JP4723100B2

JP4723100B2 - コイルの製造方法

Info

Publication number: JP4723100B2
Application number: JP2001045873A
Authority: JP
Inventors: 隆夫宮坂; 健三田中
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP2002252134A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
測定対象体に流れる電流を非接触で測定する方法として、特開２０００−６５８６８号に開示されたロゴスキーコイルを電流プローブとして用いた測定方法が知られている。このロゴスキーコイルは、同公報の図１０に示されるように、円環状のコイル支持体（１０１）に絶縁導線を一様なピッチで巻いたコイル（１０２）と、そのコイル（１０２）の終端の絶縁導線をコイル（１０２）の中心を通して折り返した帰路線（１０３）とを有し、巻始めの絶縁導線と折り返した絶縁導線とを近接して引き出す構造を備えている。
【０００３】
この電流プローブを用いて測定対象体の電流を測定する際には、測定対象体（１０４）を取り巻くようにロゴスキーコイルを配置する。これにより、この測定対象体（１０４）の長手方向に電流が流れた際に、コイル（１０２）を貫通する磁界が変化してコイル（１０２）に電圧が誘導されるため、この電圧に基づいて測定対象体に流れる電流を測定することができる。ところで、この種のロゴスキーコイルとしては、一般的には、まず、絶縁導線の一端を固定した棒状のコイル支持体（１０１）を片手で回転させつつ他方の手で絶縁導線を送り出して、コイル支持体（１０１）の外周面に絶縁導線を巻き付ける。続いて、同公報の図１０に示すように、棒状のコイル支持体（１０１）の両端同士を結合させて環状に形成することによってロゴスキーコイルを製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のロゴスキーコイルの製造方法には、以下の問題点がある。すなわち、ロゴスキーコイルは、測定対象体を取り巻くように配置されるため、可撓性を有する材料でコイル支持体を構成する必要がある。したがって、コイル支持体に絶縁導線を手作業で巻き付ける際に、コイル支持体が撓むため、絶縁導線を巻き付けにくく、その結果、巻付け作業が非常に煩雑であると共にコストアップの要因になっているという問題点がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、コイル支持体に絶縁導線を精度良く容易に巻き付けることができるコイルの製造方法を提供することを主目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載のコイルの製造方法は、軸線方向に沿って第１スリットを周壁に開口させた支持筒体を回転不可状態に固定し、当該支持筒体内に長尺のコイル支持体をその一端部が突出するように挿入し、前記第１スリットを介して当該コイル支持体の外周面と当該支持筒体の内周面との間に絶縁導線を供給しつつ、前記コイル支持体の前記一端部を片持ちした状態で当該コイル支持体を回転させることにより、当該コイル支持体の外周面に前記絶縁導線を巻き付けてコイルを製造することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のコイルの製造方法は、請求項１記載のコイルの製造方法において、前記支持筒体の内壁と前記絶縁導線との接触を防止するためのスペーサを当該支持筒体内に配置することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載のコイルの製造方法は、請求項２記載のコイルの製造方法において、前記第１スリットに対向して開口する第２スリットが周壁に形成された筒状体を前記スペーサとして用いることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載のコイルの製造方法は、請求項３記載のコイルの製造方法において、前記スペーサとして紙管を用いることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るコイルの製造方法の好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
最初に、このコイルの製造方法に使用するコイル製造治具１の構成について、図１，２を参照して説明する。
【００１２】
コイル製造治具１は、両図に示すように、支持筒体２およびスペーサ３を備え、図３に示すコイル支持体４を支持筒体２内に挿入して、そのコイル支持体４の外周面に絶縁導線５を巻き付けることによってロゴスキーコイルを製造可能に構成されている。
【００１３】
支持筒体２は、剛性を有する材料（金属材料や合成樹脂材料）を用いて形成され、その内周面が円形の断面形状に構成されている。この場合、製造の容易性を考慮して円筒体で支持筒体２を構成しているが、少なくともその内周面の断面形状が円形であればよく、その外周面の断面形状を楕円や多角形に形成してもよい。外周面の断面形状を楕円や多角形に形成した場合、円筒体で構成するのと比較して、ロゴスキーコイルの製造時において、支持筒体２を回転させることなく確実に保持することが可能となる。また、支持筒体２の周壁には、絶縁導線５をコイル支持体４に供給するためのスリット（第１スリット）２ａが形成されている。このスリット２ａは、軸線Ｘ方向に沿って支持筒体２の一端側（図１において左端）から他端（図１において右端）近傍に亘り、一定の開口幅Ｗ１で形成されている。この場合、スリット２ａを支持筒体２の両端に亘って形成することも可能であるが、支持筒体２の強度確保の面からは、少なくとも支持筒体２の一方の端部側では、スリット２ａをその端縁まで形成せずにその近傍で止めておく構成を採用するのが好ましい。
【００１４】
スペーサ３は、支持筒体２内に配置され、支持筒体２の内壁とコイル支持体４の外周面に巻き付けられる絶縁導線５との接触を防止することにより、支持筒体２との接触による絶縁導線５の絶縁被覆の損傷を防止すると共に絶縁導線５に加わる摩擦力を軽減する。スペーサ３は、例えば、円筒状の紙管を用いて構成され、支持筒体２の内壁に両面テープによって固定される。また、スペーサ３の周壁には、スリット２ａに対向して開口するスリット（第２スリット）３ａが形成されている。このスリット３ａは、その開口幅Ｗ２がスリット２ａの開口幅Ｗ１よりも幅狭に形成され、かつ、その両開口縁がスリット２ａの両開口縁間に位置するように配置され、絶縁導線５とスリット２ａの口縁との接触を確実に防止する構成となっている。
【００１５】
コイル支持体４は、図３に示すように、ロゴスキーコイルにおける帰路線の形成を容易にするため、中心導体４ａが絶縁被覆４ｂで覆われて形成されたケーブルが使用されている。
【００１６】
次に、このコイル製造治具１を用いたロゴスキーコイルの製造方法について、図３，４を参照して説明する。
【００１７】
まず、図３に示すように、支持筒体２を回転させないようにして例えば万力で固定する。次に、支持筒体２の一端側（同図において右端側）から、支持筒体２の内部に（具体的にはスペーサ３の内部に）にコイル支持体４を挿入する。この状態では、可撓性を有するコイル支持体４が支持筒体２によって撓むことなく保持される。次いで、支持筒体２の他端側（同図において左端側）から突出するコイル支持体４の端部を回転機構１０のチャック部１１に固定する。続いて、リール（図示を省略）から引き出した絶縁導線５の先端をコイル支持体４の突出している端部に固定する。なお、図外のテンション付与機構が設けられており、絶縁導線５はテンション付与機構によって常時テンションを加えられた状態でリールから引き出される。
【００１８】
続いて、回転機構１０のモータ１２を作動させ、チャック部１１を支持筒体２の軸線Ｘを中心として回転させることにより、軸線Ｘを中心としてコイル支持体４を回転させる。この際に、コイル支持体４が回転することによって、コイル支持体４の外周面に絶縁導線５が自動的に巻き付けられる。この場合、コイル支持体４は、支持筒体２によって保持され、支持筒体２の軸線Ｘを中心として撓むことなく回転する。このため、その外周面に安定して精度良く一定のピッチで絶縁導線５が巻き付けられる。また、絶縁導線５のコイル支持体４への巻き付け作業が進むに従い、コイル支持体４に対する絶縁導線５の供給位置（絶縁導線５とコイル支持体４とが接する位置）Ｃが、コイル支持体４の突出側端部から挿入側端部方向に次第に移動する。この後、支持筒体２の一端側（図３において左端側）に達した際には、図３，４に示すように、支持筒体２とスペーサ３のそれぞれに形成されたスリット２ａ，３ａを介して、コイル支持体４の外周面と支持筒体２の内周面（具体的にはスペーサ３の内周面）との間に絶縁導線５が供給される。したがって、絶縁導線５は、支持筒体２との干渉を回避しつつ、連続してコイル支持体４の外周面に巻き付けられる。また、紙管のスペーサ３を用いているため、大きな力が加わった際に紙管３が変形して絶縁導線５に対する負荷が軽減されると共に、スペーサ３（紙管）がある程度の剛性を備えているため、その内壁でコイル支持体４に巻き付けられた絶縁導線５を押さえ付けることによって緩みが防止される。
【００１９】
その後、コイル支持体４の外周面に巻き付けられた絶縁導線５によって形成されるコイル６が所望の長さに達し際には、回転機構１０によるコイル支持体４の回転を停止させて、同時に絶縁導線５の供給も停止させる。次いで、リールから引き出した絶縁導線５を切断した後に端末処理を行う。この端末処理では、コイル６の巻き終わり端部と、コイル支持体４として使用したケーブルの中心導体４ａの端末とを電気的に接続する。以上の処理により、図５に示すように、その帰路線が、コイル支持体４としてのケーブルの中心導体４ａで構成されたロゴスキーコイル７が製造される。
【００２０】
このように、このロゴスキーコイル７の製造方法によれば、支持筒体２内にコイル支持体４を挿入し、スリット２ａ，３ａを介してコイル支持体４の外周面と支持筒体２の内周面（正確にはスペーサ３の内周面）との間に絶縁導線５を供給しつつ、コイル支持体４を支持筒体２の軸線を中心として回転させてコイル支持体４の外周面に絶縁導線５を巻き付けることにより、支持筒体２によってコイル支持体４を回転可能に保持した状態で絶縁導線５を巻き付けてロゴスキーコイル７を製造することができる。このため、絶縁導線５を介して加わるテンションによって可撓性を有するコイル支持体４を屈曲させることなく、安定して精度良く一定のピッチで絶縁導線５を巻き付けることができる結果、高精度で巻き回されたロゴスキーコイル７を容易に製造することができる。
【００２１】
なお、上述した実施の形態におけるスペーサ３として、紙管に代えて、樹脂製の筒体または樹脂シートを用いることができる。また、コイル支持体を固定した状態でコイル支持体の軸線を中心として支持筒体および絶縁導線の供給リールを回転させることもでき、支持筒体を固定した状態で支持筒体の軸線を中心としてコイル支持体を回転させる手法と同様の効果を得ることができる。さらに、摩擦係数の小さい材料を用いて支持筒体２を構成し、絶縁導線５の絶縁皮膜に接触したとしてもその絶縁被覆を損傷するおそれがない場合、スペーサ３の配設を省いて構成することもでき、かかる場合には、治具の構成の簡略化することができる。また、本発明におけるコイルは、ロゴスキーコイル７に限定されず、空芯コイルの製造方法にも適用することができるのは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載のコイルの製造方法によれば、支持筒体内にコイル支持体を挿入し、第１のスリットを介してコイル支持体の外周面と支持筒体の内周面との間に絶縁導線を供給しつつ、コイル支持体を回転させてコイル支持体の外周面に絶縁導線を巻き付けることにより、支持筒体によってコイル支持体を回転可能に保持した状態で絶縁導線を巻き付けてコイルを製造することができる。したがって、絶縁導線を介して加わるテンションによってコイル支持体を屈曲させることなく、安定して精度良く一定のピッチで絶縁導線を巻き付けることができる結果、高精度で巻き回されたコイルを容易に製造することができる。
【００２３】
また、請求項２記載のコイルの製造方法によれば、スペーサを支持筒体内に配置したことにより、そのスペーサによって支持筒体の内壁と絶縁導体との接触を回避できる結果、支持筒体による絶縁導体の損傷を回避することができる。また、剛性の高い材料を支持筒体に使用し、かつ、低摩擦係数の材料をスペーサに使用することにより、それぞれに最適な材料を使用することができるため、コイル支持体を支持筒体で確実に保持しつつ、スペーサによって絶縁導線に加わる摩擦力を軽減することができる。したがって、より一層高精度で、かつ絶縁導線に損傷のない高品質のコイルを製造することができる。
【００２４】
さらに、請求項３記載のコイルの製造方法によれば、第１スリットに対向して開口する第２スリットが周壁に形成された筒状体をスペーサとして用いることにより、例えばシート状体を巻いてスペーサを形成する構成と比較して、支持筒体内にスペーサを容易に装着および固定することができる結果、作業時間の短縮、ひいては、コイルの製造コストを低減することができる。
【００２５】
また、請求項４記載のコイルの製造方法によれば、スペーサとして紙管を用いることにより、大きな力が加わった際に紙管が変形して絶縁導線に対する負荷を軽減させることができると共に、紙管がある程度の剛性を備えているため、その内壁でコイル支持体に巻き付けられた絶縁導線を押さえ付けて絶縁導線の緩みを防止することができ、一層高品質のコイルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るロゴスキーコイル７の製造方法に使用するコイル製造治具１の構成を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】ロゴスキーコイル７の製造方法を説明するための説明図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】ロゴスキーコイル７の外観図である。
【符号の説明】
１コイル製造治具
２支持筒体
２ａ，３ａスリット
３スペーサ
４コイル支持体
５絶縁導線
６コイル
７ロゴスキーコイル
Ｘ軸線

Claims

軸線方向に沿って第１スリットを周壁に開口させた支持筒体を回転不可状態に固定し、当該支持筒体内に長尺のコイル支持体をその一端部が突出するように挿入し、前記第１スリットを介して当該コイル支持体の外周面と当該支持筒体の内周面との間に絶縁導線を供給しつつ、前記コイル支持体の前記一端部を片持ちした状態で当該コイル支持体を回転させることにより、当該コイル支持体の外周面に前記絶縁導線を巻き付けてコイルを製造することを特徴とするコイルの製造方法。
前記支持筒体の内壁と前記絶縁導線との接触を防止するためのスペーサを当該支持筒体内に配置することを特徴とする請求項１記載のコイルの製造方法。
前記第１スリットに対向して開口する第２スリットが周壁に形成された筒状体を前記スペーサとして用いることを特徴とする請求項２記載のコイルの製造方法。
前記スペーサとして紙管を用いることを特徴とする請求項３記載のコイルの製造方法。