JPH10154626A - ２層コイルの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２層コイルの巻線時間を短縮するとともに作
業性の向上を図る。 【解決手段】 固定的に配置された巻芯２１の外周に対
して自己融着導線２０の任意の位置を巻き始めとし、該
巻き始めの位置から両側に延びる導線部分のそれぞれを
同時に相互に逆方向に巻回して巻芯２１の軸方向に２層
となる巻線部２４を形成していく。その際、導線２本分
の隙間Ｇを隔てて対向するように鍔部材２２，２３を巻
芯２１の外周に配設しておくことで、左右各層が多重に
整列状態で巻かれて巻線部２４が完成し、２つの巻線端
末２５ａ，２５ｂは共に巻き終わり端末となり、巻線部
２４の最外周から導出されたものとなる。そして、導線
２０が自己融着導線であることを利用して熱風、溶剤の
いずれか又は両方で巻線相互間を固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器や電
源装置等に使用されるトランス、チョークコイル用のコ
イルに好適な２層コイルの製造方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、平面状のコイルを重ねてトラ
ンス等を作る方法は各種提案され、また実施されてい
る。例えば、実開平７−３１２０号のトランス部品は、
図１５の如き平面コイル１を用い、これを絶縁シートで
相互に絶縁して複数個積層し、磁気コアと組み合わせる
構成である。また、実開平６−５５２２２号のトランス
も同様に平面コイルを複数個積層し、磁気コアと組み合
わせたものである。

【０００３】それらの従来技術に係るトランスに使用さ
れている平面コイルは、導線端末の一方がコイル最外周
から導出され、他方は内周側から導出されている。内周
側から導出されている引出導線は、コイルの巻線部を横
切る形で導出されるため、これら平面コイルを積層する
場合、各平面コイル間に引出導線を通すためのスペース
を必要とする。例えば、軸方向に２層の空心コイルを用
いる場合、空心コイルの必要厚みは内周側から導出され
ている引出導線を含めて導線３層分が必要となり、その
分トランスが大型になるとともに、各空心コイル間に隙
間を必要とすることから、コイル間の磁気的な結合の点
でも不利であった。

【０００４】また、両方の引出導線が外周側から導出さ
れる平面コイルの例としては、特開平５−３２６３０９
号のコイル装置があり、図１６乃至図１８にそのコイル
構造を示す。このコイル構造は、図１６のように導線を
つづみ形コイルばね形状に成形し、その巻線２を圧縮固
着して、図１７及び図１８のような平面コイル３とした
ものである。

【０００５】その特開平５−３２６３０９号のコイル装
置では、平面コイル３の内周側からの引出導線の導出は
不要となるが、巻線をコイルばね状とするために、巻線
間にある程度の空間が必要となり、圧縮固着した後であ
っても各巻線間は完全に密着せず、密着して巻線したも
のと比較すると平面コイル３の外形が大きくなる。

【０００６】一方、密着巻きした空心コイルで、引出導
線が内周側から導出されない平面コイルの例として特公
平４−４７４４２号の多層コイルがある。この多層コイ
ルはモーターのステーターコイルとして用いられるもの
である。この多層コイルの製造方法は図１９乃至図２１
に示される。その巻線工程は、先ず図１９に示されるよ
うに巻枠１１に対し、その軸方向に摺動自在でスリット
１２ａの入ったフレーム１２を設け、巻き始め側導線１
５をそのフレーム１２のスリット１２ａに通した後、内
周部分より巻回し、その後図２０のようにフレーム１２
を軸方向に導線１本分の隙間が生じるように移動させ、
そこにできた空隙１３に巻き始め側導線１５を巻回しな
がら導出するものである。その結果、図２１のように、
巻き始め端及び巻き終わり端の引出導線１６，１７が共
に多層コイルの最外周部分より導出されるようにされた
多層コイルを得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、平面コイル
をトランス用として積層して使用する場合、各平面コイ
ルの巻線層数が増えるとそのコイルの高さ寸法が大きく
なるととともに、巻線間の結合が悪くなるため、各平面
コイルの高さ方向の層数は２層程度が望ましい。しか
し、図１９乃至図２１の巻線方法では、導線の層数は自
由に調整できるが、２層のコイルを作製する場合には、
巻線工数に無駄が多い。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑み、２層コイルの
巻線時間を短縮するとともに作業性の向上を図ることの
できる２層コイルの製造方法及び装置を提供することを
目的とする。

【０００９】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の２層コイルの製造方法は、巻芯の外周に対
して自己融着導線の任意の位置を巻き始めとし、該巻き
始めの位置から両側に延びる自己融着導線部分のそれぞ
れを同時に相互に逆方向に巻回して該巻芯の軸方向に２
層となる巻線部を当該巻芯の外周に形成し、当該自己融
着導線の巻き終わり端末をそれぞれ該巻線部の最外周よ
り導出したことを特徴としている。

【００１１】また、本発明の２層コイルの製造装置は、
巻芯と、自己融着導線を通すガイド溝又は穴を有しかつ
該自己融着導線の２本分の隙間を隔てて対向して前記巻
芯の周囲を相互に逆方向に回転する第１及び第２のホイ
ールと、第１のホイールのガイド溝又は穴に向けて一定
のテンションで巻線を繰り出す巻線供給部と、第１及び
第２のホイールのガイド溝又は穴を通った前記自己融着
導線を巻回状態で貯えかつ第２のホイールのガイド溝又
は穴に向けて一定テンションで繰り出す貯線部とを備え
た構成としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る２層コイルの
製造方法及び装置の実施の形態を図面に従って説明す
る。

【００１３】図１乃至図５は本発明の第１の実施の形態
を巻線手順に従って示す概念図である。これらの図にお
いて、２１は巻芯であり（巻芯は回転不要）、該巻芯２
１の外周側に図４及び図５の如く相互に対向する鍔部材
２２，２３が設けられ、巻芯２１と鍔部材２２，２３と
で巻枠を構成するようになっている。導線２０は、熱風
又は溶剤により融着する絶縁被覆を有する自己融着導線
（いわゆるセメントワイヤー）を使用する。

【００１４】前記巻芯２１に対する導線２０の巻線手順
は図１、図２、図３の順序で行われる。すなわち、図１
のように固定的に配置された巻芯２１の外周に対して導
線２０の任意の位置を巻き始めとし、該巻き始めの位置
から両側に延びる導線部分２０ａ，２０ｂのそれぞれを
図２の矢印Ａ，Ｂの如く同時に相互に逆方向に巻回して
巻芯２１の軸方向に２層となる巻線部２４を図３のよう
に形成していく。その際、図４のように導線２本分の隙
間Ｇ（線径の２倍より僅かに大きく設定する）を隔てて
対向するように鍔部材２２，２３を巻芯２１の外周に配
設しておくことで、図４の状態から左右各層が多重に整
列状態で巻かれて巻線部２４が完成した図５の状態とな
る。このとき、２つの巻線端末２５ａ，２５ｂは共に巻
き終わり端末となり、巻線部２４の最外周から導出され
たものとなる。そして、導線２０が自己融着導線である
ことを利用して熱風、溶剤のいずれか又は両方で巻線相
互間を固着し、巻芯２１及び鍔部材２２，２３から巻線
部２４を外すことで、図６のように両方の巻線端末２５
ａ，２５ｂが巻線部２４の最外周から導出された２層空
心コイル３０が得られる。

【００１５】この第１の実施の形態によれば、巻芯２１
の外周に対して自己融着導線である導線２０の任意の位
置を巻き始めとし、該巻き始めの位置から両側に延びる
導線部分のそれぞれを同時に相互に逆方向に巻回して巻
芯２１の軸方向に２層となる巻線部２４を巻芯２１の外
周に形成し、導線２０の両方の巻き終わり端末をそれぞ
れ該巻線部２４の最外周より導出することで、両方の巻
線端末が最外周から引き出された２層構造の平面コイル
を短時間でかつ作業性良く製造することができる。すな
わち、巻芯２１両側に延びた導線部分は交差して同時に
巻線されることにより、相互に逆方向に巻回される導線
部分が互いに巻枠としての機能を果たすことで巻枠の鍔
部分を移動させることなく巻線できる。

【００１６】従って、第１の実施の形態により２層コイ
ルを作製する場合、従来の方法と比較して、巻線工数は
略半分となり、鍔部分の移動やスペーサの取り外しとい
った手間もなく２層コイルの作製が可能となる。

【００１７】図７乃至図１４でより実際的な巻線機を用
いた本発明の第２の実施の形態を説明する。これらの図
において、３１は巻芯（巻芯は回転不要）であり、該巻
芯３１の外周側に相互に対向するホイール３２，３３が
回転自在に設けられている。ホイール３２，３３は巻線
位置を規制する鍔としての機能と巻線２０の巻き始めの
位置から両側に延びる導線部分のそれぞれを巻回する機
能とを有し、巻芯３１とホイール３２，３３とで巻枠を
構成するようになっている。図７の円Ｐ内のホイール３
２，３３の周縁部を拡大して示すように、各ホイール３
２，３３の周縁部には導線２０を挿通させるためのすり
割溝の導線ガイド溝３４がそれぞれ形成されている。な
お、巻芯３１は片側のホイール３３で支持されている
が、ホイール３３と共には回転しないようになっている
ことが望ましい。

【００１８】巻線供給部４０は、導線２０を巻回した供
給用の導線ボビン４１とテンショナー４２とを有してい
る。そして、導線２０の繰り出し側となる左側ホイール
３２にはプーリー等の導線ガイド３５が回転自在に取り
付けられており、導線２０を供給するための導線ボビン
４１から引き出された導線２０が、テンショナー４２で
一定テンション（張力）を付与されて導線ガイド３５を
介してホイール３２の導線ガイド溝３４に挿通されるよ
うになっている。

【００１９】導線２０の巻き取り側となる右側ホイール
３３には、貯線用ドラム５１と該貯線用ドラム５１の逆
転に対し所定のトルクを持たせるバックテンショナー５
２とを有する貯線部５０が配設されている。貯線用ドラ
ム５１とバックテンショナー５２とはベルト５３で相互
に連動するように連結されている。従って、貯線用ドラ
ム５１の正転により巻回状態で貯えられた導線２０を貯
線用ドラム５１を逆転させて繰り出す際にバックテンシ
ョナー５２により一定のテンションが付与される。

【００２０】なお、各ホイール３２，３３には軸部３２
ａ，３３ａがそれぞれ一体に形成され、軸部３２ａ，３
３ａは図示しない軸受手段により支持されている。

【００２１】この第２の実施の形態における巻線手順を
図８乃至図１４を用いて説明する。先ず、巻線機が有す
る巻線供給部４０のテンショナー４２、導線ガイド３５
を通して図８のように導線２０を左側のホイール３２の
導線ガイド溝３４に挿通する。ホイール３２の導線ガイ
ド溝３４を通った導線２０の先端部は、巻線機側のワイ
ヤーチャック６０が開いた状態で上昇した後に閉じるこ
とで当該ワイヤーチャック６０にて保持（挟持）され
る。

【００２２】その後、図９のようにワイヤーチャック６
０は導線２０の先端部を引き出して右側のホイール３３
の導線ガイド溝３４に通し、さらに貯線用ドラム５１に
引っ掛ける。それからワイヤーチャック６０は導線２０
を開放して下降位置に復帰する。このときまでに、左右
のホイール３２，３３の相互に対面する巻線規制面３２
ｂ，３３ｂの間隔Ｗを導線２０の２本分の隙間に設定し
ておく。

【００２３】図１０のように、貯線用ドラム５１に導線
２０の先端部が引っ掛けられた後、ホイール３２，３３
の導線ガイド溝３４に溶剤としてのアルコールを注入す
るとともに、貯線用ドラム５１を正転して導線２０を必
要量巻き取る。

【００２４】貯線部５０の貯線用ドラム５１に十分導線
２０が巻き貯められたら、巻芯３１部分に向けて熱風を
吹き付けながら左右のホイール３２，３３を同時に（同
じタイミングで）相互に逆方向に回転させる。すなわ
ち、ホイール３２が矢印Ｕ方向の回転であると、ホイー
ル３３はそれと反対向きの矢印Ｖ方向に同じタイミング
で互いに同じ速度で回転する。この結果、各ホイール３
２，３３の導線ガイド溝３４から一定テンションで導線
２０が繰り出されて自動的に巻芯３１の外周に２層の巻
線が行われる（巻線原理は図１乃至図５の説明と同じで
ある）。その際、自己融着導線である導線２０の絶縁被
覆には溶剤としてのアルコールが含浸されながら巻回さ
れかつ熱風が当てられている。これにより導線２０の巻
回部分は相互に固着状態となって乾燥硬化していく。

【００２５】図１２のように所要の巻き数の巻線部２４
が形成されたら、巻線機側のカッター６１が上昇してホ
イール３２，３３の内面にて導線２０の引き出し部分を
切断する。このときまでに巻線部分２４の乾燥硬化は十
分達成されている。

【００２６】その後、図１３のように左右のホイール３
２，３３が相互に離間して開き、図１４のように取り出
し用チャック６２にて完成した２層空心コイル３０を取
り出す。この２層空心コイル３０は両方の巻線端末２５
ａ，２５ｂが共に巻き終わり端末となって巻線部２４の
最外周から導出されたものとなる。

【００２７】この第２の実施の形態で述べたように、ホ
イール３２，３３は巻芯３１に導線２０を巻き付けてい
る間は一定間隔を保持していればよく、巻線中での軸方
向の移動やスペーサの着脱動作等は不要であり、巻線作
業が単純で、巻線作業時間の短縮を図ることができると
ともに、巻線機の機構の簡素化を図ることができる。

【００２８】なお、第１及び第２の実施の形態では巻芯
２１，３１として円柱形状のものを図示したが、角柱形
状、楕円柱形状、長円柱形状等としてもよい。

【００２９】また、ホイール３２，３３の導線ガイド溝
３４の代わりに導線ガイド穴としてもよい。

【００３０】さらに、巻芯として絶縁材料のボビンを用
いることもでき、この場合にはボビンに自己融着導線を
巻回し一体化したボビン付き２層コイルが得られる。

【００３１】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
巻芯の外周に対して自己融着導線の任意の位置を巻き始
めとし、該巻き始めの位置から両側に延びる自己融着導
線部分のそれぞれを同時に相互に逆方向に巻回して該巻
芯の軸方向に２層となる巻線部を当該巻芯の外周に形成
し、当該自己融着導線の巻き終わり端末をそれぞれ該巻
線部の最外周より導出して２層コイルを作製でき、１連
の巻線工程は連続しており、巻線時間の短縮、巻線作業
性の改善を図ることができる。例えば、図１９乃至図２
１で示した従来技術のような所要の巻線後に最内周にあ
る巻き始め導線を巻回して最外周から引き出すと言った
工程が不要となり、巻線工程が短縮かされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概念的説明であっ
て、巻き始め状態の巻芯及び導線を示す斜視図である。

【図２】同じく巻き始めの位置から両側に延びる導線部
分の巻芯に対するそれぞれの巻回方向を示す斜視図であ
る。

【図３】同じく巻芯に１回巻き付けた状態の巻芯及び導
線を示す斜視図である。

【図４】第１の実施の形態で用いる巻枠に導線を１回巻
き付けた状態を示す正断面図である。

【図５】第１の実施の形態で用いる巻枠に導線を所要回
数巻き付けた状態を示す正断面図である。

【図６】第１の実施の形態で得られた２層空心コイルを
示す斜視図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態で用いる巻線機を示
す正面図である。

【図８】第２の実施の形態の巻線手順を示すもので、巻
線供給部からの導線を左側ホイールの導線ガイド溝に挿
通した状態の正面図である。

【図９】同じく巻線供給部からの導線を左右ホイールの
導線ガイド溝に挿通して貯線用ドラムに引っ掛けようと
する所の正面図である。

【図１０】同じく巻線供給部からの導線を貯線用ドラム
の回転によって巻き貯める工程を示す正面図である。

【図１１】同じく巻芯に対して左右ホイールを相互に逆
回転させて巻線を開始する状態を示す正面図である。

【図１２】同じく巻芯に対する巻線が終了した状態を示
す巻線部分を断面とした正面図である。

【図１３】同じく左右ホイールを相互に離間して開いた
状態を示す斜視図である。

【図１４】同じく完成した２層空心コイルを取り出す工
程を示す斜視図である。

【図１５】実開平７−３１２０号のトランス部品で用い
る従来の平面コイルの斜視図である。

【図１６】特開平５−３２６３０９号のコイル装置で用
いるコイルを作製するためのつづみ形コイルばね形状を
示す正断面図である。

【図１７】同じくつづみ形コイルばね形状を圧縮固着し
たコイルを示す斜視図である。

【図１８】同じく図１７のXVIII−XVIII断面図である。

【図１９】特公平４−４７４４２号の多層コイルの巻線
方法であって所要の巻線を終了した状態を示す正断面図
である。

【図２０】同じく内周側引出線を外周に向けて巻回する
工程を説明する正断面図である。

【図２１】同じく得られた多層コイルを示す正断面図で
ある。

【符号の説明】

１，３ 平面コイル ２ 巻線 １１ 巻枠 １２ フレーム ２０ 導線 ２１，３１ 巻芯 ２２，２３ 鍔部材 ２４ 巻線部 ２５ａ，２５ｂ 巻線端末 ３０ 空心コイル ３２，３３ ホイール ３４ 導線ガイド溝 ３５ 導線ガイド ４０ 巻線供給部 ４１ 導線ボビン ４２ テンショナー ５０ 貯線部 ５１ 貯線用ドラム ５２ バックテンショナー ６０ ワイヤーチャック ６１ カッター ６２ 取り出し用チャック

フロントページの続き (72)発明者 水野 亨 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティー ディーケイ株式会社内 (72)発明者 小野関 善宏 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティー ディーケイ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻芯の外周に対して自己融着導線の任意
   の位置を巻き始めとし、該巻き始めの位置から両側に延
   びる自己融着導線部分のそれぞれを同時に相互に逆方向
   に巻回して該巻芯の軸方向に２層となる巻線部を当該巻
   芯の外周に形成し、当該自己融着導線の巻き終わり端末
   をそれぞれ該巻線部の最外周より導出したことを特徴と
   する２層コイルの製造方法。
2. 【請求項２】 巻芯と、自己融着導線を通すガイド溝又
   は穴を有しかつ該自己融着導線の２本分の隙間を隔てて
   対向して前記巻芯の周囲を相互に逆方向に回転する第１
   及び第２のホイールと、第１のホイールのガイド溝又は
   穴に向けて一定のテンションで巻線を繰り出す巻線供給
   部と、第１及び第２のホイールのガイド溝又は穴を通っ
   た前記自己融着導線を巻回状態で貯えかつ第２のホイー
   ルのガイド溝又は穴に向けて一定テンションで繰り出す
   貯線部とを備えたことを特徴とする２層コイルの製造装
   置。