JPH10512397A - コイル構成を製造する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マトリックス支持体（１１）と、巻いたワイヤを保持する巻線マトリックス（１２）と、巻線ワイヤの端部領域（２６，２７）を保持するよう前記マトリックス支持体（１１）に設けた少なくとも２個の保持装置（１３，１４）とを具え、巻線マトリックス（１２）はマトリックス支持体（１１）と共通の回転軸線（２３）を有し、また保持装置（１３，１４）は、マトリックス支持体の周端縁に配置し、ワイヤ案内（２４）によってマトリックス支持体の周端縁に沿って回転軸線の方向に繰り出された巻線ワイヤが保持装置を通過してこの保持装置によって保持されるようにしたコイル構成を製造するためのコイル巻線装置及び方法を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 コイル構成を製造する装置及び方法 本発明は、マトリックス（母型）支持体と、巻線ワイヤの巻回を収容する巻線 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。 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２ ０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１ ２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にクランプした後、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３２，３３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４３，４４を有する。ばねリム４ ３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５０，５１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(flexipr int)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４６，４ ７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５ ８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４ ５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６ ５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８ ４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８７，８ ８を掴むグリッパ１０２，１０３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 ，１１５に対するアクセスを可能にし、巻線ワイヤ端部領域８７，８８に整列さ せることができるようにする。巻線装置１０７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。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９７年２月１２日 【補正内容】 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 請求の範囲 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（１３，１４，３２〜３５；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． 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． 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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 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マトリックスと 、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おいて、前記巻 線マトリックス（１２；６９）及びマトリックス支持体（１１；６２）に共通の 回転軸線（２３）を設け、前記保持装置（１３，１４；３２〜３５；４６，４７ ）を前記マトリックス支持体の周端縁に配置し、前記回転軸線の方向に周端縁を 超えてワイヤ案内によって案内される巻線ワイヤを保持装置を経て案内し、この 保持装置に保持したことを特徴とするコイル巻線装置。 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． 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． 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． 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． 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（２４）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；５６，５ ９）を設けた請求項５記載のコイル巻線装置。 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． 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． 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． 前記マトリックス支持体周縁素子（３１；４５；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． 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． 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． 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． 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． 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１ ４のうちのいずれか一項に記載のコイル巻線装置。 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． 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（８５）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． 半径方向に互いに配列した回転軸線（２３）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（２４）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． 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． 巻線コイル（８５）がサブストレート（１２２）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。