JP2017034081A - Winding method, winding device or coil manufactured using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非円形コイルの巻線装置に関するものである。 The present invention relates to a winding device for a non-circular coil.
近年、回転機や充電装置の小型化と高性能化のため、コイルを四角形などの非円形で渦巻状に巻回することが行われている。 In recent years, in order to reduce the size and performance of rotating machines and charging devices, a coil is wound in a non-circular shape such as a square in a spiral shape.
特許文献1に、1本の導線を渦巻き状に巻回することにより、互いに異なる内周長を有する複数の単位巻部を巻き軸方向に連続して形成すると共に、複数の単位巻部からなる単位コイル部を巻き軸方向に繰り返し形成して、コイルの中間製品を作製した後、この中間製品を巻き軸方向に圧縮して、各単位コイルを構成する複数の単位巻部の内、内周長の大きな単位巻部の内側に内周長の小さな単位巻部の一部を押し込んで、渦巻状に多層化した空芯コイルが開示されている。
In
特許文献1のコイルの製造方法では、中間コイルを圧縮して渦巻状に多層化するので、回転機や充電装置にこのコイルを組み込むためにはコイルを垂直方向に圧縮する設計が必須となり、機器設計に制約を受けるばかりでなく、組み込みも簡単に行えないという欠点があった。
In the coil manufacturing method of
本発明は、上述の課題を解決するもので、簡単な構成で、コイルを製造した時点で薄型に形成できる渦巻状の非円形コイルを高速で巻回する製造方法または製造装置およびコイルを得ることを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and provides a manufacturing method, a manufacturing apparatus, and a coil for winding a spiral non-circular coil that can be formed thinly at a high speed with a simple configuration at high speed. With the goal.
本発明に係る巻線の製造方法は、コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、線材供給手段側に設けられた曲げガイドと、曲げガイドにコイル線材を当接させて曲折しコイルを形成する曲げ手段と、コイルをコイルの巻回面に対して垂直方向に移動させるコイル移動手段とを備え、線材供給手段により線材の供給長さを変えながらコイル線材を送出する工程と曲げ手段によりコイル線材を曲折する工程を繰り返し行い、少なくとも一部の曲折工程時にコイル移動手段による移動量をコイル線材の弾性限界範囲内にて行う工程により、コイル周長の大きいコイルの内側にコイル周長の小さなコイルを挿入して渦巻状の非円形コイルを形成するものである。
また、本発明の巻線の製造方法は、コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、線材供給手段側に設けられた曲げガイドと、曲げガイドにコイル線材を当接させて曲折しコイルを形成する曲げ手段と、曲げ手段を回転駆動する回転機構とを備え、線材供給手段により線材の供給長さを変えながらコイル線材を送出する工程と、曲げ手段がコイル線材の曲折後の位置におけるコイルの外周より外側に回転中心を有し一方向に回転を繰り返しコイル線材の曲折を行う工程を繰り返し行い、コイル周長の大きいコイルの内側にコイル周長の小さなコイルを挿入して渦巻状の非円形コイルを形成するものである。
上記構成として具体的には、線材コイルの一端から曲げ部と非曲げ部とを継続して繰り返して渦巻状の非円形コイルを製造するものである。
また本発明の巻線の製造方法は、コイル周長の大きいコイルからコイル周長の小さいほうに巻回する第1巻回工程と、コイル周長の小さいコイルからコイル周長の大きいほうに巻回する第2巻回工程とを有し、第1巻回工程と第2巻回工程とで巻回したコイルを一部を重畳させて1巻回単位として構成するものである。
また本発明の巻線の製造方法は、第1巻回単位において最内周部と最外周部の一部にコイルが重畳しないようにして、コイルを連続して巻回するものである。
また本発明の巻線方法は1巻回単位を複数回繰り返して積層させ大容量のインダクタンスを得るものである。
The winding manufacturing method according to the present invention includes a wire supply means for feeding and gripping a coil wire, a bending guide provided on the wire supply means side, and bending the coil wire by bringing the coil wire into contact with the bending guide to form a coil. And a coil moving means for moving the coil in a direction perpendicular to the winding surface of the coil. The step of feeding the coil wire while changing the supply length of the wire by the wire supply means and the coil by the bending means The step of bending the wire is repeated, and the amount of movement by the coil moving means is performed within the elastic limit range of the coil wire during at least a part of the bending step. A coil is inserted to form a spiral non-circular coil.
The winding manufacturing method according to the present invention includes a wire supply means for feeding and gripping a coil wire, a bending guide provided on the wire supply means side, and bending the coil wire by contacting the coil wire with the bending guide. A step of feeding the coil wire while changing the supply length of the wire by the wire supply means, and a coil at a position after the bending of the coil wire. The process of repeatedly bending the coil wire rod having a center of rotation outside the outer circumference of the coil and repeatedly rotating in one direction is repeated, and a coil with a small coil circumference is inserted inside a coil with a large coil circumference. A circular coil is formed.
Specifically, a spiral noncircular coil is manufactured by continuously repeating a bent portion and a non-bent portion from one end of the wire coil as the above configuration.
The winding manufacturing method of the present invention includes a first winding step of winding from a coil having a large coil circumference to a coil having a small coil circumference, and winding from a coil having a small coil circumference to a coil having a large coil circumference. A second winding step that rotates, and the coils wound in the first winding step and the second winding step are partially overlapped to constitute one winding unit.
In the winding manufacturing method of the present invention, in the first winding unit, the coil is continuously wound so that the coil is not superimposed on a part of the innermost peripheral portion and the outermost peripheral portion.
In the winding method of the present invention, one winding unit is repeated a plurality of times to obtain a large-capacity inductance.
また本発明の巻線装置は、コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、線材供給手段側に設けられた曲げガイドと、曲げガイドにコイル線材を当接させて曲折しコイルを形成する曲げ手段と、コイルをコイルの巻回面に対して垂直方向に移動させるコイル移動手段とを備え、線材の供給長さを変えながら曲げ手段による曲折を繰り返し行い、少なくとも一部の曲折工程時にコイル移動手段による移動量をコイル線材の弾性限界範囲内にて行い、コイル周長の大きいコイルの内側にコイル周長の小さなコイルを挿入して渦巻状の非円形コイルを製造するようにしたものである。
また本発明の巻線装置は、コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、線材供給手段側に設けられた曲げガイドと、前記曲げガイドに前記コイル線材を当接させて曲折しコイルを形成する曲げ手段と、曲げ手段を回転駆動する回転機構と、曲げ手段によって曲折されたコイルをコイル線材の弾性限界範囲内にてコイル軸方向に移動させるコイル移動手段とを備え、曲げ手段はコイル線材の曲折後の位置におけるコイルの外周より外側に回転中心を有し一方向に回転を繰り返し、コイル線材の供給長さを変えながら曲げ手段による曲折を繰り返し行い、コイル周長の大きいコイルの内側にコイル周長の小さなコイルを挿入して非円形コイルを製造するものである。
また、本発明は上記のような巻線方法あるいは巻線装置で製造された渦巻状の非円形のコイルである。。
The winding device of the present invention includes a wire supply means for feeding and gripping the coil wire, a bending guide provided on the wire supply means side, and a bending for forming the coil by bending the coil wire against the bending guide. And a coil moving means for moving the coil in a direction perpendicular to the winding surface of the coil, repeatedly bending the bending means while changing the supply length of the wire, and moving the coil during at least a part of the bending process. The amount of movement by means is performed within the elastic limit range of the coil wire, and a coil with a small coil circumference is inserted inside a coil with a large coil circumference to produce a spiral non-circular coil. .
Further, the winding device of the present invention forms a coil by feeding and gripping the coil wire, a bending guide provided on the wire supplying means side, and bending the coil wire in contact with the bending guide. Bending means, a rotating mechanism for rotating the bending means, and a coil moving means for moving the coil bent by the bending means in the coil axial direction within the elastic limit range of the coil wire, the bending means being a coil wire The center of rotation is located outside the outer periphery of the coil at the position after bending, and the rotation is repeated in one direction, and the bending by the bending means is repeated while changing the supply length of the coil wire. A non-circular coil is manufactured by inserting a coil having a small coil circumference.
Further, the present invention is a spiral non-circular coil manufactured by the above winding method or winding device. .
本発明に係る巻線方法は、曲げガイドにコイル線材を当接させて曲折しコイルを形成する曲げ手段と、曲げ手段によって曲折されたコイルをコイル線材の弾性限界範囲内にてコイル軸方向に移動させるコイル移動手段とを備えたので、線材の供給長さを変えながら曲げ手段による曲折を繰り返し行い、コイル周長の大きいコイルの内側にコイル周長の小さなコイルを挿入して非円形コイルを製造するようにしたので、コイル周長の大きいものから小さいものへ又はコイル周長の小さいものから大きいものへのコイルの製造が終了した時点で平面上の渦巻コイルが形成され、薄型にするためにコイルを圧縮して設置または収納する必要がない。
また、1単位コイルを複数巻回して製造する場合には、全体のコイル高さが低くなり製造時にコイルを移動又は回転する際の揺動量が小さく、またコイルを精度良く高速に製造できる。
The winding method according to the present invention includes a bending means for bending a coil wire with a bending guide to form a coil, and a coil bent by the bending means in the coil axial direction within the elastic limit range of the coil wire. Coil moving means to move, so that bending by the bending means is repeated while changing the supply length of the wire, and a non-circular coil is inserted by inserting a coil with a small coil circumference inside a coil with a large coil circumference. Since the coil is manufactured, the spiral coil on the plane is formed at the time when the manufacture of the coil from the one with the large coil circumference to the one with the small coil circumference or from the coil with the small coil circumference to the large one is completed to make it thin. There is no need to compress or install or store the coil.
In addition, when manufacturing by winding a plurality of unit coils, the overall coil height is reduced, and the amount of swing when the coil is moved or rotated during manufacturing is small, and the coil can be manufactured with high accuracy and high speed.
本発明の実施形態について、実施例1から実施例5の各々を例に挙げ、図面を参照しながら以下に説明する。なお、本発明の内容はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking each of Examples 1 to 5 as examples. The contents of the present invention are not limited to these embodiments.
本発明の実施例1を図面に基づいて説明する。図1は、実施例1に係る巻線装置Aの斜視図である。線材供給手段Bは断面形状が平角であるコイル線材2を送出又は停止させて把持するものであり、ボビン(図示せず)に巻かれたコイル線材2を図の矢印Jの方向に送出するものである。線材供給手段Bは、モータと駆動ローラの組み合わせた駆動機構を2セット配している。すなわち第1モータ3と第1モータ3の回転を伝達する第1駆動ローラ4と、第1駆動ローラ4と受動的に回転する第1受動ローラ5とでコイル線材2を挟み込む第1の駆動機構と、第2モータ6と第2駆動ローラ7と、受動的に回転する第2受動ローラ8とによってもコイル線材2を挟み込む第2の駆動機構とがあり、駆動ローラと受動ローラをそれぞれ矢印K1、矢印K2、矢印K3、矢印K4の方向に回転させることによりコイル線材2を送出する。コイル線材2はまず第1駆動ローラ4と第1受動ローラ5とにより送られ、線材ガイド9aで案内され、第2駆動ローラ7と第2受動ローラ8でさらに駆動されて線材ガイド9bに達する。線材ガイド9bの端部には後述するように曲げガイド9baが設けられている(図3参照)。また各モータの回転を停止することでコイル線材2を把持する。
それぞれのモータは、回転速度を適正にするために減速器を備えることができ、またモータの回転を発停する制御装置(図示せず)を有する。
なお、第1モータ3と第1駆動ローラ4と第1受動ローラ5との組み合わせ、あるいは第2モータ6と第2駆動ローラ7と第2受動ローラ8との組み合わせによる線材供給手段の代わりに、モータとねじによる直線運動変換機構を用いても良い。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a winding apparatus A according to the first embodiment. The wire supply means B is for sending or stopping and holding the
Each motor can be equipped with a speed reducer to make the rotation speed appropriate, and has a control device (not shown) for starting and stopping the rotation of the motor.
Instead of the wire supply means by the combination of the
曲げ手段Cは回転機構である曲げモータ10の回転軸11にレバー12を介して回転自由な曲げローラ13を備え、矢印L方向に回転し、図1においてはコイル線材2に当接して後述する曲げガイド9baを支点としてコイル線材2を図の上方向に折り曲げる。コイル移動ガイド21は線材ガイド9b側に固定されており、コイル線材2がコイル状になって曲折した際にこのコイル移動ガイド21に案内されて順次回転しながら移動する。
The bending means C includes a
曲げ手段Cが幾度か回転してコイル線材2を折り曲げることによって図2に示すように矩形の渦巻状に巻回されたコイル14を形成する。曲げ手段Cの曲げローラ13がコイル線材2を折り曲げる位置でのコイルの中心線をZ1とし、このとき曲げ手段Cの回転軸11の中心線をZ2とすると、中心線Z2は、コイル14の外周面よりも外側に位置している。
巻回されたコイル14は、コイルガイド15の接触部15a上に置かれ、コイル14の重量を支えられている。コイルガイド15はコイル線材2の曲折時にコイル14の回転によって発生するコイル14の揺動を制動する機能を有する。
The bending means C is rotated several times to bend the
The
なお、図1および図2では、巻回されたコイルが重力の方向に対して垂直方向に設置されているが、線材供給手段Bや曲げ手段Cの配置を変更することにより、コイルを重力の方向に対して平行になるように設置することもできる。 In FIGS. 1 and 2, the wound coil is installed in a direction perpendicular to the direction of gravity. However, by changing the arrangement of the wire rod supply means B and the bending means C, the coil can be It can also be installed parallel to the direction.
本発明の巻線装置の巻回の過程を矩形コイルの製作を例にして、図3〜図4に模式図にて示す。なお、図3から図4の図面は図1に示すX−X方向からの図である。図3(a)はステップ1を示したもので、コイル線材2が巻回を始める前の状態を示しており、回転軸11と曲げローラ13は停止しており、コイル線材2は矢印Jの方向に送られ、線材ガイド9Bから突出する。なお円形の2点鎖線は曲げローラ13の回転軌跡を示す。さらにコイル線材2が送られて、図3(b)のステップ2に示すように矩形コイルの一辺の長さに到達すると、線材供給手段Bは回転を停止し、コイル線材2を把持する。このコイル線材2の送出長さの制御は線材供給手段Bのモータの回転数で行われる。コイル線材2が所定長さ送られたことに同期して曲げローラ13が矢印L方向に回転を開始し、コイル線材2に曲げローラ13が当接しコイル線材2を線材ガイド9bの端部にある曲面形状の曲げガイド9baを中心に折り曲げを開始する。
The winding process of the winding device of the present invention is schematically shown in FIGS. 3 to 4 are views from the XX direction shown in FIG. FIG. 3A shows
図3(c)はステップ3を示し、コイル線材2が曲線部2cを経てほぼ90度に折り曲げられた状態を示している。この状態で曲げローラ13は時計方向に回転しほぼ左端の位置に移動した状態にあり、コイル線材2を反時計方向に約90度、場合によってはスプリングバックの影響を考慮して90度以上の鋭角に曲げる。さらに曲げローラ13が時計方向に回転を継続するとコイル線材2より離れていくことになる。図3(d)のステップ4では曲げローラ13がさらに回転し、コイル線材2を折り曲げた後、コイル線材2よりしだいに離れていく。図3(b)から(c)までの間コイル線材2は移動せずにその位置を保っているが、この後線材供給手段Bによってコイル線材2の供給が開始される。このとき曲げローラ13も回転を継続しており、曲げローラ13の移動の方が速く行われるので、図3(d)に示すようにコイル線材2の先端部2aや直線部2bが曲げローラ13に接触することはない。なお、コイル線材2を送出するタイミングは安全を期すなら、曲げローラ13が相当の距離離れてから行わせてもよい。
FIG. 3C shows
矩形コイルの他の辺の長さ分だけコイル線材2が送出されると図4(a)のステップ5に示すように線材供給手段Bはコイル線材2の送出を停止し把持する。曲げローラ13は継続して回転を行っておりコイル線材2に近づいていく。このとき曲げローラ13にかかる駆動負荷は小さいので速度を上げて時間を節約することが可能である。特に矩形形状の一辺が短いときに無駄な待ち時間をなくすことができる。
When the
図4(b)はステップ6を示しており、曲げローラ13がコイル線材2に当接し曲げガイド9bの端部9baを中心として曲げ加工が開始され、図4(c)のステップ7で2回目の曲げ加工が完了する。このときは曲げローラ13には比較的大きな負荷がかかるので回転速度を下げてモータトルクを上げて曲げ加工を行う。さらに同様の動作により図4(d)のステップ8で3回目の曲げ加工が行われる。以上の動作を繰り返すことにより図2に示すように積層された矩形のコイル14が製造される。
図4(d)に示すように曲げ手段Cの曲げローラ13によってコイル線材2の曲げ加工が行われ、コイル移動ガイド21に乗り上げるようにして案内されてコイル状に形成される。コイル14が形成されたときのコイルの中心Z1と回転軸11の中心Z2とは位置が異なっており、Z2はコイル14の外周よりもさらに外側に位置している。
FIG. 4B shows
As shown in FIG. 4D, the
曲げローラ13とコイル線材2とは図3〜図4に示したように曲げ加工のとき以外は接触することがなく、必ずしも曲げローラ13を逆回転させたり、コイルをコイル面と垂直方向に方向に移動させる必要がないことがわかる。また曲げローラ13は加工が開始されると中心軸を軸方向に移動させることなく連続回転を行えばよいので曲げモータ10の制御は容易であり、高速に回転することが可能である。曲げモータ10は一般にサーボモータと称される誘導モータ、同期モータ、ステッピングモータなどが使用され、モータの回転位置を検出する位置検出器を備えていても良い。
As shown in FIGS. 3 to 4, the bending
このようにして図3から図4の動作を繰り返すとコイル周長が一定のコイルが製造できる。なお、曲折の角度を変更すれば、四角形以外の多角形のコイルが製造可能である。
本実施例では曲げローラ13が同一方向に継続的に回転する例を示したが、曲げローラ13がコイル線材を曲折後(図3(c))に逆回転(反時計回り)させて図4(a)の状態に復帰させてコイル線材2を送出後に再度回転方向を変更(時計回り)して曲折するようにしても良い。
また、実施例1では回転機構として曲げモータ10を示したが、往復運動を行う電気駆動のソレノイドや空圧式のプランジャを用いても良い
When the operations of FIGS. 3 to 4 are repeated in this manner, a coil having a constant coil circumference can be manufactured. If the angle of bending is changed, a polygonal coil other than a quadrangle can be manufactured.
In the present embodiment, the bending
In the first embodiment, the bending
次に本発明の実施例1として、7.6mmx2mmの矩形コイルをエッジワイズで巻回し、最外周が84mmx84mmで、最内周が28mmx28mmの矩形渦巻型のコイルの製造方法を図5〜図6の模式図にて示す。なお、具体的な寸法は一つの例であって、本発明はこの寸法に限定されるものではない。第1巻回行程として周長の大きいコイルから巻回して、順に周長の小さいコイルを巻回する工程を説明する。図5(a)はコイルを巻回する前の初期位置の状態を示しており、線材供給手段B(図1)によって線材ガイド9bに沿ってコイル線材2を送出する。21は、コイル移動手段としてのコイル移動ガイドである。図5(b)に示すようにコイル線材2は所定長さ(直線部2b)送られると停止し、図5(c)に示すように曲げローラ13が回転しコイル線材2の曲折部2cの部分で線材ガイド9bに沿って1回目の曲折を行う。この1回目の曲折は端子を取り出すので、例えば最外周の1辺の長さが84mmの矩形コイルではやや長めの例えば110mm程度にする。次に線材供給手段Bによってコイル線材2が図5(d)に示すように矢印方向に例えば60mm(直線部2d)の2回目の送出を行われて停止する。曲げローラ13はこの間も回転を継続しており図5(e)に示すようにコイル線材2が送出を完了した後再び曲折部2eにて2回目の曲折をする。このときコイル線材先端部2aや直線部2bはコイル移動ガイド21に乗り上げてガイドされながら回転する。直線部2eがコイル移動ガイド21のガイド面21aにガイドされるため曲折するコイル面と直角方向に移動してコイル線材2が変形することになるが、この変形量はコイル線材の弾性限界以下の変形量になるように、コイル移動ガイド21の傾斜が設定してある。3回目の送出として直線部2eが同様にして図5(f)に示すようにコイル線材2が2回目の送出(図5(d))と同じ直線部2fの長さ(60mm)が送出されて図5(g)に示すように曲げローラ13により曲折部2gにて3回目の曲折を行う。このとき直線部2bから直線部2dの線材はコイル移動ガイド21にガイドされて回転する。さらに直線部2bは清掃ガイド21から線材ガイド9b(図2)の外側にガイドされ、線材ガイド9bの内側を通過するコイル線材2とは立体的に交差するので、互いに干渉することはない。
Next, as Example 1 of the present invention, a rectangular coil of 7.6 mm × 2 mm is wound edgewise, and a method of manufacturing a rectangular spiral coil having an outermost circumference of 84 mm × 84 mm and an innermost circumference of 28 mm × 28 mm is shown in FIGS. Shown in schematic diagram. In addition, a specific dimension is an example, Comprising: This invention is not limited to this dimension. The process of winding from a coil with a large circumference as a first winding process and winding a coil with a small circumference in order will be described. FIG. 5A shows the state of the initial position before winding the coil, and the
次に図5(h)に示すように、線材コイル2の送出を3回目の送り量60mmよりもコイル線材2の幅(本実施例では7.6mm)よりも短く、例えば直線部2hの長さを52mmに設定して4回目の送出を行い、図6(a)に示すように曲折部2iで4回目の曲折を行う。直線部2bは前述のように線材ガイド9bの外側にガイドされているので、供給されるコイル線材2とは立体的に交差している。5回目のコイル線材2の送出は、図6(b)に示すように4回目と同じ長さに設定し、図6(c)に示すように曲折部2kにて曲折を行う。このとき直線部2dが線材ガイド9bの外側にガイドされているのでと曲折部2bと曲げローラ13とは干渉せず、曲折部2kにて5回目の曲折が行われる。6回目の送出は、図6(d)に示すように5回目の送出量52mmよりもさらにコイル線材2の幅よりも短く、直線部2eの長さを例えば44mmに設定されて送出される、曲折部2mによって6回目の曲折が行われる。
Next, as shown in FIG. 5 (h), the
以下同様に、7回目(図6(f)・図6(g))は送出量44mm、8回目(図6(h)・図7(i))と9回目(図7(b)・図7(c))は総出量36mm、10回目(図7(d)・図7(e))と11回目(図7(f)・図7(g))は送出量28mm、12回目(図7(h)・図8(a))と13回目(図8(b)・図8(c))は送出量20mmのコイル線材2の送出と曲折が行われる、図8(c)の曲折において、周長が大きいほうから小さい方への矩形の渦巻状のコイルが形成される。
Similarly, the seventh time (FIGS. 6 (f) and 6 (g)) is 44 mm, the eighth time (FIGS. 6 (h) and 7 (i)) and the ninth time (FIG. 7 (b) and FIG. 7 (c)) is the total amount 36 mm, the 10th time (FIGS. 7 (d) and 7 (e)) and the 11th time (FIGS. 7 (f) and 7 (g)) are the delivery amount 28mm and the 12th time (FIG. 7 (h), FIG. 8 (a)) and the 13th time (FIG. 8 (b) / FIG. 8 (c)) are the winding and bending of the
次にコイル周長の小さいコイルから周長の大きいコイルを巻回する第2巻回工程について説明する。14回目からのコイル線材の送出と曲折は、コイル周長が小さい方から大きい方への矩形渦巻のコイルが作成される。すなわち14回目(図8(d)・図8(e))と15回目(図8(f)・図8(g))は送出量20mmで送出と曲折とが行われる。なお、図8(e)以降のコイル図面は、周長が大きい方から小さい方へ巻回されて部分を破線で示し、周長が小さいほうから大きい方へ巻回されて部分は実線で示している。実践部分のコイル線材は破線と重ならないように線材の幅をやや小さく記載しているが、実際には1本の線材なので、その線材の幅は第1工程のときと同一である。16回目(図8(h)・図9(a))と17回目(図9(b)と図9(c))は送出量28mm、18回目(図9(d)・図9(e))と19回目(図9(f)・図9(g)は送出量36mm、20回目(図9(h)・図10(a)と21回目(図10(b)・図10(c))送出量44mm、22回目(図10(d)・図10(e)は送出量52mmで送出と曲折が行われ、コイル線材2を切断して図10(f)に示すような2層に重なり合った(1部は1層)矩形の渦巻コイルが形成される。
この第1巻回工程と第2巻回工程とで1巻回単位を構成し、最外周部から接続用端子を取り出すことができる。また後述するように1巻回単位工程を繰り返すことにより、3層以上に積層されたコイルを製作することができる。図5から図10の工程において、曲げローラ13は継続して回転し、コイル線材2は継続して供給され、途中でコイル線材を切断したりあるいはもう一方の端部からも巻回することがなく、いわゆる一筆書きで製造が行われる。
Next, a second winding process for winding a coil having a large circumference from a coil having a small coil circumference will be described. The coil wire is fed and bent from the 14th time, so that a rectangular spiral coil is created from the smaller coil circumference to the larger coil circumference. That is, in the 14th time (FIGS. 8 (d) and 8 (e)) and the 15th time (FIGS. 8 (f) and 8 (g)), sending and bending are performed with a sending amount of 20 mm. In the coil drawings after FIG. 8 (e), the portion wound from the larger circumference to the smaller one is indicated by a broken line, and the portion wound from the smaller circumference to the larger one is indicated by a solid line. ing. The coil wire of the practical part is described as being slightly smaller so that it does not overlap with the broken line, but since it is actually one wire, the width of the wire is the same as in the first step. The 16th time (FIGS. 8 (h) and 9 (a)) and the 17th time (FIGS. 9 (b) and 9 (c)) are 28 mm and the 18th time (FIGS. 9 (d) and 9 (e)). ) And 19th time (FIGS. 9 (f) and 9 (g) show a delivery amount of 36 mm, 20th time (FIGS. 9 (h), 10 (a) and 21st times (FIGS. 10 (b) and 10 (c)) ) Feeding amount 44 mm, 22nd time (FIGS. 10 (d) and 10 (e) are sent and bent at a feeding amount of 52mm, and the
The first winding step and the second winding step constitute one winding unit, and the connection terminal can be taken out from the outermost periphery. As will be described later, by repeating the one-winding unit process, a coil laminated in three or more layers can be manufactured. 5 to 10, the bending
図11と図12は実施例1の製造方法により作成された渦巻コイルである。図11(a)は正面図、(b)は背面図、(c)は右側面図、(d)は左側面図、(e)は平面図、(f)は底面図であり、図12の(a)と(b)はそれぞれ図11(a)正面図に示されるA−A断面図とB−B断面図である。図11の矩形渦巻コイルは最大4回巻を2層に形成している。コイル線材2を曲折する際に既に巻回されたコイルはコイル移動ガイド21にガイドされてコイルの巻回する面に対して垂直方向に変形することになるが、変形の範囲がコイル線材2の弾性限界範囲内に設定されているので、自然な状態では弾性により変形が戻り、図11に示すように周長の小さいコイルが周長の大きいコイルの内側に入り込み渦巻状のコイルを形成する。
コイルに垂直方向の変形を弾性限度内に保つために、コイル移動ガイド21の大きさはコイル線材の弾性係数やコイルの周回長等によって最適値を選定することが必要であるが、通常用いられる銅製の線材で実施例1に示したサイズであれば特に問題はなく製造が可能である。
図12の断面図に示されるように、渦巻形状コイルの最内周部と最外周部とは1巻回単位において線材が重ならない部分を設けることによって、コイル線材を一端から連続して巻回することが可能である。
11 and 12 show a spiral coil produced by the manufacturing method of the first embodiment. 11 (a) is a front view, (b) is a rear view, (c) is a right side view, (d) is a left side view, (e) is a plan view, and (f) is a bottom view. (A) and (b) are AA sectional view and BB sectional view shown in the front view of FIG. 11 (a), respectively. The rectangular spiral coil shown in FIG. 11 has a maximum of four turns formed in two layers. The coil already wound when the
In order to keep the deformation in the direction perpendicular to the coil within the elastic limit, the size of the
As shown in the cross-sectional view of FIG. 12, the coil wire is continuously wound from one end by providing a portion where the wire does not overlap in the winding unit on the innermost peripheral portion and the outermost peripheral portion of the spiral coil. Is possible.
図5(a)に示すようにコイル線材の一端2aから巻回を開始し、コイル周長の大きいものから小さいものへ巻回し、さらに継続してコイル周長の小さいものから大きいものへと巻回するので、コイルの最外周と最内周は巻回数が少なくなるように構成する。すなわち多くが2層で巻回されているが、最内周と最外周とに1層の部分を設けることで、コイル線材の端部2aから同一方向に連続して巻回して製造することができる。
渦巻の内周部分では非線形コイルの一辺が短くなるので、コイル移動量が弾性限界以上になることも考えられるが、若干の変形は薄型の寸法への許容範囲内であれば差し支えない。特に最内周では1巻回単位では重なりがない部分もあるので、薄型寸法を保つことができる。
As shown in FIG. 5 (a), winding is started from one
Since one side of the non-linear coil is shortened in the inner peripheral portion of the spiral, it is conceivable that the amount of coil movement exceeds the elastic limit. However, slight deformation is acceptable as long as it is within an allowable range for thin dimensions. Particularly in the innermost circumference, there is a portion where there is no overlap in one turn unit, so that the thin dimensions can be maintained.
図13と図14に本発明の実施例2のコイルを示す。実施例1と異なるところは、渦巻を2回の2層巻にしたことにある。図13(a)は正面図、(b)は背面図、(c)は右側面図、(d)は左側面図、(e)は平面図、(f)は底面図であり、図14の(a)と(b)はそれぞれ図13(a)正面図に示されるC−C断面図とD−D断面図である。 13 and 14 show a coil according to a second embodiment of the present invention. The difference from Example 1 is that the spiral is made into two two-layer windings. 13 (a) is a front view, (b) is a rear view, (c) is a right side view, (d) is a left side view, (e) is a plan view, and (f) is a bottom view. (A) and (b) are respectively a CC sectional view and a DD sectional view shown in the front view of FIG.
図15と図16に本発明の実施例3のコイルを示す。実施例1と異なるところはコイル線材を丸線にしたことにある。図15(a)は正面図、(b)は背面図、(c)は右側面図、(d)は左側面図、(e)は平面図、(f)は底面図であり、図16の(a)と(b)はそれぞれ図15(a)正面図に示されるE−E断面図とF−F断面図である。丸線によるコイルは、電流密度が等価な場合コイルサイズが大きくなる欠点があるが、一般的に製造されているコイル線材であるのでコイルを低価格で製造できる利点がある。 15 and 16 show a coil according to a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the coil wire is round. 15 (a) is a front view, (b) is a rear view, (c) is a right side view, (d) is a left side view, (e) is a plan view, and (f) is a bottom view. (A) and (b) are the EE sectional view and FF sectional view which are respectively shown by Fig.15 (a) front view. Although the coil by a round wire has the fault that a coil size will become large when an electric current density is equivalent, since it is a coil wire material generally manufactured, there exists an advantage which can manufacture a coil at low cost.
図17に本発明の実施例4の渦巻コイルを示す。実施例1と異なるところは長方形の渦巻形状にしたことにある。長方形のコイルの場合には、巻回ごとのコイル線材の供給長さを変えることで長方形の縦横の比率を調節できる。 FIG. 17 shows a spiral coil according to a fourth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a rectangular spiral shape is used. In the case of a rectangular coil, the aspect ratio of the rectangle can be adjusted by changing the supply length of the coil wire for each winding.
図18に本発明の実施例5の巻線装置を示す。実施例1と異なるところは大きなインダクタンスを得るため、巻回を継続して3層以上の渦巻コイルを製造する点にある。しかし層数が多くなると軸方向の長さが長くなり巻回時の回転によって揺動が生じるため高速で巻回できなくなるが、本発明においては1層ごとの巻回後に弾性により平面的な渦巻形状になり、コイルの高さを低くすることができるので、揺動が生じにくく、コイルを高速に精度良く製造することができる。 FIG. 18 shows a winding device according to a fifth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that, in order to obtain a large inductance, winding is continued and a spiral coil having three or more layers is manufactured. However, as the number of layers increases, the axial length becomes longer and swinging occurs due to rotation at the time of winding, making it impossible to wind at high speed. Since it becomes a shape and the height of the coil can be reduced, it is difficult for oscillation to occur, and the coil can be manufactured at high speed and with high accuracy.
また非円形コイルは矩形コイルが一般的であるが、3角形や5角形以上のコイルも曲げガイド9baの形状を変えることで製造が可能である。
さらに、コイル線材を2枚以上重ねて供給することにより重ね巻を行うこともできる。
A non-circular coil is generally a rectangular coil, but a triangular or pentagonal or more coil can also be manufactured by changing the shape of the bending guide 9ba.
Furthermore, it is possible to perform lap winding by supplying two or more coil wires in a stacked manner.
A 巻線装置
B 線材供給手段
C 曲げ手段
2 コイル線材
9ba 曲げガイド
10 曲げモータ(回転機構)
14 コイル
21 コイル移動ガイド(コイル移動手段)
A Winding device B Wire supply means C Bending means 2 Coil wire 9ba Bending guide 10 Bending motor (rotating mechanism)
14 coils
21 Coil movement guide (coil movement means)
Claims (9)
A spiral non-circular coil manufactured by the winding method according to any one of claims 1 to 6.
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