JP4662300B2 - 巻線型コイルの巻線方法 - Google Patents
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Description
高速差動信号に影響を与えることなく即ち高速差動信号を減衰させることなく、高速差動信号をコイル内通過させるには、巻線型コイルの特性インピーダンスを伝送線路や接続回路のインピーダンスに整合させて、反射による定在波の発生を防止する必要がある。
図17に示すように、第1及び第2信号線1,2の端部1a,2aを、鍔部31の平坦な下面に形成された電極31a,31bに接続する場合には、ダミー線12の端部12aを、電極31a,31bとほぼ面一の領域に接続する。したがって、ダミー線12の端部12aを第1及び第2信号線1,2の端部1a,2aのいずれかよりも高く盛り上がった状態に接続した場合には、図18に示すように、鍔部31がシーソー状態になり、基板100への実装時に電極31a,31bの一方が浮いてしまい、導通不良を起こすことがある。
しかし、かかる状態では、図19(b)に示すように、ダミー線12の端部12aが、ギャップGから延び出て鍔部31の下方に突出し、一方の鍔部31を基板100から浮せて導通不良を起こさせることがある。
かかる構成により、線材除去過程において、巻芯に巻き付けられた信号線の両端部が切断される。そして、第1及び第2ダミー線が保持された状態で、コアがその保持部分に対して相対的に中心軸周りに逆回転させられると共に中心軸方向に逆移動させられる。この結果、第1及び第2ダミー線が巻き戻されて、コアから除去される。
かかる構成により、線材除去過程において、巻芯に巻き付けられた信号線の両端部が切断されて、その切断端部がコアの鍔部に設けられた電極に固定される。しかる後、巻芯に巻き付けられた第1及び第2ダミー線の一方端部が切断され、その切断端部が解放される。そして、第1及び第2ダミー線の他方端部が引っ張っられて、第1及び第2ダミー線が、コアから引き抜かれて除去される。
かかる構成により、信号線が、第1及び第2ダミー線に対して滑り性を有する皮膜を有しているので、信号線の皮膜に接した第1及び第2ダミー線を信号線による抵抗をほとんど受けることなく、容易に巻き戻したり、引き抜いたりすることができる。
かかる構成により、線材位置決め過程において、信号線と水溶性の材料で形成した第1及び第2ダミー線とが、コアの鍔部に係合された状態でコアの中心軸に交差するように配置される。そして、線材除去過程において、信号線と第1及び第2ダミー線のそれぞれの両端部が切断され、信号線の切断端部がコアの鍔部に固定された後、コアが所定温度の水中に所定時間漬けられる。これにより、第1及び第2ダミー線が溶解され、コアから除去される。
かかる構成により、線材位置決め過程において、信号線とポリエステルで形成した第1及び第2ダミー線とが、コアの鍔部に係合された状態でコアの中心軸に交差するように配置される。そして、線材除去過程において、信号線と第1及び第2ダミー線のそれぞれの両端部が切断され、信号線の切断端部がコアの鍔部に固定される。しかる後、コアが強アルカリ溶液内に所定時間漬けられて、第1及び第2ダミー線を溶解され、コアから除去される。
(前提技術1)
この前提技術の巻線型コイルの巻線方法は、コモンモードチョークコイルのD+信号を通す第1信号線とD−信号を通す第2信号線とを図2に示すコア3の巻芯30に巻き付けるための方法であり、第1及び第2信号線として図3に示す構造の信号線を用い、第1ダミー線として図4に示す構造の線材を用いている。
すなわち、同一構造の第1信号線1及び第2信号線2を、図3に示すように、導体20とこの導体20の外側に被覆されたポリウレタン等の絶縁皮膜21と絶縁皮膜21の外側に被覆された滑性皮膜22とで構成している。ここで、滑性皮膜22は、例えばポリアミド樹脂などを素材とした皮膜であり、後述する第1ダミー線12に対して滑り性を有する。
一方、図4に示す第1ダミー線12は、その素材において任意であるが、この前提技術では、第1及び第2信号線の絶縁皮膜21と同じ素材で形成した。また、第1ダミー線12の径は、必要とする第1及び第2信号線1,2の間の距離dに等しく設定した。
図5は、線材位置決め過程S1を示す概略平面図であり、図6は、線材巻付過程S2を示す概略平面図であり、図7は、ダミー線除去過程S3を示す概略平面図である。なお、理解を容易にするために、これらの図において、第1及び第2信号線1,2を実線で示し、第1ダミー線12を破線で示した。
具体的には、図5(a)に示すように、第1信号線1,第1ダミー線12,第2信号線2の順で交互に並べられ且つ線材保持器120のノズル121,122,123から繰り出された第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2を、線チャック110に把持させた後、線材保持器120を3次元方向に移動させることによって、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2を、ガイドピン111,112,113に引っ掛けてから、巻治具101に把持されたコア3まで導く。
続いて、図5(b)に示すように、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2をコア3の鍔部31に係合させるようにして、第1及び第2信号線1,2を電極31a,31b上に位置させると共に、第1ダミー線12を電極31a,31bの間に位置させる。そして、線材保持器120を、矢印で示すように回転させて、ノズル121,122,123がコア3の中心軸Lの方向にちょうど第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2の径の幅だけずれた配置となるようにする。これにより、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2が、コア3の鍔部31に係合した状態でコア3の中心軸Lに交差するように、配置される。
線材巻付過程S2は、コア3の巻芯30に巻付ける過程である。
具体的には、図6(a)に示すように、コア3を巻治具101と共に矢印方向に回転させ、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2をコア3の巻芯30部分に同時に並列に巻き付けて行く。この際、線材保持器120は、巻線の進行に伴い、コア3の中心軸L方向(図の下方向)に移動させる。このように線材保持器120をコア3に対して所定の角度で傾かせた状態で巻線することにより、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2が巻芯30に整列状態で隙間なく巻線される。すなわち、各第1ダミー線12の両隣に並ぶ第1及び第2信号線1,2が各第1ダミー線12の両側に接した状態で、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2が巻芯30に巻き付けられる。
そして、図6(b)に示すように、巻線がコア3の鍔部31の手前まで進行したら、巻治具101の回転を終えると共に、線材保持器120を移動させて、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2を鍔部31に係合させる。さらに、線材保持器120を回転させながら移動することにより、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2をアーム130のガイドピン141,142,143に引っ掛ける。この際、第1及び第2信号線1,2が鍔部31の電極31a,31bに重なるようにすると共に、第1ダミー線12が電極31a,31bの間に位置するようにする。
しかる後、図6(c)に示すように、第1信号線1,第1ダミー線12及び第2信号線2を、ガイドピン141,142,143の後段側に位置した線チャック140で把持する。
ダミー線除去過程S3は、第1ダミー線12をコア3から除去する過程である。
具体的には、まず、図7(a)に示すように、コア3に巻き付けられた第1及び第2信号線1,2の両端部を切断して切断端部を固定する。
図8は、第1及び第2信号線1,2の固定状態を示す平面図である。
図8に示すように、第1及び第2信号線1,2の切断端部1a,2aは、鍔部31の電極31a,31bにそれぞれ熱圧着等の工法により溶着されることで、固定される。
図9は、第1ダミー線12の巻き戻し状態を示す断面図である。
図9の二点鎖線で示すように、第1ダミー線12が巻芯30に巻き付けられているときには、第1ダミー線12が両隣の第1及び第2信号線1,2に接している。このため、第1ダミー線12と第1及び第2信号線1,2との間の摩擦力が大きいと、実線で示すように、第1ダミー線12を解く際に、その摩擦力によって、第1及び第2信号線1,2の間隙が広がるおそれがある。しかし、この前提技術では、第1及び第2信号線1,22の滑性皮膜22を、第1ダミー線12に対して滑り性を有する素材で形成したので、第1ダミー線12を解く際に、第1及び第2信号線1,2に対する摩擦力はほとんど生じない。この結果、第1及び第2信号線1,2間の距離dは、第1ダミー線12を解いた後も維持されることとなる。
図10は、ダミー線除去過程S3実行後に得た巻線型コイルの平面図である。
ダミー線除去過程S3の実行によって得た巻線型コイルは、第1及び第2信号線1,2がコア3の巻芯30に巻き付けられ、第1及び第2信号線1,2の端部1a,2aが鍔部31の電極31a,31bに溶着された構造になっている。しかも、線径dの第1ダミー線12を取り除いたので、第1及び第2信号線1,2の間の距離が全て均一に「d」であり、ばらつきは生じない。これにより、第1及び第2信号線1,2間の区間容量が適正な一定値を有し、巻線型コイルの特性インピーダンスが適正値に保たれる。
また、ダミー線除去過程S3において、第1ダミー線12をコア3から除去したので、巻線型コイルの基板等への実装時に、図18や図19に示したように、第1ダミー線が巻線型コイルの電極の一方を浮かせたり、一方の鍔部を基板等から浮せたして、導通不良を起こさせるという事態は生じない。
(前提技術2)
図11は、この発明の第2前提技術に係る巻線型コイルの巻線方法のダミー線除去過程を示す概略平面図である。
この前提技術は、ダミー線除去過程S3が上記第1前提技術と異なる。
すなわち、上記第1前提技術では、第1ダミー線12を巻き戻しで除去したが、この前提技術では、第1ダミー線12を抜き取ることで除去する構成とした。
しかる後、図11(b)に示すように、コア3を巻治具101で固定し、コア3を動かさない状態にして、線材保持器120により第1ダミー線12の他方端部12bを引っ張る。これにより、図11(c)に示すように、第1ダミー線12をコア3からスムーズに抜き取ることができる。
この前提技術の方法は、第1及び第2信号線1,2の巻数が少ない巻線型コイルにおいて特に有効である。
その他の構成、作用および効果は、上記第1前提技術と同様であるので、その記載は省略する。
(前提技術3)
図12は、この発明の第3前提技術に係る巻線型コイルの巻線方法のダミー線除去過程における切断方法を示す概略平面図であり、図13は、第1ダミー線の溶解方法を示す概略図である。
この前提技術は、特にダミー線除去過程S3が上記第1及び第2前提技術と異なる。
すなわち、上記第1及び第2前提技術では、第1ダミー線12を機械的な力で除去したが、この前提技術では、第1ダミー線12を化学的な力で除去する構成とした。
そして、ダミー線除去過程S3において、図12に示すように、第1及び第2信号線1,2の両端部だけでなく、第1ダミー線12の両端部も切断する。このとき、第1及び第2信号線1,2の切断端部1a,2aは、鍔部31の電極31a,31bにそれぞれ溶着し、第1ダミー線12の両端部12a,12aは解放状態にする。
しかる後、図13(a)に示すように、当該コア3を所定温度の水151が満たされた水槽150内に所定時間漬ける。すると、水溶性の第1ダミー線12のみが、水151によって溶解され、図13(b)に示すように、第1及び第2信号線1,2のみが巻き付けられたコア3を得ることができる。
この前提技術による方法は、第1及び第2信号線1,2と第1ダミー線12との間の摩擦力を考慮する必要がないので、第1及び第2信号線1,2間の距離dをより精巧に形成することができる。
その他の構成、作用および効果は、上記第1及び第2前提技術と同様であるので、その記載は省略する。
(前提技術4)
この前提技術は、第1ダミー線12を化学的な力で除去する点で上記第3前提技術と同様であるが、より強力な化学反応を用いて第1ダミー線12を溶解する点が、上記第3前提技術と異なる。
すなわち、第1ダミー線12をポリエステルで形成して、第1及び第2信号線1,2と共にコア3に巻付けた。
そして、ダミー線除去過程S3において、第1及び第2信号線1,2と第1ダミー線12の両端部を切断し、第1及び第2信号線1,2の切断端部1a,2aを鍔部31の電極31a,31bにそれぞれ溶着した状態で、図示しない槽内に所定時間漬ける。このとき、槽内には、水酸化ナトリウムやカリウムなどの強アルカリの溶液を入れておき、ポリエステルの第1ダミー線12のみを強アルカリ溶液で溶解する。
その他の構成、作用および効果は、上記第3前提技術と同様であるので、その記載は省略する。
(実施例)
図14は、この発明の一実施例に係る巻線型コイルの巻線方法を説明するための概略断面図である。
上記前提技術では、線材巻付過程S2において、図14(a)に示すように、第1及び第2信号線1,2を第1ダミー線12に接した状態で巻付けるので、ダミー線除去過程S3の実行によって、均一な第1及び第2信号線1,2間距離dを得ることができる。しかしながら、第1及び第2信号線1,2と第1ダミー線12とを束とする束間に間隙Dを生じさせる場合には、線材巻付過程S2の実行時に、全ての間隙Dが等しくならず、ばらつきが生じるおそれがある。
そこで、この発明の実施例では、図14(b)に示すように、線材巻付過程S2において、第1及び第2信号線1,2と第1ダミー線12とをコア3の巻芯30に巻き付けた際に生じる間隙Dに位置し且つ両隣の第1及び第2信号線1,2と接するように、第2ダミー線13を巻芯30に巻付ける構成とした。そして、ダミー線除去過程S3において、第1ダミー線12と第2ダミー線13とをコア3から除去することで、図14(c)に示すように、第1及び第2信号線1,2間の距離dだけでなく束間の間隙Dも全ての等しくなり、この結果、より高精度な特性インピーダンスを得ることができる。
その他の構成、作用および効果は、上記第1ないし第4前提技術と同様であるので、その記載は省略する。
例えば、上記第1前提技術では、第1及び第2信号線1,2の外側に、第1ダミー線12に対して滑り性を有する滑性皮膜22を設けた構成としたが、導体20と絶縁皮膜21とで構成された第1及び第2信号線や導体20だけの裸線の第1及び第2信号線を使用した技術を含む発明を、この発明の範囲から除外する意ではない。
さらに、上記第1前提技術では、ダミー線除去過程S3において、図8に示したように、第1及び第2信号線1,2の両端部を切断し、これらの切断端部1a,2aを鍔部31の電極31a,31bに溶着固定した後、第1ダミー線12を巻き戻すという過程を採用したが、第1及び第2信号線1,2の両端部を切断した後、これらの切断端部1a,2aを電極31a,31bに溶着固定する前に、第1ダミー線12を巻き戻すという過程を採用した技術を含む発明も、この発明の範囲に含まれる。
Claims (7)
- 交互に並べられ且つ線材保持器で保持されたM本(Mは2以上の整数)の信号線とM−1本の一定径の第1ダミー線とを、コアの巻芯の両端に設けられた幅広の鍔部の一方に係合させた状態で当該コアの中心軸に交差するように配置する線材位置決め過程と、
上記コアを上記線材保持器に対して相対的に中心軸周りに回転させると共に中心軸方向に移動させることにより、各第1ダミー線の両隣に並ぶ信号線が当該各第1ダミー線の両側に接するように、上記M本の信号線とM−1本の信号線とをコアの巻芯に巻き付ける線材巻付過程と、
上記第1ダミー線を上記コアから除去する線材除去過程と
を具備する巻線型コイルの巻線方法であって、
上記線材位置決め過程は、上記M本の信号線とM−1本の同一径の上記第1ダミー線と第1ダミー線の径とは異なる径を有する1本の第2ダミー線とを、上記コアの鍔部に係合させた状態で当該コアの中心軸に交差するように配置するものであり、
上記線材巻付過程は、上記M本の信号線とM−1本の第1ダミー線とを束とし、当該束をコアの巻芯に巻き付けた際に生じる束間の間隙に位置し且つ両隣の信号線と接するように、上記第2ダミー線を巻芯に巻付けるものであり、
上記線材除去過程は、上記第1ダミー線と上記第2ダミー線とを上記コアから除去するものである、
ことを特徴とする巻線型コイルの巻線方法。 - 請求項1に記載の巻線型コイルの巻線方法において、
上記線材除去過程は、上記巻芯に巻き付けられた信号線の両端部を切断して、上記第1及び第2ダミー線を保持した状態で、上記コアを当該保持部分に対して相対的に中心軸周りに逆回転させると共に中心軸方向に逆移動させことにより、上記第1及び第2ダミー線を巻き戻す、
ことを特徴とする巻線型コイルの巻線方法。 - 請求項1に記載の巻線型コイルの巻線方法において、
上記線材除去過程は、上記巻芯に巻き付けられた信号線の両端部を切断して当該切断端部をコアの鍔部に設けられた電極に固定すると共に、上記巻芯に巻き付けられた第1及び第2ダミー線の一方端部を切断して当該切断端部を解放し、当該第1及び第2ダミー線の他方端部を引っ張って、当該第1及び第2ダミー線を上記コアから引き抜く、
ことを特徴とする巻線型コイルの巻線方法。 - 請求項2又は請求項3に記載の巻線型コイルの巻線方法において、
上記信号線の外側に、上記第1及び第2ダミー線に対して滑り性を有する皮膜を設けた、
ことを特徴とする巻線型コイルの巻線方法。 - 請求項1に記載の巻線型コイルの巻線方法において、
上記線材位置決め過程は、上記信号線と水溶性の材料で形成した上記第1及び第2ダミー線とを、上記コアの鍔部に係合させた状態で当該コアの中心軸に交差するように配置するものであり、
上記線材除去過程は、上記信号線と第1及び第2ダミー線のそれぞれの両端部を切断し、上記信号線の切断端部をコアの鍔部に固定した後、当該コアを所定温度の水中に所定時間漬けて、上記第1及び第2ダミー線を溶解させる、
ことを特徴とする巻線型コイルの巻線方法。 - 請求項5に記載の巻線型コイルの巻線方法において、
上記第1及び第2ダミー線は、ポリビニルアルコールを主成分とする水溶性繊維である、
ことを特徴とする巻線型コイルの巻線方法。 - 請求項1に記載の巻線型コイルの巻線方法において、
上記線材位置決め過程は、上記信号線とポリエステルで形成した上記第1及び第2ダミー線とを、上記コアの鍔部に係合させた状態で当該コアの中心軸に交差するように配置するものであり、
上記線材除去過程は、上記信号線と第1及び第2ダミー線のそれぞれの両端部を切断し、上記信号線の切断端部をコアの鍔部に固定した後、当該コアを強アルカリ溶液内に所定時間漬けて、上記第1及び第2ダミー線を溶解させる、
ことを特徴とする巻線型コイルの巻線方法。
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