JP4544149B2 - ワイヤ巻線装置、巻線方法およびコイル部品の製造方法 - Google Patents

ワイヤ巻線装置、巻線方法およびコイル部品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ワイヤ巻線装置、巻線方法およびコイル部品の製造方法に関する。
コモンモードフィルタなどとして使用されるコイル部品の中には、電気特性確保のために、分割(セクター)巻線された構造のコイル部品(分割巻線型コイル部品)や、複数のワイヤが交互に巻回してあるコイル部品(交互巻型コイル部品)や、複数のワイヤが重ねて巻回してあるコイル部品(重ね巻型コイル部品)など、種々のタイプのコイル部品が存在する。
分割巻線型コイル部品を製造するためのワイヤの分割巻線装置としては、下記の特許文献1に示される方法が知られている。この装置では、ワイヤをドラムコアに巻回してゆく途中にループ状の引き出し部を形成し、その後、再び巻回して巻線を終了させた後、ループ状に引き出したワイヤを切断してドラムコア端部に引き出す。
しかしながら、この装置では、単一のドラムコアに対して、1本のワイヤを巻回してゆく途中で、ループ状の引き出し部を形成するためのガイド(ピン)、ループ状の引出部に位置するワイヤを切断した後に引き出すためのカッターや、引き出しアームなどが必要である。すなわち、この従来の巻線装置では、ワイヤ引き出し動作機構が複雑になると共に、部品点数が多くなる。
また、巻線の途中において、たるみを作る必要があるため、巻線工程に時間がかかると言う課題もある。すなわち、 製品1個あたりの製作時間を考えた場合、ループを形成し、切断して引き出しまでの時間が余分にかかり、どうしてもコストに影響してしまう。
さらに、特許文献1に示す巻線装置では、交互巻型コイル部品や、重ね巻型コイル部品を製造することはできない。別のタイプのコイル部品を製造するためには、新たな巻線装置を準備する必要がある。
なお、下記の特許文献2に示すように、単一のドラムコアを回転させながら、一対のワイヤを、コアの両端から同時に巻き付けていく装置が提案されている。
しかしながら、この従来の装置では、各ワイヤを供給するノズルが、単に、コアの軸方向に沿ってトラバース移動するのみであるために、一方のワイヤの巻回方向と他方のワイヤの巻回方向とが必ず逆になってしまう。したがって、この従来の装置では、コアの軸方向に沿って分割して巻回されたコイル部の巻回方向を同一とすることはできなかった。
たとえばコモンモードフィルタなどに使用される分割巻線型コイル部品では、コアの軸方向に沿って分割して巻回されたコイル部の巻回方向を同一にしたいという要請がある。そのようなコイル部品は、特許文献2に示す方法では製造することができなかった。
また、近年では、コアの軸方向に沿って分割して巻回されたコイル部の巻回巻数を、異ならせたい場合があり、そのようなコイル部品は、特許文献2に示す方法では製造することができず、別の工程または装置を必要とする。
さらに、特許文献2に示す巻線装置では、特許文献1に示す巻線装置と同様に、交互巻型コイル部品や、重ね巻型コイル部品を製造することはできない。別のタイプのコイル部品を製造するためには、新たな巻線装置を準備する必要がある。
特開平8−293425号公報 特開平8−64453号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、巻数や巻方向を変えるための新たな工程や部品を追加することなく、単一のコア部材に巻回してある複数のコイル部の巻数や巻方向を自由に変化させることができ、汎用性があり低コストなワイヤ巻線装置、巻線方法およびコイル部品の製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係るワイヤ巻線装置は、
コア部材における長手方向の両端に形成された第1端部および第2端部のうちの少なくとも一方を保持し、前記コア部材を、当該コア部材の軸芯回りに回転させるチャックと、
前記チャックにより前記コア部材が回転している状態で、前記コア部材に第1ワイヤが巻き付くように、当該第1ワイヤを送り出し、前記コア部材の軸芯と略平行な方向にトラバース移動可能に構成してある第1ワイヤ供給ノズルと、
前記コア部材の外周を回転可能に保持してあり、前記コア部材の回転および非回転にかかわらず、前記コア部材に第2ワイヤが巻き付くように、当該第2ワイヤを送り出し、前記コア部材の軸芯と略平行な方向にトラバース移動可能に構成してある第2ワイヤ供給ノズルと、を有する。
本発明の巻線装置では、コア部材(芯材とも言う)を回転、または停止させた状態で、第2ワイヤを送り出す第2ワイヤ供給ノズルをコア部材の周囲で回転させることができる。コア部材を回転させた状態で、第2ワイヤ供給ノズルは、コア部材の周囲で、コア部材と同じ回転方向に回転させても良いし、逆の方向に回転させても良い。たとえば第2ワイヤ供給ノズルを、コア部材と同じ回転方向に回転させ、コア部材の回転速度と、第2ワイヤ供給ノズルの回転速度とを、相互に異ならせても良い。
このように、コア部材に対する第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を種々に変化させることで、第1コイル部の巻数および巻方向に対して、第2コイル部の巻数および巻方向を自由に変化させることができる。
一例として、第2ワイヤ供給ノズルを、コア部材の周囲で、コア部材と同じ回転方向に回転させ、しかも、コア部材の回転速度に対して、第2ワイヤ供給ノズルの回転速度を、二倍にすることで、第1コイル部と第2コイル部との回転方向および巻数の双方を同一にすることができる。
また、他の例として、コア部材の回転速度に対して、第2ワイヤ供給ノズルの回転速度を、ワイヤの巻回の途中で変化させても良い。その場合には、ワイヤの巻回の途中から、第2ワイヤの巻数を変化させることができる。
本発明では、第2ワイヤ供給ノズルをコア部材の周囲で回転させると共に、第2ワイヤ供給ノズルを、第1端部方向または第2端部方向に軸方向移動させても良い。なお、本発明では、コア部材に対して、第2ワイヤ供給ノズル(第1ワイヤ供給ノズルも同様)を軸方向に移動させても良いと共に、逆に、コア部材を軸方向に移動させても良い。
好ましくは、本発明のワイヤ巻線装置は、前記チャックによるコア部材の回転方向および回転速度を制御するコア回転制御手段と、
前記第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を制御するノズル回転制御手段とを、さらに有する。
また、さらに好ましくは、前記コア回転制御手段と前記ノズル回転制御手段とが連携しており、コア部材の回転方向および回転速度に対して、第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を、自由に変化させることが可能になっている。
このような制御手段を具備することで、あらゆるタイプのワイヤの巻線が可能になり、単一の巻線装置(コイル部品製造装置)で、分割巻型コイル部品、重ね巻型コイル部品、交互巻型コイル部品など、多層巻型コイル部品、他品種のコイル部品を製造することが可能になる。また、多層巻型コイル部品において、内層と外層とで巻数を変化させることも可能である。
本発明に係る巻線方法によれば、上記のワイヤ巻線装置を用いて、少なくとも二つの第1ワイヤと第2ワイヤとをコア部材の周囲に巻線することが可能である。また、本発明のワイヤ巻線装置に、第1ワイヤ供給ノズルおよび/または第2ワイヤ供給ノズルを、さらに追加することで、3つ以上のワイヤを巻回することも可能である。
本発明に係る巻線装置を用いたワイヤ巻線方法の一例は、
コア部材の第1端部に第1ワイヤの先端を接続する工程と、
前記コア部材の第2端部に第2ワイヤの先端を接続する工程と、
前記コア部材を回転させた状態で、前記第1ワイヤを送り出す第1ワイヤ供給ノズルを前記第2端部方向に相対的に軸方向移動させる工程と、
前記第2ワイヤを送り出す第2ワイヤ供給ノズルを前記コア部材の周囲で回転させ、前記第2ワイヤを送り出す第2ワイヤ供給ノズルを前記第1端部方向に相対的に軸方向移動させる工程と、を有する。
この方法によれば、コア部材の外周に、第1ワイヤの第1コイル部と、第2ワイヤの第2コイル部とを、軸方向に沿って分割して形成することができ、分割巻線型コイル部品を容易且つ低コストで製造することができる。
また、本発明のワイヤ巻線装置を用いて、コイル部品を製造する方法の一例は、
コア部材の第1端部に第1ワイヤの先端を接続する工程と、
前記コア部材の第1端部であって、前記第1ワイヤの先端が接続された位置から周方向に異なる位置に、第2ワイヤの先端を接続する工程と、
前記コア部材を回転させた状態で、前記第1ワイヤ供給ノズルと、前記第2ワイヤ供給ノズルとを、同じ方向に軸方向移動させる工程と、有する。
この方法によれば、第1ワイヤと第2ワイヤとがコア部材の周囲に交互に巻線してある交互巻線型コイル部品を容易且つ低コストで製造することができる。
さらに、本発明のワイヤ巻線装置を用いて、コイル部品を製造する方法の他の一例は、
コア部材の第1端部に第1ワイヤの先端を接続する工程と、
前記コア部材の第1端部であって、前記第1ワイヤの先端が接続された位置から周方向に異なる位置に、第2ワイヤの先端を接続する工程と、
前記コア部材を回転させた状態で、第1ワイヤ供給ノズルと、前記第2ワイヤ供給ノズルとを、同じ方向に軸方向移動させる工程と、有する。
この方法によれば、第1ワイヤと第2ワイヤとがコア部材の周囲に重複して巻線してある重ね巻線型コイル部品を容易且つ低コストで製造することができる。
好ましくは、前記コア部材を回転させた状態で、前記第2ワイヤ供給ノズルを前記コア部材の回転方向と逆方向に回転させて停止した後に、前記第1ワイヤ供給ノズルと、前記第2ワイヤ供給ノズルとを、同じ方向に軸方向移動させる。このような方法を採用することにより、重ね巻線型コイル部品を、さらに容易に製造することができる。
好ましくは、前記コア部材の回転方向および回転速度に対して、前記第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を変化させる(停止も含む)。このことにより、同一のコア部材に巻回させる第1ワイヤおよび第2ワイヤの巻回数および/または巻回方向を、相互に変化させることができると共に、多数種類のコイル部品を製造することができる。
本発明では、第2ワイヤ供給ノズルの回転を停止させ、前記コア部材の回転により、前記コア部材の周囲に第2ワイヤを巻回させても良い。
本発明の巻線装置によれば、巻数や巻方向を変えるための新たな工程や部品を追加することなく、単一のコア部材に巻回してある複数のコイル部の巻数や巻方向を自由に変化させることができる。すなわち、本発明の巻線装置によれば、製作可能なコイル部品の種類が拡がり、個別製品毎に専用機を製作する必要が無くなり、汎用性が向上すると共に、コイル部品の製造コストを低減することができる。
また、製造装置の構成も簡素化できる。さらに、本発明の装置によれば、単一のコア部材(芯材)に対して、2つ以上のコイル部(巻回部)を同時に形成することができ、各コイル部における巻数、巻方向および巻位置を自由に設定することができる。
なお、本発明では、巻数には、巻層数も含まれる。すなわち、本発明の方法では、第1コイル部と第2コイル部とで、異なる巻層数に設定することも可能である。本発明の巻線装置を使用して得られるコイル部品の具体的な用途は、特に限定されないが、たとえば車載用電子部品あるいはビデオカメラなどの電子部品のノイズを除去するためのコモンモードフィルタなどとして用いられる。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は分割巻線型コイル部品の平面図、
図2(A)は本発明の一実施形態に係る巻線装置の正面図、図2(B)は巻線装置の平面図、図2(C)は図2(B)に示すC−C線に沿う概略断面図、
図3〜図10は、本発明の一実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す各工程図であり、各図における(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図、
図11〜図13は、本発明の他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す各工程図であり、各図における(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図、
図14(A)は交互巻型コイル部品の平面図、図14(B)はその正面図、
図15〜図22は、本発明の他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す各工程図であり、各図における(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図、
図23〜図30は、本発明のさらに他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す各工程図であり、各図における(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図、
図31〜図33は、本発明のさらに他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す各工程図であり、各図における(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図、
図31〜図33は、本発明のさらに他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す各工程図であり、各図における(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図、
図34〜図36は、本発明のさらに他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す各工程図であり、各図における(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。
分割巻線型コイル部品
まず、本発明の一実施形態に係るワイヤ巻線装置により製造される一例としての分割巻線型コイル部品について説明する。本実施形態の分割巻線型コイル部品は、たとえば電子機器の内部に装着され、ノイズを除去するためのコモンモードフィルタとして用いられる。
図1に示すように、分割巻線型コイル部品2は、コア部材(芯材)としてのドラムコア4を有する。ドラムコア4は、フェライト材料で構成してある。ドラムコア4は、第1コイル部(第1巻回部)10および第2コイル部(第2巻回部)12をそれぞれ構成する第1ワイヤ10aおよび第2ワイヤ12aが、コア4の軸方向に沿って分割して巻回してある巻芯部4aを有する。
巻芯部4aの軸方向の両端である第1端部および第2端部には、それぞれ第1フランジ4bおよび第2フランジ4cが一体に形成してある。巻芯部4aの横断面は、図2(C)に示すように、たとえば長方形断面であるが、その他の形状であっても良い。第1フランジ4bおよび第2フランジ4cは、巻芯部4aの長方形断面よりも大きな長方形断面形状を有する。巻芯部4aの長方形断面寸法は、特に限定されないが、縦が0.8〜1.2mm、横が1.4〜2.0mm程度である。
図1に示すように、第1フランジ4bの中心軸に対して両側には、第1ワイヤ10aの先端10bが接続される第1端子電極5と、第2ワイヤ12aの後端12cが接続される第2端子電極6とが装着してある。また、第2フランジ4cの中心軸に対して両側には、第1ワイヤ10aの後端10cが接続される第3端子電極7と、第2ワイヤ12aの先端12bが接続される第4端子電極8とが装着してある。ワイヤ10a,12aの端部と端子電極5〜8との接続(継線)は、カシメ止め、熱融着、レーザ溶接および/またはハンダ付けなどにより行われる。
各コイル部10および12では、それぞれのワイヤ10aおよび12aが、単層または複数の層で巻回してある。この実施形態では、各コイル部10および12におけるワイヤ10aおよび12aの巻回数が同じであるが、本発明の方法では、後述するように、巻回数を容易に異ならせることもできる。なお、ワイヤ10aおよび12aの線径は、特に限定されないが、好ましくは50〜100μmである。
巻線装置(コイル部品製造装置)
次に、本発明の一実施形態に係るワイヤ巻線装置について説明する。図2(A)〜図2(C)に示すように、本発明の一実施形態に係る巻線装置30は、チャック20と、第1ワイヤ供給ノズル22と、第2ワイヤ供給ノズル24と、ノズル回転機構26とを有する。
チャック20は、ドラムコア4の第1フランジ4bを着脱自在に把持し、ドラムコア4を、その軸芯回りに矢印R1の方向、またはその逆方向に回転させるようになっている。チャック20には、駆動ギアなどの変速機構(回転方向の制御も可能)を介してモータなどの回転駆動源に接続してある。
モータの種類は特に限定されないが、回転方向および回転速度を制御することができるようになっていることが好ましい。回転方向および回転速度の制御は、変速機構で行っても良い。モータおよび/または変速機構が、コア回転制御手段に該当する。この実施形態では、チャック20は、ドラムコア4を、その軸芯回りに矢印R1の方向に回転させることとする。
第1ワイヤ供給ノズル22は、そのノズル先端から第1ワイヤ10aを送り出すことが可能になっており、少なくとも第1フランジ4bの近くから、第2フランジ4cの近くまでコア4の軸芯と平行な矢印X1の方向(およびその逆)に移動可能となっている。すなわち、ノズル22の先端開口は、ドラムコア4がチャック20により回転している状態で、ドラムコア4の回転の邪魔にならない位置で、矢印X1の方向(およびその逆)に移動可能となっている。ノズル22は、ドラムコア4の軸芯に対して略直角な方向に延び、ドラムコア4の回りには回転しない。
第2ワイヤ供給ノズル24は、ドラムコア4の回転の邪魔にならない外周位置で、ドラムコア4の軸芯に対して略平行な方向に延び、その基端部がノズル回転機構26の端面外周位置に接続してある。ノズル回転機構26は、ノズル24を、ドラムコア4の外周位置で、矢印R2の方向に回転(公転)させることができるようになっている。本実施形態では、ノズル24の回転方向R2は、チャック20によるドラム4の回転方向R1と同じであるが、本発明では、逆であっても良い。
回転機構26は、ノズル24を回転させながら、ノズル24をコア4の軸芯と平行な方向X2に沿って移動可能になっている。そのため、第2ワイヤ12aが送り出されるノズル24の先端開口は、少なくとも第2フランジ4cの近くから第1フランジ4bの近くまで方向X2(およびその逆)に沿って移動可能になっている。
回転機構26には、変速機構などを介してモータが接続してある。モータの種類は特に限定されないが、回転方向および回転速度を制御することができるようになっていることが好ましい。回転方向および回転速度の制御は、変速機構で行っても良い。モータおよび/または変速機構が、第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を制御するノズル回転制御手段を構成している。
コア回転制御手段とノズル回転制御手段とは、コンピュータ制御装置を介して連携しており、コア部材4の回転方向および回転速度に対して、第2ワイヤ供給ノズル24の回転方向および回転速度を、自由に変化させることが可能になっている。
分割巻線型コイル部品の製造方法(ワイヤの巻線方法)
次に、図1に示す分割巻線型コイル部品2の製造方法(ワイヤの巻線方法)について説明する。
本実施形態では、まず、フェライト材料で構成してある所定形状のドラムコア4を準備した後、このドラムコア4の第1端部にある第1フランジ4bをチャック20によりチャックさせる。その前後に、第1ワイヤ供給ノズル22の先端開口から飛び出している第1ワイヤ10aの先端10bを、図1に示すように、第1端子電極5に、カシメ止めなどの手段で仮止め(継線)する。また、それと同時に、あるいは、その前後に、第2ワイヤ供給ノズル24の先端開口から飛び出している第2ワイヤ12aの先端12bを、図1に示すように、第4端子電極8に、カシメ止めなどの手段で仮止め(継線)する。
その後に、ドラムコア4の第1端部にある第1フランジ4bをチャック20によりチャックさせた状態で、ドラムコア4を矢印R1の方向に回転させ、同時に、回転機構26を、その軸芯回りに、矢印R2の方向に回転させる。回転方向R1sと回転方向R2とは同じであるが、この実施形態では、回転機構26によるノズル24の回転速度は、ドラムコア4の回転速度の二倍に設定してある。
ドラムコア4の回転および第2ワイヤ供給ノズル24の回転と同時に、第1ワイヤ供給ノズル22は、第1フランジ4b近傍から矢印X1方向に沿って第2フランジ4c近傍方向に徐々にトラバース移動する。また、同時に、第2ワイヤ供給ノズル24は、第2フランジ4c近傍から矢印X2方向に沿って第1フランジ4b近傍方向に徐々にトラバース移動する。
図3(A)〜図3(C)は、図2(A)〜図2(C)に示す初期状態に対して、ドラムコア4が矢印R1方向に一周の1/4回転し、第2ワイヤ供給ノズル24が矢印R2方向に一周の1/2回転した状態を示す。図4(A)〜図4(C)は、図3(A)〜図3(C)に示す状態から、さらにドラムコア4が矢印R1方向に一周の1/4回転し、第2ワイヤ供給ノズル24が矢印R2方向に一周の1/2回転した状態を示す。図5〜図9は、それらの繰り返しを示す。
図3〜図9に示すように、ドラムコア4の回転と、ノズル22のトラバース移動と、ノズル24の回転およびトラバース移動とにより、所定の巻回数で、コイル10aおよび10bが巻芯部4aの回りに各々巻回され、第1コイル部10および第2コイル部12が形成される。
なお、ドラムコア4を回転させながら、図9に示す状態から、矢印X1と反対方向にノズル22のトラバース移動を行うと共に、矢印X2と反対方向にノズル24のトラバース移動を行いながら、上述と同様に、ノズル24を回転させることで、それぞれのコイル部10および12において、二層目のワイヤの巻回工程を行うこともできる。その後に、さらに、図3〜図9に示す工程を繰り返せば、3層目のワイヤの巻回も可能である。同様に、各コイル部10および12において4層以上のワイヤの巻回も可能である。
その後に、図10に示すように、ノズル24の先端開口が図1に示す第2端子電極6の直上部に位置するまで回転させると共に、図10(A)および図10(B)に示すように、ノズル24を回転機構26と共に、矢印X2方向に最大限にトラバース移動させる。また、同時に、ノズル22の先端開口が図1に示す第3端子電極7の直上部に位置するまで、図10(A)および図10(B)に示すように、ノズル22矢印X1方向に最大限にトラバース移動させる。
その状態で、各ノズル22および24から飛び出しているワイヤ10aおよび12aの後端を切断し、図1に示すように、第1ワイヤ10aの後端10cを第3端子電極7にカシメ止め(継線)し、第2ワイヤ12aの後端12cを第2端子電極6にカシメ止め(継線)する。その後に、レーザ溶接などでワイヤ10a,12aの端部と端子電極5〜8との接続(継線)を完了し、本実施形態に係る分割巻線型コイル部品2が完成する。
本実施形態に係る製造方法によれば、ドラムコア4の回転速度に対して、第2ワイヤ供給ノズル24の回転速度を、二倍にすることで、第1コイル部10と第2コイル部12との回転方向および巻数の双方を同一にすることができる。ただし、本発明の方法では、ドラムコア4を回転させた状態で、第2ワイヤ供給ノズル24は、ドラムコア4の周囲で、ドラムコア4と同じ回転方向に回転させても良いし、逆の方向に回転させても良い。
このように、ドラムコア4に対する第2ワイヤ供給ノズル24の回転方向および回転速度を種々に変化させることで、第1コイル部10の巻数(層数含む)および巻方向に対して、第2コイル部12の巻数(層数含む)および巻方向を自由に変化させることができる。
一例として、図11〜図12に示すように、途中までは、図3〜図8に示すように、チャック20と、第1ワイヤ供給ノズル22と、第2ワイヤ供給ノズル24と、ノズル回転機構26とを制御し、その後に、図13に示すように、ドラムコア4の回転速度に対して、第2ワイヤ供給ノズル24の回転速度を、ワイヤの巻回の途中で変化させても良い。図13に示す制御では、第2ワイヤ供給ノズル24の回転速度と回転方向とを、ドラムコア4のそれらに全く同じにする。そうすることで、第2ワイヤ12aの巻回数に対して、第1ワイヤ10aの巻回数を増大させることも可能である。
また逆に、第2ワイヤ供給ノズル24の回転速度を二倍以上に上げることで、第1ワイヤ10aの巻回数に対して、第2ワイヤ12aの巻回数を増大させることも可能である。
すなわち、本実施形態によれば、製造工数や製造部品を増大させることなく、低コストで、ドラムコア4の軸方向に沿って分割して配置される複数のコイル部10および12の巻方向および/または巻数を自由に変化させることができる。すなわち、本実施形態の方法によれば、製作可能な分割巻線型コイル部品2の種類が拡がり、個別製品毎に専用機を製作する必要が無くなり、汎用性が向上する。また、巻線装置30の構成も簡素化できる。さらに、本実施形態の方法によれば、単一のドラムコア4(芯材)に対して、2つのコイル部10および12を同時に形成することができ、巻千時間を短縮することができる。
交互巻型コイル部品の製造方法(ワイヤの巻線方法)
次に、図2に示すワイヤ巻線装置30を用いて、図14(A)および図14(B)に示す交互巻型コイル部品2aを製造する方法(ワイヤの巻線方法)について説明する。
まず、図14(A)および図14(B)に示す交互巻型コイル部品2aについて説明する。ただし、図1に示す分割巻線型コイル部品2と共通する部材には共通する符号を付し、その詳細な説明は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
本実施形態のコイル部品2aでは、第1ワイヤ10aの先端10bが第1端子電極5に接続してあり、第2ワイヤ12aの先端12bが第2端子電極6に接続してある。そして、第1ワイヤ10aと第2ワイヤ12aとが巻芯部4aに交互に巻回してあり、各ワイヤ10a,12aの端子10c,12cが、それぞれ第3端子電極および第4端子電極に接続してある。
本実施形態の巻線方法では、まず、図15に示すように、フェライト材料で構成してある所定形状のドラムコア4を準備した後、このドラムコア4の第1端部にある第1フランジ4bをチャック20によりチャックさせる。その前後に、第1ワイヤ供給ノズル22の先端開口から飛び出している第1ワイヤ10aの先端10bを、図14に示すように、第1端子電極5に、カシメ止めなどの手段で仮止め(継線)する。また、それと同時に、あるいは、その前後に、第2ワイヤ供給ノズル24の先端開口から飛び出している第2ワイヤ12aの先端12bを、図14に示すように、第2端子電極6に、カシメ止めなどの手段で仮止め(継線)する。
その後に、ドラムコア4の第1端部にある第1フランジ4bをチャック20によりチャックさせた状態で、図16に示すように、ドラムコア4を矢印R1の方向に回転させる。本実施形態の方法では、回転機構26は、回転させずに、第1ワイヤ供給ノズル22および第2ワイヤ供給ノズル24と共に、第1フランジ4b近傍から矢印X1方向に沿って第2フランジ4c近傍方向に徐々にトラバース移動する。
図16(A)〜図16(C)は、図15(A)〜図15(C)に示す初期状態に対して、ドラムコア4が矢印R1方向に一周の1/4回転した状態を示す。図17(A)〜図17(C)は、図16(A)〜図16(C)に示す状態から、さらにドラムコア4が矢印R1方向に一周の1/4回転た状態を示す。図18〜図21は、それらの繰り返しを示す。
図15〜図21に示すように、ドラムコア4の回転と、ノズル22および24の矢印X1方向へのトラバース移動とにより、第1ワイヤ10aと第2ワイヤ12aとは、ドラムコア4の巻芯部4aに軸芯に沿って交互に巻回される。その結果、第1コイル部10および第2コイル部12が交互に形成された交互巻型コイルが形成される。
なお、ドラムコア4を回転させながら、図21に示す状態から、矢印X1と反対方向にノズル22および24のトラバース移動を行うことで、交互巻型のコイル部10および12の上に、さらに、二層目の交互巻型の巻回工程を行うこともできる。その後に、さらに、図16〜図21に示す工程を繰り返せば、3層目のワイヤの巻回も可能である。同様に、各コイル部10および12において4層以上のワイヤの巻回も可能である。
その後に、図22(C)に示すように、ノズル24の先端開口が図14(A)に示す第4端子電極8の直上部に位置するまでノズル24を矢印R2方向に回転させると共に、図22(A)および図22(B)に示すように、ノズル22および24を、矢印X1方向に最大限にトラバース移動させる。
その状態で、各ノズル22および24から飛び出しているワイヤ10aおよび12aの後端を切断し、図14に示すように、第1ワイヤ10aの後端10cを第3端子電極7にカシメ止め(継線)し、第2ワイヤ12aの後端12cを第4端子電極8にカシメ止め(継線)する。その後に、レーザ溶接などでワイヤ10a,12aの端部と端子電極5〜8との接続(継線)を完了し、本実施形態に係る交互巻型コイル部品2aが完成する。
本実施形態に係る方法によれば、第1ワイヤ10aと第2ワイヤ12aとがドラムコア4の巻芯部4aに軸方向に沿って交互に同一巻回数で巻回してある交互巻型コイル部品2aを容易に製造することができる。
重ね巻型コイル部品の製造方法(ワイヤの巻線方法)
次に、図2に示すワイヤ巻線装置30を用いて、重ね巻型コイル部品を製造する方法(ワイヤの巻線方法)について説明する。重ね巻型コイル部品は、外観上は、図14に示す交互巻型コイル部品2と同じである。重ね巻では、ワイヤ10a,12aの巻き方が、交互巻と異なり、第2ワイヤ12aの上に、第1ワイヤ10a、あるいはその逆で、重ねて巻回される。
本実施形態の巻線方法では、まず、図23に示すように、フェライト材料で構成してある所定形状のドラムコア4を準備した後、このドラムコア4の第1端部にある第1フランジ4bをチャック20によりチャックさせる。その前後に、第1ワイヤ供給ノズル22の先端開口から飛び出している第1ワイヤ10aの先端10bを、図14に示すように、第1端子電極5に、カシメ止めなどの手段で仮止め(継線)する。また、それと同時に、あるいは、その前後に、第2ワイヤ供給ノズル24の先端開口から飛び出している第2ワイヤ12aの先端12bを、図14に示すように、第2端子電極6に、カシメ止めなどの手段で仮止め(継線)する。
その後に、ドラムコア4の第1端部にある第1フランジ4bをチャック20によりチャックさせた状態で、図24に示すように、ドラムコア4を矢印R1の方向に回転させる。本実施形態の方法では、ドラムコア4の最初の1/4回転に合わせて、回転機構26は、第2ワイヤ供給ノズル24と共に、チャック20の回転方向R1と逆方向R2に少し回転させる。その回転量は、ドラムコア4aの回転につれて、第2ワイヤ供給ノズル24から送り出される第2ワイヤ12aが、第1ワイヤ10aの下に位置するように設定される。
その後、回転機構26の回転を停止させ、第1ワイヤ供給ノズル22および第2ワイヤ供給ノズル24を、第1フランジ4b近傍から矢印X1方向に沿って第2フランジ4c近傍方向に徐々にトラバース移動する。
図24(A)〜図24(C)は、図23(A)〜図23(C)に示す初期状態に対して、ドラムコア4が矢印R1方向に一周の1/4回転した状態を示す。図25(A)〜図25(C)は、図24(A)〜図24(C)に示す状態から、さらにドラムコア4が矢印R1方向に一周の1/4回転た状態を示す。図26〜図29は、それらの繰り返しを示す。
図24〜図29に示すように、ドラムコア4の回転と、ノズル22および24の矢印X1方向へのトラバース移動とにより、第1ワイヤ10aと第2ワイヤ12aとは、ドラムコア4の巻芯部4aに軸芯に沿って重ねて巻回される。その結果、第1コイル部10および第2コイル部12が重ねて形成された重ね巻型コイルが形成される。
なお、ドラムコア4を回転させながら、図29に示す状態から、矢印X1と反対方向にノズル22および24のトラバース移動を行うことで、重ね巻型のコイル部10および12の上に、さらに、重ね巻型の巻回工程を行うこともできる。
その後に、図30に示すように、ノズル22および24を、矢印X1方向に最大限にトラバース移動させる。
その状態で、各ノズル22および24から飛び出しているワイヤ10aおよび12aの後端を切断し、図14に示すように、第1ワイヤ10aの後端10cを第3端子電極7にカシメ止め(継線)し、第2ワイヤ12aの後端12cを第4端子電極8にカシメ止め(継線)する。その後に、レーザ溶接などでワイヤ10a,12aの端部と端子電極5〜8との接続(継線)を完了し、本実施形態に係る重ね巻型コイル部品が完成する。
本実施形態に係る方法によれば、第1ワイヤ10aと第2ワイヤ12aとがドラムコア4の巻芯部4aに軸方向に沿って重ねて同一巻回数で巻回してある重ね巻型コイル部品2aを容易に製造することができる。
交互巻型コイル部品の製造方法の変形例(ワイヤの巻線方法)
次に、図15〜図22に示す交互巻の変形例を示す。図31および図32に示すように、図15〜図21に示す交互巻と同様にして、交互巻を行った後、本実施形態では、図33に示すように、チャック20の回転を停止させ、第2ワイヤ供給ノズル24のみを矢印R2方向に回転させる。
この方法によれば、交互巻型コイル部品において、第1ワイヤ10aと第2ワイヤ12aとの巻数が異なる交互巻型コイル部品を、容易に製造することができる。
重ね巻型コイル部品の製造方法の変形例(ワイヤの巻線方法)
次に、図23〜図30に示す重ね巻の変形例を示す。図34および図35に示すように、図23〜図29に示す重ね巻と同様にして、重ね巻を行った後、本実施形態では、図36に示すように、チャック20の回転を停止させ、第2ワイヤ供給ノズル24のみを矢印R2方向に回転させる。
この方法によれば、重ね巻型コイル部品において、第1ワイヤ10aと第2ワイヤ12aとの巻数が異なる重ね巻型コイル部品を、容易に製造することができる。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、第1ワイヤ供給ノズル22および/または第2ワイヤ供給ノズル24と同様な別のノズルを配置することで、3つ以上のコイル部(巻回部)を形成しても良い。
図1は分割巻線型コイル部品の平面図である。 図2(A)は本発明の一実施形態に係る巻線装置の正面図、図2(B)は巻線装置の平面図、図2(C)は図2(B)に示すC−C線に沿う概略断面図である。 図3は、本発明の一実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図4は、図3の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図5は、図4の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図6は、図5の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図7は、図6の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図8は、図7の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図9は、図8の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図10は、図9の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図11は、本発明の他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図12は、図11の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図13は、図12の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図14(A)は交互巻型コイル部品(重ね巻型コイル部品も同じ)の平面図、同図(B)はその正面図である。 図15は、本発明の他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図16は、図15の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図17は、図16の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図18は、図17の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図19は、図18の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図20は、図19の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図21は、図20の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図22は、図21の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図23は、本発明の他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図24は、図23の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図25は、図24の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図26は、図25の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図27は、図26の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図28は、図27の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図29は、図28の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図30は、図29の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図31は、本発明の他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図32は、図31の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図33は、図32の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図34は、本発明の他の実施形態に係るワイヤの巻線方法を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図35は、図34の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。 図36は、図35の続きの工程を示す工程図であり、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は図2(C)と同様な概略断面図である。
符号の説明
2… 分割巻線型コイル部品
2a… 交互巻型コイル部品
4… ドラムコア(コア部材、芯材)
4a… 巻芯部
4b… 第1フランジ(第1端部)
4c… 第2フランジ(第2端部)
5〜8… 第1〜第4端子電極
10… 第1コイル部
10a… 第1ワイヤ
10b… 先端
10c… 後端
12… 第2コイル部
12a… 第2ワイヤ
12b… 先端
12c… 後端
20… チャック
22… 第1ワイヤ供給ノズル
24… 第2ワイヤ供給ノズル
26… 回転機構
30… 巻線装置

Claims (8)

  1. コア部材における長手方向の両端に形成された第1端部および第2端部のうちの少なくとも一方を保持し、前記コア部材を、当該コア部材の軸芯回りに回転させるチャックと、
    前記チャックにより前記コア部材が回転している状態で、前記コア部材に第1ワイヤが巻き付くように、当該第1ワイヤを送り出し、前記コア部材の軸芯と略平行な方向にトラバース移動可能に構成してある第1ワイヤ供給ノズルと、
    前記コア部材の外周を回転可能に保持してあり、前記コア部材の回転および非回転にかかわらず、前記コア部材に第2ワイヤが巻き付くように、前記第1ワイヤと分離された当該第2ワイヤを送り出し、前記コア部材の軸芯と略平行な方向にトラバース移動可能に構成してある第2ワイヤ供給ノズルと、
    前記チャックによるコア部材の回転方向および回転速度を制御するコア回転制御手段と、
    前記第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を制御するノズル回転制御手段と、
    前記コア部材の第1端部に設けられた第1端子電極および第2端子電極と、第2端部に設けられた第3端子電極および第4端子電極とに前記第1ワイヤおよび第2ワイヤの先端または後端を継線する継線手段と、を有し、
    前記コア回転制御手段と前記ノズル回転制御手段とが連携しており、コア部材の回転方向および回転速度に対して、第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を、自由に変化させることが可能になっており、
    前記継線手段により前記第1端部の第1端子電極に前記第1ワイヤの先端を継線し、前記第2端部の第4端子電極に前記第2ワイヤの先端を継線した後に、前記コア回転手段により前記コア部材を回転させ、同時に、前記第2ワイヤ供給ノズルを前記コア部材の回転方向と同じ方向に回転させながら、第2ワイヤ供給ノズルを前記第1端部の方向にトラバース移動させると共に、回転しない前記第1ワイヤ供給ノズルを前記第2端部の方向にトラバース移動させる第1制御と、
    前記継線手段により前記第1端部の第1端子電極に前記第1ワイヤの先端を継線し、前記第1端部の第2端子電極に前記第2ワイヤの先端を継線した後に、前記コア回転手段により前記コア部材を回転させ、前記第1ワイヤ供給ノズルおよび第2ワイヤ供給ノズルを回転させずに、第1ワイヤ供給ノズルおよび第2ワイヤ供給ノズル24を、第1端部から第2端部方向にトラバース移動させる第2制御と、
    前記継線手段により前記第1端部の第1端子電極に前記第1ワイヤの先端を継線し、前記第1端部の第2端子電極に前記第2ワイヤの先端を継線した後に、前記コア回転手段により前記コア部材を回転させ、第2ワイヤ供給ノズルを、前記コア部材の回転方向と逆方向に回転させ、第2ワイヤ供給ノズルから送り出される第2ワイヤが、第1ワイヤの下に位置するように設定し、その後、前記第2ワイヤ供給ノズルの回転を停止させ、回転しない第1ワイヤ供給ノズルおよび第2ワイヤ供給ノズルを、第1端部近傍から第2端部近傍方向にトラバース移動させる第3制御と、
    を切り替え可能に構成してあることを特徴とするワイヤ巻線装置。
  2. 請求項1に記載のワイヤ巻線装置を用いて、第1ワイヤと第2ワイヤとをコア部材の周囲に巻線する巻線方法。
  3. 請求項1に記載のワイヤ巻線装置を用いて、第1ワイヤと第2ワイヤとをコア部材の周囲に巻線する方法であって、
    コア部材の第1端部に第1ワイヤの先端を接続する工程と、
    前記コア部材の第2端部に第2ワイヤの先端を接続する工程と、
    前記コア部材を回転させた状態で、前記第1ワイヤを送り出す第1ワイヤ供給ノズルを前記第2端部方向に相対的に軸方向移動させる工程と、
    前記第2ワイヤを送り出す第2ワイヤ供給ノズルを前記コア部材の周囲で回転させ、前記第2ワイヤを送り出す第2ワイヤ供給ノズルを前記第1端部方向に相対的に軸方向移動させる工程と、を有し、
    前記コア部材の外周に、前記第1ワイヤの第1コイル部と、前記第2ワイヤの第2コイル部とを、軸方向に沿って分割して形成することを特徴とする巻線方法。
  4. 請求項1に記載のワイヤ巻線装置を用いて、コイル部品を製造する方法であって、
    コア部材の第1端部に第1ワイヤの先端を接続する工程と、
    前記コア部材の第1端部であって、前記第1ワイヤの先端が接続された位置から周方向に異なる位置に、第2ワイヤの先端を接続する工程と、
    前記コア部材を回転させた状態で、前記第1ワイヤ供給ノズルと、前記第2ワイヤ供給ノズルとを、同じ方向に軸方向移動させる工程と、有し、
    第1ワイヤと第2ワイヤとがコア部材の周囲に交互に巻線してあるコイル部品を製造する方法。
  5. 請求項1に記載のワイヤ巻線装置を用いて、コイル部品を製造する方法であって、
    コア部材の第1端部に第1ワイヤの先端を接続する工程と、
    前記コア部材の第1端部であって、前記第1ワイヤの先端が接続された位置から周方向に異なる位置に、第2ワイヤの先端を接続する工程と、
    前記コア部材を回転させた状態で、第1ワイヤ供給ノズルと、前記第2ワイヤ供給ノズルとを、同じ方向に軸方向移動させる工程と、有し、
    第1ワイヤと第2ワイヤとがコア部材の周囲に重複して巻線してあるコイル部品を製造する方法。
  6. 前記コア部材を回転させた状態で、前記第2ワイヤ供給ノズルを前記コア部材の回転方向と逆方向に回転させて停止した後に、前記第1ワイヤ供給ノズルと、前記第2ワイヤ供給ノズルとを、同じ方向に軸方向移動させることを特徴とする請求項5に記載のコイル部品を製造する方法。
  7. 前記コア部材の回転方向および回転速度に対して、前記第2ワイヤ供給ノズルの回転方向および回転速度を変化させることにより、同一のコア部材に巻回させる第1ワイヤおよび第2ワイヤの巻回数および/または巻回方向を、相互に変化させることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のコイル部品の製造方法。
  8. 前記第2ワイヤ供給ノズルの回転を停止させ、前記コア部材の回転により、前記コア部材の周囲に第2ワイヤを巻回することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のコイル部品の製造方法。
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