JP2010016276A - コイル巻線機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの耐久性の向上を図れ、かつ、生産性の向上を図る上で有利なコイル巻線機を提供する。
【解決手段】押圧円板３６は、芯金３２の中心軸と平行する軸心を中心に回転可能に、かつ、芯金３２の中心軸に対して離間接近する方向に移動可能に設けられ芯金３２に巻回される線材２に当接可能な外周部３６０２を有する。付勢部材３８は、押圧円板３６を付勢することで外周部３６０２を線材２に押圧させ線材２を芯金３２に密着させつつ巻回させるものである。芯金３２の回転位置の如何に拘わらず、付勢部材３８の付勢力により押圧円板３６の外周部３６０２が芯金３２に巻回される線材２に当接して押圧し、かつ、押圧円板３６は芯金３２の回転に追従して回転するため、線材２は芯金３２の中心軸に向けて常時押圧された状態で巻回される。
【選択図】図２２

Description

本発明はコイル巻線機に関する。

従来より、断面が長辺と短辺を有する矩形状を呈する軸状の芯金を回転させ、回転する芯金に線材を供給することで芯金の回りに線材を巻回させ、平面視矩形状の空芯コイルを製造するコイル巻線機が提供されている。
この場合、芯金の短辺部分に巻回される際の線材のテンションに比較して、芯金の長辺部分に巻回される際の線材のテンションが低下しやすいため、長辺に対応する空芯コイルの部分の線材が外側に膨らんでしまい、所望の磁界を得る上で不利がある。
そこで、線材を芯金に巻回して空芯コイルを製造した後、空芯コイルの長辺部分の線材を押圧することで線材の膨らみを修正するようにしたコイル巻線機が提案されている（特許文献１、２参照）。
特開２００７−１８０３６０ 特開２００２−２８０２４７

しかしながら、上記従来のコイル巻線機では、線材を押圧してコイルの整形を行うことから、線材に過大な力がかかるためコイルの耐久性の向上を図る上で不利があり、また、コイルの整形を行う工程が別途必要であることから生産性の向上を図る上でも不利があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的は、コイルの耐久性の向上を図れ、かつ、生産性の向上を図る上で有利なコイル巻線機を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のコイル巻線機は、断面が矩形状を呈する軸状の芯金と、前記芯金を該芯金の中心軸を中心に回転させる回転部と、前記芯金の回りに巻回されるように回転する前記芯金に線材を供給する線材供給部と、前記芯金の中心軸と平行する軸心を中心に回転可能に、かつ、前記芯金の中心軸に対して離間接近する方向に移動可能に設けられ前記芯金に巻回される前記線材に当接可能な外周部を有する押圧円板と、前記押圧円板を付勢することで前記外周部を前記線材に押圧させ前記線材を前記芯金に密着させつつ巻回させる付勢部材とを備える。

本発明によれば、従来のように空芯コイルを製造した後ではなく、すなわち、空芯コイルが成形された後ではなく、線材を芯金に巻きつける際に、すなわち、空芯コイルを成形する際に、押圧円板の外周部を線材に押圧させるので、コイルの耐久性の向上を図れ、かつ、生産性の向上を図る上で有利となる。

（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１、図２はコイル巻線機１０の斜視図、図３はコイル巻線機１０の正面図、図４は図３のＡ矢視図、図５は図３のＢ矢視図、図６は図３のＣ矢視図である。
図１乃至図６に示すように、コイル巻線機１０は架台１２を備え、架台１２は、上板１２Ａ、下板１２Ｂ、４本の支柱１２Ｃを含んで構成されている。
なお、本実施の形態では、コイル巻線機１０の左右は、図３に示すように、コイル巻線機１０を正面から見た状態でいうものとし、コイル巻線機１０の手前側を前方、その反対側を後方というものとする。
上板１２Ａおよび下板１２Ｂは同形同大の矩形板状を呈し、上板１２Ａおよび下板１２Ｂの４隅の角部が４本の支柱１２Ｃで連結されることで、上板１２Ａおよび下板１２Ｂは上下に間隔をおいて水平方向に延在している。

コイル巻線機１０は、図１乃至図６、図３２に示すように、ボビン１４、ボビン駆動部１６、線材緩衝部１８、不図示の線材供給部、巻回部２０、第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６、第２搬送部２８などを含んで構成されている。
コイル巻線機１０の概略動作は次のようになされる。
ボビン１４から繰り出された線材２（図２１）が線材緩衝部１８および前記線材供給部を介して巻回部２０の芯金３２（図２１）で巻回されることにより空芯コイル４（図２９、図３０）が形成される。
そして、第１搬送部２２によって巻回部２０から受け台２４に搬送された空芯コイル４の両端から引き出された２本の線材２が整形部２６によって整形されたのち、空芯コイル４は第２搬送部２８によってトレー７２（図３３）に搬送される。

（ボビン１４、ボビン駆動部１６）
ボビン１４は、図１、図４に示すように、円筒状のボビン本体１４Ａと、ボビン本体１４Ａと一体に設けられた支軸１４Ｂとを有し、ボビン本体１４Ａには、線材２（図２１）が巻回されている。なお、図１乃至図６において線材２は図示されていない。
ボビン駆動部１６は、モータ１６Ａを有し、モータ１６Ａの駆動軸１６Ｂが支軸１４Ｂに連結されている。
モータ１６Ａは、上板１２Ａの後方から起立された縦板１２Ｄの左側部に取着されている。
ボビン１４は、支軸１４Ｂ、駆動軸１６Ｂ、モータ１６Ａ、縦板１２Ｄを介して上板１２Ａに取着され、支軸１４Ｂは、前後方向を向いている。

（線材緩衝部１８）
線材緩衝部１８は、図１、図２に示すように、ボビン１４と巻回部２０との間に設けられ、ボビン１４から繰り出された線材２を所定長保持するものであり、本実施の形態では、前記所定長は、１つの空芯コイル４を形成するに足る線材２の長さとされている。
線材緩衝部１８は、フレーム１８Ａと、複数の固定プーリ１８Ｂと、複数の可動プーリ１８Ｃなどを含んで構成されている。
フレーム１８Ａは、上板１２Ａの左端部に取着され、上下左右に延在している。
各固定プーリ１８Ｂは、フレーム１８Ａの上部に左右方向に等間隔をおいて設けられ、各固定プーリ１８Ｂの支軸はフレーム１８Ａに固定されている。
各可動プーリ１８Ｃは、フレーム１８Ａの下部に左右方向に等間隔をおいて設けられ、各可動プーリ１８Ｃの支軸は、フレーム１８Ａに対して上下方向にスライド可能に設けられている。
また、各可動プーリ１８Ｃは、図示しない重りにより下方に付勢され、各可動プーリ１８Ｃの支軸が図示しないストッパに当接することで可動プーリ１８Ｃの下限位置が決定されている。
ボビン１４から繰り出された線材２が固定プーリ１８Ｂと下限位置に位置する可動プーリ１８Ｃとを交互に掛け回されることで、ボビン１４から繰り出された線材２が線材緩衝部１８によって所定長保持される。
巻回部２０による線材２の巻回により、線材緩衝部１８に保持されていた所定長の線材２が巻回部２０に向かって繰り出され、したがって、各固定プーリ１８Ａと各可動プーリ１８Ｃが回転すると共に、可動プーリ１８Ｃが上方に移動される。
このような線材緩衝部１８を設けることにより、後述する線材供給部から巻回部２０への線材２の繰り出しが円滑に行われ、巻回部２０による線材２の巻回速度の高速化を図る上で有利となっている。

（線材供給部）
前記線材供給部は、線材２が芯金３２（図１８）の回りに巻回されるように、回転する芯金３２に所定のテンションをもって線材２を供給するものであり、前記線材供給部としては従来公知のものが採用可能である。

（巻回部２０）
図７は巻回部２０の正面図、図８は図７の要部拡大図、図９は巻回部２０の斜視図、図１０は図９の要部拡大図である。
図１１は巻回部２０の断面図、図１２、図１３は巻回部２０の動作を説明する断面図、図１４は芯金３２の駆動部の説明図、図１５は芯金３２の正面図である。
図１６（Ａ）は芯金部材の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、図１７は芯金部材に組み込まれたヒータ６２の断面図、図１８（Ａ）は芯金３２がホルダ４６内部に没入した状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、（Ｃ）は芯金３２がホルダ４６外方に突出した状態の断面図である。
図１９は芯金３２に組み込まれたヒータ６２と温度センサ６２０８の説明図、図２０は芯金３２の変形例を示す断面図である。
図２１は押圧円板３６の動作を示す模式図、図２２（Ａ）、（Ｂ）は押圧円板３６の押圧力の説明図である。
図２６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は線材２と押圧円板３６の押圧力との関係の説明図、図２７は押圧円板３６が弾性部材６６を有さない場合の動作説明図、図２８は押圧円板３６が弾性部材６６を有する場合の動作説明図である。
図２９は空芯コイル４の斜視図、図３０は空芯コイル４の平面図、図３１は比較例の空芯コイル４の平面図である。

図７に示すように、巻回部２０は、支持台３０、芯金３２、回転部３４、押圧円板３６、付勢部材３８、芯金スライド駆動部４０、芯金加熱部４１などを含んで構成され、巻回部２０は、線材２を芯金３２に巻回することで空芯コイル４を形成するものである。
支持台３０は長方形板状を呈し、上板１２Ａ上に設けられている。
支持台３０の上面には、支持台３０の長辺方向に間隔をおいて対向する板状の第１フレーム３０Ａ、第２フレーム３０Ｂが起立して設けられている。
図７、図９に示すように、第１フレーム３０Ａには、芯金３２、回転部３４、押圧円板３６、付勢部材３８、芯金スライド駆動部４０が設けられている。
第２フレーム３０Ｂには、コイル当て付け板４２が設けられている。

（芯金３２）
芯金３２は線材２が巻回されるものであり、図１６、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、断面が矩形枠状を呈する軸状に形成されている。
本実施の形態では、芯金３２の中心軸と直交する平面で切った芯金３２の断面は、互いに対向する長辺と互いに対向する短辺とを有し、芯金３２は前記中心軸方向に貫通する孔３２０２（空気流路）を有している。
本実施の形態では、芯金３２と、芯金３２の中心軸方向の端部に連結され前記中心軸方向に延在する断面が円環状の筒部４４とを有する芯金部材が設けられている。
筒部４４は芯金３２の輪郭よりも大きな直径で形成され、筒部４４と芯金３２との境の箇所に筒部４４の先端面４４０２が位置している。
また、前記芯金部材は、円筒状のホルダ４６の内部空間に摺動可能に収容され、この内部空間の端部は、ホルダ４６の壁部４６０２に開口４６０４として開放されている。
この壁部４６０２は、空芯コイル４（図２９）に当て付けられる第１の当て付け面４６１０を構成している。
図１８（Ｃ）に示すように、筒部４４の先端面４４０２が壁部４６０２の内面に当接すると、芯金３２は、開口４６０４を通り第１の当て付け面４６１０から最も突出する最大突出位置となる。なお、以後の説明では、筒部４４の先端面４４０２が壁部４６０２の内面から離れているが、芯金３２が第１の当て付け面４６１０から突出した位置を単に突出位置という。
開口４６０４は、芯金３２よりも一回り大きい断面の矩形状に形成されている。
図１８（Ａ）に示すように、筒部４４がホルダ４６の内部で壁部４６０２から離間する向きに移動し、筒部４４の先端面４４０２が壁部４６０２の内面から離間すると、芯金３２は、開口４６０４からホルダ４６の内部に没入した没入位置となる。
また、ホルダ４６は、その外周が第１フレーム３０Ａに設けられた不図示の軸受け部により回転可能に支持されている。

（コイル当て付け板４２）
コイル当て付け板４２は、図７に示すように、ホルダ４６の第１の当て付け面４６１０と平行する平面上を延在する円板状を呈し、芯金３２と同軸上に配設されている。
コイル当て付け板４２が芯金３２に臨む面と反対側の箇所にはコイル当て付け板４２と同軸上に延在する支軸４２０２が突設され、支軸４２０２が第２フレーム３０Ｂに設けられた不図示の軸受け部によって回転可能に支持されている。
コイル当て付け板４２が第１の当て付け面４６１０に対面する面は、その中央部が芯金３２の先端面に当て付けられ、また、その外周部が空芯コイル４に当て付けられる第２の当て付け面４２１０を構成している。
なお、本実施の形態では、図７に示すように、第２フレーム３０Ｂと支持台３０との間に、スライドテーブル３０Ｄとエアシリンダ３１が設けられている。
スライドテーブル３０Ｄは、支持台３０に対して第２フレーム３０Ｂを芯金３２の中心軸（筒部４４の中心軸）と平行にスライド可能に支持するものである。
エアシリンダ３１は、空気の給排により第２フレーム３０Ｂを第１フレーム３０Ａに対して接離する方向にスライドさせるものである。
言い換えると、エアシリンダ３１は、コイル当て付け板４２の中央部を芯金３２の先端面に当て付けつつ、第２の当て付け面４２１０を第１の当て付け面４６１０に近接離間させるコイル幅調整領域で移動させ、かつ、コイル当て付け板４２の中央部が芯金３２の先端面から離間した離間位置に移動させるものである。
また、図７、図９に示すように、コイル幅調整領域におけるコイル当て付け板４２の位置は、スライドテーブル３０Ｄ上に設けられた調整機構３０Ｅによって調整されるように構成されている。
したがって、コイル幅調整領域における第２の当て付け面４２１０と第１の当て付け面４６１０との間隔は、調整機構３０Ｅによって調整可能となっており、この間隔によって、芯金３２に巻回される線材２の巻き幅、すなわち、空芯コイル４の巻き幅が決定される。

（回転部３４）
回転部３４は、芯金３２を該芯金３２の中心軸を中心に回転させるものである。
本実施の形態では、図７に示すように、回転部３４は、スピンドルモータ４８、スピンドル軸５０、第１連結ベルト５２、第２連結ベルト５４などを含んで構成されている。
スピンドルモータ４８は、支持台３０から起立されたモータ用フレーム３０Ｃに固定されている。
スピンドル軸５０は支持台３０と平行に延在し、その基端がスピンドルモータ４８の駆動軸に連結され該駆動軸と一体的に回転駆動される。
スピンドル軸５０は、その中間部が第１フレーム３０Ａの不図示の軸受け部で、先端が第２フレーム３０Ｂの不図示の軸受け部でそれぞれ回転可能に支持されている。
第１連結ベルト５２は、スピンドル軸５０とホルダ４６とに掛け回されることで、スピンドル軸５０の回転力をホルダ４６（芯金３２）に伝達する。
第２連結ベルト５４は、スピンドル軸５０とコイル当て付け板４２の支軸４２０２とに掛け回されることで、スピンドル軸５０の回転力をコイル当て付け板４２に伝達する。
したがって、スピンドルモータ４８が回転することにより、ホルダ４６および芯金３２と、コイル当て付け板４２とが同期して回転することになり、詳細には、同一の向きに同一の速度で回転することになる。

（芯金スライド駆動部４０）
芯金スライド駆動部４０は、芯金部材を芯金３２の中心軸方向に移動させることで芯金３２を前記最大突出位置と前記没入位置との間で移動させるものである。
本実施の形態では、図１４に示すように、芯金スライド駆動部４０は、エアシリンダ５５と、連結アーム５６と、連結部材５８とを含んで構成されている。
エアシリンダ５５は、エアの給排により芯金３２の中心軸方向と平行にスライドするスライダ５５０２を有している。
連結アーム５６は、スライダ５５０２に取着され、その先端にローラ５６０２が回転可能に取着されている。
連結部材５８は、筒部４４に一体的に取着され、筒部４４と同軸上でローラ５６０２を挟むように対向して設けられた２つのフランジ５８０２を有し、フランジ５８０２間の間隔はローラ５６０２の直径よりも大きな寸法で形成されている。
したがって、エアシリンダ５５が動作してスライダ５５０２がスライドすると、連結アーム５６、ローラ５６０２、フランジ５８０２、連結部材５８を介して筒部４４が芯金３２の中心軸方向にスライドし、したがって、芯金３２が前記最大突出位置と前記没入位置との間で移動する。
そして、図１３に示すように、第２の当て付け面４２１０と第１の当て付け面４６１０との間隔が決定された状態で、芯金３２を前記突出位置に突出させ、芯金３２の先端面を第２の当て付け面４２１０に当接するように構成されている。

（芯金加熱部４１）
芯金加熱部４１は芯金３２を加熱することにより、芯金３２に巻回される線材２の被覆を構成する熱可塑性樹脂を溶融して互いに重なり合う線材２を一体化しつつ空芯コイル４を形成するためのものである。
本実施の形態では、図１６、図１７に示すように、芯金３２の内部に、該芯金３２の中心軸に沿って設けられた空気流路３２０２と、空気流路３２０２に熱風を供給する熱風供給手段６０とが設けられ、これら空気流路３２０２と熱風供給手段６０とによって芯金加熱部４１が構成されている。

詳細に説明すると、筒部４４の内部には、芯金３２の中心軸と同軸上に延在する円柱状の収容空間４４１０が形成されている。
そして、収容空間４４１０にはヒータ６２が収容されている。
ヒータ６２は、図１７、図１９に示すように、軸状のケース６２０２と、ケース６２０２の中心軸に沿ってかつその全長にわたって形成された内部流路６２０４と、内部流路６２０４内に収容されたヒータ本体６２０６とを有している。
なお、図１９において符号６２０６Ａはヒータ本体６２０６から導出された一対のリード線、符号６２０８は内部流路６２０４内の温度を検出する温度センサを示す。
ケース６２０２は、収容空間４４１０の内面との間に円筒状の空間を介在させた状態で収容されており、したがって、筒部４４はケース６２０２に対して回転可能に構成されている。
ケース６２０２の後端は、収容空間４４１０の後方に露出しており、その露出したケース６２０２の後端部分は、ヒータ固定具６２１０を介して第１フレーム３０Ａに取着されている。
収容空間４４１０内部において、内部流路６２０４の先端は、空気流路３２０２に連通しており、内部流路６２０４の後端は、図示しない空気供給源に連結されている。
したがって、前記空気供給源から内部流路６２０４に供給された空気は、ヒータ本体６２０６によって加熱されて熱風となり芯金３２の空気流路３２０２を通り、これにより芯金３２が加熱される。
なお、図１３に示すように、コイル当て付け板４２には、芯金３２の空気流路３２０２と連通可能な空気流路４２２０が形成されており、空気流路３２０２、４２２０を介して空気が流れるように構成されている。
本実施の形態では、熱風供給手段６０はヒータ６２と空気供給源（送風手段）によって構成される。
このように芯金３２を加熱するので、芯金３２に巻回される線材２を効率よく、ばらつきなく加熱でき、空芯コイル４の品質の向上を図る上で有利となる。

なお、図２０は芯金加熱部４１の変形例を示す。
収容空間４４１０のうち芯金３２寄りの空間４４１２をシール部材４５で密閉すると共に、該空間４４１２に半田Ｈを充填し、ヒータ本体６２０６の一部をシール部材４５を介して空間４４１２に収容し、ヒータ本体６２０６により半田Ｈを加熱溶融する。この際、ヒータ６２０６は、前記と同様にヒータ固定具６２１０を介して第１フレーム３０Ａに取着されている。
この変形例によれば、加熱溶融された半田Ｈにより芯金３２が加熱される。
なお、ヒータ本体６２０６と筒部４４との間に介在する半田Ｈは溶融しているため、ヒータ本体６２０６が固定されても、芯金３２および筒部４４の回転は支障なく行われる。

（押圧円板３６）
押圧円板３６は、図１０に示すように、芯金３２の中心軸と平行する軸心を中心に回転可能に、かつ、芯金３２の中心軸に対して離間接近する方向に移動可能に設けられ芯金３２に巻回される線材２に当接可能な外周部３６０２を有する。
本実施の形態では、押圧円板３６は、図２８に示すように、剛性を有する材料から形成された円板本体６４と、円板本体６４の外周に取着され外周部３６０２を構成する弾性変形可能な弾性部材６６とを含んでいる。
本実施の形態では、押圧円板３６は、図１０、図２１に示すように、アーム６８の一端に回転可能に支持され、アーム６８はその中間部が支軸７０を介して第１フレーム３０Ａに揺動可能に支持されている。

（付勢部材３８）
付勢部材３８は、図８、図１０に示すように、押圧円板３６を付勢することで外周部３６０２を線材２に押圧させ線材２を芯金３２に密着させつつ巻回させるものである。
本実施の形態では、付勢部材３８は、図１０に示すように、アーム７０の他端と第１フレーム３０Ａとの間に張設された付勢用コイルばね３８Ａで構成されている。
また、アーム７０の他端と第１フレーム３０Ａとの間には位置規制用コイルばね３９が張設されている。
位置規制用コイルばね３９は、芯金３２が取り除かれた際に、付勢用コイルばね３８Ａによる押圧円板３６の移動限界位置を規制するものである。

次に、第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６、第２搬送部２８について説明する。
図３２はコイル巻線機１０の概略構成図、図３３は第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６、第２搬送部２８の斜視図、図３４は図３３のＡ矢視図である。
図３５は第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の斜視図、図３６乃至図３８は第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の動作説明図である。
図３９は第１搬送部２２の構成図、図４０は受け台２４の構成図、図４１は第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の斜視図である。
図４２は整形部２６の正面図、図４３、図４４は整形部２６の動作説明図である。
図４５は第２搬送部２８の吸着ノズル２８０２の断面図である。
図４６は整形部２６の動作説明図、図４７は図４６のＡ矢視図である。
図４８は第１搬送部２２の動作説明図、図４９乃至図５４は整形部２６の動作説明図である。
図５５（Ａ）はトレー７２の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣＣ線断面図である。
図５６（Ａ）は整形後の空芯コイル４の平面図、（Ｂ）は整形後の空芯コイル４の側面図である。
図１、図３２乃至図３４に示すように、架台１２の上板１２Ａに上部フレーム１２Ｅが設けられており、上部フレーム１２Ｅに、第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６、第２搬送部２８が取着されている。

（第１搬送部２２）
第１搬送部２２は、芯金３２上に形成された空芯コイル３２を把持して受け台２４に載置するものである。
本実施の形態では、第１搬送部２２は、図３５、図３９に示すように、レール２２０２と、水平スライダ２２０４と、水平移動機構２２０６と、上下スライダ２２０８と、上下移動機構２２１０と、ロータリーシリンダ２２１２と、チャック部２２１４などを含んで構成されている。
レール２２０２は、上部フレーム１２Ｅに設けられ水平方向に延在する。
水平スライダ２２０４は、レール２２０２上をレール２２０２に沿ってスライド可能に設けられている。
水平移動機構２２０６は、水平スライダ２２０４をレール２２０２に沿ってスライドさせるものであり、エアシリンダによって構成されている。
上下スライダ２２０８は、水平スライダ２２０４に設けられ水平スライダ２２０４に対して上下方向にスライド可能に設けられている。
上下移動機構２２１０は、水平スライダ２２０４に設けられ上下スライダ２２０８を上下方向にスライドさせるものであり、エアシリンダによって構成されている。
ロータリーシリンダ２２１０は、上下スライダ２２０８に設けられ、水平方向に延在する回転軸部を有し、その回転軸部を該回転軸部の中心軸回りに回転させる。
チャック部２２１２は、前記回転軸部に設けられ、エアの給排により開閉する２つのアーム２２１２Ａを有し、２つのアーム２２１２Ａで空芯コイル４を挟持するように構成されている。
そして、図示しないエア供給部からのエアが、水平移動機構２２０６、上下移動機構２２１０、ロータリーシリンダ２２１２、チャック部２２１４のそれぞれに給排されることにより、水平スライダ２２０４、上下スライダ２２０８、ロータリーシリンダ２２１０、チャック部２２１２のそれぞれが駆動されるように構成されている。
すなわち、図３６、図３９に示すように、チャック部２２１４により、芯金３２上に形成された空芯コイル４が挟持され、水平スライダ２２０４、上下スライダ２２０８、ロータリーシリンダ２２１０が動作することにより、図３７に示すように、チャック部２２１４に挟持された空芯コイル４が受け台２４上に載置される。

（受け台２４）
受け台２４は、第１搬送部２２によって載置された空芯コイル４を保持すると共に、空芯コイル４をスライドさせることで整形部２６と共に空芯コイル４の整形を行うものである。
本実施の形態では、受け台２４は、図３６、図４０に示すように、レール２４０２と、水平スライダ２４０４と、水平移動機構２４０６と、受け台本体２４０８などを含んで構成されている。
レール２４０２は、架台１２の上板１２Ａに設けられ、第１搬送部２２のレール２２０２の下方で該レール２２０２と平行に延在する。
水平スライダ２４０４は、レール２４０２上をレール２４０２に沿ってスライド可能に設けられている。
水平移動機構２４０６は、水平スライダ２４０４をレール２４０２に沿ってスライドさせるものである。
本実施の形態では、水平移動機構２４０６は、何れも図示しないが、モータと、該モータの駆動軸によって回転駆動される送りねじと、該送りねじに螺合され水平スライダ２４０４に設けられた雌ねじ部材を有している。
受け台本体２４０８は、図４６、図４７に示すように、載置面２４１０、コイル固定ピン２４１２、研磨屑吸い込み口２４１４、切断刃逃げ溝２４１８、不要線回収ボックス２４２０などを備えている。
載置面２４１０は、空芯コイル４が載置される面であり、水平面上を延在する平坦面で構成されている。
コイル固定ピン２４１２は、空芯コイル４の内周が係合される軸状の部分であり、巻回芯３２と同一の断面形状で構成されており、図４９、図５４に示すように、図示しない移動機構により、載置面２４１０から出没するように構成されている。
研磨屑吸い込み口２４１４は、コイル固定ピン２４１２に係合された空芯コイル４の近傍の載置面２４１０箇所に開口し、整形部２６による空芯コイル４の線材２が研磨された際に発生する屑を吸い込むものである。
切断刃逃げ溝２４１８は、研磨屑吸い込み口２４１４の近傍の載置面２４１０箇所に上方に開放状に形成され、整形部２６の切断刃２６１０が空芯コイル４の線材２を切断する際に切断刃２６１０を逃がすための空間を形成する。
不要線回収ボックス２４２０は、切断刃２６１０によって接断された不要な線材２を収容する。

（整形部２６）
整形部２６は、空芯コイル４から引き出された線材２、すなわち、引き出し線の整形、研磨、切断などを行うものである。
本実施の形態では、整形部２６は、図４２、図４６に示すように、フレーム２６０２を有し、フレーム２６０２に、線材規制部材２６０４と、線材押さえ部材２６０６と、研磨ローラ２６０８と、切断刃２６１０と、第１駆動部２６１２と、第２駆動部２６１４と、第３駆動部２６１６などが取着されている。
線材規制部材２６０４は、フェルトなどの起毛材料などで構成され、空芯コイル４の両端から引き出された線材２を載置面２４１０に向けて押圧するものである。
押さえ部材２６０６は、空芯コイル４の両端から引き出された線材２を載置面２４１０との間で挟んで固定するものである。
研磨ローラ２６０８は、空芯コイル４の両端から引き出された線材２の部分を研磨して線材２の被覆を取り除き、線材２の導体部分を露出させて半田付けができるようにするものである。
切断刃２６１０は、線材２の不要部分を切断するものである。
第１駆動部２６１２は、線材規制部材２６０４を載置面２４１０に対して接離する方向に移動させるものである。
第２駆動部２６１４は、押さえ部材２６０６と研磨ローラ２６０８を載置面２４１０に対して接離する方向に移動させるものである。
第３駆動部２６１６は、切断刃２６１０を載置面２４１０に対して接離する方向に移動させるものである。
第１乃至第３駆動部２６１２、２６１４、２６１６はエアシリンダによって構成されている。

受け台２４および整形部２６による空芯コイル４の整形動作について説明する。
図４８に示すように、第１搬送部２２のチャック部２２１４によって芯金３２上に形成された空芯コイル４が把持される。
次いで、図４６、図４７、図４９に示すように、第１搬送部２２によって空芯コイル４が受け台２４の載置面２４１０上に載置されると共に、載置面２２１０から突出したコイル固定ピン２４１２に係合される。
この状態で、第１駆動部２６１２により線材規制部材２６０４が空芯コイル４の両端から引き出された巻線２を載置面２４１０に向けて押圧する。
そして、この状態で、図５０に示すように、受け台２４が水平移動機構２４０６によりスライドし、巻線２が載置面２４１０と線材規制部材２６０４との間に挟まれて移動することで巻線２が直線状に伸ばされた状態に整形される。
次に、図５１、図５２に示すように、第２駆動部２６１４により押さえ部材２６０６と研磨ローラ２６０８を載置面２４１０に向けて移動させる。
これにより、線材２は押さえ部材２６０６によって載置面２２１０との間で固定され、その状態で、研磨ローラ２６０８が回転し、線材２の被覆を除去する。
さらに、図５３に示すように、第３駆動部２６１６により切断刃２６１０が載置面２２１０に向けて移動されることで、不要な線材２が切断される。
そして、第１、第２、第３駆動部２６１２、２６１４、２６１６によって、線材規制部材２６０４、押さえ部材２６０６、研磨ローラ２６０８、切断刃２６１０を載置面２４１０から上方に退避させると共に、コイル固定ピン２４１２を載置面２２１０から没入させる。
このようにして空芯コイル４が整形され、図５６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、空芯コイル４の両端から引き出された線材２は、空芯コイル４の長辺方向の両端から該長辺と直交する方向に直線状に延在した状態となっている。

（第２搬送部２８）
第２搬送部２８は、整形部２６によって整形された空芯コイル４を受け台２４からトレー７２に搬送するものである。
図３３に示すように、第２搬送部２８は、吸着ノズル２８０２と、上下移動機構２８０４と、水平移動機構２８０６とを含んで構成されている。
吸着ノズル２８０２は、図４５に示すように、軸状を呈し、その先端に形成され水平面上を延在する吸着面２８０２Ａと、吸着面２８０２Ａから突設され空芯コイル４の内周に係合する凸部２８０２Ｂと、吸着面２８０２Ａに開口するエア吸い込み孔２８０２Ｃなどを有している。
したがって、エア吸い込み孔２８０２Ｃからエアを吸引することにより、空芯コイル４を凸部２８０２Ｂで係合しつつ吸着面２８０２Ａに吸着させて空芯コイル４を保持することができるようになっている。
上下移動機構２８０４は、吸着ノズル２８０２を上下方向に移動するものである。
水平移動機構２８０６は、フレーム１２Ｅに設けられ、上下移動機構２８０４を水平方向に移動させるものである。
上下移動機構２８０４、水平移動機構２８０６はエアシリンダで構成されている。

第２搬送部２８の下方には、トレー７移動機構７４が設けられている。
トレー７移動機構７４は、トレー７２を水平面に沿って互いに直交する２方向に移動させるものであり、従来公知の２軸ステージ機構とエアシリンダなどで構成されている。

トレー７２は、図５５（Ａ）に示すように矩形板状を呈し、その上面には、直交する格子状に複数のコイル収容部７６が並べられて設けられている。
各コイル収容部７６はそれぞれ１つの空芯コイル４を収容するものである。
図５５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、コイル収容部７６は、載置面７６０２と、凸部７６０４と、凹部７６０６とを有している。
載置面７６０２は、空芯コイル４の輪郭よりも大きな平坦面で形成され、空芯コイル４が載置される。
凸部７６０４は、載置面７６０２から上方に突設され、空芯コイル４の内周に係合され、空芯コイル４が載置面７６０２上で動かないようにするものである。
凹部７６０６は、載置面７６０２に接続され、載置面７６０４よりも高さが低い底壁７６１０と底壁７６１０の周囲から起立された側壁７６１２とで構成されている。
空芯コイル４が凸部７６０４に係合された状態で載置面７６０４に載置されると、空芯コイル４の両端から引き出された線材２は、凹部７６０６で囲まれた空間内に位置し、線材２が底壁７６１０および側壁７６１２によって保護される。
トレー７２における各コイル収容部７６の姿勢（向き）は同一とされ、したがって、各コイル収容部７６に収容された空芯コイル４は、それらの両端から引き出された線材２の姿勢（向き）が同一となる。

したがって、第２搬送部２８によって、受け台２４から取り出された空芯コイル４は、と、上下移動機構２８０４と水平移動機構２８０６によりトレー７２に搬送され、この際、トレー７移動機構７４によってトレー７２が水平方向の２軸方向に移動されることで、空芯コイル４は、各コイル収容部７６に順次収容されることになる。
このようにして、複数の空芯コイル４がトレー７２に収容されると、各コイル収容部７６に収容された空芯コイル４は、それらの両端から引き出された線材２の姿勢（向き）が同一となっているため、トレー７２を部品実装機に装着することで、空芯コイル４のプリント基板への実装が容易に可能となる。

（巻回部２０の動作）
次に、巻回部２０の動作について説明する。
まず、図１３に示すように、第２の当て付け面４２１０と第１の当て付け面４６１０との間隔が決定され、これにより芯金３２に巻回される線材２の巻き幅である空芯コイル４の巻き幅が決定される。
さらに、芯金スライド駆動部４０により、芯金３２が前記突出位置に突出され芯金３２の先端面が第２の当て付け面４２１０に当接する。
回転部３４によりホルダ４６および芯金３２と、コイル当て付け板４２とが同期して回転し、ボビン１４から繰り出された線材２は、線材緩衝部１８を介して前記線材供給部に至り、この線材供給部から回転する芯金３２に供給される。
前記線材供給部は、芯金３２に供給する線材２の位置を、芯金３２の中心軸に沿って往復移動させることにより、図２８に示すように、線材２を芯金３２の中心軸方向に沿って巻回させると共に、芯金３２の中心軸と直交する方向に積層して巻回させる。
芯金３２に巻回された線材２は、芯金加熱部４１によって加熱された芯金３２の熱により、線材２の被覆を構成する熱可塑性樹脂が溶融されることで互いに重なり合う線材２が一体化され空芯コイル４が形成される。
この際、図２１、図２２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、芯金３２の回転位置の如何に拘わらず、付勢部材３８の付勢力により押圧円板３６の外周部３６０２が芯金３２に巻回される線材２に当接して押圧し、かつ、押圧円板３６は芯金３２の回転に追従して回転するため、線材２は芯金３２の中心軸に向けて常時押圧された状態で巻回される。
また、芯金３２に巻回される線材２の量（積層数）が増加するにつれて押圧円板３６は芯金３２の中心軸から離間し、したがって、付勢部材３８による付勢力が増大し、押圧円板３６による線材２への押圧力も増大する。

線材２の芯金３２への巻回が終了したならば、芯金３２と線材供給部との間で線材２を切断する。
そして、エアシリンダ３１により、第２フレーム３０Ｂを近接位置から離間位置に移動して、第２の当て付け面４２１０と第１の当て付け面４６１０との間を離間させる。
次いで、第１搬送部２２のチャック部２２１４により空芯コイル４を把持した状態で、芯金スライド駆動部４０により芯金３２を突出位置から没入位置に没入させ、これにより、芯金３２から空芯コイル４を取り外す。

以上説明したように、本実施の形態によれば、押圧円板３６の外周部３６０２が芯金３２に巻回される線材２に当接して押圧し、かつ、押圧円板３６は芯金３２の回転に追従して回転するため、線材２は芯金３２の中心軸に向けて常時押圧された状態で巻回される。
したがって、図３１に示すように、線材２が芯金３２から浮き上がることなく、図２９、図３０に示すように、線材２が芯金３２の輪郭に沿って密着しつつ確実に巻回される。
そのため、従来のように空芯コイルを製造した後に空芯コイルの線材を押圧してコイルの整形を行う場合に比較して、線材に過大な力がかからず、コイルの耐久性の向上を図る上で有利となり、また、コイルの整形を行う工程を省くことができるため、生産性の向上を図る上でも有利となる。

また、本実施の形態では、図２８に示すように、押圧円板３６の外周部３６０２が弾性部材６６で構成されているため、押圧円板３６からの押圧力は、弾性部材６６を介して芯金３２の中心軸方向の全域にわたって位置する線材２のそれぞれに均一に作用するため、線材２の芯金３２への巻回を確実かつ安定して行う上で有利となっている。

（第２の実施の形態）
図２３は第２の実施の形態における付勢力調整手段の構成を示す斜視図、図２４は図２３の正面図、図２５は押圧円板３６を透視した正面図、図５７（Ａ）、（Ｂ）は付勢力調整手段の動作説明図である。
第２の実施の形態では、付勢部材である付勢用コイルばね３８Ａの付勢力を変化させる付勢力調整手段をさらに備えている。
上述のように芯金３２の中心軸と直交する平面で切った芯金３２の断面は、互いに対向する長辺と互いに対向する短辺とを有している。
付勢力調整手段は、押圧円板３６の外周部３６０２が芯金３２の長辺に当接する際には付勢部材３８に第１の付勢力を発生させ、押圧円板３６の外周部３６０２が芯金３２の短辺に当接する際には付勢部材３８に第１の付勢力よりも小さい第２の付勢力を発生させるように構成されている。
付勢力調整手段は、例えば、付勢用コイルばね３８Ａに連結されたアーム８０と、このアーム８０を移動させるカム機構８２などで構成することができる。
アーム８０は、ガイド８００２により芯金３２に対して離間接近する方向に移動可能に支持された２つのアーム部８０Ａ、８０Ｂを有している。
２つのアーム部のうちの一方のアーム部８０Ａの端部は付勢用コイルばね３８Ａに連結されている。
２つのアーム部のうちの他方のアーム部８０Ｂの端部はコイルスプリング８４およびカムフォロア８６を介してカム８８に係合している。
カム８８は、芯金３２と同期して回転され、これによりアーム８０を介して付勢用コイルばね３８Ａの付勢力が上述のように調整される（図５７）。

このように、付勢力調整手段により、押圧円板３６の外周部３６０２が芯金３２の長辺に当接する際には付勢部材３８に第１の付勢力を発生させ、押圧円板３６の外周部３６０２が芯金３２の短辺に当接する際には付勢部材３８に第１の付勢力よりも小さい第２の付勢力を発生させると、線材２のテンションが低下して浮き上がりやすい芯金３２の長辺側においても、線材２が芯金３２から浮き上がることなく、線材２が芯金３２の輪郭に沿って密着しつつ確実に巻回される。
したがって、長辺と短辺を有する矩形状の空芯コイル４の品質の向上を図る上でより一層有利となる。
なお、付勢力調整手段を用いることにより、第１の付勢力と第２の付勢力との大きさを同一にするなど任意である。

なお、実施の形態では、押圧円板３６の外周部３６０２を弾性部材６６で構成した場合について説明したが、図２７に示すように、押圧円板３６から弾性部材６６を省いた構成としてもよい。
しかしながら、この場合は、押圧円板３６からの押圧力が外周部３６０２に当接する一部の線材２に集中して作用する状態が生じることになる。
したがって、本実施の形態のように、押圧円板３６の外周部３６０２を弾性部材６６で構成することが、線材２の芯金３２への巻回を確実かつ安定して行う上でより有利である。

コイル巻線機１０の斜視図である。 コイル巻線機１０の斜視図である。 コイル巻線機１０の正面図である。 図３のＡ矢視図である。 図３のＢ矢視図である。 図３のＣ矢視図である。 巻回部２０の正面図である。 図７の要部拡大図である。 巻回部２０の斜視図である。 図９の要部拡大図である。 巻回部２０の断面図である。 巻回部２０の動作を説明する断面図である。 巻回部２０の動作を説明する断面図である。 芯金３２の駆動部の説明図である。 芯金３２の正面図である。 （Ａ）は芯金部材の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図である。 芯金部材に組み込まれたヒータ６２の断面図である。 （Ａ）は芯金３２がホルダ４６内部に没入した状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、（Ｃ）は芯金３２がホルダ４６外方に突出した状態の断面図である。 芯金３２に組み込まれたヒータ６２と温度センサ６２０８の説明図である。 芯金３２の変形例を示す断面図である。 押圧円板３６の動作を示す模式図である。 （Ａ）、（Ｂ）は押圧円板３６の押圧力の説明図である。 第２の実施の形態における付勢力調整手段の構成を示す斜視図である。 図２３の正面図である。 押圧円板３６を透視した正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は線材２と押圧円板３６の押圧力との関係の説明図である。 押圧円板３６が弾性部材６６を有さない場合の動作説明図である。 押圧円板３６が弾性部材６６を有する場合の動作説明図である。 空芯コイル４の斜視図である。 空芯コイル４の平面図である。 比較例の空芯コイル４の平面図である。 コイル巻線機１０の概略構成図である。 第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６、第２搬送部２８の斜視図である。 図３３のＡ矢視図である。 第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の斜視図である。 第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の動作説明図である。 第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の動作説明図である。 第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の動作説明図である。 第１搬送部２２の構成図である。 受け台２４の構成図である。 第１搬送部２２、受け台２４、整形部２６の斜視図である。 整形部２６の正面図である。 整形部２６の動作説明図である。 整形部２６の動作説明図である。 第２搬送部２８の吸着ノズル２８０２の断面図である。 整形部２６の動作説明図である。 図４６のＡ矢視図である。 第１搬送部２２の動作説明図である。 整形部２６の動作説明図である。 整形部２６の動作説明図である。 整形部２６の動作説明図である。 整形部２６の動作説明図である。 整形部２６の動作説明図である。 整形部２６の動作説明図である。 （Ａ）はトレー７２の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣＣ線断面図である。 （Ａ）は整形後の空芯コイル４の平面図、（Ｂ）は整形後の空芯コイル４の側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は付勢力調整手段の動作説明図である。

符号の説明

１０……コイル巻線機、３２……芯金、３４……回転部、３６……押圧円板、３８……付勢部材。

Claims (5)

1. 断面が矩形状を呈する軸状の芯金と、
   前記芯金を該芯金の中心軸を中心に回転させる回転部と、
   前記芯金の回りに巻回されるように回転する前記芯金に線材を供給する線材供給部と、
   前記芯金の中心軸と平行する軸心を中心に回転可能に、かつ、前記芯金の中心軸に対して離間接近する方向に移動可能に設けられ前記芯金に巻回される前記線材に当接可能な外周部を有する押圧円板と、
   前記押圧円板を付勢することで前記外周部を前記線材に押圧させ前記線材を前記芯金に密着させつつ巻回させる付勢部材と、
   を備えるコイル巻線機。
2. 前記押圧円板は、剛性を有する材料から形成された円板本体と、前記円板本体の外周に取着され前記外周部を構成する弾性変形可能な弾性部材とを含んでいる、
   請求項１記載のコイル巻線機。
3. 前記付勢部材の付勢力を変化させる付勢力調整手段をさらに備え、
   前記芯金の中心軸と直交する平面で切った前記芯金の断面は、互いに対向する長辺と互いに対向する短辺とを有し、
   前記付勢力調整手段は、前記押圧円板の外周部が前記芯金の長辺に当接する際には前記付勢部材に第１の付勢力を発生させ、前記押圧円板の外周部が前記芯金の短辺に当接する際には前記付勢部材に前記第１の付勢力よりも小さい第２の付勢力を発生させる、
   請求項１記載のコイル巻線機。
4. 前記芯金は前記中心軸方向に貫通する孔を有し、
   前記芯金と、前記芯金の中心軸方向の端部に連結され前記中心軸方向に延在する筒部とを有する芯金部材が設けられ、
   前記筒部の内部から前記芯金の孔に熱風を供給する熱風供給手段をさらに備える、
   請求項１記載のコイル巻線機。
5. 前記熱風供給手段は、前記筒部の内部に配置されたヒータと、空気を前記筒部の内部から前記芯金の孔に供給する送風手段をさらに備える、
   請求項１記載のコイル巻線機。

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