JP2004273518A - コイル素子製造装置及びコイル素子製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成が複雑になることなく、作業工数も少なくできながら、特にリング状コアに導線を簡単に巻きつけることができるコイル素子製造装置及びコイル素子製造方法を提供する。
【解決手段】リング状のコア1に導線2を案内するための導線案内部4と、導線案内部4で案内される導線2を変形させながらコア1に巻きつけるコイル形成部5とを具える。コイル形成部5は、導線案内部4で案内される導線2の供給方向をコア側に向きを変更させて導線2を湾曲させる変形面51を具える。
【選択図】 図1
【解決手段】リング状のコア1に導線2を案内するための導線案内部4と、導線案内部4で案内される導線2を変形させながらコア1に巻きつけるコイル形成部5とを具える。コイル形成部5は、導線案内部4で案内される導線2の供給方向をコア側に向きを変更させて導線2を湾曲させる変形面51を具える。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアにコイルが巻きつけられたコイル素子製造装置に関するものである。特に、リング状コアにコイルを巻きつけて形成されるトロイダルコイルの製造に適するものである。
【0002】
【従来の技術】
コイル素子の中でも、リング状コアにコイルを巻きつけて形成されるトロイダルコイルを製造する場合は、リング状コアに導線を巻きつけていく作業を有する。このリング状コアに導線を巻きつける作業は、従来は、人の手によって行われていた。
【0003】
しかし、近年、リング状コアへの導線の巻きつけを自動化するトロイダルコイルの製造方法や製造装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
自動化されたトロイダルコイルの製造方法は、例えば図22に示すように、まず、導線Aを直線の芯材Bに巻きつけて導線Aをコイル状に成形する。コイル状の導線Aを芯材Bから抜き取り空芯コイルCにする。次に、この空芯コイルCを回転駆動装置(図示せず)に取り付ける。そして、空芯コイルCの一端部を変形させてリング状コアDに巻き込ませた後、回転させながらリング状コアDに巻きつけてトロイダルコイルの製造が完了する。
【0005】
【特許文献1】特開平7−45464号公報(図1および図2)
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、以下の問題があった。まず、空芯コイルCの端部を拡径させながらリング状コアDに巻きつけていくため、コイル状にした導線Aが弾性変形限度を超えている場合には加工が困難となる。
【0006】
また、空芯コイルCを成形するための装置や、空芯コイルCを回転させながらリング状コアDに供給するための回転駆動装置を必要とすることから、装置全体が大型化する問題がある。しかも、芯材Bから空芯コイルCを抜き取る作業や、回転駆動装置に空芯コイルCを取り付ける作業を必要として作業工数も多くなる。
【0007】
また、棒状のコアに導線を巻き付けていく場合にも、まず導線をコイル状にして空芯コイルを成形し、棒状コアに空芯コイルを挿入するようにしていたため、心材かから空芯コイルを抜き取る作業や、空芯コイルを棒状コアに挿入する作業を必要として作業工数が多くなる。さらに、棒状コアの場合、コアの両端にフランジが形成されている場合には、空芯コイルをそのまま挿入することができず、リング状コイルと同様の作業が必要となる。
【0008】
そこで、本発明の目的は、構成が複雑になることなく、作業工数も少なくでき、しかもコアに導線を簡単に巻きつけることができるコイル素子製造装置及びコイル素子製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、固定されたコアに導線を巻き付ける、コイル素子製造装置であって、以下の構成を具えた製造装置:
(1)前記コアの軸心に対して交差する方向から前記導線が案内される導線案内部を有し、
(2)前記導線案内部で案内され供給される前記導線の供給方向の先に、前記導線が圧接される変形面を具えているコイル形成部を有し、
(3)前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつけることが可能となるように、前記導線案内部と前記コイル形成部の前記変形面が配置されることを有する。
請求項1に記載の発明の、コイル素子製造装置は、特に、湾曲部を有するコアに導線を巻き付ける場合に適している。湾曲部を有するコアとしては、円形、小判形、楕円形、矩形のリング状コアや、U字状のコアなどがある。さらに、請求項1に記載の発明の、コイル素子製造装置は、棒状のコアにも適用できる。棒状のコアとしては、断面は円形、小判形、楕円形、矩形等、であって、単に直線状のものだけでなく、両端部にフランジが形成されているものも挙げられる。特にフランジ付きの棒状コアに導線を巻き付ける場合に請求項1に記載の発明の、コイル素子製造装置は適している。
コアに導線を案内するための導線案内部は、供給される導線をコイル形成部まで案内する構成のものであって、例えば、導線の線径よりも大きい内径を有する長尺な直線状のパイプを用いて構成し、このパイプに導線を挿通させるものが挙げられる。
なお、導線案内部であるパイプの孔形状は導線断面形状と相似形状が望ましい。具体的には、導線の断面形状が円状の場合はパイプ断面形状も円状にし、導線の断面形状が矩形の場合はパイプ断面形状も矩形にすることが望ましい。
【0010】
さらに、コイル形成部は、導線案内部で案内される導線の供給方向をコア側に向きを変更させて導線を湾曲させる変形面を具えていることが好ましい。変形面を設けて、この変形面で導線をコイル状に成形させるだけで、コアに導線を簡単に巻きつけていくことができる。
【0011】
請求項1に記載の発明によれば、導線を連続的に変形させてコイル状に成形しながらコアに巻きつけていくことができるので、導線を空芯コイルの状態にしておく必要がなくなる。その結果、空芯コイル成形装置などの装置が不要となるばかりでなく、作業工数も少なくなる。
【0012】
また、導線の材質、硬度と共に、導線供給方向とコイル形成部変形面との角度を調整することにより、所望のコイル径のものをコアに巻き付けることができる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、特に、請求項1に記載のコイル素子製造装置であって、前記変形面を具えている前記コイル形成部が、ブロックまたはローラーを具えてなるものである。
【0014】
コイル形成部は、たとえば、導線案内部の導線送出部の近くに配設され、導線案内部で案内される導線の供給方向に対して非直交な傾斜面を有する傾斜ブロックにより構成することができる。傾斜ブロックを用いる場合は、傾斜面を変形面として、当該傾斜面に導線を接触させて導線を湾曲変形させながらコアに導線を巻きつける。なお、傾斜面には、傾斜方向に伸びる溝を形成することができる。この溝に導線を沿わすことにより、湾曲変形された導線をコアに向けて確実に案内することができる。
なお、導線の供給方向に対する傾斜ブロックの傾斜面の角度、または導線案内部の導線送出部からの距離を変えることにより、形成されるコイルの径のサイズを変えることができる。
さらに、傾斜ブロックの傾斜面を導線の供給方向と直交するように構成する場合には、導線案内部から供給される導線の先端をあらかじめコアの方向に曲げておくことにより、適切にコアに導線を巻きつけることができる。
【0015】
また、コイル形成部を、傾斜面を有する傾斜ブロックではなく、ローラーで構成し、このローラーを導線案内部の導線送出部の近くに配設するようにしてもよい。コイル形成部をローラーにより構成する場合には、ローラー外周面を変形面とする。そして、ローラーの外周面に導線を周方向に向けて接触させることにより、導線を湾曲変形させながらコアに巻きつける。
【0016】
また、ローラーを、駆動ローラーとし、この駆動ローラーは導線を導線案内部から導線を引き出す方向に回転してもよい。ローラーを駆動ローラーとすることにより、導線に対して、導線が導線案内部から引き出される方向に力が働くため、導線案内部の導線送出部とローラー間で導線に働く圧縮応力を無くすこと、又は小さくすることができる。特に座屈しやすい細い導線を導線案内部の導線送出部とローラー間で座屈させることなくコアに巻きつけることができる。
【0017】
なお、ローラーの外周面には、環状の溝を形成することができる。この環状溝に導線を当てることにより湾曲変形された導線をコアに向けて確実に案内することができる。
【0018】
また、傾斜ブロックおよびローラーに溝を設ける場合、溝が導線案内部による導線供給方向の軸線上から所定距離外れた位置に設けることにより、導線をコイル状に成形するときのピッチを調整できる。あるいは、溝付きの傾斜ブロックやローラーの溝付き斜面を導線の軸線を含む面内で旋回させることによっても、導線をコイル状に成形するときのピッチを調整できる。
請求項3に記載の発明は、特に、請求項1から2のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置であって、前記導線が巻き付けられるべき前記コアが、リング状、棒状または湾曲状である。
湾曲部を有するコアとしては、円形、小判形、楕円形、矩形のリング状コアや、U字状のコアなどがある。さらに、請求項3に記載の発明は、棒状のコアにも適用できる。棒状のコアとしては、断面は円形、小判形、楕円形、矩形等、であって、単に直線状のものだけでなく、両端部にフランジが形成されているものも挙げられる。特にフランジ付きの棒状コアに導線を巻き付ける場合に請求項3に記載の発明は適している。
【0019】
請求項4に記載の発明は、特に、請求項1から3のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置であって、前記コアに巻きついた前記導線を誘導し容易に巻取りをさせるために、前記コアに巻きついた前記導線の外周に接触するガイドローラーが付加されてなるものである。
コアに湾曲部が形成されている場合、強制回転させるガイドローラーをコアの湾曲部に巻かれている導線に接触させるように設けるようにしてもよい。
このように、コアの湾曲部の近くにガイドローラーを設けることにより、コアに湾曲部が形成されていても、コアに巻きついた導線を誘導して均一な巻き取りを行うことができる。
ここで、コアに巻きついた導線の外周に接触するガイドローラーは、要するにコアに巻きついた導線を誘導し容易に巻取りをさせるためであり、ローラー以外のものでもよい。具体的には、回転ローラー、駆動ローラー以外に、棒状のもの、ピン状のもの、ブロック状のもの、板状のもの等、を使用することができる。
【0020】
請求項5に記載の発明は、特に、請求項1から4のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置であって、前記導線が平角線であり、コアにエッジワイズ巻きされることからなる。
導線は、コイル形成部で湾曲変形できるものであれば、丸線、角線等、何でも良いが、例えば、コアにエッジワイズ巻きされる平角線が好ましい。
同じ断面積の丸線と平角線を同じコアに巻き付けた場合、丸線を用いた巻きコイルの線間ピッチは平角線を用いたエッジワイズ巻きコイルの線間ピッチよりも大きくなる。つまり、同じコアを用いた場合、平角線を用いたエッジワイズ巻きコイルの方が丸線を用いた巻きコイルよりもより多くの巻き数を得ることができる。また、同じ巻き数のコイルの場合、平角線を用いたエッジワイズ巻きコイルの方が丸線を用いた巻きコイルよりも、コアをより小型にできる。
【0021】
請求項6に記載の発明は、特に、請求項5に記載のコイル素子製造装置であって、導線案内部の導線送出部とコイル形成部の間に、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で構成された平角線倒れ防止部を具えてなる。
【0022】
ここで、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材は、要するに平角線の倒れを防止できるものであればいかなるものでもよい。具体的には、例えば、板状のもの、ピン状のもの等、を使用することができる。また、断面凹状の溝加工が施されたブロックの溝に平角線を配設し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部としてもよい。
ここで、平角線の倒れとは、リング状コアに平角線をエッジワイズ巻きする際に、平角線の平面部が平角線巻き付け部であるコアの外周面に対して平角線倒れ防止部の意図する所望の角度以上に傾くことを言う。
【0023】
請求項6に記載の発明によれば、導線案内部の導線送出部とコイル形成部の間で、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で平角線の倒れを防止できるため、コアに平角線をエッジワイズ巻きすることができる。
【0024】
請求項7に記載の発明は、特に、請求項5に記載のコイル素子製造装置であって、平角線倒れ防止部が、平角線案内部と一体に形成してなる
ここで、平角線倒れ防止部は平角線案内部と一体に平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で構成される。平角線の倒れを防止できるものであればいかなるものでもよい。具体的には、例えば、平角線案内部先端、つまり平角線が送出される平角線案内部の出口である平角線送出部に、平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように断面凹状の溝加工を施し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部とすることができる。また、平角線案内部先端に平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように板状のもの、ピン状のもの等、を設け、平角線倒れ防止部としてもよい。
請求項7に記載の発明によれば、導線案内部の導線送出部とコイル形成部の間で、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で平角線の倒れを防止できるため、コアに平角線をエッジワイズ巻きすることができる。
【0025】
請求項8に記載の発明は、特に、請求項5に記載のコイル素子製造装置であって、平角線倒れ防止部が、コイル形成部と一体に形成してなる。
【0026】
ここで、平角線倒れ防止部はコイル形成部と一体に平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で構成される。平角線の倒れを防止できるものであればいかなるものでもよい。具体的には、例えば、平角線が送出される平角線案内部の出口である平角線送出部から送出される平角線をコイル状に湾曲変形させながらコアに巻きつけるコイル形成部の変形面に、平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように断面凹状の溝加工を施し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部とすることができる。また、コイル形成部の変形面に平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように板状のもの、ピン状のもの等、を設け、平角線倒れ防止部としてもよい。
さらに、コイル形成部がローラーにより構成される場合、ローラーの外周面が平角線を湾曲変形させる変形面となる。このローラーの外周面に、平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように断面凹状の溝加工を施し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部とすることができる。
【0027】
請求項9に記載の発明は、固定されたコアに導線を巻き付ける、コイル素子製造方法であって、以下の工程を具えた製造方法:
(1)固定された前記コアの軸心に対して交差する方向から前記導線が案内される導線案内部を介して前記導線を供給する第一工程と、
(2)前記導線案内部で案内され供給される前記導線の供給方向の先に、前記導線が圧接される変形面を具えているコイル形成部に前記導線を圧接する第2工程と、
(3)前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつけることが可能となるように、前記導線案内部と前記コイル形成部の前記変形面が配置され、前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつける第3工程を有する。
【0028】
請求項9に記載の発明によれば、導線を連続的に変形させてコイル状に成形しながらコアに巻きつけていくことができるので、導線を空芯コイルの状態にしておく必要がなくなる。その結果、空芯コイル成形装置などの装置が不要となるばかりでなく、作業工数も少なくなる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコイル素子製造装置及びコイル素子製造方法についての実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態のコイル素子製造装置及びコイル素子製造方法は、トロイダルコイルを製造するための装置であるが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0030】
各実施形態で製造するトロイダルコイルは、トロイダルコイル作製用の芯材となるリング状コアと導線から構成されている。そしてリング状コアに巻線用の導線が巻きつけられている。なお、導線は平角線である。
(第1実施形態)
図1から図3は本発明の第1実施形態を示す。第1実施形態で製造するトロイダルコイルは、リング状コア1の断面形状が円形であり、導線2は平角線である。
第1実施形態のコイル素子製造装置は、導線2を送り出すための送出ローラー3を具える。送出ローラー3は図1から図2に示すように、導線2を挟むように2つのローラーで構成され、2つのローラーのうち少なくとも1つのローラーはモーター等の駆動装置により駆動されている。
【0031】
送出ローラー3は、送出ローラー3により送り出された、導線2が後記する導線案内部4のパイプ41に挿通されるようにパイプ41の導線挿入部43に近設されている。
【0032】
また、第1実施形態のコイル素子製造装置は、導線2をリング状コア1に案内するための導線案内部4を具える。導線案内部4は図2に示すように、導線2の線径よりも大きい矩形孔を有する直線状のパイプ41から構成されている。
【0033】
導線案内部4のパイプ41は、リング状コア1の断面中心を通る軸心に対して交差する方向、つまりリング中心を通る軸線と平行するように配設されている。そして、導線2が送出されるパイプ41の導線送出部42を、リング状コア1のリング外周近くに開口させている。なお、パイプ41を直線状にするのは、導線2を後記するコイル形成部5の変形面51に向けてまっすぐに送るためである。
【0034】
さらに、第1実施形態では、導線送出部42から送出される、導線2をコイル状に湾曲変形させながらリング状コア1に巻きつけるコイル形成部5を具えている。コイル形成部5は、傾斜面61を有する傾斜ブロック6で構成されている。この傾斜ブロック6の傾斜面61を、導線案内部4の案内で供給される、導線2の供給方向をコア側に向きを変更させながら、導線2を湾曲変形させる変形面51としている。
【0035】
変形面51となる傾斜面61は、図2に示すように、傾斜面61を導線案内部4による、導線2の供給方向と非直交でパイプ41の軸線上に位置させた状態で、導線送出部42に対向させている。
【0036】
なお、傾斜面61が、導線2の供給方向と直交する場合には、導線2の先端部をリング状コア1のリング外周近くにおいて、導線送出部42から出てくる、導線2の先端部をコアに向けて曲げておくことが望ましい。
【0037】
第1実施形態のコイル素子製造装置を用いてトロイダルコイルを製造する製造方法について説明する。まず、導線2を送出ローラー3により導線挿入部43から挿入し、パイプ41に挿通させる。
【0038】
つぎに、導線2を導線案内部4から連続的に送り出す。導線送出部42から送出された、導線2の先端部は傾斜ブロック6の傾斜面61に当たり、導線2は連続的に傾斜面61で湾曲変形されながら、リング状コア1にエッジワイズの状態で巻きついていく。リング状コア1の断面形状が円形なので、リング状コア1の曲面に沿って、導線2はスムーズにリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけられていく。このとき、導線2は、導線案内部4から供給され続けているので、導線2の先端部はリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつきながらリング周方向に進んでいく。
【0039】
このように、第1実施形態では、導線送出部42の近くに変形面51となる傾斜面61を有する傾斜ブロック6を設け、導線2を傾斜面61に当てるだけで簡単に、導線2を湾曲変形させながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけていくことができる。
(第2実施形態)
前記した第1実施形態では、リング状コアは断面円形のものを使用したが、図4に示す第2実施形態のように、断面矩形状のものを用いてもリング状コア1に、導線2を巻きつけていくことができる。また、リング状コアに巻きつける導線の断面は何であっても良く、多角形、円形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
【0040】
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、パイプ41からなる導線案内部4と変形面51(傾斜面61)を有する傾斜ブロック6とを具える。第2実施形態では、リング状コア1の断面が矩形状をしているので、傾斜面61に当たってコイル状に変形された、導線2はリング状コア1のリング周方向に進みにくい。
【0041】
そこで、第2実施形態では、図4に示すように、リング状コア1のリング外周側に2つのガイドローラー71を、導線2に接触するように設けている。このガイドローラー71は、リング状コア1のリング外周側における、導線2の巻きつけを助ける方向に回転する。
【0042】
第2実施形態では、導線2は導線案内部4から送られて傾斜ブロック6の傾斜面61に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きついていく。このとき、リング状コア1にエッジワイズの状態で巻きついた、導線2を、ガイドローラー71でリング状コア1のリングに沿って周方向に強制的に送っていくことができる。
【0043】
なお、第2実施形態では、2つのガイドローラー71を設けたが、ガイドローラー71は、1個だけ設けたり、複数個設けることもできる。
特に、リング状コアが矩形状の場合には、コアに直線部と湾曲部とが形成されるので、それぞれの湾曲部に対応させてガイドローラーを設けることが好ましい。
(第3実施形態)
リング状コア1の断面形状が矩形状の場合、第2実施形態では、円筒状のガイドローラー71を設けた。しかし、図5に示す第3実施形態のように、ローラーの外周面を軸方向中央の外径が小さく、軸方向両端側の外径が大きくなる湾曲面を有するガイドローラー72を用いてもよい。この場合、ガイドローラー72の湾曲面の形状は、リング状コア1のリング外周側の形状に沿うように形成する。
【0044】
第3実施形態では、リング状コア1の外周形状に合った湾曲面を有するガイドローラー72を用いることにより、ガイドローラー72に接触する導線の量が多くなるので、ガイドローラー72による、導線2の送り動作をさらに良好に行える。
【0045】
なお、第3実施形態で用いるガイドローラーの場合でも、リング状コアが矩形状の場合には、コアに直線部と湾曲部とが形成されるので、それぞれの湾曲部に対応させてガイドローラーを設けることが好ましい。
(第4実施形態)
さらに、ガイドローラーを設ける場合、図6に示す第4実施形態のように、ガイドローラー73の外周面に螺旋溝73aを形成するようにしてもよい。第4実施形態の場合は、ガイドローラー73の螺旋溝73aに、導線2が嵌め合わされ、ガイドローラー73が回転すると、導線2が螺旋溝73aにより強制的にリング状コア1のリング周方向に送られる。
【0046】
さらに、第4実施形態では、螺旋溝73aにより所定のピッチが保たれながら、導線2がリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけられていく。なお、前記第2実施形態から第4実施形態で示したガイドローラーは、断面矩形状のリング状コアだけでなく、断面形状は何であってもよく、円形、多角形、小判形、楕円形等
のリング状コアにも用いることができる。
(第5実施形態)
前記した各実施形態では、コイル形成部5として傾斜面61を有する傾斜ブロック6を用いたが、図7から図9に示す第5実施形態のように、導線案内部4を利用してコイル形成部5を構成してもよい。
【0047】
第5実施形態は、パイプ41により導線案内部4を形成するとともに、パイプ41の導線送出部42におけるパイプ41内面の一部に、導線2が圧接される傾斜面44を形成する。この傾斜面44により、パイプ41の導線送出部42がパイプ 41の軸線に対して斜め方向に開口した状態となる。なお、パイプ41の入口近くには1対の送出ローラー3が配設されている。
【0048】
第5実施形態では、図7から図9に示すように、導線案内部4をリング状コア1のリング外周に沿わせた状態で配設するとともに、導線送出部42をリング状コア1のリング外周部近くに開口させている。そして、第5実施形態では、この傾斜面44をコイル形成部5の変形面51としている。
【0049】
第5実施形態によれば、導線案内部4に挿通された、導線2の先端部は、導線送出部42に形成された傾斜面44に当たって湾曲変形されて、パイプ41の導線送出部42から湾曲変形された状態で送出される。そして、導線2が送出ローラー3により導線案内部4に連続的に供給されると、パイプ41の傾斜面44で、導線2が連続的に湾曲変形され続けて、導線2がコイル状に成形される。導線2はコイル状に成形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけられていく。
【0050】
第5実施形態では、傾斜ブロックを用いることなく、導線案内部4を利用してコイル形成部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2のコイル成形とリング状コア1への導線の巻きつけを同時に行える。
【0051】
なお、前記した第1実施形態から第4実施形態では、コイル形成部として傾斜面を有する傾斜ブロックを用いたが、コイル形成部はローラーにより構成してもよい。ローラーを用いる場合は、ローラーの外周面が導線を湾曲変形させる変形面となる。
(第6実施形態)
図10から図12は本発明の第6実施形態を示す。第6実施形態で製造するトロイダルコイルは、リング状コア1の断面形状が円形であり、導線2は平角線である。
第6実施形態では、第1実施形態と構成が同じである送出ローラー3、導線案内部4の説明は省略する。
第6実施形態では、導線送出部42から送出される、導線2をコイル状に湾曲変形させながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけるコイル形成部5は、外周面81を有するローラー8で構成されている。
このローラー8の外周面81を、導線案内部4の案内で供給される、導線2の供給方向をコア側に向きを変更させながら、導線2を湾曲変形させる変形面51としている。
【0052】
変形面51となる外周面81は、外周面81を導線案内部4による、導線2の供給方向と交わるようにパイプ41の軸線上に位置させた状態で、導線送出部42に対向させている。
導線2断面の、短辺と長辺の比が大きいものでは、導線2が湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズ巻きされるとき、線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間で、導線2が倒れることがある。
そこで、第6実施形態では、導線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間に、導線2を挟むように、導線2の両側面に配置された部材で構成された平角線倒れ防止部9を具えている。この場合、平角線倒れ防止部9は、倒れ防止ブロック91に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝92としている。凹状溝92の溝幅は、導線2の板厚よりも大きく、この凹状溝92に、導線2を配設し、凹状溝92の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第6実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2は平角線倒れ防止部9である、凹状溝92の間を通過し、ローラー8の外周面81に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻き付いていく。このとき、導線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間に設けられた平角線倒れ防止部9である、凹状溝92の両壁面で倒れが防止され、導線2の倒れを防止できるので、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
また、コイル形成部5を、ローラー8とし、ローラーで構成している。導線2がローラー8の外周面81に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻き付いていくとき、ローラー8が回転するため、導線2を導線案内部4から容易に送り出すことができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
(第7実施形態)
図13から図15は本発明の第7実施形態を示す。第6実施形態では、導線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間に、平角線倒れ防止部9を設けた。しかし、第7実施形態のように、平角線倒れ防止部9を導線案内部4と一体に形成するようにしてもよい。この場合、平角線倒れ防止部9は、導線案内部4と一体に導線送出部42に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝45としている。凹状溝45の溝幅は、導線2の板厚よりも大きく、この凹状溝45に、導線2を配設し、凹状溝45の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第7実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2は平角線倒れ防止部9である、凹状溝45の間を通過し、ローラー8の外周面81に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻き付いていく。このとき、導線案内部4と一体に設けられた平角線倒れ防止部9である、凹状溝45の両壁面で倒れが防止され、導線2の倒れを防止できるので、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
第7実施形態では、倒れ防止ブロックを用いることなく、導線案内部4を利用して平角線倒れ防止部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2の倒れを防止でき、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
(第8実施形態)
図16から図18は本発明の第8実施形態を示す。第7実施形態では、平角線倒れ防止部9を導線案内部4と一体に形成するようにして設けた。しかし、第8実施形態のように、傾斜ブロック6を用いてコイル形成部5とする方法において、平角線倒れ防止部9をコイル形成部5と一体に形成するようにしてもよい。この場合、平角線倒れ防止部9は、傾斜ブロック6と一体に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝62としている。そして、凹状溝62の底面を傾斜面61(変形面51)とし、凹状溝62の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第8実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2の先端部が、傾斜ブロック6に設けられた凹状溝62の底面、つまり傾斜面61(変形面51)に当たり、導線2は、連続的に傾斜面61で湾曲変形すると同時に、凹状溝62の両壁面で倒れが防止されながら、リング状コア1にエッジワイズ巻きされていく。
第8実施形態では、倒れ防止ブロックを用いることなく、傾斜ブロック6を利用して平角線倒れ防止部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2の倒れを防止でき、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
(第9実施形態)
図19から図21は本発明の第9実施形態を示す。第8実施形態では、傾斜ブロック6を用いてコイル形成部5とする方法において、平角線倒れ防止部9をコイル形成部5と一体に形成するようにして設けた。しかし、第9実施形態のように、ローラー8を用いてコイル形成部5とする方法において、平角線倒れ防止部9をローラー8と一体に形成するようにしてもよい。この場合、平角線倒れ防止部9は、ローラー8の外周面に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝82としている。そして、凹状溝82の底面を外周面81(変形面51)とし、凹状溝82の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第9実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2の先端部が、ローラー8に設けられた凹状溝82の底面、つまり外周面81(変形面51)に当たり、導線2は連続的に傾斜面61で湾曲変形すると同時に、凹状溝82の両壁面で倒れが防止されながら、リング状コア1にエッジワイズ巻きされていく。
第9実施形態では、倒れ防止ブロックを用いることなく、ローラー8を利用して平角線倒れ防止部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2の倒れを防止でき、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
なお、前記した第6実施形態から第9実施形態では、平角線倒れ防止部9としてそれぞれの実施形態で1個所設けたが、平角線倒れ防止部9は複数個所設けてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のコイル素子製造装置によれば、構成が複雑になることなく、作業工数も少なくできながらコアに導線を確実に巻きつけることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコイル素子製造装置の第1実施形態を示す斜視図である。
【図2】同第1実施形態のA−A断面図である。
【図3】同第1実施形態の部分斜視図である。
【図4】本発明のコイル素子製造装置の第2実施形態を示す斜視図である。
【図5】本発明のコイル素子製造装置の第3実施形態を示す正面図である。
【図6】本発明のコイル素子製造装置の第4実施形態を示す正面図である。
【図7】本発明のコイル素子製造装置の第5実施形態を示す斜視図である。
【図8】同第5実施形態のA−A断面図である。
【図9】同第5実施形態の部分斜視図である。
【図10】本発明のコイル素子製造装置の第6実施形態を示す斜視図である。
【図11】同第6実施形態のA−A断面図である。
【図12】同第6実施形態の部分斜視図である。
【図13】本発明のコイル素子製造装置の第7実施形態を示す斜視図である。
【図14】同第7実施形態のA−A断面図である。
【図15】同第7実施形態の部分斜視図である。
【図16】本発明のコイル素子製造装置の第8実施形態を示す斜視図である。
【図17】同第8実施形態のA−A断面図である。
【図18】同第8実施形態の部分斜視図である。
【図19】本発明のコイル素子製造装置の第9実施形態を示す斜視図である。
【図20】同第9実施形態のA−A断面図である。
【図21】同第9実施形態の部分斜視図である。
【図22】(a)〜(c)従来のトロイダルコイルの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 リング状コア
2 導線
4 導線案内部
5 コイル形成部
6 傾斜ブロック
8 ローラー
51 変形面
71,72,73 ガイドローラー
9 平角線倒れ防止部
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアにコイルが巻きつけられたコイル素子製造装置に関するものである。特に、リング状コアにコイルを巻きつけて形成されるトロイダルコイルの製造に適するものである。
【0002】
【従来の技術】
コイル素子の中でも、リング状コアにコイルを巻きつけて形成されるトロイダルコイルを製造する場合は、リング状コアに導線を巻きつけていく作業を有する。このリング状コアに導線を巻きつける作業は、従来は、人の手によって行われていた。
【0003】
しかし、近年、リング状コアへの導線の巻きつけを自動化するトロイダルコイルの製造方法や製造装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
自動化されたトロイダルコイルの製造方法は、例えば図22に示すように、まず、導線Aを直線の芯材Bに巻きつけて導線Aをコイル状に成形する。コイル状の導線Aを芯材Bから抜き取り空芯コイルCにする。次に、この空芯コイルCを回転駆動装置(図示せず)に取り付ける。そして、空芯コイルCの一端部を変形させてリング状コアDに巻き込ませた後、回転させながらリング状コアDに巻きつけてトロイダルコイルの製造が完了する。
【0005】
【特許文献1】特開平7−45464号公報(図1および図2)
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、以下の問題があった。まず、空芯コイルCの端部を拡径させながらリング状コアDに巻きつけていくため、コイル状にした導線Aが弾性変形限度を超えている場合には加工が困難となる。
【0006】
また、空芯コイルCを成形するための装置や、空芯コイルCを回転させながらリング状コアDに供給するための回転駆動装置を必要とすることから、装置全体が大型化する問題がある。しかも、芯材Bから空芯コイルCを抜き取る作業や、回転駆動装置に空芯コイルCを取り付ける作業を必要として作業工数も多くなる。
【0007】
また、棒状のコアに導線を巻き付けていく場合にも、まず導線をコイル状にして空芯コイルを成形し、棒状コアに空芯コイルを挿入するようにしていたため、心材かから空芯コイルを抜き取る作業や、空芯コイルを棒状コアに挿入する作業を必要として作業工数が多くなる。さらに、棒状コアの場合、コアの両端にフランジが形成されている場合には、空芯コイルをそのまま挿入することができず、リング状コイルと同様の作業が必要となる。
【0008】
そこで、本発明の目的は、構成が複雑になることなく、作業工数も少なくでき、しかもコアに導線を簡単に巻きつけることができるコイル素子製造装置及びコイル素子製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、固定されたコアに導線を巻き付ける、コイル素子製造装置であって、以下の構成を具えた製造装置:
(1)前記コアの軸心に対して交差する方向から前記導線が案内される導線案内部を有し、
(2)前記導線案内部で案内され供給される前記導線の供給方向の先に、前記導線が圧接される変形面を具えているコイル形成部を有し、
(3)前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつけることが可能となるように、前記導線案内部と前記コイル形成部の前記変形面が配置されることを有する。
請求項1に記載の発明の、コイル素子製造装置は、特に、湾曲部を有するコアに導線を巻き付ける場合に適している。湾曲部を有するコアとしては、円形、小判形、楕円形、矩形のリング状コアや、U字状のコアなどがある。さらに、請求項1に記載の発明の、コイル素子製造装置は、棒状のコアにも適用できる。棒状のコアとしては、断面は円形、小判形、楕円形、矩形等、であって、単に直線状のものだけでなく、両端部にフランジが形成されているものも挙げられる。特にフランジ付きの棒状コアに導線を巻き付ける場合に請求項1に記載の発明の、コイル素子製造装置は適している。
コアに導線を案内するための導線案内部は、供給される導線をコイル形成部まで案内する構成のものであって、例えば、導線の線径よりも大きい内径を有する長尺な直線状のパイプを用いて構成し、このパイプに導線を挿通させるものが挙げられる。
なお、導線案内部であるパイプの孔形状は導線断面形状と相似形状が望ましい。具体的には、導線の断面形状が円状の場合はパイプ断面形状も円状にし、導線の断面形状が矩形の場合はパイプ断面形状も矩形にすることが望ましい。
【0010】
さらに、コイル形成部は、導線案内部で案内される導線の供給方向をコア側に向きを変更させて導線を湾曲させる変形面を具えていることが好ましい。変形面を設けて、この変形面で導線をコイル状に成形させるだけで、コアに導線を簡単に巻きつけていくことができる。
【0011】
請求項1に記載の発明によれば、導線を連続的に変形させてコイル状に成形しながらコアに巻きつけていくことができるので、導線を空芯コイルの状態にしておく必要がなくなる。その結果、空芯コイル成形装置などの装置が不要となるばかりでなく、作業工数も少なくなる。
【0012】
また、導線の材質、硬度と共に、導線供給方向とコイル形成部変形面との角度を調整することにより、所望のコイル径のものをコアに巻き付けることができる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、特に、請求項1に記載のコイル素子製造装置であって、前記変形面を具えている前記コイル形成部が、ブロックまたはローラーを具えてなるものである。
【0014】
コイル形成部は、たとえば、導線案内部の導線送出部の近くに配設され、導線案内部で案内される導線の供給方向に対して非直交な傾斜面を有する傾斜ブロックにより構成することができる。傾斜ブロックを用いる場合は、傾斜面を変形面として、当該傾斜面に導線を接触させて導線を湾曲変形させながらコアに導線を巻きつける。なお、傾斜面には、傾斜方向に伸びる溝を形成することができる。この溝に導線を沿わすことにより、湾曲変形された導線をコアに向けて確実に案内することができる。
なお、導線の供給方向に対する傾斜ブロックの傾斜面の角度、または導線案内部の導線送出部からの距離を変えることにより、形成されるコイルの径のサイズを変えることができる。
さらに、傾斜ブロックの傾斜面を導線の供給方向と直交するように構成する場合には、導線案内部から供給される導線の先端をあらかじめコアの方向に曲げておくことにより、適切にコアに導線を巻きつけることができる。
【0015】
また、コイル形成部を、傾斜面を有する傾斜ブロックではなく、ローラーで構成し、このローラーを導線案内部の導線送出部の近くに配設するようにしてもよい。コイル形成部をローラーにより構成する場合には、ローラー外周面を変形面とする。そして、ローラーの外周面に導線を周方向に向けて接触させることにより、導線を湾曲変形させながらコアに巻きつける。
【0016】
また、ローラーを、駆動ローラーとし、この駆動ローラーは導線を導線案内部から導線を引き出す方向に回転してもよい。ローラーを駆動ローラーとすることにより、導線に対して、導線が導線案内部から引き出される方向に力が働くため、導線案内部の導線送出部とローラー間で導線に働く圧縮応力を無くすこと、又は小さくすることができる。特に座屈しやすい細い導線を導線案内部の導線送出部とローラー間で座屈させることなくコアに巻きつけることができる。
【0017】
なお、ローラーの外周面には、環状の溝を形成することができる。この環状溝に導線を当てることにより湾曲変形された導線をコアに向けて確実に案内することができる。
【0018】
また、傾斜ブロックおよびローラーに溝を設ける場合、溝が導線案内部による導線供給方向の軸線上から所定距離外れた位置に設けることにより、導線をコイル状に成形するときのピッチを調整できる。あるいは、溝付きの傾斜ブロックやローラーの溝付き斜面を導線の軸線を含む面内で旋回させることによっても、導線をコイル状に成形するときのピッチを調整できる。
請求項3に記載の発明は、特に、請求項1から2のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置であって、前記導線が巻き付けられるべき前記コアが、リング状、棒状または湾曲状である。
湾曲部を有するコアとしては、円形、小判形、楕円形、矩形のリング状コアや、U字状のコアなどがある。さらに、請求項3に記載の発明は、棒状のコアにも適用できる。棒状のコアとしては、断面は円形、小判形、楕円形、矩形等、であって、単に直線状のものだけでなく、両端部にフランジが形成されているものも挙げられる。特にフランジ付きの棒状コアに導線を巻き付ける場合に請求項3に記載の発明は適している。
【0019】
請求項4に記載の発明は、特に、請求項1から3のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置であって、前記コアに巻きついた前記導線を誘導し容易に巻取りをさせるために、前記コアに巻きついた前記導線の外周に接触するガイドローラーが付加されてなるものである。
コアに湾曲部が形成されている場合、強制回転させるガイドローラーをコアの湾曲部に巻かれている導線に接触させるように設けるようにしてもよい。
このように、コアの湾曲部の近くにガイドローラーを設けることにより、コアに湾曲部が形成されていても、コアに巻きついた導線を誘導して均一な巻き取りを行うことができる。
ここで、コアに巻きついた導線の外周に接触するガイドローラーは、要するにコアに巻きついた導線を誘導し容易に巻取りをさせるためであり、ローラー以外のものでもよい。具体的には、回転ローラー、駆動ローラー以外に、棒状のもの、ピン状のもの、ブロック状のもの、板状のもの等、を使用することができる。
【0020】
請求項5に記載の発明は、特に、請求項1から4のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置であって、前記導線が平角線であり、コアにエッジワイズ巻きされることからなる。
導線は、コイル形成部で湾曲変形できるものであれば、丸線、角線等、何でも良いが、例えば、コアにエッジワイズ巻きされる平角線が好ましい。
同じ断面積の丸線と平角線を同じコアに巻き付けた場合、丸線を用いた巻きコイルの線間ピッチは平角線を用いたエッジワイズ巻きコイルの線間ピッチよりも大きくなる。つまり、同じコアを用いた場合、平角線を用いたエッジワイズ巻きコイルの方が丸線を用いた巻きコイルよりもより多くの巻き数を得ることができる。また、同じ巻き数のコイルの場合、平角線を用いたエッジワイズ巻きコイルの方が丸線を用いた巻きコイルよりも、コアをより小型にできる。
【0021】
請求項6に記載の発明は、特に、請求項5に記載のコイル素子製造装置であって、導線案内部の導線送出部とコイル形成部の間に、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で構成された平角線倒れ防止部を具えてなる。
【0022】
ここで、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材は、要するに平角線の倒れを防止できるものであればいかなるものでもよい。具体的には、例えば、板状のもの、ピン状のもの等、を使用することができる。また、断面凹状の溝加工が施されたブロックの溝に平角線を配設し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部としてもよい。
ここで、平角線の倒れとは、リング状コアに平角線をエッジワイズ巻きする際に、平角線の平面部が平角線巻き付け部であるコアの外周面に対して平角線倒れ防止部の意図する所望の角度以上に傾くことを言う。
【0023】
請求項6に記載の発明によれば、導線案内部の導線送出部とコイル形成部の間で、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で平角線の倒れを防止できるため、コアに平角線をエッジワイズ巻きすることができる。
【0024】
請求項7に記載の発明は、特に、請求項5に記載のコイル素子製造装置であって、平角線倒れ防止部が、平角線案内部と一体に形成してなる
ここで、平角線倒れ防止部は平角線案内部と一体に平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で構成される。平角線の倒れを防止できるものであればいかなるものでもよい。具体的には、例えば、平角線案内部先端、つまり平角線が送出される平角線案内部の出口である平角線送出部に、平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように断面凹状の溝加工を施し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部とすることができる。また、平角線案内部先端に平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように板状のもの、ピン状のもの等、を設け、平角線倒れ防止部としてもよい。
請求項7に記載の発明によれば、導線案内部の導線送出部とコイル形成部の間で、平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で平角線の倒れを防止できるため、コアに平角線をエッジワイズ巻きすることができる。
【0025】
請求項8に記載の発明は、特に、請求項5に記載のコイル素子製造装置であって、平角線倒れ防止部が、コイル形成部と一体に形成してなる。
【0026】
ここで、平角線倒れ防止部はコイル形成部と一体に平角線を挟むように平角線の両側面に配置された部材で構成される。平角線の倒れを防止できるものであればいかなるものでもよい。具体的には、例えば、平角線が送出される平角線案内部の出口である平角線送出部から送出される平角線をコイル状に湾曲変形させながらコアに巻きつけるコイル形成部の変形面に、平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように断面凹状の溝加工を施し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部とすることができる。また、コイル形成部の変形面に平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように板状のもの、ピン状のもの等、を設け、平角線倒れ防止部としてもよい。
さらに、コイル形成部がローラーにより構成される場合、ローラーの外周面が平角線を湾曲変形させる変形面となる。このローラーの外周面に、平角線の長手方向の面が両側から挟持されるように断面凹状の溝加工を施し、凹状の両壁面を平角線倒れ防止部とすることができる。
【0027】
請求項9に記載の発明は、固定されたコアに導線を巻き付ける、コイル素子製造方法であって、以下の工程を具えた製造方法:
(1)固定された前記コアの軸心に対して交差する方向から前記導線が案内される導線案内部を介して前記導線を供給する第一工程と、
(2)前記導線案内部で案内され供給される前記導線の供給方向の先に、前記導線が圧接される変形面を具えているコイル形成部に前記導線を圧接する第2工程と、
(3)前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつけることが可能となるように、前記導線案内部と前記コイル形成部の前記変形面が配置され、前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつける第3工程を有する。
【0028】
請求項9に記載の発明によれば、導線を連続的に変形させてコイル状に成形しながらコアに巻きつけていくことができるので、導線を空芯コイルの状態にしておく必要がなくなる。その結果、空芯コイル成形装置などの装置が不要となるばかりでなく、作業工数も少なくなる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコイル素子製造装置及びコイル素子製造方法についての実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態のコイル素子製造装置及びコイル素子製造方法は、トロイダルコイルを製造するための装置であるが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0030】
各実施形態で製造するトロイダルコイルは、トロイダルコイル作製用の芯材となるリング状コアと導線から構成されている。そしてリング状コアに巻線用の導線が巻きつけられている。なお、導線は平角線である。
(第1実施形態)
図1から図3は本発明の第1実施形態を示す。第1実施形態で製造するトロイダルコイルは、リング状コア1の断面形状が円形であり、導線2は平角線である。
第1実施形態のコイル素子製造装置は、導線2を送り出すための送出ローラー3を具える。送出ローラー3は図1から図2に示すように、導線2を挟むように2つのローラーで構成され、2つのローラーのうち少なくとも1つのローラーはモーター等の駆動装置により駆動されている。
【0031】
送出ローラー3は、送出ローラー3により送り出された、導線2が後記する導線案内部4のパイプ41に挿通されるようにパイプ41の導線挿入部43に近設されている。
【0032】
また、第1実施形態のコイル素子製造装置は、導線2をリング状コア1に案内するための導線案内部4を具える。導線案内部4は図2に示すように、導線2の線径よりも大きい矩形孔を有する直線状のパイプ41から構成されている。
【0033】
導線案内部4のパイプ41は、リング状コア1の断面中心を通る軸心に対して交差する方向、つまりリング中心を通る軸線と平行するように配設されている。そして、導線2が送出されるパイプ41の導線送出部42を、リング状コア1のリング外周近くに開口させている。なお、パイプ41を直線状にするのは、導線2を後記するコイル形成部5の変形面51に向けてまっすぐに送るためである。
【0034】
さらに、第1実施形態では、導線送出部42から送出される、導線2をコイル状に湾曲変形させながらリング状コア1に巻きつけるコイル形成部5を具えている。コイル形成部5は、傾斜面61を有する傾斜ブロック6で構成されている。この傾斜ブロック6の傾斜面61を、導線案内部4の案内で供給される、導線2の供給方向をコア側に向きを変更させながら、導線2を湾曲変形させる変形面51としている。
【0035】
変形面51となる傾斜面61は、図2に示すように、傾斜面61を導線案内部4による、導線2の供給方向と非直交でパイプ41の軸線上に位置させた状態で、導線送出部42に対向させている。
【0036】
なお、傾斜面61が、導線2の供給方向と直交する場合には、導線2の先端部をリング状コア1のリング外周近くにおいて、導線送出部42から出てくる、導線2の先端部をコアに向けて曲げておくことが望ましい。
【0037】
第1実施形態のコイル素子製造装置を用いてトロイダルコイルを製造する製造方法について説明する。まず、導線2を送出ローラー3により導線挿入部43から挿入し、パイプ41に挿通させる。
【0038】
つぎに、導線2を導線案内部4から連続的に送り出す。導線送出部42から送出された、導線2の先端部は傾斜ブロック6の傾斜面61に当たり、導線2は連続的に傾斜面61で湾曲変形されながら、リング状コア1にエッジワイズの状態で巻きついていく。リング状コア1の断面形状が円形なので、リング状コア1の曲面に沿って、導線2はスムーズにリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけられていく。このとき、導線2は、導線案内部4から供給され続けているので、導線2の先端部はリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつきながらリング周方向に進んでいく。
【0039】
このように、第1実施形態では、導線送出部42の近くに変形面51となる傾斜面61を有する傾斜ブロック6を設け、導線2を傾斜面61に当てるだけで簡単に、導線2を湾曲変形させながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけていくことができる。
(第2実施形態)
前記した第1実施形態では、リング状コアは断面円形のものを使用したが、図4に示す第2実施形態のように、断面矩形状のものを用いてもリング状コア1に、導線2を巻きつけていくことができる。また、リング状コアに巻きつける導線の断面は何であっても良く、多角形、円形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
【0040】
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、パイプ41からなる導線案内部4と変形面51(傾斜面61)を有する傾斜ブロック6とを具える。第2実施形態では、リング状コア1の断面が矩形状をしているので、傾斜面61に当たってコイル状に変形された、導線2はリング状コア1のリング周方向に進みにくい。
【0041】
そこで、第2実施形態では、図4に示すように、リング状コア1のリング外周側に2つのガイドローラー71を、導線2に接触するように設けている。このガイドローラー71は、リング状コア1のリング外周側における、導線2の巻きつけを助ける方向に回転する。
【0042】
第2実施形態では、導線2は導線案内部4から送られて傾斜ブロック6の傾斜面61に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きついていく。このとき、リング状コア1にエッジワイズの状態で巻きついた、導線2を、ガイドローラー71でリング状コア1のリングに沿って周方向に強制的に送っていくことができる。
【0043】
なお、第2実施形態では、2つのガイドローラー71を設けたが、ガイドローラー71は、1個だけ設けたり、複数個設けることもできる。
特に、リング状コアが矩形状の場合には、コアに直線部と湾曲部とが形成されるので、それぞれの湾曲部に対応させてガイドローラーを設けることが好ましい。
(第3実施形態)
リング状コア1の断面形状が矩形状の場合、第2実施形態では、円筒状のガイドローラー71を設けた。しかし、図5に示す第3実施形態のように、ローラーの外周面を軸方向中央の外径が小さく、軸方向両端側の外径が大きくなる湾曲面を有するガイドローラー72を用いてもよい。この場合、ガイドローラー72の湾曲面の形状は、リング状コア1のリング外周側の形状に沿うように形成する。
【0044】
第3実施形態では、リング状コア1の外周形状に合った湾曲面を有するガイドローラー72を用いることにより、ガイドローラー72に接触する導線の量が多くなるので、ガイドローラー72による、導線2の送り動作をさらに良好に行える。
【0045】
なお、第3実施形態で用いるガイドローラーの場合でも、リング状コアが矩形状の場合には、コアに直線部と湾曲部とが形成されるので、それぞれの湾曲部に対応させてガイドローラーを設けることが好ましい。
(第4実施形態)
さらに、ガイドローラーを設ける場合、図6に示す第4実施形態のように、ガイドローラー73の外周面に螺旋溝73aを形成するようにしてもよい。第4実施形態の場合は、ガイドローラー73の螺旋溝73aに、導線2が嵌め合わされ、ガイドローラー73が回転すると、導線2が螺旋溝73aにより強制的にリング状コア1のリング周方向に送られる。
【0046】
さらに、第4実施形態では、螺旋溝73aにより所定のピッチが保たれながら、導線2がリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけられていく。なお、前記第2実施形態から第4実施形態で示したガイドローラーは、断面矩形状のリング状コアだけでなく、断面形状は何であってもよく、円形、多角形、小判形、楕円形等
のリング状コアにも用いることができる。
(第5実施形態)
前記した各実施形態では、コイル形成部5として傾斜面61を有する傾斜ブロック6を用いたが、図7から図9に示す第5実施形態のように、導線案内部4を利用してコイル形成部5を構成してもよい。
【0047】
第5実施形態は、パイプ41により導線案内部4を形成するとともに、パイプ41の導線送出部42におけるパイプ41内面の一部に、導線2が圧接される傾斜面44を形成する。この傾斜面44により、パイプ41の導線送出部42がパイプ 41の軸線に対して斜め方向に開口した状態となる。なお、パイプ41の入口近くには1対の送出ローラー3が配設されている。
【0048】
第5実施形態では、図7から図9に示すように、導線案内部4をリング状コア1のリング外周に沿わせた状態で配設するとともに、導線送出部42をリング状コア1のリング外周部近くに開口させている。そして、第5実施形態では、この傾斜面44をコイル形成部5の変形面51としている。
【0049】
第5実施形態によれば、導線案内部4に挿通された、導線2の先端部は、導線送出部42に形成された傾斜面44に当たって湾曲変形されて、パイプ41の導線送出部42から湾曲変形された状態で送出される。そして、導線2が送出ローラー3により導線案内部4に連続的に供給されると、パイプ41の傾斜面44で、導線2が連続的に湾曲変形され続けて、導線2がコイル状に成形される。導線2はコイル状に成形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけられていく。
【0050】
第5実施形態では、傾斜ブロックを用いることなく、導線案内部4を利用してコイル形成部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2のコイル成形とリング状コア1への導線の巻きつけを同時に行える。
【0051】
なお、前記した第1実施形態から第4実施形態では、コイル形成部として傾斜面を有する傾斜ブロックを用いたが、コイル形成部はローラーにより構成してもよい。ローラーを用いる場合は、ローラーの外周面が導線を湾曲変形させる変形面となる。
(第6実施形態)
図10から図12は本発明の第6実施形態を示す。第6実施形態で製造するトロイダルコイルは、リング状コア1の断面形状が円形であり、導線2は平角線である。
第6実施形態では、第1実施形態と構成が同じである送出ローラー3、導線案内部4の説明は省略する。
第6実施形態では、導線送出部42から送出される、導線2をコイル状に湾曲変形させながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻きつけるコイル形成部5は、外周面81を有するローラー8で構成されている。
このローラー8の外周面81を、導線案内部4の案内で供給される、導線2の供給方向をコア側に向きを変更させながら、導線2を湾曲変形させる変形面51としている。
【0052】
変形面51となる外周面81は、外周面81を導線案内部4による、導線2の供給方向と交わるようにパイプ41の軸線上に位置させた状態で、導線送出部42に対向させている。
導線2断面の、短辺と長辺の比が大きいものでは、導線2が湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズ巻きされるとき、線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間で、導線2が倒れることがある。
そこで、第6実施形態では、導線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間に、導線2を挟むように、導線2の両側面に配置された部材で構成された平角線倒れ防止部9を具えている。この場合、平角線倒れ防止部9は、倒れ防止ブロック91に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝92としている。凹状溝92の溝幅は、導線2の板厚よりも大きく、この凹状溝92に、導線2を配設し、凹状溝92の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第6実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2は平角線倒れ防止部9である、凹状溝92の間を通過し、ローラー8の外周面81に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻き付いていく。このとき、導線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間に設けられた平角線倒れ防止部9である、凹状溝92の両壁面で倒れが防止され、導線2の倒れを防止できるので、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
また、コイル形成部5を、ローラー8とし、ローラーで構成している。導線2がローラー8の外周面81に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻き付いていくとき、ローラー8が回転するため、導線2を導線案内部4から容易に送り出すことができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
(第7実施形態)
図13から図15は本発明の第7実施形態を示す。第6実施形態では、導線案内部4の導線送出部42とコイル形成部5の間に、平角線倒れ防止部9を設けた。しかし、第7実施形態のように、平角線倒れ防止部9を導線案内部4と一体に形成するようにしてもよい。この場合、平角線倒れ防止部9は、導線案内部4と一体に導線送出部42に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝45としている。凹状溝45の溝幅は、導線2の板厚よりも大きく、この凹状溝45に、導線2を配設し、凹状溝45の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第7実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2は平角線倒れ防止部9である、凹状溝45の間を通過し、ローラー8の外周面81に当たり、湾曲変形されながらリング状コア1にエッジワイズの状態で巻き付いていく。このとき、導線案内部4と一体に設けられた平角線倒れ防止部9である、凹状溝45の両壁面で倒れが防止され、導線2の倒れを防止できるので、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
第7実施形態では、倒れ防止ブロックを用いることなく、導線案内部4を利用して平角線倒れ防止部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2の倒れを防止でき、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
(第8実施形態)
図16から図18は本発明の第8実施形態を示す。第7実施形態では、平角線倒れ防止部9を導線案内部4と一体に形成するようにして設けた。しかし、第8実施形態のように、傾斜ブロック6を用いてコイル形成部5とする方法において、平角線倒れ防止部9をコイル形成部5と一体に形成するようにしてもよい。この場合、平角線倒れ防止部9は、傾斜ブロック6と一体に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝62としている。そして、凹状溝62の底面を傾斜面61(変形面51)とし、凹状溝62の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第8実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2の先端部が、傾斜ブロック6に設けられた凹状溝62の底面、つまり傾斜面61(変形面51)に当たり、導線2は、連続的に傾斜面61で湾曲変形すると同時に、凹状溝62の両壁面で倒れが防止されながら、リング状コア1にエッジワイズ巻きされていく。
第8実施形態では、倒れ防止ブロックを用いることなく、傾斜ブロック6を利用して平角線倒れ防止部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2の倒れを防止でき、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
(第9実施形態)
図19から図21は本発明の第9実施形態を示す。第8実施形態では、傾斜ブロック6を用いてコイル形成部5とする方法において、平角線倒れ防止部9をコイル形成部5と一体に形成するようにして設けた。しかし、第9実施形態のように、ローラー8を用いてコイル形成部5とする方法において、平角線倒れ防止部9をローラー8と一体に形成するようにしてもよい。この場合、平角線倒れ防止部9は、ローラー8の外周面に断面凹状の溝加工を施し、この凹状溝82としている。そして、凹状溝82の底面を外周面81(変形面51)とし、凹状溝82の両壁面を平角線倒れ防止部材としている。
第9実施形態では、導線案内部4から連続的に送り出され、導線送出部42から送出された、導線2の先端部が、ローラー8に設けられた凹状溝82の底面、つまり外周面81(変形面51)に当たり、導線2は連続的に傾斜面61で湾曲変形すると同時に、凹状溝82の両壁面で倒れが防止されながら、リング状コア1にエッジワイズ巻きされていく。
第9実施形態では、倒れ防止ブロックを用いることなく、ローラー8を利用して平角線倒れ防止部を構成しているので、部品点数が増えることなく、導線2の倒れを防止でき、リング状コア1に、導線2をエッジワイズ巻きすることができる。
なお、リング状コア1の断面形状は何であってもよく、多角形、小判形、楕円形等、形状は問わない。
なお、前記した第6実施形態から第9実施形態では、平角線倒れ防止部9としてそれぞれの実施形態で1個所設けたが、平角線倒れ防止部9は複数個所設けてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のコイル素子製造装置によれば、構成が複雑になることなく、作業工数も少なくできながらコアに導線を確実に巻きつけることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコイル素子製造装置の第1実施形態を示す斜視図である。
【図2】同第1実施形態のA−A断面図である。
【図3】同第1実施形態の部分斜視図である。
【図4】本発明のコイル素子製造装置の第2実施形態を示す斜視図である。
【図5】本発明のコイル素子製造装置の第3実施形態を示す正面図である。
【図6】本発明のコイル素子製造装置の第4実施形態を示す正面図である。
【図7】本発明のコイル素子製造装置の第5実施形態を示す斜視図である。
【図8】同第5実施形態のA−A断面図である。
【図9】同第5実施形態の部分斜視図である。
【図10】本発明のコイル素子製造装置の第6実施形態を示す斜視図である。
【図11】同第6実施形態のA−A断面図である。
【図12】同第6実施形態の部分斜視図である。
【図13】本発明のコイル素子製造装置の第7実施形態を示す斜視図である。
【図14】同第7実施形態のA−A断面図である。
【図15】同第7実施形態の部分斜視図である。
【図16】本発明のコイル素子製造装置の第8実施形態を示す斜視図である。
【図17】同第8実施形態のA−A断面図である。
【図18】同第8実施形態の部分斜視図である。
【図19】本発明のコイル素子製造装置の第9実施形態を示す斜視図である。
【図20】同第9実施形態のA−A断面図である。
【図21】同第9実施形態の部分斜視図である。
【図22】(a)〜(c)従来のトロイダルコイルの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 リング状コア
2 導線
4 導線案内部
5 コイル形成部
6 傾斜ブロック
8 ローラー
51 変形面
71,72,73 ガイドローラー
9 平角線倒れ防止部
Claims (9)
- 固定されたコアに導線を巻き付ける、コイル素子製造装置であって、以下の構成を具えた製造装置:
(1)前記コアの軸心に対して交差する方向から前記導線が案内される導線案内部を有し、
(2)前記導線案内部で案内され供給される前記導線の供給方向の先に、前記導線が圧接される変形面を具えているコイル形成部を有し、
(3)前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつけることが可能となるように、前記導線案内部と前記コイル形成部の前記変形面が配置されることを有する。 - 前記変形面を具えている前記コイル形成部が、ブロックまたはローラーを具えてなる請求項1に記載のコイル素子製造装置。
- 前記導線が巻き付けられるべき前記コアが、リング状、棒状または湾曲状である請求項1から2のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置。
- 前記コアに巻きついた前記導線を誘導し容易に巻取りをさせるために、前記コアに巻きついた前記導線の外周に接触するガイドローラーが付加されてなる請求項1から3のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置。
- 前記導線が平角線であり、前記コアにエッジワイズ巻きされることからなる請求項1から4のいずれか1項に記載のコイル素子製造装置。
- 前記導線案内部の導線送出部と前記コイル形成部の間に、前記平角線を挟むように前記平角線の両側面に配置された部材で構成された平角線倒れ防止部を具えてなる請求項5に記載のコイル素子製造装置。
- 前記平角線倒れ防止部が、前記平角線案内部と一体に形成してなる請求項5に記載のコイル素子製造装置。
- 前記平角線倒れ防止部が、前記コイル形成部と一体に形成してなる請求項5に記載のコイル素子製造装置。
- 固定された前記コアに前記導線を巻き付ける、コイル素子製造方法であって、以下の工程を具えた製造方法:
(1)固定された前記コアの軸心に対して交差する方向から前記導線が案内される導線案内部を介して前記導線を供給する第一工程と、
(2)前記導線案内部で案内され供給される前記導線の供給方向の先に、前記導線が圧接される変形面を具えているコイル形成部に前記導線を圧接する第2工程と、
(3)前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつけることが可能となるように、前記導線案内部と前記コイル形成部の前記変形面が配置され、前記変形面で前記導線が圧接され、前記導線の方向を前記コア側に変更させて前記導線を湾曲させながら前記コアに巻きつける第3工程を有する。
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