卷线用夹具、角形线圈及角形线圈的制造方法.pdf

本发明提供卷线用夹具、角形线圈以及角形线圈的制造方法。卷线用夹具(1)，为在卷轴(15)的两端部相对置而设置有第一凸缘部(12)和第二凸缘部(13)，以卷轴(15)的端部大致为中心而放射状地突设有四个棒状的凸部(14)，并使用该卷线用夹具(1)，将导线(6)在卷轴(15)的径向重叠并卷绕，制造大致正方形形状的角形线圈(10)。其结果是能够以高精度得到形成角形的线圈。

1.  一种卷线用夹具，其特征在于，包括：
卷绕导线或金属单线的卷轴、和在卷轴的两端部相对置而设置的凸缘部，
在凸缘部的相对置的面中的至少一个面上，以卷轴的端部大致为中心而放射状地突设有多个棒状的凸部。

2.  根据权利要求1所述的卷线用夹具，其特征在于，将上述凸部仅突设在凸缘部的相对置的面中的一个面上。

3.  根据权利要求1所述的卷线用夹具，其特征在于，将上述凸部突设在凸缘部的相对置的面中的两个面上。

4.  根据权利要求1至3中的任意一项所述的卷线用夹具，其特征在于，上述凸部的数目为四个。

5.  一种角形线圈的制造方法，其特征在于，使用权利要求1至3中的任意一项所述的卷线用夹具，在卷轴的径向重叠并卷绕一根或多根金属单线或者导线。

6.  一种角形线圈的制造方法，其特征在于，使用权利要求4所述的卷线用夹具，在卷轴的径向重叠并卷绕一根或多根金属单线或者导线。

7.  一种角形线圈，其特征在于，其是使用权利要求1至3中的任意一项所述的卷线用夹具，在卷轴的径向重叠并卷绕一根或多根金属单线或者导线而成的。

8.  一种角形线圈，其特征在于，其是使用权利要求4所述的卷线用夹具，在卷轴的径向重叠并卷绕一根或多根金属单线或者导线而成的。

9.  根据权利要求7所述的角形线圈，其特征在于，其是将一根或多根金属单线或者由多根金属细线集束而成的导线，在卷轴的径向重叠并卷绕一排而成的四边形线圈。

10.  根据权利要求8所述的角形线圈，其特征在于，其是将一根或多根金属单线或者由多根金属细线集束而成的导线，在卷轴的径向重叠并卷绕一排而成的四边形线圈。

卷线用夹具、角形线圈及角形线圈的制造方法
技术领域
本发明涉及卷线用夹具及使用了该卷线用夹具的角形线圈的制造方法以及角形线圈。
背景技术
本申请对2007年3月13日申请的日本国专利申请第2007-63619号以及2008年2月25日申请的日本国专利申请第2008-43473号主张优先权，在此援引其内容。
近年来，将移动电话和电动剃须器、台式吸尘器、遥控器等内藏蓄电池而采用无绳方式的设备(无绳设备)得到普及。在将内藏有次级线圈的设备，组装于内藏有初级线圈的充电器时，可以通过从初级线圈向次级线圈的电磁感应，由充电器向设备供给电力而不用设置将充电器和设备进行电连接的接点(参照日本特开2005-136342号公报以及日本特开2005-137173号公报)。
作为内藏于这种无接点充电式设备的次级线圈，特别需要采用薄型的线圈。为此，可以使用下述这样的线圈，即，在卷轴的径向一排重叠卷绕由多根金属细线集束而成的导线的线圈(以下，简记为一排多层卷绕线圈)。
另外，在进行上述那样的无接点充电中，由于由电磁感应的电磁波来保护电气线路部件，因此通常在次级线圈上贴有防磁薄片。此时，若次级线圈为圆形形状时，则在防磁板的四角附近没有线圈，如图12所示，其是造成在该部位产生涡电流而温度上升的一个原因。因此，作为次级线圈，需要采用如图10所示的角形线圈。
然而，以往以一排多层卷绕线圈为代表，将在卷轴的径向重叠卷绕的线圈高精度地制造为角形线圈是很困难的。
例如，如图11A所示，使用四角柱状的卷轴92向护板91的大致中心部突设成的卷线用夹具9，将导线6重叠卷绕于卷轴92得到的一排多层卷绕线圈90，虽被称为角形线圈却没有足够的形状，然而是接近圆形的形状。特别是与线圈的外径相比较，在卷轴92较小的情况下该倾向更加明显。
因此，以往以来，例如如图11B所示，不是根据卷轴的形状而是从以箭头所示的四个方向将圆形线圈的外周部挤压成形，得到四边形线圈。另外，通过改变挤压方向，得到其它所需形状的角形线圈。
然而，这样挤压成形得到的线圈，也不能以高精度形成角形，因而不能充分满足作为次级线圈的特性。
这样，在以往存在下述这样的问题，即，没有制造以高精度形成角形的线圈的方法。另外，此处的“以高精度形成角形”是指，在角形线圈的外侧周缘部中曲线状部位所占的比例较小。
发明内容
本发明是鉴于以上课题所作的发明，其目的在于，提供可以制造以高精度形成角形线圈的卷线用夹具、使用该卷线用夹具的角形线圈的制造方法以及角形线圈。
为了解决上述课题，本发明所涉及的第一发明提供的卷线用夹具，包括：卷绕导线或金属单线的卷轴、和在卷轴的两端部相对置而设置的凸缘部，在凸缘部的相对置的面中的至少一个面上，以卷轴的端部大致为中心而放射状地突设有多个棒状的凸部。
在该卷线用夹具中，凸部，也可以仅突设于凸缘部的相对置的面中的一个面上。
另外，在该卷线用夹具中，凸部也可以突设在凸缘部的相对置的面中的两个面上。
另外，优选为，在该卷线用夹具中，凸部的数目为四个。
本发明所涉及的第二发明提供的角形线圈的制造方法，使用上述的卷线用夹具，在卷轴的径向重叠并卷绕一根或多根金属单线或者导线。
本发明所涉及的第三发明提供的角形线圈，其是使用上述卷线用夹具，在卷轴的径向重叠并卷绕一根或者多根金属单线或导线而成的。
优选为，该角形线圈一根或多根金属单线或者由多根金属细线集束成的导线，在卷轴的径向重叠并卷绕一排而成的四边形线圈。
根据本发明，能够以高精度得到形成角形的线圈。另外，通过使用该线圈，可以提供充电特性优良的无绳设备。
附图说明
图1A是例示本发明所涉及的卷线用夹具的第一实施方式，从凸部侧看到的第一凸缘部的俯视图。
图1B是图1A的A-A线处的剖视图。
图2A是用于说明上述第一实施方式所涉及的角形线圈的制造过程的、将导线卷绕在卷线用夹具的状态的俯视图。
图2B是图2A的B-B线处的放大剖视图。
图2C是图2A的C-C线处的放大剖视图。
图3是例示本发明所涉及的卷线用夹具和角形线圈的第二实施方式的侧视图。
图4是例示本发明所涉及的卷线用夹具和角形线圈的第三实施方式的侧视图。
图5A例示本发明所涉及的卷线用夹具的第四实施方式的俯视图。
图5B是图5A的D-D线处的剖视图。
图6例示本发明所涉及的卷线用夹具的第五实施方式的概略构成图。
图7A是用于说明本发明所涉及的角形线圈的制造过程的、设置有凸部的区域的、将导线卷绕于卷线用夹具的状态中的放大剖视图。
图7B是用于说明本发明所涉及的角形线圈的制造过程的、离开凸部的区域的、将导线卷绕于卷线用夹具的状态中的放大剖视图。
图8A是用于说明本发明所涉及的角形线圈的制造过程的、将导线卷绕于卷线用夹具的俯视图。
图8B是图8A的E-E线处的放大剖视图。
图8C是图8A的F-F线处的放大剖视图。
图9A是用于说明本发明所涉及的角形线圈的制造过程的、设置有凸部的区域的、将导线卷绕于卷线用夹具的状态中的放大剖视图。
图9B是用于说明本发明涉及的角形线圈的制造过程的、离开凸部的区域的、将导线卷绕于卷线用夹具的状态中的放大剖视图。
图10是例示角形线圈的图。
图11A是用于说明以往的线圈的制造方法的、卷轴为角形的线圈的制造方法的说明图。
图11B是用于说明以往的线圈的制造方法的、线圈的挤压成形的方法的说明图。
图12是说明在设置有防磁板的圆形的次级线圈种产生涡电流的状态的图。
具体实施方式
图1A及B是例示本发明所涉及的卷线用夹具的第一实施方式的图，图1A是俯视图，图1B是图1A的A-A线处的剖视图。
卷线用夹具1包括：圆筒状的卷轴15、和在该卷轴15的两端部相对置地设置的都为圆盘状的第一凸缘部12和第二凸缘部13。而且，将卷轴15、第一凸缘部12以及第二凸缘部13配置成同芯状。
在第一凸缘部12的与第二凸缘部13相对置的面上，以卷轴15的端部大致作为中心放射状地进一步突设有方棒状的四个凸部14、14...。而且相邻的凸部14、14...形成的角度θ₁均是相同的(直角)。
卷线用夹具1的大小，根据所需的角形线圈的大小等，适当地选择即可。具体而言，凸部14、14...的长边方向的长度，配合制造的角形线圈的直径尺寸适当地调节即可。而且，凸部14、14...的长边方向的长度，无需全部均相同。
优选为，第一凸缘部12和第二凸缘部13的相对置的面之间的距离X₁，以及凸部14、14...的高度X₂，根据卷绕的导线的种类、直径尺寸以及所需的角形线圈的种类进行适当地调节。在本发明中，角形线圈的角形的精度，依赖于凸部14、14...与第二凸缘部13的相对置的面之间的距离(X₁-X₂)。
例如，作为导线使用下述那样的将多根金属细线集束而成的，在将该导线在卷轴15的径向重叠绕成一排而制造所谓的一排多层卷绕线圈的场合下，优选为，上述距离X₁是导线的直径尺寸的1.5～1.9倍。另一方面，优选为，上述距离(X₁-X₂)是导线的直径尺寸的1.0～1.5倍。
对卷线用夹具1的材质没有特别的限定，根据目的适当地选择即可。例如，可以用金属、塑料等，也可以将多种材质进行组合来使用。并且，卷线用夹具1利用公知的手法成形或组装即可。
图2A至C是说明使用卷线用夹具1来制造一排多层卷绕的角形线圈10的工序的图，图2A是将导线6卷绕在卷线用夹具1的状态的俯视图，图2B是图2A的B-B线处的放大剖视图，图2C是图2A的C-C线处的放大剖视图。另外，在图2中，对与图1表示的构成要素相同的构成要素标记同一符号，并省略其详细说明。这点对后面的图也同样适用。
导线6是将多根金属细线集束而成的。而且，对导线6的直径尺寸没有特别的限定，考虑所需角形线圈的厚度，适当地选择即可。
如图2A所示，通过将导线6以卷轴15的外周上为始点，在第一凸缘部12和第二凸缘部13所挟持的区域内，且在卷轴15的径向进行重叠卷绕，形成一排多层卷绕的角形线圈。
此时，在突设有凸部14的区域中，如图2B所示，当凸部14和第二凸缘部13之间的距离(X₁-X₂)，与导线6的直径尺寸大致相同时，导线6被第二凸缘部13和凸部14所挟着，如图2B所示被卷绕为一排。
与此相对，在远离凸部14的区域中，如图2C所示，由于第一凸缘部12和第二凸缘部13之间的距离X₁大于导线6的直径尺寸，因此成为如图2C所示那样的卷线形状。
其结果是在比较仅卷绕相同圈数的导线6时的线圈的直径尺寸时，与凸部14重叠的位置的直径尺寸R₁变得比远离凸部14的位置的直径尺寸R₂更大。而且，随着导线6卷绕的圈数的增多，R₁和R₂之差也变大，不久线圈在其外侧周缘部中的凸部14、14...重叠的四个位置上形成为具有顶点的近似正方形的角形线圈10。此时，所得到的角形线圈10在与凸部14重叠的位置上，变得比其它的位置的厚度更薄。
卷绕导线6的圈数，虽不是特别限定之物，然而圈数越多越能够获得以高精度形成角形的角形线圈。
另外，在图1A以及图2A中，作为卷轴15表示了圆筒状，但卷轴的形状不仅局限于此，只要是筒状的卷轴即可。例如，卷轴的直径方向截面的形状，即，不论线圈的卷轴的形状是圆形、椭圆形、多边形等任何一种形状，被制造的角形线圈的外形基本上不受卷轴的这些形状的影响。
另外，在图1A以及图2A中，作为凸部14表示了角棒状，但凸部的形状不仅局限于此，只要是凸状即可。
另外，优选为，将第二凸缘部13可拆卸地固定于卷轴15的端部。由此，可以容易地从夹具上拆下制造后的角形线圈。对将第二凸缘部13可拆卸地固定于卷轴15的端部的方法未作特别的限定，也可以利用公知的方法，例如，将卷轴15的端部嵌合于设置在第二凸缘部13的该位置上的凹部。
此外，在图1A以及图2A中，作为第一凸缘部、第二凸缘部表示了圆盘状的部件，但这些凸缘部只要是具有可将凸部突设的平面的部件任何形状都可以。
这样，如果使用本发明的卷线用夹具，通过改变被放射状地设置于凸缘部的凸部的数目和配置图案，可以制造各种形状的角形线圈。具体而言，角形线圈的顶点数，与被放射状地设置的凸部的数目相同，各顶点间的距离，由相邻的凸部所形成的角度来决定。因此，设置于凸缘部的凸部的数目以及相邻的凸部所形成的角度，根据目的适当地选择即可。
第二实施方式：
图3是例示本发明涉及的卷线用夹具以及角形线圈的第二实施方式的侧视图。
在本实施方式的卷线用夹具2中，在与第一凸缘部22的第二凸缘部13相对置的面上，以卷轴15的端部大致作为中心放射状地突设有五个凸部14、14...。相邻的凸部14、14...形成的角度θ₂都是相同的。另外，本实施方式，除了凸部的数目以及配置形态以外，与第一实施方式相同。
使用卷线用夹具2与上述同样被制造的角形线圈20，其外形为近似正五边形。
第三实施方式：
图4是例示本发明涉及的卷线用夹具以及角形线圈的第三实施方式的俯视图。
在本实施方式的卷线用夹具3中，在与第一凸缘部32的第二凸缘部13相对置的面上，以卷轴15的端部大致作为中心放射状地突设有四个凸部14、14...。相邻的凸部14、14...所形成的角度是θ_3A和θ_3B两种，并且以使相邻的角度不同的方式配置有凸部14、14...。另外，本实施方式，除了凸部的配置方式以外，与第一实施方式相同。
使用卷线用夹具3而被与上述同样制造的角形线圈30，其外形为近似长方形形状。
第四实施方式：
图5A及B是例示本发明所涉及的卷线用夹具的第四实施方式的图，图5A为俯视图，图5B是图5A的D-D线处的剖视图。
本实施方式的卷线用夹具4，在第一凸缘部42的与第二凸缘部13相对置的面上，除了以延伸至凸部14的端部的方式，在其外周部形成有圆锥面16以外，与第一实施方式相同。这样通过形成圆锥面，使导线6的在线圈制造时向卷线用夹具4的卷绕更加容易。根据本实施方式的卷线用夹具4，可以制造与第一实施方式同样的近似正方形形状的角形线圈。
另外，不言而喻即使是凸部的数目为四个以外的情况下，通过形成上述圆锥面可以实现同样的效果。另外，在此表示了在第一凸缘部的外周部设置了圆锥面的例子，然而取而代之在第二凸缘部的与第一凸缘部相对置的面上，也可以在外周部设置圆锥面，也可以在第一和第二凸缘部的两者的外周部设置圆锥面。
第五实施方式：
图6例示本发明所涉及的卷线用夹具的第五实施方式的概略构成图。
在本实施方式的卷线用夹具5中，在第二凸缘部53的与第一凸缘部12相对置的面上，进一步以卷轴15的端部大致作为中心放射状地突设有高度X₃的四个凸部54、54...。而且，这些凸部54、54...从卷轴15的轴向看被配置于与第一凸缘部12上的凸部14、14...一致的位置。凸部54、54...与凸部14、14...为相同的材质、形状。因此，相邻的凸部54、54...所形成的角度，均与凸部14、14...所形成的角度是相同的。除这以外的方面，本实施方式与第一实施方式相同。
上述距离X₁与第一实施方式相同，优选为，距离(X₁-X₂-X₃)是导线的直径尺寸的1.0～1.5倍。
根据本实施方式的卷线用夹具5，可以制造与第一实施方式同样的近似正方形形状的角形线圈。
另外，在此表示了凸部为四个的情况，但在本发明中，即使是第一和第二的凸缘部的两者均设置凸部的情况下，凸部的数目也不特别限定，根据目的适当地选择即可。而且，在第一凸缘部和/或第二凸缘部，也可以与第四实施方式同样地形成圆锥面。
另外，在第五实施方式中，凸部14和54均设置了四个，例如，在第一实施方式中，也可以在第一凸缘部和第二凸缘部的两者，在从卷轴的轴向看不相互重叠的位置上设置总数为四个的凸部。具体而言，例如，在第一凸缘部和第二凸缘部各设置两个凸部，或者也可以在任一方的凸缘部设置一个凸部，在另一方的凸缘部设置三个凸部
在至此为止的说明中，表示了将凸部以相对于卷轴为对称的方式设置于凸缘部上的例子，然而在本发明中根据需要，也可以以完全不具有对称性的方式配置凸部。即，相邻凸部形成的角度，可以全都不同。
另外，在至此为止的说明中，对一排多层卷绕的角形线圈的制造方法进行了说明，然而在制造角形线圈而不局限于一排多层卷绕的情况下，也可以使用本发明的卷线用夹具。
例如，在图1A以及B所示的第一实施方式中，将距离X₁设为导线的直径尺寸的2.5～2.9倍左右，将(X₁-X₂)设为导线的直径尺寸的2.0～2.5倍左右，除此以外使用与第一实施方式同样的卷线用夹具，通过在卷轴的径向重叠卷绕由多根金属细线集束成的导线，可以得到两排多层卷绕角形线圈。图7A以及B是说明使用这样的卷线用夹具以及导线制造角形线圈的工序的图，图7A是将导线6卷绕于卷线用夹具1的状态的、设置有凸部14的区域的放大剖视图，图7B是远离凸部的区域的放大剖视图。在此，由于距离(X₁-X₂)被设定为导线的直径尺寸的大约2倍，因此，在与凸部14重叠的位置上，将导线6卷绕两排。另一方面，在远离凸部14的位置中，将距离X₁设定为导线的直径尺寸的大约2.5倍，因此导线6如图7B所示被卷绕。因此，比较只卷绕了相同圈数的导线6时的线圈的直径尺寸时，与凸部14重叠的位置的直径尺寸R₃变得比远离凸部14的位置的直径尺寸R₄更大。而且，随着导线6卷绕的圈数的增多，R₃和R₄的差也变大，不久线圈与在其外侧周缘部中的凸部14、14...重叠的四个位置上就形成为具有顶点的近似正方形形状的、一部分为两排卷绕的角形线圈10。另外，得到的角形线圈，在与凸部14重叠的位置上，变得比其它的位置的厚度更薄。
另外，在此对作为第一实施方式的变形例进行了说明，然而例如在第二～第四的实施方式中采用同样的构成，也同样可以制造多排多层卷绕角形线圈。此外，在第五实施方式中，将距离X₁设为导线的直径尺寸的2.5～2.9倍左右，将(X₁-X₂)设为导线的直径尺寸的2.0～2.5倍左右，同样也可以制造多排多层卷绕角形线圈。
在至此为止的说明，对使用由多根金属细线集束成的导线6的例子进行了说明，然而在本发明中的任意一个实施方式中，也可以取代上述导线6而使用金属单线。在该种情况下，与使用导线6的情况同样地，也可以制造角形线圈。
金属单线可以只卷绕一根，但在作业上优选为同时卷绕多根。在该种情况下，同时卷绕多根金属单线是指，例如不固定多根金属单线相互的位置关系，只在使彼此相互接触的状态下卷绕集合的单线(或者也可以存在非接触部分)，或者同时卷绕相对于卷线用夹具从相互不同的方向供给的多根金属单线。而与如下这样的状态不同，即不同于以固定或者不容易变动的方式束缚了金属单线相互的位置关系的状态。
另外，优选为，使用的金属单线的直径为30～800μm。
作为用于金属单线的卷绕的卷线用夹具，优选为，例如，使用将第一实施方式的卷线用夹具的上述距离X1为设金属单线的直径尺寸的1.5～1.9倍，将上述距离(X1-X2)设为金属单线的直径尺寸的1.0～1.5倍的单线。
在图8A～图8C表示了使用该卷线用夹具卷绕金属单线61的状态的图。
另外，作为卷线用夹具，使用将第一实施方式的卷线用夹具的上述距离X₁设为金属单线的直径尺寸的2.5～2.9倍左右，将距离(X1-X2)设为金属单线的直径尺寸的2.0～2.5倍左右的夹具，将卷绕金属单线61的状态表示于图9A以及图9B。
另外，作为卷线用夹具，也可以采用将第五实施方式的卷线用夹具的距离X1设为金属单线的直径尺寸的2.5～2.9倍左右，将距离(X1-X2-X3)设为金属单线的直径尺寸的2.0～2.5倍左右。
如以上说明的那样，根据本发明只通过在卷线用夹具上卷绕导线，即可得到高精度地形成角形的所需形状的角形线圈，而无需像以往那样将圆形线圈成形为角形线圈。另外，卷线用夹具的构造简单，线圈制造的工序也简便，因而可以以低成本制造高品质的角形线圈。
另外，在本发明中，凸部的在卷线用夹具中的设置位置，优选为，在卷轴的轴周围方向(周向)中相互不同的三个位置以上。
以上，对本发明的优选实施例进行了说明，然而本发明并不被这些实施例所限定。在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行构成的添加、省略、置换以及其它的变形。本发明不被上述的说明限定，仅仅通过权利要求进行限定。