の内層コイルに接続し、一方の内層コイルを他方の外層コイルに接続すれば、極間バランスがよく結合度の高いコモンモードノイズ抑制用のチョークコイル等の目的に利用することができる。

本発明は、円形断面をもつ一般的な線材を圧延しながら巻回して巻き空間における線材の占積率の高い高インピーダンスのコイルを作成する製造装置、製造方法、ならびにこの製造装置や製造方法により製作されるコイルに関するものであり、そのようなコイルを簡単な構造の製造装置で容易かつ低コストで製作することのできるので、各種の電気設備や電子機器用の部品の製造事業に有効なものである。

本発明におけるコイルの製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図。本発明におけるコイルの製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図。本発明におけるコイルの製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図。本発明におけるコイルの製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図。本発明におけるコイルの製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図。本発明におけるコイルの製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図。本発明におけるコイルの製造装置により実行される一連のコイルの製造工程を示す概念図。本コイル製造装置において、剥離部としてローラ状の研削工具を使用する例を示す概念斜視図。本コイル製造装置に使用するコイル成形部の一例であるブロック体を示す斜視図。本コイル製造装置に使用するコイル成形部の一例である別なブロック体を示す斜視図。本コイル製造装置に使用するコイル成形部の一例である別なローラを示す斜視図。本コイル製造装置に使用するコイルピッチ形成部の一例を示す斜視図。本コイル製造装置におけるコイルのリード線部の折り曲げ加工工程を示す概念図。本コイル製造装置におけるコイルのリード線部の折り曲げ加工工程を示す概念図。本コイル製造装置におけるコイルのリード線部の折り曲げ加工工程を示す概念図。本コイル製造装置におけるコイルのリード線部の折り曲げ加工工程を示す概念図。本発明における別のコイル製造装置の動作を示す概略斜視図。本発明におけるコイルの外観斜視図。本発明における別なコイルの外観斜視図。本発明におけるさらに別なコイルの外観斜視図。従来のコイル製造装置の概念斜視図。従来のコイル製造装置により製作されたコイルの斜視図。従来の別なコイル製造装置の概念斜視図。従来のコイル製造装置により製作された別なコイルの斜視図。

符号の説明

１絶縁被覆線材
２剥離部
２ａロータ
２ｂ中央穴
２ｃ駆動モータ
２ｄ剥離刃
３半田めっき部
３ａ半田こて
３ｂ半田
４圧延部
４ａ、４ｂ圧延ローラ
５送りローラ
６線材ガイド
６ａ導出孔
６ｂ傾斜面（コイルピッチ形成面）
７コイル形成部
８コイルピッチ形成部
９カッター
１０コイル
１１剥離部
１１ａ、１１ｂローラ状研削工具
１２、１３ブロック体（コイル形成部）
１３ａコイル形成溝
１４ローラ（コイル形成部）
１４ａコイル形成溝
２１ａ、２１ｂ絶縁被覆線材
２２、２３剥離部
２２ａ、２３ａロータ
２２ｂ、２３ｂ中央穴
２４、２５半田めっき部
２６集合部
２７圧延部
２７ａ、２７ｂ圧延ローラ
２８送りローラ
２９線材ガイド
２９ａ導出孔
３０コイル形成部
３０ａスリット
３１コイルピッチ形成部
３２カッター
３３コイル
４１コイル部
４２ａ、４２ｂリード部
４３コイル部
４４ａ、４４ｂリード部
４５第一のコイル部
４６第二のコイル部
４７ａ、４７ｂ第一のコイル部のリード部
４８ａ、４８ｂ第二のコイル部のリード部

Claims

供給される線材の絶縁皮膜を所定の長さ剥離する剥離部と、前記線材を２方向から圧縮して断面を略平角または小判形状に圧延する圧延部と、前記線材が所定の位置に送り出されるように方向を規制する導出孔を有する線材ガイドと、前記導出孔に対向するように配備され、案内された線材をコイル状に湾曲させるコイル成形部と、前記導出孔の近傍に配備され、湾曲されてゆく前記線材の送り角度を偏向させて所定のコイルピッチを形成するコイルピッチ形成部と、形成された前記コイルを後端で前記線材から切り離すカッターとで構成され、平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルを製作する製造装置。
供給される２本の線材の絶縁皮膜を剥離するため互いに隣接させて設けた２組の前記剥離部と、前記２本の線材を互いに近接する位置に集める集合部とをさらに備え、平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルを２層重ねて同時に製作可能な請求項２に記載のコイル製造装置。
前記剥離部は前記圧延部の下流側に配設され、圧延後の線材の両側面を研削する手段からなる請求項１または請求項２に記載のコイル製造装置。
前記コイル成形部は線材ガイドの導出孔に対向する傾斜面で構成される請求項１から請求項３のいずれか一に記載のコイル製造装置。
前記コイル成形部は線材ガイドの導出孔に対向する部分に線材を受ける溝を備えるブロック体で構成された、請求項１から請求項３のいずれか一に記載のコイル製造装置。
前記コイル成形部は線材ガイドの導出孔に対向する部分に線材を受ける溝を備えるローラで構成された請求項１から請求項３のいずれか一に記載のコイル製造装置。
前記コイルピッチ形成部は湾曲されてゆく前記線材の先端が当接する線材ガイドの一端面に形成された傾斜面からなる請求項１から請求項６のいずれか一に記載のコイル製造装置。
前記コイルピッチ形成部は前記線材の導出方向に対して所定の角度をなすように前記コイル形成部に形成された線材を受ける溝で構成された請求項１から請求項６のいずれか一に記載のコイル製造装置。
前記コイルピッチ形成部は導出孔から導出される線材を略直角に折り曲げる方向に操作可能である請求項１から請求項６のいずれか一に記載のコイル製造装置。
円形断面を有する絶縁被覆線材の所定部分の絶縁皮膜を所定長さだけ剥離する工程と、前記線材を２方向から圧縮して断面を略平角または小判形状に圧延する工程と、前記線材が所定の位置に送り出されるよう方向を規制する工程と、前記線材をコイル状に湾曲させるとともにその先端部分の送り角度を偏向させてコイルを形成する工程と、前記コイル形成工程で形成されたコイルを後端で線材から切り離す切断工程とからなり、平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイルを製作するコイルの製造方法。
前記コイルを形成する工程は、前記線材をコイル状に湾曲させる工程と、湾曲された前記線材の先端部分の送り角度を偏向させて所定のコイルピッチを形成する工程とからなる請求項１０に記載のコイルの製造方法。
前記線材の先端および後端の所定長さ部分を略直角方向に折り曲げる工程を含む請求項１０に記載のコイルの製造方法。
絶縁皮膜で被覆され略平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされたコイル部と、前記コイル部の両端に絶縁皮膜が所定の長さ剥離された一対のリード部とで構成されたコイル。
前記リード部のそれぞれは円形の断面を有する請求項１５または請求項１３に記載のコイル。
絶縁皮膜で被覆され略平角または小判形状を有する線材が円筒状に複数回エッジワイズ巻きされた第一のコイル部と、前記第一のコイル部と同一形状の材料からなり前記第一のコイル部の外周に同心状に同一回数エッジワイズ巻きされた第二のコイル部と、前記第一および第二のコイル部の両端に絶縁皮膜が所定の長さ剥離された各一対のリード部とで構成されたコイル。
前記第一と第二のコイル部の同一端のリード部が相互に接続されて、前記両コイル部が並列回路をなしている請求項１５に記載のコイル。
前記第一のコイル部の一端のリード部が前記第二のコイル部の反対側の一端に接続され、前記両コイル部が直列回路をなしている請求項１５に記載のコイル。
２組の互いに近接する請求項１５に記載のコイルと、前記２組のコイルに同軸で挿入された磁性体のコアを有し、一方の組の第一のコイル部の一端のリード部を他方の組の第二のコイル部の一端に接続し、前記一方の組の第二のコイル部の一端のリード部を前記他方の組の第一のコイル部の一端に接続した構成のコイル。