(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルをプレス加工して形成する高密度コイルの製造方法において、
前記コイルをプレス加工機の所定の加工位置にセットするステップと、
前記所定の加工位置にセットされた状態の前記コイルに対し、時間差をおいて複数の方向から順次プレス加工を施すステップと、
を有し、
前記順次プレス加工を施すステップは、
前記コイルの巻線方向に直交する方向からプレス加工を施す第一のステップと、
前記第一のステップにおけるプレス加工の方向に直交する１つの方向からプレス加工を施す第二のステップと、
前記第一および第二のステップにおけるプレス加工の方向に直交する方向からプレス加工を施す第三のステップと、
を有する、
ことを特徴とする高密度コイルの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の高密度コイルの製造方法において、
前記第一のステップまたは前記第二および第三のステップを複数回、プレス移動寸法を変えながら行うステップを有する、
ことを特徴とする高密度コイルの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高密度コイルの製造方法において、
前記コイルの断面がテーパー形状を有する、
ことを特徴とする高密度コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度コイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
丸銅線の完全整列巻きにおいて、丸銅線にダメージを与えずに高い占積率にすることができる高密度コイルの製造方法が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１の製造方法では、伸び率３０〜４０％の丸銅線を完全整列巻きし、１５０℃〜２３０℃で加熱押圧することで丸銅線間の空隙部分を埋めて占積率を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７２４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の製造方法では、垂直および水平の二方向から同じ条件でコイルを押圧するため、断面が直方体形状である高密度コイルしか製造できなかった。一方、断面がテーパー形状であるなど、様々な断面形状の高密度コイルの需要がある。このような断面が直方体形状ではない高密度コイルの製造については特許文献１の製造方法では対応できない。
【０００５】
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、様々な断面形状の高密度コイルの製造に対応することができる高密度コイルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、コイルをプレス加工して形成する高密度コイルの製造方法において、コイルをプレス加工機の所定の加工位置にセットするステップと、所定の加工位置にセットされた状態のコイルに対し、時間差をおいて複数の方向から順次プレス加工を施すステップとを有し、順次プレス加工を施すステップは、コイルの巻線方向に直交する方向からプレス加工を施す第一のステップと、第一のステップにおけるプレス加工の方向に直交する１つの方向からプレス加工を施す第二のステップと、第一および第二のステップにおけるプレス加工の方向に直交する方向からプレス加工を施す第三のステップとを有するものである。
【０００７】
上述の高密度コイルの製造方法において、第一のステップまたは第二および第三のステップを複数回、プレス移動寸法を変えながら行うステップを有することができる。
【０００８】
上述の高密度コイルの製造方法において、コイルの断面がテーパー形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、様々な断面形状の高密度コイルの製造に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るプレス加工機とプレス加工機にセットされたコイルを示す斜視図である。
【図２】図１のコイルのみを示す斜視図である。
【図３】図２のコイルを押圧する方向を示す斜視図である。
【図４】断面がテーパー形状のコイルを示す斜視図である。
【図５】図４のコイルのプレス加工前の状態を示すＡ−Ａ′線断面図である。
【図６】図４のコイルのＺ軸方向のプレス加工後の状態を示すＡ−Ａ′線断面図である。
【図７】図４のコイルのＸ軸方向（またはＹ軸方向）のプレス加工後の状態を示すＡ−Ａ′線断面図である。
【図８】図４のコイルのプレス加工前の形状とプレス加工後の形状とを比較するための図である。
【図９】Ｚ軸方向の押圧とＸ軸方向（またはＹ軸方向）の押圧とを同時に行う場合の問題点を説明するための図であり、プレス加工機がプレス加工を行う状況を模式的に示している。
【図１０】Ｚ軸方向の押圧とＸ軸方向（またはＹ軸方向）の押圧とを同時に行う場合の問題点を説明するための図であり、図９とは異なる問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（概要について）
本発明の実施の形態に係る高密度コイルの製造方法は、図１に示すように、コイル１をプレス加工機１０の所定の加工位置にセットするステップと、所定の加工位置にセットされた状態のコイル１に対し、時間差をおいて複数の方向Ｘ，Ｙ，Ｚから順次プレス加工を施すステップと、を有する。
【００１２】
（プレス加工機１０の所定の加工位置について）
コイル１は、図２に示すように、空芯部２を有する。プレス加工機１０の所定の加工位置には、図１に示すように、コイル１の空芯部２を貫通する固定部材１１を有する。すなわち、コイル１は、固定部材１１が空芯部２を貫通するようにしてプレス加工機１０の所定の加工位置にセットされる。
【００１３】
（プレス加工機１０について）
プレス加工機１０は、図１に示すように、固定部材１１、上部押圧部１２、下部押圧部１３、前部押圧部１４、後部押圧部１５、左部押圧部１６、および右部押圧部１７により構成される。上部押圧部１２および下部押圧部１３は、コイル１をＺ軸方向（上下方向）に押圧する。前部押圧部１４および後部押圧部１５は、コイル１をＹ軸方向（前後方向）に押圧する。左部押圧部１６および右部押圧部１７は、コイル１をＸ方向（左右方向）に押圧する。コイル１に対する各押圧の方向は、図３に示すように、コイル１の巻線方向に直交する方向がＺ軸方向であり、Ｚ軸方向に直交する１つの方向がＸ軸方向（またはＹ軸方向）であり、Ｚ軸方向およびＸ軸方向（またはＹ軸方向）に直交する方向がＹ軸方向（またはＸ軸方向）である。このとき、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸の押圧部は、それぞれ独立して駆動される。なお、各押圧部の駆動機構についてはどのようなものであってもよいので、図示および説明は省略するが、油圧式や空圧式など、様々な駆動機構を用いることができる。
【００１４】
（押圧順序について）
本発明の実施の形態に係る高密度コイルの製造方法において、順次プレス加工を施すステップは、コイル１の巻線方向に直交する方向（すなわち、Ｚ軸方向）からプレス加工を施す第一のステップと、第一のステップにおけるプレス加工の方向に直交する１つの方向（すなわち、Ｘ軸方向（またはＹ軸方向））からプレス加工を施す第二のステップと、第一および第二のステップにおけるプレス加工の方向に直交する方向（すなわち、Ｙ軸方向（またはＸ軸方向））からプレス加工を施す第三のステップと、を有する。このとき、第一のステップまたは第二および第三のステップを複数回、プレス移動寸法を変えながら行うステップを有するようにしてもよい。
【００１５】
（従来例との比較）
特許文献１に開示された高密度コイルの製造方法では、垂直、水平二方向を押圧する。特許文献１には、垂直方向と水平方向とで押圧力や押圧時間などの押圧条件を変更することについては記載されていない。このため、特許文献１の製造方法では、垂直および水平の二方向から同じ条件で同時にコイルを押圧すると類推する。
【００１６】
製造するコイルの断面が直方体形状であれば、垂直方向と水平方向とでほぼ同じ条件で同時に押圧しても、被押圧対象の形状がほぼ同じであるので製造可能である。しかしながら、製造するコイルの断面がテーパー形状を有するような場合、垂直方向と水平方向とでは被押圧対象の形状が異なるため、押圧する条件を変更する必要がある。
【００１７】
断面がテーパー形状を有するコイル１ａを図４に示す。図４に示すコイル１ａにおいて、プレス加工を施す前のコイル１ａのＡ−Ａ′線断面図を図５に示す。プレス加工を施す前のコイル１ａの断面には、所定のテーパー角度（α°）に対し、丸銅線が存在しない隙間部分２０，２１，２２が含まれる。第一のステップであるＺ軸方向（上下方向）の押圧の主な目的は、押圧によって丸銅線を変形させてＸ軸方向（左右方向）またはＹ軸方向（前後方向）に丸銅線をはみ出させ、隙間部分２０，２１，２２を埋めることにある。これにより、図５に示す隙間部分２０，２１，２２は、図６に示すように、変形した丸銅線によって埋まることとなる。
【００１８】
続いて、図７に示すように、第二のステップであるＸ軸方向（左右方向）（またはＹ軸方向（前後方向））からコイル１ａを押圧する。第二のステップであるＸ軸方向（左右方向）（またはＹ軸方向（前後方向））の押圧の主な目的は、押圧によって丸銅線を変形させてＸ軸方向（またはＹ軸方向）に対して最終的な目標とされるテーパー形状に成形することにある。これにより、コイル１ａは、Ｘ軸方向（またはＹ軸方向）に対して最終的な目標とされるテーパー形状に成形される。
【００１９】
最後に、第三のステップであるＹ軸方向（前後方向）（またはＸ軸方向（左右方向））からコイル１ａを押圧する。第三のステップであるＹ軸方向（前後方向）（またはＸ軸方向（左右方向））の押圧の主な目的は、押圧によって丸銅線を変形させてＹ軸方向（またはＸ軸方向）に対して最終的な目標とされるテーパー形状に成形することにある。これにより、コイル１ａは、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、およびＹ軸方向の全てに対して最終的な目標とされる形状に成形される。
【００２０】
以上説明したような工程では、各軸方向からの押圧の目的が異なる。また、各軸方向からみた被押圧対象の形状も異なる。したがって、各軸方向からの押圧力および押圧時間についても必然的に異なる。たとえば、Ｚ軸方向からの押圧力は、Ｚ軸方向に積層された多数の丸銅線の全てに対して均等な押圧力がかかることが好ましい。これに対し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向からの押圧力は、目標とするテーパー角度の範囲からはみ出した分の丸銅線をＸ軸方向およびＹ軸方向に押し込めるだけの押圧力があれば良い。したがって、Ｚ軸方向からの押圧力はＸ軸方向およびＹ軸方向からの押圧力に比べて大きくする場合がある。
【００２１】
また、Ｚ軸方向からの押圧力はＸ軸方向およびＹ軸方向からの押圧力に比べて大きくする場合があるので、押圧による丸銅線の変形の度合も大きくなる場合がある。このとき、丸銅線の変形が急激に進行すると、丸銅線に損傷が生じることもある。よって、Ｚ軸方向からの押圧を行うのに要する時間は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向からの押圧を行うのに要する時間よりも長くすることが好ましい。これにより、丸銅線の急激な変形を避けることができる。
【００２２】
以上説明したように、特許文献１に開示されている高密度コイルの製造方法のように、垂直および水平の二方向から同じ押圧条件によって同時に押圧を行うことによっては、テーパー形状などの立方体形状ではない断面を有するコイル１ａを製造することは難しい。
【００２３】
（各軸方向からの押圧に時間差を設けることについて）
上述の工程において、一つの軸方向からの押圧を終えた後に、他の軸方向からの押圧を行うように時間差を設けている。その理由については、以下の二つの理由がある。
【００２４】
（１）理由その１
図８の実線で描いた形状がコイル１ａのプレス加工前の形状であり、破線で描いた形状がコイル１ａのプレス加工後の形状である。また、図９の例では、左部押圧部１６および右部押圧部１７（または前部押圧部１４および後部押圧部１５）の厚みｄ１がコイル１ａのプレス加工後の形状の高さｄ２よりも大きい。このような状況下では、Ｚ軸方向からの押圧とＸ軸方向（またはＹ軸方向）からの押圧を同時に進行させると、上部押圧部１２がコイル１ａの押圧を完了する以前に、左部押圧部１６および右部押圧部１７（または前部押圧部１４および後部押圧部１５）が上部押圧部１２と下部押圧部１３との間に入り込み押圧を阻止してしまう。このため、一つの軸方向からの押圧を終えた後に、他の軸方向からの押圧を行うように時間差を設けることが必要になる。
【００２５】
（２）理由その２
図１０の例では、左部押圧部１６および右部押圧部１７（または前部押圧部１４および後部押圧部１５）の厚みｄ３がコイル１ａのプレス加工後の形状の高さｄ４と等しく設定されている。このため、図９の例で説明したような問題は発生しない。しかしながら、図１０の例では、Ｚ軸方向からの押圧によって、コイル１ａの丸銅線が変形し、Ｘ軸方向（またはＹ軸方向）にはみ出した部分３がＸ軸方向（またはＹ軸方向）から進行して来る左部押圧部１６および右部押圧部１７（または前部押圧部１４および後部押圧部１５）の先端部に乗り上げてしまい、断線などの損傷が発生する問題がある。このため、一つの軸方向からの押圧を終えた後に、他の軸方向からの押圧を行うように時間差を設けることが必要になる。
【００２６】
（本発明の実施の形態に係る効果について）
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る高密度コイルの製造方法によれば、コイル１，１ａをプレス加工機１０の所定の加工位置にセットするステップと、所定の加工位置にセットされた状態のコイル１，１ａに対し、時間差をおいて複数の方向から順次プレス加工を施すステップと、を有するので、様々な断面形状の高密度コイルの製造に対応することができる。
【００２７】
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り、様々に変更が可能である。上述の実施の形態では、断面がテーパー形状のコイル１ａを例示したが、本発明の実施の形態に係る高密度コイルの製造方法は、その他にも様々な断面形状に対応が可能である。たとえば、コイル１ａの断面におけるテーパー形状の角部にＲを設けることもできる。または、断面形状が円または楕円のドーナツ型のコイルであってもよい。
【００２８】
また、上述の実施の形態におけるＸ軸方向からの押圧工程とＹ軸方向からの押圧工程とは適宜順番を入れ替えてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１，１ａ…コイル、２…空芯部、１０…プレス加工機、１１…固定部材、１２…上部押圧部、１３…下部押圧部、１４…前部押圧部、１５…後部押圧部、１６…左部押圧部、１７…右部押圧部
【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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【図９】
0006706123.tif 000010
【図１０】
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