JP3779330B2 - コイル配設体を製造する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１によるコイル配設体を製造する方法及び請求項５の前文によるこのタイプの方法を実行する装置に関する。
巻きつけ用ツールによるコイル配設体を製造するための方法は、ドイツ公開公報第４３ ０７ ０６４号公報から公知である。この方法では、第１の巻きつけ用ワイヤ端部領域が、巻きつけ用ツールに配置されたチップの第１の接続面と接触し、次いで、巻きつけ工程が実行されてワイヤコイルを形成し、最後にワイヤコイルの第２の巻回ワイヤ端部領域をチップの第２の接続面と接触させる。
複数の別個に構成されたコイル又は異なる方向に向いたコイルを有するコイル配設体を製造するために、今までコイルを個々に製造し、続いて製造工程においてそれらを互いに接触させ、その結果所望のコイル配設体にすることが習慣的に行われてきた。接触している間中、コイルの極端に細い巻きつけワイヤ端部を取り扱うのが難しいため、この方法は複雑であることが明らかである。加えて、個々のコイルを製造するために、異なって寸法決めされたコイルのための別個の巻きつけ用ツールを使用することが必要である。
それ故、本発明の目的は、上述のタイプのコイル配設体の製造を単純化できる方法及び装置を提供することにある。
この目的は、請求項１の特徴を有する方法及び請求項５の特徴を有する装置によって達成される。
本発明による方法によって、以下の方法ステップで複数の巻きつけワイヤ領域が巻きつけ用ツールの重ね合わされた巻きつけワイヤ面において構成されたコイル配設体の製造を可能にする。
ベースマトリックスの周縁にある第１のワイヤ保持装置に巻きつけワイヤを固定し、
ブレースをベースマトリックスから一定の距離隔てた状態で巻きつけ用ツールを回転させ、ベースマトリックスに配置された付加マトリックスに巻きつけワイヤを位置させ、ベースマトリックスの表面に配置された第１の巻きつけワイヤ領域を形成し、
ブレースをベースマトリックスの表面に向かって変位させることで、巻きつけ用ツールを閉じ、巻きつけ用ツールを回転させて、巻きつけワイヤをベースマトリックスの巻きつけ周囲に位置させ、更なる巻きつけワイヤ領域をワイヤコイルとして形成し、
ワイヤコイルを固定し、ブレースをベースマトリックスのマトリックス面から一定距離隔てた状態で巻きつけ用ツールを回転させ、巻きつけワイヤを付加マトリックスに位置させ、ワイヤコイルの上方に配置された更なる巻きつけワイヤ領域を形成し、
巻きつけワイヤをベースマトリックスの周縁にある第２のワイヤ保持装置に固定する。
更なる巻きつけワイヤ領域の形状又は巻きつけ数に応じて、これを、第１のワイヤコイルを接触させる接続ワイヤ領域として形成するか、第１のワイヤコイルに直接接続された更なるワイヤコイルとしてさえ形成することができる。
本発明による特に有利な変形例では、付加マトリックスに形成された第１の巻きつけワイヤ領域と付加マトリックスに形成された第２の巻きつけワイヤ領域とが、ベースマトリックスの表面に配置されたチップユニットの接続面上に案内され、その時、巻きつけワイヤ領域とチップユニットの接続面との接触が達成される。
本方法のこの変形例では、付加マトリックスによって経路の定められた巻きつけワイヤ領域は、チップユニットの接続面と接触するために方向の準備されたコイルワイヤ端部を形成するのに使用される。続いて、コイルワイヤ端部を方向付ける役割としてチップユニットを位置決めすることなく、コイルワイヤ端部をチップユニットの接続面に接触させることが都合の良いことに可能になる。
もし、ベースマトリックスに配置された付加マトリックスの２つのマトリックス要素間に第１の巻きつけワイヤ端部領域を形成する前に、チップユニットがベースマトリックスの保持装置に係合するならば、これに関連して、特に有利であることが分かる。
接触に続いて、ワイヤ保持装置と付加マトリックスとの間の領域に形成された巻きつけワイヤ端部の切断が、チップユニットの接続面とワイヤ保持装置との間の領域にある２つの切断点において夫々行われるならば、余分なワイヤ領域、即ち、チップユニットの接続面を超えて突出するコイル配設体の巻きつけワイヤ端部を巻きつけ用ツールそれ自体において既に取り去るので、この端部へのコイル配設体の別個の取り扱いを不要にすることが可能である。
上述の方法及び方式で形成されるコイル配設体を製造する本発明による巻きつけ用ツールは、マトリックス支持体に配置されたマトリックスと、巻きつけワイヤ端部領域を保持する少なくとも２つの保持装置を備え、マトリックス支持体上のマトリックスの周囲に配置された保持構造と、マトリックス支持体と対向し且つマトリックスに隣接して配置されたブレースとを有し、マトリックスは、ベースマトリックスと、ベースマトリックス上に配置された付加マトリックスとして構成され、ブレースは、ベースマトリックスに対してその配置を変更できる。
ベースマトリックスと付加マトリックスとのこの相対的な配置により、上で詳細に説明したようなコイル配設体を製造する方法のタイプを可能にする。
巻きつけ用ツールの特に有効な実施例において、付加マトリックスは、少なくとも２つのマトリックス要素を有し、当該マトリックス要素は、チップユニットを位置決めして収容するための、ベースマトリックスに配置された保持装置の両側に配置され、マトリックス要素によって構成された付加マトリックスの巻きつけ周囲に沿って延びる巻きつけワイヤ領域が、保持装置に配置されたチップユニットの接続面と部分的に重なる位置を有するように、当該マトリックス要素は配置され、構成されている。
このように構成されているので、ベースマトリックスに形成されたワイヤコイルとチップユニットとを有するコイル配設体を製造するのに巻きつけ用ツールを使用することができ、付加マトリックスを、方向が正確に定まり且つ巻きつけ用ツールに巻かれたワイヤコイルをチップユニットと直接接触させることの可能な巻きつけワイヤ領域を形成するのに使用することができる。
特に単純な実施例では、付加マトリックスのマトリックス要素は、シリンダロッドとして構成されている。
もし、ワイヤデフレクト装置が付加マトリックスのマトリックス要素に隣接して配置され、マトリックス要素とワイヤデフレクト装置との間の中間の空間がワイヤ把持装置用の係合空間を形成するならば、余分なワイヤ端部を巻きつけ用ツールから単純な方法で取り去ることができる。
本発明による方法の変形例及びこの変形した方法を実行するのに特に適した巻きつけ用ツールの実施例を、図面の助けを借りながら以下に更に詳細に説明する。
図１は、巻きつけ用ツールのマトリックス支持体に配置されたベースマトリックスの平面図である。
図２は、ブレースをベースマトリックスに係合させた状態の、図１に示す巻きつけ用ツールの概略側面図である。
図３は、ブレースをベースマトリックスから一定距離離間させた状態の、図２に対応する巻きつけ用ツールの図である。
図４は、図１に示す巻きつけ用ツールを係合位置で示す。
図５は、図１に示す巻きつけ用ツールを第１のワイヤ固定位置で示す。
図６は、第１の巻きつけワイヤ領域が付加マトリックスに位置した状態にある、閉止位置における図１に示す巻きつけ用ツールを示す。
図７は、ワイヤコイルをベースマトリックスに巻きつけている間の図１に示す巻きつけ用ツールを示す。
図８は、図１に示す巻きつけ用ツールを、開き位置で示す。
図９は、図１に示す巻きつけ用ツールを、第２のワイヤ固定位置で示す。
図１０は、図１による巻きつけ用ツールに製造された第１のコイル配設体を示す。
図１１は、図１による巻きつけ用ツールに製造された第２のコイル配設体を示す。
図１は、ベースマトリックス２１がマトリックス支持体２０に配置された、巻きつけ用ツール２８の平面図であり、該マトリックス支持体２０は、本質的に円形のディスク形状を有し、ベースマトリックス２１の巻きつけ周囲２４は、この場合４つの周囲側面２２，２３から構成され、該周囲側面２２，２３は凸状であり、まるい移行領域２５によって互いにつながっている。ベースマトリックス２１は、平坦なマトリックス面２６を有し、マトリックス面２６の中に、より詳しくは示さないが、巻きつけ用ツール２８を駆動する回転駆動部を備えマトリックス支持体２０と非回転接続された接続ボトル２７が引っ込んでいる。
図１により詳細には示さないが、チップユニットを位置決め配置する保持装置２９が、ベースマトリックス２１のマトリックス面２６に収容されている。保持装置２９は、この場合ディスク形状を有した永久磁石３０と、２つの位置決めあご部３１，３２とを有し、位置決めあご部３１は位置決めあご部３２と平行に調節することができる。エゼクタマンドレル３３が、永久磁石３０の中央に穿設された孔に位置されている。
この場合シリンダロッド３４，３５として構成された２つのマトリックス要素が、ベースマトリックス２１のマトリックス面２６から突出するように配置され、ベースマトリックス２１の表面に配置された付加マトリックス３６を共に形成している。
シリンダロッドとして同様に構成されたデフレクタロッド３７が、シリンダロッド３５に隣接して配置されている。マトリックス面２６は、シリンダロッド３５とデフレクタロッド３７との間に、ここでは溝として構成された把持用孔３８を有している。その上、デフレクタロッド７２が、シリンダロッド３４，３５及びデフレクタロッド３７と整合し、且つ周囲領域２５に隣接してマトリックス面２６の外側縁に配置されている。
マトリックス支持体２０は周縁に、この場合、中心対角線７１上に配置された２つのワイヤ保持装置３９，４０を備えている。ワイヤ保持装置３９，４０は、構造が全く同じで、各々が、クランプあご４２に対して移動可能なクランプあご４１を有し、クランプあご４１の移動は、この場合巻きつけ用ツール２８の回転軸線４３を横切るように行われる。左側上部に配置されたワイヤ保持装置３９の実施例を示す図１から明らかなように、クランプあご４１はワイヤガイド４５によって動かされ、ワイヤガイド４５は、巻きつけ用ツール２８の回転軸線４３と平行に延びる移動軸線４４上を変位することができる。ここではより詳細には示さない巻きつけワイヤがワイヤガイド４６によって同じくより詳細には示さない供給装置からワイヤガイド４６の端部に向かって引き出され、ワイヤガイド４６は、復帰力に打ち勝ちながらクランプあご４１を通り過ぎてクランプ隙間４７の中に案内される。ワイヤガイド細管４６が通過した後に、クランプ隙間４７が閉止する結果、その後、クランプあご４１によって巻きつけワイヤがクランプベース４２にクランプされる。
図２及び図３は、ブレース４８を備えた巻きつけ用ツール２８を示し、図２では、ブレース４８はベースマトリックス２１のマトリックス面２６に向かって移動し、図３では、ブレース４８は、ベースマトリックス２１のマトリックス面２６から一定の距離隔たっている。
ブレース４８がベースマトリックス２１のマトリックス面２６に向かって移動した状態の図２による例示から、付加マトリックス３６のシリンダロッド３４，３５とデフレクタロッド３７は、ここではより詳細には示さないがブレース４８に対応するように構成された受け入れ孔に係合している。その上、図１から明らかなように、２つの円柱状の駆動用ロッド４９，５０（図１）がベースマトリックス２１のマトリックス面２６に配置され、該ロッド４９，５０は、図２により詳細には示さないがこの端部に向かってブレース４８に形成された受け入れ孔に同様に係合している。図１に示すように、駆動用ロッド４９，５０は、回転軸線４３と交差する中心点軸線５１上に配置され、マトリックス支持体２０が回転するときにブレース４８を回転駆動させる。
図３に示すように、駆動用ロッド４９，５０は、ベースマトリックス２１のマトリックス面２６に引っ込むことができ、従って、図３に示す巻きつけ用ツール２８の開き配置状態において、シリンダロッド３４，３５及びデフレクタロッド３７のみがベースマトリックス２１のマトリックス面２６から突出する。
図１乃至図３を参照して巻きつけ用ツール２８の構成部品を上述したが、図１０に示すようなコイル配設体５２を作るための巻きつけ用ツール２８の使い方を以下に説明する。図１０から明らかなように、コイル配設体５２は、巻きつけワイヤ５３を巻きつけたワイヤコイル５４を有し、その巻きつけワイヤ端部は、ワイヤコイル５４の他に更に巻きつけワイヤ領域５５，５６を形成し、チップユニット５９の接続面５７，５８と接触している。
図４は、係合位置にある巻きつけ用ツール２８を示し、ブレース４８（図２及び図３）は、ベースマトリックス２１から一定距離離れており、マトリックス面２６は、軸線方向に自由に接近可能である。この位置では、位置決めあご３１，３２がまず最初に離れるように移動し、チップユニット５９が、永久磁石３０の磁力によってのみ保持されながら、チップユニット５９は保持装置２９に係合している。これに関して、磁力は、例えば、ニッケルを含んだ金属で被覆した接続面と永久磁石３０との間で作用する。付加マトリックス３６の長手方向の延長軸線６０と垂直に延びる保持装置２９の位置決め軸線６１上に位置決めするに当たって、位置決めあご３１，３２が互いに移動する。この結果、位置決め軸線６１上に正確な整合が行われる。図９を参照して更に詳細に説明するように、チップユニット５９を長手方向の延長軸線６０に正確に整合させるのを不要にすることができる。
図５は、第１のワイヤ固定位置にある巻きつけ用ツール２８を示し、ワイヤガイド４５は、ワイヤガイド細管４６から引き出された巻きつけワイヤ５３と共に、ワイヤ保持装置３９によって移動軸線４４に沿って移動する。ワイヤガイド細管４６がクランプ隙間４７の中に移動した後、巻きつけワイヤ５３は、クランプによってワイヤ保持装置３９に保持される。続く巻きつけ工程中、ワイヤガイドは、ワイヤ保持装置３９の上流の位置に留まるので、ワイヤ保持装置３９に固定された巻きつけワイヤは、巻きつけ用ツール２８が回転しているとき、ワイヤガイド４５から絶えず引っ張り出される。
図６は、図５に示した第１のワイヤ固定位置に対して約２７０度反時計廻り方向に回転した開き位置にある巻きつけ用ツール２８を示す。この位置では、第１の巻きつけワイヤ領域５５が、付加マトリックス３６のシリンダロッド３４，３５とデフレクタロッド３７に対して図６によると左側にあるので、図６に示すワイヤ配置が形成される。ベースマトリックス２１のマトリックス面２６上を横切ってワイヤダクト６２（図１）に延びる巻きつけワイヤ端部６３が、デフレクタロッド３７からワイヤ保持装置３９まで延在している。
図６に示すワイヤ配置が形成された後、ブレース４８をベースマトリックス２１のマトリックス面２６に向かって変位させることで巻きつけ用ツール２８が閉じられる。シリンダロッド３４，３５、デフレクタロッド３７、及び以前には引っ込んでおり、今は突出している駆動ロッド４９，５０が、図２に示すように、ブレース４８に挿入される。
巻きつけ用ツールが閉じた後で、図７に示すように、巻きつけワイヤ５３が、ワイヤガイド４５のワイヤガイド細管４６から連続的に引き出されながら、ベースマトリックス２１の巻きつけ周囲２４にワイヤコイル５４が巻きつけられる。これに関して、マトリックス面２６（図６）から巻きつけ周囲２４に巻きつけワイヤが移行する位置がデフレクタロッド７２によって定められる。
図８は、開き位置にある巻きつけ用ツール２８を示し、ブレース４８は、図３に示すように、ベースマトリックス２１のマトリックス面２６から離れ、付加マトリックス３６のシリンダロッド３４，３５とデフレクタロッド３７を解放する。加えて、図３に同じく示すように、駆動ロッド４９，５０がベースマトリックス２１のマトリックス面２６の中に引っ込む。その後、約２７０度の連続的な巻きつけ工程によって、巻きつけ用ツール２８は、図９に示す第２のワイヤ固定位置に移動する。この場合、巻きつけワイヤ領域５６は付加マトリックス３６のシリンダロッド３４，３５とデフレクタロッド３７に対して巻きつけワイヤ領域５５と反対側にあるので、図９に示すワイヤ配置が形成される。この位置では、ワイヤガイド４５は、ワイヤガイドカニューレ４６と共に第２のワイヤ保持装置４０の中に移動するので、巻きつけワイヤ５３は、第２のワイヤ保持装置４０に同様に保持される。このやり方で、デフレクタロッド３７と第１のワイヤ保持装置３９との間におけるのと同様な方法で、デフレクタロッド３７と第２のワイヤ保持装置４０との間に巻きつけワイヤ端部６４が更に形成される。
図９による例示から又、明らかなように、付加マトリックス３６によって巻きつけワイヤ領域５５，５６を整合する結果、巻きつけワイヤ５３とチップユニット５９の接続面５７，５８との間で重なり領域６５，６６が形成される。巻きつけワイヤ領域５５，５６が、整合によって定められ、チップユニット５９の表面を越えて遠くに延びる結果、付加マトリックス３６の長手方向の延長軸線６１に沿ってチップユニット５９を正確に位置決めして巻きつけワイヤ５３とチップユニット５９の接続面５７，５８との間に重なり領域６５，６６を形成する必要が全くない。
ワイヤコイル５４とチップユニット５９を有するトランスポンダーユニットとして図１０に示すコイル配設体５２を構成するために、図９に示すコイル配置６７から始まって、１つの巻きつけワイヤ領域と更なる巻きつけワイヤ領域５５，５６としてのワイヤコイル５４を形成すると、巻きつけワイヤ領域５５，５６とチップユニット５９の接続面５７，５８との接触が巻きつけ用ツール２８において行われる。
ワイヤ保持装置３９，４０及びデフレクタロッド３７の領域において、適当な装置を利用して切断して巻きつけワイヤ端部６３，６４を取り除くために、ワイヤ把持装置を使用し、該ワイヤ把持装置は、ここではより詳細には図示しないが、巻きつけワイヤ領域５５，５６を把持用孔３８の中に引き込み、巻きつけワイヤ端部６３，６４をつかみ、その後切断し、切断に続いて前記巻きつけワイヤ端部６３，６４をベースマトリックス２１のマトリックス面２６から取り除く。次いで、図１０に示す完成したコイル配設体５２を、例えば、マトリックス支持体２０においてベースマトリックス２１を低くすることで、巻きつけ用ツール２８から取り外す。
図１乃至図９を参照して上に説明したコイル配設体５２（図１０）を作ることは、本発明による方法を適用する可能性の１つを代表して示したに過ぎない。図１１に示すコイル配設体６８を作るための本質的に変更されない形態内で図１乃至図９に示す巻きつけ用ツール２８を同様に使用することができる。
図１１は、２つのワイヤコイル６９，７０を有するコイル配設体６８を示し、ワイヤコイル６９，７０は、互いの要素の中に連続して延びるような異なる方法で上述の方法を使用して構成されている。これに関して、図１０に示すコイル配設体５２の製造と対比して、巻きつけ用ツール２８を開きながら、付加マトリックス３６に第２の巻きつけワイヤ領域５６を形成するのに続いて、巻きつけ用ツール２８の巻きつけ工程が行われるので、ベースマトリックス２１に形成されたワイヤコイル６９に加えて、所望の数に巻かれた更なるワイヤコイル７０を付加マトリックス３６に形成することができる。

Claims (8)

1. 巻きつけ用ツール（２８）の重ね合わされた巻きつけワイヤ面において構成された複数の巻きつけワイヤ領域（５４，５５，５６，６９，７０）を有するコイル配設体（５２，６８）の製造方法であって、
   巻きつけワイヤ（５３）を、ベースマトリックス（２１）の周縁にある第１のワイヤ保持装置（３９）に固定し、
   ベースマトリックス（２１）に配置された付加マトリックス（３６）に巻きつけワイヤ（５３）を位置させるように、ブレースをベースマトリックスから一定距離隔てた状態で巻きつけ用ツール（２８）を回転させ、ベースマトリックスの表面に配置された第１の巻きつけワイヤ領域を形成し、
   ブレース（４８）をベースマトリックス（２１）のマトリックス面（２６）に向かって変位させることで巻きつけ用ツール（２８）を閉じ、ベースマトリックス（２１）の巻きつけ周囲（２４）に巻きつけワイヤ（５３）を位置させるように巻きつけ用ツール（２８）を回転させ、ワイヤコイル（５４，６９）として更なる巻きつけワイヤ領域を形成し、
   ワイヤコイル（５４，６９）を固定し、巻きつけワイヤ（５３）を付加マトリックス（３６）に位置させるようにブレース（４８）をベースマトリックス（２１）のマトリックス面（２６）から一定距離隔てた状態で巻きつけワイヤ（５３）を回転させ、ワイヤコイル（５４，６９）の上方に配置された更なる巻きつけワイヤ領域（５６）を形成し、
   ベースマトリックス（２１）の周縁にある第２のワイヤ保持装置（４０）に巻きつけワイヤ（５３）を固定することを特徴とするコイル配設体の製造方法。
2. 付加マトリックスに形成された第１の巻きつけワイヤ領域（５５）と付加マトリックス（３６）に形成された更なる巻きつけワイヤ領域（５６）とを、ベースマトリックス（２１）のマトリックス面（２６）に配置されたチップユニット（５９）の接続面上に案内し、巻きつけワイヤ領域（５５，５６）とチップユニット（５９）の接続面（５７，５８）との接触を達成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ベースマトリックス（２１）に配置された付加マトリックス（３６）の２つのマトリックス要素（３４，３５）の間に第１の巻きつけワイヤ領域（５５）を形成する前に、チップユニット（５９）をベースマトリックス（２１）の保持装置（２９）に係合させることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 接触に続いて、ワイヤ保持装置（３９，４０）と付加マトリックス（３６）との間の領域に形成された巻きつけワイヤ端部（６３，６４）の切断が、チップユニット（５９）の接続面（５７，５８）とワイヤ保持装置（３９，４０）との間の２つの切断点において夫々行われることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の方法。
5. マトリックス支持体（２０）に配置されたマトリックス（２１）と、巻きつけワイヤ端部（６３，６４）を保持する少なくとも２つのワイヤ保持装置（３９，４０）をマトリックス支持体のマトリックス周囲に配置した保持構造と、マトリックス支持体に対向し且つマトリックスに隣接して配置されたブレース（４８）とを備えたコイル配設体（５２，６８）を製造する巻きつけ用ツール（２８）であって、
   マトリックスが、マトリックス面（２６）に付加マトリックス（３６）が配置されたベースマトリックス（２１）として構成され、ブレースはベースマトリックスに対してその配置を変更することができることを特徴とする巻きつけ用ツール。
6. 付加マトリックス（３６）が少なくとも２つのマトリックス要素（３４，３５）を有し、該マトリックス要素（３４，３５）は、ベースマトリックス（２１）に配置されチップユニット（５９）を位置決め収容する保持装置（２９）の両側に配置され、マトリックス要素によって構成される付加マトリックス（３６）の巻きつけ周囲に沿って延びる巻きつけワイヤ領域（５５，５６）が、保持装置（２９）に配置されたチップユニット（５９）の接続面（５７，５８）と部分的に重なる位置を有するように、マトリックス要素（３４，３５）が配置され且つ構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の巻きつけ用ツール。
7. 付加マトリックス（３６）のマトリックス要素（３４，３５）がシリンダロッドとして構成されていることを特徴とする、請求項６に記載の巻きつけ用ツール。
8. マトリックス要素（３５）とワイヤデフレクト装置（３７）との間の中間の空間がワイヤ把持装置用の係合空間を形成するように、ワイヤデフレクト装置（３７）が付加マトリックス（３６）のマトリックス要素（３５）に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の巻きつけ用ツール。

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