コイルの製造方法
【課題】１相当たり複数のコイルを備え、極性を考慮する必要がある場合でも複数のコイルを連続した１本の巻線で実現できるコイルの製造方法を提供する。
【解決手段】コア体３１０の外周に、１つの相が複数のコイルからなる２相以上のコイルを形成するコイルの製造方法であり、コア体の外周にはコイルの形成領域より長い範囲にわたって軸方向に延びる溝３１１が形成されている。各相に対応する巻線を巻回したボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗを用意し巻き始め部分をコア体の一端側からコアの他端側に延ばす。この後、はじめに巻回を行なう相の巻線以外の巻線を収容したまま、所定範囲にわたって最初のコイルを形成する第１の工程と、はじめに巻回を行なう相の巻線を溝に収容する第２の工程と、次に巻回を行なう相の巻線以外の巻線を、その上に、所定範囲にわたって次のコイルを形成する第３の工程と、次のコイルに続いて巻線を溝に収容する第４の工程を含む。
【解決手段】コア体３１０の外周に、１つの相が複数のコイルからなる２相以上のコイルを形成するコイルの製造方法であり、コア体の外周にはコイルの形成領域より長い範囲にわたって軸方向に延びる溝３１１が形成されている。各相に対応する巻線を巻回したボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗを用意し巻き始め部分をコア体の一端側からコアの他端側に延ばす。この後、はじめに巻回を行なう相の巻線以外の巻線を収容したまま、所定範囲にわたって最初のコイルを形成する第１の工程と、はじめに巻回を行なう相の巻線を溝に収容する第２の工程と、次に巻回を行なう相の巻線以外の巻線を、その上に、所定範囲にわたって次のコイルを形成する第３の工程と、次のコイルに続いて巻線を溝に収容する第４の工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイルの製造方法に関し、特にリニアモータやソレノイド用のコイルに適した製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータには様々なタイプのものがあるが、大きな駆動力を必要としない場合には、永久磁石とコイルとの組み合わせで構成されることが多い。このような永久磁石とコイルとの組み合わせによるリニアモータは、例えば半導体製造装置の分野において精密用マイクロステージ、または精密位置決めステージの駆動源として適用されている。これは、リニアモータによる駆動機構は、これまで主流であったボールネジ駆動機構に比べて駆動速度が高いうえに位置決め精度が高く、また高い繰り返し位置決め精度、駆動時と停止時のオーバシュート、アンダーシュートが小さく、等速移動時の速度リップルが小さいというような多くの利点があるからである。
【０００３】
図１１を参照して、本発明者により提案されている三相リニアモータについて説明する。このリニアモータは特許文献１に開示されている。
【０００４】
図１１において、リニアモータは、電磁石用コイル（以下、コイルと略称する）を複数個連続的に配列したものを収容した軸体（以下、固定子と呼ぶ）１０と、これらのコイルからの磁束との相互作用により固定子１０の延在方向と同じ方向に走行可能とした可動磁石体（以下、可動子と呼ぶ）２０とを含む。固定子１０は、ベース３０上に間隔をおいて固定された２つのブラケット３１の間に架け渡されている。
【０００５】
図１２をも参照して、固定子１０と可動子２０の内部構造について説明する。固定子１０は、中空軸状のセンターコア１１と、センターコア１１の周囲に装着された複数のコイル１２と、複数のコイル１２の外周側をカバーするように組み合わされたパイプ１３とを含む。コイル１２は制御ドライバー４０のモータ接続端子に接続されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含み、これらの各コイルはセンターコア１１の周囲にその磁極軸がセンターコア１１の軸芯に平行になるようにして可動子２０の走行範囲にわたって装着されている。
【０００６】
可動子２０は、パイプ１３を囲むことができるような環状の複数の永久磁石２１と、これら複数の永久磁石２１を収容している磁石ケース２２とを含む。複数の永久磁石２１は、同じ長さ寸法を持ち、しかも隣接する磁極が互いに反対向きになり、かつ磁極軸がセンターコア１１の軸芯に平行になるように直列的に組み合わされて磁石ケース２２に収容されている。コイル１２、永久磁石２１のサイズは、推力、リニアモータ全体の大きさ等の条件により変わるが、すべての永久磁石２１は軸方向の寸法が等しく、また三相リニアモータの場合軸方向の寸法がコイル１２の磁極軸方向の寸法の３倍になるように作られる。なお、永久磁石は断面Ｕ形状の場合もある。
【０００７】
パイプ１３の内径はコイル１２の外径よりやや大きく、外径が永久磁石２１の内径よりやや小さくなるようにされている。このようにして、パイプ１３の外面側と永久磁石２１の内面側との間及びコイル１２の外面側とパイプ１３の内面側との間にはそれぞれ、ギャップができるようにされている。そして、センターコア１１の中空部、場合によってはコイル１２の外面側とパイプ１３の内面側との間のギャップを気体や液体による冷却空間として利用する。パイプ１３にはステンレス等の非磁性金属材料が用いられるが、他の材料、例えば樹脂材料でも良い。なお、パイプ１３は省略される場合もある。
【０００８】
可動子２０は、パイプ１３の外周に対してギャップを維持した状態、すなわちパイプ１３に非接触状態で移動させる必要がある。これは、ガイドブロック２３とガイドレール３２により実現される。すなわち、磁石ケース２２には２つのガイドブロック２３が組み合わされ、これら２つのガイドブロック２３が可動子２０の走行方向に沿うようにベース３０上に配置されたガイドレール３２によりスライド案内されるようにしている。
【０００９】
図１１に戻って、ベース３０上には可動子２０の走行方向に沿ってリニアエンコーダ用のリニアスケール３３が配置され、磁石ケース２２にはリニアスケール３３に対向するようにエンコーダヘッド２４が設けられている。エンコーダヘッド２４からの検出信号は可撓性の信号ケーブルを持つキャタピラ状のケーブルベヤ（図示省略）を介して制御ドライバー４０に入力される。エンコーダヘッド２４からの検出信号は可動子２０の位置決め制御に利用されることは言うまでも無い。また、固定子１０内の各コイル１２は、ブラケット３１を介して三相用の電力ケーブル３５に接続され、電力ケーブル３５は制御ドライバー４０に接続されている。制御ドライバー４０は、単相１００Ｖの交流電源５０に接続する場合、単相−三相変換器を内蔵し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相がＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに接続される。但し、電源のＵ相、Ｖ相、Ｗ相がＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに一対一の関係で接続されるとは限らない。電源とＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとの接続には様々な形態がある。制御ドライバー４０にはまた、制御データ入力手段及びデータ処理手段としてパーソナルコンピュータ等によるコンピュータ４１が接続され、コンピュータ４１から与えられるデータに基づき、エンコーダヘッド２４からの検出信号を用いて可動子２０の位置決め制御や速度制御をフルクローズドループ制御で実行する。
【００１０】
図１３は、３つのＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルを１組とする基本構成を３組、すなわち合計９個のコイルを備える場合の接続と制御ドライバー４０を使用する場合の接続例を示す。ここでは、Ｕ相コイルについては第１のコイルＵ１の巻き始め端Ｓを制御ドライバー４０のＵ端子に接続し、第１のコイルＵ１の巻き終り端Ｅを第２のコイルＵ２の巻き終り端Ｅに接続している。そして、第２のコイルＵ２の巻き始め端Ｓを第３のコイルＵ３の巻き始め端Ｓに接続し、第３のコイルＵ３の巻き終り端Ｅをコモン端子に接続している。同様に、Ｗ相コイルについては第１のコイルＷ１の巻き終り端Ｅを制御ドライバー４０のＷ端子に接続し、第１のコイルＷ１の巻き始め端Ｓを第２のコイルＷ２の巻き始め端Ｓに接続している。そして、第２のコイルＷ２の巻き終り端Ｅを第３のコイルＷ３の巻き終り端Ｅに接続し、第３のコイルＷ３の巻き始め端Ｓをコモン端子に接続している。一方、Ｖ相コイルについては第１のコイルＶ１の巻き始め端Ｓを制御ドライバー４０のＶ端子に接続し、第１のコイルＶ１の巻き終り端Ｅを第２のコイルＶ２の巻き終り端Ｅに接続している。そして、第２のコイルＶ２の巻き始め端Ｓを第３のコイルＶ３の巻き始め端Ｓに接続し、第３のコイルＶ３の巻き終り端Ｅをコモン端子に接続している。
【００１１】
簡単に言えば、図１３のように９個のコイルを備える場合には、２つの相については３つのコイルのうちの中間のコイルをその両側のコイルと巻き始め端Ｓ、巻き終り端Ｅを逆にして接続し、残りの１つの相については３つのコイルのうちの両側のコイルをそれらの間のコイルと巻き始め端Ｓ、巻き終り端Ｅを逆にして接続している。
【００１２】
これを１２個以上、すなわち４組以上の複数の組のコイルを有する場合について言えば、複数組における複数のＵ相コイル、複数のＷ相コイル、複数のＶ相コイルはそれぞれ相毎に直列接続されて制御ドライバー４０にスター結線により接続される。しかも、２つの相における複数のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの１つの相における複数のコイルは奇数組における磁極が前記２つの相における複数のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記２つの相における複数のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続される。
【００１３】
上記のリニアモータは、小型化に適しており、コイルを固定し、永久磁石を可動としたことにより、コイルにおける発熱に対する冷却構造を簡単にすることができ、可動部に対して電力を供給する必要が無いので可撓性の電力ケーブルを引きずることが無くなり、引きずりに起因する断線トラブルが少なくなる等の様々な利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２９１２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、図１３に示すような三相リニアモータ用のコイルは以下のようにして作製される。
【００１６】
図１４をも参照して、センターコア１１の外周に９個のコイルを装着する場合、３個のＵ相コイルＵ１〜Ｕ３、３個のＶ相コイルＶ１〜Ｖ３、３個のＷ相コイルＷ１〜Ｗ３がそれぞれ相順に配列されると共に、相毎に直列接続されてスター結線により制御ドライバー４０に接続される。つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれについて３組のコイルからなる場合、図１３に関連して説明したように、２つの相（図１３ではＵ相、Ｖ相）における３個のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの１つの相（図１３ではＷ相）における３個のコイルは奇数組における磁極が前記２つの相における３個のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記２つの相における３個のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続される。
【００１７】
すなわち、図１４に示すＵ相コイルＵ１〜Ｕ３、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ３、Ｗ相コイルＷ１〜Ｗ３のいずれも巻線形態、特に巻線の巻回方向はすべて同じであるので、磁極を反対向きにするためにはコイル毎に接続を変える必要がある。例えば、図１３のＵ相コイルＵ１、Ｕ２について言えば、図１４におけるＵ相コイルＵ１の巻き終わり端Ｅを、Ｕ相コイルＵ２の巻き始め端Ｓではなく巻き終わり端Ｅに半田付け接続する必要がある。
【００１８】
つまり、これまでのリニアモータ用のコイルは、コイル毎に巻線の半田付け接続を必要としていた。
【００１９】
本発明の課題は、１相当たり複数のコイルを備え、極性を考慮する必要がある場合であっても１相当たり複数のコイルを連続した１本の巻線で形成することのできるコイルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の態様によれば、軸状のコアの外周に、１つの相が複数のコイルからなる２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法であって、前記コアの外周にはコイルの形成領域より長い範囲にわたって軸方向に延びる溝が形成されており、各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、各相の巻線の巻き始め部分を前記コアの一端側から前記溝に収容した状態にて前記コアの他端側に延ばす工程と、はじめに巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記はじめに巻回を行なう相の巻線を所定範囲にわたって巻回して最初のコイルを形成する第１の工程と、前記最初のコイル形成の終了後、前記最初のコイルに続いている前記はじめに巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第２の工程と、次に巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記次に巻回を行う相の巻線を前記最初のコイルに隣接させて所定範囲にわたって巻回して次のコイルを形成する第３の工程と、前記次のコイル形成の終了後、前記次のコイルに続いている前記次に巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第４の工程と、を含むことを特徴とするコイルの製造方法が提供される。
【００２１】
本発明によるコイルの製造方法は以下の形態で実現されても良い。
【００２２】
前記各相に対応する巻線を相別にボビンに巻回した状態で用意し、前記コアをその一端側で保持する保持部を有すると共に、前記相別のボビンを個別に装着する複数のボビン装着部を有するチャック部材を備え、該チャック部材の前記保持部で前記コアの一端側を保持すると共に、巻回を行なう相以外のボビンは前記ボビン装着部に装着した状態とする一方、巻回を行なう相のボビンは前記ボビン装着部から外して巻回を行なうべき領域に近い所定箇所にて当該巻回を行なう相の巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にして当該巻回を行なう相の巻線の巻回を行なう。
【００２３】
前記コアを保持している前記チャック部材を前記コアの中心軸を中心として回転駆動することにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうか、あるいは前記巻回を行なう相のボビンを、前記巻回を行なうべき領域に近い箇所にて前記コアの中心軸を中心として旋回させることにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なう。
【００２４】
前記コアにおける前記コイルの形成領域となる部位に絶縁性材料からなるボビン体を装着し、該ボビン体には、等間隔で設けられた複数の仕切りによって、形成されるべきコイル数に対応したコイル受け部を形成すると共に、前記コアに形成された前記溝を露出させるために、前記溝に対応する領域に切れ目を形成する。
【００２５】
前記巻回を行なう相の巻線の巻回は、前記コイル受け部へのコイル形成の終了後、当該コイルに続いている前記巻回を行なう相の巻線が前記コイル受け部の軸方向の両端部のうち、前記チャック部材に近い側の端部に位置するように行なう。
【００２６】
前記１つの相における複数のコイルのうちの少なくとも１つが前記第１の工程で形成されるコイルとは極性が逆である場合、前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線を巻回したボビンを、前記所定箇所に対して点対称の箇所にて前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にし、かつ巻線の巻回方向を前記第１の工程における巻線の巻回方向とは逆向きにして当該少なくとも１つのコイルを形成するための巻線の巻回を行なう。
【００２７】
本発明の第２の態様によれば、絶縁性材料からなる筒状のボビン体の外周に、１つの相が複数のコイルからなる第１、第２の相を含む２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法が提供される。
【００２８】
第２の態様による製造方法は、各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、一番目に巻回を行なう第１の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出した状態にて該第１の相の巻線を前記ボビン体の周囲の第１の領域に巻回して第１の相の一番目のコイルを形成する第１の工程と、二番目に巻回を行なう第２の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出すると共に該第２の相の巻線を前記一番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて、該第２の相の巻線を前記一番目のコイルに隣接した前記ボビン体の周囲の第２の領域に巻回して第２の相の一番目のコイルを形成する第２の工程と、を含む。特に、第２の態様による製造方法においては、以後、前記第１の相の巻線を巻回してＮ番目（Ｎは正の整数）のコイルを形成する場合、該第１の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第１の相の巻線を、前記第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該Ｎ番目のコイルを形成する一方、前記第２の相の巻線を巻回してＮ番目のコイルを形成する場合、該第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第２の相の巻線を、前記第１の相のＮ番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該第２の相のＮ番目のコイルを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るコイルの製造方法によれば、１相当たり複数のコイルからなる場合であってその中に極性の異なるコイルが存在するような場合であっても１本の巻き線で連続巻きの形態で複数のコイルを形成することができるので半田付けなどの２次的な接続を必要とせず、地絡、短絡の危険性を大幅に軽減できる。
【００３０】
１相当たり複数のコイル間で物理的な結線（半田付けなど）を必要としないのでコイルユニットの小型化にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態において用意される構成部材について説明するための図である。
【図２】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第１の作業について説明するための図である。
【図３】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第２の作業について説明するための図である。
【図４】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第３の作業について説明するための図である。
【図５】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第４の作業について説明するための図である。
【図６】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第５の作業について説明するための図である。
【図７】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第６の作業について説明するための図である。
【図８】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第７の作業について説明するための図である。
【図９】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第８の作業について説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態によるコイルの製造方法により９個のコイルの形成が終了した後の状態を示す図である。
【図１１】本発明の適用が考えられる、本発明者により提案されているリニアモータとその周辺機器について説明するための図である。
【図１２】図１１に示されているリニアモータの内部構造を説明するための図である。
【図１３】図１１に示されているリニアモータにおける三相コイルの結線形態を説明するための図である。
【図１４】図１３に示されている三相コイルを構成している複数のコイルの配置形態を示した図である。
【図１５】本発明が適用され得るリニアモータの主要部の断面図である。
【図１６】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態において用意される構成部材について説明するための図である。
【図１７】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第１の作業について説明するための図である。
【図１８】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第２の作業について説明するための図である。
【図１９】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第３の作業について説明するための図である。
【図２０】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第４の作業について説明するための図である。
【図２１】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第５の作業について説明するための図である。
【図２２】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第６の作業について説明するための図である。
【図２３】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第７の作業について説明するための図である。
【図２４】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第８の作業について説明するための図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態によるコイルの製造方法により９個のコイルの形成が終了した後の状態を示す図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態の変形例として、曲率を持つ軌道を往復移動するリニアモータへの適用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
以下に、図面を参照して、本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態について作業順に説明する。
【００３３】
第１の実施形態は、図１３で説明したリニアモータ用の固定子１０（三相コイル）を製造する場合に適用される例である。
【００３４】
図１は、図１３で説明したような、９個のコイルからなるリニアモータ用の三相コイルを製造するのに適した構成部材を示す。第１の実施形態においては、巻線が相別に予め巻回されている３つのサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗと、これらのサブボビンを装着した状態で回転可能な円板状のボビンチャック２００のほか、コイルユニット３００が構成部材として用意されるが、３つのサブボビンとボビンチャック２００は製造作業に必要な構成部材であり、コイルユニット３００が三相コイルの一部となる。
【００３５】
ボビンチャック２００は、その一面側に、サブボビンを装着することのできるサブボビン装着部２１０を周方向に間隔をおいて複数個（ここでは６個）有すると共に、一面側の中心部にコイルユニット３００の一端側を保持することのできる保持部２２０を有する。ここでは、サブボビン装着部２１０はサブボビンの中心部の貫通穴に挿し込むことでサブボビンを保持する軸体であり、保持部２２０はコイルユニット３００の一端側を挿し込むことのできる筒状の受け部を持つ。図示は省略しているが、ボビンチャック２００は、回転駆動機構により、その中心を軸として回転することができるようにテーブル等に設置される。このため、サブボビンはサブボビン装着部２１０に対して回転せず、かつサブボビン装着部２１０から簡単に脱落しないような構造で保持されるのが望ましい。一方、コイルユニット３００も保持部２２０に対して回転せず、かつ保持部２２０から簡単に脱落しないような構造で保持されるのが望ましい。回転防止は、例えばキーとキー溝で実現できる。以下では、サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗはそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルを形成するためのものであるとする。
【００３６】
コイルユニット３００は、図１２で説明したセンターコア１１となる、磁性材料による中空のコア体３１０と、コア体３１０の外周に装着、固定されたボビン体３２０からなる。ボビン体３２０は絶縁性の樹脂材料で作られ、図１２では図示が省略されているが、９個のコイルをそれぞれ、コイル長を規定すると共に絶縁状態に区画して形成できるようにするために複数の鍔状の仕切り３２１が等間隔で設けられている。以下では、ボビン体３２０において隣り合う２つの仕切り３２１の間の部分をコイル受け部と呼ぶことがある。コア体３１０には、その外周にボビン体３２０よりも長い範囲にわたって中心軸に沿って延びる溝３１１が形成されている。後述する理由により、この溝３１１はボビン体３２０から露出させる必要があり、このために、ボビン体３２０にはコア体３１０の溝３１１に沿って切れ目３２２（図２）が形成されている。つまり、ボビン体３２０は、断面略Ｃ形状である。
【００３７】
図２は、コイルの製造に伴う第１の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の保持部２２０にコイルユニット３００のコア体３１０の一端部がセットされる。以下では、保持部２２０側のコイルユニット３００の一端を根元側、コイルユニット３００の反対端を先端側と呼ぶことがある。
【００３８】
図３は、コイルの製造に伴う第２の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の隣り合う３つのサブボビン装着部２１０にそれぞれサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗが装着される。この時、サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗに巻かれている巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの一部を巻き始め部分として引き出して、それぞれを溝３１１内に収容した状態にて溝３１１の先端側まで延ばし、それぞれの先端部を粘着テープ等でコア体３１０に仮固定する。
【００３９】
図４は、コイルの製造に伴う第３の作業を説明するための図であり、特に図１３に示すＵ相コイルＵ１の形成を開始する作業を説明するための図である。この作業においては、まず、サブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００の先端側から１番目のコイル受け部の先端寄りにおいて巻線１１０Ｕがコア体３１０の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｕを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｕの保持は、図示しない保持機構で行なわれるが、サブボビン１００Ｕは完全固定ではなく、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００４０】
図５は、コイルの製造に伴う第４の作業を説明するための図であり、図１３に示すＵ相コイルＵ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が図示した矢印の方向（図５では、時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００が回転することにより、１番目のコイル受け部への巻線１１０Ｕの巻回が始まる。この時、溝３１１内にあるサブボビン１００Ｖの巻線１１０Ｖ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗが回転によって溝３１１から脱落してしまわないように、巻線１１０Ｖ、１１０Ｗを粘着テープ等でコア体３１０に仮固定しておくことが望ましい。
【００４１】
コイルユニット３００の回転に連れて巻線１１０Ｕの巻回位置がずれてゆき、巻回位置がコイル受け部の反対端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００の回転は維持され、巻回位置が先端側に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置がコイル受け部の先端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて上述の１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００４２】
図６は、コイルの製造に伴う第５の作業を説明するための図であり、Ｕ相コイルＵ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＵ相コイルＵ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転は停止される。この時、コア体３１０の溝３１１が上方に位置していることが好ましい。これは、Ｕ相コイルＵ１の巻線巻回作業が終了したら、サブボビン１００Ｕをボビンチャック２００のサブボビン装着部２１０に戻す必要があり、その際、巻線１１０Ｕを溝３１１内に収容した状態とする必要があるからである。図６は、この状態を示している。
【００４３】
Ｕ相コイルＵ１の形成終了後、Ｕ相コイルＵ１に続いている巻線１１０Ｕは、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、ボビンチャック２００に近い側の端部に位置している。これは、以下の理由による。
【００４４】
巻線巻回作業が終了したら、巻線１１０Ｕを巻回終了後のＵ相コイルＵ１を乗り越えることなく、溝３１１内に収容させつつサブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０に戻す必要がある。このためには、巻線巻回作業終了時の巻線１１０Ｕの巻回位置がコイル受け部の軸方向の両端部のうち、ボビンチャック２００に近い側の端部寄り（反対端寄り）になっている必要がある。これは、Ｕ相コイルＵ１の巻回層数を奇数にすることで実現できる。Ｕ相コイルＵ１の巻回層数を偶数にせざるを得ない事情がある場合には、巻線１１０Ｕの巻き始めの巻回位置を、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、ボビンチャック２００に近い側の端部寄りとすれば良いことは言うまでもない。
【００４５】
以上の点は、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの巻線巻回作業においても同様である。
【００４６】
図７は、コイルの製造に伴う第６の作業を説明するための図であり、特に、コイルの極性を逆にするために、巻線の巻回方向を上記のＵ相コイルＵ１の巻回作業時とは反対向きにして行う巻線巻回作業を説明するための図である。
【００４７】
なお、１組目のコイルで巻線の巻回方向を反対向きにするのは、図１３、図１４で言えばＷ相コイルＷ１であり、順番では３回目の巻線巻回作業となる。しかし、説明を短くするために、ここでは、巻線の巻回方向を反対向きにするのは２回目であり、Ｖ相コイルＶ１であるものとして説明を進める。
【００４８】
この作業においては、サブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００の先端側から２番目のコイル受け部の先端側寄りにおいて前述のサブボビン１００Ｕの保持位置とは点対称となる反対側で、かつ巻線１１０Ｖがコア体３１０の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｖを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｖの保持も、図示しない保持機構で行なわれ、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００４９】
図８は、コイルの製造に伴う第７の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が、Ｕ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対の図８に矢印で示す方向（図８では、反時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００がＵ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対向きに回転することにより、２番目のコイル受け部への巻線１１０Ｖの巻回が始まる。Ｕ相コイルＵ１の巻回作業時と同様、溝３１１内にあるサブボビン１００Ｕの巻線１１０Ｕ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗが回転によって溝３１１から脱落してしまわないように、巻線１１０Ｕ、１１０Ｗを粘着テープ等でコア体３１０に仮固定しておくことが望ましい。
【００５０】
コイルユニット３００の回転に連れて巻線１１０Ｖの巻回位置がボビンチャック２００側にずれてゆき、巻回位置が２番目のコイル受け部の反対端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００の回転は維持され、巻回位置が先端側に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置が２番目のコイル受け部の先端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００５１】
図９は、コイルの製造に伴う第８の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＶ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転が停止される。この時、コア体３１０の溝３１１は上方に位置している。Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、巻線１１０Ｖを巻回終了後のＶ相コイルＶ１を乗り越えることなく、溝３１１内に収容させつつサブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０に戻す。このため、Ｖ相コイルＶ１の巻回層数は、Ｕ相コイルＵ１の巻回層数と同じ奇数であることは言うまでもない。
【００５２】
図１０は、上記のような巻線巻回作業を繰り返すことにより、ボビン体３２０の９個のコイル受け部すべてにコイルが形成された状態を示す。図１４に即して言えば、先端側から順にＵ１−Ｖ１−Ｗ１−Ｕ２−Ｖ２−Ｗ２−Ｕ３−Ｖ３−Ｗ３の配列となる。また、図１３に即して言えば、１組目と３組目のＷ相コイルＷ１、Ｗ３と、２組目のＵ相コイルＵ２とＶ相コイルＶ２が、巻線の巻回方向を反対向きにして巻回されていることになる。
【００５３】
これまでのリニアモータ用の三相コイルの製造方法では、すべてのコイルの巻線の巻回方向を同じにしていたため、極性を反対にする必要があるコイルについては、巻線を巻き始め部分と巻き終わり部分で切断し、隣り合うコイルの巻線との接続を変更したうえで半田付けする必要があった。
【００５４】
これに対し、第１の実施形態によれば、極性を反対にする必要のあるコイルは、巻線の巻回方向を反対向きすることで実現しているので、途中でコイル間の接続の変更を行なう必要がない。つまり、Ｕ相について言えば、Ｕ相コイルＵ１、反対極性のＵ相コイルＵ２、Ｕ相コイルＵ３を、途中での巻線切断、接続変更を行なうことなく１本の連続した巻線で形成することができる。
【００５５】
サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗはすべてサブボビン装着部２１０に戻され、それぞれの巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き終わり部分が溝３１１から導出されている。上述したように、巻線の巻き始め部分から巻き終わり部分までの間に半田付け接続箇所やコイルの外側に出ている部分は無い。
【００５６】
この後、巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き終わり部分は所定の長さの部位で切断され、コイルユニット３００をボビンチャック２００から取り外して図１２で説明したような固定子を構成するために使用される。勿論、巻線を溝３１１内でコア体３１０に仮固定するために用いられた粘着テープ等は取り外されている。巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き始め部分、巻き終わり部分は、スターあるいはデルタ接続のための結線や図１１で説明した制御ドライバー４０への接続に用いられる。
【００５７】
なお、第１の実施形態ではボビンチャック２００側を回転駆動するようにしているが、ボビンチャック２００とコイルユニット３００は固定状態とし、巻線の巻回を行なうためにコイル受け部に近い箇所で保持されているサブボビン側を、コイルユニット３００を中心として旋回（回動）させることで巻線の巻回が行われても良い。
【００５８】
（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態によるコイルの製造方法によれば、１相当たり複数のコイルからなる場合であってその中に極性の異なるコイルが存在するような場合であっても１本の巻き線で連続巻きの形態で複数のコイルを形成することができるので半田付けなどの２次的な接続を必要とせず、地絡、短絡の危険性を大幅に軽減できる。
【００５９】
図１５（ａ）に示すように、配線の渡りがコイル内部で行われるので、コイル外径がほぼフラットになる。よってリニアモータを構成する際にコイルと永久磁石との間の距離を縮めることができる。これにより、効率的な磁気回路設計が可能となりリニアモータの効率向上が図られる。
【００６０】
１相当たり複数のコイル間で物理的な結線（半田付けなど）を必要としないのでコイルユニットの小型化にも有効である。
【００６１】
なお、コア体３１０が中空である場合、全体の軽量化を図ったり、コイルによる発熱を冷却する必要がある場合に冷却用媒体の通路として利用したりするのに適しているが、中空でなく棒状であっても良い。
【００６２】
また、ボビン体３２０のコイル受け部の個数は、巻回するコイルの個数に一致させているが、以下のような形態にしても良い。コイル受け部の個数が、例えば６個のボビン体Ａ、１２個のボビン体Ｂ、・・・、ｎ個のボビン体Ｎ、というように複数種類を用意し、コイルが６個以下の場合はボビン体Ａ、７個から１２個の場合はボビン体Ｂを用いるというような形態にすることで汎用性を持たせることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６４】
図１５は、リニアモータの主要部の断面図であり、図１５（ａ）は上記第１の実施形態により製造されたコイルを用いたリニアモータの主要部の断面を示す。複数のコイルの巻線の配線渡りがコア１１の外周に形成された溝１１１を通して行なわれているので、コイルの外径側に突出部が無く、コイルの外周と環状の永久磁石の内周との間の距離を縮めることができることが理解できよう。図１５（ｂ）は、永久磁石として環状ではなく、断面Ｕ形状の永久磁石２１’を用いたリニアモータの主要部の断面を示す。この場合、コイル１２の外周と永久磁石２１’の内面側との間には空隙を介して対向しないスペースができるので、複数のコイルの巻線の配線渡りはこのスペースを利用して行なうようにしても良い。つまり、図１５（ｂ）では、複数のコイルの巻線の渡りをコイル１２の外周側で行なうようにしている。
【００６５】
第２の実施形態は、図１に示す第１の実施形態と同様、図１３に示したリニアモータ用の固定子（三相コイル）を製造する場合に適用される例である。
【００６６】
図１６は、図１３で説明したような、９個のコイルからなるリニアモータ用の三相コイルを製造するのに適した構成部材を示す。第２の実施形態においても、巻線が相別に予め巻回されている３つのサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗと、これらのサブボビンを装着した状態で回転可能な円板状のボビンチャック２００のほか、コイルユニット３００’が構成部材として用意される。３つのサブボビンとボビンチャック２００は製造作業に必要な構成部材であり、コイルユニット３００’が三相コイルの一部となる。
【００６７】
３つのサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗとボビンチャック２００は、第１の実施形態において説明したものと同じで良いので、説明は省略する。
【００６８】
コイルユニット３００’は、図１２で説明したセンターコア１１となる、磁性材料による中空のコア体３１０’と、コア体３１０’の外周に装着、固定されたボビン体３２０’からなる。ボビン体３２０’は絶縁性の樹脂材料で作られ、９個のコイルをそれぞれ、コイル長を規定すると共に絶縁状態に区画して形成できるようにするために複数の鍔状の仕切り３２１が等間隔で設けられている。第２の実施形態でも、ボビン体３２０’において隣り合う２つの仕切り３２１の間の部分をコイル受け部と呼ぶ。
【００６９】
第２の実施形態では、第１の実施形態においてコア体３１０の外周に形成した溝３１１は不要であるので、第１の実施形態においてボビン体３２０に形成した切れ目３２２も不要である。つまり、ボビン体３２０’は、断面が筒状のもので良い。
【００７０】
図１７は、コイル製造に伴う第１の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の保持部２２０にコイルユニット３００’のコア体３１０’の一端部がセットされる。以下では、保持部２２０側のコア体３１０’（コイルユニット３００’）の一端を根元側、コア体３１０’の反対端を先端側と呼ぶことがある。
【００７１】
図１８は、コイル製造に伴う第２の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の隣り合う３つのサブボビン装着部２１０にそれぞれサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗが装着される。この時、サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗのそれぞれに巻かれている巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの一部を巻き始め部分として引き出し、それぞれの先端部を粘着テープ等でコア体３１０’の根元側に仮固定する。
【００７２】
図１９は、コイル製造に伴う第３の作業を説明するための図であり、特に図１３に示すＵ相コイルＵ１の形成を開始する作業を説明するための図である。この作業においては、まず、サブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００’の根元側から１番目のコイル受け部の根元側寄りにおいて巻線１１０Ｕがコア体３１０’の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｕを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｕの保持は、図示しない保持機構で行なわれるが、サブボビン１００Ｕは完全固定ではなく、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００’に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００７３】
図２０は、コイル製造に伴う第４の作業を説明するための図であり、図１３に示すＵ相コイルＵ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が図示した矢印の方向（図２０では、時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００’が回転することにより、１番目のコイル受け部への巻線１１０Ｕの巻回が始まる。この時、サブボビン１００Ｖの巻線１１０Ｖ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗは粘着テープ等でコア体３１０’の根元側に仮固定されているので、回転によってコア体３１０’から離れてしまうことはない。
【００７４】
コイルユニット３００’の回転に連れて巻線１１０Ｕの巻回位置がずれてゆき、巻回位置がコイル受け部の先端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００’の回転は維持され、巻回位置が反対端側（上記先端とは反対側の端部）に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置がコイル受け部の反対端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて上述の１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００７５】
図２１は、コイル製造に伴う第５の作業を説明するための図であり、Ｕ相コイルＵ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＵ相コイルＵ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転は停止される。
【００７６】
Ｕ相コイルＵ１の形成終了後、Ｕ相コイルＵ１に続いている巻線１１０Ｕは、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、先端側、反対端側のどちらに位置していても良い。これは、以下の理由による。
【００７７】
第１の実施形態では、コイル巻線の配線渡りをコイルの内側で行うために、巻線巻回作業が終了したら、巻線１１０Ｕを巻回終了後のＵ相コイルＵ１を乗り越えることなく、サブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０に戻す必要があった。これに対し、第２の実施形態では、コイル巻線の配線渡りをコイルの外周に沿わせるようにして行なうので、Ｕ相コイルＵ１に続いている巻線１１０Ｕが、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、先端側、反対端側のどちらに位置していても良い。ちなみに、巻回層数が奇数の場合、Ｕ相コイルＵ１に続く巻線１１０Ｕの位置は先端側になり、巻回層数が偶数の場合、Ｕ相コイルＵ１に続く巻線１１０Ｕの位置は反対端側になることは言うまでもない。
【００７８】
Ｕ相コイルＵ１の形成終了後、サブボビン１００Ｕはボビンチャック２００に戻される。この時、Ｕ相コイルＵ１に続く巻線１１０Ｕは、粘着テープ等でＵ相コイルＵ１の外周に仮固定しておくことが望ましい。
【００７９】
以上の点は、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの巻線巻回作業においても同様である。
【００８０】
図２２は、コイル製造に伴う第６の作業を説明するための図であり、特に、コイルの極性を逆にするために、巻線の巻回方向を上記のＵ相コイルＵ１の巻回作業時とは反対向きにして行う巻線巻回作業を説明するための図である。
【００８１】
なお、１組目のコイルで巻線の巻回方向を反対向きにするのは、図１３、図１４で言えばＷ相コイルＷ１であり、順番では３回目の巻線巻回作業となる。しかし、説明を短くするために、ここでも、巻線の巻回方向を反対向きにするのは２回目であり、Ｖ相コイルＶ１であるものとして説明を進める。
【００８２】
この作業においては、サブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００’の根元側から２番目のコイル受け部の反対端側において前述のサブボビン１００Ｕの保持位置とは点対称となる反対側で、かつ巻線１１０Ｖがコア体３１０’の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｖを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｖの保持も、図示しない保持機構で行なわれ、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００’に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００８３】
なお、巻線１１０Ｖの巻き始め部分の先端は、コア体３１０’の根元側で粘着テープにより仮固定されているので、巻線１１０Ｖをコイルユニット３００’の根元側から２番目のコイル受け部の反対端側まで導くための配線渡りは、Ｕ相コイルＵ１の外周に沿わせて中心軸に平行に行なう。そして、Ｕ相コイルＵ１の外周に沿わせた巻線１１０Ｖを粘着テープ等で仮固定するのが好ましい。
【００８４】
図２３は、コイルの製造に伴う第７の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が、Ｕ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対の図２３に矢印で示す方向（図２３では、反時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００’がＵ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対向きに回転することにより、２番目のコイル受け部への巻線１１０Ｖの巻回が始まる。Ｕ相コイルＵ１の巻回作業時と同様、サブボビン１００Ｕの巻線１１０Ｕ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗが回転によって脱落してしまわないように、巻線１１０Ｕ、１１０Ｗを粘着テープ等でコア体３１０’に仮固定しておくことが望ましい。
【００８５】
コイルユニット３００’の回転に連れて巻線１１０Ｖの巻回位置がコイルユニット３００’の先端側にずれてゆき、巻回位置が２番目のコイル受け部の先端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００’の回転は維持され、巻回位置が反対端側に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置が２番目のコイル受け部の反対端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００８６】
図２４は、コイルの製造に伴う第８の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＶ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転が停止される。Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、サブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０に戻す。なお、Ｖ相コイルＶ１に続く巻線１１０ＶはＶ相コイルＶ１の外周に粘着テープ等で仮固定するのが好ましい。
【００８７】
図２５は、上記のような巻線巻回作業を繰り返すことにより、ボビン体３２０’の９個のコイル受け部すべてにコイルが形成された状態を示す。図１４に即して言えば、コア体３１０’の根元側から順にＵ１−Ｖ１−Ｗ１−Ｕ２−Ｖ２−Ｗ２−Ｕ３−Ｖ３−Ｗ３の配列となる。また、図１３に即して言えば、１組目と３組目のＷ相コイルＷ１、Ｗ３と、２組目のＵ相コイルＵ２とＶ相コイルＶ２が、巻線の巻回方向を反対向きにして巻回されていることになる。
【００８８】
図２５では、ボビンチャック２００からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各サブボビンが取り外されると共に巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗはコア体３１０’の根元側に近い位置で切断され、直列接続された３個のＵ相コイル、３個のＶ相コイル、３個のＷ相コイルのそれぞれの巻線の一端側（反対端側）がコア体３１０’の根元側に導き出されている。巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き始め部分、巻き終わり部分は、スターあるいはデルタ接続のための結線や図１１で説明した制御ドライバー４０への接続に用いられる。
【００８９】
第２の実施形態では、Ｕ相コイルＵ１の外周においてＶ相コイル及びＷ相コイルを形成するためのそれぞれの巻線の配線渡りが行なわれ、Ｖ相コイルＶ１の外周においてＵ相コイルＵ２、Ｗ相コイルＷ１を形成するためのそれぞれの巻線の配線渡りが行なわれている。つまり、ある相のコイルの外周においては、他の２つの相のコイルを形成するための巻線の配線渡りが行なわれることになる。各コイル外周での配線渡りは、コア体３１０’の中心軸方向で直線状になるのが好ましい。
【００９０】
これまでのリニアモータ用の三相コイルの製造方法では、すべてのコイルの巻線の巻回方向を同じにしていたため、極性を反対にする必要があるコイルについては、巻線を巻き始め部分と巻き終わり部分で切断し、隣り合うコイルの巻線との接続を変更したうえで半田付けする必要があった。
【００９１】
これに対し、第２の実施形態によれば、極性を反対にする必要のあるコイルは、巻線の巻回方向を反対向きすることで実現しているので、途中でコイル間の接続の変更を行なう必要がない。つまり、Ｕ相について言えば、Ｕ相コイルＵ１、反対極性のＵ相コイルＵ２、Ｕ相コイルＵ３を、途中での巻線切断、接続変更を行なうことなく１本の連続した巻線で形成することができる。
【００９２】
なお、第２の実施形態においても、ボビンチャック２００とコイルユニット３００’は固定状態とし、巻線の巻回を行なうためにコイル受け部に近い箇所で保持されているサブボビン側を、コイルユニット３００’を中心として旋回（回動）させることで巻線の巻回が行われても良い。
【００９３】
また、第２の実施形態においては、コア体３１０’とボビン体３２０’とを仮固定としておき、上記方法により所定数のコイル形成が終了したら、複数のコイルが形成されているボビン体３２０’をコア体３１０’から取り外すことができる。そして、取り外したコイル付きのボビン体３２０’を図２６に示すように、比較的小さめの曲率を持つ棒状のコア体３１０”に装着、固定し直すことで、ある曲率を持つ軌道を往復移動するリニアモータとして適用することができる。この場合には、ボビン体３２０’は可撓性の絶縁性樹脂材料で作られるのが望ましい。一方、図１２で説明した可動子２０の内径側、つまり複数の環状あるいはＵ形状の永久磁石２１の内径側も全体として上記曲率を持つように作られる。
【００９４】
（第２の実施形態の効果）
以上説明した第２の実施形態によるコイルの製造方法によれば、１相当たり複数のコイルからなる場合であってその中に極性の異なるコイルが存在するような場合であっても１本の巻き線で連続巻きの形態で複数のコイルを形成することができるので半田付けなどの２次的な接続を必要とせず、地絡、短絡の危険性を大幅に軽減できる。
【００９５】
図１５（ｂ）に示したように、配線の渡りがコイル外部で行われるので、コイル内径がほぼフラットになる。よって断面Ｕ形状のヨークと組み合わせてリニアモータを構成することでヨークと永久磁石との間の距離を縮めることができる。これにより、効率的な磁気回路設計が可能となりリニアモータの効率向上が図られる。
【００９６】
１相当たり複数のコイル間で物理的な結線（半田付けなど）を必要としないのでコイルユニットの小型化にも有効である。
【００９７】
以上の第１、第２の実施形態の説明は、図１３に示したリニアモータ用の三相コイルに適用した実施形態であるが、本発明は、２相以上の多相コイルやソレノイドへの適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明による製造方法は、１つの相が複数のコイルからなり、しかもこれらの複数のコイルが連続または断続的に連なるような、リニアモータ用のコイルやソレノイド等のコイルの製造に有効である。
【００９９】
また、本発明による製造方法は、２相以上の多相コイルに適用可能であり、結線もデルタ、スターなどに対応可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 固定子
１１ センターコア
１２ コイル
１３ パイプ
２０ 可動子
２１ 永久磁石
２２ 磁石ケース
２３ ガイドブロック
２４ エンコーダヘッド
３０ ベース
３１ ブラケット
３２ ガイドレール
３５ 電力ケーブル
４１ コンピュータ４１
１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗ サブボビン
１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗ 巻線
２００ ボビンチャック
２１０ サブボビン装着部
２２０ 保持部
３００、３００’ コイルユニット
３１０、３１０’ コア体
３１１ 溝
３２０、３２０’ ボビン体
３２１ 仕切り
３２２ 切れ目
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイルの製造方法に関し、特にリニアモータやソレノイド用のコイルに適した製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータには様々なタイプのものがあるが、大きな駆動力を必要としない場合には、永久磁石とコイルとの組み合わせで構成されることが多い。このような永久磁石とコイルとの組み合わせによるリニアモータは、例えば半導体製造装置の分野において精密用マイクロステージ、または精密位置決めステージの駆動源として適用されている。これは、リニアモータによる駆動機構は、これまで主流であったボールネジ駆動機構に比べて駆動速度が高いうえに位置決め精度が高く、また高い繰り返し位置決め精度、駆動時と停止時のオーバシュート、アンダーシュートが小さく、等速移動時の速度リップルが小さいというような多くの利点があるからである。
【０００３】
図１１を参照して、本発明者により提案されている三相リニアモータについて説明する。このリニアモータは特許文献１に開示されている。
【０００４】
図１１において、リニアモータは、電磁石用コイル（以下、コイルと略称する）を複数個連続的に配列したものを収容した軸体（以下、固定子と呼ぶ）１０と、これらのコイルからの磁束との相互作用により固定子１０の延在方向と同じ方向に走行可能とした可動磁石体（以下、可動子と呼ぶ）２０とを含む。固定子１０は、ベース３０上に間隔をおいて固定された２つのブラケット３１の間に架け渡されている。
【０００５】
図１２をも参照して、固定子１０と可動子２０の内部構造について説明する。固定子１０は、中空軸状のセンターコア１１と、センターコア１１の周囲に装着された複数のコイル１２と、複数のコイル１２の外周側をカバーするように組み合わされたパイプ１３とを含む。コイル１２は制御ドライバー４０のモータ接続端子に接続されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含み、これらの各コイルはセンターコア１１の周囲にその磁極軸がセンターコア１１の軸芯に平行になるようにして可動子２０の走行範囲にわたって装着されている。
【０００６】
可動子２０は、パイプ１３を囲むことができるような環状の複数の永久磁石２１と、これら複数の永久磁石２１を収容している磁石ケース２２とを含む。複数の永久磁石２１は、同じ長さ寸法を持ち、しかも隣接する磁極が互いに反対向きになり、かつ磁極軸がセンターコア１１の軸芯に平行になるように直列的に組み合わされて磁石ケース２２に収容されている。コイル１２、永久磁石２１のサイズは、推力、リニアモータ全体の大きさ等の条件により変わるが、すべての永久磁石２１は軸方向の寸法が等しく、また三相リニアモータの場合軸方向の寸法がコイル１２の磁極軸方向の寸法の３倍になるように作られる。なお、永久磁石は断面Ｕ形状の場合もある。
【０００７】
パイプ１３の内径はコイル１２の外径よりやや大きく、外径が永久磁石２１の内径よりやや小さくなるようにされている。このようにして、パイプ１３の外面側と永久磁石２１の内面側との間及びコイル１２の外面側とパイプ１３の内面側との間にはそれぞれ、ギャップができるようにされている。そして、センターコア１１の中空部、場合によってはコイル１２の外面側とパイプ１３の内面側との間のギャップを気体や液体による冷却空間として利用する。パイプ１３にはステンレス等の非磁性金属材料が用いられるが、他の材料、例えば樹脂材料でも良い。なお、パイプ１３は省略される場合もある。
【０００８】
可動子２０は、パイプ１３の外周に対してギャップを維持した状態、すなわちパイプ１３に非接触状態で移動させる必要がある。これは、ガイドブロック２３とガイドレール３２により実現される。すなわち、磁石ケース２２には２つのガイドブロック２３が組み合わされ、これら２つのガイドブロック２３が可動子２０の走行方向に沿うようにベース３０上に配置されたガイドレール３２によりスライド案内されるようにしている。
【０００９】
図１１に戻って、ベース３０上には可動子２０の走行方向に沿ってリニアエンコーダ用のリニアスケール３３が配置され、磁石ケース２２にはリニアスケール３３に対向するようにエンコーダヘッド２４が設けられている。エンコーダヘッド２４からの検出信号は可撓性の信号ケーブルを持つキャタピラ状のケーブルベヤ（図示省略）を介して制御ドライバー４０に入力される。エンコーダヘッド２４からの検出信号は可動子２０の位置決め制御に利用されることは言うまでも無い。また、固定子１０内の各コイル１２は、ブラケット３１を介して三相用の電力ケーブル３５に接続され、電力ケーブル３５は制御ドライバー４０に接続されている。制御ドライバー４０は、単相１００Ｖの交流電源５０に接続する場合、単相−三相変換器を内蔵し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相がＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに接続される。但し、電源のＵ相、Ｖ相、Ｗ相がＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに一対一の関係で接続されるとは限らない。電源とＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとの接続には様々な形態がある。制御ドライバー４０にはまた、制御データ入力手段及びデータ処理手段としてパーソナルコンピュータ等によるコンピュータ４１が接続され、コンピュータ４１から与えられるデータに基づき、エンコーダヘッド２４からの検出信号を用いて可動子２０の位置決め制御や速度制御をフルクローズドループ制御で実行する。
【００１０】
図１３は、３つのＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルを１組とする基本構成を３組、すなわち合計９個のコイルを備える場合の接続と制御ドライバー４０を使用する場合の接続例を示す。ここでは、Ｕ相コイルについては第１のコイルＵ１の巻き始め端Ｓを制御ドライバー４０のＵ端子に接続し、第１のコイルＵ１の巻き終り端Ｅを第２のコイルＵ２の巻き終り端Ｅに接続している。そして、第２のコイルＵ２の巻き始め端Ｓを第３のコイルＵ３の巻き始め端Ｓに接続し、第３のコイルＵ３の巻き終り端Ｅをコモン端子に接続している。同様に、Ｗ相コイルについては第１のコイルＷ１の巻き終り端Ｅを制御ドライバー４０のＷ端子に接続し、第１のコイルＷ１の巻き始め端Ｓを第２のコイルＷ２の巻き始め端Ｓに接続している。そして、第２のコイルＷ２の巻き終り端Ｅを第３のコイルＷ３の巻き終り端Ｅに接続し、第３のコイルＷ３の巻き始め端Ｓをコモン端子に接続している。一方、Ｖ相コイルについては第１のコイルＶ１の巻き始め端Ｓを制御ドライバー４０のＶ端子に接続し、第１のコイルＶ１の巻き終り端Ｅを第２のコイルＶ２の巻き終り端Ｅに接続している。そして、第２のコイルＶ２の巻き始め端Ｓを第３のコイルＶ３の巻き始め端Ｓに接続し、第３のコイルＶ３の巻き終り端Ｅをコモン端子に接続している。
【００１１】
簡単に言えば、図１３のように９個のコイルを備える場合には、２つの相については３つのコイルのうちの中間のコイルをその両側のコイルと巻き始め端Ｓ、巻き終り端Ｅを逆にして接続し、残りの１つの相については３つのコイルのうちの両側のコイルをそれらの間のコイルと巻き始め端Ｓ、巻き終り端Ｅを逆にして接続している。
【００１２】
これを１２個以上、すなわち４組以上の複数の組のコイルを有する場合について言えば、複数組における複数のＵ相コイル、複数のＷ相コイル、複数のＶ相コイルはそれぞれ相毎に直列接続されて制御ドライバー４０にスター結線により接続される。しかも、２つの相における複数のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの１つの相における複数のコイルは奇数組における磁極が前記２つの相における複数のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記２つの相における複数のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続される。
【００１３】
上記のリニアモータは、小型化に適しており、コイルを固定し、永久磁石を可動としたことにより、コイルにおける発熱に対する冷却構造を簡単にすることができ、可動部に対して電力を供給する必要が無いので可撓性の電力ケーブルを引きずることが無くなり、引きずりに起因する断線トラブルが少なくなる等の様々な利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２９１２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、図１３に示すような三相リニアモータ用のコイルは以下のようにして作製される。
【００１６】
図１４をも参照して、センターコア１１の外周に９個のコイルを装着する場合、３個のＵ相コイルＵ１〜Ｕ３、３個のＶ相コイルＶ１〜Ｖ３、３個のＷ相コイルＷ１〜Ｗ３がそれぞれ相順に配列されると共に、相毎に直列接続されてスター結線により制御ドライバー４０に接続される。つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれについて３組のコイルからなる場合、図１３に関連して説明したように、２つの相（図１３ではＵ相、Ｖ相）における３個のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの１つの相（図１３ではＷ相）における３個のコイルは奇数組における磁極が前記２つの相における３個のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記２つの相における３個のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続される。
【００１７】
すなわち、図１４に示すＵ相コイルＵ１〜Ｕ３、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ３、Ｗ相コイルＷ１〜Ｗ３のいずれも巻線形態、特に巻線の巻回方向はすべて同じであるので、磁極を反対向きにするためにはコイル毎に接続を変える必要がある。例えば、図１３のＵ相コイルＵ１、Ｕ２について言えば、図１４におけるＵ相コイルＵ１の巻き終わり端Ｅを、Ｕ相コイルＵ２の巻き始め端Ｓではなく巻き終わり端Ｅに半田付け接続する必要がある。
【００１８】
つまり、これまでのリニアモータ用のコイルは、コイル毎に巻線の半田付け接続を必要としていた。
【００１９】
本発明の課題は、１相当たり複数のコイルを備え、極性を考慮する必要がある場合であっても１相当たり複数のコイルを連続した１本の巻線で形成することのできるコイルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の態様によれば、軸状のコアの外周に、１つの相が複数のコイルからなる２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法であって、前記コアの外周にはコイルの形成領域より長い範囲にわたって軸方向に延びる溝が形成されており、各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、各相の巻線の巻き始め部分を前記コアの一端側から前記溝に収容した状態にて前記コアの他端側に延ばす工程と、はじめに巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記はじめに巻回を行なう相の巻線を所定範囲にわたって巻回して最初のコイルを形成する第１の工程と、前記最初のコイル形成の終了後、前記最初のコイルに続いている前記はじめに巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第２の工程と、次に巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記次に巻回を行う相の巻線を前記最初のコイルに隣接させて所定範囲にわたって巻回して次のコイルを形成する第３の工程と、前記次のコイル形成の終了後、前記次のコイルに続いている前記次に巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第４の工程と、を含むことを特徴とするコイルの製造方法が提供される。
【００２１】
本発明によるコイルの製造方法は以下の形態で実現されても良い。
【００２２】
前記各相に対応する巻線を相別にボビンに巻回した状態で用意し、前記コアをその一端側で保持する保持部を有すると共に、前記相別のボビンを個別に装着する複数のボビン装着部を有するチャック部材を備え、該チャック部材の前記保持部で前記コアの一端側を保持すると共に、巻回を行なう相以外のボビンは前記ボビン装着部に装着した状態とする一方、巻回を行なう相のボビンは前記ボビン装着部から外して巻回を行なうべき領域に近い所定箇所にて当該巻回を行なう相の巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にして当該巻回を行なう相の巻線の巻回を行なう。
【００２３】
前記コアを保持している前記チャック部材を前記コアの中心軸を中心として回転駆動することにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうか、あるいは前記巻回を行なう相のボビンを、前記巻回を行なうべき領域に近い箇所にて前記コアの中心軸を中心として旋回させることにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なう。
【００２４】
前記コアにおける前記コイルの形成領域となる部位に絶縁性材料からなるボビン体を装着し、該ボビン体には、等間隔で設けられた複数の仕切りによって、形成されるべきコイル数に対応したコイル受け部を形成すると共に、前記コアに形成された前記溝を露出させるために、前記溝に対応する領域に切れ目を形成する。
【００２５】
前記巻回を行なう相の巻線の巻回は、前記コイル受け部へのコイル形成の終了後、当該コイルに続いている前記巻回を行なう相の巻線が前記コイル受け部の軸方向の両端部のうち、前記チャック部材に近い側の端部に位置するように行なう。
【００２６】
前記１つの相における複数のコイルのうちの少なくとも１つが前記第１の工程で形成されるコイルとは極性が逆である場合、前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線を巻回したボビンを、前記所定箇所に対して点対称の箇所にて前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にし、かつ巻線の巻回方向を前記第１の工程における巻線の巻回方向とは逆向きにして当該少なくとも１つのコイルを形成するための巻線の巻回を行なう。
【００２７】
本発明の第２の態様によれば、絶縁性材料からなる筒状のボビン体の外周に、１つの相が複数のコイルからなる第１、第２の相を含む２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法が提供される。
【００２８】
第２の態様による製造方法は、各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、一番目に巻回を行なう第１の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出した状態にて該第１の相の巻線を前記ボビン体の周囲の第１の領域に巻回して第１の相の一番目のコイルを形成する第１の工程と、二番目に巻回を行なう第２の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出すると共に該第２の相の巻線を前記一番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて、該第２の相の巻線を前記一番目のコイルに隣接した前記ボビン体の周囲の第２の領域に巻回して第２の相の一番目のコイルを形成する第２の工程と、を含む。特に、第２の態様による製造方法においては、以後、前記第１の相の巻線を巻回してＮ番目（Ｎは正の整数）のコイルを形成する場合、該第１の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第１の相の巻線を、前記第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該Ｎ番目のコイルを形成する一方、前記第２の相の巻線を巻回してＮ番目のコイルを形成する場合、該第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第２の相の巻線を、前記第１の相のＮ番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該第２の相のＮ番目のコイルを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るコイルの製造方法によれば、１相当たり複数のコイルからなる場合であってその中に極性の異なるコイルが存在するような場合であっても１本の巻き線で連続巻きの形態で複数のコイルを形成することができるので半田付けなどの２次的な接続を必要とせず、地絡、短絡の危険性を大幅に軽減できる。
【００３０】
１相当たり複数のコイル間で物理的な結線（半田付けなど）を必要としないのでコイルユニットの小型化にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態において用意される構成部材について説明するための図である。
【図２】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第１の作業について説明するための図である。
【図３】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第２の作業について説明するための図である。
【図４】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第３の作業について説明するための図である。
【図５】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第４の作業について説明するための図である。
【図６】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第５の作業について説明するための図である。
【図７】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第６の作業について説明するための図である。
【図８】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第７の作業について説明するための図である。
【図９】本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態の第８の作業について説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態によるコイルの製造方法により９個のコイルの形成が終了した後の状態を示す図である。
【図１１】本発明の適用が考えられる、本発明者により提案されているリニアモータとその周辺機器について説明するための図である。
【図１２】図１１に示されているリニアモータの内部構造を説明するための図である。
【図１３】図１１に示されているリニアモータにおける三相コイルの結線形態を説明するための図である。
【図１４】図１３に示されている三相コイルを構成している複数のコイルの配置形態を示した図である。
【図１５】本発明が適用され得るリニアモータの主要部の断面図である。
【図１６】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態において用意される構成部材について説明するための図である。
【図１７】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第１の作業について説明するための図である。
【図１８】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第２の作業について説明するための図である。
【図１９】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第３の作業について説明するための図である。
【図２０】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第４の作業について説明するための図である。
【図２１】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第５の作業について説明するための図である。
【図２２】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第６の作業について説明するための図である。
【図２３】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第７の作業について説明するための図である。
【図２４】本発明に係るコイルの製造方法の第２の実施形態の第８の作業について説明するための図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態によるコイルの製造方法により９個のコイルの形成が終了した後の状態を示す図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態の変形例として、曲率を持つ軌道を往復移動するリニアモータへの適用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
以下に、図面を参照して、本発明に係るコイルの製造方法の第１の実施形態について作業順に説明する。
【００３３】
第１の実施形態は、図１３で説明したリニアモータ用の固定子１０（三相コイル）を製造する場合に適用される例である。
【００３４】
図１は、図１３で説明したような、９個のコイルからなるリニアモータ用の三相コイルを製造するのに適した構成部材を示す。第１の実施形態においては、巻線が相別に予め巻回されている３つのサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗと、これらのサブボビンを装着した状態で回転可能な円板状のボビンチャック２００のほか、コイルユニット３００が構成部材として用意されるが、３つのサブボビンとボビンチャック２００は製造作業に必要な構成部材であり、コイルユニット３００が三相コイルの一部となる。
【００３５】
ボビンチャック２００は、その一面側に、サブボビンを装着することのできるサブボビン装着部２１０を周方向に間隔をおいて複数個（ここでは６個）有すると共に、一面側の中心部にコイルユニット３００の一端側を保持することのできる保持部２２０を有する。ここでは、サブボビン装着部２１０はサブボビンの中心部の貫通穴に挿し込むことでサブボビンを保持する軸体であり、保持部２２０はコイルユニット３００の一端側を挿し込むことのできる筒状の受け部を持つ。図示は省略しているが、ボビンチャック２００は、回転駆動機構により、その中心を軸として回転することができるようにテーブル等に設置される。このため、サブボビンはサブボビン装着部２１０に対して回転せず、かつサブボビン装着部２１０から簡単に脱落しないような構造で保持されるのが望ましい。一方、コイルユニット３００も保持部２２０に対して回転せず、かつ保持部２２０から簡単に脱落しないような構造で保持されるのが望ましい。回転防止は、例えばキーとキー溝で実現できる。以下では、サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗはそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルを形成するためのものであるとする。
【００３６】
コイルユニット３００は、図１２で説明したセンターコア１１となる、磁性材料による中空のコア体３１０と、コア体３１０の外周に装着、固定されたボビン体３２０からなる。ボビン体３２０は絶縁性の樹脂材料で作られ、図１２では図示が省略されているが、９個のコイルをそれぞれ、コイル長を規定すると共に絶縁状態に区画して形成できるようにするために複数の鍔状の仕切り３２１が等間隔で設けられている。以下では、ボビン体３２０において隣り合う２つの仕切り３２１の間の部分をコイル受け部と呼ぶことがある。コア体３１０には、その外周にボビン体３２０よりも長い範囲にわたって中心軸に沿って延びる溝３１１が形成されている。後述する理由により、この溝３１１はボビン体３２０から露出させる必要があり、このために、ボビン体３２０にはコア体３１０の溝３１１に沿って切れ目３２２（図２）が形成されている。つまり、ボビン体３２０は、断面略Ｃ形状である。
【００３７】
図２は、コイルの製造に伴う第１の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の保持部２２０にコイルユニット３００のコア体３１０の一端部がセットされる。以下では、保持部２２０側のコイルユニット３００の一端を根元側、コイルユニット３００の反対端を先端側と呼ぶことがある。
【００３８】
図３は、コイルの製造に伴う第２の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の隣り合う３つのサブボビン装着部２１０にそれぞれサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗが装着される。この時、サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗに巻かれている巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの一部を巻き始め部分として引き出して、それぞれを溝３１１内に収容した状態にて溝３１１の先端側まで延ばし、それぞれの先端部を粘着テープ等でコア体３１０に仮固定する。
【００３９】
図４は、コイルの製造に伴う第３の作業を説明するための図であり、特に図１３に示すＵ相コイルＵ１の形成を開始する作業を説明するための図である。この作業においては、まず、サブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００の先端側から１番目のコイル受け部の先端寄りにおいて巻線１１０Ｕがコア体３１０の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｕを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｕの保持は、図示しない保持機構で行なわれるが、サブボビン１００Ｕは完全固定ではなく、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００４０】
図５は、コイルの製造に伴う第４の作業を説明するための図であり、図１３に示すＵ相コイルＵ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が図示した矢印の方向（図５では、時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００が回転することにより、１番目のコイル受け部への巻線１１０Ｕの巻回が始まる。この時、溝３１１内にあるサブボビン１００Ｖの巻線１１０Ｖ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗが回転によって溝３１１から脱落してしまわないように、巻線１１０Ｖ、１１０Ｗを粘着テープ等でコア体３１０に仮固定しておくことが望ましい。
【００４１】
コイルユニット３００の回転に連れて巻線１１０Ｕの巻回位置がずれてゆき、巻回位置がコイル受け部の反対端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００の回転は維持され、巻回位置が先端側に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置がコイル受け部の先端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて上述の１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００４２】
図６は、コイルの製造に伴う第５の作業を説明するための図であり、Ｕ相コイルＵ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＵ相コイルＵ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転は停止される。この時、コア体３１０の溝３１１が上方に位置していることが好ましい。これは、Ｕ相コイルＵ１の巻線巻回作業が終了したら、サブボビン１００Ｕをボビンチャック２００のサブボビン装着部２１０に戻す必要があり、その際、巻線１１０Ｕを溝３１１内に収容した状態とする必要があるからである。図６は、この状態を示している。
【００４３】
Ｕ相コイルＵ１の形成終了後、Ｕ相コイルＵ１に続いている巻線１１０Ｕは、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、ボビンチャック２００に近い側の端部に位置している。これは、以下の理由による。
【００４４】
巻線巻回作業が終了したら、巻線１１０Ｕを巻回終了後のＵ相コイルＵ１を乗り越えることなく、溝３１１内に収容させつつサブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０に戻す必要がある。このためには、巻線巻回作業終了時の巻線１１０Ｕの巻回位置がコイル受け部の軸方向の両端部のうち、ボビンチャック２００に近い側の端部寄り（反対端寄り）になっている必要がある。これは、Ｕ相コイルＵ１の巻回層数を奇数にすることで実現できる。Ｕ相コイルＵ１の巻回層数を偶数にせざるを得ない事情がある場合には、巻線１１０Ｕの巻き始めの巻回位置を、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、ボビンチャック２００に近い側の端部寄りとすれば良いことは言うまでもない。
【００４５】
以上の点は、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの巻線巻回作業においても同様である。
【００４６】
図７は、コイルの製造に伴う第６の作業を説明するための図であり、特に、コイルの極性を逆にするために、巻線の巻回方向を上記のＵ相コイルＵ１の巻回作業時とは反対向きにして行う巻線巻回作業を説明するための図である。
【００４７】
なお、１組目のコイルで巻線の巻回方向を反対向きにするのは、図１３、図１４で言えばＷ相コイルＷ１であり、順番では３回目の巻線巻回作業となる。しかし、説明を短くするために、ここでは、巻線の巻回方向を反対向きにするのは２回目であり、Ｖ相コイルＶ１であるものとして説明を進める。
【００４８】
この作業においては、サブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００の先端側から２番目のコイル受け部の先端側寄りにおいて前述のサブボビン１００Ｕの保持位置とは点対称となる反対側で、かつ巻線１１０Ｖがコア体３１０の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｖを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｖの保持も、図示しない保持機構で行なわれ、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００４９】
図８は、コイルの製造に伴う第７の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が、Ｕ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対の図８に矢印で示す方向（図８では、反時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００がＵ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対向きに回転することにより、２番目のコイル受け部への巻線１１０Ｖの巻回が始まる。Ｕ相コイルＵ１の巻回作業時と同様、溝３１１内にあるサブボビン１００Ｕの巻線１１０Ｕ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗが回転によって溝３１１から脱落してしまわないように、巻線１１０Ｕ、１１０Ｗを粘着テープ等でコア体３１０に仮固定しておくことが望ましい。
【００５０】
コイルユニット３００の回転に連れて巻線１１０Ｖの巻回位置がボビンチャック２００側にずれてゆき、巻回位置が２番目のコイル受け部の反対端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００の回転は維持され、巻回位置が先端側に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置が２番目のコイル受け部の先端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００５１】
図９は、コイルの製造に伴う第８の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＶ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転が停止される。この時、コア体３１０の溝３１１は上方に位置している。Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、巻線１１０Ｖを巻回終了後のＶ相コイルＶ１を乗り越えることなく、溝３１１内に収容させつつサブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０に戻す。このため、Ｖ相コイルＶ１の巻回層数は、Ｕ相コイルＵ１の巻回層数と同じ奇数であることは言うまでもない。
【００５２】
図１０は、上記のような巻線巻回作業を繰り返すことにより、ボビン体３２０の９個のコイル受け部すべてにコイルが形成された状態を示す。図１４に即して言えば、先端側から順にＵ１−Ｖ１−Ｗ１−Ｕ２−Ｖ２−Ｗ２−Ｕ３−Ｖ３−Ｗ３の配列となる。また、図１３に即して言えば、１組目と３組目のＷ相コイルＷ１、Ｗ３と、２組目のＵ相コイルＵ２とＶ相コイルＶ２が、巻線の巻回方向を反対向きにして巻回されていることになる。
【００５３】
これまでのリニアモータ用の三相コイルの製造方法では、すべてのコイルの巻線の巻回方向を同じにしていたため、極性を反対にする必要があるコイルについては、巻線を巻き始め部分と巻き終わり部分で切断し、隣り合うコイルの巻線との接続を変更したうえで半田付けする必要があった。
【００５４】
これに対し、第１の実施形態によれば、極性を反対にする必要のあるコイルは、巻線の巻回方向を反対向きすることで実現しているので、途中でコイル間の接続の変更を行なう必要がない。つまり、Ｕ相について言えば、Ｕ相コイルＵ１、反対極性のＵ相コイルＵ２、Ｕ相コイルＵ３を、途中での巻線切断、接続変更を行なうことなく１本の連続した巻線で形成することができる。
【００５５】
サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗはすべてサブボビン装着部２１０に戻され、それぞれの巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き終わり部分が溝３１１から導出されている。上述したように、巻線の巻き始め部分から巻き終わり部分までの間に半田付け接続箇所やコイルの外側に出ている部分は無い。
【００５６】
この後、巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き終わり部分は所定の長さの部位で切断され、コイルユニット３００をボビンチャック２００から取り外して図１２で説明したような固定子を構成するために使用される。勿論、巻線を溝３１１内でコア体３１０に仮固定するために用いられた粘着テープ等は取り外されている。巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き始め部分、巻き終わり部分は、スターあるいはデルタ接続のための結線や図１１で説明した制御ドライバー４０への接続に用いられる。
【００５７】
なお、第１の実施形態ではボビンチャック２００側を回転駆動するようにしているが、ボビンチャック２００とコイルユニット３００は固定状態とし、巻線の巻回を行なうためにコイル受け部に近い箇所で保持されているサブボビン側を、コイルユニット３００を中心として旋回（回動）させることで巻線の巻回が行われても良い。
【００５８】
（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態によるコイルの製造方法によれば、１相当たり複数のコイルからなる場合であってその中に極性の異なるコイルが存在するような場合であっても１本の巻き線で連続巻きの形態で複数のコイルを形成することができるので半田付けなどの２次的な接続を必要とせず、地絡、短絡の危険性を大幅に軽減できる。
【００５９】
図１５（ａ）に示すように、配線の渡りがコイル内部で行われるので、コイル外径がほぼフラットになる。よってリニアモータを構成する際にコイルと永久磁石との間の距離を縮めることができる。これにより、効率的な磁気回路設計が可能となりリニアモータの効率向上が図られる。
【００６０】
１相当たり複数のコイル間で物理的な結線（半田付けなど）を必要としないのでコイルユニットの小型化にも有効である。
【００６１】
なお、コア体３１０が中空である場合、全体の軽量化を図ったり、コイルによる発熱を冷却する必要がある場合に冷却用媒体の通路として利用したりするのに適しているが、中空でなく棒状であっても良い。
【００６２】
また、ボビン体３２０のコイル受け部の個数は、巻回するコイルの個数に一致させているが、以下のような形態にしても良い。コイル受け部の個数が、例えば６個のボビン体Ａ、１２個のボビン体Ｂ、・・・、ｎ個のボビン体Ｎ、というように複数種類を用意し、コイルが６個以下の場合はボビン体Ａ、７個から１２個の場合はボビン体Ｂを用いるというような形態にすることで汎用性を持たせることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６４】
図１５は、リニアモータの主要部の断面図であり、図１５（ａ）は上記第１の実施形態により製造されたコイルを用いたリニアモータの主要部の断面を示す。複数のコイルの巻線の配線渡りがコア１１の外周に形成された溝１１１を通して行なわれているので、コイルの外径側に突出部が無く、コイルの外周と環状の永久磁石の内周との間の距離を縮めることができることが理解できよう。図１５（ｂ）は、永久磁石として環状ではなく、断面Ｕ形状の永久磁石２１’を用いたリニアモータの主要部の断面を示す。この場合、コイル１２の外周と永久磁石２１’の内面側との間には空隙を介して対向しないスペースができるので、複数のコイルの巻線の配線渡りはこのスペースを利用して行なうようにしても良い。つまり、図１５（ｂ）では、複数のコイルの巻線の渡りをコイル１２の外周側で行なうようにしている。
【００６５】
第２の実施形態は、図１に示す第１の実施形態と同様、図１３に示したリニアモータ用の固定子（三相コイル）を製造する場合に適用される例である。
【００６６】
図１６は、図１３で説明したような、９個のコイルからなるリニアモータ用の三相コイルを製造するのに適した構成部材を示す。第２の実施形態においても、巻線が相別に予め巻回されている３つのサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗと、これらのサブボビンを装着した状態で回転可能な円板状のボビンチャック２００のほか、コイルユニット３００’が構成部材として用意される。３つのサブボビンとボビンチャック２００は製造作業に必要な構成部材であり、コイルユニット３００’が三相コイルの一部となる。
【００６７】
３つのサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗとボビンチャック２００は、第１の実施形態において説明したものと同じで良いので、説明は省略する。
【００６８】
コイルユニット３００’は、図１２で説明したセンターコア１１となる、磁性材料による中空のコア体３１０’と、コア体３１０’の外周に装着、固定されたボビン体３２０’からなる。ボビン体３２０’は絶縁性の樹脂材料で作られ、９個のコイルをそれぞれ、コイル長を規定すると共に絶縁状態に区画して形成できるようにするために複数の鍔状の仕切り３２１が等間隔で設けられている。第２の実施形態でも、ボビン体３２０’において隣り合う２つの仕切り３２１の間の部分をコイル受け部と呼ぶ。
【００６９】
第２の実施形態では、第１の実施形態においてコア体３１０の外周に形成した溝３１１は不要であるので、第１の実施形態においてボビン体３２０に形成した切れ目３２２も不要である。つまり、ボビン体３２０’は、断面が筒状のもので良い。
【００７０】
図１７は、コイル製造に伴う第１の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の保持部２２０にコイルユニット３００’のコア体３１０’の一端部がセットされる。以下では、保持部２２０側のコア体３１０’（コイルユニット３００’）の一端を根元側、コア体３１０’の反対端を先端側と呼ぶことがある。
【００７１】
図１８は、コイル製造に伴う第２の作業を説明するための図であり、ボビンチャック２００の隣り合う３つのサブボビン装着部２１０にそれぞれサブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗが装着される。この時、サブボビン１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗのそれぞれに巻かれている巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの一部を巻き始め部分として引き出し、それぞれの先端部を粘着テープ等でコア体３１０’の根元側に仮固定する。
【００７２】
図１９は、コイル製造に伴う第３の作業を説明するための図であり、特に図１３に示すＵ相コイルＵ１の形成を開始する作業を説明するための図である。この作業においては、まず、サブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００’の根元側から１番目のコイル受け部の根元側寄りにおいて巻線１１０Ｕがコア体３１０’の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｕを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｕの保持は、図示しない保持機構で行なわれるが、サブボビン１００Ｕは完全固定ではなく、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００’に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００７３】
図２０は、コイル製造に伴う第４の作業を説明するための図であり、図１３に示すＵ相コイルＵ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が図示した矢印の方向（図２０では、時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００’が回転することにより、１番目のコイル受け部への巻線１１０Ｕの巻回が始まる。この時、サブボビン１００Ｖの巻線１１０Ｖ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗは粘着テープ等でコア体３１０’の根元側に仮固定されているので、回転によってコア体３１０’から離れてしまうことはない。
【００７４】
コイルユニット３００’の回転に連れて巻線１１０Ｕの巻回位置がずれてゆき、巻回位置がコイル受け部の先端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００’の回転は維持され、巻回位置が反対端側（上記先端とは反対側の端部）に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置がコイル受け部の反対端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて上述の１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００７５】
図２１は、コイル製造に伴う第５の作業を説明するための図であり、Ｕ相コイルＵ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＵ相コイルＵ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転は停止される。
【００７６】
Ｕ相コイルＵ１の形成終了後、Ｕ相コイルＵ１に続いている巻線１１０Ｕは、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、先端側、反対端側のどちらに位置していても良い。これは、以下の理由による。
【００７７】
第１の実施形態では、コイル巻線の配線渡りをコイルの内側で行うために、巻線巻回作業が終了したら、巻線１１０Ｕを巻回終了後のＵ相コイルＵ１を乗り越えることなく、サブボビン１００Ｕをサブボビン装着部２１０に戻す必要があった。これに対し、第２の実施形態では、コイル巻線の配線渡りをコイルの外周に沿わせるようにして行なうので、Ｕ相コイルＵ１に続いている巻線１１０Ｕが、コイル受け部の軸方向の両端部のうち、先端側、反対端側のどちらに位置していても良い。ちなみに、巻回層数が奇数の場合、Ｕ相コイルＵ１に続く巻線１１０Ｕの位置は先端側になり、巻回層数が偶数の場合、Ｕ相コイルＵ１に続く巻線１１０Ｕの位置は反対端側になることは言うまでもない。
【００７８】
Ｕ相コイルＵ１の形成終了後、サブボビン１００Ｕはボビンチャック２００に戻される。この時、Ｕ相コイルＵ１に続く巻線１１０Ｕは、粘着テープ等でＵ相コイルＵ１の外周に仮固定しておくことが望ましい。
【００７９】
以上の点は、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの巻線巻回作業においても同様である。
【００８０】
図２２は、コイル製造に伴う第６の作業を説明するための図であり、特に、コイルの極性を逆にするために、巻線の巻回方向を上記のＵ相コイルＵ１の巻回作業時とは反対向きにして行う巻線巻回作業を説明するための図である。
【００８１】
なお、１組目のコイルで巻線の巻回方向を反対向きにするのは、図１３、図１４で言えばＷ相コイルＷ１であり、順番では３回目の巻線巻回作業となる。しかし、説明を短くするために、ここでも、巻線の巻回方向を反対向きにするのは２回目であり、Ｖ相コイルＶ１であるものとして説明を進める。
【００８２】
この作業においては、サブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０から取り外し、コイルユニット３００’の根元側から２番目のコイル受け部の反対端側において前述のサブボビン１００Ｕの保持位置とは点対称となる反対側で、かつ巻線１１０Ｖがコア体３１０’の中心軸に略直角となるようにした状態でサブボビン１００Ｖを保持する。この状態でのサブボビン１００Ｖの保持も、図示しない保持機構で行なわれ、中心軸方向やこれに直角な方向（コイルユニット３００’に接近、離反する方向）にある程度移動可能な状態にて保持される。
【００８３】
なお、巻線１１０Ｖの巻き始め部分の先端は、コア体３１０’の根元側で粘着テープにより仮固定されているので、巻線１１０Ｖをコイルユニット３００’の根元側から２番目のコイル受け部の反対端側まで導くための配線渡りは、Ｕ相コイルＵ１の外周に沿わせて中心軸に平行に行なう。そして、Ｕ相コイルＵ１の外周に沿わせた巻線１１０Ｖを粘着テープ等で仮固定するのが好ましい。
【００８４】
図２３は、コイルの製造に伴う第７の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１のための巻線巻回作業を説明するための図である。この作業においては、ボビンチャック２００が、Ｕ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対の図２３に矢印で示す方向（図２３では、反時計回り方向）に回転駆動される。これによってコイルユニット３００’がＵ相コイルＵ１の巻回作業の時とは反対向きに回転することにより、２番目のコイル受け部への巻線１１０Ｖの巻回が始まる。Ｕ相コイルＵ１の巻回作業時と同様、サブボビン１００Ｕの巻線１１０Ｕ、サブボビン１００Ｗの巻線１１０Ｗが回転によって脱落してしまわないように、巻線１１０Ｕ、１１０Ｗを粘着テープ等でコア体３１０’に仮固定しておくことが望ましい。
【００８５】
コイルユニット３００’の回転に連れて巻線１１０Ｖの巻回位置がコイルユニット３００’の先端側にずれてゆき、巻回位置が２番目のコイル受け部の先端寄りまでずれると１層目の巻回が終了するが、コイルユニット３００’の回転は維持され、巻回位置が反対端側に向けてずれてゆくことにより２層目の巻回が行なわれる。巻回位置が２番目のコイル受け部の反対端寄りまでずれると２層目の巻回が終了し、続いて１層目と同様の形態で３層目の巻回が始まる。
【００８６】
図２４は、コイルの製造に伴う第８の作業を説明するための図であり、Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業終了後の作業を説明するための図である。所望の巻数のＶ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、ボビンチャック２００の回転が停止される。Ｖ相コイルＶ１の巻線巻回作業が終了したら、サブボビン１００Ｖをサブボビン装着部２１０に戻す。なお、Ｖ相コイルＶ１に続く巻線１１０ＶはＶ相コイルＶ１の外周に粘着テープ等で仮固定するのが好ましい。
【００８７】
図２５は、上記のような巻線巻回作業を繰り返すことにより、ボビン体３２０’の９個のコイル受け部すべてにコイルが形成された状態を示す。図１４に即して言えば、コア体３１０’の根元側から順にＵ１−Ｖ１−Ｗ１−Ｕ２−Ｖ２−Ｗ２−Ｕ３−Ｖ３−Ｗ３の配列となる。また、図１３に即して言えば、１組目と３組目のＷ相コイルＷ１、Ｗ３と、２組目のＵ相コイルＵ２とＶ相コイルＶ２が、巻線の巻回方向を反対向きにして巻回されていることになる。
【００８８】
図２５では、ボビンチャック２００からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各サブボビンが取り外されると共に巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗはコア体３１０’の根元側に近い位置で切断され、直列接続された３個のＵ相コイル、３個のＶ相コイル、３個のＷ相コイルのそれぞれの巻線の一端側（反対端側）がコア体３１０’の根元側に導き出されている。巻線１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗの巻き始め部分、巻き終わり部分は、スターあるいはデルタ接続のための結線や図１１で説明した制御ドライバー４０への接続に用いられる。
【００８９】
第２の実施形態では、Ｕ相コイルＵ１の外周においてＶ相コイル及びＷ相コイルを形成するためのそれぞれの巻線の配線渡りが行なわれ、Ｖ相コイルＶ１の外周においてＵ相コイルＵ２、Ｗ相コイルＷ１を形成するためのそれぞれの巻線の配線渡りが行なわれている。つまり、ある相のコイルの外周においては、他の２つの相のコイルを形成するための巻線の配線渡りが行なわれることになる。各コイル外周での配線渡りは、コア体３１０’の中心軸方向で直線状になるのが好ましい。
【００９０】
これまでのリニアモータ用の三相コイルの製造方法では、すべてのコイルの巻線の巻回方向を同じにしていたため、極性を反対にする必要があるコイルについては、巻線を巻き始め部分と巻き終わり部分で切断し、隣り合うコイルの巻線との接続を変更したうえで半田付けする必要があった。
【００９１】
これに対し、第２の実施形態によれば、極性を反対にする必要のあるコイルは、巻線の巻回方向を反対向きすることで実現しているので、途中でコイル間の接続の変更を行なう必要がない。つまり、Ｕ相について言えば、Ｕ相コイルＵ１、反対極性のＵ相コイルＵ２、Ｕ相コイルＵ３を、途中での巻線切断、接続変更を行なうことなく１本の連続した巻線で形成することができる。
【００９２】
なお、第２の実施形態においても、ボビンチャック２００とコイルユニット３００’は固定状態とし、巻線の巻回を行なうためにコイル受け部に近い箇所で保持されているサブボビン側を、コイルユニット３００’を中心として旋回（回動）させることで巻線の巻回が行われても良い。
【００９３】
また、第２の実施形態においては、コア体３１０’とボビン体３２０’とを仮固定としておき、上記方法により所定数のコイル形成が終了したら、複数のコイルが形成されているボビン体３２０’をコア体３１０’から取り外すことができる。そして、取り外したコイル付きのボビン体３２０’を図２６に示すように、比較的小さめの曲率を持つ棒状のコア体３１０”に装着、固定し直すことで、ある曲率を持つ軌道を往復移動するリニアモータとして適用することができる。この場合には、ボビン体３２０’は可撓性の絶縁性樹脂材料で作られるのが望ましい。一方、図１２で説明した可動子２０の内径側、つまり複数の環状あるいはＵ形状の永久磁石２１の内径側も全体として上記曲率を持つように作られる。
【００９４】
（第２の実施形態の効果）
以上説明した第２の実施形態によるコイルの製造方法によれば、１相当たり複数のコイルからなる場合であってその中に極性の異なるコイルが存在するような場合であっても１本の巻き線で連続巻きの形態で複数のコイルを形成することができるので半田付けなどの２次的な接続を必要とせず、地絡、短絡の危険性を大幅に軽減できる。
【００９５】
図１５（ｂ）に示したように、配線の渡りがコイル外部で行われるので、コイル内径がほぼフラットになる。よって断面Ｕ形状のヨークと組み合わせてリニアモータを構成することでヨークと永久磁石との間の距離を縮めることができる。これにより、効率的な磁気回路設計が可能となりリニアモータの効率向上が図られる。
【００９６】
１相当たり複数のコイル間で物理的な結線（半田付けなど）を必要としないのでコイルユニットの小型化にも有効である。
【００９７】
以上の第１、第２の実施形態の説明は、図１３に示したリニアモータ用の三相コイルに適用した実施形態であるが、本発明は、２相以上の多相コイルやソレノイドへの適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明による製造方法は、１つの相が複数のコイルからなり、しかもこれらの複数のコイルが連続または断続的に連なるような、リニアモータ用のコイルやソレノイド等のコイルの製造に有効である。
【００９９】
また、本発明による製造方法は、２相以上の多相コイルに適用可能であり、結線もデルタ、スターなどに対応可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 固定子
１１ センターコア
１２ コイル
１３ パイプ
２０ 可動子
２１ 永久磁石
２２ 磁石ケース
２３ ガイドブロック
２４ エンコーダヘッド
３０ ベース
３１ ブラケット
３２ ガイドレール
３５ 電力ケーブル
４１ コンピュータ４１
１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗ サブボビン
１１０Ｕ、１１０Ｖ、１１０Ｗ 巻線
２００ ボビンチャック
２１０ サブボビン装着部
２２０ 保持部
３００、３００’ コイルユニット
３１０、３１０’ コア体
３１１ 溝
３２０、３２０’ ボビン体
３２１ 仕切り
３２２ 切れ目
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状のコアの外周に、１つの相が複数のコイルからなる２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法であって、
前記コアの外周にはコイルの形成領域より長い範囲にわたって軸方向に延びる溝が形成されており、
各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、
各相の巻線の巻き始め部分を前記コアの一端側から前記溝に収容した状態にて前記コアの他端側に延ばす工程と、
はじめに巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記はじめに巻回を行なう相の巻線を所定範囲にわたって巻回して最初のコイルを形成する第１の工程と、
前記最初のコイル形成の終了後、前記最初のコイルに続いている前記はじめに巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第２の工程と、
次に巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記次に巻回を行う相の巻線を前記最初のコイルに隣接させて所定範囲にわたって巻回して次のコイルを形成する第３の工程と、
前記次のコイル形成の終了後、前記次のコイルに続いている前記次に巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第４の工程と、
を含むことを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項２】
前記各相に対応する巻線は相別にボビンに巻回した状態で用意され、
前記コアをその一端側で保持する保持部を有すると共に、前記相別のボビンを個別に装着する複数のボビン装着部を有するチャック部材を備え、
該チャック部材の前記保持部で前記コアの一端側を保持すると共に、巻回を行なう相以外のボビンは前記ボビン装着部に装着した状態とする一方、巻回を行なう相のボビンは前記ボビン装着部から外して巻回を行なうべき領域に近い所定箇所にて当該巻回を行なう相の巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にして当該巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項３】
前記コアを保持している前記チャック部材を前記コアの中心軸を中心として回転駆動することにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項２に記載のコイルの製造方法。
【請求項４】
前記巻回を行なう相のボビンを、前記巻回を行なうべき領域に近い箇所にて前記コアの中心軸を中心として旋回させることにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項２に記載のコイルの製造方法。
【請求項５】
前記コアにおける前記コイルの形成領域となる部位には絶縁性材料からなるボビン体が装着されており、該ボビン体は、等間隔で設けられた複数の仕切りによって、形成されるべきコイル数に対応したコイル受け部が形成されていると共に、前記コアに形成された前記溝を露出させるために、前記溝に対応する領域に切れ目が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のコイルの製造方法。
【請求項６】
前記巻回を行なう相の巻線の巻回は、前記コイル受け部へのコイル形成の終了後、当該コイルに続いている前記巻回を行なう相の巻線が前記コイル受け部の軸方向の両端部のうち、前記チャック部材に近い側の端部に位置するように行なわれることを特徴とする請求項５に記載のコイルの製造方法。
【請求項７】
前記１つの相における複数のコイルのうちの少なくとも１つが前記第１の工程で形成されるコイルとは極性が逆である場合、前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線を巻回したボビンを、前記所定箇所に対して点対称の箇所にて前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にし、かつ巻線の巻回方向を前記第１の工程における巻線の巻回方向とは逆向きにして当該少なくとも１つのコイルを形成するための巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項６に記載のコイルの製造方法。
【請求項８】
絶縁性材料からなる筒状のボビン体の外周に、１つの相が複数のコイルからなる第１、第２の相を含む２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法であって、
各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、
一番目に巻回を行なう第１の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出した状態にて該第１の相の巻線を前記ボビン体の周囲の第１の領域に巻回して第１の相の一番目のコイルを形成する第１の工程と、
二番目に巻回を行なう第２の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出すると共に該第２の相の巻線を前記一番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて、該第２の相の巻線を前記一番目のコイルに隣接した前記ボビン体の周囲の第２の領域に巻回して第２の相の一番目のコイルを形成する第２の工程と、を含み、
以後、前記第１の相の巻線を巻回してＮ番目（Ｎは正の整数）のコイルを形成する場合、該第１の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第１の相の巻線を、前記第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該Ｎ番目のコイルを形成する一方、前記第２の相の巻線を巻回してＮ番目のコイルを形成する場合、該第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第２の相の巻線を、前記第１の相のＮ番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該第２の相のＮ番目のコイルを形成することを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項９】
前記筒状のボビン体は軸状のコア体の外周に装着される一方、前記各相に対応する巻線は相別にボビンに巻回した状態で用意され、
前記コア体を、前記ボビン体の前記一端側と同じ方の一端側で保持する保持部を有すると共に、前記相別のボビンを個別に装着する複数のボビン装着部を有するチャック部材を備え、
該チャック部材の前記保持部で前記コア体の一端側を保持すると共に、巻回を行なう相以外のボビンは前記ボビン装着部に装着した状態とする一方、巻回を行なう相のボビンは前記ボビン装着部から外して巻回を行なうべき領域に近い所定箇所にて当該巻回を行なう相の巻線が前記コア体に略直角になるように保持した状態にして当該巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項８に記載のコイルの製造方法。
【請求項１０】
前記コア体を保持している前記チャック部材を前記コア体の中心軸を中心として回転駆動することにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項９に記載のコイルの製造方法。
【請求項１１】
前記巻回を行なう相のボビンを、前記巻回を行なうべき領域に近い箇所にて前記コアの中心軸を中心として旋回させることにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項９に記載のコイルの製造方法。
【請求項１２】
前記ボビン体は、等間隔で設けられた複数の仕切りによって、形成されるべきコイル数に対応したコイル受け部が形成されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のコイルの製造方法。
【請求項１３】
ある相における複数のコイルのうちの少なくとも１つが前記一番目のコイルとは極性が逆である場合、前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線を巻回したボビンを、前記所定箇所に対して点対称の箇所にて前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線が前記コア体に略直角になるように保持した状態にし、かつ巻線の巻回方向を前記一番目のコイルの巻線の巻回方向とは逆向きにして当該少なくとも１つのコイルを形成するための巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項９に記載のコイルの製造方法。
【請求項１】
軸状のコアの外周に、１つの相が複数のコイルからなる２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法であって、
前記コアの外周にはコイルの形成領域より長い範囲にわたって軸方向に延びる溝が形成されており、
各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、
各相の巻線の巻き始め部分を前記コアの一端側から前記溝に収容した状態にて前記コアの他端側に延ばす工程と、
はじめに巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記はじめに巻回を行なう相の巻線を所定範囲にわたって巻回して最初のコイルを形成する第１の工程と、
前記最初のコイル形成の終了後、前記最初のコイルに続いている前記はじめに巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第２の工程と、
次に巻回を行なう相の巻線以外の巻線を前記溝に収容したままの状態で、その上に、前記次に巻回を行う相の巻線を前記最初のコイルに隣接させて所定範囲にわたって巻回して次のコイルを形成する第３の工程と、
前記次のコイル形成の終了後、前記次のコイルに続いている前記次に巻回を行なう相の巻線を前記溝に収容する第４の工程と、
を含むことを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項２】
前記各相に対応する巻線は相別にボビンに巻回した状態で用意され、
前記コアをその一端側で保持する保持部を有すると共に、前記相別のボビンを個別に装着する複数のボビン装着部を有するチャック部材を備え、
該チャック部材の前記保持部で前記コアの一端側を保持すると共に、巻回を行なう相以外のボビンは前記ボビン装着部に装着した状態とする一方、巻回を行なう相のボビンは前記ボビン装着部から外して巻回を行なうべき領域に近い所定箇所にて当該巻回を行なう相の巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にして当該巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項３】
前記コアを保持している前記チャック部材を前記コアの中心軸を中心として回転駆動することにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項２に記載のコイルの製造方法。
【請求項４】
前記巻回を行なう相のボビンを、前記巻回を行なうべき領域に近い箇所にて前記コアの中心軸を中心として旋回させることにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項２に記載のコイルの製造方法。
【請求項５】
前記コアにおける前記コイルの形成領域となる部位には絶縁性材料からなるボビン体が装着されており、該ボビン体は、等間隔で設けられた複数の仕切りによって、形成されるべきコイル数に対応したコイル受け部が形成されていると共に、前記コアに形成された前記溝を露出させるために、前記溝に対応する領域に切れ目が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のコイルの製造方法。
【請求項６】
前記巻回を行なう相の巻線の巻回は、前記コイル受け部へのコイル形成の終了後、当該コイルに続いている前記巻回を行なう相の巻線が前記コイル受け部の軸方向の両端部のうち、前記チャック部材に近い側の端部に位置するように行なわれることを特徴とする請求項５に記載のコイルの製造方法。
【請求項７】
前記１つの相における複数のコイルのうちの少なくとも１つが前記第１の工程で形成されるコイルとは極性が逆である場合、前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線を巻回したボビンを、前記所定箇所に対して点対称の箇所にて前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線が前記コアに略直角になるように保持した状態にし、かつ巻線の巻回方向を前記第１の工程における巻線の巻回方向とは逆向きにして当該少なくとも１つのコイルを形成するための巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項６に記載のコイルの製造方法。
【請求項８】
絶縁性材料からなる筒状のボビン体の外周に、１つの相が複数のコイルからなる第１、第２の相を含む２相以上のコイルを形成する工程を含むコイルの製造方法であって、
各相に対応する巻線を相別に用意する工程と、
一番目に巻回を行なう第１の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出した状態にて該第１の相の巻線を前記ボビン体の周囲の第１の領域に巻回して第１の相の一番目のコイルを形成する第１の工程と、
二番目に巻回を行なう第２の相の巻線の巻き始め端を前記ボビン体の一端側に導出すると共に該第２の相の巻線を前記一番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて、該第２の相の巻線を前記一番目のコイルに隣接した前記ボビン体の周囲の第２の領域に巻回して第２の相の一番目のコイルを形成する第２の工程と、を含み、
以後、前記第１の相の巻線を巻回してＮ番目（Ｎは正の整数）のコイルを形成する場合、該第１の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第１の相の巻線を、前記第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該Ｎ番目のコイルを形成する一方、前記第２の相の巻線を巻回してＮ番目のコイルを形成する場合、該第２の相の（Ｎ−１）番目のコイルの巻き終わり端部につながる当該第２の相の巻線を、前記第１の相のＮ番目のコイルの外周に沿って配線渡りさせた状態にて当該第２の相のＮ番目のコイルを形成することを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項９】
前記筒状のボビン体は軸状のコア体の外周に装着される一方、前記各相に対応する巻線は相別にボビンに巻回した状態で用意され、
前記コア体を、前記ボビン体の前記一端側と同じ方の一端側で保持する保持部を有すると共に、前記相別のボビンを個別に装着する複数のボビン装着部を有するチャック部材を備え、
該チャック部材の前記保持部で前記コア体の一端側を保持すると共に、巻回を行なう相以外のボビンは前記ボビン装着部に装着した状態とする一方、巻回を行なう相のボビンは前記ボビン装着部から外して巻回を行なうべき領域に近い所定箇所にて当該巻回を行なう相の巻線が前記コア体に略直角になるように保持した状態にして当該巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項８に記載のコイルの製造方法。
【請求項１０】
前記コア体を保持している前記チャック部材を前記コア体の中心軸を中心として回転駆動することにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項９に記載のコイルの製造方法。
【請求項１１】
前記巻回を行なう相のボビンを、前記巻回を行なうべき領域に近い箇所にて前記コアの中心軸を中心として旋回させることにより、前記巻回を行なう相の巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項９に記載のコイルの製造方法。
【請求項１２】
前記ボビン体は、等間隔で設けられた複数の仕切りによって、形成されるべきコイル数に対応したコイル受け部が形成されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のコイルの製造方法。
【請求項１３】
ある相における複数のコイルのうちの少なくとも１つが前記一番目のコイルとは極性が逆である場合、前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線を巻回したボビンを、前記所定箇所に対して点対称の箇所にて前記少なくとも１つのコイルを形成するための巻線が前記コア体に略直角になるように保持した状態にし、かつ巻線の巻回方向を前記一番目のコイルの巻線の巻回方向とは逆向きにして当該少なくとも１つのコイルを形成するための巻線の巻回を行なうことを特徴とする請求項９に記載のコイルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−１８８６３６（Ｐ２０１１−１８８６３６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１７０３（Ｐ２０１０−５１７０３）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベヤ
【出願人】（５０１０２１７７１）クロノファング株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベヤ
【出願人】（５０１０２１７７１）クロノファング株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]