(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線と、該導線の周りを被覆する絶縁被膜と、該絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が整列巻で空芯状に巻回されて形成された空芯コイルにおいて、
該空芯コイルの製造時に、上記空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に、上記導線の弾性変形範囲内で加圧されて形成された加圧部と、上記融着線が整列巻で巻回される際に該融着線同士が交差するクロスポイントが含まれるとともに、上記空芯コイルの製造時に加圧されずに形成された非加圧部とを備えることを特徴とする空芯コイル。
【請求項２】
前記クロスポイントは周方向に分散されずに形成され、該クロスポイントの全てが、周方向の特定部位となるクロスポイント形成部に形成されることを特徴とする請求項１記載の空芯コイル。
【請求項３】
前記空芯コイルは多角形状に形成され、該空芯コイルの高さ方向から見て内周側が直線状に形成された複数の直線辺部を備えるとともに、前記クロスポイント形成部は、上記複数の直線辺部のうちの１つの直線辺部であり、当該直線辺部は前記非加圧部であり、
他の直線辺部の少なくともいずれか１つは、前記加圧部であることを特徴とする請求項２記載の空芯コイル。
【請求項４】
前記空芯コイルは、該空芯コイルの高さ方向から見て内周側が直線状に形成された複数の直線辺部と、内周側が円弧状に形成された複数の円弧部とを備えるとともに、前記クロスポイント形成部は、上記複数の直線辺部のうちの１つの直線辺部または、上記複数の円弧部のうちの１つの円弧部であり、当該直線辺部または、当該円弧部は前記非加圧部であり、
前記非加圧部である直線辺部または円弧部を除く直線辺部および円弧部の少なくともいずれか１つは、前記加圧部であることを特徴とする請求項２記載の空芯コイル。
【請求項５】
導線と、該導線の周りを被覆する絶縁被膜と、該絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が整列巻で空芯状に巻回されて形成された空芯コイルにおいて、
該空芯コイルの製造時に、上記空芯コイルの少なくとも一部がその高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に、上記導線の弾性変形範囲内で加圧されて形成された加圧部と、上記融着線が整列巻で巻回される際に該融着線同士が交差するクロスポイントが含まれるとともに、上記空芯コイルの製造時に加圧されずに形成された非加圧部とを備え、
上記加圧部の加圧方向の寸法精度が±０．２％以下であり、上記クロスポイントにおける上記空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の寸法精度が±０．２％以上であることを特徴とする空芯コイル。
【請求項６】
前記空芯コイルは多角形状に形成され、該空芯コイルの高さ方向から見て内周側が直線状に形成された複数の直線辺部を備えるとともに、この複数の直線辺部のうち１つの直線辺部にのみ前記クロスポイントが形成され、このクロスポイントが形成された直線辺部の高さ方向に直交する幅方向の寸法精度が±２％以上であることを特徴とする請求項５記載の空芯コイル。
【請求項７】
導線と、該導線の周りを被覆する絶縁被膜と、該絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が整列巻で空芯状に巻回されて形成された空芯コイルの製造方法において、
上記融着線を空芯状に巻回し、
その後、上記空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に、上記導線の弾性変形範囲内で加圧するとともに、上記融着線が整列巻で巻回される際に該融着線同士が交差するクロスポイントに加圧しないことを特徴とする空芯コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、空芯コイルおよび空芯コイルの製造方法に関するものである。【０００２】  なお、本明細書において、「空芯コイルの高さ」とは、融着線の巻回方向に直交する空芯コイルの厚みをいうものとする。また、「空芯コイルの幅」とは、融着線の巻回方向および空芯コイルの高さ方向の両方向に直交する方向の距離をいうものとする。さらに、「占積率」とは、融着線の巻回方向に直交する空芯コイルの断面部分に存在する融着線の断面積の総和を、空芯コイルのその断面の外形から特定される全断面積で除した値をいうものとする。
【背景技術】
【０００３】  従来より、導線と、導線の周りを被覆する絶縁被膜と、絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が空芯状に巻回されるコイル、すなわち強磁性体等の巻芯を備えていない空芯コイルが、リニアモータ等の各種のモータや光ヘッド装置のレンズ駆動装置などに用いられている。この種の空芯コイルとしては、図１７に示す空芯コイル１０１のように、たとえば、融着線が略矩形の空芯状に巻回されて形成されたものが知られている。【０００４】  この空芯コイル１０１には種々の融着線が用いられ、また、これらの融着線が種々の巻き方で巻回されて空芯コイル１０１が形成されている。以下、図１７に示す空芯コイル１０１の断面αの例を図１８から図２１に示し、空芯コイル１０１に用いられる融着線およびその巻き方の例を説明する。なお、図１８から図２１に示すＹ方向およびＺ方向は、図１７に示すＹ方向およびＺ方向と一致する。【０００５】  図１８には、断面が円形状の丸導線を備える融着線１０２が整列巻で巻回されて形成された空芯コイル１０１の断面αの例を示す。この空芯コイル１０１の場合には、融着線１０２同士の間に間隙１０３が生じている。また、空芯コイル１０１は、図１８に示すように、Ｙ方向で層状をなすように形成されており、たとえば、ｎ層、ｎ＋１層、ｎ＋２層等の複数の層を備えている。ここで、整列巻で巻回された空芯コイル１０１では、たとえば、ｎ＋１層の融着線１０２がｎ層の融着線１０２を乗り越えるように斜めに交差する部分があり、この部分がクロスポイント（図示省略）となっている。同様に、ｎ＋１層とｎ＋２層との間にもクロスポイントが存在する。【０００６】  また、図１９に、断面が長方形状の平角導線を備える融着線１０５がα巻で巻回されて形成された空芯コイル１０１の断面αの例を、図２０に、断面が長方形状の平角導線を備える融着線１０６がエッジワイズ巻で巻回されて形成された空芯コイル１０１の断面αの例を、図２１に、断面が正方形状の真四角導線を備える融着線１０７が整列巻で巻回されて形成された空芯コイル１０１の断面αの例を示す。【０００７】  従来から、丸導線を備える融着線１０２が整列巻で巻回されて形成された空芯コイル１０１の場合、融着線１０２同士の間に間隙１０３が生じるため、この間隙１０３の分だけ空芯コイル１０１の占積率が低くなるという問題点（以下、第１の問題点とする。）が知られており、この場合の空芯コイル１０１の実質的な占積率は、一般に８０〜８３％にしかならない。また、間隙１０３の大きさにもばらつきがあるため、空芯コイル１０１のＸ、Ｙ、Ｚのそれぞれの方向の寸法精度がばらつくという問題点（以下、第２の問題点とする。）が知られており、この場合の空芯コイル１０１の寸法精度は、一般に±１．０％以上となってしまう。【０００８】  そのため、融着線１０２が整列巻で巻回されて形成された空芯コイル１０１の実質的な占積率を向上させ、また、高さ方向（Ｚ方向）の寸法精度を向上させる方法として、融着線１０２を整列巻で空芯状に巻回した後、巻回したコイルの内周側および外周側を拘束した状態で、丸導線に塑性変形が生じるまでコイルの高さ方向に加圧することで、空芯コイルの占積率を高める方法が提案されて���る（たとえば、特許文献１参照。）。【０００９】  また、融着線１０２、１０５、１０６、１０７（以下、融着線１０２等とする。）が略矩形の空芯状に巻回されて形成された空芯コイル１０１のように、高さ方向（Ｚ方向）から見て内周側が直線状に形成された直線辺部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを備える空芯コイルでは、直線辺部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの長手方向（直線辺部１０１ａ、１０１ｂではＸ方向、直線辺部１０１ｃ、１０１ｄではＹ方向）の中央部分で最大となる外側に向かう膨らみが生じ、この膨らみによって空芯コイル１０１の幅寸法（Ｘ方向寸法あるいはＹ方向寸法）がばらつくといった問題点（以下、第３の問題点とする。）も知られている。たとえば、リニアモータのように、空芯コイル１０１が並列で配置されて使用される場合、この空芯コイル１０１の幅寸法のばらつきによって空芯コイル１０１間の間隔にばらつきが生じ、その結果、空芯コイル１０１が用いられる装置の特性の低下を招く。特に、直線辺部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに生じる膨らみは、空芯コイル１０１の寸法が大きくなると顕著に現れてくることが知られている。【００１０】
【特許文献１】特開昭５６−１６１６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  しかしながら、上述した第１および第２の問題点を解決する方法として提案されている特許文献１に記載された方法では、導線に塑性変形が生じるまでコイルの高さ方向に加圧するため、絶縁被膜に大きな力が加わって、絶縁被膜を損傷するといった問題を生じる。【００１２】  また、上述した第３の問題点を解決する方法として、融着線１０２等を巻回する巻線機において、融着線１０２等にかける張力を大きくした状態で、融着線１０２等を巻回する方法が考えられる。しかしながら、この方法を採用しても、直線辺部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの中央部分付近では、融着線１０２等を幅方向（Ｘ方向およびＹ方向）へ押し付ける力は極めて小さいため、空芯コイル１０１の直線辺部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに生じる膨らみを若干抑制できる程度である。そのため、空芯コイル１０１が用いられる装置で必要とされる空芯コイル１０１の幅方向の寸法精度が確保できない。また、融着線１０２等にかける張力を大きくするため、融着線１０２等が有する導線が伸びてその抵抗値が変化するという弊害を生じる。なお、融着線１０２等にかける張力を大きくした状態で、融着線１０２等を巻回する場合には、空芯コイル１０１の高さ方向の寸法精度を向上させることは可能である。【００１３】  また、上述した第３の問題点を解決する方法としては、ローラ等を融着線１０２等に圧接させながら、融着線１０２等を巻回する方法も考えられる。この方法によれば、上述した方法よりも空芯コイル１０１の直線辺部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに生じる膨らみを抑えることはできるが、融着線１０２等の導線径のばらつき等の影響で、直線辺部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに生じる膨らみを十分に抑制できない。【００１４】  そこで、本発明の課題は、融着線が整列巻で巻回されて形成された空芯コイルにおいて、融着線の絶縁被膜を損傷させることなく占積率を向上させることが可能な構成を備えた空芯コイルおよび空芯コイルの製造方法を提供することにある。【００１５】  また、本発明の他の課題は、空芯状に巻回されて形成された空芯コイルにおいて、融着線の絶縁被膜を損傷させることなく寸法精度を向上させることが可能な構成を備えた空芯コイルおよび空芯コイルの製造方法を提供することにある。【００１６】  さらに、本発明の他の課題は、空芯状に巻回されて形成され、高さ方向から見て内周側が直線状に形成された直線辺部を備える空芯コイルにおいて、空芯コイルの直線辺部に生じる膨らみを十分に抑制し、直線辺部に必要とされる寸法を確保することができる構成を備えた空芯コイルおよび空芯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】
【００１７】
上記の課題を解決するため、本発明は、導線と、導線の周りを被覆する絶縁被膜と、絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が整列巻で空芯状に巻回されて形成された空芯コイルにおいて、空芯コイルの製造時に、空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に、導線の弾性変形範囲内で加圧されて形成された加圧部と、融着線が整列巻で巻回される際に融着線同士が交差するクロスポイントが含まれるとともに、空芯コイルの製造時に加圧されずに形成された非加圧部とを備えることを特徴とする。
【００１８】  本発明では、空芯コイルは、その高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に加圧されている。そのため、加圧された部分では、融着被膜の厚さが薄くなり、融着線同士の間に形成された間隙が小さくなる。したがって、加圧された部分の占積率を向上させることができる。また、加圧力を調整することで、加圧方向における間隙の大きさのばらつきを小さくすることができる。そのため、加圧部分では、加圧方向の寸法精度を向上させることも可能となる。一方で、空芯コイルは導線の弾性変形範囲内で加圧されているため、融着線の絶縁被膜の損傷を防止することができる。また、融着線同士が交差するクロスポイントは加圧されていないため、加圧すると応力集中が発生して絶縁被膜に損傷を生じやすいクロスポイントでの絶縁被膜の損傷を防止することができる。【００１９】  本発明において、クロスポイントは周方向に分散されずに形成され、クロスポイントの全てが、周方向の特定部位となるクロスポイント形成部に形成されることが好ましい。このように構成すると、加圧されないクロスポイントの全てが周方向の特定部位となるクロスポイント形成部に集中して形成されるため、クロスポイント形成部以外は加圧可能となり、加圧作業が容易になる。【００２０】
本発明において、空芯コイルは多角形状に形成され、空芯コイルの高さ方向から見て内周側が直線状に形成された複数の直線辺部を備えるとともに、クロスポイント形成部は、複数の直線辺部のうちの１つの直線辺部であり、当該直線辺部は非加圧部であり、他の直線辺部の少なくともいずれか１つは、加圧部であることが好ましい。
【００２１】  このように構成すると、融着線の絶縁被膜の損傷を防止しつつ、クロスポイント形成部となる直線辺部を除く他の直線辺部の占積率を向上させることが可能となる。また、クロスポイント形成部となる直線辺部を除く他の直線辺部の加圧方向における寸法精度を向上させることも可能となる。さらに、クロスポイント形成部となる直線辺部を除く他の直線辺部に生じる膨らみを十分に抑制し、必要とされる空芯コイルの幅寸法の確保が可能となる。【００２２】
本発明において、空芯コイルは、該空芯コイルの高さ方向から見て内周側が直線状に形成された複数の直線辺部と、内周側が円弧状に形成された複数の円弧部とを備えるとともに、クロスポイント形成部は、複数の直線辺部のうちの１つの直線辺部または、複数の円弧部のうちの１つの円弧部であり、当該直線辺部または、当該円弧部は非加圧部であり、非加圧部である直線辺部または円弧部を除く直線辺部および円弧部の少なくともいずれか１つは、加圧部であることが好ましい。
【００２３】  このように構成すると、融着線の絶縁被膜の損傷を防止しつつ、クロスポイント形成部となる直線辺部または円弧部を除く他の直線辺部および円弧部の占積率を向上させることが可能となる。また、クロスポイント形成部となる直線辺部または円弧部を除く他の直線辺部および円弧部の加圧方向における寸法精度を向上させることも可能となる。さらに、クロスポイント形成部となる直線辺部または円弧部を除く他の直線辺部および円弧部に生じる膨らみを十分に抑制し、必要とされる空芯コイルの幅寸法の確保が可能となる。【００２６】
また、上記の課題を解決するため、本発明は、導線と、導線の周りを被覆する絶縁被膜と、絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が整列巻で空芯状に巻回されて形成された空芯コイルにおいて、空芯コイルの製造時に、空芯コイルの少なくとも一部がその高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に、導線の弾性変形範囲内で加圧されて形成された加圧部と、融着線が整列巻で巻回される際に融着線同士が交差するクロスポイントが含まれるとともに、空芯コイルの製造時に加圧されずに形成された非加圧部とを備え、加圧部の加圧方向の寸法精度が±０．２％以下であり、クロスポイントにおける空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の寸法精度が±０．２％以上であることを特徴とする。
【００２７】
本発明では、空芯コイルの少なくとも一部は、その高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に導線の弾性変形範囲内で加圧されている。そのため、絶縁被膜を損傷させることなく加圧された方向の寸法精度を向上させることができる。また、加圧方向の寸法精度は±０．２％以下であるから、従来の空芯コイルと比較して加圧方向で寸法精度を向上させることができる。さらに、整列巻で巻回される際に融着線同士が交差するクロスポイントは加圧されず、クロスポイントにおける空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の寸法精度が±０．２％以上であるから、加圧の際に絶縁被膜に損傷を生じやすいクロスポイントでの絶縁被膜の損傷を確実に防止することができる。また、加圧されないクロスポイントを寸法精度が必要とされない部分に集中させれば、空芯コイルとして必要な寸法精度は確保することができため、クロスポイント部分を加圧する必要がなくなり、空芯コイルの製造が容易になる。
【００２９】  本発明において、空芯コイルは多角形状に形成され、空芯コイルの高さ方向から見て内周側が直線状に形成された複数の直線辺部を備えるとともに、この複数の直線辺部のうち１つの直線辺部にのみクロスポイントが形成され、このクロスポイントが形成された直線辺部の高さ方向に直交する幅方向の寸法精度が±２％以上であることが好ましい。このように、クロスポイントが形成された直線辺部の幅方向の寸法精度を±２％以上とすると、空芯コイルの巻回作業がより容易になる。【００３８】  また、上記の課題を解決するため、本発明は、導線と、導線の周りを被覆する絶縁被膜と、絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が整列巻で空芯状に巻回されて形成された空芯コイルの製造方法において、融着線を空芯状に巻回し、その後、空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に、導線の弾性変形範囲内で加圧するとともに、融着線が整列巻で巻回される際に融着線同士が交差するクロスポイントに加圧しないことを特徴とする。【００３９】  本発明の製造方法では、空芯コイルの高さ方向および高さ方向に直交する方向の少なくともいずれか一方に、導線の弾性変形範囲内で加圧するとともに、融着線が整列巻で巻回される際に融着線同士が交差するクロスポイントに加圧しないため、絶縁被膜を損傷することなく、加圧部分の占積率を向上させ、また、加圧部分では加圧方向に寸法精度を向上させた空芯コイルを製造することができる。
【発明の効果】
【００４７】  以上のように、本発明では、融着線が整列巻で巻回されて形成された空芯コイルの占積率を、融着線の絶縁被膜を損傷させることなく向上させることができる。また、本発明では、空芯状に巻回されて形成された空芯コイルの寸法精度を、融着線の絶縁被膜を損傷させることなく向上させることができる。さらに、本発明では、空芯状に巻回された形成され、高さ方向から見て内周側が直線状に形成された直線辺部を備える空芯コイルの直線辺部に生じる膨らみを十分に抑制し、直線辺部に必要とされる寸法を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる空芯コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】図１に示す空芯コイルの底面図で、クロスポイントが形成される直線辺部の一部を拡大して示す拡大図である。
【図３】融着線の断面を示す断面図である。
【図４】図１に示す空芯コイルの断面Ｅ−Ｅの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図５】図１に示す空芯コイルの断面Ｆ−Ｆの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図６】図１に示す空芯コイルを加熱後に加圧した後の断面Ｆ−Ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図７】図１に示す空芯コイルを加熱せずに加圧した後の断面Ｆ−Ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図８】実施の形態１にかかる空芯コイルにおける加圧力と占積率との関係を示すグラフである。
【図９】実施の形態１にかかる空芯コイルの直線辺部における加圧前後の寸法のばらつきを示すグラフであり、（Ａ）は高さ方向に寸法のばらつきを示し、（Ｂ）は幅方向の寸法のばらつきを示す。
【図１０】実施の形態１にかかる空芯コイルの直線辺部の中央部分における加圧前後の幅寸法のばらつきを示すグラフである。
【図１１】本発明の参考形態にかかる空芯コイルを示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す空芯コイルの平面図である。
【図１３】図１２に示す空芯コイルの断面ｅ−ｅの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図１４】図１２に示す空芯コイルの断面ｆ−ｆの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図１５】図１２に示す空芯コイルを加熱後に加圧した後の断面ｆ−ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図１６】図１２に示す空芯コイルを加熱せずに加圧した後の断面ｆ−ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図１７】従来技術にかかる空芯コイルを示す斜視図である。
【図１８】従来技術にかかる空芯コイルの断面の一例を示す部分断面図である。
【図１９】従来技術にかかる空芯コイルの断面の一例を示す部分断面図である。
【図２０】従来技術にかかる空芯コイルの断面の一例を示す部分断面図である。
【図２１】従来技術にかかる空芯コイルの断面の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４９】  １、２１  空芯コイル
２、２２  融着線
２ａ  丸導線（導線）
２２ａ  平角導線（導線）
２ｂ、２２ｂ  絶縁被膜
２ｃ、２２ｃ  融着被膜
３、４、５、２３、２４  直線辺部
６  直線辺部（クロスポイント形成部）
７  クロスポイント
１０、３０  融着樹脂
Ｘ、Ｙ  幅方向
Ｚ  高さ方向
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】  以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。【００５１】  ［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる空芯コイル１を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図２は、図１に示す空芯コイル１の底面図で、クロスポイント７が形成される直線辺部６の一部を拡大して示す拡大図である。図３は、融着線２の断面を示す断面図である。図４は、図１に示す空芯コイル１の断面Ｅ−Ｅの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。図５は、図１に示す空芯コイル１の断面Ｆ−Ｆの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。図６は、図１に示す空芯コイル１を加熱後に加圧した後の断面Ｆ−Ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。図７は、図１に示す空芯コイル１を加熱せずに加圧した後の断面Ｆ−Ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。【００５２】  （空芯コイルの構成）
本形態の空芯コイル１は、リニアモータ等の各種モータなどに用いられるものであり、図３に示すように、断面が円形状の丸導線２ａと、丸導線２ａの周りを被覆する絶縁被膜２ｂと、絶縁被膜２ｂの周りをさらに被覆する融着被膜２ｃとを備える融着線２が、図４に示すように、整列巻で巻回されて形成されている。より具体的には、図１（Ａ）に示すように、空芯コイル１は、コイル一端１ａからコイル他端１ｂまで順次巻回された略矩形の空芯状に形成されており、図１（Ａ）の紙面垂直方向から見て内周側が直線状に形成された４つの直線辺部３、４、５、６を備えている。【００５３】  直線辺部３、４は、図１（Ａ）に示すように、図示上下方向を長手方向として、すなわち、図示上下方向を融着線２の巻回方向として、融着線２が巻回されて形成されており、直線辺部３、４は互いに相対向している。また、直線部５、６は図示左右方向を長手方向として、すなわち、図示左右方向を融着線２の巻回方向として、融着線２が巻回されて形成されており、直線辺部５、６は互いに相対向している。本形態では、直線辺部３、４の長手方向の長さは、直線辺部５、６の長手方向の長さよりも長く形成されているが、直線辺部５、６の長手方向の長さは、直線辺部３、４の長手方向の長さよりも長く形成されていても良い。【００５４】  なお、以下の説明では、直線辺部３、４の長手方向をＸ方向、直線辺部５、６の長手方向をＹ方向と、融着線２の巻回方向に直交する空芯コイル１の厚み方向（図１（Ａ）の紙面垂直方向）をＺ方向（高さ方向）とする。したがって、空芯コイル１の高さ方向（Ｚ方向）に直交するＸ方向およびＹ方向はそれぞれ空芯コイル１の幅方向となる。【００５５】  本形態の空芯コイル１では、図２に示すように、融着線２が整列巻で巻回される際に、融着線２同士が交差するクロスポイント７が１つの直線辺部６のみに集中して形成されるように、融着線２が巻回されている。すなわち、図４等に示すように、直線辺部３、４、５にはクロスポイント７が形成されないように、融着線２が巻回されており、本形態では直線辺部６はクロスポイント７の全てが形成されるクロスポイント形成部となっている。なお、本形態の空芯コイル１は、クロスポイント７を有する直線辺部６が形成されるＸ方向では、寸法精度が要求されない用途に用いられている。【００５６】  ここで、図４に示すように、融着線２の整列巻では、まず、融着線２がＺ１方向へ順次巻回されて第１層が形成され、その後、融着線２がＺ２方向へ順次巻回されて第２層が形成される。また、その後、融着線２がＺ１方向へ順次巻回されて第３層が形成され、以下、同様に、第４層、第５層、第６層が形成される。そして、ある層（ｎ層とする。）から次の層（ｎ＋１層とする。）へ至るときには、ｎ層からｎ＋１層へ渡る部分で融着線２同士が交差し、その後の巻回作業では、周方向における同じ部位で、ｎ＋１層を形成する融着線２は、ｎ層を形成する融着線２と交差する。この交差する部分がクロスポイント７となり、このクロスポイント７は、融着線２を巻回する際、１周ごとに形成される。このように、整列巻が行われると外観上、クロスポイント７は、空芯コイル１のＺ方向の両面に表れる。【００５７】  また��本形態の空芯コイル１では、融着線２が略矩形の空芯状に巻回された後、加熱され、その後、直線辺部３、４の外周側が、図１（Ａ）の矢印Ｇで示すように、空芯コイル１の内側に向かってＹ方向に加圧されている。また、空芯コイル１では、加熱後に、直線辺部３、４、５が、図１（Ｂ）の矢印Ｈで示すように、Ｚ方向に加圧されている。空芯コイル１の製造方法については後に詳述する。【００５８】  本形態の融着線２は、直径が０．０５ｍｍ〜１ｍｍの丸導線２ａが用いられており、その伸び率は３０〜４０％となっている。この伸び率が３０〜４０％である融着線２を用いることで、直線辺部３、４等の占積率を向上させたり、寸法精度を向上させる等の後述の効果がより容易に得られるようになっている。なお、このような効果を得るためには、伸び率は３６％〜４０％の範囲であることがより好ましい。ここで、伸び率とは、長手方向に負荷をかけない状態での融着線２の長さをＬ１、長手方向に負荷をかけて融着線２を伸ばしていき、融着線２が切断される直前の長さをＬ２としたとき以下の式によって算出される。
伸び率＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１×１００    （式３）
この伸び率は、融着線２の硬さの代用特性となっており、本形態では比較的柔らかい融着線２が用いられている。【００５９】  （空芯コイルの製造方法）
以上のように構成された空芯コイル１の製造方法を以下に説明する。【００６０】  まず、融着線２を巻線機に装着し、整列巻で矩形の空芯状に巻回する（巻回ステップ）。この巻回の際には、融着線２を制御された所定の温度で加熱する。この巻回ステップにおいて、直線辺部３、４、５、６の内周側は直線状に形成される。【００６１】  融着線２の巻回が終了した後の直線辺部３の一端部分の断面Ｅ−Ｅの一部分は、図４に示すような状態となっている。すなわち、丸導線２ａが絶縁被膜２ｂおよび融着被膜２ｃに被覆された状態で、融着線２が巻回され、融着線２同士の間には、間隙８が形成されている。また、直線辺部３の他端部分および直線辺部４の両端部分も断面Ｅ−Ｅと同様の状態となっている。なお、図４では、便宜上、一部の融着線２や一部の間隙８についてのみ符号を付している。【００６２】  融着線２の巻回が終了した後の直線辺部３の中央部分の断面Ｆ−Ｆの一部分は、図５に示すような状態となっている。すなわち、丸導線２ａが絶縁被膜２ｂおよび融着被膜２ｃに被覆された状態で、融着線２が巻回され、融着線２同士の間には、間隙８の他に間隙９も形成されている。この間隙９は、断面Ｅ−Ｅに形成された間隙８よりも大きくなっている。これは、融着線２を巻回する際には、直線辺部３の両端部分から中央部分に向かうにしたがって、空芯コイル１の内側に向かってＹ方向へ融着線２を押し付ける力がしだいに小さくなることに起因している。また、直線辺部４の中央部分も断面Ｆ−Ｆと同様の状態となっている。そのため、融着線２の巻回が終了した状態では、図１（Ａ）の二点鎖線Ｉで示すように、直線辺部３、４の外周側には、Ｘ方向の中央部分で最大となるＹ方向外側に向かう膨らみが生じている。なお、図５では、便宜上、一部の融着線２や一部の間隙９についてのみ符号を付している。また、二点鎖線Ｉで示す状態は説明の都合上、分かりやすくするため、実際より大きな膨らみとしている。【００６３】  また、融着線２の巻回が終了した後の直線辺部５の両端部分の状態は、断面Ｅ−Ｅとほぼ同様の状態となっている。また、直線辺部５の中央部分の状態は断面Ｅ−Ｅと断面Ｆ−Ｆとの中間の状態となっている。すなわち、本形態では、直線辺部５は、直線辺部３、４に比べ、長手方向の長さが短くなっているため、直線辺部５の中央部分に形成される間隙は間隙９よりも小さく、その結果、Ｘ方向外側に向かって直線辺部５に生じる膨らみは、直線辺部３、４に比べて小さくなっている（図１の実線状態を参照）。なお、直線辺部６には複数のクロスポイント７が形成され、かつ、加圧されないため、図１（Ａ）に示すように、直線辺部６は外側に大きく膨らんだ状態となっている。【００６４】  その後、巻回が終了した融着線２を加熱する（加熱ステップ）。より具体的には、丸導線２ａへの通電、加熱した金型への装着、赤外線照射あるいは熱風送風の加熱方法のうちの１つの方法で、あるいは、複数の加熱方向を組み合わせて融着線２が６０℃から２３０℃となるように加熱する。なお、融着線２への加熱は、巻回ステップにおける温度を制御することで、巻回ステップで行うことも可能である。融着線２への加熱が終了すると、直線辺部３、４の外周側を図１（Ａ��の矢印Ｇの方向に加圧する（加圧ステップ）。また、直線辺部３、４、５を図１（Ｂ）の矢印ＨのＺ方向に加圧する（加圧ステップ）。より具体的には、空芯コイル１の内周側に加圧治具を挿通させた状態で、別の加圧治具を用いて矢印Ｇおよび矢印Ｈの方向へ、２〜１３メガパスカル（ＭＰａ）の加圧力で加圧する。たとえば、矢印Ｈの方向へは、図１（Ｂ）における右端面あるいは左端面のいずれか一方の面を固定して、他方の面を可動するプレス装置が加圧する。また、矢印Ｈの方向へは、両方の面を可動するプレス装置で加圧することもできる。ここで、この加圧力は、丸導線２ａを塑性変形させない力であり、丸導線２ａの弾性変形範囲内で空芯コイル１の加圧が行われる。この加圧によって、空芯コイル１は、図１の二点鎖線Ｉで示す状態から図１の実線で示す状態へと移行する。なお、丸導線２ａを塑性変形させない力には、全く塑性変形させない力の他、ほんのわずかに塑性変形させる力を含むものとし、上述した特許文献１のように、大きく塑性変形させる力は含まないことをいう。【００６５】  加圧後の直線辺部３の中央部分の断面Ｆ−Ｆの一部分は、図６に示すような状態となっている。すなわち、丸導線２ａは絶縁被膜２ｂに被覆された状態であるが、融着被膜２ｃの一部は熱変形して融着樹脂１０となって、この融着樹脂１０が融着線２同士の間に充填されている。すなわち、加圧前に絶縁被膜２ｂを被覆していた融着被膜２ｃの一部が加熱によって融解して融着樹脂１０となり、加圧前に形成されていた間隙８、９に流れ込み、この融着樹脂１０がほぼ全ての融着線２同士の間に充填されており、間隙８、９がほとんど存在しない状態になっている。この状態では、絶縁被膜２ｂに被覆された丸導線２ａ同士が絶縁被膜２ｂと非常に薄い融着被膜２ｃとを介して、あるいは絶縁被膜２ｂのみを介して密着している。なお、直線辺部３および直線辺部４の任意の断面が図６に示す状態と同様の状態となっている。また、Ｇ方向への加圧によって、直線辺部３、４の外周側は図１（Ａ）の実線で示すように直線状態に近い状態となっており、加圧前に形成されていた膨らみはほとんど見られなくなっている。【００６６】  また、直線辺部５は、Ｈ方向へのみ加圧されるため、一部に融着樹脂１０が充填されない間隙８、９が存在するものの、融着被膜２ｃが加熱によって融解して融解樹脂１０となり、加圧前に形成されていた多くの間隙８、９に流れ込んでいる。【００６７】  以上、巻回ステップで融着線２を整列巻で巻回した後、加熱ステップで加熱して、その後、加圧ステップで加圧して空芯コイル１を形成する製造方法を説明したが、融着線２を巻回した後、加熱せずに加圧して空芯コイル１を形成しても良い。その場合、加圧後の直線辺部３の中央部分の断面Ｆ−Ｆの一部分は、図７に示すような状態となっている。すなわち、丸導線２ａは絶縁被膜２ｂに被覆された状態であるが、被覆された融着被膜２ｃの一部が、加圧による熱の影響で融解して融着樹脂１０となり、加圧前に形成されていた間隙８、９に流れ込んでいる。ここで、加熱せずに加圧して空芯コイル１を形成した場合には、融着被膜２ｃが融解しにくいため、断面Ｆ−Ｆには、図７に示すように、一部に融着樹脂１０が充填��れない未充填部１１を有する状態となっている。なお、加熱せずに加圧した場合、直線辺部３および直線辺部４の任意の断面が図７に示す状態と同様の状態、すなわち、未充填部１１を有する状態となっている。また、Ｇ方向への加圧によって、直線辺部３、４の外周側は図１（Ａ）の実線で示すように直線状態に近い状態となっており、加圧前に形成されていた膨らみはほとんど見られなくなっている。【００６８】  また、直線辺部５でも、融着被膜２ｃの一部が、加圧による熱の影響で融解して融着樹脂１０となり、加圧前に形成されていた間隙８、９に流れ込んでいるが、Ｈ方向へのみ加圧されるため、融着樹脂１０が充填されない未充填部１１が直線辺部３、４よりも多く存在する状態となっている【００６９】  （実施の形態１の主な効果）
以上説明したように、本形態の空芯コイル１では、融着線２が略矩形の空芯状に巻回された後、加熱された状態あるいは加熱されない状態で、直線辺部３、４の外周側が図１（Ａ）の矢印Ｇで示すように、空芯コイル１の内側に向かってＹ方向に加圧されている。また直線辺部３、４、５は、図１（Ｂ）の矢印Ｈで示すように、Ｚ方向に加圧されている。そのため、加圧前に絶縁被膜２ｂを被覆していた融着被膜２ｃの少なくとも一部は、加圧による熱の影響で融解して融着樹脂１０となり、加圧前に形成されていた間隙８、９に流れ込む。そのため、直線辺部３、４、５では、融着被膜２ｃの厚さが薄くなり、融着線２同士の間に形成される間隙８、９が小さくなる。したがって、直線辺部３、４、５の占積率を向上させることができる。【００７０】  また、所定の加圧力を加えることで、加圧方向における間隙８、９の大きさのばらつきを小さくすることできる。そのため、直線辺部３、４、５では、加圧方向の寸法を加圧治具の寸法に基づいた寸法とすることができ、加圧方向の寸法精度を向上させることも可能となる。すなわち、直線辺部３、４では、Ｙ方向およびＺ方向の寸法精度を向上させることができ、直線辺部５では、Ｚ方向の寸法精度を向上させることができる。さらに、加圧前に直線辺部３、４に形成されていた膨らみを十分に抑制することができる。その結果、Ｙ方向における空芯コイル１の幅寸法の精度を上げることができる。【００７１】  特に本形態では、直線辺部３、４、５にはクロスポイント７が形成されていないため、加圧時に巻回された融着線２には、均等に圧力がかかる。したがって、上述した効果をより、容易にかつ効率的に得ることができる。【００７２】  一方で、空芯コイル１は導線の弾性変形範囲内で加圧されているため、融着線２の絶縁被膜２ｂの損傷を防止することができる。また、クロスポイント７が形成される直線辺部６は加圧されていないため、加圧すると絶縁被膜２ｂに損傷を生じやすいクロスポイント７での絶縁被膜２ｂの損傷を防止することができる。ここで、本形態では、クロスポイント７の全てがクロスポイント形成部となる直線辺部６に形成されている。そのため、周方向の特定部位となる直線辺部６を除いた直線辺部３、４、５は少なくともＺ方向には加圧可能となる。したがって、加圧作業時には、直線辺部６を考慮して加圧作業を行えば良くなり、加圧作業が容易になる。【００７３】  本形態では、空芯コイル１の製造方法の１つとして、融着線２を空芯状に巻回する巻回ステップの後に、加熱ステップで加熱してから加圧ステップで加圧する製造方法を採用している。この製造方法を採用する場合には、加熱によって、融着線２の硬度が下がるため、加圧時の加圧力を下げることができ容易に空芯コイル１を加圧することができる。また、加圧力を下げることができるので、加圧時における絶縁被膜２ｂの損傷を確実に防止することができる。【００７４】  また、巻回ステップの後、加熱ステップで加熱して加圧ステップで加圧する製造方法を採用した場合には、融着被膜２ｃが加熱によって融解して形成された融着樹脂１０がほぼ全ての融着線２間に充填されており、間隙８、９がほとんど存在しない状態になっている。そのため、より多く��融着被膜２ｃが融解して間隙８、９に流れ込むことになり、より効果的に直線辺部３、４、５の占積率を高めることができる。また、融着被膜２ｃの厚みのばらつき等、融着被膜２ｃに起因する直線辺部３、４、５の寸法のばらつきをより効果的に抑制することができる。さらに、間隙８、９に充填された融着樹脂１０によって融着線２同士の接着強度が増加し、直線辺部３、４、５の剛性も増加する。【００７５】  上述した本形態の主な効果のうち、直線辺部３、４、５の占積率を高めることできるという効果、直線辺部３、４、５の寸法のばらつきを抑制することができるという効果および加圧前に直線辺部３、４に形成されていた膨らみを十分に抑制することができるという効果についてさらに詳述する。【００７６】  まず、直線辺部３、４、５の占積率を高めることできるという効果を実験データに基づいて詳述する。線径０．３５ｍｍの融着線２を巻線機に装着し、融着線２を所定の温度で加熱しながら、Ｚ方向（高さ方向）へ２０段、高さ方向に直交する方向（直線辺部３、４ではＹ方向、直線辺部５、６ではＸ方向）へ２２列（２２層）の整列巻で矩形状に巻回した。この際には、巻回後の空芯コイル１のＸ方向寸法、Ｙ方向寸法、Ｚ方向寸法のそれぞれの目標値を４４．０５ｍｍ、２３．２６ｍｍ、８．３６ｍｍとして融着線２を巻回した。巻回が終了したときの直線辺部３、４の占積率は８３％であった。その後、巻回された融着線２を約１９０℃で加熱し、加熱後、空芯コイル１の内周側に加圧治具を挿通させた状態で、直線辺部３、４を矢印Ｇの方向および矢印Ｈの方向へ２〜１３ＭＰａで加圧した。その結果を図８に示す。【００７７】  図８は、横軸を加圧力（ＭＰａ、図中では押し圧力と表記）、縦軸を占積率（％）として、加圧力と占積率との関係を示している。図８のデータＳ１に示すように、加圧力を大きくすると占積率を８４％以上とすることができ、従来の空芯コイルと比べ、占積率を高めることができる。一方、間隙８、９に融着樹脂１０が充填され、間隙８、９が減少してくると加圧力を大きくしても占積率はそれほど大きくならない。すなわち、データＳ１に示すように、占積率を９１％以上にしようとすると強大な加圧力を必要とし、製造上、非常に困難になる。また、多くの製造時間が必要になる。したがって、加圧力との関係を考慮すると占積率が９１％未満である場合に、より効率的に空芯コイルの占積率を向上させることができる。なお、本出願人は、９６％という占積率の空芯コイルの製造に成功しており、９１％以上の占積率を有する空芯コイルを作成することは可能である。【００７８】  また、図８のデータＳ２には、加圧前に加熱を行わず、他の条件は上記と同様とした場合の加圧力と占積率との関係を示している。この場合であっても、加圧力を大きくすると占積率を８４％以上とすることができ、従来の空芯コイルと比べ、占積率を高めることができる。一方、加熱をしない場合には、間隙８、９に融着樹脂１０が充填されにくいため、加圧力を大きくしても占積率はそれほど大きくならない。すなわち、データＳ２に示すように、占積率を８７％以上にしようとすると強大な加圧力を必要とし、製造上、非常に困難になる。また、多くの製造時間が必要になる。したがって、加圧前に加熱をした方がより効果的に占積率を高めることができる。また、加熱をしないときは、加圧力との関係を考慮すると占積率が８７％未満である場合に、より効率的に空芯コイルの占積率を向上させることができる。【００７９】  以上のように、巻回後の空芯コイル１を加圧して、占積率を８４％以上９１％未満とすると、同一の外形を有する従来の空芯コイルと比較して、起磁力を１〜８％向上させることができ、また、インダクタンスを２〜２０％向上させることができる。また、占積率を向上させることができるため、コイル断面が同一である場合には、従来の空芯コイルに比べ丸導線２ａ等の導線の径を大きくすることができ、その結果、空芯コイル１の抵抗値を下げることができる。【００８０】  次に、直線辺部３、４、５の寸法のばらつきを抑制することができるという効果を実験データに基づいて詳述する。線径０．３ｍｍの融着線２を巻線機に装着し、融着線２を所定の温度で加熱しながら、Ｚ方向（高さ方向）へ２４段、高さ方向に直交する方向（直線辺部３、４ではＹ方向、直線辺部５、６ではＸ方向）へ２５列（２５層）の整列巻で矩形状に巻回した。この際には、巻回後の空芯コイル１のＸ方向寸法、Ｙ方向寸法、Ｚ方向寸法のそれぞれの目標値を４８．７ｍｍ、２４．０ｍｍ、７．７５ｍｍとして融着線２を巻回した。その後、巻回された融着線２を約１９０℃で加熱し、加熱後、空芯コイル１の内周側に加圧治具を挿通させた状態で、直線辺部３、４を矢印Ｇの方向および矢印Ｈの方向へ３．８ＭＰａで加圧した。その結果を図９に示す。【００８１】  図９は、横軸を試料数、縦軸を寸法（ｍｍ）として、加圧前後における直線辺部３、４の中央部分における寸法のばらつきを示しており、（Ａ）は、Ｙ方向（図中ではタテ方向と表記）の寸法のばらつきを、（Ｂ）は、Ｚ方向（図中ではヨコ方向と表記）の寸法のばらつきを示している。図９の横軸に示すように、実験では２２個の試料を使用した。【００８２】  図９（Ａ）のデータＳ３に示す加圧前の状態では、直線辺部３、４の中央部分におけるＹ方向の寸法の平均値は２３．８８５ｍｍ、寸法のばらつきは、＋１．１１〜−０．４５％であった。これに対し、図９（Ａ）のデータＳ４に示す加圧後の状態では、直線辺部３、４の中央部分におけるＹ方向の寸法の平均値は２３．５３５ｍｍ、寸法のばらつきは、＋０．０６〜−０．０６％であり、寸法のばらつきを大幅に低減させることができる。【００８３】  また、図９（Ｂ）のデータＳ５に示す加圧前の状態では、直線辺部３、４の中央部分におけるＺ方向の寸法の平均値は７．６８８ｍｍ、寸法のばらつきは、＋０．６７〜−０．５０％であった。これに対し、図９（Ｂ）のデータＳ６に示す加圧後の状態では、直線辺部３、４の中央部分におけるＺ方向の寸法の平均値は７．５５１ｍｍ、寸法のばらつきは、＋０．１２〜−０．１４％であり、寸法のばらつきを大幅に低減させることができる。【００８４】  このように、直線辺部３、４では、加圧の方向であるＹ方向およびＺ方向の寸法精度を±０．２％以下とでき、従来に比べ大幅に向上させることができる。また、上記の実験データからわかるように、直線辺部３、４の断面積は３．３％減少し���おり、占積率が向上していることもわかる。【００８５】  一方、加圧前に加熱を行わずに、加圧力を７．０ＭＰａとし、その他の条件を上記と同様とした場合には、加圧前の直線辺部３、４のＹ方向の寸法の平均値は２３．８８９ｍｍ、寸法のばらつきは、＋１．０９〜−０．７９％であり、加圧後の直線辺部３、４のＹ方向に寸法の平均値は２３．５３６ｍｍ、寸法のばらつきは、＋０．１４〜−０．１５％であった。また、加圧前の直線辺部３、４のＺ方向の寸法の平均値は７．６８７ｍｍ、寸法のばらつきは、＋０．６９〜−０．４８％であり、加圧後の直線辺部３、４のＺ方向の寸法の平均値は７．５５１ｍｍ、寸法のばらつきは、＋０．３１〜−０．３５％であった。このように、加圧前に加熱を行わない場合であっても、寸法精度を向上させることができる。【００８６】  以上の結果を以下の表１にまとめる。なお、表１ではＹ方向をタテ方向と表記し、Ｚ方向をヨコ方向と表記している。
0004040064.tif 000002
0004040064.tif 000003
【００８７】  以上のように、巻回後の空芯コイル１を加圧して、寸法精度を向上させることができるため、寸法精度が要求される用途に空芯コイル１を用いることができる。また、空芯コイル１では、間隙８、９に融着樹脂１０が充填されているため、空芯コイル１をインサート成型に用いる場合であっても、間隙８、９に起因する発生ガスが少なく、成型時のガス抜きが容易になる。【００８８】  なお、直線辺部６のＸ方向およびＺ方向の寸法精度は±０．２％以上となっている。特に、本形態の空芯コイル１は、クロスポイント７を有する直線辺部６が形成されるＸ方向では、寸法精度が要求されない用途に用いられているため、Ｘ方向の寸法精度を±２％以上とすることができる。そのため、直線辺部６を加圧する必要はなく、加圧すると絶縁被膜２ｂに損傷を生じやすいクロスポイント７での絶縁被膜２ｂの損傷を確実に防止することができる。また、クロスポイント７が形成された直線辺部６のＸ方向の寸法精度が要求されないため、融着線２の巻回作業が容易になる。【００８９】
続いて、加圧前に直線辺部３、４に形成されていた膨らみを十分に抑制することができるという効果を実験データに基づいて詳述する。線径０．３５ｍｍの融着線２を１０×５０ｍｍの巻線機に装着し、融着線２を所定の温度で加熱しながら、Ｚ方向（高さ方向）へ２７段、高さ方向に直交する方向（直線辺部３、４ではＹ方向、直線辺部５、６ではＸ方向）へ２２列（２２層）で５９０ターンの整列巻によって矩形状に巻回した。巻回後の空芯コイル１のＹ方向寸法は２３．５ｍｍ、Ｘ方向寸法は６５ｍｍであった。その後、巻回された融着線２を約１９０℃で加熱し、加熱後、空芯コイル１の内周側に加圧治具を挿通させた状態で、直線辺部３、４を矢印Ｇの方向および矢印Ｈの方向へ５．０ＭＰａで加圧した。なお、実験に２０個の試料を使用した。ここで、本明細書では、直線辺部の長手方向の中央部分における直線辺部の幅Ｗ１と、直線辺部の両端部分における直線辺部の幅Ｗ２との相違を比率で表した値あって、下式１によって算出される値を「直線辺部の外周側の膨らみ率」と定義する。
膨らみ率＝{１−（Ｗ２／Ｗ１）}×１００      （式１）
【００９０】  実験の結果、加圧前の状態では、図１に示す直線辺部３、４の両端部分のＹ方向の幅寸法Ｗ２の平均値は６．７７ｍｍ、直線辺部３、４の中央部分のＹ方向の幅寸法Ｗ１の平均値は６．９７ｍｍであった。したがって、上述した式１から求められる平均値の膨らみ率は２．９％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値は５．１％であった。これに対し、加圧後の状態では、幅寸法Ｗ２の平均値は６．７４ｍｍ、幅寸法Ｗ１の平均値は６．７６ｍｍであり、平均値の膨らみ率は０．３％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値は０．９％であった。このように、加圧によって直線辺部３、４の膨らみを大幅に抑制することができる。具体的には、膨らみ率を１．０％以下とすることができる。【００９１】  一方、加圧前に加熱を行わず、他の条件を上記と同様とした場合には、加圧前の幅寸法Ｗ２の平均値は６．７８ｍｍ、幅寸法Ｗ１の平均値は６．９７ｍｍであり、平均値の膨らみ率は２．７％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値５．１％であった。これに対し、加圧後の幅寸法Ｗ２の平均値は６．７７ｍｍ、幅寸法Ｗ１の平均値は６．８０ｍｍであり、平均値の膨らみ率は０．４％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値は１．５％であった。このように、加圧前に加熱を行わない場合であっても、加圧によって直線辺部３、４の膨らみを大幅に抑制することができる。具体的には、膨らみ率を２．０％以下にすることができる。【００９２】  以上の結果を以下の表２にまとめる。なお、表２では中央部分を中央点と表記し、両端部分を接点部分と表記している。また、加圧前を初期値と表記し、加圧後を押し圧後と表記している。
0004040064.tif 000004
【００９３】  なお、加熱後に加圧した場合における幅寸法Ｗ１のばらつきを図１０に示す。図１０は、横軸を試料数、縦軸を幅寸法（ｍｍ）として、加圧前後における幅寸法Ｗ１の寸法のばらつきを示している。すなわち、図１０のデータＳ７は、加圧前の幅寸法Ｗ１のばらつきを、データＳ８は、加圧後の幅寸法Ｗ１のばらつきを示している。【００９４】  以上のように、巻回後の空芯コイル１を加圧して、直線辺部３、４の膨らみ率を大幅に低減することができるため、たとえば、リニアモータのステータ等のように、Ｙ方向に空芯コイル１が並列で配置されて使用されるコイル群では、空芯コイル１同士の間隔にばらつきが生じない。そのため、このようなコイル群では、磁界の強さの分布が均一になり、また、空芯コイル１がそれぞれ有する磁界の相互作用によってステータの磁界の強さが増加する。その結果、Ｙ方向に空芯コイル１が並列で配置されて使用されるコイル群では、精度の高い強い磁場を得ることができ、そのコイル群を備える装置の性能が向上する。たとえば、リニアモータでは、スライダの位置精度や応答性が向上する。また、直線辺部３、４の膨らみ率を大幅に低減することができるため、空芯コイル１が並列で配置されて使用されるコイル群では高密度化を図ることができる。【００９５】  より具体的には、線径０．３５ｍｍの融着線２を用いて、上述の条件下で、加熱後に加圧して形成された空芯コイル１をＹ方向に並列で１０個配置した場合、加圧されずに形成された空芯コイルを同じく１０個配置した場合と比較して、磁界の強さは約１０％増加した。また、加熱なしで加圧して形成された空芯コイル１をＹ方向に並列で１０個配置した場合であっても、磁界の強さは約５％増加した。また、加熱後に加圧して形成された空芯コイル１をＹ方向に並列で１０個配置した場合、磁界強さの位置のばらつきは、標準偏差（σ）で０．０１であり、加圧されずに形成された空芯コイルを用いた場合、磁界強さの位置のばらつきは、標準偏差（σ）で０．１であった。すなわち、加熱後に加圧して形成された空芯コイル１を用いることで、磁界強さのばらつきを標準偏差で１０分の１とすることができ、ばらつきを大幅に低減することができる。【００９６】  なお、本形態の空芯コイル１は、クロスポイント７を有する直線辺部６が形成されるＸ方向では、寸法精度が要求されない用途に用いられているため、直線辺部６の膨らみ率は、１２．５％以上とすることができる。そのため、直線辺部６を加圧する必要はなく、加圧すると絶縁被膜２ｂに損傷を生じやすいクロスポイント７での絶縁被膜２ｂの損傷を確実に防止することができる。また、融着線２の巻回作業が容易になる。【００９７】
［参考形態］
図１１は、本発明の参考形態にかかる空芯コイル２１を示す斜視図である。図１２は、図１１に示す空芯コイル２１の平面図である。図１３は、図１２に示す空芯コイル２１の断面ｅ−ｅの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。図１４は、図１２に示す空芯コイル２１の断面ｆ−ｆの一部分で加圧前の状態を拡大して示す部分拡大断面図である。図１５は、図１２に示す空芯コイル２１を加熱後に加圧した後の断面ｆ−ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。図１５は、図１１に示す空芯コイル２１を加熱せずに加圧した後の断面ｆ−ｆの一部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【００９８】  （空芯コイルの構成および製造方法）
本形態の空芯コイル２１も上述した空芯コイル１と同様に、リニアモータ等の各種モータなどに用いられるものである。空芯コイル２１は、図１３等に示すように、断面が略長方形状の平角導線２２ａと、平角導線２２ａの周りを被覆する絶縁被膜２２ｂと、絶縁被膜２２ｂの周りをさらに被覆する融着被膜２２ｃとを備える融着線２２がα巻で巻回されて形成されている。より具体的には、図１１、１２に示すように、空芯コイル２１は、図１２の紙面垂直方向から見て内周側が直線状に形成された相対向する平行な２つの直線辺部２３、２４と、図１２の紙面垂直方向から見て内周側が円弧状に形成され、直線辺部２３、２４をつなぐ半円状の円弧部２５、２６とを備え、図１２の左右方向に扁平した陸上競技のトラック（陸上トラック）のような形状の空芯状に巻回されて形成されている。直線辺部２３、２４は、図１２の上下方向を長手方向として、すなわち、図１２の上下方向を融着線２２の巻回方向として、融着線２２が巻回されて形成されている。【００９９】  ここで、α巻とは、融着線２２が巻回された後の両端がともに空芯コイル２１の最外周側にくるように巻回する巻き方であり、巻回時の巻回作業に用いられる固定巻軸に対して両端を互いに反対方向へα形状となるように巻回する巻き方をいう。【０１００】  なお、以下の説明では、直線辺部２３、２４の長手方向をＸ方向、融着線２２の巻回方向に直交する空芯コイル２１の厚み方向（図１２の紙面垂直方向）をＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＹ方向とする。したがって、空芯コイル２１の高さ方向（Ｚ方向）に直交するＸ方向およびＹ方向が空芯コイル２１の幅方向となる。【０１０１】  本形態の空芯コイル２１は、融着線２２が巻回ステップで巻回された後、加熱ステップで加熱され、その後、加圧ステップでＹ方向およびＺ方向に加圧されている。すなわち、直線辺部２３、４４の外周側が、空芯コイル２１の内側に向かってＹ方向に加圧され、直線辺部２３、２４および、円弧部２５、２６がＺ方向に加圧されている。以下、空芯コイル２１の製造方法について詳述する。【０１０２】  まず、融着線２２を巻線機に装着し、α巻で空芯状に巻回する。この巻回の際には、融着線２２を制御された所定の温度で加熱する。【０１０３】  融着線２２の巻回が終了した後の直線辺部２３の一端部分の断面ｅ−ｅの一部分は、図１３に示すような状態となっている。すなわち、平角導線２２ａが絶縁被膜２２ｂおよび融着被膜２２ｃに被覆された状態で、融着線２２が巻回され、融着線２２同士の間には、間隙２８が形成されている。また、直線辺部２３の他端部分および直線辺部２４の両端部分も断面ｅ−ｅと同様の状態となっている。なお、図１３では、便宜上、一部の融着線２２や一部の間隙２８についてのみ符号を付している。【０１０４】  融着線２２の巻回が終了した後の直線辺部２３の中央部分の断面ｆ−ｆの一部分は、図１４に示すような状態となっている。すなわち、平角導線２２ａが絶縁被膜２２ｂおよび融着被膜２２ｃに被覆された状態で、融着線２２が巻回され、融着線２２同士の間には、間隙２８の他に間隙２９も形成されている。実施の形態１と同様に、融着線２２を巻回する際に、直線辺部２３の両端部���から中央部分に向かうにしたがって、空芯コイル２１の内側に向かってＹ方向へ融着線２２を押し付ける力がしだいに小さくなるため、間隙２９ａのように、並列する融着線２２の間にも間隙が生じている。また、この間隙２９は、断面ｅ−ｅに形成された間隙２８よりも大きくなっている。また、直線辺部２４の中央部分も断面ｆ−ｆと同様の状態となっている。そのため、融着線２２の巻回が終了した状態では、図１２の二点鎖線ｉで示すように、直線辺部２３、２４の外周側には、Ｘ方向の中央部分で最大となるＹ方向外側に向かう膨らみが生じている。なお、図１４では、便宜上、一部の融着線２２や一部の間隙２９についてのみ符号を付している。【０１０５】  その後、巻回が終了した融着線２２を加熱する。この加熱方向は上述した実施の形態１の加熱方法と同様であるため詳細な説明は省略する。融着線２２への加熱が終了すると、巻回された融着線２２をＹ方向およびＺ方向に加圧する。この加圧方向も上述した実施の形態１の加圧方法と同様であるため詳細な説明は省略する。なお、加圧の際の加圧力は、平角導線２２ａを塑性変形させない力であり、平角導線２２ａの弾性変形範囲内で空芯コイル２１の加圧が行われる。また、平角導線２２ａを塑性変形させない力には、全く塑性変形させない力の他、ほんのわずかに塑性変形させる力を含むものとし、上述した特許文献１のように、大きく塑性変形させる力は含まないことをいう。【０１０６】  加圧後の直線辺部２３の中央部分の断面ｆ−ｆの一部分は、図１５に示すような状態となっている。すなわち、平角導線２２ａは絶縁被膜２２ｂに被覆された状態であるが、融着被膜２２ｃの一部は熱変形して融着樹脂３０となって、この融着樹脂３０が融着線２２同士の間に充填されている。すなわち、加圧前に絶縁被膜２２ｂを被覆していた融着被膜２２ｃの一部が加熱によって融解して融着樹脂３０となり、加圧前に形成されていた間隙２８、２９、２９ａに流れ込み、この融着樹脂３０がほぼ全ての融着線２２同士の間に充填されており、間隙２８、２９、２９ａがほとんど存在しない状態になっている。この状態では、絶縁被膜２２ｂに被覆された平角導線２２ａ同士が絶縁被膜２２ｂと非常に薄い融着被膜２２ｃとを介して、あるいは絶縁被膜２ｂのみを介して密着している。なお、直線辺部２３および直線辺部２４の任意の断面は図１５に示す状態と同様の状態、すなわち、間隙２８、２９、２９ａがほとんど存在しない状態となっている。また、Ｙ方向への加圧によって、直線辺部２３、２４の外周側は図１１の実線で示すように直線状態に近い状態となっており、加圧前に形成されていた膨らみはほとんど見られなくなっている。【０１０７】  また、円弧部２５、２６は、Ｚ方向へのみ加圧されるため、一部に融着樹脂３０が充填されない間隙２８、２９、２９ａが存在するものの、融着被膜２２ｃが加熱によって融解して融解樹脂３０となり、加圧前に形成されていた間隙２８、２９、２９ａに流れ込んでいる。【０１０８】  なお、上述した実施の形態１と同様に、巻回ステップで融着線２２を巻回した後、加熱せずに加圧ステップで加圧して空芯コイル２１を形成しても良い。その場合、加圧後の直線辺部２３の中央部分の断面ｆ−��の一部分は、図１６に示すような状態となっている。すなわち、平角導線２２ａは絶縁被膜２２ｂに被覆された状態であるが、被覆された融着被膜２２ｃの一部が、加圧による熱の影響で融解して融着樹脂３０となり、加圧前に形成されていた間隙２８、２９、２９ａに流れ込んでいる。また、実施の形態１と同様に、加熱せずに加圧して空芯コイル２１を形成した場合には、融着被膜２２ｃが融解しにくいため、図１６に示すように、一部に融着樹脂３０が充填されない未充填部３１が存在した状態となっている。なお、加熱をせずに加圧した場合も、直線辺部２３および直線辺部２４の任意の断面は図１６に示す状態と同様の状態となっている。また、Ｙ方向への加圧によって、直線辺部２３、２４の外周側は図１１の実線で示すように直線状態に近い状態となっており、加圧前に形成されていた膨らみはほとんど見られなくなっている。【０１０９】
（参考形態の主な効果）
参考形態においても、上述した実施の形態１と同様に、直線辺部２３、２４および円弧部２５、２６の占積率を高めることできるという効果、直線辺部２３、２４および円弧部２５、２６の寸法のばらつきを抑制することができるという効果、および加圧前に直線辺部２３、２４に形成されていた膨らみを十分に抑制することができるという効果を得ることができる。
【０１１０】  また、加熱後に加圧する製造方法を採用する場合には、実施の形態１と同様に、加圧時の加圧力を下げることができるため、容易に空芯コイル２１を加圧することができ、また、加圧時における絶縁被膜２２ｂの損傷を確実に防止することができる。また、この場合には、より多くの融着被膜２２ｃが融解して間隙２８、２９に流れ込むため、より効果的に空芯コイル２１の占積率を高めることができる。また、融着被膜２２ｃの厚みのばらつき等、融着被膜２２ｃに起因する空芯コイル２１の寸法のばらつきをより効果的に抑制することができる。さらに、間隙２８、９９に充填された融着樹脂３０によって融着線２２同士の接着強度が増加し、空芯コイル２１の剛性も増加する。【０１１１】  ここで、上述した本形態の主な効果のうち、加圧前に直線辺部２３、２４に形成されていた膨らみを十分に抑制することができるという効果を実験データに基づいてさらに詳述する。【０１１２】  線サイズ０．２４×１．２ｍｍの平角状の融着線２２を５×３００ｍｍの巻線機に装着し、融着線２２を所定の温度で加熱しながら、５０ターンのα巻で陸上トラック形状の空芯状に巻回した。巻回後の空芯コイル１のＺ方向寸法は２９ｍｍ、Ｘ方向寸法は３４０ｍｍであった。その後、巻回された融着線２２を約１９０℃で加熱し、加熱後、空芯コイル２１の内周側に加圧治具を挿通させた状態で、Ｙ方向およびＺ方向へ７．０ＭＰａで加圧した。なお、実験に２０個の試料を使用した。【０１１３】  実験の結果、加圧前の状態では、図１２に示す直線辺部２３、２４の両端部分のＹ方向の幅寸法Ｗ４の平均値は１２．５８ｍｍ、直線辺部２３、２４の中央部分のＹ方向の幅寸法Ｗ３の平均値は１３．９２ｍｍであった。したがって、平均値の膨らみ率は９．６％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値は２０．１％であった。これに対し、加圧後の状態では、幅寸法Ｗ４の平均値は１２．２１ｍｍ、幅寸法Ｗ３の平均値は１２．３４ｍｍであり、平均値の膨らみ率は１．１％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値は２．４％であった。このように、加圧によって直線辺部２３、２４の膨らみを大幅に抑制することができる。具体的には、膨らみ率を２．５％以下とすることができる。【０１１４】  一方、加圧前に加熱を行わず、他の条件を上記と同様にした場合には、加圧前の幅寸法Ｗ４の平均値は１２．５８ｍｍ、幅寸法Ｗ３の平均値は１３．９３ｍｍであり、平均値の膨らみ率は９．６％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値は２０．２％であった。これに対し、加圧後の幅寸法Ｗ４の平均値は１２．５７ｍｍ、幅寸法Ｗ３の平均値は１２．９８ｍｍであり、平均値の膨らみ率は３．２％であった。また、２０個の試料の中では膨らみ率の最大値は４．９％であった。このように、加圧前に加熱を行わない場合であっても、加圧によって直線辺部２３、２４の膨らみを大幅に抑制することができる。具体的には、膨らみ率を５．０％以下にすることができる。【０１１５】  以上の結果を以下の表３にまとめる。なお、表３では中央部分を中央点と表記し、両端部分を接点部分と表記している。また、加圧前を初期値と表記し、加圧後を押し圧後と表記している。
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【０１１６】
［他の実施の形態］
上述した実施の形態１は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。たとえば、上述した実施の形態１では、円形断面の丸導線２ａを備える融着線２が整列巻で巻回されて形成された空芯コイル１について説明したが、正方形断面の真四角導線を備える融着線が整列巻で巻回されて形成された空芯コイルについても本発明の構成を適用することができる。
【０１１７】
また、上述した実施の形態１では、丸導線２ａを備える融着線２が矩形の空芯状に巻回されていたが、融着線２は、図１１に示す陸上トラック形状の空芯状に巻回されても良い。この場合には、円弧部２５または円弧部２６を、クロスポイントの全てが形成されたクロスポイント形成部として、このクロスポイント形成部を加圧しないようにすれば良い。たとえば、円弧部２５がクロスポイント形成部となる場合には、図１２に示すように、円弧部２５の周方向の中央部分における幅Ｗ１´と、円弧部２５の周方向の両端部分における幅Ｗ２´とから算出される円弧部の膨らみ率は、１２．５％以上とすることができる。なお、本明細書において「円弧部の外周側の膨らみ率」とは、円弧部の周方向の中央部分における円弧部の幅Ｗ１´と、円弧部の周方向の両端部分における円弧部の幅Ｗ２´との相違を比率で表したものをいい、下式によって算出される。
膨らみ率＝{１−（Ｗ２´／Ｗ１´）}×１００      （式２）
【０１１８】  さらに、上述した実施の形態１では、一つの直線辺部６がクロスポイント形成部となってクロスポイント７の全てが形成されていたが、たとえば、直線辺部５および６にのみクロスポイント７を形成して、クロスポイント形成部を２箇所としても良い。【０１１９】  さらに、融着線の巻回形状は上述した各形態で説明した矩形の空芯状等には限定されず、融着線を円形の空芯状や三角形の空芯状等のその他の形状の空芯状に巻回しても良い。また、たとえば、整列巻で三角形の空芯状に巻回する場合には、三角形の頂点部分をクロスポイントの全てが形成されたクロスポイント形成部として、このクロスポイント形成部を加圧しないようにすれば良い。また、三角形の空芯状に巻回する場合には、３つの直線辺部が形成されることになるが、これらの直線辺部に対し、空芯コイルの高さ方向と融着線の巻回方向とに直交する方向から加圧することで、直線辺部の外周側への膨らみ率を５．０％以下とすることができる。【０１２０】  さらにまた、図１、図１１等ではある程度の厚みを有する空芯コイル１、２１を図示して示しているが、本発明の空芯コイルは高さ方向（Ｚ方向）の寸法が小さい、扁平形状の空芯コイルであっても良い。【０１２１】
また、上述した実施の形態１では、直線辺部３、４の外周側を、空芯コイル１の内側に向かってＹ方向に加圧するとともに、直線辺部３、４、５をＺ方向に加圧していたが、直線辺部３、４、５のいずれか１つあるいは２つを加圧しても良いし、直線辺部３、４をＹ方向あるいはＺ方向の一方向にのみ加圧しても良い。
【０１２２】  さらに、本発明の空芯コイルは、リニアモータ等のモータ以外にも光ヘッド装置のレンズ駆動装置等の種々の電子、電気機器に用いることができ、これらの機器の性能向上、小型化および省エネルギー化を図ることができる。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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