(57)【要約】【課題】太い巻線をコアに密着するように巻回加工することを可能とするコイル製造装置およびコイルの製造方法を提供する。【解決手段】本形態のコイル製造装置３０は、巻線が巻回される環状コアを保持するコア保持機構３８と、巻線をクランプして環状コアに巻回する第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４と、環状コア２０の下方に配置された押圧部４２Ｈを主要に備えている。本発明では、環状コア２０に巻回された直後の巻線を、縦コアクランプ４２Ｂの縦クランプ部４２Ｃの平坦面で押圧することで、環状コア２０の側面に巻線を密着させている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、外周側面とを有する環状コアに巻線を巻回するコイル製造装置であり、
前記環状コアの前記第１主面に当接する第１縦コアクランプと、前記環状コアの前記第２主面に当接する第２縦コアクランプと、前記環状コアの前記外周側面に接触する横コアクランプとを有し、前記環状コアを保持するコアクランプ機構と、
前記環状コアを貫通して前記環状コアの軸方向に沿う第１方向側に突出する前記巻線をクランプして反転させ、前記第１方向に対向する第２方向側まで移動して前記環状コアに前記巻線を巻回し、前記巻線の先端を再び反転させて前記環状コアを貫通して前記第１方向側に突出させる第１クランプ機構と、
前記第１方向側に突出する前記巻線をクランプする第２クランプ機構と、を具備し、
前記第１縦コアクランプまたは前記第２縦コアクランプで、前記第１クランプ機構または前記第２クランプ機構で前記環状コアに巻回された直後の前記巻線を押圧することで、前記巻線を前記環状コアの前記第１主面または前記第２主面に密着させることを特徴とするコイル製造装置。
【請求項２】
前記第１縦コアクランプおよび前記第２縦コアクランプには、前記巻線を通過させるためのスリットが設けられ、
前記スリットを前記巻線が通過した後の前記第１縦コアクランプまたは前記第２縦コアクランプを、前記環状コアの径方向に移動してから、前記巻線を押圧することを特徴とする請求項１に記載のコイル製造装置。
【請求項３】
前記環状コアの前記外周側面に巻回された部分の前記巻線を押圧する押圧機構を更に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコイル製造装置。
【請求項４】
前記コアクランプ機構は、前記第１クランプ機構または前記第２クランプ機構が前記巻線を前記環状コアに貫通させる際に、前記環状コアを傾斜させる傾斜機構を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のコイル製造装置。
【請求項５】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、外周側面とを有する環状コアに巻線を巻回するコイルの製造方法であり、
前記環状コアの前記第１主面と前記第２主面を第１縦コアクランプおよび第２縦コアクランプで押圧固定し、前記環状コアの前記外周側面を横コアクランプで押圧固定する工程と、
前記環状コアに前記巻線を貫通させる工程と、
前記環状コアを貫通して前記環状コアの軸方向に沿う第１方向側に突出する前記巻線を第１クランプ機構でクランプし、前記第１方向に対向する第２方向側まで、前記第１クランプ機構を前記軸方向に沿って移動させ、前記環状コアに前記巻線を巻回する工程と、
前記第１クランプ機構を反転させて前記巻線の端部を前記環状コアに向けた後に、前記端部を前記環状コアに挿通して第１方向側に突出させる工程と、
前記環状コアから突出する部分の前記巻線を第２クランプ機構でクランプする工程と、を具備し、
前記環状コアに巻回された直後の前記巻線を、前記第１縦コアクランプまたは前記第２縦コアクランプで、前記環状コアの前記第１主面または前記第２主面側に前記巻線を押圧することを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項６】
前記環状コアに巻回された直後の前記巻線を、前記環状コアの前記外周側面側に押圧することを特徴とする請求項５に記載のコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状コアに巻線を巻回するコイル製造装置およびそれを用いたコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源回路等の昇圧や平滑あるいはノイズ除去等に用いられるトロイダルコイルは巻線の径が太い銅線またアルミ線が用いられる。例えば、１００Ａ〜２００Ａの電流が流れるトロイダルコイルでは直径が０．６ｍｍ〜３．０ｍｍ程度の太い巻線が巻かれる。
【０００３】
従来のトロイダルコイルは環状コアを固定し、手巻きで巻線を動かして巻いていた。トロイダルコアはケースに入れるため、巻線を環状コアに密着させ巻いて外形を小さくする必要があるが、環状コアの断面が長方形等の四角状になっているため、手巻きでは環状コアに太い巻線を密着させ巻付けることができない。
【０００４】
そこで、環状コアに切れ目を入れ、その切れ目を通して機械で銅線を巻付け、巻付けた後に切れ目を閉塞し環状コアを形成することが考えられるが、環状コアに切れ目が入ると磁束が減少し十分な性能を有するトロイダルコイルが実現できない。
【０００５】
下記特許文献１に自動的にリング状コアにトロイダルコイルを装着する方法が記載されている。
【０００６】
具体的には、図１８（Ａ）に示すように、巻線用の銅線１５０を芯材１５１の一方端から他方の残余部方向へ芯材１５１を中心として巻いていく。次に、図１８（Ｂ）に示すように、巻き終わったなら芯材１５１を抜き去ると、トロイダルコイル１５２が出来る。更に、図１８（Ｃ）に示すように、形成されたトロイダルコイル１５２の先端をリング状コア５３の内側に挿入し、トロイダルコイル１５２がリング状コア５３を巻き込むように、トロイダルコイル１５２を回転させながらリング状コア５３にトロイダルコイル１５２を巻付ける。
【０００７】
また、下記特許文献２にはリング状コアを収納し二つに分割される治具を用いて、リング状コアのまわりに延びる螺旋ガイド溝を設け、螺旋ガイド溝に巻線を押し込んでトロイダルコイルを製造する方法が記載されている。
【０００８】
しかしながら、上記した文献に記載された発明では、例えば線径が１．０ｍｍ以上の太い巻線を自動で環状コアに巻回することは困難であった。
【０００９】
上記問題を解決するべく、ほぼ自動でトロイダルコイルに巻線を巻回する方法が下記特許文献３に記載されている。この特許文献の図３から図１６およびその説明箇所を参照すると、環状コアをコアクランプ機構で固定し、２つのクランプ機構で巻線１２を環状コアに巻線を巻回している。これにより、巻性が大電流対応で数ミリ程度に太い場合であっても、環状コアの周囲に巻線をほぼ自動で巻回できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−１１５７６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８９１２５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０３４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記した巻線装置を用いたコイルの製造方法では、巻線装置で巻線にテンションを加えることによってのみで巻線加工を行うので、直径が１．０ｍｍ以上の太い巻線の巻回を行う場合、環状コアの側面に密着するように巻線を巻回加工することが容易でない問題があった。巻線がコアに密着せずに外側に膨らんだ状態で巻回加工されると、コイル全体の外形寸法が大きくなり、コイルの実装に必要とされる面積が拡大してしまう問題が発生する。
【００１２】
本発明は上記した問題点を鑑みてなされたもので、太い巻線を環状コアに密着するように巻回加工することを可能とするコイル製造装置およびコイルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、外周側面とを有する環状コアに巻線を巻回するコイル製造装置であり、前記環状コアの前記第１主面に当接する第１縦コアクランプと、前記環状コアの前記第２主面に当接する第２縦コアクランプと、前記環状コアの前記外周側面に接触する横コアクランプとを有し、前記環状コアを保持するコアクランプ機構と、前記環状コアを貫通して前記環状コアの軸方向に沿う第１方向側に突出する前記巻線をクランプして反転させ、前記第１方向に対向する第２方向側まで移動して前記環状コアに前記巻線を巻回し、前記巻線の先端を再び反転させて前記環状コアを貫通して前記第１方向側に突出させる第１クランプ機構と、前記第１方向側に突出する前記巻線をクランプする第２クランプ機構と、を具備し、前記第１縦コアクランプまたは前記第２縦コアクランプで、前記第１クランプ機構または前記第２クランプ機構で前記環状コアに巻回された直後の前記巻線を押圧することで、前記巻線を前記環状コアの前記第１主面または前記第２主面に密着させることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、外周側面とを有する環状コアに巻線を巻回するコイルの製造方法であり、前記環状コアの前記第１主面と前記第２主面を第１縦コアクランプおよび第２縦コアクランプで押圧固定し、前記環状コアの前記外周側面を横コアクランプで押圧固定する工程と、前記環状コアに前記巻線を貫通させる工程と、前記環状コアを貫通して前記環状コアの軸方向に沿う第１方向側に突出する前記巻線を第１クランプ機構でクランプし、前記第１方向に対向する第２方向側まで、前記第１クランプ機構を前記軸方向に沿って移動させ、前記環状コアに前記巻線を巻回する工程と、前記第１クランプ機構を反転させて前記巻線の端部を前記環状コアに向けた後に、前記端部を前記環状コアに挿通して第１方向側に突出させる工程と、前記環状コアから突出する部分の前記巻線を第２クランプ機構でクランプする工程と、を具備し、前記環状コアに巻回された直後の前記巻線を、前記第１縦コアクランプまたは前記第２縦コアクランプで、前記環状コアの前記第１主面または前記第２主面側に前記巻線を押圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、環状コアを厚み方向に固定する縦コアクランプで、環状コアに巻回された巻線をその主面に押圧している。よって、巻回される巻線が１．０ｍｍ以上の太い巻線であっても、巻線を環状コアの側面に密着させて巻回できるので、巻線の外部への膨らみが抑制され、コイル全体の小型化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のコイル製造装置およびコイルの製造方法により製造されるトロイダルコイルを示す図であり、（Ａ）は環状コアを示し、（Ｂ）は環状コアの断面図であり、（Ｃ）は巻線が巻回されたトロイダルコイルを示す図である。
【図２】本発明のコイル製造装置を全体的に示す斜視図である。
【図３】本発明のコイル製造装置に備えられるコア保持機構を示す斜視図である。
【図４】本発明のコイル製造装置に備えられるクランプ機構を示す斜視図である。
【図５】本発明のコイル製造装置に備えられるコアクランプ機構を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は横コアクランプを示す平面図である。
【図６】本発明のコイル製造装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は巻線を巻回する際の横コアクランプを示す図であり、（Ｃ）および（Ｄ）は巻線を押圧する際の横コアクランプを示す図である。
【図７】本発明のコイル製造装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は巻線を押圧する状態の押圧部を示す側面図である。
【図８】本発明のコイルの製造方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、巻線の第２巻線部分を退避させる状態を示す図である。
【図１０】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、第１クランプ機構で巻線をクランプする工程を示す図である。
【図１１】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、（Ａ）は巻線をクランプした第１クランプ機構を反転させる状態を示す図であり、（Ｂ）はそのコアクランプ機構と第１クランプ機構の動作を示す図である。
【図１２】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、（Ａ）は第１クランプ機構で巻線を環状コアに巻回する工程を示す図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は環状コアの側面に巻線を押圧する動作を示す図であり、（Ｄ）は環状コアの外周側面に巻線を押圧する動作を示す図である。
【図１３】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、第１クランプ機構が反転する動作を示す図である。
【図１４】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は巻線を第１クランプ機構から第２クランプ機構に持ち替える動作を示す図であり、（Ｃ）は第２クランプ機構で巻線にテンションを加える工程を示す図である。
【図１５】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は巻線を環状コアの側面に押圧する動作を示す図であり、（Ｃ）は巻線を環状コアの外周側面に押圧する動作を示す図である。
【図１６】本発明のコイルの製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は巻線を第２コアクランプ機構から第１コアクランプ機構に持ち替える動作を示す図である。
【図１７】本発明のコイルの製造方法の中で環状コアを所定ピッチ回転させる工程を示すであり、（Ａ）、（Ｃ）および（Ｅ）は各段階の横コアクランプを示す平面図であり、（Ｂ）、（Ｄ）および（Ｆ）は各段階の縦コアクランプおよび横コアクランプを示す断面図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は背景技術の巻線方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、各図を参照して本形態のコイル製造装置およびそれを用いたコイルの製造方法を説明する。
【００１８】
＜トロイダルコイルの構成＞
先ず、図１を参照して、本発明のコイル製造装置およびコイルの製造方法で製造されるコイルを説明する。図１（Ａ）はコイルに備えられる環状コア２０を示し、図１（Ｂ）は環状コア２０の断面を示し、図１（Ｃ）は巻線が巻かれた状態のトロイダルコイル１０を示す。ここでは、円筒状の環状コア２０の周囲に巻線が巻かれたトロイダルコイルを一例に説明するが、環状コア２０の形状は円筒状以外の形状でも良い。
【００１９】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、環状コア２０は直径約２５ｍｍ〜４０ｍｍの磁性体で形成されており、量産効果を高めるためにドーナツ状で、断面が四角形に形成されている。このような断面を有する環状コア２０の表面に隙間なく巻線を巻回することは容易でないが、本形態では後述するクランプ機構を用いることでこれを実現している。
【００２０】
ここで、以下の説明に用いる方向を定義する。Ｘ方向とは環状コア２０の中心を厚み方向（軸方向）に貫く方向であり、後述するコイル製造装置のクランプ機構はＸ方向に対して並行に移動する。また、Ｙ方向およびＺ方向を含む平面は環状コア２０の側面に対して平行である。これらの方向は互いに直行している。
【００２１】
更に図１（Ａ）を参照して、環状コア２０は、紙面を貫く方向で対向する円環状の２つの主面と、外周側面とを有する。本形態を採用することにより、巻線をこれらの面に密着させて巻回加工を行うことができる。
【００２２】
図１（Ｃ）を参照して、巻線１２は環状コア２０に巻かれる。巻線１２は太い銅線またはアルミ線が使用され、具体的には１００Ａ〜２００Ａ程度の電流が流れるトロイダルコイルに用いる巻線の直径は０．６ｍｍ〜３．０ｍｍ程度である。尚、巻線１２の表面は樹脂材料からなる絶縁被膜により覆われている。
【００２３】
巻線１２はその中央部付近から、環状コア２０に巻かれる巻回部１２Ｄ１、１２Ｄ２・・・と、巻線１２の中央部１８付近から環状コア２０に巻かれ残り一方の残余部１４Ａ側半分の巻回部１２Ｅ１、１２Ｅ２・・と、残余部１４Ａ、他方の残余部１４Ｂで構成される。巻線１２の一方の残余部１４Ａおよび他方の残余部１４Ｂは約２００ｍｍ以上の長さにしている。これらの残余部はそのまま端子として使用され、不要な部分は巻線を環状コアに巻回した後に切断される。
【００２４】
巻線１２は最初に環状コア２０の中央部から円周左側方向（第１巻回部２２）に１巻線分の間隔を空け、巻線の他方の残余部１４Ｂ側から中央部１８付近の巻回部１２Ｄ１、１２Ｄ３・・・１２Ｄ９まで４〜５回巻く。巻回部１２Ｄ９まで巻かれたら、逆に円周右方向に巻回部１２Ｄ９と巻回部１２Ｄ７間に巻回部１２Ｄ２を巻き、巻回部１２Ｄ７と巻回部１２Ｄ５間に巻回部１２Ｄ４を巻き、巻回部１２Ｄ８まで巻いて他方の残余部１４Ｂを環状コア２０の中央部から取出す。
【００２５】
環状コア２０の円周左側に巻線が巻かれたら、今度は巻線の巻き方向を逆にして環状コア２０の円周右側方向（第２巻回部２４）に前述と同様に１巻線分の間隔を空けて、巻線１２の一方の残余部１４Ａ側を中央部１８付近から巻回部１２Ｅ１、１２Ｅ３・・・１２Ｅ９まで４〜５回巻き、次に円周左方向に巻回部１２Ｅ９と巻回部１２Ｅ７間に巻回部１２Ｅ２を巻き、巻回部１２Ｅ７と巻回部１２Ｅ５間に巻回部１２Ｅ４を巻き、巻回部１２Ｅ８まで巻いて一方の残余部１４Ａを環状コア２０の中央部から取出す。
【００２６】
＜トロイダルコイルの製造装置＞
図２から図７を参照して、上記したトロイダルコイル１０を製造するコイル製造像装置の構成を説明する。
【００２７】
図２を参照して、本形態のコイル製造装置３０は、巻線が巻回される環状コアを保持するコア保持機構３８と、巻線をクランプして環状コアに巻回する第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４とを主要に備えている。コイル製造装置３０は、供給された環状コアに巻線を巻回することでトロイダルコイルを製造するものであり、図示された要素の他にも、コア保持機構３８に巻線や環状コアを供給する機構、製造されたトロイダルコイルを回収する機構等が備えられても良い。
【００２８】
コア保持機構３８は、巻回される環状コアをクランプするコアクランプ機構４２と、巻回される前の巻線を一時的に保持する巻線保持機構４０とを備えており、これらは一体となって支持台４４の上面に設置されたレール４５をＸ方向に沿って移動する。また、第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４は、支持台４６の上面をＸ方向に沿って移動可能に据え付けられている。両クランプ機構を支える支持台４６は、上下方向（Ｚ方向）に対して移動可能である。
【００２９】
コア保持機構３８と、第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４が据え付けられる支持台４６とは機構的に分離している。よって、支持台４６のみをＺ方向に昇降させたりすることが可能である。
【００３０】
図３を参照して、コア保持機構３８の構成を説明する。コア保持機構３８は、巻回される前の巻線を一時的に保持する巻線保持機構４０と、巻線が巻回される環状コア２０を保持するコアクランプ機構４２とを備えている。これらの機構は、厚みが数センチ程度のステンレス等の金属板を所定形状に組み合わせた支持板４２Ｉ、４２Ｊに据え付けられており、モーターの駆動力でレール３９に沿ってＺ方向に移動可能である。また、コア保持機構３８は、環状コア２０の巻線が巻かれる部分を中心に、Ｘ−Ｚ平面上にて時計回り又は反時計回りに回転可能である。これにより、コア保持機構３８自体を回転により傾斜させることで、環状コア２０の表面に隙間なく巻線１２を巻回することが可能となる。
【００３１】
巻線保持機構４０は、支持板４２Ｊに一端が固定されてＸ方向に伸びるガイド板４０Ａと、このガイド板４０Ａに対してＸ方向に移動可能に備えられた巻線保持部４０Ｂとを有している。巻線保持部４０Ｂの先端部分にはＺ方向に巻線を挟むクランプ４１が設けられており、この部分が巻線をクランプすることにより、巻線工程の前半で巻かれない残余の部分の巻線がコア保持機構３８に固定される。
【００３２】
コアクランプ機構４２は、支持板４２Ｉに固定されて環状コア２０の主面を両側から固定する２つの縦コアクランプ４２Ｂと、環状コア２０の外側側面を中心に向かって固定する横コアクランプ４２Ａとを備えている。環状コア２０が下方から供給されると、横コアクランプ４２Ａおよび縦コアクランプによりその位置が固定される。
【００３３】
図４を参照して、巻線を巻回する第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４は、支持台４６の上面に配置され、モーターの駆動力によりレール４８に沿ってＸ方向にスライド可能に配置されている。第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４は、巻線が巻回される環状コアの軸方向に沿って移動する。また、両クランプ機構が載置される支持台４６は支持座６６により支えられており、支持座６６に備えられた油圧式の昇降機構により、支持台４６は上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。
【００３４】
第１クランプ機構３２は、支持部３２Ａと、回転支持部３２Ｂと、クランプ部３２Ｃとを備えている。支持部３２Ａは不図示のモーターの駆動力により、支持台４６に載置されたレール４８に沿ってＸ方向に移動可能に設置されており、回転支持部３２Ｂおよびクランプ部３２Ｃを支持する機能を有する。回転支持部３２Ｂは、支持部３２Ａに固定されており、Ｘ−Ｚ平面に沿って３６０度回転可能な状態で保持されており、Ｙ方向に沿っても移動可能である。クランプ部３２Ｃは、回転支持部３２Ｂの＋Ｙ方向の端部に固定されており、その先端には巻線を保持するクランプが設けられている。
【００３５】
この様な構成の第１クランプ機構３２は、巻線を巻回する際にはＸ方向に沿って移動する。また、クランプ部３２Ｃでクランプした巻線の先端部の向きを反転させる際には、回転支持部３２Ｂによりクランプ部３２Ｃを１８０度回転させる。
【００３６】
第２クランプ機構３４の構成および動作は、上記した第１クランプ機構３２と同様であり、支持部３４Ａと、支持部３４Ａの上面に配置された回転支持部３４Ｂと、回転支持部３４Ｂの＋Ｙ方向の端部に固定されたクランプ部３４Ｃとを備えている。
【００３７】
詳細は後述するが、環状コアの左半分に巻線を巻回する工程と、環状コアの右半分に巻線を巻回する工程とでは、第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４の役割は入れ替わっている。
【００３８】
図５を参照して、上記したコアクランプ機構４２が環状コア２０を保持する機構を説明する。図５（Ａ）はコアクランプ機構４２を示す斜視図であり、図５（Ｂ）は横コアクランプ４２Ａを示す平面図である。
【００３９】
コアクランプ機構４２の役割は、巻線時に環状コア２０を保持すると共に、一回の巻線が終了した後に、所定の量だけ環状コア２０を回転させてピッチ送りすることにある。
【００４０】
図５（Ａ）を参照して、コアクランプ機構４２は、環状コア２０を周囲から保持する横コアクランプ４２Ａと、環状コア２０の側面を両側から挟む２つの縦コアクランプ４２Ｂとを備えている。この図では、各部位の構成を示すためにこれらをＸ方向に離間して示しているが、実際の使用状況下では、縦コアクランプ４２Ｂは、横コアクランプ４２Ａに接近して配置される。
【００４１】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、横コアクランプ４２Ａは、厚みが２ｃｍ〜４ｃｍ程度の金属板を所定形状に切断加工したものであり、環状コア２０を保持するためのクランプ領域４２Ｇが内部に設けられている。そして、円形状に切り欠き加工されたクランプ領域４２Ｇに、周囲から中央部に伸びる横クランプ部４２Ｄが配置されている。ここでは、クランプ領域４２Ｇの周辺部から中心部に向かって、４本の横クランプ部４２Ｄが配置されているが、横クランプ部４２Ｄの個数は３本以下でも良いし５本以上でも良い。尚、環状コア２０の外周面に当接する各横クランプ部４２Ｄの先端部分は、プラスチック或いはゴム等の樹脂材料から成る。これにより、横クランプ部４２Ｄが環状コア２０に接触しても、環状コア２０の外周面に傷が付くことは無い。
【００４２】
縦コアクランプ４２Ｂの下端には、環状コア２０に向かって突出する縦クランプ部４２Ｃが設けられている。縦コアクランプ４２Ｂが、環状コア２０を保持する際には、この縦クランプ部４２Ｃの環状コア２０側の側面が、環状コア２０または巻回された巻線に当接する。縦クランプ部４２Ｃは、縦コアクランプ４２Ｂの他の部位と一体に設けられても良いし、別部材として設けられても良い。
【００４３】
縦クランプ部４２Ｃには、−Ｚ側からスリット４２Ｅが設けられており、環状コア２０に巻回される巻線は、このスリット４２Ｅに挿通される。スリット４２Ｅの幅は、挿通される巻線よりも若干広い程度とされる。
【００４４】
本形態では、縦コアクランプ４２Ｂは、巻回される環状コア２０を保持するだけではなく、環状コア２０に巻回された巻線を、環状コア２０の側面に押圧する機能を有している。よって、縦クランプ部４２Ｃは、Ｘ方向のみではなく、Ｙ方向でも移動可能である。これにより、縦コアクランプ４２ＢがＹ方向に移動した後に、環状コア２０に接近することで、スリット４２Ｅを挿通して環状コア２０に巻回された直後の巻線を押圧して、巻線を環状コア２０の側面に密着させることが出来る。
【００４５】
図５（Ａ）を参照して、環状コア２０の直下に配置された押圧部４２Ｈは、環状コア２０に巻回された直後の巻線を下方から押圧し、巻線を環状コア２０の外周側面に密着させる働きを有する。
【００４６】
図６を参照して、次に、縦コアクランプ４２Ｂで巻線を押圧する事項を説明する。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は巻線１２を環状コア２０に巻回する動作を示し、図６（Ｃ）および図６（Ｄ）は巻回された直後の巻線１２を押圧する動作を示す図である。
【００４７】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、巻回処理を行う際には、環状コア２０の外周側面を横コアクランプ４２Ａの横クランプ部４２Ｄで押圧固定し、環状コア２０の両側面を縦コアクランプ４２Ｂの縦クランプ部４２Ｃで押圧固定している。また、巻回される巻線１２は、縦コアクランプ４２Ｂに設けられたスリット４２Ｅを挿通された後に、環状コア２０に巻回される。図６（Ｂ）に示すように、巻線１２は、クランプでテンションを加えられることで環状コア２０に巻回されるが、太い巻線１２は環状コア２０に密着されずに外側に膨らむ恐れが有る。この状態のままだと製造されるトロイダルコイルの小型化が阻害される。
【００４８】
このため、本形態では、図６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示すように、縦コアクランプ４２Ｂを用いて巻回された直後の巻線１２に押圧力を加えている。具体的には、図６（Ｃ）に示すように、巻回処理が終了した後に押圧を解除し、縦コアクランプ４２ＢをＹ方向（ここでは−Ｙ方向）に移動させ、その後に、図６（Ｄ）に示すように−Ｘ方向に縦コアクランプ４２Ｂを移動させる。これにより、縦クランプ部４２Ｃの端部に設けた平坦面により、環状コア２０に巻回された巻線１２の膨らんだ部分が押圧され、環状コア２０の側面に密着するようになる。本工程の押圧が終了したら、縦コアクランプ４２Ｂは図６（Ａ）に示す位置に戻り、環状コア２０を押圧して保持する。
【００４９】
図７を参照して、押圧部４２Ｈで巻回された巻線１２を押圧する動作を説明する。上記したように、テンションが与えられることにより巻回された直後の巻線１２は、環状コア２０の外周側面から離れている。本形態では、押圧部４２Ｈが上方（＋Ｚ方向）に移動することで、押圧部４２Ｈの上端に形成された平坦面により巻回された直後の巻線１２が押圧され、環状コア２０の外周側面に密着するように成る。押圧が終了した後は、押圧部４２Ｈは図７（Ａ）に示した位置に下降する。
【００５０】
＜コイルの製造方法＞
図８から図１７を参照して、上記した構成のコイル製造装置を用いてコイルを製造する方法を具体的に説明する。
【００５１】
図８のフローチャートを参照して、本形態のコイルの製造方法は、ステップＳ１１からステップＳ２８を備えている。これらのステップの中でも、ステップＳ１３からステップＳ２０は、この図の下部に示す第１巻回部２２に巻線１２を巻回する工程であり、ステップＳ２１からステップＳ２８は、第２巻回部２４に巻線１２を巻回する工程である。
【００５２】
Ｓ１１〜Ｓ１２（図９）：環状コアと巻線をセットする工程
予め用意された環状コア２０は、下方からコアクランプ機構４２の内部にセットされ、横クランプ部４２Ｄで外周側面が押圧固定されると共に、両側の側面が縦コアクランプ４２Ｂで押圧固定される。具体的には、縦コアクランプ４２Ｂの縦クランプ部４２Ｃが、環状コア２０の両主面を押圧固定している。
【００５３】
次に、巻線１２を環状コア２０に挿通させる。具合的には、用意された巻線１２の一部をコアクランプ機構４２の側方に引き出した後に、図２に示す第１クランプ機構３２および第２クランプ機構３４で引き出して環状コア２０を挿通させ、更に巻線１２の端部を巻線保持機構４０に移動する。その後、図９に示すクランプ４１で巻線１２の端部をクランプした後に、巻線保持部４０Ｂは＋Ｘ方向に移動した後に所定位置でストップする。これにより、図９を参照して、後の工程（ステップＳ２０以降の工程）で巻かれる長さが例えば５０ｃｍ程度の第２巻線部分１２Ｂは、巻線保持部４０Ｂでクランプされた状態で、＋Ｙ方向（紙面上で奥側の方向）に退避される。これにより、環状コア２０に巻線を巻回するために、第１クランプ機構３２や第２クランプ機構３４（図２参照）がＸ方向に沿って移動したとしても、これらのクランプ機構が巻線保持部４０Ｂに保持された第２巻線部分１２Ｂに接触することはない。また、第１巻線部分１２Ａの巻回が行われている間は、第２巻線部分１２Ｂは巻線保持部４０Ｂにて保持された状態であり、図２に示すコア保持機構３８と共に移動する。
【００５４】
Ｓ１３〜Ｓ１４（図１０−図１２）：第１クランプ機構３２で巻線１２を反転・巻回する工程
図１０を参照して、後から巻かれる部分の巻線１２の退避が終了した後は、巻かれる部分（第１巻線部分）の巻線１２の端部を第１クランプ機構３２のクランプ３２Ｄを閉じてクランプする。ここで、第１クランプ機構３２は、第２クランプ機構３４よりもコアクランプ機構４２寄りに配置されている。ステップＳ１３〜Ｓ２０で環状コアの第１巻回部２２に第１巻線部分１２Ａを巻回する際には、主に第１クランプ機構３２が巻回に用いられる。
【００５５】
次に、図１１（Ａ）を参照して、巻線１２の端部をクランプした状態の第１クランプ機構３２を反時計回りに１８０度回転させる。この回転は、図４に示す支持部３２Ａに固定された回転支持部３２Ｂを回転させることで行われる。これにより、巻線の先端部分が＋Ｘ方向に向くように折り返される。
【００５６】
図１１（Ｂ）を参照して、上記した第１クランプ機構３２の反転は、コアクランプ機構４２と第１クランプ機構３２とを上下方向に離間した状態で行われる。即ち、コアクランプ機構４２を上昇させ、且つ、支持台４６を下降させた状態で、この反転が行われている。これにより、第１クランプ機構３２と第１クランプ機構３２との間の巻線１２が湾曲する度合いが小さくなり、巻線１２に曲げ癖が付くことが抑制され、巻線１２の先端を容易に環状コア２０に挿通できる。
【００５７】
本工程で、コアクランプ機構４２および第１クランプ機構３２が移動する軌跡は、この図にて太線の矢印で示している。即ち、コアクランプ機構４２は、紙面上にて、上方、左方、下方に移動する。一方、第１クランプ機構３２は、紙面上に下方、右方、上方に移動する。
【００５８】
図１２（Ａ）を参照して、次に、第１クランプ機構３２が＋Ｘ方向に移動することで巻線１２にテンションを加えて、巻線１２を環状コア２０に巻回する。
【００５９】
なお、本工程では、コアクランプ機構４２を時計回りに１０度〜２０度程度回転させた状態で、第１クランプ機構３２による巻線１２の巻回を行なっても良い。コアクランプ機構４２を傾斜させることで、コアクランプ機構４２により保持される環状コア２０も傾斜することに成り、環状コア２０の表面に対して隙間なく巻線１２を巻回することが可能となる。
【００６０】
Ｓ１５（図１２（Ｂ）等）：巻回された巻線を押圧する工程
上記のように、第１クランプ機構３２により加えられるテンションにより巻線１２は環状コア２０に巻回される。しかしながら、巻線１２が直径１．０ｍｍ以上の太線である場合、巻線１２の剛性が大きいので、テンションによる巻回処理のみでは巻線１２を環状コア２０の側面や外周側面に密着させることが困難な場合がある。
【００６１】
そこで本形態では、巻回された直後の巻線１２を、縦コアクランプ４２Ｂで押圧して環状コア２０の側面に密着させている。図１２（Ｂ）および図１２（Ｃ）は本工程を示す図である。
【００６２】
図１２（Ｂ）を参照して、本工程では、まず、縦コアクランプ４２Ｂの押圧を解除した後に（紙面上で縦コアクランプ４２Ｂを手前側に移動させた後に）、縦コアクランプ４２Ｂを紙面上にて左方に若干スライドさせている。これにより、縦コアクランプ４２Ｂの縦クランプ部４２Ｃの平坦面が、巻回された直後の巻線１２に面するようになる。その後、図１２（Ｃ）を参照して、環状コア２０に巻回された巻線１２を縦コアクランプ４２Ｂの縦クランプ部４２Ｃの平坦面で環状コア２０側に押圧する。これにより、巻かれた部分の巻線１２が環状コア２０の側面に密着して、外への膨らみが抑制される。
【００６３】
次に、図１２（Ｄ）を参照して、コアクランプ機構の下方に配置された押圧部４２Ｈを上昇させて、その先端部で巻線１２を押圧する。これにより、巻回された直後の巻線１２が、環状コア２０の外周側面に密着するようになる。押圧部４２Ｈによる巻線１２の押圧は、次工程で第２クランプ機構３４による押圧が終了するまで連続して行われても良い。
【００６４】
Ｓ１６（図１３）：巻線１２の反転
巻線１２が環状コア２０に巻回された後は、第１クランプ機構３２により巻線１２に与えているテンションを解除し、コアクランプ機構４２を反時計回りに１８０度回転させる。これにより、巻線１２の先端部が環状コア２０の方を向くようになる。また、本工程では、先工程で巻線１２を押圧した縦コアクランプ４２Ｂは基の位置に戻って環状コア２０を押圧して保持している。
【００６５】
Ｓ１７（図１４）：第２クランプ機構３４で巻回
図１４（Ａ）を参照して、コアクランプ機構４２に保持された環状コア２０に、巻線１２の先端部を挿通する。この挿通作業は、巻線１２をクランプした状態の第１クランプ機構３２が、図４に示すレール４８に沿って−Ｘ方向に移動することにより行われる。
【００６６】
次に、図１４（Ｂ）を参照して、環状コア２０から−Ｘ方向に導出する巻線１２の先端部付近を第２クランプ機構３４のクランプ３４Ｄでクランプする。このクランプが終了した後、第１クランプ機構３２のクランプ３２Ｄによるクランプを解除した後に、コアクランプ機構４２との干渉を避けるために、−Ｙ方向（面上手前側）に退避する。
【００６７】
次に、図１４（Ｃ）を参照して、第２クランプ機構３４とコアクランプ機構４２とをＸ方向に沿って離間させて巻線１２にテンションを加えることにより、環状コア２０に巻線１２を巻回する。また、本工程では、巻回される巻線１２と環状コア２０との間の間隙を小さくするために、コアクランプ機構４２を、時計回りに若干回転させても良い。
【００６８】
ここで、本工程の巻回は、上記の持ち替えが終了した後に、コアクランプ機構４２の左側に移動した第１クランプ機構３２で行なっても良い。
【００６９】
Ｓ１８（図１５）：巻回された巻線を押圧する工程
本形態では、上記したＳ１５と同様に、巻回された直後の巻線１２を、他方側（紙面上右方側から）縦コアクランプ４２Ｂで押圧して環状コア２０の側面に密着させている。図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は本工程を示す図である。
【００７０】
図１５（Ａ）を参照して、本工程では、まず、縦コアクランプ４２Ｂの押圧を解除した後に（紙面上で縦コアクランプ４２Ｂを手前側に移動させた後に）、縦コアクランプ４２Ｂを紙面上にて左方に若干スライドさせている。これにより、縦コアクランプ４２Ｂの縦クランプ部４２Ｃの平坦面が、巻回された直後の巻線１２に面するようになる。その後、図１５（Ｂ）を参照して、環状コア２０に巻回された巻線１２を縦コアクランプ４２Ｂの縦クランプ部４２Ｃの平坦面で環状コア２０側に押圧する。これにより、巻かれた部分の巻線１２が環状コア２０の側面に密着して、外への膨らみが抑制される。押圧が終了した後に、縦コアクランプ４２Ｂは元の位置に戻り環状コア２０を再び押圧保持する。
【００７１】
次に、図１５（Ｃ）を参照して、コアクランプ機構の下方に配置された押圧部４２Ｈを上昇させて、その先端部で巻線１２を押圧する。これにより、巻回された直後の巻線１２が、環状コア２０の外周側面に密着するようになる。
【００７２】
Ｓ１９（図１６）：巻線１２を第１クランプ機構３２で持ち替える
第２クランプ機構３４による巻線１２の巻回が終了した後は、第１クランプ機構３２をコアクランプ機構４２よりも−Ｘ側に移動させる（図１６（Ａ））。そして、第１クランプ機構３２のクランプ３２Ｄで巻線１２をクランプした後に、第２クランプ機構３４のクランプ３４Ｄのクランプは解除される（図１６（Ｂ））。この様に巻線１２を第１クランプ機構３２に持ち替えることにより、上記したステップＳ１４に戻って巻線を行うことができる。
【００７３】
Ｓ２０（図１７）：環状コア２０の回転
上記したステップＳ１３〜ステップＳ１９により、図１（Ｃ）に示す一ピッチ分の巻回部１２Ｄ１が形成される。本工程では、次の巻回部１２Ｄ３を巻回するために、コアクランプ機構４２で一ピッチ分、環状コア２０を回転させる。図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）はピッチ送りする前の状態の状態を示し、図１７（Ｃ）及び図１７（Ｄ）はピッチ送りを行っている状態を示し、図１７（Ｅ）及び図１７（Ｆ）はピッチ送りが終了した後の状態を示す図である。また、図１７（Ａ）、図１７（Ｃ）及び図１７（Ｅ）は横コアクランプ４２Ａの状態を示す図であり、図１７（Ｂ）、図１７（Ｄ）及び図１７（Ｆ）は縦コアクランプ４２Ｂ及び横クランプ部４２Ｄの状態を示す図である。
【００７４】
図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）を参照して、上記したステップＳ１３〜ステップＳ１９では、横コアクランプ４２Ａおよび縦コアクランプ４２Ｂの両方で、環状コア２０を挟み込み固定している。具体的には、図１７（Ａ）を参照して、横コアクランプ４２Ａに設けた複数の横クランプ部４２Ｄで、環状コア２０の外周側面を押圧固定している。更に、図１７（Ｂ）を参照して、縦コアクランプ４２Ｂに設けた縦クランプ部４２Ｃで両側から、環状コア２０の両側面を押圧固定している。この様に、横コアクランプ４２Ａおよび縦コアクランプ４２Ｂの両クランプで環状コア２０をクランプすることにより、巻線を巻回する工程にて大きなテンションが作用した状態であっても、環状コア２０を脱落させること無く保持することが出来る。
【００７５】
図１７（Ｄ）を参照して、環状コア２０を回転させる工程では、先ず、縦コアクランプ４２Ｂを、夫々環状コア２０から離間するように左右方向に離間させる。これにより、環状コアは横コアクランプ４２Ａのみにより保持される。次に、図１７（Ｃ）に示すように、環状コア２０の中心を回転中心として、横コアクランプ４２Ａを、時計回りに一ピッチ分回転させる。これにより、横コアクランプ４２Ａのみに保持される環状コア２０も同時に回転する。
【００７６】
次に、図１７（Ｆ）を参照して、縦コアクランプ４２Ｂを環状コア２０に接近させることにより、縦クランプ部４２Ｃで、環状コア２０の両側面を保持して固定する。更に、横クランプ部４２Ｄを環状コア２０の外周面から離間させる。その後、図１７（Ｅ）を参照して、図１７（Ｃ）の場合と逆方向の反時計回りに、一ピッチ分回転させる。これにより、横コアクランプ４２Ａは、図１７（Ａ）に示す最初の状態となる。その後、横クランプ部４２Ｄにて環状コア２０の外周面を再びクランプする。
【００７７】
以上により、環状コア２０を回転させる本工程が終了する。
【００７８】
図８のフローチャートを参照して、ステップＳ２０で環状コアを回転させた後は、ステップＳ１３に戻り巻線の巻回を再び行う。そして、ステップＳ１３〜ステップＳ２０を繰り返すことにより、環状コア２０の左半分である第１巻回部２２の巻線を行う。これが終了した後は、以下に述べるステップＳ２１〜ステップＳ２８で、環状コア２０の右半分である第２巻回部２４に巻線を巻回する。
【００７９】
尚、上記したステップＳ１３〜ステップＳ２０では、主に第１クランプ機構３２で巻線１２を操作していたが、ステップＳ２１〜ステップＳ２８では、主に第２クランプ機構３４で巻線１２を操作する。即ち、ステップＳ１３〜ステップＳ２０と、ステップＳ２１〜ステップＳ２８とでは、第１クランプ機構３２と第２クランプ機構３４との役割が入れ替わっている。また、縦コアクランプ４２Ｂおよび押圧部４２Ｈを用いた巻線の押圧動作も左右の位置関係を入れ替えた状態で同様に行われる。ステップＳ２１からステップＳ２８では、図１（Ｃ）に示す環状コア２０の第２巻回部２４に巻線１２が巻回されるまで行う。
【００８０】
上記工程が終了した後は、図１（Ｃ）を参照して、巻線１２の残余部１４が所定の長さと成るように切断する。そして、図３を参照して、コアクランプ機構４２のクランプを全て解除することによりトロイダルコイルを下方で回収し、図１に示すトロイダルコイル１０が製造される。
【符号の説明】
【００８１】
１０   トロイダルコイル
１２   巻線
１２Ａ 第１巻線部分
１２Ｂ 第２巻線部分
１２Ｄ１、１２Ｄ２、１２Ｄ３、１２Ｄ４、１２Ｄ５、１２Ｄ６、１２Ｄ７、１２Ｄ８、１２Ｄ９   巻回部
１２Ｅ１、１２Ｅ２、１２Ｅ３、１２Ｅ４、１２Ｅ５、１２Ｅ６、１２Ｅ７、１２Ｅ８、１２Ｅ９   巻回部
１４，１４Ａ，１４Ｂ 残余部
１８   中央部
２０   環状コア
２０Ａ 外側横側面
２２   第１巻回部
２４   第２巻回部
３０   コイル製造装置
３２   第１クランプ機構
３２Ａ 支持部
３２Ｂ 回転支持部
３２Ｃ クランプ部
３２Ｄ クランプ
３４   第２クランプ機構
３４Ａ 支持部
３４Ｂ 回転支持部
３４Ｃ クランプ部
３４Ｄ クランプ
３８   コア保持機構
３９   レール
４０   巻線保持機構
４０Ａ ガイド板
４０Ｂ 巻線保持部
４１   クランプ
４２   コアクランプ機構
４２Ａ 横コアクランプ
４２Ｂ 縦コアクランプ
４２Ｃ 縦クランプ部
４２Ｄ 横クランプ部
４２Ｅ スリット
４２Ｆ スリット
４２Ｇ クランプ領域
４２Ｈ 押圧部
４２Ｉ 支持板
４２Ｊ 支持板
４４   支持台
４５   レール
４６   支持台
４８   レール
５２   支持材
５６   支持台
５８Ａ スリット
６２   回転支持部
６４   回転部
６６   支持座
【図１】
2014165336.tif 000003
【図２】
2014165336.tif 000004
【図３】
2014165336.tif 000005
【図４】
2014165336.tif 000006
【図５】
2014165336.tif 000007
【図６】
2014165336.tif 000008
【図７】
2014165336.tif 000009
【図８】
2014165336.tif 000010
【図９】
2014165336.tif 000011
【図１０】
2014165336.tif 000012
【図１１】
2014165336.tif 000013
【図１２】
2014165336.tif 000014
【図１３】
2014165336.tif 000015
【図１４】
2014165336.tif 000016
【図１５】
2014165336.tif 000017
【図１６】
2014165336.tif 000018
【図１７】
2014165336.tif 000019
【図１８】
2014165336.tif 000020