JP2010142004A

JP2010142004A - コイルの製造方法

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Publication number: JP2010142004A
Application number: JP2008314959A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Iwatani; 公明岩谷; Shigeru Tanaka; 田中　　滋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2028-12-10
Also published as: JP4834057B2

Abstract

【課題】
電線の巻回が径方向に単層であるコイルに精密に屈曲変形による段差を形成する。扁平なディスク形のコイル部品への適用を容易にする。
【解決手段】
１対の端部ガイド２と端部ガイド２の中央に位置される中央部ガイド３とによって内周を規制しながら電線１を軸方向に複数層で径方向に単層または複数層となるように一部が直線状１４となる螺旋状に巻回させる巻回工程と、中央部ガイド３を両端部ガイド２を通る直線を回転軸線として回転させ巻回された電線１を中央部ガイド３付近で軸方向の両側へ拡開するように移動させる拡開工程とを実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の電子機器，電磁機器等に組込まれるコイル部品の構成単位であるコイルに係る技術分野に属する。

最近、電子機器，電磁機器等では、コイルへの通電の大電流化に伴って、コイルの電線の巻数が増加する傾向にある。コイルの電線の巻数の増加は、コイル部品の大型化をもたらし、コイル部品の電子機器，電磁機器等への組込みを困難にしている。このため、通電の大電流化に対応するコイル部品のコンパクト化を図る技術の開発が要望されている。

従来、コイル部品のコンパクト化に対応することを指向した技術としては、例えば、以下に記載のものが知られている。
特開平２００１−４５６８８号公報特許文献１には、電線が螺旋状に高密度に巻回された巻線束の一部を巻回の軸線方向の両側へ拡開するように屈曲変形させたコイルが記載されている。

特許文献１に係るコイルは、巻線束の屈曲変形部分の段差を利用して互いに入合うように密に積層させてコイル部品を構成することで、電線の巻数の増加させながらもコイル部品のコンパクト化を達成することができるものである。

特許文献１に係るコイルでは、巻線束の相対する２箇所にそれぞれ係止させた１対のクランパを送りネジ機構で電線の巻回の軸線方向の両側へ離間するようにスライドさせ、巻線束の相対する２箇所を引離すように拡開して屈曲変形させる製造方法が採られている。

特許文献１に係るコイルにおける製造方法では、電線が巻回の軸方向，径方向に多層化された巻線束が形成されるものについては有効であるが、電線が巻回の軸方向に複数層であるが径方向に単層であるものについてはスライドにともなって巻回の軸方向の複数本の電線が不規則的に変形して巻回の整列が崩れてしまうため実現性が低いという問題点がある。また、電線が巻回の軸方向，径方向に多層化された巻線束が形成されることによって、扁平なディスク形のコイル部品への適用が困難であるという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、電線の巻回が径方向に単層であるコイルに精密に屈曲変形による段差を形成することのできて扁平なディスク形のコイル部品への適用が容易なコイルの製造方法を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係るコイルの製造方法は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、１対の端部ガイドと端部ガイドの中央に位置される中央部ガイドとによって内周を規制しながら電線を軸方向に複数層で径方向に単層または複数層となるように一部が直線状となる螺旋状に巻回させる巻回工程と、中央部ガイドを両端部ガイドを通る直線を回転軸線として回転させ巻回された電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ拡開するように移動させる拡開工程とを実施する。

この手段では、巻回工程で電線を軸方向に複数層で径方向に単層となるように螺旋状に巻回させる際に中央部ガイドで膨出空間を形成し、拡開工程で中央部ガイドの回転により膨出空間を回転させて電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ拡開するように移動させることで、電線の巻回の整列が保持された状態で屈曲変形による段差が形成される。また、軸方向に複数層で径方向に単層の螺旋状に巻回される電線の一部が直線状となることで、放射状の配置の間隔を直線状の部分を利用して接近させることができる。

また、請求項２では、１対の端部ガイドと端部ガイドの中央に位置される中央部ガイドとによって内周を規制しながら電線を軸方向に複数層で径方向に単層または複数層となるように一部が直線状となる螺旋状に巻回させる巻回工程と、両端部ガイドを同時に両端部ガイドを通る直線を回転軸線として回転させ巻回された電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ拡開するように移動させる拡開工程とを実施する。

この手段では、巻回工程で電線を軸方向に複数層で径方向に単層となるように螺旋状に巻回させる際に中央部ガイドで膨出空間を形成し、拡開工程で端部ガイドの回転により膨出空間を回転させて電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ移動させることで、電線の巻回の整列が保持された状態で屈曲変形による段差が形成される。また、軸方向に複数層で径方向に単層の螺旋状に巻回される電線の一部が直線状となることで、放射状の配置の間隔を直線状の部分を利用して接近させることができる。

また、請求項３では、請求項１または２のコイルの製造方法において、巻回工程の後の拡開工程の前に、両端部ガイドに巻回されている電線を押型で拘束しながら中央部ガイド方向へ押圧して電線の中央部ガイドへの接触長を長くする絞工程を実施することを特徴とする。

この手段では、巻回工程の後の拡開工程の前の絞工程で電線の中央部ガイドへの接触長を長くすることで、電線の巻回の整列の保持力を強化する。

また、請求項４では、請求項３のコイルの製造方法において、絞工程を拡開工程においても継続して実施することを特徴とする。

この手段では、絞工程を拡開工程においても継続して実施することで、電線の巻回の整列の保持力をさらに強化する。

また、請求項５では、請求項１〜４のいずれかのコイルの製造方法において、拡開工程の後に、拡開された電線を巻回の径方向へプレス型で押圧するプレス工程を実施することを特徴とする。

この手段では、拡開された電線を巻回の径方向へプレス型で押圧するプレス工程を実施することで、屈曲変形による段差が形成された電線が扁平化される。

また、請求項６では、請求項１〜５のいずれかのコイルの製造方法において、電線の一方の端部ガイドに巻回されていた部分を傾斜加工することを特徴とする。

この手段では、電線の一方の端部ガイドに巻回されていた部分が傾斜加工されることで、電線の端部を重ねて配置することが可能になる。

本発明に係るコイルの製造方法は、請求項１として、巻回工程で電線を軸方向に複数層で径方向に単層または複数層となるように螺旋状に巻回させる際に中央部ガイドで膨出空間を形成し、拡開工程で中央部ガイドの回転により膨出空間を回転させて電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ移動させることで、電線の整列が巻回が保持された状態で屈曲変形による段差が形成されるため、電線の巻回が径方向に単層であるコイルに精密に屈曲変形による段差を形成することができる効果がある。また、軸方向に複数層で径方向に単層の螺旋状に巻回される電線の一部が直線状となることで、放射状の配置の間隔を直線状の部分を利用して接近させることができるため、扁平なディスク形のコイル部品への適用が容易となる効果がある。

さらに、請求項２として、巻回工程で電線を軸方向に複数層で径方向に単層または複数層となるように螺旋状に巻回させる際に中央部ガイドで膨出空間を形成し、拡開工程で端部ガイドの回転により膨出空間を回転させて電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ移動させることで、電線の巻回の整列が保持された状態で屈曲変形による段差が形成されるため、電線の巻回が径方向に単層であるコイルに精密に屈曲変形による段差を形成することができる効果がある。また、軸方向に複数層で径方向に単層の螺旋状に巻回される電線の一部が直線状となることで、放射状の配置の間隔を直線状の部分を利用して接近させることができるため、扁平なディスク形のコイル部品への適用が容易となる効果がある。

さらに請求項３として、巻回工程の後の拡開工程の前の絞工程で電線の中央部ガイドへの接触長を長くすることで、電線の巻回の整列の保持力を強化するため、電線の巻回が径方向に単層であるコイルにより精密に屈曲変形による段差を形成することができる効果がある。

さらに、請求項４として、絞工程を拡開工程においても継続して実施することで、電線の巻回の整列の保持力をさらに強化するため、電線の巻回が径方向に単層であるコイルにさらにより精密に屈曲変形による段差を形成することができる効果がある。

さらに、請求項５として、拡開された電線を巻回の径方向へプレス型で押圧するプレス工程を実施することで、屈曲変形による段差が形成された電線が扁平化されるため、フラットタイプのコイル部品の構成に有用となる効果がある。

さらに、請求項６として、電線の一方の端部ガイドに巻回されていた部分が傾斜加工されることで、電線の端部を重ねて配置することが可能になるため、扁平なディスク形のコイル部品への適用が容易となる効果がある。

以下、本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図７は、本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第１例を示すものである。

第１例では、電線１として平角線（平板線）を使用したものを示してある。

第１例は、巻回工程，絞工程，拡開工程，プレス工程が順に実施される。

巻回工程では、図１（Ａ），図２（Ａ）に示すように、断面形状が円形の円柱形である相対的に小さな１対の端部ガイド２と、端部ガイド２の中央に位置される断面形状が円形，直線を組合わせた小判形の異形柱形である相対的に大きな中央部ガイド３とを使用して電線１を巻回する。即ち、電線１は、端部ガイド２，中央部ガイド３に掛けられて内周を規制され、軸方向に複数層で径方向に単層となるように螺旋状に巻回される。巻回された電線１は、図１（Ａ）に示すように、巻回の軸方向からの矢視で菱形の端軸方向の角に直線部分が形成された形状になって中央部ガイド３付近に大きく外方へ膨らんだ膨出空間ａが形成されることになる。

絞工程では、図１（Ｂ），図２（Ｂ）に示すように、押型４を使用して巻回された電線１の中央部ガイド３への接触長を長くする。即ち、巻回された電線１は、両端部ガイド２に巻回されている部分が押型４に拘束されながら中央部ガイド３方向へ押圧され、前述の菱形の４辺が内方に湾曲された格好（膨出空間ａが絞込まれた格好）となって中央部ガイド３への接触長が長くなる。

この絞工程は、後続の拡開工程でも継続される。

拡開工程では、図１（Ｃ），図２（Ｃ）に示すように、中央部ガイド３を両端部ガイド２を通る直線を回転軸線として９０度回転させて巻回された電線１を左半部１１，右半部１２に拡開させる。この回転角度については、９０度に限定されるものではなく、製造するコイルに対応して変更が可能である。巻回された電線１は、図３，図４に示すように、両端部ガイド２に巻回されている部分である折返部１３が押型４によって両端部ガイド２に拘束されていることから、中央部ガイド３の回転にともなう捻力に抗して中央部ガイド３から起立されながら中央部ガイド３とともに回転され、中央部ガイド３によって内側から押広げられるように移動して、全体が捻られることなく折返部１３で部分的に捻られた屈曲変形となって左半部１１，右半部１２に拡開される。左半部１１，右半部１２には、それぞれ一部に直線部１４が形成される。電線１の起立は、絞工程で電線１の中央部ガイド３への接触長が長くされて折返部１３の拘束が有効に作用する状態になっているため、確実になされることになる。ただし、電線１の起立を補助するために、電線１を引掛ける引起片５を中央部ガイド３の回転外周付近に設けることもできる（図４参照）。なお、前述の膨出空間ａは、そのまま電線１の拡開された左半部１１，右半部１２の間の空間部を形成することになって、電線１の全体が捻られてしまうのを避けるのに寄与する。また、膨出空間ａの存在と電線１の円弧形となる折返部１３とは、電線１の左半部１１，右半部１２における各線の移動量の相違による捻力，圧縮力，伸張力を吸収して、左半部１１，右半部１２における各線の整列が崩れるのを防止する。

プレス工程では、図１（Ｄ）に示すように、プレス型６で左半部１１，右半部１２に拡開された電線１を押圧する。即ち、拡開された電線１は、巻回の軸方向からのプレス型６の押圧で左半部１１，右半部１２の微妙な凹凸，傾斜等を修正するとともに全体を扁平化させる。なお、プレス型６は、電線１の折返部１３の部分を押圧しないように構成されている。従って、電線１の折返部１３の部分については、扁平化されず円形のまま残ることになる。

第１例で製造されたコイルは、図５，図６に示すように、扁平化されているにもかかわらず電線１の左半部１１，右半部１２の間に段差ｂが形成されている。即ち、電線１の巻回が径方向に単層であるコイルに精密に屈曲変形による段差が形成される。従って、図７に示すように、段差ｂを利用して互いに入合うように密に積層させてコイル部品を構成することができる。このとき、電線１の折返部１３にガイド線７を通すことにより、コイルを精密，容易に集合，配列させることができる。

また、電線１の左半部１１，右半部１２が完全な湾曲状ではなく一部が直線状（直線部１４）であるため、直線状を利用して隣接の間隔を近接させることができるため、扁平なディスク形のコイル部品への適用が容易となる。

図８は、本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第２例を示すものである。

第２例では、プレス工程において電線１の折返部１３までをも押圧するプレス型６を用いている。

第２例で製造されたコイルは、電線１の円形の折返部１３が扁平化されて、第１例で製造されたコイルよりもより扁平化（薄性化）される。従って、フラットタイプのモータ等に組込まれるコイル部品への適用に好適となる。

図９，図１０は、本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第３例を示すものである。

第３例では、電線１の一方の端部である折返部１３を傾斜加工（図９参照）している。

第３例によると、図１０に示すように、電線１の傾斜加工した折返部１３を内周側として重ねることで、コイルの隣接の間隔をより近接させることができる。従って、フラットタイプのモータ等に組込まれるコイル部品への適用に好適となる。

図１１は、本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第４例を示すものである。

第４例は、中央部ガイド３として４個のローラを採用している。

第４例によると、拡開工程での電線１への摩擦を低減して電線１の損傷を避けることができる。

以上、図示した各例の外に、中央部ガイド３を楕円柱形，角柱形等とすることも可能である。

さらに、拡開工程において、中央部ガイド３ではなく両端部ガイド２を回転させることも可能である。

さらに、電線１を径方向に複数層とすることも可能である。

本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第１例の側面図であり、（Ａ）〜（Ｄ）の順に工程が示されている。図１の正面図であり、（Ａ）が図１（Ａ）に対応し、（Ｂ）が図１（Ｂ）に対応し、（Ｃ）が図１（Ｃ）に対応している。図１の要部の斜視図であり、（Ａ）が図１（Ｂ）に対応し、（Ｂ）が図１（Ｃ）に対応している。図１（Ｂ）から図１（Ｃ）への動作の簡略図である。図１により製造されたコイルの正面図である。図５の側面図である。図５のコイル部品への構成例を示す正面図である。本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第２例の側面図である。本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第３例の折返部側からの側面図である。図９のコイル部品への構成例を示す正面図である。本発明に係るコイルの製造方法を実施するための最良の形態の第４例の側面図である。

符号の説明

１電線
１１左半部
１２右半部
１４直線部（直線状）
２端部ガイド
３中央部ガイド
４押型
６プレス型
ｂ段差

Claims

１対の端部ガイドと端部ガイドの中央に位置される中央部ガイドとによって内周を規制しながら電線を軸方向に複数層で径方向に単層または複数層となるように一部が直線状となる螺旋状に巻回させる巻回工程と、中央部ガイドを両端部ガイドを通る直線を回転軸線として回転させ巻回された電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ拡開するように移動させる拡開工程とを実施するコイルの製造方法。
１対の端部ガイドと端部ガイドの中央に位置される中央部ガイドとによって内周を規制しながら電線を軸方向に複数層で径方向に単層または複数層となるように一部が直線状となる螺旋状に巻回させる巻回工程と、両端部ガイドを同時に両端部ガイドを通る直線を回転軸線として回転させ巻回された電線を中央部ガイド付近で軸方向の両側へ拡開するように移動させる拡開工程とを実施するコイルの製造方法。
請求項１または２のコイルの製造方法において、巻回工程の後の拡開工程の前に、両端部ガイドに巻回されている電線を押型で拘束しながら中央部ガイド方向へ押圧して電線の中央部ガイドへの接触長を長くする絞工程を実施することを特徴とするコイルの製造方法。
請求項３のコイルの製造方法において、絞工程を拡開工程においても継続して実施することを特徴とするコイルの製造方法。
請求項１〜４のいずれかのコイルの製造方法において、拡開工程の後に、拡開された電線を巻回の径方向へプレス型で押圧するプレス工程を実施することを特徴とするコイルの製造方法。
請求項１〜５のいずれかのコイルの製造方法において、電線の一方の端部ガイドに巻回されていた部分を傾斜加工することを特徴とするコイルの製造方法。