JP3309319B2 - コイル構成を製造する装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マトリックス（母型）支持体と、巻線ワイ
ヤの卷回を収容する巻線マトリックス（母型）と、前記
マトリックス支持体に配置して巻線ワイヤ端部領域を保
持する少なくとも２個の保持装置とによりコイル構成を
製造するコイル巻線装置に関するものである。更に、本
発明は、請求項19及び20に記載のコイル構成を製造する
方法に関するものである。

上述のタイプの装置は国際特許公開（WO）91/00603号
に記載されている。この既知の装置においては、巻線マ
トリックス（母型）を収容するのに使用するマトリック
ス支持体をプレート状に構成し、保持装置をマトリック
ス支持体の平面上の巻線マトリックスの左右に配置す
る。２個の巻線ワイヤ端部領域を有するコイル構成を形
成するため、フライヤとして知られているコイル巻線装
置を、先ず第１並進軸線に沿って第１保持装置から巻線
マトリックスに移動させ、次にコイル巻線を形成するた
めこのコイル巻線装置を巻線マトリックスの周りに回転
させ、最後に再び巻線マトリックスから第２保持装置ま
で並進移動させる。コイルの巻線中、ワイヤ案内を付加
的に第２並進軸線に沿って移動させる。巻線作業の終了
時に、巻線マトリックスから半径方向に突出する巻線ワ
イヤ端部領域をそれぞれ保持装置と巻線マトリックスと
の間に形成する。保持装置はマトリックス支持体の平面
上でその平面の両側に配置するため、巻線ワイヤ端部領
域は、この既知の装置を使用することによっては、直径
方向の整列のみが可能になる。

巻線マトリックスから突出する巻線ワイヤ端部領域の
直径方向の整列が好ましくない場合には、この巻線ワイ
ヤ端部領域をチップのような電子構成部材（コンポーネ
ント）として構成することもできるサブストレートの接
続面に接続するに先立って、巻線ワイヤ端部領域を完全
に向きを変更する必要がある。更に、既知の装置は、コ
イル構成を製造するためには、フライヤと一緒に使用す
ることしかできない。この既知の装置を使用して実施す
るコイル巻線方法においては、固定巻線マトリックスの
周りに回転するフライヤによって巻線ワイヤを巻線マト
リックスに取り付ける。この点に関して、巻線ワイヤ
は、フライヤの回転するワイヤ案内を経て摺動し、ワイ
ヤ供給方向に関して常に変化する方向において変位す
る。この結果、巻線ワイヤに動力学的曲げ応力を発生
し、これに対して巻線マトリックスにおける螺旋状の巻
線経路のため捩じり応力も付加される。これらすべての
要因によって、巻線作業中に巻線ワイヤに応力が加わ
り、この応力がワイヤ断面に変動をきたし、コイルイン
ダクタンスに影響を及ぼし、又は巻線ワイヤの破断をも
招くことになる。

米国特許第3,989,200号明細書に記載のコイル巻線装
置は、マトリックス支持体と、巻線ワイヤの卷回を収容
する巻線コアを有する巻線マトリックスと、及び巻線ワ
イヤ端部領域を保持するようマトリックス支持体に配置
した少なくとも２個の保持装置とを具え、巻線マトリッ
クス及びマトリックス支持体が共通の回転軸線を有す
る。この既知の装置においては、少なくとも１個の保持
装置を巻線マトリックスの巻線コアに直接隣接して配置
し、保持装置とコイル本体との間に形成される巻線ワイ
ヤ端部領域がコイル本体に密に接触する。

本発明の目的は、コイル形成後に巻線ワイヤ端部領域
を電子構成部材の接続面に接続するのに都合がよいよう
に、巻線ワイヤ端部領域の向き決めを可能にし、ワイヤ
に対して応力が加わるのを大幅に減少して巻線作業を実
行できるコイル巻線装置及び方法を得るにある。

この目的は請求の範囲の請求項１記載の特徴を有する
装置及び請求項19又は20に記載の特徴を有する方法によ
って達成することができる。

本発明によれば、巻線マトリックス及びマトリックス
支持体は共通の回転軸線を有する。従って、マトリック
ス支持体と一緒のマトリックスの回転運動はワイヤ案内
に対して可能となり、この結果、巻線ワイヤは巻線作業
中に巻線マトリックスに巻き付く。これに関連してワイ
ヤに加わる応力は上述のフライヤと比べると相当減少す
る。

更に、本発明によれば、保持装置はマトリックス支持
体の周端縁に配置する。この構成の結果、巻線マトリッ
クスから突出する巻線ワイヤ端部領域を固定するために
は、単にワイヤ案内をマトリックス支持体の周端縁から
回転軸線の方向に離間するよう移動するだけでよくな
る。この点に関して、ワイヤ案内を並進的に往復移動さ
せる巻線作業を行うためと、巻線ワイヤ端部領域を保持
装置に固定するための双方の目的のために、ワイヤ案内
の１個の並進移動軸線のみが必要である。このようにし
て、コイル構成を製造するための本発明による装置を使
用するとき全体として２個の移動軸線が必要となる、即
ち、マトリックス支持体の回転軸線とワイヤ案内の並進
軸線が必要となる。

最後に、本発明による装置の他の大きな利点は、マト
リックス支持体の周端縁に保持装置を配置することによ
り、個々の保持装置間の距離に依存して巻線ワイヤ端部
領域の任意の方向付けが可能になり、後の工程での接続
面に対する接続に好適な巻線ワイヤ端部領域の方向付け
が巻線作業中に既に得られている点である。

本発明の好適な実施例においては、保持装置をマトリ
ックス支持体ベースの周端縁に配置したマトリックス支
持体周縁素子に設ける。マトリックス支持体の一部材構
成の場合と比べると、標準化したマトリックス支持体ベ
ースを、所要のコイル構成に個別に適合させることがで
きるマトリックス支持体周縁素子に組み合わせることが
できるようになる。

他の実施例においては、少なくとも１個の保持装置を
マトリックス支持体の周端縁に設け、特に、マトリック
ス支持体ベースに配置したマトリックス支持体周縁素子
の周端縁に有利に設けることができ、また少なくとも方
向の他の保持装置をカウンタ支持体の周端縁に配置する
ことができる。

マトリックス支持体及び／又はカウンタ支持体に巻線
ワイヤ転向装置を設け、巻線ワイヤ端部領域を、巻線コ
アと保持装置との間の遷移領域において所要の向きに整
列させることができるようにすると有利である。

更に、本発明の他の好適な実施例によれば、保持装置
は、ワイヤ案内によって動作するように構成する。この
ようにすると、保持装置が行う保持機能の正確なタイミ
ングとりがどんな場合でも確実となり、ワイヤ案内が保
持装置を通過する前ではなく、通過した後に保持機能を
生ずるようになる。ワイヤ案内が保持装置を通過する前
であると、ワイヤ案内の通過が阻止される恐れがある。

保持装置の好適な実施例においては、この保持装置に
クランプ素子を設け、このクランプ素子は弾性復元力に
打ち勝つことによってワイヤ案内により互いに離れる方
向に移動し、巻線ワイヤを通過させることができる。確
実なクランプ機能の他に、このように構成した保持装置
は、簡単な設計により信頼性の高い動作を保証すること
もできる。

保持装置の設計の他の可能性としては、ワイヤ案内に
よって動作する上述の受動的保持装置と異なる能動的設
計として構成することもできる。この場合、保持装置
は、空気動作とすることもできる。能動的な設計の保持
装置によれば、ワイヤ案内による応力成分がなくなり、
ワイヤ案内は、保持装置の開閉信号をトリガするために
保持装置に対する位置の関数としてのみ使用できる。

巻線マトリックスから離れる方向に延びる巻線ワイヤ
端部領域を収容するのに使用する保持装置に切断装置を
設ける場合、特に都合がよいことが分かっている。切断
装置の構成によれば、マトリックス支持体上に順次配置
する多数のコイル構成の連続巻付けが、ワイヤブリッジ
を形成することなく可能となる。ワイヤブリッジを形成
する場合、個々のコイル構成のその後の分離中の好まし
くないワイヤのムダとなる。

保持装置に切断装置を設ける有利な設計によって、保
持機能を発揮するため保持装置によって生ずる運動を巻
線ワイヤの切断するのにも同時に使用することができる
ようになる。このことにより、切断装置を動作させるた
めの個別の操作部材が不要になる。

特別な実施例においては、マトリックス支持体周縁素
子はマトリックス支持体ベースから取り外すことができ
る設計にすることができる。このことにより、二つの大
きな利点が得られる。第１に、マトリックス支持体から
取り外すことができるマトリックス支持体周縁素子の設
計によれば、巻線ワイヤ端部領域をマトリックス支持体
周縁素子に配置した保持装置に保持支持体状態で、仕上
がったコイル構成をマトリックス支持体ベースからマト
リックス支持体周縁素子とともに取り外すことができる
点である。このようにして、マトリックス支持体周縁素
子は組立体フレームのように作用し、巻線ワイヤ端部領
域の向きを、その後の巻線ワイヤ端部領域を電子構成部
材の接続面に接続する方向に維持することができる。

第２に、マトリックス支持体周縁素子の取り外し可能
な設計によって、保持装置の相対配置及び保持装置の数
に関して保持装置の交換が簡単になるという利点であ
る。このようにして、一つの例として、例えば、２個の
保持装置を有するマトリックス支持体周縁素子を設け、
これら保持装置を、コイル構成の巻線ワイヤ端部領域が
互いに平行になるように配置することができる。他の例
として、中心タップを有するコイル構成を形成するため
に３個の保持装置を設けることができる。

少なくとも１個の接続面を設けた電子構成部材の位置
決めを行う収容装置内に構成部材が配置されていると
き、この収容装置を巻線マトリックス又はマトリックス
支持体に関連させ、接続面と少なくとも１個の巻線ワイ
ヤ端部との間にオーバーラップ領域が形成されるように
する場合、巻線ワイヤ端部領域と構成部材例えば、チッ
プの接続面との間の接続は実際の巻線作業の直後に行う
ことができ、従って、この装置は特に、トランスポンダ
を製造するのに有利に使用することができる。巻線ワイ
ヤ端部と接続面との間の接続に溶接プロセスタイプを選
択することができる。普通の溶接方法、例えば、熱圧縮
（サーモコンプレッシブ）、熱音波（サーモソニック）
又は超音波（ウルトラソニック）による溶接を使用する
のとは別に、レーザエネルギを接続部位に光伝導ファイ
バを介して照射し、また光伝導ファイバの圧力によって
接合ワイヤの接合部の変形を生ずるレーザ溶接方法は、
特に有利であることが分かった。

マトリックス支持体とともに使用する巻線マトリック
スは、２個のディスク状サイド素子を設け、これらサイ
ド素子を巻線コアに着脱自在に連結する。サイド素子と
しては、熱的に安定性のある材料例えば、ポリテトラフ
ルオロエチレン（PTFE）により形成すると好適であるこ
とがわかった。この場合、エナメル塗布した巻線ワイヤ
で形成したコイル巻線の熱的固着を、サイド素子がコイ
ル巻線に付着することなく行うことができる。巻線マト
リックスは単に巻線コアによってのみ形成することもで
きる。巻線マトリックスは、巻線作業後に巻線コイルの
コイルコアとして残存させることができ、この場合、こ
の巻線マトリックスはプラスチック材料又はフェライト
コアにより形成することができる。

請求項14による実施例によれば、巻線コイルに電子構
成部材又は組立体を一体にできるという利点がある。

請求項16及び17は、巻線コイルをマトリックス支持体
周縁素子との組立体ユニットとして取り扱う場合、及び
巻線ワイヤ端部領域の相対位置を維持しつつ直接巻線コ
イルを取り扱う場合の双方に関して、巻線マトリックス
と把持及び移送装置との有利な組み合わせに関する。

本発明による装置は大量生産に特に適する。この点に
関して、特に、複数個のマトリックス支持体を共通ター
ンテーブルにおける複数個の半径方向軸線に配置すると
有利であり、このとき、ターンテーブルの回転軸線に対
する半径方向に移動自在のワイヤ案内及びターンテーブ
ルの適当な運動を個々のマトリックス支持体に関連する
マトリックスコアに同期させることにより、コイル構成
を連続的に形成することができる。

本発明コイル巻線方法の第１の方法としては、サブス
トレートに巻線コイルを配置した状態でコイル構成を製
造するコイル巻線方法において、 前記巻線コイルに対する向きが揃えられ、またマトリ
ックス支持体周縁素子の保持装置に固定された巻線ワイ
ヤ端部領域を有し、請求項１乃至18のうちのいずれか一
項に記載の巻線装置で巻線コイルを製造するステップ
と、 前記巻線コイルに対する巻線ワイヤ端部領域の相対位
置を維持しつつ前記マトリックス支持体周縁素子及び巻
線コイルにより形成される組立体ユニットを把持及び移
送装置により掴んで巻線装置から取り外すステップと、 前記巻線コイルに対する前記巻線ワイヤ端部領域の相
対位置を維持しつつ前記巻線コイルを前記サブストレー
トに適合させるステップと、 前記巻線ワイヤ端部領域を前記サブストレートの接続
面に接続するステップと、及び 好適には、前記巻線ワイヤ端部領域を切断することに
よって前記保持装置から前記巻線ワイヤ端部領域を釈放
するステップと、よりなることを特徴とする。

本発明コイル巻線方法の第２の方法としては、サブス
トレートに巻線コイルを配置した状態でコイル構成を製
造するコイル巻線方法において、 前記巻線コイルに対する向きが揃えられ、またマトリ
ックス支持体及び／又はカウンタ支持体の保持装置に固
定された巻線ワイヤ端部領域を有し、請求項１乃至18の
うちのいずれか一項に記載の巻線装置で巻線コイルを製
造するステップと、 前記巻線コイルに対する巻線ワイヤ端部領域の相対位
置を維持しつつ把持及び移送装置を使用して巻線コイル
及び巻線ワイヤ端部領域を掴み、また好適には、巻線ワ
イヤ端部領域を切断することにより巻線ワイヤ端部領域
を前記保持装置から釈放するステップと、 前記巻線コイルに対する巻線ワイヤ端部領域の相対位
置を維持しつつ把持及び移送装置を使用して巻線コイル
及び巻線ワイヤ端部領域を取り外すステップと、 前記巻線コイルに対する前記巻線ワイヤ端部領域の相
対位置を維持しつつ前記巻線コイルを前記サブストレー
トに適合させ、前記巻線ワイヤ端部領域を前記サブスト
レートの接続面に接続するステップと、よりなることを
特徴とする。

次に、図面につき本発明による装置の実施例を詳細に
説明する。

図１は、巻線ワイヤの端部を半径方向に突出させて巻
線コイルを製造する巻線装置の第１実施例の側面図、 図２は、図１の装置の平面図、 図３は、巻線ワイヤ端部を半径方向に突出させて巻線
コイルを製造する巻線装置の他の実施例の正面図、 図４は、図３の装置の平面図、 図５は、巻線ワイヤ端部を半径方向に突出させて巻線
コイルを製造する巻線装置の更に他の実施例の正面図、 図６は、図５の装置の平面図、 図７は、巻線ワイヤ端部を半径方向に突出させて巻線
コイルを製造する巻線装置の更に他の変更例の断面図、 図８は、図２に示す巻線装置をターンテーブルに複数
個配列した実施例の線図的説明図、図９は、巻線ワイヤ
端部を軸線方向に突出させて巻線コイルを製造する巻線
装置の実施例のワイヤ転向装置及び把持移送装置を示す
説明図、 図10は、巻線ワイヤ端部を半径方向に突出させて巻線
コイルを製造する巻線装置の実施例の把持移送装置を示
す説明図、 図11は、巻線ワイヤ端部を半径方向に突出させて巻線
コイルを製造する巻線装置の他の実施例の把持移送装置
を示す説明図、 図12は、巻線コイルをサブストレート上に配列した状
態でコイル構成を製造する方法の実施可能な実施例の線
図的説明図である。

図１は、マトリックス（母型）支持体11、巻線マトリ
ックス（母型）12、及び２個の保持装置13,14を有する
巻線装置10の第１の実施例を示し、この実施例において
保持装置はマトリックス支持体11において互いに直径方
向に対向させて配置する。

保持装置13,14はマトリックス支持体11の周端縁に配
置し、このマトリックス支持体11に一体に形成するか、
又は図１及び図２に点線で示すように、マトリックス支
持体ベース75を有し、保持装置13を収容するようこのマ
トリックス支持体ベース75上にマトリックス支持体周縁
素子76を設けるようにすることもできる。マトリックス
支持体周縁素子76はマトリックス支持体ベース75に固着
するか、又は着脱自在に連結することもできる。

図１に示す実施例においては、マトリックス支持体11
には駆動軸ジャーナル15を設け、巻線マトリックス12及
びカウンタ支持体16を収容し得るようにし、このカウン
タ支持体16により巻線マトリックス12をマトリックス支
持体11に固定することができる。

図１の実施例においては、巻線マトリックス12は３個
の部分により構成し、１個の管状巻線コア17と、この巻
線コア17に対して回転しないよう連結した２個のディス
ク状サイドプレート18,19を有し、これらサイドプレー
ト18,19は巻線コアの各端部にそれぞれ配置し、この実
施例の場合、環状巻線室20を形成するようにする。

図１において巻線ワイヤ22で構成した完成した巻線コ
イル21は巻線室20内に配置され、巻線装置10の回転軸線
23の方向に並進運動自在のワイヤ案内24は巻線コイル21
を形成するのに使用する。巻線作業をより明確にするた
め、ワイヤ案内24を図１において２個の位置で示し、左
方位置はワイヤ案内24がコイルを巻いている段階を示
し、右方位置はコイル巻きが完了した状態を示す。ワイ
ヤ案内のこの位置を図２でも示す。

初期段階を詳細には示さないが、巻線作業の開始時に
おいては、保持装置13はワイヤ案内24の並進軸線方向に
位置し（図２の保持装置14と同様に）、ワイヤ案内24は
右方から保持装置13を経て案内され、この保持装置13は
図２の保持装置14と同一の構造である。この点に関し
て、保持装置13は図示の実施例では２個のばね脚25,26
を有し、ワイヤ毛細管として構成したワイヤ案内24によ
って拡開し、弾性ばね復元力によってワイヤ案内24が通
過した後は再び閉じる。従って、巻線ワイヤ22は保持装
置13の第１巻線ワイヤ端部領域27でクランプされる。

ワイヤ案内24は巻線マトリックス12の上方で図１の左
方位置に示すように巻線室20の領域で双頭矢印28で示す
ように往復移動する。保持装置13において巻線ワイヤ端
部領域27をクランプするのに続いて、ワイヤ案内24の並
進運動にマトリックス支持体11の回転運動が重ね合わさ
れる。更に、巻線マトリックス12は回転し、巻線ワイヤ
22は巻線マトリックス12の巻線コア17に巻き付き、図１
に示すように巻線コイル21を形成する。マトリックス支
持体11の回転運動は、巻線コア17に対して所定卷回数に
達した後第２保持装置14がワイヤ案内24に対する図１及
び図２に示す位置にくるまで実施する。この後ワイヤ案
内24を巻線領域から移動し、保持装置14のばね脚25,26
を通過させ、ワイヤ案内24が保持装置14を通過した後巻
線ワイヤの第２巻線ワイヤ端部領域29はばね脚25,26間
にクランプされる。

必要ならば、例えば、巻線マトリックスの外径が保持
装置を配置するピッチサークルの直径よりも大きい場
合、ワイヤ案内の並進軸線は他の軸線で補充することが
できる。このようにして、ワイヤ案内はマトリックス支
持体の回転軸線の軸線方向だけでなく、保持装置に巻線
ワイヤ端部領域をクランプした後にマトリックス支持体
の回転軸線に対する半径方向にも移動することができ、
ワイヤ案内は巻線マトリックスの周端縁を超えて配置す
ることができる。

保持装置14をクランプした後、巻線ワイヤ22は図２で
見て保持装置14の右方を切断することができ、コイル巻
線を固定した後、巻線コイル21を巻線マトリックス12か
ら取り外すことができる。このため、巻線ワイヤ端部領
域27,29は保持装置13,14から引き出すことができ、図示
の実施例では多数の部分により構成した巻線マトリック
ス12を個別部分に分離する。

図３はマトリックス支持体周縁素子31を有する巻線装
置30を示し、この周縁素子31は図１及び図２のものに対
して変更してあり、全体で４個の保持装置32,33,34及び
35を設ける。４個の保持装置によれば４個の巻線ワイヤ
端部領域37,38,39,40を有する巻線コイル36を形成する
ことができ、これら巻線ワイヤ端部領域は対にして互い
に直径方向に対向させて配置する。巻線マトリックス12
の巻線コアの設計を適切にすることにより、この場合、
楕円形の巻線コア41とすることで任意の形状のコイルを
形成することができる。

図４はマトリックス支持体周縁素子31の平面図を示
し、ただし関連の巻線マトリックス12は省略して示す。
この場合、材料ウェブ42によって分離された保持装置3
2,33を見ることができ、これら保持装置32,33の各々
は、マトリックス支持体31にねじ連結したばねリム43,4
4を有する。ばねリム43の種々の変位状態を左方の保持
装置32につき示し、ワイヤ案内24が保持装置32に滑り込
むとき、このワイヤ案内24の種々の位置によってこれら
の変位状態をとる。

図５は、他の実施例の２個の保持装置46,47を有する
マトリックス支持体周縁素子45を示す。矩形の巻線コイ
ル48を形成するために、この矩形に対応する形状の巻線
コア49を設ける。巻線コア49の寸法並びに巻線コイル48
の太さ及び保持装置46,47間の距離は、互いにほぼ平行
に配置された巻線ワイヤ端部領域50,51が形成されるよ
うに選択する。上述の寸法はあらゆる場合に互いに適合
し、上述の実施例につき説明したコイル形状の場合のよ
うに、巻線ワイヤ端部領域の所要の相対位置が常に得ら
れるようにする。このようにして、電子構成部材53のた
めの位置レコーダ52を巻線マトリックス12のサイドプレ
ート19に設けた場合、例えば、巻線ワイヤ端部領域50,5
1の電子構成部材の接続面54,55に対するその後の接続の
ためのオーバーラップ領域を設けることができる。

図５からは、マトリックス支持体周縁素子45をマトリ
ックス支持体ベースから着脱自在に構成した場合、どの
ようにマトリックス支持体周縁素子45をマトリックス支
持体周縁素子及び巻線コイルで形成される組立体ユニッ
トの組立体フレームとして使用することができるかが分
かる。図３に示すように、２個以上の巻線ワイヤ端部領
域がある場合、巻線コイルをマトリックス支持体周縁素
子における位置に精密に固定することができる。このよ
うに配置されたコイルは、マトリックス支持体周縁素子
とともに接点支持体例えば、フレキシプリント（flexip
rint）に装着し、巻線ワイヤ端部領域を先ず設定に接続
し、次に保持装置からの連結を釈放することができる。
巻線コイルをマトリックス支持体周縁素子において整列
した巻線ワイヤ端部領域によって固定する代わりに、以
下に詳細に説明するように、適宜設計した把持及び移送
装置によって固定することもできる。

図６は、マトリックス支持体周縁素子45の平面図であ
り、保持装置46,47の一部の断面を示す。巻線作業のス
タート時に形成される巻線ワイヤ端部領域50をクランプ
する保持装置46は、図示の実施例の場合、クランプ素子
56を有し、このクランプ素子56は孔57に収容したばね58
により支持する。孔57はクランプ素子56を案内するのに
も使用する。クランプ作用を得るためにばね58のばね復
元力を生ずるようにする代わりに、クランプ作用を生ず
る能動的作用部材例えば、空気圧シリンダを設け、クラ
ンプ素子56に作用してこのクランプ素子56を材料ウェブ
77に押し付けるようにすることもできる。案内するワイ
ヤ案内24によって保持装置を開放させ、またばね58の復
元力によって保持装置を閉鎖させる代わりに、空気圧シ
リンダに作用し、保持装置に対するワイヤ案内の位置の
関数として誘導近接スイッチによってトリガされる動作
信号を使用することもできる。

図示の実施例においては、他の保持装置47にもクラン
プ作用を生ずるばね58を設ける。保持装置46と異なり、
保持装置47にはクランプ素子59を設け、このクランプ素
子59はクランプ端縁60の他に巻線ワイヤ22を切断する切
断端縁を設ける。

ワイヤ案内24を保持装置47に通過させる間の状態を示
す図面から明らかなように、切断機能は、コイル48の形
成が完了した後ワイヤ案内24が保持装置47の領域から逸
脱するときに行う。ワイヤ案内24がクランプ素子59のコ
イル48から遠い方の端部に接近するにつれてクランプ素
子59の傾斜状態が増大する結果、巻線ワイヤ22のクラン
プは先ずクランプ端縁60によって行われ、後方のばね58
のばね力によって切断端縁61はマトリックス支持体周縁
素子45の衝合面78に弾発的に圧着し、この結果、巻線ワ
イヤ22の切断が行われる。切断後のワイヤ案内24から突
出する過剰のワイヤ部分は、クランプ素子59の後方端縁
から切断端縁61までの距離によって規定される。この距
離は、ワイヤ案内24から突出する巻線ワイヤ過剰部分
が、他のコイルの継続巻線形成のための後続のマトリッ
クス支持体の第１保持装置に確実に保持するよう寸法決
めする。

図７は、マトリックス支持体ベース79を有する駆動装
置80に配置したマトリックス支持体62を示し、このマト
リックス支持体ベース79には着脱自在のマトリックス支
持体周縁素子63を設け、マトリックス支持体周縁素子63
には、図面には詳細には示さない保持装置を設け、この
保持装置は所要に応じた構成とすることができる。マト
リックス支持体周縁素子63はマトリックス支持体ベース
79に対してばね支持爪装置64を介して取り付ける。この
ばね支持爪装置64は、回転軸線23に直交するよう配置し
たロックロッド65を設け、このロックロッド65の背後に
ばね支持圧力ボルト66を掛合させる。ロックロッド65は
ばね支持掛合軸67と一緒に、この掛合軸67に相対回転不
能に連結した駆動軸68に対して移動することができる。

マトリックス支持体62に対向する端部に２個のサイド
プレート70,71及び巻線コア72を有する巻線マトリック
ス69を配置する。巻線コア72は掛合軸67に対して相対回
転不能に連結する。最後に巻線マトリックス69のマトリ
ックス支持体62側から遠い方のサイドプレート70を、連
結素子73を介して支持軸74に連結し、マトリックス支持
体62のオーバーハングした取付を回避する。

図７に示す構成によれば、巻線装置から巻きを完了し
た巻線コイル81を、特に簡単かつ迅速に取り出すことが
できる。この目的のため、巻線コア72にマトリックス支
持体62の掛合軸67を掛合させ、これにより巻線コアをサ
イドプレート70から釈放し、マトリックス支持体周縁素
子63の保持装置によって図示しない巻線ワイヤ端部領域
を釈放ほた後、巻線コイル81が巻線装置から抜け落ちる
ようにする。

図８に示すように、ターンテーブル82に複数個の巻線
装置10を配置した構成によれば、連続的にコイルを製造
することができる。この点に関して、ワイヤ案内24を常
に同一の並進軸線83に沿って常に移動できるようにす
る。図８の上方位置に示す巻線装置10aにおいてコイル
形成が完了した後、ターンテーブルを１個のターンテー
ブル分だけ回転を進め、次のコイルが巻線装置10bで形
成されるようにし、このとき巻線装置10bの回転軸線は
ワイヤ案内24の並進軸線83に一致する。

図９はコイル本体86から軸線方向に延びる巻線ワイヤ
端部領域87,88を有する巻線コイル85を製造する巻線装
置84を示す。この図９に示す実施例においては、巻線マ
トリックスは単に巻線コア89を有するだけであり、この
巻線コア89はフェライトコアとして構成することができ
る。巻線装置は、例えば図１に示すマトリックス支持体
と同様に、巻線コイルを製造する回転軸線23の周りに回
転するマトリックス支持体90を有する。マトリックス支
持体90の一方の側に平坦部分91を設け、この平坦部分91
は図示の実施例では回転軸線に平行に軸線方向に整列さ
せかつ巻線コア収容窪み92から図示の実施例ではカラー
として構成したマトリックス支持体90の周端縁93まで延
在する。

この平坦部分91には４個の転向ロッド95を有するワイ
ヤ転向装置94を配置し、２個の転向ロッドをそれぞれ巻
線ワイヤ端部領域87,88に関連させ、図示の実施例では
保持部材として構成したクランプ素子98,99を設けた保
持装置96,97の周縁位置には無関係に巻線ワイヤ端部領
域87,88を整列させることができるようにする。保持装
置96,97の構成は、巻線ワイヤ端部領域とのほぼ同一の
整列機能を有するワイヤ転向装置に置き換えることがで
きるが、これら保持装置を図９で破線で示す。

図９に示す巻線コイル85を製造する巻線作業は図１に
つき説明したのと同じ巻線作業で行うことができる。ワ
イヤ転向装置94を設ける場合、図面には詳細に示さない
ワイヤ案内の所要の相対移動を、２重軸線ワイヤ案内移
動又は単独軸線ワイヤ案内移動で行い、これら相対移動
は目的に応じて選択し、回転軸線23に対するマトリック
ス支持体90の対応の回転角度調整を重ね合わせる。

更に、図９は、３個のグリッパ101,102,103を設けた
把持及び移送装置100を示し、図示の実施例では各グリ
ッパは、２個の把持ジョー104を有する。図９に示す実
施例とは異なり、グリッパによって得られる把持機能
を、「抱持」的な把持ではなく、吸引把持又は磁気的把
持によっても行うことができる。重要なことは、いずれ
にせよコイル本体86及び巻線ワイヤ端部領域87,88を掴
み、所定の相対位置に固定し、把持によって掴んだ後に
このいわゆる「凍結」相対配置が変化することなく、こ
の把持及び移送装置によって巻線装置84から取り外して
以下に詳細に説明する適用ポイントまで移送することが
できることである。グリッパにより生ずる把持力で変化
することなく、上述の相対位置の凍結を確実にするた
め、特に、巻線ワイヤ端部領域87,88を掴むグリッパ10
2,103を、例えば、把持ジョー104の浮遊構成、即ち、把
持作業中に整列した巻線ワイヤ端部領域に把持ジョー自
身を自動的に整列させる構成にすることができる。

図９に示すマトリックス支持体90を一体構成にせず、
周端縁93を着脱自在のマトリックス支持体周縁素子とし
て構成する場合、変更した構成として、把持及び移送装
置100は、巻線ワイヤ端部領域87,88を掴むグリッパ102,
103の代わりに、またコイル本体86を掴むグリッパ101に
加えて、図９に点線で示すグリッパ125を設けることが
でき、このグリッパ125はマトリックス支持体周縁素子
を掴む。

図10はコイル本体106及び巻線ワイヤ端部領域87,88の
互いに軸線方向にオフセットした半径方向延長部分を有
する巻線コイル105を示す。このタイプの巻線コイル105
は、図１に示す巻線装置10に類似の巻線装置107により
製造することができる。巻線装置10と異なり、巻線マト
リックスは上述の実施例におけるように巻線コア89のみ
を有する。この巻線コア89はマトリックス支持体108と
カウンタ支持体109との間の巻線コア収容窪み92に収容
する。この場合、マトリックス支持体108は一体に形成
するが、マトリックス支持体ベースとこのマトリックス
支持体ベースに配置するマトリックス支持体周縁素子に
よって形成することもできる。図１の実施例と同様に、
巻線ワイヤ端部領域87,88を保持装置110,111に収容し、
保持装置110はマトリックス支持体108に設け、保持装置
111はカウンタ支持体109に設ける。巻線作業中にマトリ
ックス支持体108とともに回転するカウンタ支持体109の
代案として、図示はしない固定支持体に保持装置111を
設けることもできる。

マトリックス支持体108及びカウンタ支持体109の対向
表面に少なくとも１個の把持ダクト112,113をそれぞれ
設け、これら把持ダクトによって、図９につきその機能
を詳細に説明した把持及び移送装置116のグリッパ114,1
15に対するアクセスを可能にし、巻線ワイヤ端部領域8
7,88に整列させることができるようにする。巻線装置10
7の回転中質量不均衡を生ずるのを防止するため、把持
ダクトに対応するバランシングダクト117,118を回転軸
線23に対して対称的に設ける。

他の実施例として、図11に、エアコイルとして構成し
また図10に示す巻線装置107を使用して製造することが
できる環状巻線コイル119を示し、この場合、マトリッ
クス支持体108及びカウンタ支持体109は回転軸線23に対
して互いに180゜オフセットして配置する。図11は更
に、把持及び移送装置120の対応構成も示す。

図12は、巻線装置84によって製造する巻線コイル85の
製造及びそれに続く巻線コイル85の適用の実施例によっ
てコイル構成121の製造を示す。把持及び移送装置100に
よる巻線コイル85の把持は既に図９につき詳細に説明し
た。巻線ワイヤ端部領域87,88とともに巻線コイル85を
その相対位置関係を変化させずに取り外すことを保持装
置96,97から釈放した後に行う。この釈放は、アクティ
ブ（能動的）保持装置の場合、保持装置の開放によって
行うか、詳細には示さない巻線ワイヤ端部領域87,88を
切断する切断装置によって行う。マトリックス支持体周
縁素子に保持装置を配置する構成の場合、このマトリッ
クス支持体周縁素子を巻線ワイヤ端部領域87,88ととも
に把持及び移送装置100によって取り外すことができ
る。

把持及び移送装置100は巻線コイル85をサブストレー
ト122に移送し、このサブストレート122に対して巻線コ
イル85を取り付ける。このサブストレートは例えば、接
続面123,124を設けたリードフレームとすることができ
る。更に、サブストレートは、接続面が巻線コイル85の
巻線ワイヤ端部領域に接触するチップとすることもでき
る。

図12に示す実施例においては、巻線コイル85は、巻線
ワイヤ端部領域がサブストレート122の上方に位置する
よう位置決めし、サブストレート122の接続面123,124と
巻線ワイヤ端部領域87,88との間にその後の接続のため
のオーバーラップを生ずるようにする。把持及び移送装
置100に詳細には示さない接続装置例えば、サーモード
（thermode）又は光伝導ファイバを設けたレーザ接続装
置を設ける場合、接続は図12に示す位置で把持及び移送
装置100により即座に行うこともできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リーツレル，マンフレート ドイツ国，デー−87616 マークトベル ドルフ，アム アルステルベルグ 10 (56)参考文献 特開 平５−109571（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／16270（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 41/04 - 41/08

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイル構成を製造するため、マトリックス
   支持体（11,62,168）と、巻線ワイヤの卷回（22）を収
   容する巻線コア（17,41,49,89）を有する巻線マトリッ
   クス（12,69）と、及び巻線ワイヤ端部領域（27,37,38,
   39,40,50,51）を保持するようマトリックス支持体に配
   置した少なくとも２個の保持装置とを具え、巻線マトリ
   ックス及びマトリックス支持体が共通の回転軸線（23）
   を有するコイル巻線装置において、前記保持装置（13,1
   4,32〜35;46,47）を前記巻線コア（17,41,49,89）から
   距離をおいて前記マトリックス支持体の周端縁に配置
   し、前記巻線コア上にコイル本体（21,36,48,81,106）
   を形成した後、巻線ワイヤ（22）をワイヤ案内（24）に
   よって周端縁を超えて回転軸線の方向にかつ前記保持装
   置を通過させて案内し、前記巻線ワイヤ（22）が前記コ
   イル本体と前記保持装置との間でコイル本体から離れる
   方向に延びて規定された整列状態となる巻線ワイヤ端部
   領域を有する構成としたことを特徴とする。
2. 【請求項２】保持装置（13,14;32〜35;46,47）をマトリ
   ックス支持体（11;62）の周端縁でマトリックス支持体
   ベース（75）に配置したマトリックス支持体周縁素子
   （31;45;63;76）に設けた請求項１記載のコイル巻線装
   置。
3. 【請求項３】少なくとも１個の保持装置（110）をマト
   リックス支持体（108）の周端縁、好適には、マトリッ
   クス支持体ベースに配置したマトリックス支持体周端縁
   素子の周端縁に設け、少なくとも１個の他の保持装置
   （111）をカウンタ支持体（109）の周端縁に設けた請求
   項１又は２記載のコイル巻線装置。
4. 【請求項４】マトリックス支持体（90,108）及び／又は
   カウンタ支持体（109）に、巻線コア（89）と保持装置
   （96,97）との間の遷移領域に所定の向きに従って、巻
   線ワイヤ端部領域（87,88）を整列させる巻線ワイヤ転
   向装置（94）を設けた請求項１乃至３のうちのいずれか
   一項に記載のコイル巻線装置。
5. 【請求項５】前記保持装置（13,14;32〜35;46,47）を、
   ワイヤ案内（24）によって動作するよう構成した１乃至
   ４のうちのいずれか一項にコイル巻線装置。
6. 【請求項６】前記前記保持装置（13,14;32〜35;46,47）
   に、巻線ワイヤを通過させるため、前記ワイヤ案内（2
   4）によって弾性復元力に打ち勝って互いに離れる方向
   に移動するクランプ素子（25,26;43,44;56,59）を設け
   た請求項５記載のコイル巻線装置。
7. 【請求項７】前記保持装置を、能動的に好適には、空気
   圧で動作する構成とした請求項１乃至５のうちのいずれ
   か一項に記載のコイル巻線装置。
8. 【請求項８】切断装置（61）を、前記巻線マトリックス
   （12）から突出する前記巻線ワイヤ端部領域（51）を収
   容する少なくとも保持装置（47）に関連させて設けた請
   求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のコイル巻線
   装置。
9. 【請求項９】前記切断装置（61）を前記保持装置（47）
   に設け、前記巻線ワイヤの切断を前記保持装置（47）の
   動作の際に行うようにした請求項８記載のコイル巻線装
   置。
10. 【請求項１０】前記マトリックス支持体周縁素子（31;4
    5;63;76）を前記マトリックス支持体ベース（75）に着
    脱自在に構成した請求項１乃至９のうちのいずれか一項
    に記載のコイル巻線装置。
11. 【請求項１１】少なくとも１個の接続面（54,55）を設
    けた電子構成部材（53）の位置決め収容のための装置
    （52）を前記巻線マトリックス（12;69）又は前記マト
    リックス支持体（11;62）に設け、電子構成部材を前記
    装置（52）に配置したとき、前記接続面と少なくとも１
    個の巻線ワイヤ端部領域（50,51）との間に前記コイル
    巻線装置に接触するオーバーラップ領域を形成するよう
    にした請求項１乃至10のうちのいずれか一項に記載のコ
    イル巻線装置。
12. 【請求項１２】前記巻線マトリックス（12;69）を、２
    個のディスク状のサイド素子（18,19;70,71）と、巻線
    コア（17;41;49;72）とにより構成し、前記サイド素子
    を前記巻線コアに着脱自在に設けた請求項１乃至11のう
    ちのいずれか一項に記載のコイル巻線装置。
13. 【請求項１３】前記巻線マトリックスを単に巻線コア
    （89）のみによって形成し、好適には、この巻線コアが
    巻線コイルに存在するコイルコアを同時に構成するよう
    にした請求項１乃至11のうちのいずれか一項に記載のコ
    イル巻線装置。
14. 【請求項１４】前記巻線コア又はこの巻線コアに接続し
    たサブストレートを電子構成部材又は組立体に装着する
    ことができるようにし、装着した巻線コアに対して巻線
    作業を行う請求項12又は13記載のコイル巻線装置。
15. 【請求項１５】前記巻線コア（89）をフェライトコアに
    よって構成した請求項１乃至14のうちのいずれか一項に
    記載のコイル巻線装置。
16. 【請求項１６】巻線コイルに対する巻線ワイヤ端部領域
    の位置を維持しつつ、マトリックス支持体周縁素子及び
    巻線コイルによって形成される組立体ユニットを掴んで
    コイル巻線装置から取り外す把持及び移送装置を巻線マ
    トリックスに関連させて設けた請求項１乃至15のうちの
    いずれか一項に記載のコイル巻線装置。
17. 【請求項１７】巻線コイル（85）に対する巻線ワイヤ端
    部領域（87,88）の位置を維持しつつ、巻線コイル（8
    5）及び巻線ワイヤ端部領域（87,88）を掴んでコイル巻
    線装置から取り外す把持及び移送装置（100,116,120）
    を巻線マトリックス（89）に関連させて設けた請求項１
    乃至15のうちのいずれか一項に記載のコイル巻線装置。
18. 【請求項１８】半径方向に互いに配列した回転軸線（2
    3）を有する複数個のマトリックス支持体（11;62）を共
    通のターンテーブル（82）にターンテーブルの回転軸線
    に対して半径方向に移動自在に配置し、ワイヤ案内（2
    4）をターンテーブルの回転軸線に対して半径方向に移
    動自在にし、またターンテーブルの移動に伴って、個々
    のマトリックス支持体に関連した巻線コアが連続的に巻
    取りを行ってコイル構成を形成するようにした請求項１
    乃至17のうちのいずれか一項に記載のコイル巻線装置。
19. 【請求項１９】サブストレートに巻線コイルを配置した
    状態でコイル構成を製造するコイル巻線方法において、 前記巻線コイルに対する向きが揃えられ、またマトリッ
    クス支持体周縁素子の保持装置に固定された巻線ワイヤ
    端部領域を有し、請求項１乃至18のうちのいずれか一項
    に記載の巻線装置で巻線コイルを製造するステップと、 前記巻線コイルに対する巻線ワイヤ端部領域の相対位置
    を維持しつつ前記マトリックス支持体周縁素子及び巻線
    コイルにより形成される組立体ユニットを把持及び移送
    装置により掴んで巻線装置から取り外すステップと、 前記巻線コイルに対する前記巻線ワイヤ端部領域の相対
    位置を維持しつつ前記巻線コイルを前記サブストレート
    に適合させるステップと、 前記巻線ワイヤ端部領域を前記サブストレートの接続面
    に接続するステップと、及び 好適には、前記巻線ワイヤ端部領域を切断することによ
    って前記保持装置から前記巻線ワイヤ端部領域を釈放す
    るステップと、よりなることを特徴とするコイル巻線方
    法。
20. 【請求項２０】巻線コイル（85）がサブストレート（12
    2）に配置された状態でコイル構成を製造するコイル巻
    線方法において、 前記巻線コイル（85）に対する向きが揃えられ、またマ
    トリックス支持体（90,108）及び／又はカウンタ支持体
    （109）の保持装置（96,97）に固定された巻線ワイヤ端
    部領域（87,88）を有し、請求項１乃至18のうちのいず
    れか一項に記載の巻線装置（84）で巻線コイルを製造す
    るステップと、 前記巻線コイルに対する巻線ワイヤ端部領域の相対位置
    を維持しつつ把持及び移送装置（100）を使用して巻線
    コイル（85）及び巻線ワイヤ端部領域を掴み、また好適
    には、巻線ワイヤ端部領域を切断することにより巻線ワ
    イヤ端部領域を前記保持装置から釈放するステップと、 前記巻線コイルに対する巻線ワイヤ端部領域の相対位置
    を維持しつつ把持及び移送装置を使用して巻線コイル及
    び巻線ワイヤ端部領域を取り外すステップと、 前記巻線コイルに対する前記巻線ワイヤ端部領域の相対
    位置を維持しつつ前記巻線コイルを前記サブストレート
    （122）に適合させ、前記巻線ワイヤ端部領域を前記サ
    ブストレートの接続面に接続するステップと、よりなる
    ことを特徴とするコイル巻線方法。