JP3737792B2

JP3737792B2 - 渦巻型コイル製造装置、及び渦巻型コイルの製造方法

Info

Publication number: JP3737792B2
Application number: JP2002271675A
Authority: JP
Inventors: 武夫川嶋
Original assignee: 株式会社モステック
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP2004111625A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は渦巻型コイル製造装置及び、渦巻型コイルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、装置の小型化のため、電気及び電子部品の高さ寸法を低くする技術が求められている。そのような技術の内、特にコイルを用いる電気および電子部品を小型化するものとして、巻線を平角線とすることにより、低背化した渦巻型コイル製造装置、アルファ巻きコイル等がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１６に渦巻型コイルの１例としてのアルファ巻きコイルの一単位の全体斜視図を示す。主巻線４７は二つの渦巻部４７ａ、４７ｂを有する一本の導線である。主巻線４７のみで巻線コイルの一単位を構成している。渦巻部４７ａ、４７ｂの回転軸は実質同一であり渦巻部４７ａ、４７ｂの最内周縁部同士はコイル渡り部４７ｃで繋がれている。ただしここでコイル渡り部４７ｃの長さは、説明のために誇張して大きく示したが、実質的な厚みは渦巻部４７ａの厚み、渦巻部４７ｂの厚みの合計に等しい。従って、コイルの一単位の厚みもまた、渦巻部４７ａの厚み、渦巻部４７ｂの厚みとを合計したものと実質的に等しくなっている。
【０００４】
また、図１７に前記アルファ巻きコイルの製造装置の構成を模式的に示す。図に示すように、アルファ巻きコイルの製造装置は、互いに対向する面を有する２つの挟み部材である挟み部材４８および挟み部材４９と、これら２つの挟み部材の間に設けられ、着脱可能な板状の巻取り部材５０と、挟み部材４８、挟み部材４９および巻取り部材５０を貫通する巻取り軸５１を備えており、一方の挟み部材４８と巻取り部材５０との間の空間内に巻線を巻き取ることにより一方の渦巻部を形成し、他方の挟み部材４９と、巻取り部材５０との間の空間内に残りの巻線を巻き取ることにより他方の渦巻部を形成するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８９２２２５号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
渦巻型コイルの場合、最内径のらせん円周径と最外周のらせん円周径が異なっている。らせん円周径が異なるということは、らせん円周の長さも異り、スプリングバック量も異なる。
【０００７】
この場合のスプリングバックとは、もともと直線であった線材が円形に曲げられたことにより元の直線に戻ろうとする線材の内部応力である。また、スプリングバック量とは、巻き終わりと同時に供給線を切断し、巻き線金型等でそれまでコイルに掛かっていた規制を全て解いた瞬間に、コイル内部に蓄積していた曲げ応力が解放され元の直線方向に戻った量である。
【０００８】
図３（ａ）に従来の製造方法にて製造した渦巻きコイルの正面図を図３（ｂ）に渦巻コイルの側面図を示す。
【０００９】
図３（ａ）に示すように従来の渦巻コイルの製造方法では、コイルの巻き始めから巻き終わりまで、巻線にかかるテンションを制御せず巻線をしていたので、コイルに掛かっていた規制を全て解いた瞬間にスプリングバックによる巻線の重なりＷが発生する。重なりの原因は、内周と外周のスプリングバック量の違いである。重なりの量は巻数の２週目の始まり部が一番多く、巻き終わりへ進むにしたがって徐々に少なくなる。スプリングバック量は、円径の違いによって外周の方が内周よりより少なくなる。従ってスプリングバック量の多い内周の線材の外縁部が、スプリングバック量がより少ないそれに隣接する外周にある線材の内縁部に重なる。
【００１０】
したがって、コイルの巻き始めから巻き終わりまで、巻線にかかるテンションを制御せず巻線を行うとスプリングバックによって各巻数が重なるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の従来の渦巻型コイルの製造方法の課題を考慮し、重ならない渦巻型コイルの製造方法、及び渦巻型コイル製造装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、コイルが巻き取られる軸と、前記軸のコイルの巻き取り進行状態に応じて線材にかかるテンションを変化させながら前記線材を供給するコイル供給機構とを備え、前記テンションの変化は、前記線材を巻いていくに従って前記線材にかかるテンションを弱くすることである、渦巻型コイル製造装置である。
【００１３】
また、第２の本発明は、前記テンションの変化は、巻数毎に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである、第１の本発明の渦巻型コイル製造装置である。
【００１４】
また、第３の本発明は、前記テンションの変化は、巻き始めから巻き終わりまで連続的に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである、第１の本発明の渦巻型コイル製造装置である。
【００１５】
また、第４の本発明は、渦巻型コイルを巻線する際、前記渦巻型コイルの巻き取り進行状態に応じて線材にかかるテンションを変化させる渦巻型コイルの製造方法であって、前記テンションの変化は、前記線材を巻いていくに従って前記線材にかかるテンションを弱くすることである、渦巻型コイルの製造方法である。
【００１６】
また、第５の本発明は、前記テンションの変化は、巻数毎に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである、第４の本発明の渦巻型コイルの製造方法である。
【００１７】
また、第６の本発明は、前記テンションの変化は、巻き始めから巻き終わりまで連続的に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである、第４の本発明の渦巻型コイルの製造方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して発明の実施の形態について説明を行う。
【００２１】
（実施の形態１）
図４は本発明の実施の形態１におけるアルファ巻きコイル製造装置の上面図である。図５はアルファ巻きコイル製造装置の正面図である。
【００２２】
図に示すように、本実施の形態１のアルファ巻きコイル製造装置は金型取り付け軸１を有している。また、金型取り付け軸１の一端には、巻芯軸２が装着固定される。巻芯軸２には、順に左側壁部材３とスペーサ４と中側壁板５と右側壁部材６とが貫通されて取り付けられている。また、丸ピン７は右側壁部材６を巻芯軸２に取り付けている。さらに、左側壁部材３には、線材をキャッチする線キャッチ８が、右側壁部材６には、線材を固定する線キャッチ９がそれぞれ設けられている。
【００２３】
また、巻芯軸２が装着固定されている金型取り付け軸１にはプーリ１０が固定されている。プーリ１０にはベルト輪状１３が掛かっている。ベルト輪状１３はプーリ１１及びプーリ１２にも掛けられている。プーリ１２はモーター軸１４に取り付けられており、モーター軸１４は制御手段１５により回転制御される。また、プーリ１１は備蓄巻線軸１６に固定されている。備蓄巻線軸１６には、備蓄線を作成するための備蓄線用巻芯１７が装着固定されている。
【００２４】
また、本実施の形態１のアルファ巻きコイル製造装置は一対のガイドフレーム１８ａ、１８ｂを有している。一対のガイドフレーム１８の両端には、計４つの軸受け１９，２０，２１、２２が設けられている。ガイドフレーム１８の一端にある２つの軸受け１９、２０の組と軸受け２１，２２の組は、各々ガイドフレーム１８に対して垂直にシャフトを挿入できるように対向して設けられている。また、各々のガイドフレーム１８ａ、１８ｂには対向する側に溝１８ｃ、１８ｄを有し、２つの溝１８ｃ、１８ｄはフレームに平行である。また、２つの溝は対向しており、両端の軸受け１９、２０、２１、２２手前までの長さを有している。なお、一対のガイドフレーム１８の中央上部には、巻芯軸２、左側壁部材３、スペーサ４、中側壁板５と右側壁部材６が設置される。
【００２５】
また、図４に示すように巻芯軸２とガイドフレーム１８は上面より見た際には、直交するよう配置されており、中側壁板５が対向するガイドフレーム１８の中央に配置されている。前記軸受け１９と軸受け２０の間と軸受け２１と軸受け２２の間には、各々シャフト２３とシャフト２４が取り付けられている。また、シャフト２３とシャフト２４には、各々にプーリ２５とプーリ２６が固定されており、両プーリにタイミングベルト輪状２７が掛けられている。
【００２６】
なお、プーリ２５とプーリ２６はタイミングベルト輪状２７がガイドフレーム１８と平行かつガイドフレーム１８の中央に位置するようシャフト２３、２４に取り付けられている。また、前記４つの軸受け１９、２０、２１、２２は、ある距離をおいてガイドフレーム１８に固定されている。ある距離とは少なくともアルファ巻コイルに必要とする線材長さ、及び線の先端をキャッチする治具の取り付けを考慮した距離となる。
【００２７】
また、タイミングベルト輪状２７には、ガイドフレーム１８中央を挟んで線つまみ治具２８及び線つまみ治具２９が少なくともアルファ巻コイルの渦巻一つ分の線材長さの距離をおいて固定されている。
【００２８】
図６（ａ）に線つまみ治具２８の拡大平面図を図６（ｂ）に上面図を示す。図に示すように、線つまみ治具２８、２９は、ベルト固定部３０と線つまみ部３１から構成されている。また、ベルト固定部３０は、２つのベルト固定上部３０ａとベルト固定下部３０ｂから構成されている。さらに、ベルト固定下部３０ｂは直方体をしており、直方体の対向する側面に垂直に２つの軸３２，３３がベルト固定下部３０ｂを貫通して並行に固定されている。軸３２、３３は、ベルト固定下部３０ｂの対向する面より突き出ており、その突き出た部分に軸受け３４及び３５と３６及び３７が固定されている。また、ベルト固定下部３０ｂの軸３２、３３と平行する幅は、対向するガイドフレーム１８の間に収まる長さであり、上面からネジ穴が開口している。ベルト固定上部３０ａも同様に直方体であり、ネジ穴が開けられ、対向するガイドフレーム１８の間に収まる幅になっている。ベルト固定上部３０ａとベルト固定下部３０ｂで、タイミングベルト輪状２７を挟み込み、ネジを締めることによって、線つまみ治具２８、２９はタイミングベルト輪状２７に固定される。
【００２９】
また、ベルト固定下部３０ｂの対向する側面に取り付けられている軸受け３４、３５、３６、３７は、ガイドフレーム１８と平行に対向する面に２つずつ備えられており、軸受け３４と３６は、ガイドフレーム１８ａの溝１８ｃに、軸受け３５と３７は、ガイドフレーム１８ｂの溝１８ｄに嵌められている。これによって線つまみ治具２８は、ガイドフレーム１８に沿って移動することが出来る。
【００３０】
また、線つまみ部３１も直方体であり底面がベルト固定部３０aの上面に固定されている。線つまみ部３１の上面には、ガイドフレーム１８と平行に線材を挿入するための溝３１ａを有する。溝３１ａには、線材を垂直方向から抑えるための板バネ３１ｂが設置されている。なお、線つまみ治具２９も線つまみ治具２８と同様の構成となっており、ガイドフレーム１８に沿って移動する。
【００３１】
また、シャフト２３には、パウダーブレーキ３８が取り付けられている。本パウダブレーキは、市販品であり、直流電圧を印加することによってコイルに電流が流れ、磁束が発生する。このとき、パウダギャップ内のパウダは、磁束にそって鎖状につながり、この連結力により電流にほぼ比例したトルクを発生し、電流を遮断することによって磁束が消滅し、パウダが自由な状態になり、トルクが伝わらなくなる。すなわち、電気を印加し電圧と電流の両方か、あるいはいずれかを制御することによってトルクを調節することが可能である。なお、本パウダーブレーキ３８と前記モーター軸１４は制御手段１５によって制御されている。
【００３２】
次に、図７（ａ）は、巻芯軸２の側面図であり、図７（ｂ）は上面図である。図に示すように、巻芯軸２の表面には、巻芯軸２の長さの約半分程度の長さのキー溝２ａが刻まれており、丸ピン７を貫通させるための丸ピン孔２ｂが開口されている。
【００３３】
また、図４に示すように、巻芯軸２は金型取り付け軸１に装着固定されており、プーリ１０とベルト輪状１３及びプーリ１２を介して連動しているモーター軸１４に取り付けられている制御手段１５により延伸方向を回転軸とした回転を行う。
【００３４】
また、図８（ａ）は左側壁部材３の正面図であり、図８（ｂ）は上面図である。図に示すように、左側壁部材３は直径の異なる２段の円柱から構成されており、径の大きい円柱部の右側壁部材６と対向する面上には、巻芯軸２が貫通するための孔３ａが開口され、孔３ａの周囲には、螺旋状ガイド部材３９が設けられている。
【００３５】
また、図９（ａ）はスペーサ４の正面図であり、図９（ｂ）は上面図である。図に示すように、スペーサ４には幅広のスリット４ａが中心から外周に渡って設けられており、スリット４ａの幅Ｗは、巻芯軸２の直径と、螺旋状ガイド部材３９の幅との和と実質同一か、それ以上となるようになっている。
【００３６】
また、図１０（ａ）は中側壁板５の正面図であり、図１０（ｂ）は上面図である。図に示すように、中側壁板５は、コイルの渦巻部と実質同一もしくはそれ以上の面積となる円板状の形状を有し、その中心には、巻芯軸２が貫通するための孔５ａが開口されるとともに、線材を通過させるためのスリット５ｂが外周から孔５ａに渡って設けられている。また、スリット５ｂは、図１０（ｂ）に示すように、中側壁板５の側面からみて、巻芯軸２の方向に対し非対称となる方向に刻まれている。さらに孔５ａの周囲には、凸部５ｃが設けられており、この凸部５ｃは巻芯軸２のキー溝２ａと対応するようになっている。
【００３７】
また、図１１（ａ）は右側壁部材６の正面図であり、図１１（ｂ）は上面図である。図に示すように、右側壁部材６は、左側壁部材３と同様、直径の異なる２段の円柱から構成されており、径の大きい円柱部の左側壁部材３と対向する面上には、巻芯軸２が貫通するための孔６ａが開口され、孔６ａの周囲には、左側壁部材３と同様、螺旋状ガイド部材３９が設けられている。さらに、径の小さい円柱部には、丸ピン７を貫通させるための孔６ｂが右側壁部材６の表面から孔６ａまで達するように開けられている。
【００３８】
さらに図１２（ａ）は丸ピン７の正面図であり、図１２（ｂ）は上面図である。図に示すように、丸ピン７は二段の円筒形であり、径の細い部分が丸ピン孔２ｂおよび６ｂに填り込むようになっている。
【００３９】
また、図１３は螺旋状ガイド部材３９の正面図を示しており、その内側の周３９ａは、孔３ａ、孔５ａもしくは６ａの半周分の長さを有し、内側の周３９ａと外側の周３９ｂとの差が、一方の端部の最大幅ｗとして、その幅が上記孔の周に対応する曲線に沿って減少し、他端の幅が実質０となるように形成されている。ここで最大幅ｗは、線材の幅と同等、もしくはそれ以上の幅となるようにする。
【００４０】
また、図８（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、その厚みは線材の厚みと同程度より多少厚くする。
【００４１】
また、図１４（ａ）は備蓄線用巻芯１７の側面図であり、図１４（ｂ）は正面図である。
【００４２】
備蓄線用巻芯１７は、備蓄巻線軸固定部４１と線材挿入部４０の直径の異なる２段の円柱から構成されており、直径の大きい備蓄巻線軸固定部４１で備蓄巻線軸１６に固定されており、線材挿入部４０は、４ヶ所の備蓄巻線軸の方向に開いた隙間を有している。なお、線材挿入部の隙間は、４ヶ所である必要はなく最低１ケ所あればよい。
【００４３】
また、図１５に供給ボビン部の平面図を示す。供給ボビン部は、コイルの作成に用いる線材を蓄えておく供給ボビン４２と、供給ボビン４２を回転させるための軸である供給ボビン用軸４３とを備えている。ここで、供給ボビン用軸４３は備蓄線用巻芯１７と平行に設置する。また線材は、供給ボビン用軸４３の延伸方向に垂直に供給ボビン４２に巻き蓄えておく。
【００４４】
以上のような構成を有するアルファ巻きコイルの製造装置を用いたアルファ巻きコイルの製造方法を以下に説明する。
【００４５】
はじめに、図１８に示すように、巻芯軸２の一端を金型取り付け軸１に装着し、固定する。巻芯軸２の固定は図に示すように固定ネジ４４によるネジ止めによってもよいが、チャック等の別途手段によってもよい。
【００４６】
次に図１９に示すように巻芯軸２に左側壁部材３を孔３ａを通して装着し、ネジ３ｂにより固定する。さらに、中側壁板５を、孔５ａを通して巻芯軸２に装着する。このとき、中側壁板５の凸部５ｃが巻芯軸２のキー溝２ａに嵌り込むようにする。このとき、中側壁板５は、左側壁部材３に設けられた螺旋状ガイド部材３９によって支持される。
【００４７】
次にコイルの巻線となる線材を供給ボビン４２より引き出し、線材挿入部４０に先端を差込み、備蓄巻線軸１６を回転させる。この時、回転数が制御されており、アルファ巻きコイル１個に必要とする線材長さの半分が巻き取られ、図２０に示す備蓄線としての線分４５ａとなる。
【００４８】
さらに供給ボビン４２より、線材をアルファ巻きコイル１個に必要とする線材長さの半分を引き出し切断する。ここで、図２０に示すように、線材４５は、その半分がアルファ巻きコイルの１つの渦巻分に相当する巻き取られた線分４５ａと、残り半分が備蓄線用巻芯１７によって巻き取られていない線分４５ｂの部分からなる線材となる。
【００４９】
次に中側壁板５に、コイルの巻線となる前記線材４５を装着する。図２１（ａ）に示すように、線材４５は、スリット５ｂに通して、孔５ａの外周に接し、かつスリット５ｂと直行するような向きで装着する。また、図２１（ｂ）（ｃ）に示すように、線材は、スリット５ｂの向きに沿って斜めに屈曲して、中側壁板５の一方の主面から他方の主面に達しており、線分４５ａと線分４５ｂの境界となる部分をスリット５ｂに挟み込む。なお、中側壁板５に対する巻線４５の装着は、中側壁板５を巻芯軸２に装着する前に行うようにしてもよい。
【００５０】
また、図２２に示すように、線分４５ａを線キャッチ８で固定する。このとき線キャッチ８は線材をその主面全体に印圧して固定するようにする。この線キャッチ方法ならば締め付ける面積が大きい為に、線材が薄い箔であっても切断してしまったりキズをつけることがない。
【００５１】
次に右側壁部材６を巻芯軸２に装着する前に、スペーサ４を左側壁部材３と中側壁板５の左面との間に挿入する。図９に示したように、スペーサ４は、巻芯軸２の直径と螺旋状ガイド部材３９の最大幅Ｗとの和と実質同一もしくはそれ以上の幅Ｗを有するスリット４ａが設けられているため、左側壁部材３および中側壁板５が巻芯軸２に装着された後でも巻芯軸２に差し込む事が出来る。ここで図２３に、スペーサ４と、中側壁板５と、線材４５との位置関係を示す。
【００５２】
スペーサ４の挿入により、中側壁板５は左側壁部材３右面についている螺旋状ガイド部材３９の主面のみで支持されるのではなく、螺旋状ガイド部材３９の主面と、スペーサ４主面とで支持される。なお、スペーサ４の挿入は、中側壁板５を巻芯軸２に装着する前に行うようにしてもよい。
【００５３】
次に、右側壁部材６を、孔６ａに巻芯軸２を通して装着する。次いで巻芯軸２の丸ピン孔２ｂと孔６ｂとを一致させ、ここに丸ピン７を挿入して、巻芯軸２と右側壁部材６とを固定する。図２４（ａ）の正面図および図２４（ｂ）の上面図は、以上の動作が完了した状態を示す。右側壁部材６の、左側壁部材の対向面にも螺旋状ガイド部材３９が設けられており、中側壁板５は、一方の主面を、左側壁部材３の螺旋状ガイド部材３９とスペーサ４とによって支持され、他方の主面を、右側壁部材６の螺旋状ガイド部材３９によって支持されている。
【００５４】
次に、線材４５の４５ｂ側の端を線つまみ治具２８の線つまみ部３１の溝３１ａに挿入する。挿入する際に線材を板バネ３１ｂで挟むことによって、線つまみ治具２８に線材を固定する。図４に線キャッチ８に線材４５の線分４５ａ端を線つまみ治具２８に線分４５ｂ側の端を固定した状態の上面図を、図５に平面図を示す。
【００５５】
次にモーター軸１４を制御手段１５によって回転させる。モーター軸１４と金型取り付け軸１は、ベルト輪状１３とプーリ１０及びプーリ１２を介して連動しているため、モーター軸１４が回転することにより金型取り付け軸１を回転させながら、線分４５ｂを右側壁部材６と中側壁板５との間の空間に供給する。すると線材４５の縁部が巻芯軸２に巻き取られて、巻芯軸２の回転軸に直行する方向に、コイルの渦巻部が形成される。
【００５６】
上記の巻き取り動作により形成される渦巻部は、図１６のアルファ巻きコイルの全体斜視図で言えば、渦巻部４７ａに相当する。
【００５７】
このとき発明が解決しようとする課題にて説明したようにコイルの巻き始めから巻き終わりまで、巻線にかかるテンションを制御せず巻線を行うとスプリングバックによって各巻数線が重なるという問題があった。
【００５８】
線材４５が巻き取られていくに伴い線つまみ治具２８は、巻線の進行方向に図４及び図５の左方向へ直線的に引き寄せられる。ここで、線つまみ治具２８は、タイミングベルト輪状２７とプーリ２５を介してシャフト２３と連動している。
【００５９】
線つまみ治具２８が左方向へ引き寄せられる際に、シャフト２３に取り付けられているパウダーブレーキ３８によってシャフト２３の回転方向に対して抵抗力を掛けることにより、線つまみ治具２８が引き寄せられる方向に対して抵抗力を掛けることが出来る。これにより線つまみ治具２８に固定されている線材４５にテンションを掛けることが出来る。
【００６０】
ここで、コイルの巻き始めには、制御手段１５によって線材に掛けるテンションを強くして線材４５を巻き取る。続いて、コイルを巻いていくに従って巻芯軸２の回転位置情報を制御手段１５を介してパウダーブレーキ３８にフィードバックし、線材に掛けるテンションを連続的に弱くしながら巻き取っていく。
【００６１】
次に、渦巻部を作成するのに必要な、所定の巻数の巻き取り動作を終えると、供給中の線材４５ｂを適当な位置で切断し、図２５（ａ）の正面図、図２５（ｂ）の上面図に示すように、その切断部位を右側壁部材６の線キャッチ９にて固定する。この時線キャッチ９は線キャッチ８と同様の構成を有し、切断部位をその主面全体に印圧して固定するようにする。ただし、図２５（ｂ）において、矢印は巻芯軸２の回転方向を示す。
【００６２】
次に、線分４５ａを線キャッチ８よりはずし、巻芯軸２の垂直方向に延ばしその先端を線つまみ治具２９に固定し、スペーサ４を抜き取る。螺旋状ガイド部材３９およびスペーサ４の厚みは、完成時コイルの渦巻部の線材厚みを与えるため、スペーサ４が抜き取られた後には、図２６（ａ）の正面図および図２６（ｂ）の上面図に示すように、線分４５ａを巻き取るのに適した隙間４６が形成されている。
【００６３】
次にモーター軸１４を制御手段１５によって回転させる。モーター軸１４と金型取り付け軸１は、ベルト輪状１３とプーリ１０、プーリ１２を介して連動しているため、金型取り付け軸１を回転させながら、線分４５ａを左側壁部材３と中側壁板５との間の空間に供給する。すると線分４５ａの縁部が巻芯軸２に巻き取られて、巻芯軸２の回転軸に直行する方向に、コイルの渦巻部が形成される。
【００６４】
この時パウダーブレーキ３８には所定の電圧と電流が印加されているので、線分４５ａには所定のテンションが掛かりながら、同時に線つまみ治具２９は巻線の進行に従い図４及び図５の右方向へ直線的に引き寄せられる。なお、パウダーブレーキ３８によるテンションの掛け方は、先に実行した線分４５ｂの巻き取りの際と同様、巻き始めにテンションを強く掛けコイルを巻いていくに従って巻芯軸２の回転位置情報を加味しながら連続的に弱くする。
【００６５】
ここで形成される渦巻部は、図１６のアルファ巻きコイルの全体斜視図で言えば、渦巻部４７ｂに相当する。なお、図２６（ｂ）の矢印は巻芯軸２の回転方向を示し、これは先に実行した線分４５ｂの巻き取り方向とは逆の向きである。
【００６６】
次に、線キャッチ９より線材４５をはずし、丸ピン７を抜き取り、巻芯軸２より右側壁部材６、中側壁部材５を間に有するコイル状に巻き取られた線材４５を順に取り出す。
【００６７】
最後、巻線の２つの渦巻部に挟まれた中側壁部材５を取り出し、アルファ巻きコイルを完成する。コイルの渡り部となる部分は、中側壁板５のスリット５ｂにあって、かつスリット５ｂの間隙は、線材４５の厚みよりも大きいので、簡単に取り出すことが出来る。
【００６８】
本実施の形態１によって作成されたアルファ巻きコイルの平面図を図２（ａ）に側面図を図２（ｂ）に示す。図３（ｂ）側面図に示すテンションを制御せずに巻いた渦巻コイルの各巻数線が二重に重なっているのに対し、本願のコイルのテンションを可変に制御することによって巻いたアルファ巻きコイルでは図２（ｂ）の側面図に示すように、内径から外径までのスプリングバック量がほぼ等しくなり各巻数線の重なりがなくなる。
【００６９】
なお、本発明の渦巻型コイルの１例としてのアルファ巻コイルの製造方法及び装置を本実施の形態１にて説明したが、渦巻部が１つでも製造可能である。渦巻部が１つの場合の可変テンションによる制御を行った渦巻コイルの平面図を図１（ａ）に、側面図を図１（ｂ）に示す。図１においても上述したアルファ巻きコイルの場合と同様に各巻数線の重なりがないコイルが製造できる。
【００７０】
（実施の形態２）
図２７は、実施の形態２における、渦巻コイルの正面図である。また、図２８は、実施の形態２におけるアルファ巻コイルの正面図である。
【００７１】
本実施の形態２におけるコイル構造は、図２７、図２８に示すように渦巻コイル、アルファ巻コイル共にその巻線の隣接する巻線部分同士に隙間Ｓがある。
【００７２】
本実施の形態２のコイルの製造方法は、基本的には実施の形態１と同じであるが、コイルを巻く際に、コイルの巻線である線材４５にテンションを掛けるテンション値が異なる。以下、相違点を説明する。
【００７３】
コイルの巻き始めに線材４５に掛けるテンション値は、実施の形態１と同様にする。次に、巻芯軸２の回転位置情報を加味しながら、連続的にテンション値を小さくしていく。この時に、実施の形態２では、実施の形態１にて線材４５にかけていたテンション値よりもより急に小さくすると、外径の方が内径よりもスプリングバック量が大きくなるようにテンションが掛かることになる。すると、図２７、図２８のコイルの正面図に示すように内周の線材の外縁部と、それに隣接する外周にある線材の内縁部との間に隙間Sがある渦巻コイル又はアルファ巻コイルが作成できる。
【００７４】
なお、前記隙間は、各巻数線毎に均等であっても、内径から外径に従って広くてもよく、要するに各巻数線に重なりがなく隙間がありさえすればよい。
【００７５】
本実施の形態２の効果により、線材厚み０．２ｍｍ、線材幅２ｍｍ、コイル最内径φ８ｍｍ、巻数１２回のコイルを作成する際に、コイルの巻き始めに線材にかける初期テンションを２．５Kｇ、最終テンションを０．５Kｇとして作成したアルファ巻コイルは、初期テンション２．５Kｇのテンションで最後まで巻いたコイルに比べて、各巻数の線と線の重なりがなく半分の高さにすることが出来た。
【００７６】
なお、本発明の線材は、丸線、箔、平角線など、線材の形状は問わない。
【００７７】
また、本発明の渦巻型コイルを巻く際、巻き始めに強いテンションを掛け、コイルを巻いていくに従って巻芯軸２の回転位置情報を加味しながら連続的に弱くする方法を記載したが、巻数毎に巻線にかかるテンションを変化させてもよい。
【００７８】
つまり巻き始めに強いテンションを掛け、一巻きを巻き取っている間はテンションを変化させず、次ぎの一巻きを巻き取り始めたときにテンションを弱くして、一定テンションのまま巻き取っていく。要するに、テンション変化の掛けかたは径がより小さい程テンションの強さをより大きくしさえすればよい。とはいえ、線材には、許容テンション値があり、これは線材が延びず抵抗値も増大しない限界テンション強さである。これを超えて巻線を行うと線材が延びて、抵抗値も増大し性能の悪いコイルとなることから、線材の許容テンション値を超えてテンションを掛けないようにしなければならない。
【００７９】
なお、本発明のコイルが巻き取られる軸は、巻芯軸２と、左側壁部材３と、スペーサ４と、中側壁板５と、右側壁部材６と、丸ピン７と、線キャッチ８と、線キャッチ９とから構成されており、巻芯軸２が装着固定されている金型取り付け軸１が回転制御されコイルが巻き取られるが、金型取り付け軸１が回転せず線材４５の方が回転しても良く、要するにコイルが巻き取られる軸でありさえすればよい。
【００８０】
また、本発明のコイル供給機構は、ガイドフレーム１８と軸受け１９と軸受け２０の間と軸受け２１と軸受け２２の間の各々に固定されているシャフト２３、シャフト２４と、シャフト２３、２４の各々に取り付けられているプーリ２５、プーリ２６と、プーリ２５とプーリ２６にかけられているタイミングベルト輪状２７と、タイミングベルト輪状２７上に固定されてる２つの線つまみ治具２８及び線つまみ治具２９と、シャフト２３に取り付けられているパウダーブレーキ３８とで構成されたが、パウダーブレーキ３８はシャフト２４に取り付けられても、又パウダーブレーキ３８は可変トルクモーターであってもよく、又線つまみ治具２８、２９は板バネによって線材を固定する方法を用いたが、線材を固定さえ出来ればよく、要するに、コイルの巻取り進行状態に応じて線材にかかるテンションを変化させながら線材を供給するコイル供給機構でありさえすればよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明によれば、重ならない渦巻型コイルの製造方法、及び渦巻型コイル製造装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１により製造された渦巻コイルの正面図
（ｂ）本発明の実施の形態１により製造された渦巻コイルの側面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１により製造されたアルファ巻きコイルの正面図
（ｂ）本発明の実施の形態１により製造されたアルファ巻きコイルの側面図
【図３】（ａ）従来の製造方法により製造された渦巻コイルの正面図
（ｂ）従来の製造方法により製造された渦巻コイルの側面図
【図４】本発明の実施の形態１によるアルファ巻きコイル製造装置の上面図
【図５】本発明の実施の形態１によるアルファ巻きコイル製造装置の正面図
【図６】（ａ）線つまみ治具２８の正面図
（ｂ）線つまみ治具２８の上面図
【図７】（ａ）巻芯軸２の側面図
（ｂ）巻芯軸２の上面図
【図８】（ａ）左側壁部材３の正面図
（ｂ）左側壁部材３の上面図
【図９】（ａ）スペーサ４の正面図
（ｂ）スペーサ４の上面図
【図１０】（ａ）中側壁板５の正面図
（ｂ）中側壁板５の上面図
【図１１】（ａ）右側壁部材６の正面図
（ｂ）右側壁部材６の上面図
【図１２】（ａ）丸ピン７の正面図
（ｂ）丸ピン７の上面図
【図１３】螺旋状ガイド部材３９の正面図
【図１４】（ａ）備蓄線用巻芯１７の側面図
（ｂ）備蓄線用巻芯１７の正面図
【図１５】供給ボビン部の平面図
【図１６】従来の技術によるアルファ巻きコイルの構成図
【図１７】従来の技術によるアルファ巻きコイルの製造装置の構成図
【図１８】本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
【図１９】本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
【図２０】本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法においてコイルの線材４５を説明するための図
【図２１】（ａ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法において線材４５と中側壁板５の位置を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法において線材４５と中側壁板５の位置を説明するための図
（ｃ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法において線材４５と中側壁板５の位置を説明するための図
【図２２】（ａ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
【図２３】本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイル製造方法において線材４５と中側壁板５とスペーサ４との位置関係を説明するための図
【図２４】（ａ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
【図２５】（ａ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
【図２６】（ａ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態１のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための図
【図２７】本発明の実施の形態２の渦巻コイルの正面図
【図２８】本発明の実施の形態２のアルファ巻コイルの正面図
【符号の説明】
１金型取り付け軸
２巻芯軸
２ａキー溝
２ｂ丸ピン孔
３左側壁部材
３ａ孔
４スペーサ
４ａスリット
５中側壁板
５ａ孔
５ｂスリット
５ｃ凸部
６右側壁部材
６ａ孔
６ｂ丸ピン孔
７丸ピン
８線キャッチ
９線キャッチ
１０プーリ
１１プーリ
１２プーリ
１３ベルト輪状
１４モータ軸
１５制御手段
１６備蓄巻線軸
１７備蓄線用巻芯
１８ガイドフレーム
１８ａ、１８ｂガイドフレーム
１８ｃ、１８ｄ溝
１９軸受け
２０軸受け
２１軸受け
２２軸受け
２３シャフト
２４シャフト
２５プーリ
２６プーリ
２７タイミングベルト輪状
２８線つまみ治具
２９線つまみ治具
３０ベルト固定部
３０ａベルト固定上部
３０ｂベルト固定下部
３１線つまみ部
３１ａ溝
３１ｂ板バネ
３２軸
３３軸
３４軸受け
３５軸受け
３６軸受け
３７軸受け
３８パウダーブレーキ
３９螺旋状ガイド部材
３９ａ内側の周
３９ｂ外側の周
４０線材挿入部
４１備蓄巻線軸固定部
４２供給ボビン
４３供給ボビン用軸
４４固定ネジ
４５線材
４５ａ、４５ｂ線分
４６隙間
４７主巻線
４７ａ、４７ｂ渦巻部
４７ｃコイル渡り部
４７ｄ、４７ｅ端部
４８挟み部材
４９挟み部材
５０巻き取り部材
５１巻き取り軸

Claims

コイルが巻き取られる軸と、
前記軸のコイルの巻き取り進行状態に応じて線材にかかるテンションを変化させながら前記線材を供給するコイル供給機構とを備え、
前記テンションの変化は、前記線材を巻いていくに従って前記線材にかかるテンションを弱くすることである、渦巻型コイル製造装置。
前記テンションの変化は、巻数毎に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである請求項１記載の渦巻型コイル製造装置。
前記テンションの変化は、巻き始めから巻き終わりまで連続的に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである請求項１記載の渦巻型コイル製造装置。
渦巻型コイルを巻線する際、前記渦巻型コイルの巻き取り進行状態に応じて線材にかかるテンションを変化させる渦巻型コイルの製造方法であって、
前記テンションの変化は、前記線材を巻いていくに従って前記線材にかかるテンションを弱くすることである、渦巻型コイルの製造方法。
前記テンションの変化は、巻数毎に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである、請求項４記載の渦巻型コイルの製造方法。
前記テンションの変化は、巻き始めから巻き終わりまで連続的に巻き取り進行中の前記線材にかかるテンションを変化させることである、請求項４記載の渦巻型コイルの製造方法。