專利名稱：線圈卷繞方法以及通過所述方法形成的線圈單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線圈卷繞方法以及通過所述方法形成的線圈單元。
背景技術(shù)：
日本未審查專利申請公開出版物No.6-318528公開了一種典型的用于形成具有雙層結(jié)構(gòu)的線繞線圈的線圈卷繞方法。在這種線圈單元中，線以雙層的方式卷繞在磁芯部件周圍。根據(jù)這種方法，第一線材(wire)首先卷繞在芯部件周圍以形成第一層，然后第二線材卷繞在第一層上以形成第二層。
然而，由于只有在第一層的卷繞完成之后才卷繞第二層中的第二線材，因此與單層線材卷繞相比，這種方法需要兩倍的時間來完成卷繞過程。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供一種線圈卷繞方法，所述方法能減少卷繞過程所需的時間，并且能實現(xiàn)線材的多層卷繞。本發(fā)明的優(yōu)選實施例還提供一種由這種獨(dú)特的方法形成的線圈單元。
根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例，線圈卷繞方法包括以下步驟圍繞芯的第一層位置同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第一圈，第一線材和第二線材彼此平行或大致平行；圍繞芯同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第二圈，第二圈的第一線材與第一圈相鄰，第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第一層中的第一圈的第一線材和第二線材之間的部分上，從而第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第二層中，第二圈的第二線材直接卷繞在芯上，從而第二圈的第二線材設(shè)置在芯的第一層中；以及圍繞芯同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第三圈，第三圈的第一線材設(shè)置在第二層中并且圍繞第一層中第一圈的第二線材和第二圈的第二線材之間的部分卷繞，第三圈的第二線材直接卷繞在芯周圍，從而第三圈的第二線材設(shè)置在芯的第一層中。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例，線圈卷繞方法包括步驟圍繞芯的第一層位置同時卷繞第一線材、第二線材和第三線材，以便形成第一圈，第一線材、第二線材和第三線材彼此平行或大致平行；圍繞芯同時卷繞第一線材、第二線材和第三線材，以形成第二圈，第二圈的第一線材和第二線材比第二圈的第三線材更靠近第一圈，第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第一層中的第一圈的第一線材和第二線材之間的部分上，從而第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第二層中，第二圈的第二線材設(shè)置在第一層中的第一圈的第二線材和第三線材之間的部分上，從而第二圈的第二線材也設(shè)置在第二層中，第二圈的第三線材直接卷繞在芯上，從而第二圈的第三線材設(shè)置在芯的第一層中；圍繞芯同時卷繞第一線材、第二線材和第三線材，以形成第三圈，第三圈的第二線材卷繞在第一層中第一圈的第三線材和第二圈的第三線材之間的部分上，從而第三圈的第二線材設(shè)置在第二層中，第三圈的第一線材圍繞第二層中第二圈的第一線材和第二圈的第二線材之間的部分卷繞，從而第三圈的第一線材設(shè)置在芯的第三層中，第三圈的第三線材直接卷繞在芯周圍，從而第三圈的第三線材設(shè)置在芯的第一層中；以及圍繞芯同時卷繞第一、第二和第三線材，從而第三層的第一線材卷繞在第二層中第二線材的相鄰圈之間的部分上，第二層的第二線材卷繞在第一層中第三線材的相鄰圈之間的部分上，并且第一層的第三線材直接卷繞在芯上。
此外，根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實施例，線圈單元包括多個線材和芯，其中基于根據(jù)上述本發(fā)明的第一和第二優(yōu)選實施例之一的方法將線材卷繞在芯上。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第一層可由線材之一形成，同時用剩余的線材在第一層上形成兩個或更多的層。結(jié)果，可以獲得多層線圈單元，其中在相應(yīng)層中的線材彼此平行或大致平行地卷繞。這樣，與傳統(tǒng)的線圈卷繞方法相比，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的線圈卷繞方法的卷繞過程所需的時間較短。
根據(jù)以下參考附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、元件、步驟、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的線圈單元的簡要透視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的線圈卷繞方法的步驟之一的平面圖；圖3是圖2的前視圖；圖4是圖2中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖5是圖4中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖6是圖5中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖7是圖6中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖8是圖7中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖9是示出線材卷繞在線圈單元的芯板上的狀態(tài)的簡要剖視圖；圖10是圖1所示線圈單元的等效電路圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的線圈卷繞方法的步驟之一的平面圖；圖12是圖11中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖13是圖12中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖14是圖13中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖15是圖14中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖16是圖15中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；圖17是圖16中所述步驟之后的另一步驟的平面圖；以及圖18是示出線材卷繞在線圈單元的芯板上的狀態(tài)的簡要剖視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的線圈卷繞方法以及使用該方法形成的線圈單元的優(yōu)選實施例。
第一優(yōu)選實施例(圖1至10)圖1是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的線圈單元1的簡要透視圖。優(yōu)選線圈單元1包括磁芯部件2、第一線材5和第二線材6。芯部件2設(shè)有芯板3，第一線材5和第二線材6以雙層的方式卷繞在所述芯板3上，同時第一線材5和第二線材6彼此保持平行或大致平行，腿部4a和4b分別設(shè)置在芯板3的兩個相對側(cè)。
腿部4a和4b的底表面分別設(shè)有電極8a和8b。每個線材5和6的一端與電極8a電連接，每個線材5和6的另一端與電極8b電連接。第一線材5主要圍繞芯板3的第二層位置卷繞，第二線材6主要圍繞芯板3的第一層位置卷繞。
線圈單元1的頂表面設(shè)有包含磁微粒的樹脂件10，從而樹脂件10覆蓋線材5和6。
下面將詳細(xì)描述線圈單元1的卷繞方法。
參考圖2和3，沒有樹脂件10的芯部件2被已知的豎錠式卷繞機(jī)(spindle winder)的夾持機(jī)構(gòu)(在圖中未示出)保持，并且以可旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置，以使芯部件2能沿箭頭K的方向(即，順時針方向)繞中心軸線C旋轉(zhuǎn)。
接著，設(shè)置在芯部件2附近的豎錠式卷繞機(jī)的兩個線材供給管嘴15和16分別提供線材5和6。然后，各個線材5和6的第一端5a和6a例如通過熱壓結(jié)合固定并電連接到腿部4a的電極8a上。與芯部件2的旋轉(zhuǎn)同步，線材供給管嘴15和16通過平移電動機(jī)平行于或大致平行于芯部件2的中心軸線C移動。
參考圖4，當(dāng)芯部件2沿箭頭K的方向圍繞中心軸線C旋轉(zhuǎn)大約180度時，線材5和6圍繞芯板3的第一層位置卷繞，同時保持平行或大致平行并且大致互相接觸。參考圖5，當(dāng)芯部件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)大約180度時，線材5和6完全卷繞在芯板3上，同時彼此仍然保持平行或大致平行，以形成第一圈。
接著，當(dāng)線材供給管嘴15和16沿箭頭A1所示的大致平行于芯部件2中心軸線C的方向向前移動時，芯部件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以便圍繞芯板3卷繞線材5和6。這樣在芯板3的第一層位置中開始第二圈的卷繞過程，同時第二圈與第一圈接觸。
參考圖6，在芯部件2旋轉(zhuǎn)大約180度之后，線材供給管嘴15和16沿箭頭A2所示的方向(與箭頭A1的方向相反)向后移動，所述的方向大致平行于芯部件2的中心軸線C。具體而言，參考圖7，線材供給管嘴15和16向后移動大約為第一線材5的繞線節(jié)距的0.5倍至大約0.75倍的距離。這樣，與第一圈相鄰的第二圈的第一線材5設(shè)置在第一圈的第一線材5和第二線材6之間的部分上，并且卷繞在芯板3上以形成第二層。另一方面，第二圈的第二線材6設(shè)置在芯板3的第一層中，同時與第一圈的第二線材6相鄰并與其接觸。
接著，參考圖8，芯部件2旋轉(zhuǎn)預(yù)定的次數(shù)，以將線材5和6卷繞在芯板3上，同時線材供給管嘴15和16沿箭頭A1的方向向前移動。由此，卷繞的第二線材6形成芯板3的第一層，同時第二線材6的相鄰圈彼此接觸。另一方面，第一線材5圍繞第一層中第二線材6的相鄰圈之間的部分卷繞，以便設(shè)置在芯板3的第二層位置中，同時第一線材5的相鄰圈彼此接觸。在線材5和6的卷繞過程完成之后，各個線材5和6的第二端5b和6b例如通過熱壓結(jié)合而固定并且電連接到腿部4b中的電極8b上。
圖9是線材5和6圍繞芯板3卷繞的狀態(tài)的簡要剖視圖。為每個線材5和6設(shè)置的下標(biāo)數(shù)字表示圈數(shù)。例如，標(biāo)號51表示第一線材的第一圈。從圖9中可以看出，圍繞芯板3卷繞的線材5和6的第一圈與線材5和6的最后一圈不對稱。
根據(jù)上述第一優(yōu)選實施例的線圈卷繞方法，第二線材6的第一層可以形成在芯板3上，同時在第一層之上形成第二層的第一線材5，這意味著兩個線材5和6能同時圍繞芯板3卷繞。由此，能夠獲得雙層線圈單元1，其中在第一層和第二層中的線材5和6彼此平行或者大致平行地卷繞。這樣，根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的卷繞過程所需的時間大約為傳統(tǒng)線圈卷繞過程所需時間的一半。圖10示出了線圈單元1的等效電路圖。
第二優(yōu)選實施例(圖11至18)下面將描述根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例。根據(jù)第二優(yōu)選實施例，第一優(yōu)選實施例中的芯部件2還設(shè)有第三線材7，從而第一線材5、第二線材6和第三線材7以三層的方式卷繞，同時彼此保持平行或大致平行。
參考圖11，設(shè)置在芯部件2附近的豎錠式卷繞機(jī)的線材供給管嘴15和16以及線材供給管嘴17分別供給第一線材5、第二線材6和第三線材7。然后，各個線材5、6和7的第一端5a、6a和7a例如通過熱壓結(jié)合固定和電連接在腿部4a的電極8a上。與芯部件2的旋轉(zhuǎn)同步，線材供給管嘴15、16和17通過平移電動機(jī)平行于或大致平行于芯部件2的中心軸線C移動。
參考圖12，當(dāng)芯部件2沿箭頭K的方向圍繞中心軸線C旋轉(zhuǎn)大約180度時，線材5、6和7圍繞芯板3的第一層位置卷繞，同時保持平行或大致平行并且大致相互接觸。參考圖13，當(dāng)芯部件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)大約180度時，線材5、6和7完全卷繞在芯板3上，同時彼此仍然保持平行或大致平行，以形成第一圈。
接著，當(dāng)線材供給管嘴15、16和17沿箭頭A1所示的大致平行于芯部件2中心軸線C的方向向前移動時，芯部件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以便圍繞芯板3卷繞線材5、6和7。這樣在芯板3的第一層位置中開始第二圈的卷繞過程，同時第二圈與第一圈接觸。
參考圖14，在芯部件2旋轉(zhuǎn)大約180度之后，線材供給管嘴15、16和17沿箭頭A2所示的方向(與箭頭A1的方向相反)向后移動，所述的方向大致平行于芯部件2的中心軸線C。具體而言，參考圖15，線材供給管嘴15、16和17向后移動大約為第一線材5的繞線節(jié)距的5/6的距離。這樣，與線材5、6和7的第一圈較靠近的第二圈的線材5和6分別設(shè)置在第一圈的第一線材5和第二線材6之間的部分上以及第一圈的第二線材6和第三線材7之間的部分上。這樣，第二圈的線材5和6卷繞在芯板3上以形成第二層。另一方面，第二圈的第三線材7設(shè)置在芯板3的第一層中，同時與第一圈的第三線材7相鄰并與其接觸。
接著，參考圖16，芯部件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)大約180度，同時線材供給管嘴15、16和17沿箭頭A1的方向向前移動。這樣完成了線材5、6和7的第二圈的卷繞。
參照圖17，芯部件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)大約180度，同時線材供給管嘴15、16和17沿箭頭A2的方向(與箭頭A1的方向相反)向后移動，從而圍繞芯板3卷繞線材5、6和7。這樣開始第三圈的卷繞過程。第三圈的第一線材5圍繞芯板3的第三層位置卷繞，同時被設(shè)置在第二層中第二圈的第一線材5和第二線材6之間的部分上。第三圈的第二線材6設(shè)置在第一層中第一圈的第三線材7和第二圈的第三線材7之間的部分上，從而第三圈的第二線材6圍繞芯板3的第二層位置卷繞，同時與第二層中第二圈的第二線材6鄰近并接觸。第三圈的第三線材7圍繞芯板3的第一層位置卷繞，同時與第二圈的第三線材7鄰近并接觸。
接著，芯部件2旋轉(zhuǎn)預(yù)定的次數(shù)，以將線材5、6和7卷繞在芯板3上，同時線材供給管嘴15、16和17沿箭頭A1的方向向前移動。由此，第三線材7形成芯板3的第一層。第二線材6卷繞在第一層中第三線材7的相鄰圈之間的部分上，從而被設(shè)置在芯板3的第二層位置中，同時第二線材6的相鄰圈彼此接觸。第一線材5圍繞第二層中第二線材6的相鄰圈之間的部分卷繞，以便設(shè)置在芯板3的第三層位置中，同時第一線材5的相鄰圈彼此接觸。
在線材5、6和7的卷繞過程完成之后，各個線材5、6和7的第二端5b、6b和7b例如通過熱壓結(jié)合而固定并且電連接到腿部4b中的電極8b上。
圖18是線材5、6和7圍繞芯板3卷繞的狀態(tài)的簡要剖視圖。從圖18中可以看出，圍繞芯板3卷繞的線材5、6和7的第一圈與線材5、6和7的最后一圈不對稱。
根據(jù)上述第二優(yōu)選實施例的線圈卷繞方法，第三線材7的第一層可以形成在芯板3上，同時在第一層之上形成第二層的第二線材6以及在第二層上形成第三層的第一線材5，這意味著三個線材5、6和7能同時圍繞芯板3卷繞。由此，能夠獲得三層的線圈單元1，其中在第一層、第二層和第三層中的線材5、6和7彼此平行或者大致平行地卷繞。這樣，根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的卷繞過程所需的時間大約為傳統(tǒng)線圈卷繞過程所需時間的三分之一。
可選的優(yōu)選實施例本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述優(yōu)選實施例，在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)允許有變更實施方式。例如，線圈單元1可以是具有四層或更多層的多層線圈單元，其中線材彼此平行或大致平行地布置。并且，線圈單元1例如可以是雙股卷繞的線圈單元或者三股卷繞的線圈單元。
盡管已經(jīng)針對優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，然而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，所公開的本發(fā)明可以以多種方式實施變更，并且可以具有除以上已經(jīng)特別展示和描述的實施例之外的許多實施例。由此，所附權(quán)利要求旨在覆蓋落入本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的本發(fā)明的所有變更實施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于形成線繞線圈單元的線圈卷繞方法，包括步驟圍繞芯的第一層位置同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第一圈，第一線材和第二線材彼此大致平行；圍繞芯同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第二圈，第二圈的第一線材與第一圈相鄰，第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第一層中的第一圈的第一線材和第二線材之間的部分上，從而第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第二層中，第二圈的第二線材直接卷繞在芯上，從而第二圈的第二線材設(shè)置在芯的第一層中；以及圍繞芯同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第三圈，第三圈的第一線材設(shè)置在第二層中并且圍繞第一層中第一圈的第二線材和第二圈的第二線材之間的部分卷繞，第三圈的第二線材直接卷繞在芯周圍，從而第三圈的第二線材設(shè)置在芯的第一層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述線繞線圈單元包括多層線繞線圈單元，其中多層中的線材彼此大致平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括將第一和第二線材的端部連接到芯的第一和第二腿部的底表面的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括將具有磁微粒的樹脂蓋連接到芯上以覆蓋第一和第二線材的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括在卷繞步驟中的至少一個卷繞步驟中，使芯圍繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)大約180度的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括在卷繞步驟中的每個卷繞步驟中，使芯圍繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)大約180度至少一次的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在卷繞步驟中由線材供給件提供第一和第二線材，所述方法還包括在卷繞步驟中的至少兩個卷繞步驟之間，沿大致平行于芯的縱向軸線的方向移動線材供給件的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在卷繞步驟中由線材供給件提供第一和第二線材，所述方法還包括在卷繞步驟中的各個卷繞步驟之間，沿大致平行于芯的縱向軸線的方向移動線材供給件的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在卷繞步驟中由線材供給件提供第一和第二線材，所述方法還包括在卷繞步驟中最先的兩個卷繞步驟之間，沿大致平行于芯的縱向軸線的第一方向移動線材供給件的步驟，以及在卷繞步驟中其后的兩個卷繞步驟之間，沿與第一方向相反的第二方向移動線材供給件的步驟。
10.一種用于形成線繞線圈單元的線圈卷繞方法，包括步驟圍繞芯的第一層位置同時卷繞第一線材、第二線材和第三線材，以便形成第一圈，第一線材、第二線材和第三線材彼此大致平行；圍繞芯同時卷繞第一線材、第二線材和第三線材，以形成第二圈，第二圈的第一線材和第二線材比第二圈的第三線材更靠近第一圈，第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第一層中第一圈的第一線材和第二線材之間的部分上，從而第二圈的第一線材設(shè)置在芯的第二層中，第二圈的第二線材設(shè)置在第一層中第一圈的第二線材和第三線材之間的部分上，從而第二圈的第二線材也設(shè)置在第二層中，第二圈的第三線材直接卷繞在芯上，從而第二圈的第三線材設(shè)置在芯的第一層中；圍繞芯同時卷繞第一線材、第二線材和第三線材，以形成第三圈，第三圈的第二線材卷繞在第一層中第一圈的第三線材和第二圈的第三線材之間的部分上，從而第三圈的第二線材設(shè)置在第二層中，第三圈的第一線材卷繞在第二層中第二圈的第一線材和第二圈的第二線材之間的部分上，從而第三圈的第一線材設(shè)置在芯的第三層中，第三圈的第三線材直接卷繞在芯周圍，從而第三圈的第三線材設(shè)置在芯的第一層中；以及圍繞芯同時卷繞第一、第二和第三線材，從而第三層的第一線材卷繞在第二層中第二線材的相鄰圈之間的部分上，第二層的第二線材卷繞在第一層中第三線材的相鄰圈之間的部分上，并且第一層的第三線材直接卷繞在芯上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述線繞線圈單元包括多層線繞線圈單元，其中多層中的線材彼此大致平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，還包括將第一、第二和第三線材的端部連接到芯的第一和第二腿部的底表面的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，還包括將具有磁微粒的樹脂蓋連接到芯上以覆蓋第一、第二和第三線材的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，還包括在卷繞步驟中的至少一個卷繞步驟中，使芯圍繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)大約180度的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，還包括在卷繞步驟中的每個卷繞步驟中，使芯圍繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)大約180度至少一次的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在卷繞步驟中由線材供給件提供第一、第二和第三線材，所述方法還包括在卷繞步驟中的至少兩個卷繞步驟之間，沿大致平行于芯的縱向軸線的方向移動線材供給件的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在卷繞步驟中由線材供給件提供第一、第二和第三線材，所述方法還包括在卷繞步驟中的各個卷繞步驟之間，沿大致平行于芯的縱向軸線的方向移動線材供給件的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在卷繞步驟中由線材供給件提供第一、第二和第三線材，所述方法還包括在卷繞步驟中最先的兩個卷繞步驟之間，沿大致平行于芯的縱向軸線的第一方向移動線材供給件的步驟，以及在卷繞步驟中其后的兩個卷繞步驟之間，沿與第一方向相反的第二方向移動線材供給件的步驟。
全文摘要
一種用于形成線圈單元的線圈卷繞方法，包括步驟圍繞芯的第一層位置同時卷繞彼此大致平行的第一線材和第二線材，以形成第一圈；同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第二圈，同時第二線材直接圍繞芯而設(shè)，第二圈的第一線材與第一圈相鄰，第二圈的第一線材設(shè)置在第一層中第一圈的第一線材和第二線材之間，從而形成第二層；以及同時卷繞第一線材和第二線材，以形成第三圈，同時第二線材直接圍繞芯而設(shè)，第三圈的第一線材設(shè)置在第二層中并且繞卷在第一層中第一圈的第二線材和第二圈的第二線材之間。
文檔編號H01F41/06GK1624828SQ200410088138
公開日2005年6月8日 申請日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者佐佐木孔輝, 問井孝臣 申請人:株式會社村田制作所