(57)【要約】【課題】複数個のα巻コイルの結合力を向上させること。【解決手段】複数個のα巻コイルが、それぞれ中心開口を有する第１コイル層と、該第１コイル層と同一形状及び同一幅の第２コイル層とが互いに積層されたものであり、複数個のα巻コイルの接続方向の各外周部分は、それぞれ中心開口のＺ軸（ここで「Ｚ軸」とは、α巻コイルの接続両端部の中心であって、第１コイル層と第２コイル層の積層境界面を通るＸ軸に対してα巻コイルの非接続両端部の中心であってＸ軸と直交するように積層境界面を通る軸をいう）の中心軸線に関して、点対称の接続用段差部を有しており、複数個のα巻コイルは、接続用段差部に互いに重なるようにかつ互いに付いた状態で環状に連なっていることを特徴とするコアレスコイル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のα巻コイルが、それぞれ中心開口を有する第１コイル層と、該第１コイル層と同一形状及び同一幅の第２コイル層とが互いに積層されたものであり、
前記複数個のα巻コイルの接続方向の各外周部分は、それぞれ前記中心開口のＺ軸（ここでＺ軸とは、α巻コイルの接続両端部の中心であって第１コイル層と第２コイル層の積層境界面を通るＸ軸に対して、α巻コイルの非接続両端部の中心であってかつＸ軸と直交するように積層境界面を通る軸をいう。）の中心軸線に関して、点対称の接続用段差部を有しており、前記複数個のα巻コイルは、前記接続用段差部に互いに重なるようにかつ互いに付いた状態で環状に連なっていることを特徴とするコアレスコイル。
【請求項２】
請求項１に於いて、環状に連なっている複数個のα巻コイルは、全体として円筒状の外観構成を呈しており、該複数個のα巻コイルの円筒状の周面に筒状コアが一体的に嵌合していることを特徴とするコアレスコイル。
【請求項３】
請求項２に於いて、前記短筒状のコアの一端部にフランジ状のプリント基板が設けられ、複数個のα巻コイルの各一対の突出端部は、それぞれ前記プリント基板に半田付けされていることを特徴とするコアレスコイル。
【請求項４】
一側内面側に湾曲する単体のα巻コイル（１０）の中心開口（１３）を、芯体（２０）の外周面の周方向に所定間隔を有して設けられた複数個の基準支持突片（２１）にそれぞれ嵌め込み、前記芯体に前記基準支持突片を介して輪状に添設された複数個の単体のα巻コイル（１０）を、前記芯体の外周面に対して配置される押圧治具（２２）でもって半径内方向へ同時に押し付け、この押し付け状態を維持しながら、加熱手段により前記複数個の単体のα巻コイル（１０）を加熱し、これにより複数個の単体のα巻コイル（１０）の各接続用段差部（１４、１４）が互いに重なるようにかつ互いに付いた状態で環状のコアレスコイル（１）を得るコアレスコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型の電動モータや発電機に用いられるコアレスコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図７には、「環状かつ湾曲面を有するα巻コイル」の一例が記載され、このα巻コイルは、導線と、この導線の周りに被覆された絶縁被膜と、この絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とから旨が記載されている。
【０００３】
特許文献２の図４及び図５には、「環状のα巻コイル」が記載され、この環状のα巻コイルは、例えば図５の断面図を参照にすると、上方に位置する第１コイル層と、該第１コイル層と同一形状及び同一幅の第２コイル層とが互いに積層されたものであり、「耐電圧の向上を図るために」上下の両コイル層は、互いに左右方向に位置ずれしていることが見てとれる。しかしながら、単体の環状のα巻コイルを環状に連ねることは記載され、示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７３４５号公報
【特許文献２】特許第５３９３０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明の主たる目的は、複数個のα巻コイルの結合力を向上させることである。特に、一対の突出端部を有すると共に、略同一形状及び略同一幅の二層の薄型コイルで構成されているα巻コイル同士を互いに接着させる際に、押圧と加熱により生ずる自己融着性を十分に生かすことができることである。本願発明の第２の目的は、二層の薄型コイルを部分的に環状に接続しても、接続部分が容易に離れず、しかも、全体として強度性に優れていることである。本願発明の第３の目的は、形態保持性に優れていることである。本願発明の第４の目的は、プリント基板に対するコイルの突出端部の半田付けが容易であることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコアレスコイルは、複数個のα巻コイルが、それぞれ中心開口を有する第１コイル層と、該第１コイル層と同一形状及び同一幅の第２コイル層とが互いに積層されたものであり、前記複数個のα巻コイルの接続方向の各外周部分は、それぞれ前記中心開口のＺ軸（ここでＺ軸とは、α巻コイルの接続両端部の中心であって第１コイル層と第２コイル層の積層境界面を通るＸ軸に対して、α巻コイルの非接続両端部の中心であってかつＸ軸と直交するように積層境界面を通る軸をいう。）の中心軸線に関して、点対称の接続用段差部を有しており、前記複数個のα巻コイルは、前記接続用段差部に互いに重なるようにかつ互いに付いた状態で環状に連なっていることを特徴とする。なお、ここで「コアレスコイル」とは、単体のα巻コイルが、少なくとも３個以上連続的に環状に繋がっているものをいう。またここで「互いに付いた状態」の概念には、接着剤による接着や被膜が溶けることによる接着（融着）が含まれる。
【０００７】
また本発明のコアレスコイルの製造方法は、一側内面側に湾曲する単体のα巻コイル（１０）の中心開口（１３）を、芯体（２０）の外周面の周方向に所定間隔を有して設けられた複数個の基準支持突片（２１）にそれぞれ嵌め込み、前記芯体に前記基準支持突片を介して輪状に添設された複数個の単体のα巻コイル（１０）を、前記芯体の外周面に対して配置される押圧治具（２２）でもって半径内方向へ同時に押し付け、この押し付け状態を維持しながら、加熱手段により前記複数個の単体のα巻コイル（１０）を加熱し、これにより複数個の単体のα巻コイル（１０）の各接続用段差部（１４、１４）が互いに重なるようにかつ互いに付いた状態で環状のコアレスコイル（１）を得ることに特徴がある。
【発明の効果】
【０００８】
（ａ）請求項１に記載の発明は、複数個のα巻コイルは接続方向の各接続用段差部が互いに重なるように、かつ、互いに付いた状態（例えば接着剤や自己融着）で環状に連なっているので、略同一形状及び略同一幅の二層の薄型コイルで構成されている、例えばα巻コイル同士の押圧と加熱により生ずる自己融着性を十分に生かすことができる。したがって、導線を素線とする複数個のα巻コイルの結合力を向上させることができる。
（ｂ）請求項２に記載の発明は、環状に連なっている複数個のα巻コイルは、全体として円筒状の外観構成を呈しており、該複数個のα巻コイルの円筒状の周面に筒状のコアが一体的に外嵌合又は内嵌合しているので、形態保持性に優れている。
（ｃ）請求項３に記載の発明は、前記短筒状のコアの一端部にフランジ状のプリント基板が設けられ、複数個のα巻コイルの各一対の突出端部は、それぞれ前記プリント基板に半田付けされているので、プリント基板に対するコイルの突出端部の半田付けが容易である。
（ｄ）請求項４に記載の発明は、単体のα巻コイル同士の点対称の接続用段差部が確実に接続する、製造作業効率が高まる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１乃至図６は本発明の第１実施形態を示す各説明図、図７は本発明の第２実施形態を示す説明図、図８は本発明の第３実施形態を示す説明図である。
【図１】本発明のコアレスコイルの一例を示す斜視図。
【図２】α巻コイル（単体）の平面視からの説明図。
【図３】図２の３−３線拡大断面説明図。
【図４】複数個のα巻コイルの各接続用段差部を互いに接続する概略説明図。
【図５】α巻コイル（単体）を、その一側面側に同一曲率で湾曲状に曲げた説明図。
【図６】コアレスコイルの製造方法の一例を示す説明図。
【図７】本発明の第２実施形態を示す説明図。
【図８】本発明の第３実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明のコアレスコイル（連続の空芯α巻）１の斜視図である。このコアレスコイル１は、図２乃至図５で示す構成の扁平状のα巻コイル（単体）１０を、湾曲成形手段、複数の基準支持突片を周方向に有する芯体、この芯体の外周面に対して配置される押圧治具等の押圧手段及び電気抵抗熱、熱風、赤外線照射等の加熱手段を利用して、複数個（例えば合計３個、６個等）のα巻コイルを互いに連続的に自己融着させることにより環状に構成されている。
【００１１】
したがって、α巻コイル１０の具体的構造は、特に図示しないが、導線と、この導線の周りに被覆された絶縁被膜と、この絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜をボビン形状の被巻き付体に巻回することにより、環状に形成されている（例えば特許文献１）。
【００１２】
まず、図２及び図３を参照にして、α巻コイル１０の構成を説明する。図２はα巻コイル（単体）の平面視からの説明図である。この図２は平面視であるから、１１は上方に位置する環状の第１コイル層、一方、１２は下方に位置する環状の第２コイル層である。周知の如く、環状のα巻コイル１０は、それぞれ多角形又は矩形或いはトラック形状の中心開口１３、１３を有する第１コイル層（図面では上方）１１と、該第１コイル層と同一形状及び同一幅の第２コイル層（図面では下方）１２とが互いに積層されたものである。
【００１３】
ところで、本実施形態は、図３で示すように、第１コイル層１１と第２コイル層１２は、それぞれ長孔状の中心開口１３、１３は略一致しているものの、各巻回幅は左右方向に互いに位置ずれた状態で重なり合っている。  
【００１４】
図３は図２の３−３線拡大断面説明図である。この図３を参照にすると、実施形態では、コイルの巻回数が長径方向に略一巻分ずれたような格好となっている。図３に於いて、説明の便宜上、第１コイル層１１の下面と第２コイル層の上面が密着する面を、ここでは「積層境界面」とし、この積層境界面を水平状態に通る軸線を「Ｘ軸」とし、一方、中心開口１３、１３の中心を通り、前記Ｘ軸と直交する垂直軸線を「Ｙ軸」とする。さらに、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸の交差する前記中心を通り、かつ、前記Ｘ軸に対して直角の積層境界面を水平状態に通る軸線を「Ｚ軸」とする。
【００１５】
したがって、ここで「Ｚ軸」とは、α巻コイルの接続両端部の中心であって、第１コイル層１１と第２コイル層１２の積層境界面を通るＸ軸に対して、前記α巻コイルの非接続両端部の中心であって、前記Ｘ軸と直交するように前記積層境界面を通る軸をいう。
【００１６】
しかして、単体のα巻コイル１０は、その接続方向の各外周部分（実施形態では長径方向の左右の両端部）は、それぞれ長孔状の中心開口１３、１３のＺ軸の中心軸線に関して、点対称（１８０度回転対称）の接続用段差部１４、１４と成っている。
【００１７】
左右の接続用段差部１４、１４について付言すると、符号１５は、上方の第１コイル層１１の巻回幅の一番外に位置する外周部であり、この外周部から所要量突出している突出端部１５ａが一方の引出しリード線である。これに対して、符号１６は下方の第２コイル層１２の巻回幅の一番外に位置する外周部であり、この外周部から所要量突出している突出端部１６ａが他方の引出しリード線である。
【００１８】
であるから、図２の左側の突出端部１５ａは上方の第１コイル層１１の引出しリード線であり、これに対して、図２の右側の突出端部１６ａは下方の第２コイル層１１の引出しリード線ということになる。
【００１９】
さらに、図３を参照にして説明すると、図面左側の第１コイル層１１の外周部１５の下方は空洞部であり、一方、図面右側の第２コイル層１２の外周部１６の上方は、前述したようにＺ軸の中心軸線に関して、点対称となる空洞部である。
【００２０】
図４は、複数個のα巻コイル１0の各接続用段差部１４を互いに接続する概略説明図である。本発明は、複数個のα巻コイルの接続方向の各外周部分１５，１６は、それぞれ中心開口１３，１３のＺ軸の中心軸線に関して、点対称の接続用段差部１４，１４であることから、前記複数個のα巻コイルは、前記接続用段差部１４，１４に互いに重なるように、かつ、自己融着により環状に連なって構成されている。
【００２１】
そして、図５はα巻コイル（単体）を、環状に連ねるために、その一側面側に同一曲率で湾曲状に曲げた説明図である。複数個のα巻コイル１0が、例えば合計３個（三相交流モータを想定）の場合には、図１で示すコアレスコイル（連続の空芯α巻）１の如く筒状に繋がっている。
【００２２】
そこで、図６を参照にして、コアレスコイル１の製造方法の一例を説明する。このコアレスコイルの製造方法は、一側内面側に湾曲する単体のα巻コイル１０の中心開口１３を、芯体２０の外周面の周方向に所定間隔を有して設けられた複数個の基準支持突片２１にそれぞれ嵌め込み、前記芯体に前記基準支持突片を介して輪状に添設された複数個の単体のα巻コイル１０を、前記芯体の外周面に対して配置される押圧治具２２でもって半径内方向へ同時に押し付け、この押し付け状態を維持しながら、加熱手段により前記複数個の単体のα巻コイル１０を加熱し、これにより複数個の単体のα巻コイル１０の各接続用段差部１４、１４が互いに重なるようにかつ融着させて環状のコアレスコイル（１）を得る点に特徴がある。
【００２３】
まずＡは単体のα巻コイル１０を複数個製造する工程である。ここで、「複数個」とは、例えば一つの三相交流モータを想定するならば、最低３個以上をいう。このα巻コイル１０は、図示しないボビン形状の被巻き付け体を有する巻回機を用いて製造される。コイルの素体がボビン形状の被巻き付け体に所要回数巻回されるとα巻コイル１０が出来上がり、出来上がった時点で、前記被巻き付け体は前記α巻コイル１０から分離する。
次にＢは湾曲加工工程である。この湾曲加工工程Ｂでは、外周面が同一曲率を有する内側治具１８と、その内周面が前記曲率に対応する外側治具１９とが用いられる。好ましくは、前記内側治具１８と外側治具１９の両方でもってα巻コイル１０をサンドイッチ状に挟持しながら湾曲加工をする。
【００２４】
次にＣは湾曲加工工程Ｂで得られた湾曲状のα巻コイル１０Ａを押圧手段に装着する工程である。この押圧手段装着工程Ｃでは、パイプ状又は筒状或いは棒状の芯体２０の外周面２0aに例えば合計３個のα巻コイル１０Ａを添設する。芯体２０の外周面２0aに対する添設方法は色々あるが、例えば図示しない弾性要素により、常時外方向に付勢された合計３個の突片を基準支持突片２１とし、前記３個の基準支持突片２１の中心位置を略１２０度の間隔を有して芯体２０の外周面２0aに同一の水平面状に配設する。これらの基準支持突片２１は同一の水平面状に位置することから、これらの基準支持突片２１にそれぞれ中心開口１３，１３を支持された合計３個のα巻コイル１０Ａの各接続用段差部１４，１４は、互いに突き合せられた格好となる。
【００２５】
そこで、芯体の外周面に対して配置される押圧治具（便宜上、仮想線で示す）２２でもって、直接又は間接的に合計３個のα巻コイル１０Ａを芯体２０の半径内方向へ押し付ける。
【００２６】
次にＤは電気抵抗熱、熱風、赤外線照射等の加熱手段を利用して、複数個のα巻コイル１０Ａを互いに連続的に自己融着させ、環状に成形する押圧・加熱工程である。この押圧・加熱工程Ｄは、前記押圧手段装着工程Ｃで用いた押圧手段２０，２１に、例えば８０度〜２００度の加熱を加えると、図４で示すようにα巻コイル１０Ａの各接続用段差部１４，１４の間隙部分は減少し、いわゆる自己融着により、互い違いに重なり合った第１コイル層１１の外周部１５と第２コイル層１２の外周部１６は、密着状態に接合する。
【００２７】
この押圧・加熱工程Ｄでは、押圧治具２２を半径外方向へ移動させ、例えばパイブ状芯体２０の中に嵌挿されている作動杆をスライドさせると、３個の基準支持突片２１が同時に弾性要素の弾性力に抗してパイブ状の芯体２０内に引っ込み（この時、弾性要素は収縮する）、これによりコアレスコイル（連続の空芯α巻）１が芯体２０から外れる。なお、芯体２０からコアレスコイル（連続の空芯α巻）１を外す場合、図示しない釘状の挿嵌ピンを芯体２０の中心穴から引き抜くと、これにより図示しない弾性要素の弾性復帰力に３個の基準支持突片２１が同時に芯体２０内に引っ込む方式（この時、弾性要素は伸長する）、３個の基準支持突片２１と芯体２０とが独立した別部材であり、前記基準支持突片２１を芯体２０から外す方式等がある。弾性要素を収縮させる方式、弾性要素を伸長させる方式、基準支持突片２１を引き抜く方式、或いは押し込む方式のいずれを採用するにしても、コアレスコイル（連続の空芯α巻）１が変形しないようにするのが好ましい。
【００２８】
最後にＥは冷却手段を用いてコアレスコイル（連続の空芯α巻）１を冷却する工程である。この冷却工程Ｅでは、コアレスコイル（連続の空芯α巻）１を、例えば棚に並べて冷風を吹きかける。
【００２９】
上記構成に於いて、複数個の基準支持突片２１を有する芯体２０を用いているので、単体のα巻コイル同士の点対称の接続用段差部が確実に接続する、製造作業効率が高まる等の利点がある。
【実施例】
【００３０】
第１実施形態のコアレスコイル（連続の空芯α巻）１に於いて、コイル素体（導線と絶縁被膜と融着被膜とから成るもの）は、いわゆる平角線又は丸線のいずれであっても良い。また第１実施形態は本発明を説明するための例示であることから、コイルの巻回数、寸法、厚さ、構成の比率は図面に限定して解釈されるものではない。であるから、周知事項や細部的事項の説明は割愛する。本発明は課題を逸脱しない範囲内で適宜に設計変更し得る。
【００３１】
なお、念のために、図７に第２実施形態を図示する。第２実施形態のコアレスコイル（連続の空芯α巻）１Ａは、単体のα巻コイル１０Ｂは、略矩形環状（例えば略長方形環状）であっても良いこと、各α巻コイル１０Ｂの点対称の接続用段差部１４，１４は、短径方向の対向端部であっても良いこと、各α巻コイル１０Ｂの数は、合計６個であっても良いことを示したものである。
【００３２】
図８は本発明の第３実施形態を示す説明図で、この第３実施形態は、図１で示すコアレスコイル（連続の空芯α巻）１に筒状の金属製コア３０を一体的に外嵌合又は内嵌合すると共に、前記筒状コアの一端部にフランジ状のプリント基板３１を設けたものである。もちろん、他の実施形態としては、図１で示すコアレスコイル（連続の空芯α巻）１に「筒状コア３０」のみが加味され、プリント基板３１を有しなくても良い。
【００３３】
第３実施形態では、さらにプリント基板３１という構成が限定されているので、第３実施形態を実施する場合には、複数個のα巻コイルの各一対の突出端部１５ａ、１６ａは、それぞれ前記プリント基板に半田付け３３されていることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、小型の電動モータ、発電機、ＩＨヒーターコイル等に用いられる。
【符号の説明】
【００３５】
１…コアレスコイル、
１０、１０Ａ、１０Ｂ…単体のα巻コイル、
１１…第１コイル層、
１２…第２コイル層、
１３…中心開口、
１４…接続用段差部、
３０…筒状コア、
３１…プリント基板、
Ｃ…押圧手段装着工程、
Ｄ…押圧・加熱工程、
２０…芯体、
２１…基準支持突片、
２２…押圧治具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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