JP2007165757A - 二元捲きコイル、もしくは二元捲きコイルの捲線装置、および捲線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は二元捲きコイル、もしくは二元捲きコイルの捲線装置、および捲線方法に関し、コイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成し、リニアコイルとして最適であり、上面の平面精度を高度にし、移動子の下面との間の磁気ギャップを小さくして推進力を増加する。
【解決手段】二元捲きコイルＣは、所望層Ｍ、所望幅Ｑに捲回するコイル本体１のワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に引き出してリード線部２Ａ,２Ｂを形成した。捲線装置Ａは、フライヤボビン８をコイル捲回主軸４を中心に自転させながら公転させてコイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを直径方向Ｐに所望層Ｍ捲回し、コイル捲回主軸４を回転してコイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを軸長方向Ｉに所望列、所望層Ｍ捲回してコイル本体１を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は二元捲きコイル、もしくは二元捲きコイルの捲線装置、および捲線方法に関し、コイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成することにより、例えばリニアモータのリニアコイルとして最適であり、コイルの上面の平面精度を高度にして移動子の下面との間に形成される磁気ギャップを極度に小さくして移動子の推進力を増加するものである。

リニアモータとして良く知られているものは、固定子と移動子（回転子）との間に生ずるギャップに可変速をもつ移動磁界を発生させることにより移動子を磁気相互作用により直線的な推進力を得るようにしたものがある。この移動磁界は、多数個が並べられたコイル（コイル群）に電流を制御しながら流すことで直線的に移動する磁界を形成するようなものである。

この際、コイル群の上面と移動子の下面との間に生ずる磁気ギャップが小さければ小さいほど、移動子に対して大きな推進力が得られる。このように、移動子に大きな推進力を得るためには、磁気ギャップのバラツキが少なく、安定したものを得る必要があるが、これには多数個が整列配置されるコイルの厚さの精度、コイルの上面の平面度が重要な要因である。

ところが、従来のコイルでは、コイルの捲き終わりはコイル本体の外周側に配列されるので移動子の上面とコイルの上面との間に生ずる磁気ギャップには影響しないが、コイルの捲き始めはコイルの内周側に配列されるので、この捲き始めに接続される内周側のリード線を厚さＴのコイルの外周側に配索するとき、コイルの上面を横切ってリード線を配索しなければならず、必ず厚さＴのコイルに対して内周側のリード線の直径分の突出部Δｔが必ず、生ずることになる。しかも、このリード線をコイルに固定するための接着剤の厚さが加わることになり、突出部Δｔは結局、リード線の直径分＋接着剤の厚さということになる。

従って、コイルの上面と移動体の下面との間に生ずる磁気ギャップは、内周側のリード線の直径分＋接着剤の厚さよりも小さくできないという構造上の制約を受け、移動子の推進力が小さく、効率が悪いものであった。

このように、コイルの内周側のリード線を外周側へと上面を経て配索する場合の欠点を回避するために、コイルの天地を逆にしてコイルを設置する場合には、コイルの下面に設けられる基準部材に内周側のリード線の直径分＋接着剤の厚さに相当する収容溝を設けてリード線を収容して固定しないと、個々のコイルが傾いて配置されることになり、磁気ギャップにも少なくともリード線の直径分＋接着剤の厚さに相当するバラツキを生ずることになる。しかも、基準部材に収容溝を設ける場合には、各コイルに対応した位置に対応個数設けなければならないので、コイルの設置個数が多くなればなるほど、製作および加工が容易には行えず、多くの手間と労力とがかかっていた。

ところで、コイルの捲き始めと捲き終わりとになる２本のリード線をコイルの外周側に引き出す方法としてα捲きと称するコイル、およびコイルの製造方法、製造装置があった（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１７３９１３号公報

しかしながら上記特許文献１に記載のα捲きと称するコイルを製造装置では、金属箔線よりなるコイルを捲くための捲き芯軸に順次着脱自在に取付けられる螺旋状ガイドを有する左側壁部材と、螺旋状ガイドを有し、一方の渦巻部と他方の渦巻部とのコイル渡り部を形成するための半径方向のスリットを有する中側部材と、スペーサと、右側壁部材とを備えるほか、コイル１個を必要とする線材を線分として予めストックするための線キャッチ等の多くの構成部材を組上げる複雑な構造であり、コイルを捲回するための取り扱い操作も容易ではなかった。

しかも、特許文献１に記載の上記従来のコイル製造装置では、捲回すべき厚さ、コイルの中空部に対応するコイルの大きさに相応した、専用の捲き芯軸等の構成部材が必要となり、不経済であり、製造されるコイルの寸法精度も低いものであった。

さらに、特許文献１に記載の上記従来のコイル製造装置では、一連の一方の渦巻部と他方の渦巻部とは相互に捲回方向が時計方向または反時計方向との逆方向であるので、このコイルの一方の渦巻部と他方の渦巻部とはコイルの長さ方向の中央から分割されてそれぞれ分担して捲回されるものである。しかも、１つのコイルを捲回するのには、１つのコイル宛に全コイル長さの半分の線材を予めストックボビンに捲回してストックしておかなければならず、ストックボビンによるストック時の取り扱い操作には多くの手間と時間がかかるものであった。従って、捲数の多いコイルほど、ストックボビンによる線材の捲量も多くなるため、コイルの捲回作業が非能率であった。

本発明は上記課題に鑑みなされ、上記従来の欠点を解決し、所望捲数のコイルを高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できるとともに、コイルの上面または下面を横切ることなく、内周側および外周側のリード線を外周側に容易かつ確実に導出でき、また、コイルの捲回作業を行う装置自体の構造は簡単で組立、製作は容易で経済的であり、操作性に優れた二元捲きコイル、もしくは二元捲きコイルの捲線装置、および捲線方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、
ワイヤを所望層、所望幅に捲回して構成するコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成したことを特徴とする。

また、本発明の請求項２の発明は、請求項１において、コイル本体が、１本のワイヤを所望層、所望長さに捲回して構成され、平面平行して配置される長寸の直線部と、該直線部間の両端に連続的に対向して配置される曲成部とにより平面中空扁平形状に形成されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３の発明は、請求項１または２において、前記コイル本体が、リニアコイルであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１の請求項において、前記コイル本体が、四角線により形成されることを特徴とする。

また、本発明の請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１の請求項において、前記リード線部は、前記コイル本体の縦断面における上部両隅、または下部両隅に各直線部、または曲成部に沿って同方向に導出されたことを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１の請求項において、
前記リード線部は、前記コイル本体の縦断面における上部一隅、および下部一隅に各直線部、または曲成部に沿って同方向に導出されたことを特徴とする。

また、本発明の請求項７に記載の発明は、ワイヤボビンから供給されるワイヤを外周に捲回可能に回転自在に設けられるコイル捲回主軸と、
該コイル捲回主軸の軸芯先端に突設されたフライヤ捲軸と、
前記ワイヤボビンから供給されるワイヤを所定量捲回可能になす前記フライヤ捲軸、または前記コイル捲回主軸の外周に回動可能に外嵌した旋回部材に該コイル捲回主軸を中心として自転しながら公転可能に設けたフライヤボビン装着軸に択一的に着脱可能に取付けられるフライヤボビンと、
前記ワイヤボビンから供給されるワイヤの進出方向を変更可能に前記コイル捲回主軸の軸長方向に往復移動可能に設けられたワイヤガイドとを備え、
前記フライヤボビン装着軸に取付けた前記ワイヤボビンを前記コイル捲回主軸を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸の外周にワイヤを直径方向に所望層捲回し、
前記コイル捲回主軸を回転しながら前記ワイヤガイドにてワイヤを案内して供給方向を変更させながら前記コイル捲回主軸の外周にワイヤを軸長方向に所望列、所望層捲回してコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成することを特徴とする。

また、本発明の請求項８に記載の発明は、
ワイヤを所望層、所望幅に捲回して構成するコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとを前記コイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成する二元捲きコイルの製造方法にして、
ワイヤボビンから供給されるワイヤをフライヤボビンに所定量捲回する工程と、
第１のモータにより回転駆動されるコイル捲回主軸の外周に第２のモータの駆動力を受動して回動可能に外嵌した旋回部材に取付けた前記フライヤボビンを前記コイル捲回主軸を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸の外周に前記フライヤボビンからワイヤを直径方向に所望層捲回する工程と、
前記コイル捲回主軸を回転しながらワイヤガイドにてワイヤの供給方向を案内して供給方向変更させながら該コイル捲回主軸の外周にワイヤを軸長方向に所望列、所望層捲回する工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、ワイヤを所望層、所望幅に捲回して構成するコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成したことを特徴とするので、コイル本体の内周側のリード線部をコイルの外周側に引き出すようなコイルの上面または下面を横切ってリード線部を配索する必要がないため、厚さＴのコイルに対して内周側のリード線の直径分の突出部Δｔが生ぜず、リード線をコイルに固定するための接着剤も必要なく、しかも、コイルの下面に配設する基準部材に内周側のリード線部をコイルの外周側に引き出すのに必要な収容溝を設けずに済むから、コイルの上面と移動子の下面との間に生ずる磁気ギャップを極度に小さくでき、移動子の推進力を大きくでき、効率が良くなる。そして、所望捲数のコイルを高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できる。

また、本発明の請求項２の発明によれば、コイル本体が、１本のワイヤを所望層、所望長さに捲回して構成され、平面平行して配置される長寸の直線部と、該直線部間の両端に連続的に対向して配置される曲成部とにより平面中空扁平形状に形成されることを特徴とするので、コイル本体はコンパクトになり、磁気ギャップを極度に小さくして通過する磁束密度を大きくでき、リニアコイルとして最適になる。

また、本発明の請求項３の発明によれば、前記コイル本体が、リニアコイルとして最適である。

また、本発明の請求項４の発明によれば、前記コイル本体が、四角線により形成されることを特徴とするので、コイルに流す電流を丸線よりも多く流すことができ、表皮効果も大きくなる。しかも、コイル本体は、四角線を使用して形成されるので、コイルの厚み方向の高さの精度、およびコイル列の平面度が著しく優れ、リニアコイルとして最適である。さらに、コイル本体は、四角線を使用して形成されるので、表面積が大きくなり、隣接するワイヤ間の電熱・放熱が良く、通電による発熱の冷却効率も大きなリニアコイルを実現することができる。

また、本発明の請求項５に記載の発明によれば、前記リード線部は、前記コイル本体の縦断面における上部両隅、または下部両隅に各直線部、または曲成部に沿って同方向に導出されたことを特徴とするので、コイル本体のリード線部の外周側への引き出しが容易になり、コイルの上面または下面を横切ってリード線部を配索する必要がなくなり、厚さＴのコイルに対して内周側のリード線の直径分の突出部が生ぜず、リード線をコイルに固定するための接着剤も必要なく、しかも、コイルの下面に配設する基準部材に内周側のリード線部をコイルの外周側に引き出すのに必要な収容溝を設けずに済むから、コイルの上面と移動子の下面との間に生ずる磁気ギャップを極度に小さくでき、移動子の推進力を大きくでき、効率が良くなる。そして、所望捲数のコイルを高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できる。

また、本発明の請求項６に記載の発明によれば、前記リード線部は、前記コイル本体の縦断面における上部一隅、および下部一隅に各直線部、または曲成部に沿って同方向に導出されたことを特徴とするので、コイル本体のリード線部の外周側への引き出しが容易になり、コイルの上面または下面を横切ってリード線部を配索する必要がなくなり、コイルに対して内周側のリード線の直径分の突出部が生ぜず、リード線部をコイルに固定するための接着剤も必要なく、しかも、コイルの下面に配設する基準部材に内周側のリード線部をコイルの外周側に引き出すのに必要な収容溝を設けずに済むから、コイルの上面と移動子の下面との間に生ずる磁気ギャップを極度に小さくでき、移動子の推進力が大きくでき、効率が良くなる。そして、所望捲数のコイルを高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できる。

また、本発明の請求項７に記載の発明によれば、ワイヤボビンから供給されるワイヤを外周に捲回可能に回転自在に設けられるコイル捲回主軸と、該コイル捲回主軸の軸芯先端に突設されたフライヤ捲軸と、前記ワイヤボビンから供給されるワイヤを所定量捲回可能になす前記フライヤ捲軸、または前記コイル捲回主軸の外周に回動可能に外嵌した旋回部材に該コイル捲回主軸を中心として自転しながら公転可能に設けたフライヤボビン装着軸に択一的に着脱可能に取付けられるフライヤボビンと、前記ワイヤボビンから供給されるワイヤの進出方向を変更可能に前記コイル捲回主軸の軸長方向に往復移動可能に設けられたワイヤガイドとを備え、前記フライヤボビン装着軸に取付けた前記ワイヤボビンを前記コイル捲回主軸を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸の外周にワイヤを直径方向に所望層捲回し、前記コイル捲回主軸を回転しながら前記ワイヤガイドにてワイヤを案内して供給方向を変更させながら前記コイル捲回主軸の外周にワイヤを軸長方向に所望列、所望層捲回してコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成することを特徴とするので、所望捲数のコイルを高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できるとともに、コイルの上面または下面を横切ることなく、リード線部を外周側に容易かつ確実に導出でき、また、装置自体は構造が簡単で組立、製作は容易で経済的である。

また、本発明の請求項８に記載の発明によれば、ワイヤを所望層、所望幅に捲回して構成するコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとを前記コイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成する二元捲きコイルの製造方法にして、ワイヤボビンから供給されるワイヤをフライヤボビンに所定量捲回する工程と、第１のモータにより回転駆動されるコイル捲回主軸の外周に第２のモータの駆動力を受動して回動可能に外嵌した旋回部材に取付けた前記フライヤボビンを前記コイル捲回主軸を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸の外周に前記フライヤボビンからワイヤを直径方向に所望層捲回する工程と、前記コイル捲回主軸を回転することによりワイヤガイドにてワイヤの供給方向を案内して供給方向を変更させながら該コイル捲回主軸の外周にワイヤを軸長方向に所望列、所望層捲回する工程と、を含むことを特徴とするので、所望捲数のコイルを高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できるとともに、コイルの上面または下面を横切ることなく、リード線部を外周側に容易かつ確実に導出できる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に従って詳細を説明する。

図１は本発明の二元捲きコイルの実施形態１を示す拡大斜視図、図２は同じく本実施形態の二元捲きコイルを捲回するのに使用する捲回装置の一例を示す斜視図、図３は同じく捲回装置によりフライヤボビンに所定量のワイヤを捲回する状態の斜視図、図４は同じくフライヤボビンをフライヤボビン装着軸に取付ける状態の斜視図、図５は同じくコイル捲回主軸に直径方向へフライヤボビンからの所望層のワイヤを捲回する状態の斜視図、図６は同じくコイル捲回主軸の軸長方向へワイヤボビンからのワイヤを捲回する状態の斜視図、図７は同じくコイル捲回主軸にワイヤを捲回する状態の説明的な拡大断面図、図８は同じく本実施形態１の二元捲きコイルの使用状態の一例を示す斜視図である。

本実施形態１の二元捲きコイルＣをリニアコイルに適用した場合につき、使用する二元捲きコイルの捲線装置とともに説明すると、所望層Ｍ、所望幅Ｑに捲回して構成するコイル本体１のワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に引き出してリード線部２Ａ,２Ｂを形成したことを特徴とする。

本実施形態１の二元捲きコイルはリニアコイルに適用しているので、前記コイル本体１が、１本のワイヤＷを所望層Ｍ、所望長さＬに捲回して構成され、平面平行して配置される長寸の直線部１Ａ,１Ａ′と、該直線部１Ａ,１Ａ′間の両端に連続的に対向して配置される曲成部１Ｂ,１Ｂ′とにより平面中空扁平形状に形成される。このように、コイル本体１は平面中空扁平形状に形成されるので、コンパクトになり、移動子Ｓに対する磁気ギャップｇを極度に小さくして通過する磁束密度を大きくできるため、リニアコイルとして最適になる。

また、前記コイル本体１が、ワイヤＷとして四角線ｓｗを用いて形成される。このように、コイル本体１が、ワイヤＷとして四角線ｓｗを用いて形成したのは、コイル本体１に流す電流を丸線よりも多く流すことができ、四角線ｓｗの表面を流れる電流量を増大するという表皮効果も大きくするためである。しかも、コイル本体１は、四角線ｓｗを使用して形成されるようにしたのは、コイル本体１の厚み方向Ｙの高さＨの精度、およびコイル列の平面度が著しく優れ、リニアコイルとして最適である。さらに、コイル本体１は、四角線ｓｗを使用して形成されるので、表面積が大きくなり、隣接するワイヤＷ,Ｗ・・・間の電熱・放熱が良く、通電による発熱の冷却効率も大きなリニアコイルを実現するためである。

また、前記リード線部２Ａ,２Ｂは、前記コイル本体1の縦断面における上部両隅に各直線部１Ａ,１Ａ′に沿って同方向にコイル本体１の外周側へと導出される。このように、本実施形態１のリード線部２Ａ,２Ｂは、前記コイル本体1の縦断面における直線部１Ａ,１Ａ′に沿って同方向にコイル本体１の外周側へと導出されるので、コイル本体1のリード線部２Ａ,２Ｂの引き出しが容易になり、従来のようにコイル本体1の上面または下面を横切って内周側のリード線部を配索する必要がなくなるため、コイル本体１は従来のように内周側のリード線の直径分の突出部Δｔが生ぜず、リード線部２Ａ,２Ｂをコイル本体１に固定するための接着剤も必要なく、しかも、コイル本体１の下面に配設する基準部材Ｋにリード線部２Ａ,２Ｂを外周側に引き出すのに必要な収容溝を設けずに済むから、コイル本体１の上面と移動子Ｓの下面との間に生ずる磁気ギャップｇを極度に小さくでき、移動子Ｓの推進力を大きくでき、磁気効率が良くなる。そして、所望捲数のコイル本体１を高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回することができる。

図２〜図６において、Ａは本実施形態１の二元捲きコイルＣを捲回するのに使用する捲線装置であり、この二元捲きコイルの捲線装置Ａは、ワイヤボビン３から供給されるワイヤＷを外周に捲回可能に回転自在に設けられるコイル捲回主軸４と、該コイル捲回主軸４の軸芯先端に突設されたフライヤ捲軸５と、前記ワイヤボビン３から供給されるワイヤＷを所定量を捲回可能になす前記フライヤ捲軸５、または前記コイル捲回主軸４の外周に回動可能に外嵌した旋回部材６に該コイル捲回主軸４を中心として自転しながら公転可能に設けたフライヤボビン装着軸７に択一的に着脱可能に取付けられるフライヤボビン８と、前記ワイヤボビン３から供給されるワイヤＷの供給方向Ｄを変更可能に前記コイル捲回主軸４の軸長方向Ｉに往復移動可能に設けられたワイヤガイド９とを備え、前記フライヤボビン装着軸７に取付けた前記フライヤボビン８を前記コイル捲回主軸４を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを直径方向Ｐに所望層Ｍを捲回し、前記コイル捲回主軸４を回転することにより前記ワイヤガイド９にてワイヤＷを案内して供給方向Ｄを変更させながら前記コイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを軸長方向Ｉに所望列、所望層Ｍを捲回してコイル本体１のワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に所望長さ引き出してリード線部２Ａ,２Ｂを形成する。

また、前記コイル捲回主軸４は、モータＭ１により回転駆動される。そして、前記コイル捲回主軸４は少なくとも先端部が、図２〜図６に示すようにワイヤＷを捲回してコイル本体１を形成できるように直方体形状に形成されている。

また、前記旋回部材６は、モータＭ２のモータシャフトに装着された駆動プーリ１０と、受動プーリ部１２と、前記駆動プーリ１０と受動プーリ部１２との間に捲回されるタイミング・ベルト１１とよりなる回転伝達部品１３を介してモータＭ２の駆動力により前述のようにコイル捲回主軸４を中心として公転される。

さらに、前記ワイヤガイド９は、前記コイル捲回主軸４の軸長方向Ｉに制御部の記憶装置（図には示さず）に入力した数値のピッチにてコイル捲回主軸４と同期して往復運動することにより前記ワイヤボビン３から供給されるワイヤＷを案内してワイヤＷの供給方向Ｄを変更するためのものである。

Ｔはフライヤボビン装着軸７に取付けられるフライヤボビン８をコイル捲回主軸４を中心に自転されながら公転されることによりフライヤボビン８から供給されるワイヤＷに直径方向Ｐに所望Ｍ層捲回した後にフライヤボビン８に繋がっている捲き始めＷ１側ワイヤＷをリード線部２Ａとなる充分の長さを残して切断してその端部を捲き付けるための端部結着ピンであり、この端部結着ピンはコイル捲回主軸４と一体に回転することでワイヤボビン３から供給されるワイヤＷとの干渉を防止されるようになっている。

本実施形態１は以上の構成からなり、ワイヤＷを所望層、所望幅に捲回して構成するコイル本体１のワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に引き出してリード線部２Ａ,２Ｂを形成する二元捲きコイルＣの製造方法につき、以下工程順に述べる。

先ず、第１工程として、ワイヤボビン３から供給されるワイヤＷをフライヤボビン８に所定量捲回する。これには、空のフライヤボビン８をコイル捲回主軸４の軸芯先端に突設されたフライヤ捲軸５に嵌入することによりワイヤＷをフライヤボビン８に所定量捲回してストックし、コイル本体１を形成するための準備をする。この時、フライヤボビン３へのワイヤＷの捲量は、後述のように、コイル捲回主軸４にワイヤＷを直径方向Ｐに所望層Ｍ捲回するのに必要な充分の量であり、その捲回量をモータＭ１の回転数を制御することにより決定してもよい。

また、本実施形態１のコイル本体１を形成する場合に、ワイヤＷとして四角線ｓｗを用いて形成される。このように、コイル本体１が、ワイヤＷとして四角線ｓｗを用いて形成されるのは、コイル本体１に流れる電流が丸線よりも多く流すことができ、表皮効果を大きくするためである。しかも、コイル本体１を形成するのに、四角線ｓｗを使用して形成するのは、コイル本体１の厚み方向Ｙの高さＨの精度、およびコイル列の平面度が著しく優れ、リニアコイルとして最適であるからである。さらに、コイル本体１は、四角線ｓｗを使用して形成されるので、表面積が大きくなり、隣接するワイヤＷ,Ｗ・・・間の電熱・放熱が良く、通電による発熱の冷却効率も大きなリニアコイルを実現するためである。

次いで、第２工程として、所定量のワイヤＷが捲回されたフライヤボビン８を第１のモータＭ１により回転駆動されるコイル捲回主軸４の外周に第２のモータＭ２の駆動力を受動して回動可能に外嵌した旋回部材６に設けたフライヤボビン装着軸７に嵌入する。

それから、第３工程として、旋回部材６に取付けた前記フライヤボビン８を前記第２のモータＭ２の駆動力により前記コイル捲回主軸４を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸４の外周に前記フライヤボビン８から繰り出されるワイヤＷを直径方向Ｐに所望層Ｍ捲回する。

この際、ワイヤガイド９は、前記コイル捲回主軸４の軸長方向Ｉに制御部の記憶装置（図には示さず）に入力した数値のピッチにてコイル捲回主軸４と同期して前進位置を採ることによりワイヤＷの供給が停止されているワイヤボビン３に対してフライヤボビン８から供給されるワイヤＷの干渉を無くしている。しかも、ワイヤボビン装着軸７に例えばブレーキ力を与えてフライヤボビン８から繰り出されるワイヤＷに所望の張力を与えながらコイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを直径方向Ｐに所望層Ｍ、例えば本実施形態１では図７に示すように１列４層の偶数層を捲回する。

第４工程として、前述のように、モータＭ２の回転駆動により、フライヤボビン装着軸７に取付けられるフライヤボビン８をコイル捲回主軸４を中心に自転させながら公転させることによりフライヤボビン８から供給されるワイヤＷをコイル捲回主軸４に直径方向Ｐに１列４層捲回した後に、フライヤボビン８に繋がっているワイヤＷをリード線部２Ａとなる充分な長さを残して切断し、その端部をコイル捲回主軸４の外周近傍に設けた端部結着ピンＴに結着する。これは、端部結着ピンＴに結着されたワイヤＷが回転主軸４と一体に回転することにより後工程においてワイヤボビン３から供給されるワイヤＷとの干渉を防止するためのものである。

その後、第５工程として、モータＭ１を回転駆動することにより、前記コイル捲回主軸４を回転しながらワイヤガイド９にてワイヤＷをコイル捲回主軸４の軸長方向Ｉに沿って往復移動して案内することにより供給方向Ｄを変更させながら該コイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを軸長方向Ｉに所望列、所望層Ｍを捲回する。

すなわち、本実施形態１では、図７に示すように回転主軸４に捲回した前述の１列Ｍ層の捲き始め個所から始まって、主回転軸４の軸長方向Ｉへ２列目からＮ列目まで軸長方向Ｉの１層目を捲回する。それから、軸長方向Ｉへ旧方向へターンして２層目を捲回し、再び２列目から３層目を軸長方向ＩへＮ列目まで捲回し、ターンをした後に再び４層目を軸長方向Ｉに２列目まで捲回するという、連続した折り返し捲回操作を繰り返すことによってワイヤＷを所望層Ｍ、所望Ｎ列の所望幅Ｑに捲回して占積率を決定し、さらに、端部結着ピンＴに対する捲回が解かれたワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の縦断面における上部両隅に各直線部１Ａ,１Ａ′に沿って同方向に外周側へと引き出して所望長さに切断することによってリード線部２Ａ,２Ｂを形成した二元捲きのコイル本体1を製造することができる。この際、図７はワイヤＷの捲回原理を理解し易くするために説明的に示したものであり、軸長方向Ｉへ所望Ｎ列、偶数列の４列が捲回される。そして、モータＭ１の回転速度、主回転軸の軸径、四角線ｓｗの断面の線径は適切のものが選定される。

このようにして、製造されたコイル本体１は、ワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に所望長さ引き出してリード線部２Ａ,２Ｂが形成されるので、コイル本体１のリード線部２Ａ,２Ｂをコイル本体１の外周側に引き出す場合に、コイル本体１の上面または下面を横切ってリード線部２Ａ,２Ｂを配索する必要がないため、厚さＴのコイル本体１に対して従来のように内周側のリード線部の直径分の突出部Δｔが生ぜず、リード線部２Ａ,２Ｂをコイル本体１に固定するための接着剤は必要がない。しかも、コイル本体１の下面に配設する基準部材Ｋに従来のように内周側のリード線部をコイルの外周側に引き出すのに必要な収容溝を設けずに済むから、コイル本体１の上面と移動子Ｓの下面との間に生ずる磁気ギャップｇを極度に小さくでき、移動子Ｓの推進力が大きくでき、効率が良くなる。そして、所望捲数のコイル本体１を高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できる。さらには、コイル本体１は、回転主軸４に所望Ｎ列、すなわち４列４層のワイヤＷを捲回することによりワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側へ同方向に引き出してリード線部２Ａ,２Ｂが形成されるので、配線も整列化され、配線作業も向上する。

また、コイル本体１が、１本のワイヤＷを所望層Ｍ、所望長さに捲回して構成され、平面平行して配置される長寸の直線部１Ａ,１Ａ′と、該直線部１Ａ,１Ａ′間の両端に連続的に対向して配置される曲成部１Ｂ,１Ｂ′とにより平面中空扁平形状に形成されるので、コイル本体1はコンパクトになり、磁気ギャップgを極度に小さくして通過する磁束密度を大きくでき、リニアコイルとして最適である。

また、前記コイル本体1が、四角線swにより形成されるので、コイル本体１に流れる電流を丸線よりも多く流すことができ、表皮効果も大きくなる。しかも、コイル本体１は、四角線ｓｗを使用して形成されるので、コイル本体１の厚み方向Ｙの高さＨの精度、およびコイル列の平面度が著しく優れ、リニアコイルとして最適である。さらに、コイル本体１は、四角線ｓｗを使用して形成されるので、表面積が大きくなり、隣接するワイヤＷ,Ｗ・・・間の電熱・放熱が良く、通電による発熱の冷却効率も大きなリニアコイルを実現することができる。

また、リード線部２Ａ,２Ｂは、実施形態１は例えば前記コイル本体1の縦断面における上部両隅に各直線部1Ａ,１Ａ′に沿って同方向に外周側へと引き出すことによってリード線部２Ａ,２Ｂを形成したので、コイル本体１のリード線部２Ａ,２Ｂの外周側への引き出しが容易になり、従来のようにコイルの上面または下面を横切ってリード線部２Ａ,２Ｂを配索する必要がなくなり、厚さＴのコイル本体１に対して従来のように内周側のリード線部の直径分の突出部Δｔが生ぜず、しかもリード線部２Ａ,２Ｂをコイルに固定するための接着剤も必要なく、さらには、コイル本体１の下面に配設する基準部材Ｋに従来のように内周側のリード線部をコイル本体の外周側に引き出すのに必要な収容溝を設けずに済むから、コイル本体１の上面と移動子Ｓの下面との間に生ずる磁気ギャップｇを極度に小さくでき、移動子Ｓの推進力を大きくでき、効率が良くなる。そして、所望捲数のコイル本体１を高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できる。

また、図９は、および図１０は、本発明の二元捲きコイルＣの他の実施形態を示す。

この実施形態２では、コイル本体１のワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に引き出して形成する前記リード線部２Ａ,２Ｂは、前記コイル本体１の縦断面における上部一隅、および下部一隅に各直線部１Ａ,１Ａ′に沿って同方向に導出されたことを特徴とする構成であるほかは、上記実施形態１と同様に、本発明の二元捲きコイルの捲線装置Ａを用いて同様の工程、手順に従ってコイル本体１は捲回され、同様の作用・効果を奏する。

すなわち、ワイヤＷが、所定量捲回されたフライヤボビン８をフライヤボビン装着軸７に嵌入して旋回部材６に取付けてから、第２のモータＭ２を駆動してコイル捲回主軸４を中心に自転させながら公転させることにより、コイル捲回主軸４の外周にフライヤボビン８から繰り出されるワイヤＷを直径方向Ｐに所望層Ｍ、本実施形態２では例えば図１０に説明的に示すように奇数層の１列５層に捲回する。その後、フライヤボビン８に繋がれているワイヤＷを切断して端部結着ピンＴに結着することによりワイヤボビン３から供給されるワイヤＷとの干渉を防止する。

その後、モータＭ１を回転駆動することにより、コイル捲回主軸４を回転しながら、往復移動するワイヤガイド９にてワイヤＷを案内して供給方向Ｄを変更させながらコイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを軸長方向Ｉに所望Ｎ列、所望層Ｍ、本実施形態２では図１０に説明的に示すように４列奇数層の５層捲回することによりワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に縦断面において上部一隅、および下部一隅に各直線部１Ａ,１Ａ′に沿って同方向に引き出すことによってコイル本体１を形成する点で前記実施形態１とは異なる。

このように、本発明ではモータＭ１、Ｍ２の回転時間、停止、駆動時期、回転方向等を制御することによりコイル捲回主軸４に対して直径方向Ｐに所望Ｍ層、軸長方向Ｉに所望Ｎ列捲回するコイルの層列を変更することで線径サイズが異なってもコイル本体１の外周側にリード線部２Ａ,２Ｂを引き出した所望捲回数のコイル本体１を製造することができる。

また、本発明の二元捲きコイルの捲線装置Ａは、ワイヤボビン３から供給されるワイヤＷを外周に捲回可能に回転自在に設けるコイル捲回主軸４と、該コイル捲回主軸４の軸芯先端に突設されたフライヤ捲軸５と、前記ワイヤボビン３から供給されるワイヤＷを所定量捲回可能になし、または前記コイル捲回主軸４の外周に回動可能に外嵌した旋回部材６に設けたフライヤボビン装着軸７に択一的に着脱可能に取付けられてコイル捲回主軸４を中心として自転しながら公転可能に設けたフライヤボビン８と、前記ワイヤボビン８から供給されるワイヤＷの供給方向Ｄを変更可能に前記コイル捲回主軸４の軸長方向Ｉに往復移動可能に設けられたワイヤガイド９とを備え、前記フライヤボビン装着軸７に取付けた前記フライヤボビン８を前記コイル捲回主軸４を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを直径方向Ｐに所望層Ｍ捲回し、前記コイル捲回主軸４を回転しながら前記ワイヤガイド９にてワイヤＷを案内して供給方向Ｄを変更することにより前記コイル捲回主軸４の外周にワイヤＷを軸長方向Ｉに所望列、所望層Ｍ捲回してコイル本体１のワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とをコイル本体１の外周側に引き出してリード線部２Ａ,２Ｂを形成するので、所望捲数のコイル本体１を高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できるとともに、コイル本体１の上面または下面を横切ることなく、リード線部２Ａ,２Ｂを外周側に容易かつ確実に導出できる。

また、本発明の二元捲きコイルの捲線装置Ａ自体は、前述のようにコイル捲回主軸４と、このコイル捲回主軸４の外周に回動可能に外嵌した旋回部材６と、ワイヤＷの供給方向Ｄを変更するためのワイヤガイド９と、ワイヤボビン３と、フライヤボビン８との少数の構成部品を備えるだけの構造が簡単であるので、組立、製作は容易になり、経済的である。また、コイル本体１の捲回操作も回転自在に設けられたコイル捲回主軸４、または該コイル捲回主軸４を中心としてフライヤボビン８を自転させならが公転させることにより、コイル捲回主軸４に対してフライヤボビン８、またはワイヤボビン３の何れかからワイヤＷを繰り出してコイル捲回主軸４に所望列、所望層ＭのワイヤＷを捲回するという簡単な取り扱い操作によりワイヤＷの捲き始めＷ１と、捲き終わりＷ２とを外周側に容易に引き出してリード線部２Ａ,２Ｂを形成したコイル本体１を製造することができる。

なお上記実施形態1では、コイル本体１の外周側に引き出されたリード線部２Ａ,２Ｂは
、コイル本体１の縦断面における上部両隅に各直線部１Ａ,１Ａ′に沿って同方向に導出されているが、これに限らず、本発明の二元捲きコイルの捲線装置Ａを用いて同様の工程、手順に従ってコイル本体１の縦断面における下部両隅に各直線部１Ａ,１Ａ′に沿って同方向にリード線部２Ａ,２Ｂを導出させたもの、また、前記実施形態１および実施形態２は何れも外周側に導出するリード線部２Ａ,２Ｂは、直線部１Ａ,１Ａ′に沿って導出するようにしているが、これに限らず曲成部１Ｂ,１Ｂ′に沿って外周側に導出する場合も本発明の適用範囲である。

本発明は、所望捲数のコイルを高い寸法精度で作業効率良く簡単に捲回できるとともに、コイルの上面または下面を横切ることなく、内周側および外周側のリード線を外周側に容易かつ確実に導出でき、また、コイルの捲回作業を行う装置自体の構造は簡単で組立、製作は容易で経済的である用途・機能に適する。

図１は本発明の二元捲きコイルの実施形態１を示す拡大斜視図である。 図２は同じく本実施形態１の二元捲きコイルを捲回するのに使用する捲回装置の一例を示す斜視図である。 図３は同じく捲回装置によりフライヤボビンに所定量のワイヤを捲回する状態の斜視図である。 図４は同じくフライヤボビンをフライヤボビン装着軸に取付ける状態の斜視図である。 図５は同じくコイル捲回主軸に直径方向へフライヤボビンからの所望層のワイヤを捲回する状態の斜視図である。 図６は同じくコイル捲回主軸の軸長方向へワイヤボビンからのワイヤを捲回する状態の斜視図である。 図７は同じくコイル捲回主軸にワイヤを捲回する状態の説明的な拡大断面図である。 図８は同じく本実施形態１の二元捲きコイルの使用状態の一例を示す斜視図である。 図９は同じく本発明の二元捲きコイルの実施形態２を示す拡大斜視図である。 図１０は同じく同じくコイル捲回主軸にワイヤを捲回する状態の説明的な拡大断面図である。

符号の説明

１ コイル本体
１Ａ 直線部
１Ａ′ 直線部
２Ａ リード線部
２Ｂ リード線部
３ ワイヤボビン
４ コイル捲回主軸
５ フライヤ捲軸
６ 旋回部材
７ フライヤボビン装着軸
８ フライヤボビン
９ ワイヤガイド
１３ 回転伝達機構
Ａ 捲線装置
Ｃ 二元捲きコイル
Ｄ 供給方向
Ｉ 軸長方向
Ｌ 所望長さ
Ｑ 所望幅
Ｓ 移動子
Ｗ ワイヤ
Ｗ１ 捲き始め
Ｗ２ 捲き終わり

Claims (8)

1. ワイヤを所望層、所望幅に捲回して構成するコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成したことを特徴とする二元捲きコイル。
2. 前記コイル本体が、１本のワイヤを所望層、所望長さに捲回して構成され、平面平行して配置される長寸の直線部と、該直線部間の両端に連続的に対向して配置される曲成部とにより平面中空扁平形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の二元捲きコイル。
3. 前記コイル本体が、リニアコイルであることを特徴とする請求項１または２に記載の二元捲きコイル。
4. 前記コイル本体が、四角線により形成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の請求項に記載の二元捲きコイル。
5. 前記リード線部は、前記コイル本体の縦断面における上部両隅、または下部両隅に各直線部、または曲成部に沿って同方向に導出されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１の請求項に記載の二元捲きコイル。
6. 前記リード線部は、前記コイル本体の縦断面における上部一隅、および下部一隅に各直線部、または曲成部に沿って同方向に導出されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１の請求項に記載の二元捲きコイル。
7. ワイヤボビンから供給されるワイヤを外周に捲回可能に回転自在に設けられるコイル捲回主軸と、
   該コイル捲回主軸の軸芯先端に突設されたフライヤ捲軸と、
   前記ワイヤボビンから供給されるワイヤを所定量捲回可能になす前記フライヤ捲軸、または前記コイル捲回主軸の外周に回動可能に外嵌した旋回部材に該コイル捲回主軸を中心として自転しながら公転可能に設けたフライヤボビン装着軸に択一的に着脱可能に取付けられるフライヤボビンと、
   前記ワイヤボビンから供給されるワイヤの進出方向を変更可能に前記コイル捲回主軸の軸長方向に往復移動可能に設けられたワイヤガイドとを備え、
   前記フライヤボビン装着軸に取付けた前記ワイヤボビンを前記コイル捲回主軸を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸の外周にワイヤを直径方向に所望層捲回し、
   前記コイル捲回主軸を回転しながら前記ワイヤガイドにてワイヤを案内して供給方向を変更させながら前記コイル捲回主軸の外周にワイヤを軸長方向に所望列、所望層捲回してコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとをコイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成することを特徴とする二元捲きコイルの捲線装置。
8. ワイヤを所望層、所望幅に捲回して構成するコイル本体のワイヤの捲き始めと、捲き終わりとを前記コイル本体の外周側に引き出してリード線部を形成する二元捲きコイルの製造方法にして、
   ワイヤボビンから供給されるワイヤをフライヤボビンに所定量捲回する工程と、
   第１のモータにより回転駆動されるコイル捲回主軸の外周に第２のモータの駆動力を受動して回動可能に外嵌した旋回部材に取付けた前記フライヤボビンを前記コイル捲回主軸を中心に自転させながら公転させることにより前記コイル捲回主軸の外周に前記フライヤボビンからワイヤを直径方向に所望層捲回する工程と、
   前記コイル捲回主軸を回転しながらワイヤガイドにてワイヤの供給方向を案内して供給方向を変更することにより該コイル捲回主軸の外周にワイヤを軸方向に所望列、所望層捲回する工程と、
   を含むことを特徴とする二元捲きコイルの捲線方法。

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