JP7845658B2 - Coil bobbin - Google Patents
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Description
本発明は、コイルの巻線が巻回されるコイルボビンに関する。 This invention relates to a coil bobbin around which coil windings are wound.
近年、非接触電力伝送が幅広い分野において用いられるようになってきている。例えば、ロボットアームの関節部分において、非接触電力伝送を行うことによって配線を減らすことが行われている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, contactless power transmission has come into use in a wide range of fields. For example, contactless power transmission is being used in the joints of robot arms to reduce wiring (see, for example, Patent Document 1).
非接触電力伝送における伝送効率は、伝送する電力の大きさ以外にも、伝送用のコイルのパラメータ、例えば、コイルの内径、長さ、巻線の線径、巻き数などによって変化することが知られている。そのため、伝送効率を向上させるためには、伝送する電力に応じた最適なコイルのパラメータを選択する必要があり、コイルの内径は、最も重要なパラメータの一つである。一方、コイルは通常、あらかじめ直径の決まっているコイルボビンに巻線が巻回されることによって構成されるため、コイルの内径を変更するためには、直径の異なる複数のコイルボビンを用意する必要があり、それに応じてコストがかかるという問題があった。 In contactless power transmission, transmission efficiency is known to vary not only by the magnitude of the power being transmitted, but also by parameters of the transmission coil, such as the coil's inner diameter, length, winding wire diameter, and number of turns. Therefore, to improve transmission efficiency, it is necessary to select the optimal coil parameters according to the power being transmitted, and the coil's inner diameter is one of the most important parameters. However, since coils are usually constructed by winding wire around a coil bobbin with a predetermined diameter, changing the coil's inner diameter requires preparing multiple coil bobbins of different diameters, which incurs additional costs.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、巻線が巻回される巻回部のサイズを変更可能なコイルボビンを提供することを目的とする。 This invention was made to solve the above problems and aims to provide a coil bobbin in which the size of the winding section around which the winding wire is wound can be changed.
上記目的を達成するため、本発明の一態様によるコイルボビンは、巻線が巻回されるコイルボビンであって、巻線が巻回されることによって形成されるコイルの軸方向の両端に設けられた第1及び第2の鍔部と、第1及び第2の鍔部の間に設けられた、巻線が巻回される巻回部と、を備え、第1及び第2の鍔部はそれぞれ、径方向に移動可能に設けられた複数の小片部材を有しており、巻回部は、第1の鍔部が有する複数の小片部材と、第2の鍔部が有する複数の小片部材とに両端がそれぞれ固定された、コイルの軸方向に延びる複数の支持部材を有する、ものである。
このような構成により、第1及び第2の鍔部の複数の小片部材を径方向に移動させることによって、巻回部のサイズを変更することができる。したがって、1つのコイルボビンによって、複数の内径のコイルを構成することができるようになる。
To achieve the above objective, a coil bobbin according to one aspect of the present invention is a coil bobbin on which a winding is wound, comprising: first and second flanges provided at both ends in the axial direction of the coil formed by the winding of the winding; and a winding portion provided between the first and second flanges on which the winding is wound, wherein the first and second flanges each have a plurality of small pieces that are provided to be movable in the radial direction, and the winding portion has a plurality of support members extending in the axial direction of the coil, with both ends fixed to the plurality of small pieces of the first flange and the plurality of small pieces of the second flange, respectively.
With this configuration, the size of the winding portion can be changed by moving the multiple small pieces of the first and second flange portions radially. Therefore, multiple coils with different inner diameters can be constructed using a single coil bobbin.
また、本発明の一態様によるコイルボビンでは、支持部材は、棒状の部材であってもよい。 Furthermore, in a coil bobbin according to one aspect of the present invention, the support member may be a rod-shaped member.
また、本発明の一態様によるコイルボビンでは、支持部材の長手方向に垂直な断面における外周側は、外周側に向かって凸となる円弧形状であってもよい。
このような構成により、巻回部に巻線を巻回することによって形成されたコイルが、より円筒形状に近くになるようにすることができる。
Furthermore, in a coil bobbin according to one aspect of the present invention, the outer circumference of the cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the support member may have an arc shape that is convex toward the outer circumference.
This configuration allows the coil formed by winding the wire around the winding section to be closer to a cylindrical shape.
また、本発明の一態様によるコイルボビンでは、巻回部は、複数の支持部材の周囲に設けられた伸縮性を有する筒状部をさらに有しており、巻線は、筒状部の外周に巻回されてもよい。
このような構成により、巻線が複数の支持部材の内周側に入ることを防止することができ、例えば、巻線の切断などを防止することができる。
Furthermore, in a coil bobbin according to one aspect of the present invention, the winding portion further comprises an expandable cylindrical portion provided around a plurality of support members, and the winding wire may be wound around the outer circumference of the cylindrical portion.
This configuration prevents the winding from entering the inner circumference of multiple support members, thus preventing, for example, the winding from being cut.
また、本発明の一態様によるコイルボビンでは、小片部材には、径方向に延びる長孔が設けられており、第1及び第2の鍔部はそれぞれ、複数の小片部材の各長孔に挿入された、中心軸上に貫通孔が形成されたボルトと、ボルトに螺合するナットとによって複数の小片部材を解除可能に固定する固定部をさらに有してもよい。
このような構成により、固定部によって、巻回部が所望のサイズとなるように複数の支持部材の位置を固定することができる。
Furthermore, in a coil bobbin according to one aspect of the present invention, the small piece members are provided with elongated holes extending in the radial direction, and the first and second flange portions may each further have fixing portions that releasely secure the multiple small piece members by bolts with through holes formed on their central axes, which are inserted into each elongated hole of the multiple small piece members, and nuts that are screwed onto the bolts.
With this configuration, the fixing part can be used to fix the positions of multiple support members so that the winding part becomes the desired size.
また、本発明の一態様によるコイルボビンでは、第1の鍔部が有する複数の小片部材を径方向に移動させることによって巻回部の径を拡大または縮小することができる拡縮機構をさらに備えてもよい。
このような構成により、拡縮機構によって、巻回部のサイズを変更することができる。
Furthermore, a coil bobbin according to one aspect of the present invention may further include an expansion/contraction mechanism that can expand or contract the diameter of the winding portion by moving a plurality of small piece members of the first flange portion in the radial direction.
With this configuration, the size of the winding section can be changed by the expansion and contraction mechanism.
また、本発明の一態様によるコイルボビンでは、拡縮機構は、第1の鍔部と平行に配置された板状部材と、板状部材に第1の端部が回転可能に接続され、第1の鍔部の小片部材の外周側に第2の端部が回転可能に接続された複数の棒状部材と、を有しており、複数の棒状部材の第1の端部と板状部材との接続箇所は、コイルの中心軸を中心とする第1の円の円周上に位置しており、複数の棒状部材の第2の端部と第1の鍔部との接続箇所は、コイルの中心軸を中心とする、第1の円より直径の大きい第2の円の円周上に位置しており、板状部材と第1の鍔部との距離を変化させることによって、第1の鍔部が有する複数の小片部材を径方向に移動させることができてもよい。
このような構成により、板状部材と第1の鍔部との距離を変化させることによって、巻回部のサイズを変更することができる。
Furthermore, in a coil bobbin according to one aspect of the present invention, the expansion and contraction mechanism includes a plate-shaped member arranged parallel to a first flange, and a plurality of rod-shaped members, each having a first end rotatably connected to the plate-shaped member and a second end rotatably connected to the outer circumference of a small piece member of the first flange. The connection points between the first ends of the plurality of rod-shaped members and the plate-shaped member are located on the circumference of a first circle centered on the central axis of the coil, and the connection points between the second ends of the plurality of rod-shaped members and the first flange are located on the circumference of a second circle centered on the central axis of the coil and having a larger diameter than the first circle. By changing the distance between the plate-shaped member and the first flange, the plurality of small pieces members of the first flange can be moved radially.
With this configuration, the size of the winding portion can be changed by varying the distance between the plate-like member and the first flange portion.
また、本発明の一態様によるコイルボビンでは、拡縮機構を覆う円筒形状の円筒部材をさらに備え、円筒部材の中心軸は、コイルの中心軸と一致していてもよい。
このような構成により、拡縮機構を保護することができると共に、例えば、取付対象に設けられた円柱形状の凹部に円筒部材を嵌め込むことによって、コイルボビンを取付対象に着脱可能に取り付けることもできるようになる。
Furthermore, in a coil bobbin according to one aspect of the present invention, a cylindrical member with a cylindrical shape covering the expansion and contraction mechanism may be further provided, and the central axis of the cylindrical member may coincide with the central axis of the coil.
This configuration protects the expansion and contraction mechanism, and also allows the coil bobbin to be detachably attached to the mounting object by, for example, fitting a cylindrical member into a cylindrical recess provided on the mounting object.
本発明の一態様によるコイルボビンによれば、巻線が巻回される巻回部のサイズを変更可能であるため、1つのコイルボビンによって、複数の内径のコイルを構成することができるという効果が得られる。 According to one aspect of the present invention, since the size of the winding section around which the winding wire is wound can be changed, it is possible to construct multiple coils with different inner diameters using a single coil bobbin.
以下、本発明によるコイルボビンについて、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態によるコイルボビンは、巻線が巻回される巻回部のサイズを変更可能なものである。 The coil bobbin according to the present invention will be described below using embodiments. In the following embodiments, components denoted by the same reference numerals are identical or equivalent, and their repeated explanation may be omitted. The coil bobbin according to this embodiment allows for changing the size of the winding section around which the winding wire is wound.
図1は、本実施の形態によるコイルボビン1の正面図であり、図2、図3は、コイルボビン1の平面図である。図3のコイルボビン1は、図2のコイルボビン1よりも内径の小さいコイルを構成するためのものである。図4は、1個の小片部材21の平面図である。 Figure 1 is a front view of the coil bobbin 1 according to this embodiment, and Figures 2 and 3 are plan views of the coil bobbin 1. The coil bobbin 1 in Figure 3 is for constructing a coil with a smaller inner diameter than the coil bobbin 1 in Figure 2. Figure 4 is a plan view of a single small component 21.
コイルボビン1は、コイルを形成するために巻線が巻回されるものであり、そのコイルの軸方向の両端に設けられた第1の鍔部2及び第2の鍔部3と、第1及び第2の鍔部2,3の間に設けられ、巻線が巻回される巻回部4とを備える。 The coil bobbin 1 is a device around which a winding wire is wound to form a coil. It comprises a first flange portion 2 and a second flange portion 3 provided at both ends of the coil in the axial direction, and a winding portion 4 provided between the first and second flange portions 2 and 3, around which the winding wire is wound.
第1の鍔部2は、複数の小片部材21a~21fと、その複数の小片部材21a~21fを解除可能に固定するための固定部23とを有している。固定部23は、ボルト24、及びナット25を有している。また、第2の鍔部3は、複数の小片部材31a~31fと、その複数の小片部材31a~31fを解除可能に固定するための固定部33とを有している。固定部33は、ボルト34、及びナット35を有している。なお、小片部材21a~21fを特に区別しない場合には、小片部材21と呼ぶこともある。他の構成要素についても同様である。 The first flange portion 2 has a plurality of small piece members 21a to 21f and a fixing portion 23 for releasably fixing the plurality of small piece members 21a to 21f. The fixing portion 23 has a bolt 24 and a nut 25. The second flange portion 3 has a plurality of small piece members 31a to 31f and a fixing portion 33 for releasably fixing the plurality of small piece members 31a to 31f. The fixing portion 33 has a bolt 34 and a nut 35. Note that when not specifically distinguishing between the small piece members 21a to 21f, they may be referred to as small piece member 21. The same applies to the other components.
巻回部4は、巻回された巻線を支持する複数の支持部材41a~41fを有している。各支持部材41は、コイルの軸方向に延びている。本実施の形態では、支持部材41が棒状の部材である場合について主に説明するが、後述するように、支持部材41は他の形状であってもよい。複数の支持部材41は、例えば、すべて同じ形状であってもよい。なお、棒状の部材である支持部材41の長手方向に垂直な断面の形状は、例えば、図2で示されるように円形状であってもよく、または、多角形状であってもよい。複数の支持部材41a~41fの両端は、複数の小片部材21a~21fと、複数の小片部材31a~31fとにそれぞれ固定されている。すなわち、支持部材41a~41fの第1の端部は、それぞれ小片部材21a~21fに固定されており、小片部材21a~21fの第1の端部と反対側の第2の端部は、それぞれ小片部材31a~31fに固定されている。その固定の方法は特に限定されないが、例えば、接着やねじ止めなどであってもよい。 The winding section 4 has a plurality of support members 41a to 41f that support the wound winding. Each support member 41 extends in the axial direction of the coil. In this embodiment, the case where the support member 41 is a rod-shaped member will be mainly described, but as will be described later, the support member 41 may have other shapes. The plurality of support members 41 may all be the same shape, for example. The shape of the cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the rod-shaped support member 41 may be circular, as shown in Figure 2, or it may be polygonal. Both ends of the plurality of support members 41a to 41f are fixed to a plurality of small piece members 21a to 21f and a plurality of small piece members 31a to 31f, respectively. That is, the first ends of the support members 41a to 41f are fixed to the small piece members 21a to 21f, and the second ends of the small piece members 21a to 21f opposite to the first ends are fixed to the small piece members 31a to 31f, respectively. The method of fastening is not particularly limited, but it may include methods such as adhesive or screw fastening.
本実施の形態によるコイルボビン1では、巻回部4は、多角柱形状の両底面を結ぶ各辺の位置にそれぞれ支持部材41を配置した形状となるため、コイルボビン1に巻回された巻線によって形成されるコイルは多角筒形状となる。そのコイルの長手方向を、コイルの軸方向、または単に軸方向と呼ぶこともある。なお、巻回部4は、正多角柱形状の両底面を結ぶ各辺の位置にそれぞれ支持部材41を配置した形状となることが好適である。すなわち、コイルボビン1を用いて形成されたコイルの軸方向に垂直な断面におけるコイルの内周面は、正多角形状になることが好適である。説明の便宜上、その正多角形状の各頂点を通る円の中心を通り、コイルの軸方向に延びる直線を、コイルの中心軸と呼ぶことにする。また、その円の直径を、コイルの内径と呼ぶこともある。 In the coil bobbin 1 according to this embodiment, the winding section 4 has a shape in which support members 41 are positioned at each side connecting the two base surfaces of a polygonal prism. Therefore, the coil formed by the winding wire wound around the coil bobbin 1 has a polygonal cylindrical shape. The longitudinal direction of this coil is sometimes called the axial direction of the coil, or simply the axial direction. It is preferable that the winding section 4 has a shape in which support members 41 are positioned at each side connecting the two base surfaces of a regular polygonal prism. That is, it is preferable that the inner surface of the coil in a cross-section perpendicular to the axial direction of the coil formed using the coil bobbin 1 is a regular polygon. For convenience of explanation, the straight line extending in the axial direction of the coil, passing through the center of the circle passing through each vertex of the regular polygon, will be called the central axis of the coil. The diameter of that circle is sometimes called the inner diameter of the coil.
第1及び第2の鍔部2,3が有する小片部材21,31の個数、及び巻回部4が有する支持部材41の個数は特に限定されない。本実施の形態では、小片部材21,31、及び支持部材41の個数がそれぞれ6個である場合について説明するが、小片部材21,31、及び支持部材41の個数は、6個未満であってもよく、または、6個を超えていてもよい。なお、小片部材21,31、及び支持部材41の個数は、3個以上であることが好適である。支持部材41の個数が多いほど、コイルの形状が円筒形状に近くなるため、円筒形状に近いコイルを形成する観点からは、支持部材41の個数は多い方が好適である。一方、支持部材41の個数が多くなることに応じて、小片部材21,31の個数も多くなり、コイルボビン1を製造するための作業がより複雑になるため、生産性の観点からは、支持部材41の個数は少ない方が好適である。また、通常、小片部材21,31、及び支持部材41の個数は同じであるが、そうでなくてもよい。小片部材21,31、及び支持部材41の個数が異なっている場合でも、小片部材21,31の個数は、支持部材41の個数よりも多いことが好適である。また、小片部材21,31、及び支持部材41の材料は特に限定されないが、絶縁性の材料が好適であり、例えば、樹脂やセラミックなどを挙げることができる。 The number of small pieces 21 and 31 in the first and second flange portions 2 and 3, and the number of support members 41 in the winding portion 4 are not particularly limited. In this embodiment, the case in which there are six small pieces 21 and 31 and six support members 41 will be described, but the number of small pieces 21 and 31 and support members 41 may be less than six or more than six. It is preferable that the number of small pieces 21 and 31 and support members 41 be three or more. The more support members 41 there are, the closer the shape of the coil becomes to a cylindrical shape, so from the viewpoint of forming a coil that is close to a cylindrical shape, it is preferable to have a larger number of support members 41. On the other hand, as the number of support members 41 increases, the number of small pieces 21 and 31 also increases, and the work for manufacturing the coil bobbin 1 becomes more complex, so from the viewpoint of productivity, it is preferable to have a smaller number of support members 41. Furthermore, while the number of small pieces 21, 31 and support members 41 are usually the same, this is not required. Even if the number of small pieces 21, 31 and support members 41 differs, it is preferable that the number of small pieces 21, 31 be greater than the number of support members 41. Also, the material of the small pieces 21, 31 and support members 41 is not particularly limited, but insulating materials are preferred, such as resin or ceramic.
第1の鍔部2は、複数の小片部材21a~21fによって円盤形状に形成されている。その円盤形状における径方向を、単に径方向と呼ぶこともある。すなわち、コイルの中心軸に垂直な平面における、その中心軸に垂直な方向を径方向と呼ぶこともある。各小片部材21は、第1の鍔部2の面方向に沿った板状の部材であり、例えば、図4で示されるように扇形形状であってもよく、矩形状や台形状などのその他の形状であってもよい。複数の小片部材21は、例えば、すべて同じ形状であってもよい。なお、図4では、支持部材41の接続箇所を破線の円で示している。本実施の形態では、小片部材21が扇形形状である場合について主に説明する。各小片部材21には、例えば、図4で示されるように、径方向に延びる長孔22が設けられている。なお、長孔22が径方向に延びているとは、複数の小片部材21によって円盤形状の第1の鍔部2が形成された際に、各小片部材21の長孔22が径方向に延びていることである。小片部材21が扇形形状である場合には、長孔22は、例えば、図4で示されるように、扇形形状における2個の線分の交点の近傍に設けられていてもよく、扇形形状の中心角の二等分線の方向に延びていてもよい。複数の小片部材21a~21fの各長孔22に挿入されたボルト24と、ボルト24に螺合するナット25とによって、複数の小片部材21の複数の小片部材21a~21fは解除可能に固定される。複数の小片部材21a~21fを固定するとは、ボルト24にナット25を締め付けることによって、重なった小片部材21a~21fが押圧され、相互に動かなくなることである。固定を解除するとは、ナット25を緩めることによって、複数の小片部材21が相互に動くようになることである。なお、ボルト24は、中心軸上に貫通孔24aを有している。また、ボルト24の中心軸は、コイルボビン1を用いて形成されるコイルの中心軸と一致していることが好適である。 The first flange portion 2 is formed in a disc shape by a plurality of small piece members 21a to 21f. The radial direction in this disc shape is sometimes simply called the radial direction. That is, the direction perpendicular to the central axis in a plane perpendicular to the central axis of the coil is sometimes called the radial direction. Each small piece member 21 is a plate-shaped member along the plane direction of the first flange portion 2, and may be a fan shape, as shown in Figure 4, or it may be a rectangular or trapezoidal shape or other shape. The plurality of small piece members 21 may all be the same shape, for example. In Figure 4, the connection points of the support member 41 are shown by dashed circles. In this embodiment, the case in which the small piece member 21 is fan-shaped will be mainly described. Each small piece member 21 is provided with an elongated hole 22 extending in the radial direction, as shown in Figure 4, for example. Furthermore, the statement that the elongated holes 22 extend radially means that when the disc-shaped first flange portion 2 is formed by a plurality of small piece members 21, the elongated holes 22 of each small piece member 21 extend radially. If the small piece member 21 is sector-shaped, the elongated holes 22 may be provided near the intersection of two line segments in the sector shape, as shown in Figure 4, for example, or they may extend in the direction of the line bisector of the central angle of the sector shape. The plurality of small piece members 21a to 21f are releasably fixed by bolts 24 inserted into each elongated hole 22 of the plurality of small piece members 21a to 21f and nuts 25 screwed onto the bolts 24. Fixing the plurality of small piece members 21a to 21f means that by tightening the nuts 25 onto the bolts 24, the overlapping small piece members 21a to 21f are pressed together and become immobile from one another. Releasing the fixation means loosening the nut 25, which allows the multiple small component members 21 to move relative to each other. The bolt 24 has a through hole 24a on its central axis. Furthermore, it is preferable that the central axis of the bolt 24 coincides with the central axis of the coil formed using the coil bobbin 1.
第2の鍔部3は、第1の鍔部2と同様の構成であるため、第2の鍔部3の説明は省略する。なお、第2の鍔部3における複数の小片部材31a~31f、長孔32、固定部33、ボルト34、貫通孔34a、及びナット35は、第1の鍔部2における複数の小片部材21a~21f、長孔22、固定部23、ボルト24、貫通孔24a、及びナット25にそれぞれ対応しているものとする。軸方向から見た場合に、ある支持部材41の両端に固定されている2個の小片部材21,31は重なっていることが好適である。 The second flange portion 3 has the same configuration as the first flange portion 2, therefore, a description of the second flange portion 3 is omitted. Note that the multiple small piece members 31a to 31f, the elongated hole 32, the fixing portion 33, the bolt 34, the through hole 34a, and the nut 35 in the second flange portion 3 correspond to the multiple small piece members 21a to 21f, the elongated hole 22, the fixing portion 23, the bolt 24, the through hole 24a, and the nut 25 in the first flange portion 2, respectively. When viewed from the axial direction, it is preferable that the two small piece members 21 and 31 fixed to both ends of a certain support member 41 overlap.
ナット25,35を緩めて固定を解除することによって、第1及び第2の鍔部2,3の各小片部材21,31が、径方向に移動可能になる。その状態で各小片部材21,31を径方向に移動させることによって、巻回部4のサイズを変更することができる。また、各小片部材21,31の移動前に、巻回部4が正多角柱形状の両底面を結ぶ各辺の位置にそれぞれ支持部材41を配置した形状となっている場合には、各小片部材21,31の移動後においても、巻回部4が同様の形状となっていることが好適である。そのため、各小片部材21,31は、それぞれ均等に径方向に移動されることが好適である。なお、ナット25,35を緩めると、各小片部材21,31は、ボルト24,34を中心に周方向にも移動可能になるため、各小片部材21,31を径方向にのみ移動させることが好適である。小片部材21,31が移動された後に、ボルト24,34と、ナット25,35とをそれぞれ締め付けることによって、各小片部材21,31を固定することができる。巻回部4に巻回されたコイルを非接触電力伝送などに用いる際には、そのように各小片部材21,31が固定されていることが好適である。 By loosening the nuts 25 and 35 and releasing the fixation, the small pieces 21 and 31 of the first and second flange portions 2 and 3 become movable in the radial direction. By moving the small pieces 21 and 31 in the radial direction in this state, the size of the winding portion 4 can be changed. Furthermore, if the winding portion 4 has a shape in which support members 41 are placed at the positions of each side connecting the two base surfaces of a regular polygonal prism shape before the movement of the small pieces 21 and 31, it is preferable that the winding portion 4 maintains a similar shape after the movement of the small pieces 21 and 31. Therefore, it is preferable that the small pieces 21 and 31 are moved equally in the radial direction. Note that when the nuts 25 and 35 are loosened, the small pieces 21 and 31 also become movable in the circumferential direction around the bolts 24 and 34, so it is preferable to move the small pieces 21 and 31 only in the radial direction. After the small pieces 21 and 31 have been moved, they can be fixed in place by tightening the bolts 24 and 34 and the nuts 25 and 35, respectively. When the coil wound around the winding section 4 is used for contactless power transmission or the like, it is preferable that the small pieces 21 and 31 are fixed in this manner.
図2は、ボルト24,34のねじ部が、各小片部材21,31の長孔22,32の内周側の端部に位置している状態におけるコイルボビン1を示しており、図3は、ボルト24,34のねじ部が、各小片部材21,31の長孔22,32の外周側の端部に位置している状態におけるコイルボビン1を示している。したがって、図2のコイルボビン1を用いて形成されたコイルの方が、図3のコイルボビン1を用いて形成されたコイルよりも内径が大きくなる。また、コイルの内径が両者の間となるように巻回部4のサイズを変更することも可能である。なお、長孔22,32の内周側の端部とは、図4で示される扇形形状における2個の線分の交点側の端部(図4における上側の端部)であり、長孔22,32の外周側の端部とは、図4で示される扇形形状における円弧側の端部(図4における下側の端部)である。 Figure 2 shows the coil bobbin 1 with the threaded portions of bolts 24 and 34 positioned at the inner circumferential ends of the elongated holes 22 and 32 of the respective small piece members 21 and 31. Figure 3 shows the coil bobbin 1 with the threaded portions of bolts 24 and 34 positioned at the outer circumferential ends of the elongated holes 22 and 32 of the respective small piece members 21 and 31. Therefore, the coil formed using the coil bobbin 1 in Figure 2 will have a larger inner diameter than the coil formed using the coil bobbin 1 in Figure 3. It is also possible to change the size of the winding section 4 so that the inner diameter of the coil falls between the two. Note that the inner circumferential ends of the elongated holes 22 and 32 refer to the ends on the intersection side of the two line segments in the sector shape shown in Figure 4 (the upper end in Figure 4), and the outer circumferential ends of the elongated holes 22 and 32 refer to the ends on the arc side in the sector shape shown in Figure 4 (the lower end in Figure 4).
固定部23,33によって、各小片部材21,31が固定された後に、巻回部4の複数の支持部材41にコイルの巻線を巻回することによって、図5で示されるように、コイル10を形成することができる。このコイル10は、例えば、非接触電力伝送における送電側のコイルまたは受電側のコイルとして用いられてもよく、変圧などの他の用途に用いられてもよい。また、コイル10の直径を変更する際には、まず、巻回部4から巻線を取り除いてから各小片部材21,31を径方向に移動させ、その後に再度、巻線を巻回部4に巻回してもよく、または、巻線が巻回部4に巻回された状態で、各小片部材21,31を径方向に移動させてもよい。後者の場合には、巻回部4に巻回されている巻線の量を増やしながら、または減らしながら各小片部材21,31を径方向に移動させてもよい。 After the individual small pieces 21 and 31 are fixed by the fixing parts 23 and 33, the coil windings can be wound around the multiple support members 41 of the winding section 4 to form the coil 10 as shown in Figure 5. This coil 10 may be used, for example, as a transmitting or receiving coil in contactless power transmission, or for other applications such as voltage transformation. Furthermore, when changing the diameter of the coil 10, the windings may be removed from the winding section 4 first, then the individual small pieces 21 and 31 may be moved radially, and then the windings may be wound around the winding section 4 again. Alternatively, the individual small pieces 21 and 31 may be moved radially while the windings are wound around the winding section 4. In the latter case, the individual small pieces 21 and 31 may be moved radially while increasing or decreasing the amount of windings wound around the winding section 4.
また、例えば、コイルボビン1を用いて形成されたコイルによって、ロボットアームの関節部分における非接触電力伝送を行う場合には、そのコイルの中心軸上に、関節の中心軸が位置することになる。この場合には、関節の中心軸上に位置する軸部材が、ボルト24,34の貫通孔24a,34aを通るようにしてもよい。 Furthermore, for example, when non-contact power transmission is performed at the joint portion of a robot arm using a coil formed with a coil bobbin 1, the central axis of the joint will be located on the central axis of the coil. In this case, the shaft member located on the central axis of the joint may pass through the through holes 24a, 34a of the bolts 24, 34.
以上のように、本実施の形態によるコイルボビン1によれば、第1及び第2の鍔部2,3の複数の小片部材21,31を径方向に移動させることによって、巻回部4のサイズを変更することができる。したがって、1つのコイルボビン1によって、巻回部4に巻線を巻回することによって構成されるコイルの内径を変更することができるようになる。また、コイルを用いて非接触電力伝送等を行う場合には、固定部23,33によって複数の小片部材21,31を固定することによって、コイルの内径が変化しないようすることができると共に、コイルの内径を変更したい場合には、固定部23,33による固定を解除して、複数の小片部材21,31を径方向に移動させることによって、コイルの内径を変更することができる。また、ボルト24,34の中心軸上に貫通孔24a,34aが形成されていることによって、コイルボビン1を用いて形成されたコイルをロボットアームの関節部分における非接触電力伝送に用いる場合に、関節の軸部材が、その貫通孔24a,34aを通るようにすることができる。 As described above, with the coil bobbin 1 according to this embodiment, the size of the winding section 4 can be changed by moving the multiple small pieces 21, 31 of the first and second flange sections 2, 3 in the radial direction. Therefore, the inner diameter of the coil formed by winding wire around the winding section 4 can be changed using a single coil bobbin 1. Furthermore, when using the coil for contactless power transmission, the inner diameter of the coil can be prevented from changing by fixing the multiple small pieces 21, 31 with the fixing sections 23, 33. If it is desired to change the inner diameter of the coil, the fixing sections 23, 33 can be released, and the multiple small pieces 21, 31 can be moved radially to change the inner diameter of the coil. Additionally, because through holes 24a, 34a are formed on the central axes of the bolts 24, 34, when a coil formed using the coil bobbin 1 is used for contactless power transmission at the joint of a robot arm, the joint's axis member can pass through the through holes 24a, 34a.
次に、本実施の形態によるコイルボビン1の変形例について説明する。
[伸縮性を有する筒状部]
巻回部4は、図6で示されるように、複数の支持部材41の周囲に設けられた伸縮性を有する筒状部42をさらに有していてもよい。筒状部42は、巻回部4のサイズに関わらず、隣接する支持部材41間において弛みを生じない程度の伸縮性を有していることが好適である。筒状部42は、例えば、ゴムなどの弾性を有する材料によって構成された円筒形状の部材であってもよく、伸縮性を有する繊維によって構成された円筒形状の織物や編み物であってもよく、伸縮性を有するその他の円筒形状の部材であってもよい。また、筒状部42は、例えば、絶縁性の材料によって構成されてもよい。巻回部4が筒状部42を有する場合には、コイルの巻線は、筒状部42の外周に巻回されることになる。そのため、例えば、巻回部4のサイズが変更されることによって巻線が弛んだとしても、その弛んだ巻線が巻回部4の中心側に入ることを防止することができ、例えば、その弛んだ巻線が支持部材41や他の構成に引っ掛かることなどによって切断される事態を回避することができる。
Next, a modified example of the coil bobbin 1 according to this embodiment will be described.
[Stretchable tubular section]
As shown in Figure 6, the winding section 4 may further have an elastic cylindrical section 42 provided around a plurality of support members 41. The cylindrical section 42 preferably has enough elasticity to prevent slack between adjacent support members 41, regardless of the size of the winding section 4. The cylindrical section 42 may be a cylindrical member made of an elastic material such as rubber, a cylindrical woven or knitted fabric made of elastic fibers, or another cylindrical member with elasticity. The cylindrical section 42 may also be made of an insulating material, for example. When the winding section 4 has a cylindrical section 42, the coil winding will be wound around the outer circumference of the cylindrical section 42. Therefore, even if the winding loosens due to a change in the size of the winding section 4, for example, the loosened winding can be prevented from entering the center of the winding section 4, thus avoiding situations where the loosened winding is cut by getting caught on a support member 41 or other components.
[巻回部の拡縮機構]
コイルボビン1は、図7、図8で示されるように、第1の鍔部2が有する複数の小片部材21を径方向に移動させることによって巻回部4の径を拡大または縮小することができる拡縮機構5をさらに備えてもよい。巻回部4の径を拡大するとは、巻回部4に巻回された巻線の1周分の巻線の長さが長くなることであり、巻回部4の径を縮小するとは、巻回部4に巻回された巻線の1周分の巻線の長さが短くなることである。すなわち、巻回部4の径が拡大された場合には、コイルの内径がより大きくなり、巻回部の径が縮小された場合には、コイルの内径がより小さくなる。
[Expansion and contraction mechanism of the winding section]
The coil bobbin 1 may further include an expansion/contraction mechanism 5 that can expand or contract the diameter of the winding section 4 by moving a plurality of small piece members 21 of the first flange 2 in the radial direction, as shown in Figures 7 and 8. Expanding the diameter of the winding section 4 means that the length of the winding for one turn of the winding wound around the winding section 4 becomes longer, and contracting the diameter of the winding section 4 means that the length of the winding for one turn of the winding wound around the winding section 4 becomes shorter. In other words, when the diameter of the winding section 4 is expanded, the inner diameter of the coil becomes larger, and when the diameter of the winding section is contracted, the inner diameter of the coil becomes smaller.
図7、図8は、拡縮機構5を有するコイルボビン1の正面図及び平面図である。図7、図8で示される拡縮機構5は、第1の鍔部2と平行に配置された板状部材51と、板状部材51に第1の端部が回転可能に接続され、第1の鍔部2の小片部材21の外周側に第2の端部が回転可能に接続された複数の棒状部材52a~52fとを有している。なお、図7において、便宜上、棒状部材52d,52eに関する図示は省略している。図7、図8では、板状部材51が円盤形状である場合について示しているが、板状部材51は、矩形状や多角形状などのように、他の形状であってもよい。また、板状部材51や棒状部材52の材料は特に限定されないが、例えば、絶縁性の材料が好適であり、例えば、樹脂やセラミックなどを挙げることができる。 Figures 7 and 8 are a front view and a top view of a coil bobbin 1 having an expansion/contraction mechanism 5. The expansion/contraction mechanism 5 shown in Figures 7 and 8 includes a plate-shaped member 51 arranged parallel to the first flange portion 2, and a plurality of rod-shaped members 52a to 52f, each having a first end rotatably connected to the plate-shaped member 51 and a second end rotatably connected to the outer circumference of the small piece member 21 of the first flange portion 2. For convenience, the rod-shaped members 52d and 52e are omitted from Figure 7. Figures 7 and 8 show the case where the plate-shaped member 51 is disc-shaped, but the plate-shaped member 51 may have other shapes, such as rectangular or polygonal. Furthermore, the material of the plate-shaped member 51 and the rod-shaped members 52 is not particularly limited, but insulating materials are preferred, for example, resin or ceramic.
複数の棒状部材52の第1の端部と板状部材51との接続箇所は、コイルボビン1を用いて形成されるコイルの中心軸を中心とする第1の円53の円周上に位置しており、複数の棒状部材52の第2の端部と第1の鍔部2との接続箇所、すなわち複数の棒状部材52の第2の端部と小片部材21との接続箇所は、そのコイルの中心軸を中心とする第2の円54の円周上に位置しているものとする。なお、第2の円54の直径は、第1の円53の直径よりも大きいものとする。また、第1及び第2の円53,54は、それぞれコイルの中心軸に垂直な平面内に存在するものとする。棒状部材52の第1の端部は、例えば、図7で示されるように、板状部材51に対して、第1の円53の接線方向に延びる軸によって回転可能に支持されていてもよい。また、棒状部材52の第2の端部は、例えば、図7、図8で示されるように、小片部材21に対して、第2の円54の接線方向に延びる軸によって回転可能に支持されていてもよい。なお、第1の鍔部2の各小片部材21は、厳密には同一平面上に存在していないことから、複数の棒状部材52がすべて同じ長さとなり、棒状部材52の第2の端部側の回転軸が同一平面上に存在するようにするため、小片部材21に設けられた支持部の軸方向の長さは、図7で示されるように、それぞれ異なっていてもよい。 The connection points between the first ends of the multiple rod-shaped members 52 and the plate-shaped member 51 are located on the circumference of a first circle 53 centered on the central axis of the coil formed using the coil bobbin 1, and the connection points between the second ends of the multiple rod-shaped members 52 and the first flange portion 2, that is, the connection points between the second ends of the multiple rod-shaped members 52 and the small piece members 21, are located on the circumference of a second circle 54 centered on the central axis of the coil. The diameter of the second circle 54 is larger than the diameter of the first circle 53. The first and second circles 53 and 54 are each located in a plane perpendicular to the central axis of the coil. The first ends of the rod-shaped members 52 may be rotatably supported relative to the plate-shaped member 51 by an axis extending tangentially to the first circle 53, as shown in Figure 7. Furthermore, the second end of the rod-shaped member 52 may be rotatably supported by an axis extending tangentially to the second circle 54 relative to the small piece member 21, as shown in Figures 7 and 8. Since the small piece members 21 of the first flange portion 2 do not strictly lie on the same plane, all the rod-shaped members 52 are of the same length. Therefore, to ensure that the rotation axes on the second end sides of the rod-shaped members 52 lie on the same plane, the axial lengths of the support portions provided on the small piece members 21 may differ, as shown in Figure 7.
上記のように構成された拡縮機構5において、板状部材51と第1の鍔部2との距離、すなわち両者の軸方向の長さを変化させることによって、第1の鍔部2が有する複数の小片部材21を径方向に移動させることができる。板状部材51を第1の鍔部2に近づけることによって、巻回部4の径が拡大することになり、板状部材51を第1の鍔部2から遠ざけることによって、巻回部4の径が縮小することになる。なお、各小片部材21,31が軸方向に垂直な方向にのみ移動可能である場合には、第1の鍔部2の複数の小片部材21が拡縮機構5によって移動されることによって、第2の鍔部3の複数の小片部材31も同様に移動されることになる。なお、その移動時には、ナット25,35を緩めることによって、各小片部材21,31が移動可能になっているものとする。また、固定部23による複数の小片部材21の固定を解除した場合であっても、拡縮機構5によって、各小片部材21がボルト24を中心として周方向に移動することを規制することもできる。また、板状部材51には、図7で示されるように、ボルト24のねじ部が通ることができる貫通孔が形成されていてもよい。この場合には、図7で示されるように、ナット26を用いて板状部材51の第1の鍔部2から離れる方向の移動を制限することによって、巻回部4の径が縮小することを規制することができる。通常、巻回部4に巻回された巻線のテンションによって、巻回部4には径が縮小する方向の力がかかるため、巻回部4の径の縮小を規制するだけでよいが、巻回部4に巻線が巻回されていない状況において、巻回部4の径が拡大することも規制したい場合には、例えば、板状部材51の第1の鍔部2に近づく方向の移動を、他のナットによって制限してもよく、一端がナット25の板状部材51側の面に当接しており、他端が板状部材51の第1の鍔部2側の面に当接しており、内部にボルト24のねじ部が貫通しているコイルバネを用いて、第1の鍔部2から離れる方向に板状部材51を付勢することによって、板状部材51の第1の鍔部2に近づく方向の移動を制限してもよい。拡縮機構5による小片部材21,31の移動が終了した後には、ボルト24,34にナット25,35を締め付けることによって、複数の小片部材21,31を固定してもよい。なお、小片部材21,31の移動後に第1の鍔部2と板状部材51との距離が一定に保たれている場合には、ボルト24とナット25による小片部材21の固定を行わなくてもよい。ここでは、第1の鍔部2側にのみ拡縮機構5を備える場合について説明したが、第2の鍔部3側にも同様の拡縮機構を備えてもよいことは言うまでもない。 In the expansion/contraction mechanism 5 configured as described above, the multiple small piece members 21 of the first flange 2 can be moved radially by changing the distance between the plate-shaped member 51 and the first flange 2, that is, the axial length of both. By bringing the plate-shaped member 51 closer to the first flange 2, the diameter of the winding portion 4 expands, and by moving the plate-shaped member 51 further away from the first flange 2, the diameter of the winding portion 4 shrinks. If each small piece member 21, 31 is only movable in a direction perpendicular to the axial direction, then the multiple small piece members 21 of the first flange 2 will be moved by the expansion/contraction mechanism 5, and similarly the multiple small piece members 31 of the second flange 3 will also be moved. During this movement, the nuts 25, 35 are loosened to allow each small piece member 21, 31 to move. Furthermore, even when the fixing portion 23 releases the multiple small piece members 21, the expansion/contraction mechanism 5 can restrict the movement of each small piece member 21 in the circumferential direction around the bolt 24. Also, as shown in Figure 7, the plate-shaped member 51 may have a through hole through which the threaded portion of the bolt 24 can pass. In this case, as shown in Figure 7, the diameter of the winding portion 4 can be restricted from shrinking by using a nut 26 to restrict the movement of the plate-shaped member 51 away from the first flange portion 2. Normally, the tension of the winding wire wound around the winding portion 4 causes a force that reduces the diameter of the winding portion 4, so it is sufficient to restrict only the reduction in the diameter of the winding portion 4. However, if it is also desired to restrict the expansion of the diameter of the winding portion 4 when no winding wire is wound around it, for example, the movement of the plate-shaped member 51 toward the first flange portion 2 may be restricted by another nut. A coil spring, with one end in contact with the plate-shaped member 51 side of the nut 25 and the other end in contact with the plate-shaped member 51 side of the plate-shaped member 51, and with the threaded portion of a bolt 24 passing through it, may be used to bias the plate-shaped member 51 toward the first flange portion 2, thereby restricting the movement of the plate-shaped member 51 toward the first flange portion 2. After the movement of the small pieces 21 and 31 by the expansion/contraction mechanism 5 is complete, the multiple small pieces 21 and 31 may be fixed by tightening nuts 25 and 35 onto bolts 24 and 34. However, if the distance between the first flange portion 2 and the plate-like member 51 remains constant after the movement of the small pieces 21 and 31, it is not necessary to fix the small pieces 21 with bolts 24 and nuts 25. Here, the case where the expansion/contraction mechanism 5 is provided only on the first flange portion 2 side has been described, but it goes without saying that a similar expansion/contraction mechanism may also be provided on the second flange portion 3 side.
[円筒形状の円筒部材]
コイルボビン1が拡縮機構5を有している場合に、図9で示されるように、コイルボビン1は、拡縮機構5を覆うための円筒形状の円筒部材6をさらに備えてもよい。円筒部材6は、円筒形状の側面6aと、側面6aの軸方向の一端に設けられた底面6bとを有している。なお、側面6aの底面6bと反対側の端部は、開口しているものとする。そして、開口側の端部が、第1の鍔部2側となり、円筒部材6の内部に拡縮機構5が位置するように、円筒部材6が配置されてもよい。このようにすることで、拡縮機構5を保護することができる。円筒部材6の中心軸は、コイルボビン1を用いて形成されるコイルの中心軸と一致しているものとする。このような円筒形状の円筒部材6を有することによって、例えば、コイルボビン1の取付対象に設けられた円柱形状の凹部に、円筒部材6を嵌め合わせることによって、取付対象に対して、コイルボビン1を着脱可能に取り付けることができるようになる。なお、その凹部は、円筒部材6を嵌め合わせることができる形状、サイズであることが好適である。
[Cylindrical member with a cylindrical shape]
When the coil bobbin 1 has an expansion/contraction mechanism 5, as shown in Figure 9, the coil bobbin 1 may further include a cylindrical member 6 to cover the expansion/contraction mechanism 5. The cylindrical member 6 has a cylindrical side surface 6a and a bottom surface 6b provided at one end of the side surface 6a in the axial direction. The end of the side surface 6a opposite to the bottom surface 6b is open. The open end becomes the side of the first flange 2, and the cylindrical member 6 may be positioned so that the expansion/contraction mechanism 5 is located inside the cylindrical member 6. In this way, the expansion/contraction mechanism 5 can be protected. The central axis of the cylindrical member 6 is assumed to coincide with the central axis of the coil formed using the coil bobbin 1. By having such a cylindrical member 6, for example, the coil bobbin 1 can be detachably attached to the mounting target by fitting the cylindrical member 6 into a cylindrical recess provided on the mounting target. It is preferable that the recess has a shape and size that allows the cylindrical member 6 to be fitted into it.
円筒部材6は、例えば、第1の鍔部2に着脱可能に装着されてもよく、拡縮機構5に着脱可能に装着されてもよい。円筒部材6は、例えば、底面6bの内面側にボルト24の先端と係合する構成(例えば、ナットなど)を有しており、その構成を用いてボルト24に装着されてもよい。ボルト24が貫通孔24aを有している場合には、底面6bにも貫通孔が設けられていてもよい。底面6bの貫通孔は、軸方向から見た場合に貫通孔24aの位置と一致していることが好適である。また、円筒部材6の内側には、余った巻線を巻き取ることができる構成が設けられていてもよい。なお、コイルボビン1が拡縮機構5を備えていない場合であっても、コイルボビン1は、軸方向の一端側(例えば、第1の鍔部2側)に設けられた円筒部材6を備えていてもよい。その円筒形状の円筒部材6によって、取付対象に対して着脱可能に取り付けることができるというメリットがあるからである。円筒部材6の材料は特に限定されないが、例えば、絶縁性の材料が好適であり、例えば、樹脂やセラミックなどを挙げることができる。 The cylindrical member 6 may be detachably attached to, for example, the first flange portion 2, or to the expansion/contraction mechanism 5. The cylindrical member 6 may have a configuration (for example, a nut) on the inner surface of its bottom surface 6b that engages with the tip of the bolt 24, and may be attached to the bolt 24 using this configuration. If the bolt 24 has a through hole 24a, a through hole may also be provided in the bottom surface 6b. Preferably, the through hole in the bottom surface 6b coincides with the position of the through hole 24a when viewed from the axial direction. Furthermore, the inside of the cylindrical member 6 may be provided with a configuration that allows excess winding to be wound up. Even if the coil bobbin 1 does not have an expansion/contraction mechanism 5, the coil bobbin 1 may have a cylindrical member 6 provided on one end in the axial direction (for example, the side with the first flange portion 2). This is because the cylindrical shape of the cylindrical member 6 has the advantage of allowing it to be detachably attached to the object to be mounted. The material of the cylindrical member 6 is not particularly limited, but an insulating material is preferred, for example, resin or ceramic.
[支持部材の規制部材]
本実施の形態では、固定部23,33によって、複数の小片部材21,31を固定する場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。複数の小片部材21,31が固定されない場合であっても、小片部材21,31の長孔22,32には、ボルト24,34が挿入されており、ボルト24,34にナット25,35が螺合していてもよい。ただし、この場合には、小片部材21,31を固定しない程度に、ボルト24,34にナット25,35が取り付けられていてもよい。固定部23,33によって小片部材21,31を固定しない場合には、巻回部4に巻線が巻回された際に、その巻線のテンションによって巻回部4の径が縮小することを防止するため、図10で示されるように、巻回部4は、複数の支持部材41の内側に配置された、巻回部4の径の縮小を防止するための取り外し可能な規制部材7を有していてもよい。図10は、巻回部4の軸方向に垂直な断面である。
[Support member regulating member]
In this embodiment, the case in which multiple small piece members 21 and 31 are fixed by fixing parts 23 and 33 has been mainly described, but this is not required. Even if multiple small piece members 21 and 31 are not fixed, bolts 24 and 34 may be inserted into the elongated holes 22 and 32 of the small piece members 21 and 31, and nuts 25 and 35 may be screwed onto the bolts 24 and 34. However, in this case, the nuts 25 and 35 may be attached to the bolts 24 and 34 to the extent that the small piece members 21 and 31 are not fixed. If the small piece members 21 and 31 are not fixed by fixing parts 23 and 33, in order to prevent the diameter of the winding part 4 from shrinking due to the tension of the winding when the winding wire is wound around the winding part 4, the winding part 4 may have a removable restricting member 7 arranged inside the multiple support members 41 to prevent the diameter of the winding part 4 from shrinking, as shown in Figure 10. Figure 10 is a cross-section of the winding part 4 perpendicular to the axial direction.
規制部材7は、円環状の部材であり、その中心にコイルボビン1の中心軸が位置するように複数の支持部材41の内周側に取り付けられる。図10で示されるように、規制部材7の外周側には、支持部材41が挿入される複数の凹部が形成されていてもよい。その複数の凹部は、例えば、等間隔に配置されていてもよい。規制部材7と支持部材41とは、固定されないことが好適である。規制部材7の取り外しを容易にするためである。また、同じサイズの2以上の規制部材7が軸方向の異なる位置に配置されていることが好適である。巻回部4の径が軸方向において異ならないようにするためである。このように、規制部材7を取り付けることによって、複数の小片部材21,31が固定部23,33によって固定されない場合であっても、巻回部4のサイズを一定に保つことができる。なお、巻回部4のサイズを変更する場合には、装着されている規制部材7を支持部材41から取り外し、変更後のサイズに応じた規制部材7を装着することになる。規制部材7の材料は特に限定されないが、例えば、絶縁性の材料が好適であり、例えば、樹脂やセラミックなどを挙げることができる。また、着脱を容易にするため、規制部材7は弾性を有するものであってもよい。 The restricting member 7 is an annular member and is attached to the inner circumference of a plurality of support members 41 such that the central axis of the coil bobbin 1 is located at its center. As shown in Figure 10, a plurality of recesses into which the support members 41 are inserted may be formed on the outer circumference of the restricting member 7. These recesses may be arranged at equal intervals, for example. It is preferable that the restricting member 7 and the support members 41 are not fixed together. This is to facilitate the removal of the restricting member 7. It is also preferable that two or more restricting members 7 of the same size are arranged at different positions in the axial direction. This is to ensure that the diameter of the winding portion 4 does not differ in the axial direction. In this way, by attaching the restricting member 7, the size of the winding portion 4 can be kept constant even if the plurality of small piece members 21, 31 are not fixed by the fixing parts 23, 33. When changing the size of the winding portion 4, the attached restricting member 7 is removed from the support members 41, and a restricting member 7 corresponding to the changed size is attached. The material of the restricting member 7 is not particularly limited, but an insulating material is preferable, for example, resin or ceramic. Furthermore, to facilitate attachment and detachment, the restricting member 7 may be elastic.
[支持部材の変形例]
本実施の形態では、支持部材41が棒状の部材である場合について主に説明したが、支持部材41の形状は特に限定されない。支持部材41は、例えば、支持部材41の長手方向に垂直な断面における外周側が、外周側に向かって凸となる円弧形状であるものであってもよい。図11は、そのような支持部材41を有するコイルボビン1の平面図である。なお、図11では、支持部材41の軸方向に垂直な断面における内周側も、外周側に向かって凸となる円弧形状である場合について示しているが、そうでなくてもよい。内周側は、内周側に向かって凸となる円弧形状であってもよい。この場合には、支持部材41の長手方向に垂直な方向の断面は、例えば、楕円形状となってもよい。このような形状の支持部材41を用いることによって、巻回部4に巻線が巻回されることによって構成されるコイルが、より円筒形状に近づくことになり、例えば、ロボットアームの関節部分における非接触電力伝送で用いるコイルとして好適なものになる。
[Modified support members]
In this embodiment, the case where the support member 41 is a rod-shaped member has been mainly described, but the shape of the support member 41 is not particularly limited. For example, the support member 41 may have an arc shape on the outer circumference in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the support member 41 that is convex toward the outer circumference. Figure 11 is a plan view of a coil bobbin 1 having such a support member 41. In Figure 11, the case in which the inner circumference in a cross section perpendicular to the axial direction of the support member 41 is also an arc shape that is convex toward the outer circumference is not shown, but this is not required. The inner circumference may also have an arc shape that is convex toward the inner circumference. In this case, the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the support member 41 may be, for example, elliptical. By using a support member 41 of this shape, the coil formed by winding a wire around the winding section 4 becomes closer to a cylindrical shape, making it suitable, for example, as a coil used for contactless power transmission in the joint portion of a robot arm.
[ボルトの変形例]
本実施の形態では、ボルト24,34の中心軸上に貫通孔24a,34aが形成されている場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。コイルの中心に軸部材などが通らなくてもよい場合には、ボルト24,34には、貫通孔24a,34aが設けられていなくてもよい。また、ボルト24,34は、通常、頭部とねじ部とが固定されたものであるが、そうでなくてもよい。ボルト24,34は、頭部を有さないねじ部のみの部材(例えば、スタッドボルトなど)、及び、その部材に螺合された、頭部に相当するナットによって構成されてもよい。
[Variations of Bolts]
In this embodiment, the case in which through holes 24a, 34a are formed on the central axis of the bolts 24, 34 has been mainly described, but this is not required. If a shaft member or the like does not need to pass through the center of the coil, the bolts 24, 34 do not need to have through holes 24a, 34a. Also, although the bolts 24, 34 usually have a fixed head and threaded portion, this is not required. The bolts 24, 34 may be composed of a member with only a threaded portion without a head (for example, a stud bolt), and a nut equivalent to a head that is screwed onto that member.
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible, all of which are also included within the scope of the present invention.
1 コイルボビン
2 第1の鍔部
3 第2の鍔部
4 巻回部
5 拡縮機構
6 円筒部材
21、21a~21f、31、31a~31f 小片部材
23、33 固定部
24、34 ボルト
25、26、35 ナット
41、41a~41f 支持部材
42 筒状部
51 板状部材
52、52a~52f 棒状部材
1 Coil bobbin 2 First flange 3 Second flange 4 Winding section 5 Expanding/contracting mechanism 6 Cylindrical members 21, 21a-21f, 31, 31a-31f Small piece members 23, 33 Fixing parts 24, 34 Bolts 25, 26, 35 Nuts 41, 41a-41f Support member 42 Cylindrical section 51 Plate-shaped members 52, 52a-52f Rod-shaped members
Claims (6)
巻線が巻回されることによって形成されるコイルの軸方向の両端に設けられた第1及び第2の鍔部と、
前記第1及び第2の鍔部の間に設けられた、巻線が巻回される巻回部と、を備え、
前記第1及び第2の鍔部はそれぞれ、径方向に移動可能に設けられた複数の小片部材を有しており、
前記巻回部は、前記第1の鍔部が有する複数の小片部材と、前記第2の鍔部が有する複数の小片部材とに両端がそれぞれ固定された、前記コイルの軸方向に延びる複数の支持部材を有しており、
前記第1の鍔部の前記巻回部と反対の面側に配置された、前記第1の鍔部が有する複数の小片部材を径方向に移動させることによって前記巻回部の径を拡大または縮小することができる拡縮機構をさらに備え、
前記拡縮機構は、
前記第1の鍔部と平行に配置された板状部材と、
前記板状部材に第1の端部が回転可能に接続され、前記第1の鍔部の小片部材の外周側に第2の端部が回転可能に接続された複数の棒状部材と、を有しており、
前記複数の棒状部材の第1の端部と前記板状部材との接続箇所は、前記コイルの中心軸を中心とする第1の円の円周上に位置しており、
前記複数の棒状部材の第2の端部と前記第1の鍔部との接続箇所は、前記コイルの中心軸を中心とする、前記第1の円より直径の大きい第2の円の円周上に位置しており、
前記板状部材と前記第1の鍔部との距離を変化させることによって、前記第1の鍔部が有する複数の小片部材を径方向に移動させることができる、コイルボビン。 A coil bobbin around which a winding is wound,
First and second flanges provided at both ends in the axial direction of the coil formed by winding the wire,
It comprises a winding section provided between the first and second flanges, around which the winding wire is wound,
The first and second flange portions each have a plurality of small piece members that are movably provided in the radial direction,
The winding portion has a plurality of support members extending in the axial direction of the coil, with both ends fixed to a plurality of small piece members having the first flange portion and a plurality of small piece members having the second flange portion, respectively.
The invention further comprises an expansion/contraction mechanism that can expand or contract the diameter of the winding portion by moving a plurality of small piece members of the first flange portion radially, which are arranged on the side of the first flange portion opposite to the winding portion.
The aforementioned expansion/contraction mechanism is
A plate-shaped member arranged parallel to the first flange portion,
The plate-shaped member has a first end that is rotatably connected to it, and a plurality of rod-shaped members have a second end that is rotatably connected to the outer circumference of the small piece member of the first flange portion.
The connection points between the first ends of the plurality of rod-shaped members and the plate-shaped member are located on the circumference of a first circle centered on the central axis of the coil.
The connection points between the second ends of the plurality of rod-shaped members and the first flange portion are located on the circumference of a second circle, which has a larger diameter than the first circle and is centered on the central axis of the coil.
A coil bobbin in which the distance between the plate-like member and the first flange can be changed to move the plurality of small pieces of the first flange radially .
巻線は、前記筒状部の外周に巻回される、請求項1から請求項3のいずれか記載のコイルボビン。 The winding portion further comprises an expandable cylindrical portion provided around the plurality of support members,
The coil bobbin according to any one of claims 1 to 3, wherein the winding is wound around the outer circumference of the cylindrical portion.
前記第1及び第2の鍔部はそれぞれ、前記複数の小片部材の各長孔に挿入された、中心軸上に貫通孔が形成されたボルトと、当該ボルトに螺合するナットとによって前記複数の小片部材を解除可能に固定する固定部をさらに有する、請求項1から請求項4のいずれか記載のコイルボビン。 The aforementioned small piece member is provided with an elongated hole extending in the radial direction.
The coil bobbin according to any one of claims 1 to 4, wherein the first and second flange portions each further have a fixing portion that releasably fixes the plurality of small piece members by a bolt having a through hole formed on its central axis and a nut that is screwed onto the bolt, which is inserted into each of the elongated holes of the plurality of small piece members.
前記円筒部材の中心軸は、前記コイルの中心軸と一致している、請求項1から請求項5のいずれか記載のコイルボビン。 The expansion and contraction mechanism is further comprised of a cylindrical member with a cylindrical shape covering it.
The coil bobbin according to any one of claims 1 to 5, wherein the central axis of the cylindrical member coincides with the central axis of the coil.
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