JP3140737B2 - 空心コイルの巻線治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空心コイルの巻線
に用いられる巻線治具の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】空心コイルは、例えば、スピンドル（回
転軸）に同軸的に支持された巻心に、線材をスピンドル
の回転とともに巻回して形成される。この場合、巻心の
両側にはフランジが備えられ、線材はこれらのフランジ
の間に整列状態で多層に巻回されて行く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
ように、角部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ
を持つ空心コイル１００を巻回する場合、これらの角部
１００ａ〜１００ｄにおいては巻径（回転中心からの距
離）が一時的に大きくなる。このため、スピンドルを定
速で回転させていると、これらの角部１００ａ〜１００
ｄの線材には、他の部分（直線部）に比較して大きなテ
ンションがかかることになる。

【０００４】このため、図６（ａ）に示すように、角部
１００ａ〜１００ｄにおいて巻心１０１の回りに巻回さ
れる線材１０２（図に実線で示す）の径は、直線部にお
ける線材１０２（図に破線で示す）の径よりも細くなっ
てしまう。この結果、角部１００ａ〜１００ｄにおける
線材１０２の間には隙間が生じてしまい、図６（ｂ）に
示すように、例えばフランジ１０３に接する上層の線材
１０２が、巻心１０１側の下層に落ち込んでしまい、空
心コイル１００に巻乱れが生じ、整列巻がなされなくな
ってしまう。これでは、空心コイル１００の特性が、正
しく所望のものとはならない。

【０００５】また、たとえ上層の線材１０２の落ち込み
がない場合でも、図７（ａ）に示すように完成した空心
コイル１００を巻心１０１から取り外すと、巻心１０１
から角部１００ａ〜１００ｄに作用していたテンション
がなくなるため、これらの角部１００ａ〜１００ｄにお
ける線材１０２の径は再び元の太さに戻ってしまい、そ
の分、空心コイル１００の幅が角部１００ａ〜１００ｄ
においてだけ広がってしまう。すなわち、図７（ｂ）
（図７（ａ）のＡ−Ａ断面図）に示すように、例えば空
心コイルの角部１００ｄの幅Ｌ₁は、直線部における径
Ｌ₀よりも大きくなってしまう。このように、角部１ａ
〜１ｄにおけるコイル形状が膨らんでしまうと、空心コ
イル１００を基板に実装する場合に取り付けが安定しな
い等の問題が生じてしまう。

【０００６】このような問題点に対して、スピンドルの
回転速度を、角部１００ａ〜１００ｄに巻線をするとこ
ろで遅くする等の制御で対処するのでは、作業時間を長
くしてしまううえ、複雑な制御が必要となり、巻線装置
の各構成を同期させて追従性よく制御することは難しく
なってしまう。

【０００７】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、角部を持った空心コイルの巻線に用いら
れる巻線治具であって、コイルの角部においても巻乱れ
やコイルの膨らみが生じないようにし得るものを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、外周の
少なくとも一部に角部を備えた巻心と、この巻心の両側
に垂直に配設された一対のフランジとを備えた空心コイ
ルの巻線治具において、前記一対のフランジの少なくと
も一方の巻心側側面に、前記巻心の角部外周に巻回され
た線材の側方に位置するように、所定の幅の凸部を形成
するとともに、この凸部の高さを、前記巻心の角部外周
に所定の列数で巻回された線材が両側の凸部の間に隙間
なく整列するように前記角部外周における線材の細径化
に相当する高さに設定した。

【０００９】第２の発明では、前記凸部は、前記巻心の
中心軸から放射状に広がる領域に形成される。

【００１０】

【００１１】

【発明の作用および効果】第１の発明では、線材は巻心
の一対のフランジの間の部分に巻回され、空心コイルが
形成されるが、巻心外周に巻回された線材は、巻心の角
部外周において巻径が大きくなる結果、強いテンション
がかかり、線材径が細くなってしまう。この場合、本発
明では、一対のフランジの少なくとも一方の巻心側側面
に、巻心の角部外周に巻回された線材の両側に位置する
ように凸部が形成され、この凸部の高さは、前記巻心の
角部外周に所定の列数で巻回された線材が両側の凸部の
間に隙間なく整列するように前記角部外周における線材
の細径化に相当する高さに設定されているので、巻心の
角部外周において線材径が細くなったとしても線材間に
隙間が生じてしまうことはなく、コイルの整列巻は正確
に行うことができる。したがって、上層の線材が下層が
和に落ち込んでしまうようなことはなくなり、巻数およ
び形状に乱れのない空心コイルが製造でき、所望の特性
の空心コイルを安定的に製造できる。

【００１２】また、巻き上げられた空心コイルを巻心か
ら取り外したとき、空心コイルを構成する線材は、巻心
からのテンションの作用がなくなって膨らむが、本発明
では、テンションにより特に線材径が細くなっている角
部外周の線材列の幅は、凸部により狭くされているの
で、巻心からの取り外しにより角部外周の線材が余計に
膨らんだとしても、この余計な膨らみは凸部の高さでち
ょうど補償される。したがって、完成した空心コイル
は、角部の幅が他の部分より広くなってしまうことはな
く、コイルの基板等への実装もスムーズに行い得る。

【００１３】第２の発明では、凸部は巻心の中心軸から
放射状に広がる領域に形成されるので、扇形の凸部は、
角部外周に巻回されて強いテンションがかかる線材の側
方にちょうど配置される。

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１６】図１には、巻線機の全体構成を示す。

【００１７】図示されるように、巻線機の基台１には、
駆動モータ２により回転自在のスピンドル３が備えられ
る。また、この基台１上に備えられた移動台４には、駆
動モータ５により回転自在のスピンドル６が備えられ
る。スピンドル３とスピンドル６は、先端を対向させる
ように同軸上に配置される。そして、移動台４は、駆動
モータ７の駆動により、スピンドル３、６の軸方向に移
動可能となっている。これらのスピンドル３、６の先端
には、一体となって一つの巻治具を構成する巻治具１
０、２０がそれぞれ取り付けられる。

【００１８】詳しく説明すると、スピンドル３の先端に
は、巻治具１０が同軸的に固定される。図２に示すよう
に、この巻治具１０は、巻治具２０への対向端に、軸に
垂直なフランジ１１を備える。このフランジ１１の中央
部分には、巻治具２０側の巻心２３の先端が突き当てら
れる略四角形状の突き当て面１２が形成される。

【００１９】一方、図１に示すように、スピンドル６の
先端には、巻治具２０が同軸的に取り付けられる。図
３、図４に示すように、巻治具２０は、軸に垂直なフラ
ンジ２１と、スピンドル６と同軸上に延びる軸部材２２
とから構成される。軸部材２２の先端には略四角柱形状
の巻心２３が形成され、この巻心２３は、フランジ２１
の略中央に進退自在に貫通する。なお、この巻心２３の
基端には、ストッパ段部２４が形成され、軸部材２２が
巻心２３側に抜け出してしまうことを防止する。また、
軸部材２２の基端側には、軸上に延びる軸穴２５が形成
される。

【００２０】図１に示すように、巻治具２０のフランジ
２１は、スピンドル６の先端に固定される。一方、軸穴
２５にはスピンドル６の軸上を摺動自在の軸８が固定さ
れ、軸部材２２はスピンドル６の軸方向に移動自在に支
持されるとともに、軸部材２２の基端とスピンドル６の
先端の間にはスプリング９が備えられ、軸部材２２先端
の巻心２３を、巻治具２０の突き当て面１２に向けて付
勢している。

【００２１】このような構成により、駆動モータ７の駆
動により移動台４（スピンドル６）がスピンドル３側に
移動すると、巻治具２０の巻心２３は、先端が巻治具１
０の突き当て面１２に突き当てられ、巻心１２の両側に
フランジ１１、２１が配置される状態となる。ノズル３
０から繰り出された線材３１は、スピンドル３、６の同
期した回転により、フランジ１１、２１の間の巻心２２
に巻回される。

【００２２】図２に示すように、巻治具１０のフランジ
１１の表面には、本発明の特徴となる構成として、それ
ぞれ、凸部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが形成され
る。これらの凸部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、
フランジ１１の表面よりわずかに高い段差であり、突き
当て面１２の角部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを基
端として、巻治具１０の中心軸を中心とする放射状（扇
形）領域に形成され、先端はフランジ１１の外周端に達
する。この凸部１３ａ〜１３ｄの基端部は、突き当て面
１２の角部１２ａ〜１２ｄの湾曲した部分を略カバーし
得る幅とされる。これにより、巻心２２の巻径が特に大
きくなる部分の側方が、凸部１３ａ〜１３ｄによりカバ
ーされることになる。

【００２３】一方、図３に示すように、巻治具２０のフ
ランジ２１の表面には、本発明の特徴となる構成とし
て、凸部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが形成され
る。これらの凸部２６ａ〜２６ｄは、上述の凸部１３ａ
〜１３ｄと略同様に構成される。すなわち、凸部２６
ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、フランジ２１の表面よ
りわずかに高い段差であり、巻心２３の角部２３ａ、２
３ｂ、２３ｃ、２３ｄを基端として、巻治具２０の中心
軸を中心とする放射状（扇形）領域に形成され、先端は
フランジ２１の外周端に達する。そして、この凸部２６
ａ〜２６ｄの基端部は、巻心２３の角部２３ａ〜２３ｄ
の湾曲した部分を略カバーし得る幅とされ、巻心２３の
巻径が特に大きくなる部分の側方が、凸部２６ａ〜２６
ｄによりカバーされるようになっている。

【００２４】なお、これらの凸部１３ａと２６ａ、１３
ｂと２６ｂ、１３ｃと２６ｃ、１３ｄと２６ｄのそれぞ
れの高さ（厚み）の和は、それぞれ、巻心２３の角部２
３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ外周部分で線材３１が整
列状態で所定の列数にわたって巻回されたときに、線材
３１全体の幅（線材３１の径の総計）が巻心２３の他の
部分の外周に同じ列数にわたって巻回された線材３１全
体の幅よりも細くなる量に、ほぼ相当するように設定さ
れる。すなわち、凸部１３ａと２６ａとの間の巻心２３
の幅、凸部１３ｂと２６ｂとの間の巻心２３の幅、凸部
１３ｃと２６ｃとの間の巻心２３の幅、１３ｄと２６ｄ
との間の巻心２３の幅は、それぞれ、対応する角部２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ外周において線材径が細く
なった線材３１が、所定の列数で隙間なく整列巻きされ
た場合の線材列の幅と、ちょうど等しくなるようにされ
ている。

【００２５】つぎに作用を説明する。

【００２６】巻線機により巻線作業を行うときには、移
動台４を駆動モータ７によりスピンドル３側に前進さ
せ、スピンドル６に支持された巻治具２０の巻心２３の
先端を、スピンドル３に支持された巻治具１０の突き当
て面１２に当接させる。そして、フランジ１１、２１の
間の巻心２３の露出部分に必要な幅（空心コイルの幅に
相当する）が確保されるようにする。なお、巻心２３は
スプリング９により突き当て面１２側に適度な付勢力で
押し付けられ、巻心２３と突き当て面１２の当接が保持
される。

【００２７】さらに、ノズル３０から繰り出された線材
３１を巻心２３の所定の位置に固定し、この状態から、
駆動モータ２、５によりスピンドル３、６を同期的に回
転させるとともに、ノズル３０を巻心２３の軸方向に順
次ずらして行く。これにより、フランジ１１、２１の間
の巻心２３の外周には、所定の列数の線材３１が整列状
態で巻線される。このような巻線作業を多層にわたって
行うことにより、空心コイルが形成される。

【００２８】この巻線作業において、スピンドル３、６
は略定速で回転するが、巻心２３は角部２３ａ〜２３ｄ
のところで巻径が大きくなっているので、この角部２３
ａ〜２３ｄ外周に巻回されるところで巻回速度が大きく
なり、線材３１には大きなテンションがかかり、線材３
１は線材径が細く歪んだ状態となる。

【００２９】この場合、本発明では、フランジ１１、２
１には、この角部２３ａ〜２３ｄから放射状に延びて、
凸部１３ａ〜１３ｄ、２６ａ〜２６ｄが形成されてい
る。このため、フランジ１１、２１両側の線材３１は、
それぞれ１３ａ〜１３ｄ、２６ａ〜２６ｄに乗り上げる
ようにして巻線されることになり、巻心２３の角部２３
ａ部分の幅（軸方向の長さ）、角部２３ｂ部分の幅、角
部２３ｃ部分の幅、角部２３ｄ部分の幅は、それぞれ、
凸部１３ａと２６ａの高さ（厚み）の和、凸部１３ｂと
２６ｂの高さの和、凸部１３ｃと２６ｃの高さの和、１
３ｄと２６ｄの高さの和だけ狭くなっている。そして、
これらの凸部１３ａと２６ａ、１３ｂと２６ｂ、１３ｃ
と２６ｃ、１３ｄと２６ｄの厚みの和は、対応する各角
部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ外周に巻回された線
材３１の径の総和がテンションにより直線部分の線材３
１の径の総和よりも細くなった量にほぼ相当するように
設定されている。

【００３０】すなわち、本発明では、巻心２３の各角部
２３ａ〜２３ｄ部分の幅（巻線がなされる幅）は、ちょ
うど各角部２３ａ〜２３ｄ外周における線材３１の径の
総和（所定列数で整列巻きされた線材列の幅）に相当し
たものとなる。よって、巻心２３の角部２３ａ〜２３ｄ
外周において、テンションにより線材３１の径が細くな
ったとしても、隣り合う線材３１の間に隙間が生じるこ
とはなくなり、また、隙間が生じない以上、上層の線材
３１が下層に落ち込んでしまうこともなくなる。これに
より、完成した空心コイルは、整列巻が崩れることはな
く、正しく所望の巻数および形状をもち、所望の特性を
もつものとなる。

【００３１】このような巻線作業が終了したら、移動台
５を後退させて、巻治具１０と巻治具２０を分離するこ
とにより、完成した空心コイルを巻心２３から取り外
す。すると、空心コイルの角部（図５の空心コイル１０
０の角部１００ａ〜１００ｄ参照）に巻心２３から作用
していたテンションがなくなり、テンションにより径が
細くなっていた角部の線材３１は、元の太さに戻る。

【００３２】この場合、本発明では、巻心２３外周に巻
回された状態での空心コイルは、凸部１３ａ〜１３ｄと
２６ａ〜２６ｄの厚み分だけ、各角部における幅（線材
３１の径の総和）は角部以外の部分（直線部）における
幅よりも狭くなっている。すなわち、各角部において線
材３１に余計にテンションがかかって線材３１が余計に
細くなっている分だけ、各角部における幅は直線部にお
ける幅よりも狭くなっている。したがって、空心コイル
を構成する線材３１の径が全体として元に戻ったとして
も、空心コイルの各角部における幅は、直線部における
幅とちょうど等しくなる。よって、完成した空心コイル
には、図７に示したような角部における幅の膨らみが生
じることはなく、基板への実装時に不都合が生じるよう
なことはない。

【００３３】なお、巻き上げられた空心コイルには、熱
風が吹き付けられ、線材３１表面に添付された溶着層を
溶かすことによる、コイルの固着成形が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す巻線機の断面図であ
る。

【図２】同じく巻治具の斜視図である。

【図３】同じく巻治具の斜視図である。

【図４】同じく巻治具の断面図である。

【図５】空心コイルを示す平面図である。

【図６】空心コイルの角部において線材径が細くなるこ
とを示す説明図である。

【図７】（ａ）は従来の完成した空心コイルを示す斜視
図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

３ スピンドル ６ スピンドル １０ 巻治具 １１ フランジ １２ 突き当て面 １２ａ〜１２ｄ 角部 １３ａ〜１３ｄ 凸部 ２０ 巻治具 ２１ フランジ ２２ 軸部材 ２３ 巻心 ２３ａ〜２３ｄ 角部 ２６ａ〜２６ｄ 凸部 ３１ 線材

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周の少なくとも一部に角部を備えた巻心
   と、 この巻心の両側に垂直に配設された一対のフランジと、 を備えた空心コイルの巻線治具において、 前記一対のフランジの少なくとも一方の巻心側側面に、
   前記巻心の角部外周に巻回された線材の側方に位置する
   ように、所定の幅の凸部を形成するとともに、 この凸部の高さを、前記巻心の角部外周に所定の列数で
   巻回された線材が両側の凸部の間に隙間なく整列するよ
   うに前記角部外周における線材の細径化に相当する高さ
   に設定した ことを特徴とする空心コイルの巻線治具。
2. 【請求項２】前記凸部は、前記巻心の中心軸から放射状
   に広がる領域に形成されることを特徴とする請求項１に
   記載の空心コイルの巻線治具。