(57)【要約】【課題】製品の小型化に適した多層コイルの巻線を効率良く、また、精度高く行う方法を提供すると共に、多線並列巻線にも対応可能な多線コイルの巻線方法を提供する。【解決手段】複数の線材２０ａ，２０ｂをドラムコア１の巻芯２に巻き付けてコイルを形成する多線コイルの巻線方法において、それぞれ線材２０ａ，２０ｂを繰り出す複数本の巻線ノズル１０ａ，１０ｂを用いることによって生じる巻始めの線材２０ａ，２０ｂのよじれを、前記複数本の巻線ノズル１０ａ，１０ｂを所定の回転中心Ｑの周りで同時に回転させることにより、取り除く構成である。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の線材を巻芯に巻き付けてコイルを形成する多線コイルの巻線方法において、
それぞれ線材を繰り出す巻線ノズルを複数本用いることによって生じる巻始めの線材のよじれを、前記複数本の巻線ノズルを所定の回転中心の周りで同時に回転させることにより、取り除くことを特徴とする多線コイルの巻線方法。
【請求項２】
前記複数本の巻線ノズルの回転量を制御することより、多層巻線又は並列巻線の切り換えを行う請求項１記載の多線コイルの巻線方法。
【請求項３】
複数の線材を巻芯に巻き付けてコイルを形成する多線コイルの巻線方法において、
それぞれ線材を繰り出す巻線ノズルを複数本用い、前記巻芯を回転させて多層巻線を行う場合に、前記巻線ノズルの相互間に高低差を設けて、前記複数の線材の巻き付けられるタイミングを、下層よりも上層の方が遅れるようにしたことを特徴とする多線コイルの巻線方法。
【請求項４】
前記巻芯の両端部に鍔部が形成されており、前記複数の線材の端部は前記鍔部の外周面の異なる位置にそれぞれ固定されている請求項１，２又は３記載の多線コイルの巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の線材を巻芯に巻回してコイル（トランスの場合も含む）を作製するための多線コイルの巻線方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コイルの巻線方法として複数の線材を巻芯に並列に巻線するバイファイラ巻線、トリファイラ巻線等が知られている（例えば下記特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２３６３８１号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３２３４号公報
【０００４】
また、複数の線材を用いて、一層毎に巻線して多層巻線を形成することはトランス等の巻線方法として周知とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
複数の線材を巻芯に並列に巻線するバイファイラ、トリファイラ巻線は複数の線材を同時に巻線することが可能なため、巻線時間が短い等の特徴があるが、巻数が増えると巻芯の幅が広くなり、製品の小型化の妨げになることが考えられる。また、トランスの巻線法に見られる多層の巻線方法は一層毎の巻線、端末処理のため、巻線時間が長く、結果として巻線加工のコストが高くなってしまう。
【０００６】
これらの課題を解決するため、本発明では製品の小型化に適した多層コイルの巻線を効率良く、また、精度高く行う方法を提供すると共に、多線並列巻線にも対応可能な多線コイルの巻線方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、複数の線材を巻芯に巻き付けてコイルを形成する多線コイルの巻線方法において、
それぞれ線材を繰り出す巻線ノズルを複数本用いることによって生じる巻始めの線材のよじれを、前記複数本の巻線ノズルを所定の回転中心の周りで同時に回転させることにより、取り除くことを特徴としている。
【０００９】
本願請求項２の発明に係る多線コイルの巻線方法は、請求項１において、前記複数本の巻線ノズルの回転量を制御することより、多層巻線又は並列巻線の切り換えを行うことを特徴としている。
【００１０】
本願請求項３の発明は、複数の線材を巻芯に巻き付けてコイルを形成する多線コイルの巻線方法において、
それぞれ線材を繰り出す巻線ノズルを複数本用い、前記巻芯を回転させて多層巻線を行う場合に、前記巻線ノズルの相互間に高低差を設けて、前記複数の線材の巻き付けられるタイミングを、下層よりも上層の方が遅れるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
本願請求項４の発明は、請求項１，２又は３において、前記巻芯の両端部に鍔部が形成されており、前記複数の線材の端部は前記鍔部の外周面の異なる位置にそれぞれ固定されていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多線コイルの巻線方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１乃至図３で本発明に係る多線コイルの巻線方法の第１の実施の形態を説明する。この第１の実施の形態は巻芯に対して多層巻きを行う方法の例である。
【００１４】
図１及び図２において、１はフェライト等のドラムコアであり、巻芯２の両側に鍔部３を有する。このドラムコア１は仮想線で示すチャック５で保持（挟持）され、チャック５の回転に伴い巻芯２の中心軸Ｐを回転中心として回転駆動されるようになっている。
【００１５】
複数本の巻線ノズル１０ａ，１０ｂは回転可能なノズル保持体１３によって互いに平行で昇降自在に支持されている。巻線ノズル１０には線材２０ａが、巻線ノズル１１には線材２０ｂが予め通してあり、ノズル下端より線材が繰り出される。これらの巻線ノズル１０ａ，１０ｂは巻芯２の中心軸を含む平面に略垂直な配置であり、例えば巻芯２の中心軸が水平面内にあれば、巻線ノズル１０ａ，１０ｂは鉛直方向を向いている。また、前記ノズル保持体１３の回転中心軸Ｑは巻線ノズル１０ａ，１０ｂに平行で、好ましくは巻線ノズル１０ａ，１０ｂの中間点を通り、巻芯２の中心軸を含む平面に略垂直であり、従って、ノズル保持体１３の回転に伴い、複数本の巻線ノズル１０ａ，１０ｂは前記回転中心軸Ｑの周りで同時に回転する。
【００１６】
ドラムコア１への線材２０ａ，２０ｂの巻線は以下の手順で行う。
【００１７】
まず、チャック５や巻線ノズル１０ａ，１０ｂ等によりコイル端末位置（線材の端部が固定される位置）を定め、溶接、金具による圧着等で線材２０ａ，２０ｂの端末のドラムコア１への固着を行う。図１の例では線材２０ａ，２０ｂの端部はドラムコア１の一方の鍔部３の外周面４（鍔部３が方形鍔部の場合、４面の内のいずれか１つの面）の互いに異なる位置にそれぞれ固定されている。また、作業開始前の線材２０ａ，２０ｂは、後にノズル保持体１３を回転させることを考慮して、巻線ノズル１０ａ，１０ｂの上部で交差した状態で準備される。
【００１８】
その後、巻線開始位置に複数本の巻線ノズル１０ａ，１０ｂ及びノズル保持体１３を移動させ、巻線ノズル１０ａ，１０ｂにて複数の線材２０ａ，２０ｂを巻線開始位置に導く。ドラムコア１をチャック５で回転駆動して巻線を開始した直後、すなわち、ドラムコア１が回転した直後、約４５°ドラムコア１が傾いた時に、複数の線材２０ａ，２０ｂは巻線ノズル１０ａ，１０ｂからドラムコア１に至る間で図１（Ａ）に示すように交差してしまう。つまり、線材２０ａの上側を線材２０ｂが交差して通過する。このように、線材間が捩れた状態で巻線を開始すると、巻線が不整列に施されてしまい、結果として外観不良、電気特性不良の原因となる。
【００１９】
この問題を解決し、精度の高い多層コイルを提供するために、本実施の形態では、巻線を開始した直後に、巻線ノズル１０ａ，１０ｂを支持したノズル保持体１３を図１（Ａ）の状態から約１８０°の角度で図１（Ｂ）及び図２のように回転させて複数の線材２０ａ，２０ｂを平行（巻芯２の中心軸に垂直な面内で平行）に並べる。この動作により多層コイルの下層コイル部の線材２０ｂは巻芯２に位置決めされ、上層コイル部の線材２０ａは、下層コイル部の線材２０ｂの上に位置決めされる。この位置関係を保ちながらチャック５でドラムコア１を回転駆動して巻線することにより、複数の線材を用いた多層巻線を各層同時に巻回することが出来、一層毎の巻線法の約１／２（２層の場合）の時間で多層コイルを巻線することが出来る。
【００２０】
更に、本実施の形態では、より多層巻線を安定化させ巻線速度を高速化するための方策として、図１（Ｂ）のノズル保持体１３の回転動作後、図１（Ｃ）に示すように、巻線ノズル１０ａをノズル保持体１３を基準に約１０ｍｍ上昇させる。換言すれば、巻線ノズル相互間に約１０ｍｍの高低差を設ける。この動作により、上層コイル部の線材２０ａは下層コイル部の線材２０ｂから約３０°〜５０°の角度αをなして離れた位置に置かれる。このことにより、巻線中に巻芯２に線材２０ａ，２０ｂが接触する角度に差が出来、結果として線材２０ａ，２０ｂの巻線されるタイミングに時間差が生じる。図１（Ｃ）の場合には、下層コイル部の線材２０ｂが巻回された後に約３０〜５０°遅れて、上層コイル部の線材２０ａが巻線される。上層コイルと下層コイルの巻線されるタイミングの時間差により、１層毎に巻線した場合と同等の巻線精度を得ることが出来る。
【００２１】
なお、線材２０ａ，２０ｂの巻き終わりにおいては、ドラムコア１の回転を停止するとともに、チャック保持体１３を約１８０°回転させて巻線開始前の状態に復帰させ、線材２０ａ，２０ｂをドラムコア１の他方の鍔部３の外周面４に溶接、金具による圧着等でそれぞれ固着すればよい。
【００２２】
図３は、第１の実施の形態によりドラムコア１の巻芯２に対して多層巻きを行って得られた多層コイルの断面図を示す。
【００２３】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２４】
（１）　線材間が捩れた状態で巻線を開始すると巻線が不整列に施されてしまい、外観不良、電気特性不良の原因となるが、本実施の形態では巻線を開始した直後に、巻線ノズル１０ａ，１０ｂを支持したノズル保持体１３を図１（Ａ）の状態から図１（Ｂ）のように約１８０°回転させて複数の線材２０ａ，２０ｂを平行に並べることができる。これによって、多層コイルの下層コイル部の線材２０ｂは巻芯２に位置決めされ、上層コイル部の線材２０ａは、下層コイル部の線材２０ｂの上に位置決めされることになり、外観不良、電気特性不良を発生させることなく、複数の線材を用いた多層巻線を各層同時に高精度で巻回することが出来、一層毎の巻線法の約１／２（２層の場合）の時間で多層コイルを巻線することが出来る。
【００２５】
（２）　複数本の巻線ノズル相互間に高低差を設けて、巻芯２と巻線される複数本の線材との接触角度を１層毎に違わせ、巻線されるタイミングを最下層コイル部から最上層コイル部の順番に遅らせる。このように、多線、多層コイルの巻線を擬似的に同時に巻線することにより、巻線速度は格段に向上し、１層毎に巻線した場合と同等の巻線精度を得ることが可能となる。
【００２６】
図４及び図５で本発明に係る多線コイルの巻線方法の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態は巻芯に対して並行巻きとしてのバイファイラ巻線を行う方法の例である。前記した第１の実施の形態で述べたように、巻線開始直後、ドラムコア１が約４５°回転した後に、ノズル保持体１３を約１８０°回転させることにより効率の良い多層巻線が可能となることは前述の通りであるが、この時、図４に示すようにノズル保持体１３の回転を約３０°にとどめると、複数の線材２０ａ，２０ｂはドラムコア１の巻芯２の面上に並列に位置決めされる。つまり、第２の実施の形態では、図１（Ａ）の状態からノズル保持体１３を約３０°程度回転させ、線材２０ａ，３０ｂがドラムコア１の巻芯２の面に対して並列な状態で巻線ノズル１０ａ，１０ｂから繰り出されるように設定し、チャックでドラムコア１を回転駆動することで図５のようにバイファイラ巻きを施すことができる。
【００２７】
このように、ノズル保持体１３の回転量を制御可能な機構を具備することにより、同一装置で多線多層巻線と多線並列巻線の両者に対応可能となるため、巻線仕様毎に必要とされた巻線装置の台数を減らすことが可能となり、設備投資金額低減、及び装置の面積占有率低減の効果も得ることができる。
【００２８】
図６で本発明に係る多線コイルの巻線方法の第３の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態では２本の巻線ノズルを用いて２層巻きコイルを作製したが、図６の第３の実施の形態では回転可能なノズル保持体１３で昇降自在に支持された３本の巻線ノズル１０ａ，１０ｂ，１０ｃを用い、それぞれ線材２０ａ，２０ｂ，２０ｃを導くことにより３層巻きコイルを作製することができる。この場合の巻線手順は図１の第１の実施の形態に準ずるものであり、図１と同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図７で本発明に係る多線コイルの巻線方法の第４の実施の形態を説明する。前記第２の実施の形態では２本の巻線ノズルを用いてバイファイラ巻きコイルを作製したが、図７の第４の実施の形態では回転可能なノズル保持体１３で昇降自在に支持された３本の巻線ノズル１０ａ，１０ｂ，１０ｃを用い、それぞれ線材２０ａ，２０ｂ，２０ｃを導くことにより、トリファイラ巻きコイルを作製することができる。この場合の巻線手順は図４の第２の実施の形態に準ずるものであり、図４と同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る多線コイルの巻線方法によれば、多線、多層コイルの効率の良い、精度の高い巻線が可能になり、多層コイルによる製品の小型化と同時に巻線時間短縮による加工コストの低減を、効果として得ることができる。さらに、同一装置で多線多層巻線と多線並列巻線の両者に対応可能となるため、巻線仕様毎に必要とされた巻線装置の台数を減らすことが可能となり、設備投資金額低減、及び装置の面積占有率低減の効果も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多線コイルの巻線方法の第１の実施の形態を示す説明図である。
【図２】第１の実施の形態において、巻線ノズル及びドラムコアを上方より見た平面図である。
【図３】第１の実施の形態により多層巻線を施した多層コイルの側断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態において、巻線ノズル及びドラムコアを上方より見た平面図である。
【図５】第２の実施の形態により並列巻線（バイファイラ巻線）を施した多線コイルの側断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態において、巻線ノズル及びドラムコアを上方より見た平面図である。
【符号の説明】
１　ドラムコア
２　巻芯
３　鍔部
５　チャック
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　巻線ノズル
１３　ノズル保持体
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ　線材
【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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