JP2009266879A - 巻線用治具、角形コイルの製造方法、角形コイル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】巻芯15の両端部に第1鍔部12および第2鍔部13が対向して設けられ、第1鍔部12の第2鍔部13と対向する面121に、巻芯15の端部を略中心として放射状に4本突設された突条14と、巻芯15に巻き付ける導線(集合線21)の巻き始めの引き出し線部を収納するための導線収納溝122とが設けられた巻線用治具1、この巻線用治具1を用いる角形コイルの製造方法、角形コイルを提供する。
【選択図】図2
Description
また、上記のような無接点充電では、電気回路部品を電磁誘導の電磁波から保護するため、通常、二次コイルに防磁シートが張り合わされる。この時、二次コイルが丸形形状(円板状)であると、四角形の防磁シートの四隅近傍にはコイルが無く、図19に示すように、この部位に渦電流が発生し、温度上昇の一因となる。そこで、二次コイルとしては、図17に示すような角形コイルが必要とされる。
例えば、図18(a)に示すように、四角柱状の巻芯92の両端に鍔部91が設けられた構成の巻線用治具9を用いて、巻芯92に導線93を重ねて巻き付けても、得られる一列多層巻きコイル90は、角形コイルと呼ぶのに十分な形状ではなく、丸形に近い形状となってしまう。特に巻外径に比較し、巻芯92が小さい場合にこの傾向が著しい。
したがって、従来は、例えば図18(b)に示すように、空芯の形状によらず丸形(円板状)コイルの外周部を矢印で示す四方向からプレスして成形することで、四角形コイルを得ている。また、プレス方向を変えることで、その他所望形状の角形コイルを得ている。
このように、従来は、コイルに無用な歪みや変形を与えることなく、角形精度が高い角形コイルを製造する適切な方法が無いという問題点があった。
なお、ここで「角形精度が高い」とは、角形コイルの外周において、各頂点間の辺が直線あるいは直線に近い曲線であること、つまり、角形コイルの外周において、各辺の、頂点間を結ぶ理想直線からのずれが小さいことを指す。以下、この「角形精度」の語は、四角形以外、六角形、八角形等の多角形状の角形コイルについても適用する。
角形コイルにあっては、電子機器に組み込む際の省スペース化に鑑みて、コイルの最内周から延出する巻き始め引き出し線部を、四角形板状に成形した巻線部の片面に沿わせるようにして配線した構成とすることが多い。しかしながら、巻線部から延びる巻き始め引き出し線部が、丸形(円板状)コイルをプレスして角形に成形する作業の邪魔になる上、巻線部の成形後に巻き始め引き出し線部の形を整えて巻線部に重ねるようにして配線する作業が必要となるため、従来の製造方法ではコイルの製造に手間を要するといった問題がある。
第1の発明は、導線が巻き付けられる巻芯と、該巻芯の両端部に対向して設けられた鍔部とを具備する巻線用治具であって、一対の前記鍔部の互いに対向する面の少なくとも一方に、前記巻芯の端部を略中心として放射状に延在するように複数の突条が突設され、前記鍔部の互いに対向する面の一方又は他方に、前記導線の巻き始めの引き出し線部を収納するための導線収納溝が設けられ、前記導線収納溝は前記鍔部において前記巻芯の端部からその外周の接線方向に延在するように形成されていることを特徴とする巻線用治具を提供する。
第2の発明は、前記導線収納溝の深さが前記導線の径寸法よりも小さいことを特徴とする第1の発明の巻線用治具を提供する。
第3の発明は、一対の前記鍔部の互いに対向する面の内、前記導線収納溝が形成されている鍔部の面に前記突条が複数突設されており、これら突条の前記鍔部の面からの突出寸法と、前記導線収納溝と前記導線の径寸法との差とが同等に揃えられていることを特徴とする第2の発明の巻線用治具を提供する。
第4の発明は、複数の前記突条のひとつが前記導線収納溝に沿って設けられ、この突条の前記鍔部の面からの突出寸法と前記導線収納溝の深さとの合計が、前記導線の径寸法と同等に揃えられていることを特徴とする第1〜3のいずれかの発明の巻線用治具を提供する。
第5の発明は、前記導線収納溝に沿って設けられた前記突条である巻き始め部突条の幅寸法と前記導線収納溝の溝幅との合計と、前記巻き始め部突条以外の各突条の幅寸法とが略同等に揃えられていることを特徴とする第4の発明の巻線用治具を提供する。
第6の発明は、前記突条は、前記巻芯側の端部から前記鍔部の外周側へ行くに従ってその幅寸法が次第に減少するように形成されたテーパ状部を具備することを特徴とする第1〜5のいずれかの発明の巻線用治具を提供する。
第7の発明は、一対の前記鍔部の内の前記導線収納溝が形成されている鍔部の外周部に、巻線用治具の回転時に前記導線の巻き始め引き出し線部に係合して該巻き始め引き出し線部に回転力を与える導線回転用係合部が形成されており、この導線回転用係合部に巻き始め引き出し線部が係合される係合位置に、前記巻芯の端部から延びる前記導線収納溝の前記鍔部外周側の端部の位置が合わされていることを特徴とする第1〜6のいずれかの発明の巻線用治具を提供する。
第8の発明は、前記導線収納溝が、鍔部の互いに対向する面の一方のみに設けられていることを特徴とする第1〜7のいずれかの発明の巻線用治具を提供する。
第9の発明は、前記突条の数が4つであることを特徴とする第1〜8のいずれかの発明の巻線用治具を提供する。
第10の発明は、一対の前記鍔部の一方又は両方が、前記巻芯に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする第1〜9のいずれかの発明の巻線用治具を提供する。
第11の発明は、第1〜10のいずれかの発明の巻線用治具の前記巻芯に前記導線を巻き付けてコイルを製造する方法であって、前記導線の先端部である巻き始め引き出し線部を前記巻線用治具の前記導線収納溝に収納した状態で、前記巻線用治具の前記巻芯に前記導線を巻き付けることを特徴とする角形コイルの製造方法を提供する。
第12の発明は、第3〜5のいずれかの発明に係る第11の発明のコイルの製造方法であって、前記導線として、前記導線収納溝の深さと前記突条の突出寸法との合計と同等の径寸法を持つものを用いることを特徴とする角形コイルの製造方法を提供する。
第13の発明は、前記巻線用治具の前記巻芯への前記導線の巻き付けの完了後に、導線の巻き付けによって得られたコイルの巻線部から延びる前記巻き始め引き出し線部を前記巻線部に押し付けるように加圧することを特徴とする第11又は12の発明の角形コイルの製造方法を提供する。
第14の発明は、多角形板状の巻線部と、該巻線部の最内周及び最外周からそれぞれ延出する引き出し線部とを有し、前記巻線部には、その中央部から該巻線部の外周の複数の頂点に向かって放射状に延在する溝状の凹部が形成されており、前記巻線部の前記凹部が形成されている部分は、前記巻線部の他の部分に比べて厚さ寸法が小さく形成されており、複数の前記凹部の内の1つに、前記巻線部の最内周から延出する引き出し線部が収納されていることを特徴とする角形コイルを提供する。
第15の発明は、前記巻線部が四角形板状であることを特徴とする第14の発明の角形コイルを提供する。
得られた角形コイルを用いることで、充電効率の優れたコードレス機器を提供できる。
(第1実施形態)
図1は本発明に係る巻線用治具の第1実施形態を例示する図であり、(a)は巻線用治具1を示す図であって、この巻線用治具1を第2鍔部13側から透視して第1鍔部12の突条14が突設されている面(対向面121)側から見た構造を示す図、(b)は(a)の巻線用治具1のA−A線における断面図、(c)は(a)の巻線用治具1のB−B線における断面図(但し、導線収納溝122に導線2を収納した状態を示す)である。
また、図2は図1の巻線用治具1に導線2を巻き付けた状態を示す図であって、(a)は巻線用治具1を第2鍔部13側から透視して導線2の巻き付け状態を示す図、(b)は(a)のC−C線における拡大断面図、(c)は(a)のD−D線における巻芯15付近の拡大断面図である。
図3は本発明に係る角形コイルの第1実施形態を例示する図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のE−E線における拡大断面図である。
図3(a)、(b)に例示した角形コイル10は、具体的には正方形板状の巻線部10aを持つ角形のコイル(以下、角形コイルとも言う)である。また、この角形コイル10は、巻線部10aの最内周及び最外周からそれぞれ延出する引き出し線部10b、10cを具備する。この引き出し線部10b、10cは、巻線部10aを構成する導線の両端を巻線部10aから延出させた部分である。
なお、巻線部10aの最内周から延出されている引き出し線部10bを、以下、第1引き出し線部、巻線部10aの最外周から延出されている引き出し線部10cを、以下、第2引き出し線部10cとも言う。
なお、図中、符号Pは、巻芯15、第1鍔部12、第2鍔部13の中心を通る中心軸線である。
なお、第2鍔部13の第1鍔部12と対向する面131(以下、対向面とも言う)は平坦面となっている。
この導線収納溝122には、図2(a)、(b)に示すように、コイルを構成する導線の内、角形コイル10の第1引き出し線部10b(図3(a)参照)となる部分が収納される。
図中、符号123aは、導線収納溝122と平行な半径(中心軸線Pを中心とする半径)に重なる仮想直線である。換言すれば、導線収納溝122は、この仮想直線123aと平行な接線方向に巻き始め部突条14aに沿って延在形成されている。
ここで、各突条14の「幅寸法」とは、第1鍔部12の対向面121に沿った方向において各突条14の長手方向(中心軸線Pを中心とする半径方向)に直交する方向における寸法を指す。巻き始め部突条14a及び該中心軸線Pを介して巻き始め部突条14aとは反対の側に位置する符号14bの突条14の幅寸法は、前記仮想直線123aに直交する方向の寸法を指す。また、符号14a、14b以外の突条14(図1(a)中、符号14c,14d)の幅寸法は、対向面121に沿った方向において仮想直線123aに垂直の仮想直線123bに直交する方向に寸法を指す。
本実施形態では、前記距離X1を導線2の径寸法(外径)の1.5〜1.9、距離X2を導線2の径寸法の1.0〜1.5倍とする。但し、距離X1は距離X2よりも大きいことが必須である。
角形コイル10の角形精度は、距離X1と突出寸法tとに依存するとも言える。
なお、使用する導線2の径寸法は30〜800μmであることが好ましい。
なお、本明細書にて説明する他の実施形態についても、巻線用治具に集合線21を巻く例として説明する。但し、導線2を1本のみ用いて巻芯15に巻き付けていくことも可能であることは言うまでも無い。
換言すれば、コイル10の製造にあたり、巻線用治具1として、巻き始め部突条14aの前記第1鍔部12の対向面121からの突出寸法tと前記導線収納溝122の深さ寸法cとの合計が、使用する導線2(集合線21を構成する導線2)の径と同等のものを使用する。
図示例の導線収納溝122の溝幅w1は、巻芯15に巻き付ける集合線21を構成する導線2の本数をN、導線2の径寸法(外径)をDとしたときにD×Nで算出される値に揃えてある。
なお、導線収納溝122の深さ寸法cがD/2よりも小さいときには、溝幅w1はD×Nよりも若干小さくても良い(但し、集合線21の全ての導線2を一列に配列収納することが可能な範囲を下限値とする)。
例えば、図4(a)、(b)では、巻線機60に、巻線用治具1と一体回転するように設けられた導線固定部68(導線挟持部)に、巻き始め引き出し線部22の先端を固定できるようにした構成を例示する。この他、導線固定部としては、例えば、第1鍔部12に導線を脱着可能に固定できるクリップを設けた構成等も採用可能である。
そして、導線2の巻き付け回数が多くなるにしたがって、突条突設領域における巻き径と突条無し領域の巻き径との差が大きくなり、やがて、その外側周縁部のうち突条14,14・・と重なる四つの位置に頂点を有する四角板状のコイル(巻線部)が得られる。
理解を容易にするために、突条14と第2鍔部13との間の距離X2を導線2の径寸法と同じ(導線2の径寸法の1.0倍。図2(b)参照)、第1鍔部12と第2鍔部13との間の距離X1を導線2の径寸法の1.8倍(図2(c)参照)とした場合を例に説明する。
集合線21を張力を与えた状態で巻芯15に巻き付けていくことで、角形精度が高い角形コイルを確実に得ることができる。
なお、このことは、四角板状の巻線部を持つ角形コイルの製造に限定されず、五角形、六角形、八角形等の四角板状以外の多角形板状の巻線部を持つ角形コイルの製造にも共通して言える。
巻線部10aの突条突設領域にて形成された部分には、複合突条128、巻き始め部突条14a以外の突条14の存在位置に対応して、その中央部から該巻線部10aの外周の複数の頂点に向かって放射状に延在する溝状の凹部10dが形成される。このため、巻線部10aの突条突設領域にて形成された部分は、前記巻線部10aの他の部分に比べて厚さ寸法が小さい薄肉部となる。
図示例の巻線用治具1において、第1鍔部12の前記切り欠き部125に対応する部分には、第1鍔部12の外周から第1鍔部12の中央部(詳細には巻芯15の端部)に向かって延びる面124(以下、導線当接面とも言う)と、この導線当接面124の巻芯15側の端部から仮想直線123aに直交する方向に延在する面125a(以下、切り欠き部第2面とも言う)とが形成されている。
また、前記巻芯15の端部付近から延びる前記導線収納溝122は、その第1鍔部12外周側の端部の位置が、前記導線当接面124の巻芯15に近い側の端部、つまり、導線当接面124と切り欠き部第2面125aとの境界126に合わされている。切り欠き部第2面125aは、仮想直線123aを介して、導線収納溝122とは反対の側に形成されている。
巻線用治具1を回転させて導線2を巻く際には、導線収納溝122が巻き始め部突条14aよりも回転方向後側となる回転方向で巻線用治具1を回転させる。導線当接面124が切り欠き部第2面125aよりも回転方向後側となる。
したがって、上述の状態において巻線用治具1の回転を開始すると、導線当接面124が集合線21に係合して集合線21が第1鍔部12と一体に回転されるようになる。導線当接面124の前記境界126側の端部(境界126付近)が、巻き始め引き出し線部22が係合される係合位置となる。
なお、導線回転用係合部としては、円板状の第1鍔部12の外周に突出する突起であっても良い。
第2鍔部13が巻芯15に固定で、第1鍔部12が巻芯15の端部に着脱可能に設けられている構成としても良い。
巻線用治具としては、巻芯の両端に設けられた鍔部の内、一方又は両方が巻芯に対して着脱自在になっている構成のもの(但し、突条や導線収納溝を具備していない)が周知であり、本発明に係る巻線用治具における鍔部を巻芯に着脱可能に設ける構造としても、このような周知の巻線用治具にて採用されている構造を適用できる。
なお、図4(a)、(b)、(c)においては、上側を上、下側を下として説明する。
治具回転装置65は、巻線用治具1の第1鍔部12が固定された第1主軸63と、巻線用治具1の第2鍔部13が固定された第2主軸64とを具備する。また、図4(b)において、符号66は第1主軸63を支持する第1支持部、67は第2主軸64を支持する第2支持部である。第1主軸63と第2主軸64とは、駆動モータ(図示略)の駆動力によって回転される。
巻線用治具1の第1鍔部12は第1主軸63の第1支持部66から突出した先端に固定され、第2鍔部13は第2主軸64の第2支持部67から突出した先端に固定されている。また、第1鍔部12と第2鍔部13とは、それぞれの対向面121、131が互いに対面する向きで設けられている。
ここでは、第2主軸64のみが移動装置によって移動される構成を例示する。第1主軸63は、回転軸線方向への移動が規制されており、第2主軸64の回転軸線方向への移動によって、両主軸63、64間の距離が変更される。
主軸63、64間の距離の変更により、一対の鍔部12、13の間の距離が変更され、巻芯15に対して第2鍔部13が着脱(接離)される。
導線固定部68は、第1主軸63に一体に設けられており、第1鍔部12を介して第2鍔部13とは反対の側に設置されているため、集合線21は、一対の鍔部12、13の間の空間16から、切り欠き部125に通して、第1鍔部12を介して第2鍔部13とは反対の方向に引き出される。
このとき、第1主軸63と第2主軸64とを、駆動モータ(図示略)の駆動力によって等速度で同じ向きに回転させる。
この場合は、巻線用治具1の回転自体が導線収納溝122への集合線21の収納動作(巻き始め引き出し線部収納工程)になっており、巻線用治具1の回転を継続することで、この収納動作に連続して集合線21の巻き付けが進行する。
また、巻き始め引き出し線部収納工程を行ってから、巻線用治具1の回転を開始しても良い。
また、巻き始め引き出し線部収納工程は、巻芯15から第2鍔部13を離脱させた開放状態で行っても良い。
巻き付け工程の完了によってコイル10の巻線部10aが形成されることになる。
また、導線固定部68での巻き始め引き出し線部22の固定を解除する。
図5(a)、(b)に示す導線固定部68は、第1主軸63に固定の突壁である受け壁68aと、この受け壁68aに対して開閉動する導線固定ピン68bとを具備し、受け壁68aと導線固定ピン68bの間に集合線21を挟み込んで固定できる。受け壁68aに対する導線固定ピン68bの開閉動は導線固定部68に組み込まれたピン駆動装置によってなされる。導線固定ピン68bの開閉動によって、集合線21の固定と固定解除とが切り換えられる。
なお、導線固定部68としては、集合線21の先端(巻き始め引き出し線部22の先端)の固定と固定解除との切り換えが可能な構成であれば良く、上述の構成に限定されず、各種構成の採用が可能である。
この場合、導線供給ノズル62から引き出された集合線21の切断工程後の先端を、導線固定部68に固定することを楽に行える。
また、巻線機としては、導線セット工程、巻き付け工程、切断工程、取り出し工程を自動で行う構成のもの等も採用可能である。
次に本発明の第2実施形態を説明する。
図7(a)、(b)は、本発明の第2実施形態を説明する図であり、(a)は導線2(具体的には集合線21)を巻線用治具に巻き付けた状態の、突条14が設けられている領域(突条突設領域)の拡大断面図、(b)は突条14から離れた領域(突条無し領域)の拡大断面図である。
この実施形態において、例えば距離X1が導線2の径寸法(外径)の2.0倍であるとき、距離X2を導線2の径寸法(外径)の1.7倍以下(例えば1.5〜1.7倍の範囲)とすれば、角形コイルの頂点間に直線の辺を得ることが可能である。
図8(a)、(b)は、本発明の第3実施形態を例示する断面図である。
この実施形態では、多列多層巻きの一例を例示する。
図8は、本実施形態の巻線用治具を用いて角形コイルを製造する工程を説明する図であり、(a)は導線2(具体的には集合線21)を巻線用治具1に巻き付けた状態の、突条14、複合突条128が設けられている領域(突条突設領域)の拡大断面図、(b)は突条14から離れた領域(突条無し領域)の拡大断面図である。
集合線21を巻芯15の径方向に重ねて巻き付けて角形コイルを得る方法(角形コイルの製造方法)は、第1実施形態の巻線用治具1にかえてこの実施形態の巻線用治具1aを使用する以外は同じにして、第1実施形態にて説明した手法を適用できる。
また、得られる角形コイルの巻線部10aは、突条突設領域にて形成される部位、つまり溝状の凹部が形成される部分では、その他の位置よりも厚みが薄くなる。
次に本発明の第4実施形態を説明する。
図9(a)、(b)は、この実施形態の巻線用治具の第1鍔部を示す図であって、(a)は第1鍔部を対向面121側から見た図、(b)は(a)のF−F線断面矢視図(但し、集合線21の導線2を導線収納溝122に収納した状態を示す)である。
この実施形態の巻線用治具は、第1実施形態の巻線用治具1の第1鍔部12の突条14を図9(a)に示す三角形状の突条17に変更し、それ以外は第1実施形態と同様の構成としたものである。
以下、図9(a)の第1鍔部(三角形突条付き鍔部)に符号12aを付して説明する。
この第1鍔部12aにおいても、第2鍔部13に対向する面を対向面121と称して説明する。
各突条17(巻き始め部突条17aを含む)の対向面121からの突出寸法tと前記導線収納溝122の深さ寸法cとの関係は第1実施形態と同様である。
導線収納溝122に沿って形成されている巻き始め部突条17aは、導線収納溝122の第1鍔部12a外周側の端部と前記中心軸線Pとを結ぶ仮想直線123cと導線収納溝122との間に形成されている。但し、仮想直線123cは、導線収納溝122に平行では無く、中心軸線Pから第1鍔部12a外周側に行くにしたがって導線収納溝122に接近するように、導線収納溝122に対して傾斜している。
このため、巻き始め部突条17aは、巻芯15側の端部から第1鍔部12aの外周側へ行くに従ってその幅寸法w3が次第に減少するテーパ状(三角形形状)に形成されている。
また、巻き始め部突条17a以外の突条17の内、中心軸線Pを介して巻き始め部突条17aとは反対の側に位置するもの(図中、符号17bを付す)についても、仮想直線123cに直交する方向の寸法を幅寸法と称して説明する。突条17の内、符号17a、17bの突条以外のもの(図中符号17c,17dを付す)は、仮想直線123cに直交する仮想直線(第2仮想直線123d)に沿って形成されている。これら突条17c、17dについては、第2仮想直線123dに直交する方向の寸法を幅寸法と称して説明する。
既述のように、導線収納溝122の深さ寸法cは、集合線21を構成する導線2の径寸法よりも小さい(浅い)。図9(b)に示すように、導線収納溝122の深さ寸法cと巻き始め部突条17aの第1鍔部12aの対向面121からの突出寸法tとの合計は導線の径寸法に揃えられている。なお、巻き始め部突条17a以外の突条17の対向面121からの突出寸法は、巻き始め部突条17aと同じに揃えられている。
また、巻き始め部突条17aを含む各突条17は、その延在方向に直交する断面形状が矩形になっており、対向面121からの突出先端が対向面121に沿う平坦面になっている。
巻き始め部突条17a以外の突条17b、17c、17dは、その形状及びサイズ(対向面121に沿った方向における形状及びサイズ)が互いに同じに揃えられている。また、溝・突条複合部129も、対向面121に沿った方向における形状及びサイズが、突条17b、17c、17dと同じに揃えられている。
したがって、図9(b)に示すように導線収納溝122に集合線21の複数本の導線2を横並びに配列収納すると、対向面121に沿った方向における形状及びサイズが突条17b、17c、17dと略同等の複合突条128aが得られる。
一方、複合突条128a、突条17の第1鍔部12a外周側の端部は、巻芯15側の端部に比べて幅寸法が小さい(狭い)ため、コイル(詳細にはコイルの巻線部)の各頂点の形成精度の確保に有利であり、この点も角形精度の確保に有利に寄与する。
このクリアランス171部分では、集合線21を構成する導線2が、突条無し領域と同様の巻線状態となる。
前記クリアランス171は、導線収納溝122への集合線21の挿通、収納を円滑に行うために確保される。このクリアランス171の確保は必須では無い。
また、複合突条128aも、その全体がテーパ状部として機能する。
また、この場合、巻き始め部突条17a以外の各延長部付き突条173については、延長部172以外のテーパ状部分がテーパ状部174として機能する。
複合突条についても、延長部以外の部分がテーパ状部として機能する。
次に本発明の第5実施形態を説明する。
図11は、この実施形態の巻線用治具の第1鍔部を対向面121側から見た図である。
この実施形態の巻線用治具では、第1実施形態の巻線用治具1の第1鍔部12の突条14にかえて、図11に示すように、導線収納溝122の溝幅w1と同じ幅寸法w4を持つ突条18を採用している。但し、突条18の本数は3本である。突条18以外は、第1実施形態と同様の構成である。
以下、図11の第1鍔部に符号12bを付して説明する。
この第1鍔部12bにおいても、第2鍔部13に対向する面を対向面121と称して説明する。
既述のように、導線収納溝122は、前記巻芯15の端部の外周の接線方向に延在するように形成されている。また、3本の突条18も、前記巻芯15の端部の外周の接線方向に延在するように形成されている。
3本の突条18の内の1本(符号18aの突条)は、中心軸線Pを介して導線収納溝122とは反対の側に位置しており、導線収納溝122と平行かつ中心軸線Pを通る仮想直線123aに沿って延在している。この突条18aは、導線収納溝122に対して中心軸線Pを中心とする点対称の位置に設けられている。
3本の突条18の内、符号18aの突条18以外の2本は、中心軸線Pを通り前記仮想直線123aに垂直の仮想直線123bに沿って延在している。
なお、3本の突条18の幅寸法は、その長手方向(延在方向)全長にわたって一定である。
但し、本実施形態のように、導線収納溝122に収納した集合線21の導線2のみによって突条を形成する場合に比べて、第1〜4実施形態に例示したように、導線収納溝122に収納した集合線21の導線2と突条とによって複合突条が形成される構成の方が、導線によって形成される突条の形状安定性が良く、コイルの巻線部の形成精度の確保の点では、第1〜4実施形態に例示したように導線収納溝122に収納した集合線21の導線2と突条とによって複合突条が形成される構成の方が有利である。
次に、本発明の第6実施形態を説明する。
図12は、この実施形態の巻線用治具の第1鍔部12cを、第2鍔部13に対向する対向面121側から見た構成を示す。
本実施形態の巻線用治具は、第1鍔部12cの第2鍔部13に対向する対向面121に、5本の突条14,14・・が巻芯15の端部を略中心として放射状に突設されている。
各突条14はいずれも中心軸線Pを中心とする半径方向に延在している。隣り合う突条14,14・・の為す角度θ2はいずれも同じである。
そして、本実施形態は、突条の数および配置形態以外は、第1実施形態と同様である。
巻き始め突条14a以外の突条14の幅寸法(対向面121に沿い、延在方向に直交する方向の寸法)は、巻き始め部突条14aの幅寸法と導線収納溝122の溝幅w1との合計に揃えられている。
この巻線用治具の巻芯15に導線を巻き付けて製造される角形コイル20は、その外形(詳細には巻線部の外形)が正五角形状となる。
次に、本発明の第7実施形態を説明する。
図13は、この実施形態の巻線用治具の第1鍔部12dの、第2鍔部13に対向する対向面121側から見た構成を示す。
本実施形態の巻線用治具は、第1鍔部12dの対向面121に、4本の突条14,14・・が巻芯15の端部を略中心として放射状に突設されている。但し、隣り合う突条14,14・・の為す角度は、θ3aおよびθ3bの二通りであり、隣り合う角度が異なるように突条14,14・・が配置されている。そして、本実施形態は、突条の配置形態以外は、第一の実施形態と同様である。
巻線用治具3を用いて上記と同様に製造される角形コイル30は、その外形(詳細には巻線部の外形)が長方形状となる。
但し、本発明に係る巻線用治具としては、鍔部(第1鍔部、第2鍔部)に切り欠き部、導線回転用係合部が形成がされていないものも採用可能である。
このことは、本発明に係る他の実施形態の巻線用治具についても同様である。
次に、本発明の第8実施形態を説明する。
図14は、この実施形態の巻線用治具1cを示す概略構成図である。
本実施形態の巻線用治具1cは、第2鍔部13aの第1鍔部12と対向する面(対向面131)に、第1鍔部12と同様に、4本の突条54,54・・が、巻芯15の端部を略中心として放射状に突設されている。そして、これら突条54,54・・は、巻芯15の軸方向から見て、第1鍔部12の突条14,14・・と一致する位置に配置されている。
各突条54,54・・の形状は、第1鍔部12の突条14,14・・と同様であり、隣り合う突条54,54の為す角度はいずれも、第1鍔部12の突条14,14の為す角度と同様である。これ以外の点は、本実施形態は第一の実施形態と同様である。
例えば、突条無し領域における距離X1を第1実施形態にて例示したものと同様に導線2の径寸法の1.5〜1.9倍とし、突条突設領域における距離X3を、第1実施形態にて例示したX2と同様に導線2の径寸法の1.0〜1.5倍とする。但し、距離X1が距離X3よりも大きいように設定する。
また、突条無し領域における距離X1を第2実施形態にて例示したものと同様に導線2の径寸法の2.0〜2.5倍とし、突条突設領域における距離X3を、第2実施形態にて例示したX2と同様に導線2の径寸法の1.0〜1.7倍としても良い。
また、第3実施形態と同様に、突条無し領域における距離X1を導線2の径寸法の2.5〜2.9倍とし、突条突設領域における距離X3を、第2実施形態にて例示したX2と同様に導線2の径寸法の2.0〜2.5倍としても良い。
なお、ここでは突条が四つの場合を示しているが、本発明において、第1および第2鍔部の両方に突条を設ける場合にも、突条の数は特に限定されず、目的に応じて適宜選択すれば良い。
例えば、第1鍔部および第2鍔部に互いに重ならない位置で、2本ずつの突条を設けたり、いずれか一方の鍔部に突条を1本を、他方の鍔部に3本の突条を設けても良い。このような構成によっても四角形板状の巻線部を持つコイル(角形)を得ることができる。
突条無し領域における一対の鍔部の間の距離と、突条突設領域における一対の鍔部の間の距離とを設定することで、コイルの巻線部の厚みを容易に制御することができ、また、角形精度の制御も容易に行える。
そして、公知の手法により、成形または組み立てれば良い。
この場合も、コイルの製造にあたって、巻線部の最内周から延びる巻き始め引き出し線部がコイルの製造の邪魔になることがなく、角形コイルを効率良く製造できるという効果が得られることは言うまでも無い。
但し、導線収納溝122の深さ寸法cは、導線2の径寸法の2倍未満とする。
Claims (15)
- 導線が巻き付けられる巻芯と、該巻芯の両端部に対向して設けられた鍔部とを具備する巻線用治具であって、
一対の前記鍔部の互いに対向する面の少なくとも一方に、前記巻芯の端部を略中心として放射状に延在するように複数の突条が突設され、
前記鍔部の互いに対向する面の一方又は他方に、前記導線の巻き始めの引き出し線部を収納するための導線収納溝が設けられ、
前記導線収納溝は前記鍔部において前記巻芯の端部からその外周の接線方向に延在するように形成されていることを特徴とする巻線用治具。 - 前記導線収納溝の深さが前記導線の径寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1記載の巻線用治具。
- 一対の前記鍔部の互いに対向する面の内、前記導線収納溝が形成されている鍔部の面に前記突条が複数突設されており、これら突条の前記鍔部の面からの突出寸法と、前記導線収納溝と前記導線の径寸法との差とが同等に揃えられていることを特徴とする請求項2記載の巻線用治具。
- 複数の前記突条のひとつが前記導線収納溝に沿って設けられ、この突条の前記鍔部の面からの突出寸法と前記導線収納溝の深さとの合計が、前記導線の径寸法と同等に揃えられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の巻線用治具。
- 前記導線収納溝に沿って設けられた前記突条である巻き始め部突条の幅寸法と前記導線収納溝の溝幅との合計と、前記巻き始め部突条以外の各突条の幅寸法とが略同等に揃えられていることを特徴とする請求項4記載の巻線用治具。
- 前記突条は、前記巻芯側の端部から前記鍔部の外周側へ行くに従ってその幅寸法が次第に減少するように形成されたテーパ状部を具備することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の巻線用治具。
- 一対の前記鍔部の内の前記導線収納溝が形成されている鍔部の外周部に、巻線用治具の回転時に前記導線の巻き始め引き出し線部に係合して該巻き始め引き出し線部に回転力を与える導線回転用係合部が形成されており、この導線回転用係合部に巻き始め引き出し線部が係合される係合位置に、前記巻芯の端部から延びる前記導線収納溝の前記鍔部外周側の端部の位置が合わされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の巻線用治具。
- 前記導線収納溝が、鍔部の互いに対向する面の一方のみに設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の巻線用治具。
- 前記突条の数が4つであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の巻線用治具。
- 一対の前記鍔部の一方又は両方が、前記巻芯に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の巻線用治具。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の巻線用治具の前記巻芯に前記導線を巻き付けてコイルを製造する方法であって、
前記導線の先端部である巻き始め引き出し線部を前記巻線用治具の前記導線収納溝に収納した状態で、前記巻線用治具の前記巻芯に前記導線を巻き付けることを特徴とする角形コイルの製造方法。 - 請求項3〜5のいずれかに係る請求項11記載のコイルの製造方法であって、前記導線として、前記導線収納溝の深さと前記突条の突出寸法との合計と同等の径寸法を持つものを用いることを特徴とする角形コイルの製造方法。
- 前記巻線用治具の前記巻芯への前記導線の巻き付けの完了後に、導線の巻き付けによって得られたコイルの巻線部から延びる前記巻き始め引き出し線部を前記巻線部に押し付けるように加圧することを特徴とする請求項11又は12記載の角形コイルの製造方法。
- 多角形板状の巻線部と、該巻線部の最内周及び最外周からそれぞれ延出する引き出し線部とを有し、
前記巻線部には、その中央部から該巻線部の外周の複数の頂点に向かって放射状に延在する溝状の凹部が形成されており、前記巻線部の前記凹部が形成されている部分は、前記巻線部の他の部分に比べて厚さ寸法が小さく形成されており、
複数の前記凹部の内の1つに、前記巻線部の最内周から延出する引き出し線部が収納されていることを特徴とする角形コイル。 - 前記巻線部が四角形板状であることを特徴とする請求項14記載の角形コイル。
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