JP2012004482A - 非円形コイルの製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】引出し線が所定位置から引出された非円形コイルを常に得る。
【解決手段】非円形コイルの製造装置１０は、線材１３を円形に巻回して円形コイル１１を得る巻線機２０と、円形コイルの内側に進入させた拡開部材３１の間隔を拡げて円形コイルを非円形コイル１２に成形する成形機３０と、搬送手段６０とを備える。搬送手段６０は引出し線１３ａ，１３ｂを所定の位置に維持しつつ円形コイルを外周囲から把持する少なくとも一対の把持片７４，７４を備え、把持片７４は拡開部材３１の間隔が拡げられるとき円形コイルを構成する線材１３を拡開部材３１とともに挟持可能に構成される。そして、製造方法は、円形コイルの引出し線１３ａ，１３ｂを所定の位置に維持しつつ円形コイルを外周囲から少なくとも一対の把持片７４，７４により把持し、拡開部材３１の間隔を拡げるとき線材１３を拡開部材３１と把持片７４により挟持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、線材を円形に巻回してなる円形コイルを成形して円形と異なる別の形状を成す非円形コイルを得る非円形コイルの製造装置及びその製造方法に関するものである。

従来、携帯電話機のような小型装置に用いられるスピーカにあっては、長円形又は長方形の形状を成す小型のものが好んで用いられている。このような長円形又は長方形の形状のスピーカには、円環断面を有する円形コイルではなく、長方形又は長円形又は楕円形等の断面を有する非円形コイルが用いられる。このような非円形コイルの製造方法として、断面が長方形又は長円形又は楕円形等の所望の形状を有する巻芯にコイル用の線材を巻付け、その巻芯に巻付けられた線材からなるコイルをその巻芯から取り外すことにより、所望の断面形状を有する非円形コイルを得ることが知られている。

しかし、長方形又は長円形又は楕円形等の断面を有する巻芯にノズルの先端から繰り出される線材を巻付けると、その線材は巻芯の外周における接線上に存在することになり、巻芯の断面が円形でないのでその線材はそれを繰り出すノズルの先端と巻芯との間で揺動することになる。このため、その線材の揺動が激しくなるようなことを防止する必要から、高速でその線材を巻芯に巻付けることができずに、その巻線時間を短縮することが困難であった。

この点を解消するために、断面円形の巻芯に線材を巻付けて円環断面を有する円形コイルを得、その後その円形コイルを円環断面と異なる別の断面を有する非円形コイルに変形させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。これによれば、断面円形の巻芯に線材を巻付けることは、断面が非円形の巻芯に線材を巻付ける場合に比較して、ノズルの先端から繰り出された線材がそのノズルの先端と巻芯との間で揺動するようなことはないので、比較的高速で線材をその巻芯に巻付けることができる。そして、そのように得られた円形コイルをその後変形させて非円形コイルを得ることになるけれども、その変形の最中に次の円形コイルのための巻線を行うことにより、そのコイルの製造時間を著しく短縮することが期待されている。

特表２００８−５１１１５０号公報

しかし、断面円形の巻芯に線材を巻付けて円形コイルを得る工程と、そのように得られた円形コイルをその後変形させて非円形コイルを得る工程とを別に行うと、得られた非円形コイルにおける引出し線の引出し位置が定まらず、その引出し位置にばらつきが生じるという未だ解決すべき課題が残存していた。

即ち、巻線機を用いて断面円形の巻芯に線材を巻付けると、その線材からなる円形コイルから引出される引出し線を巻芯に対して常に一定の場所から引出すことができる。次にこの円形コイルを変形させることになるけれども、その円形コイルは断面が円形であるので円周方向の位置を定めるのが困難であり、引出し線が円形コイルの周囲の何れの位置にあってもその円形コイルを変形させることが可能になる。このため、円形コイルにおける引出し線の位置を定めることなくその円形コイルを変形させると、得られた非円形コイル、具体的には長方形又は長円形又は楕円形等の断面を有するコイルの引出し線はその周囲の何れかの位置から引出され、複数の非円形コイルを製造した場合に、それら複数の非円形コイルにおける引出し線が全てにおいて同じ場所から引出されるようなことはない。

特に、近年では、このような非円形コイルを用いた製品の組み立て工程は、専門の作業員を配置することなく機械を用いた自動化において行われる傾向にあり、引出し線の引出し位置がばらついた非円形コイルでは、そのような自動化されたラインにおいてその後の組み立てが困難になる問題点があった。

この点を解消するためには、円形コイルを変形させる際に、引出し線の位置を正確に位置決めした後にその円形コイルを変形させることが求められるけれども、この引出し線の位置決めを作業員の目視に頼ったのではその引出し位置を一定に保つことに限界があり、また、専門の作業員を配置する必要から得られた非円形コイルの単価を押し上げる不具合があった。

本発明の目的は、引出し線が所定位置から引出された非円形コイルを常に得ることができる非円形コイルの製造装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、線材を円形に巻回して所定の位置から引出し線が引出された円形コイルを得る巻線機と、円形コイルの内側に進入させた少なくとも一対の拡開部材の間隔を拡げて円形コイルを非円形コイルに成形する成形機と、円形コイルを巻線機から成形機に搬送する搬送手段とを備えた非円形コイルの製造装置である。

その特徴ある構成は、搬送手段は引出し線を所定の位置に維持しつつ円形コイルを外周囲から把持する少なくとも一対の把持片を備え、把持片は拡開部材の間隔が拡げられるとき円形コイルを構成する線材を拡開部材とともに挟持可能に構成されたところにある。

円形コイルの外周面に接触する接触面に一端が開口するエア孔が一対の把持片のいずれか一方又は双方に形成され、エア孔の一端から吸引するエアにより把持片に円形コイルを吸着させるエア吸引器がエア孔の他端に接続されることが好ましく、非円形コイルを構成する線材の絶縁皮膜を溶融固着する熱風機を設けることが更に好ましい。そして、拡開部材の移動方向に交差しかつ非円形コイルの外側から接触部材を非円形コイルに接触させる接触機構が設けられ、巻線機が筒状のボビンに線材を巻回可能に構成することもできる。

本発明における非円形コイルの製造方法は、線材を円形に巻回して所定の位置から引出し線が引出された円形コイルを得た後、円形コイルの内側に進入させた少なくとも一対の拡開部材の間隔を拡げて円形コイルを非円形コイルに成形する方法の改良である。

その特徴ある点は、円形コイルの引出し線を所定の位置に維持しつつ円形コイルを外周囲から少なくとも一対の把持片により把持し、円形コイルの内側に進入させた拡開部材の間隔を拡げるとき円形コイルを構成する線材を拡開部材と把持片により挟持するところにある。

この非円形コイルの製造方法では、把持片の円形コイルの外周面に接触する接触面に開口するエア孔を介してエアを吸引し、把持片に円形コイルを吸着させることが好ましく、円形コイルの内側に進入させた一対の拡開部材の間隔を拡げて円形コイルを非円形コイルに成形するときに線材に熱風を吹き付けて線材の絶縁皮膜を溶融固着することが更に好ましい。そして、一対の拡開部材の間隔を拡げて円形コイルを非円形コイルに成形するとき又はその後、拡開部材の移動方向に交差しかつ非円形コイルの外側から接触部材を非円形コイルに接触させることもでき、筒状のボビンに線材が巻回されてそのボビンの周囲に円形コイルが形成されるようにすることもできる。

本発明における非円形コイルの製造装置及びその製造方法では、円形コイルの引出し線を所定の位置に維持しつつ円形コイルを一対の把持片により把持し、成形のために円形コイルの内側に進入させた拡開部材の間隔を拡げるとき、その円形コイルを構成する線材を拡開部材と把持片により挟持するので、その成形時においてその把持片に対して線材が移動することはない。ここで、線材を円形に巻回する巻線機では、所定の位置から引出し線が引出された円形コイルが得られ、一対の把持片は円形コイルの引出し線を所定の位置に維持しつつ円形コイルを把持するので、その円形コイルが成形されて非円形コイルとなった場合であっても、把持片に対して線材が移動することはなく、その把持片を基準とした非円形コイルの引出し線の位置は変化しない。よって、本発明の非円形コイルの製造装置及びその製造方法では、引出し線が所定位置から引出された非円形コイルを常に得ることができる。

そして、把持片に円形コイルを吸着させれば、把持片により円形コイルを確実に把持することができ、円形コイル又は非円形コイルを構成する線材に熱風を吹き付けて線材の絶縁皮膜を溶融固着すれば、それらの形状がその後崩れるようなことを回避することができる。そして、拡開部材の移動方向に交差しかつ非円形コイルの外側から接触部材を非円形コイルに接触させるようにすれば、線材を真っ直ぐに揃えることができ、筒状のボビンがある場合には、その線材をボビンに沿わせて円形コイル又は非円形コイルを構成する線材がそのボビンから剥離するような事態を回避することができる。

本発明実施形態における非円形コイルの製造装置を示す上面図である。 その製造装置の正面図である。 図１のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 その巻線機により円形コイルが巻回された状態を示す拡大斜視図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 その成形装置の拡開部材近傍の拡大図である。 その把持片により把持された円形コイルの内側に拡開部材が進入した状態を示す下面図である。 その拡開部材の間隔を拡げて円形コイルが非円形コイルに成形された状態を示す図８に対応する下面図である。 その搬送手段の構造を示す拡大図である。 図１０のＤ−Ｄ線断面図である。 その把持片により円形コイルを把持した状態を示す図１１に対応する断面図である。 その接触機構の上面図である。 その接触機構の側面図である。 拡開部材が拡げられた状態を示す正面図である。 非円形コイルに接触部材が接触した状態を示す下面図である。 非円形コイルに接触部材が接触した状態を示す側面図である。 拡開部材が拡げられると同時に非円形コイルに接触部材が接触した状態を示す図１６に対応する下面図である。 円形コイルとそれが成形されて得られた非円形コイルを示す斜視図である。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２に、本発明における非円形コイルの製造装置１０を示す。各図において、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が鉛直方向に延びるものとし、この製造装置１０の構成について説明する。この非円形コイルの製造装置１０は、円形コイル１１を得る巻線機２０と、その円形コイル１１を非円形コイル１２（図１９）に成形する成形機３０と、円形コイル１１を巻線機２０から成形機３０に搬送する搬送手段６０とを備える。

図３に示すように、巻線機２０は、線材１３を円形に巻回して所定の位置から引出し線１３ａ，１３ｂが引出された円形コイル１１を得るものであって、基台１０ａに設けられた巻線用モータ２１と、巻線用モータ２１によりＺ軸を回転中心として回転する回転柱２２と、その回転柱２２の上端に水平に設けられた円盤２３と、その円盤２３の中心に回転柱２２と同軸に立設されて、その回転柱２２とともに回転する巻軸２４とを備える。図４に示すように、この実施の形態における円形コイル１１は紙製ボビン１４に線材１３を巻回することにより作られ、巻軸２４はこの紙製ボビン１４が嵌入可能な断面円形に形成された上部における小径部２４ａと、その小径部２４ａの下部に同軸に連続する大径部２４ｂとを有し、この巻線機２０はこの巻軸２４により筒状の紙製ボビン１４に線材１３を巻回可能に構成される。

図３に戻って、この巻線機２０は、その線材１３を先端から繰り出すノズル２６を有し、このノズル２６を移動させる移動機構２７（図１）が設けられる。図１に示すように、この実施の形態における移動機構２７は、３軸方向の駆動部２７ａ，２７ｂ，２７ｃを組み合わせてなり、前後方向駆動部２７ａと、左右方向駆動部２７ｂと、上下方向駆動部２７ｃとを具備する。これらの駆動部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、駆動方向Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って略同一の駆動機構とされる。左右方向駆動部２７ｂは基台１０ａにＹ軸方向に沿って固定され、Ｚ軸方向に延びる上下方向駆動部２７ｃが左右方向駆動部２７ｂに対して左右方向移動可能に配される。上下方向駆動部２７ｃにはＸ軸方向に伸びる前後方向駆動部２７ａが上下方向駆動部２７ｃに対して上下方向移動可能に配される。そして、前後方向駆動部２７ａにノズル２６が前後方向駆動部２７ａに対して前後方向に移動可能に設けられる。これらの駆動部２７ａ，２７ｂ，２７ｃの組み合わせによりこのノズル移動機構２７は、そのノズル２６を３軸方向の任意の方向に移動可能に構成される。

図３に示すように、巻線用モータ２１は回転柱２２とともに巻軸２４を回転させることにより、その小径部２４ａに嵌入された紙製ボビン１４（図４）にノズル２６の先端から繰り出される線材１３を巻回可能に構成され、ノズル移動機構２７はその巻回時にノズル２６をＺ軸方向に往復移動させて線材１３をボビンに整列巻きさせるように構成される。図４に示すように、巻軸２４の大径部２４ｂの上縁には紙製ボビン１４に巻回された線材１３の巻始めと巻き終わりが進入する凹溝２４ｃが小径部２４ａの接線方向に伸びて形成される。図３に戻って、この凹溝２４ｃの延長上に位置する円盤２３の周囲には一方の引出し線１３ａとなるその巻き初めの線材１３を把持する把持具２８と、他方の引出し線１３ｂとなる巻き終わりの線材１３を把持する把持具２９が設けられる。この凹溝２４ｃ及び把持具２８，２９により、この巻線機２０は筒状の紙製ボビン１４に線材１３を円形に巻回して、所定の位置から引出し線１３ａ，１３ｂが引出された円形コイル１１を得るように構成される。

図５及び図６に示すように、成形機３０は、円形コイル１１の内側に進入させた少なくとも一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げて円形コイル１１を非円形コイル１２に成形するものであり、この実施の形態では、一対の拡開部材３１，３１が設けられた成形機３０を示す。成形機３０は巻線機２０のＸ軸方向に所定の間隔を空けて設けられ、基台１０ａに立設された取付板３２と、その取付板３２のＹ軸方向における前面にＺ軸方向に沿って立設された上下方向ガイド３３と、その上下方向ガイド３３に平行に配され表面に雄ねじが配される上下方向回転軸３４（図５）と、その上下方向回転軸３４に螺合され上下方向ガイド３３に沿って移動可能な上下方向移動板３５と、その上下方向回転軸３４を回転駆動する上下用モータ３６とが配される。そして、上下方向移動板３５は、上下方向回転軸３４に配された雄ねじの範囲によって、Ｚ軸駆動方向の移動範囲が設定される。

図７に示すように、上下方向移動板３５には、その下部にＸ軸方向に移動可能な一対の前後移動部材４１，４１が互いに対向するように設けられる。一対の前後移動部材４１，４１の両側には、その一対の前後移動部材４１，４１を挟むようにストッパ板４２がそれぞれ設けられ、ストッパ板４２と前後移動部材４１との間にはその一対の前後移動部材４１，４１を互いに近づけるように付勢する拡開用スプリング４３が介装される。また、一対の前後移動部材４１，４１の間には下方に向かった先細りの上下可動部材４４が設けられる。また、上下方向移動板３５の上部にはその上下可動部材４４を上下動させる昇降用モータ４５が回転軸４５ａを下方に突出させて取付けられ、その回転軸４５ａの下端には雌ねじ部材４６が取付けられる。上下可動部材４４にはその雌ねじ部材４６に螺合する雄ねじ４４ａがＺ軸方向に伸びて回転不能に取付けられ、昇降用モータ４５が駆動して雌ねじ部材４６が回転すると雄ねじ４４ａが上下動してその上下可動部材４４を昇降させるように構成される。

その上下可動部材４４をＸ軸方向の両側から挟む一対の前後移動部材４１，４１は、その上下可動部材４４が下方に向かって先細りであるので、その上下可動部材４４が実線矢印で示すように下降するとその一対の前後移動部材４１，４１は拡開用スプリング４３の付勢力に抗して互いの間隔を拡げ、その上下可動部材４４が破線矢印で示すように上昇するとその一対の前後移動部材４１，４１は拡開用スプリング４３の付勢力により互いの間隔を縮めるように構成される。そして、この一対の前後移動部材４１，４１に一対の拡開部材３１，３１が取付けられ、上下可動部材４４が下降するとその一対の前後移動部材４１，４１とともに一対の拡開部材３１，３１も互いの間隔を拡げ、その上下可動部材４４が上昇するとその一対の前後移動部材４１，４１とともに一対の拡開部材３１，３１も互いの間隔が縮まるように構成される。

図８に示すように、この実施の形態における一対の拡開部材３１，３１はそれぞれ半円状の断面を有し、円弧状部分を互いに外側に向けるように前後移動部材４１に取付けられる。この一対の拡開部材３１，３１は、互いの間隔が縮まった状態でその双方が円形コイル１１の内側に進入可能な大きさに構成され、一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げると、円形コイル１１を内側からＸ軸方向に押し拡げ、図９に示すように、半円状をなす円弧部１２ａと、その円弧部１２ａの端部をそれぞれ連結する直線部１２ｂとからなる長円状断面を有する非円形コイル１２にその円形コイル１１を成形するように構成される。

図１、図２、図６及び図１０に示すように、搬送手段６０は巻線機２０で得られた円形コイル１１をその巻線機２０から成形機３０に搬送するものであって、基台１０ａに平行に支柱６１ａを介してその基台１０ａから浮き上がらせた状態でＸ軸方向に伸びて設けられた搬送用レール６１と、その搬送用レール６１に平行に配され表面に雄ねじが配される搬送用回転軸６２と、その搬送用回転軸６２に螺合されその搬送用レール６１に沿って移動可能な搬送用移動台６３（図６）と、搬送用レール６１の端部に設けられその搬送用回転軸６２を回転駆動する搬送用モータ６４とを備える。搬送用レール６１は巻線機２０と成形機３０に対してＹ軸方向にずれて設けられ、巻線機２０と成形機３０を連結するに足りる長さに形成される。そして、搬送用移動台６３は、搬送用レール６１の全長に亘って設けられた搬送用回転軸６２の範囲によって、巻線機２０と成形機３０を連結する範囲で移動可能に構成される。

図６及び図１０に示すように、搬送用移動台６３には支持台６６が取付けられ、支持台６６は水平な上フランジ６６ａと、その上フランジ６６ａの下方に上フランジ６６ａと平行に設けられた下フランジ６６ｂと、その上フランジ６６ａの一端縁と下フランジ６６ｂの一端縁を連結して搬送用移動台６３に取付けられる連結部６６ｃとを有する。支持台６６の上フランジ６６ａと下フランジ６６ｂにはＺ軸方向に伸びる一対のロッド６７，６７がＸ軸方向に間隔を空けて上下動可能に設けられる。上フランジ６６ａと下フランジ６６ｂの間のロッド６７には操作部材６８が取付けられ、その操作部材６８に螺合する操作用雄ねじ６９が一対のロッド６７，６７の間にそのロッド６７と平行に設けられる。上フランジ６６ａには、その操作用雄ねじ６９を回転させる操作用モータ７１が設けられ、操作用モータ７１が駆動して操作用雄ねじ６９が回転すると操作部材６８がロッド６７とともに上下動するように構成される。

図１０及び図１１に示すように、一対のロッド６７，６７の下端には、Ｘ軸方向に移動可能な一対の前後可動部材７２ａ，７２ａを有する搬送用エアシリンダ７２が設けられる。一対の前後可動部材７２ａ，７２ａのそれぞれにはＸ軸方向に移動可能なスライダ７３ａを有するスライダ部材７３が更に設けられ、それらのスライダ７３ａに円形コイル１１を外周囲から把持する把持片７４がＸ軸方向に並んで設けられる。この一対の把持片７４，７４は、巻線機２０において得られた円形コイル１１における引出し線１３ａ，１３ｂを所定の位置に維持しつつその円形コイル１１を外周囲から把持するものであって、互いに対向して円形コイル１１の外周に接触する接触面７４ａはその円形コイル１１の外径に応じた円弧状に形成される。この搬送用エアシリンダ７２は、図１１に示すように一対の前後可動部材７２ａ，７２ａの互いの間隔を拡げると、その一対の前後可動部材７２ａ，７２ａとともに一対の把持片７４，７４も互いの間隔を拡げ、図１２に示すように一対の前後可動部材７２ａ，７２ａの互いの間隔を狭めると、その一対の前後可動部材７２ａ，７２ａとともに一対の把持片７４，７４も互いに狭め、その間に円形コイル１１が存在する場合にはその円形コイル１１を外周囲から把持するように構成される。

前後可動部材７２ａとスライダ７３ａとの間にはそのスライダ７３ａとともに一対の把持片７４，７４を互いに近づけるように付勢する把持用スプリング７６が設けられる。この把持用スプリング７６は、一対の前後可動部材７２ａ，７２ａとともに一対の把持片７４，７４の互いの間隔を狭め、円形コイル１１を外周囲から把持する一対の把持片７４，７４がその付勢力に抗して押し拡げられることを許容するものである。このため、図８に示すように、一対の把持片７４，７４が外周囲から把持する円形コイル１１の内側に一対の拡開部材３１，３１を進入させ、図９に示すようにその一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げてその円形コイル１１を内側からＸ軸方向に押し拡げると、把持用スプリング７６（図１２）の付勢力に抗して一対の把持片７４，７４もその円形コイル１１の外周面に接触した状態で互いに押し拡げられることになる。よって、この把持片７４は拡開部材３１の間隔が拡げられるとき円形コイル１１を構成する線材１３をその拡開部材３１とともに挟持するものとして構成される。

図８及び図９に示すように、一対の把持片７４，７４の双方には、円形コイル１１の外周面に接触する円弧状の接触面７４ａに一端が開口するエア孔７７が形成される。このエア孔７７は把持片７４のそれぞれにＸ軸方向に伸びて３本Ｙ軸方向に並んで形成され、その３本のエア孔７７の他端にはＹ軸方向に延びる雌ねじ穴７８がその３本のエア孔７７を連通させるように形成される。図１１及び図１２に示すように、この雌ねじ穴７８にはエア継手７９が螺着され、エア継手７９にはこれら複数のエア孔７７に連通するエアチューブの一端が接続される。このエアチューブの他端には、このエアチューブを介してそれら複数のエア孔７７の一端からエアを吸引する図示しないエア吸引器が接続される。そして、図示しないエア吸引器は、それら複数のエア孔７７の一端から吸引するエアにより把持片７４に円形コイル１１を吸着させるように構成される。

図１及び図２に戻って、巻線機２０と成形機３０の間の基台１０ａには熱風機８１が設けられ、その熱風機８１には熱風を吹き出す２本のエアノズル８１ａ，８１ｂがＹ軸方向に移動可能に設けられる。２本のエアノズルの一方８１ａは、実線矢印で示すように熱風機８１から突出してその吹き出し端を巻線機２０の円形コイル１１に臨む第１位置と、破線矢印で示すように熱風機８１に没入してその円形コイル１１からＹ軸方向に離間した第２位置の間を移動可能に構成される。２本のエアノズルの他方８１ｂは、実線矢印で示すように熱風機８１から突出してその吹き出し端を成形機３０の一対の拡開部材３１，３１により成形された非円形コイル１２に臨む第１位置と、破線矢印で示すように熱風機８１に没入してその非円形コイル１２からＹ軸方向に離間した第２位置の間を移動可能に構成される。そして、２本のエアノズル８１ａ，８１ｂは通常第２位置にあるけれども、円形コイル１１及び非円形コイル１２を構成する線材１３の絶縁皮膜が加熱により溶融し冷却して固着するようなものである場合に、その巻線時又は成形時に熱風機８１は必要に応じて第２位置から第１位置にそれらのエアノズル８１ａ，８１ｂを移動して熱風を吹き出し、円形コイル１１及び非円形コイル１２の線材１３の絶縁皮膜を溶融固着可能に構成される。

また、成形機３０の近傍には、成形機３０における拡開部材３１の移動方向に交差しかつ非円形コイル１２の外側から接触部材８６をその非円形コイル１２に接触させる接触機構８５が設けられる。この接触機構８５は、図５、図１３及び図１４に示すように、基台１０ａに脚部材８７を介してその基台１０ａの上面と平行に設けられたテーブル８８と、そのテーブル８８に直線運動ガイドレール８９を介してＸ軸方向に移動可能に設けられたと水平板９１と、その水平板９１をＸ軸方向に往復移動させる押圧用シリンダ９２を備える。押圧用シリンダ９２は、その出没軸９２ａが突出してＸ軸方向に移動した水平板９１の突出端が成形機３０における一対の拡開部材３１，３１の下方に位置し、その出没軸９２ａが没入してＸ軸方向に逆に移動した水平板９１の突出端がその成形機３０から離れるように構成される。

図１に示すように、巻線機２０の巻軸２４と搬送手段６０における一対の把持片７４，７４と成形機３０における一対の拡開部材３１，３１はＸ軸方向に伸びる直線Ｅ上に設けられる。図５、図１３及び図１４に戻って、接触機構８５における押圧用シリンダ９２の出没軸９２ａが突出してＸ軸方向に移動した水平板９１の突出端には成形機３０における一対の拡開部材３１，３１をＹ軸方向から挟む２台の可動台９３，９３がＹ軸方向に移動可能に設けられ、その２台の可動台９３，９３をそれぞれ移動させる２台のミニシリンダ９４，９４がその水平板９１に更に設けられる。

２台の可動台９３，９３には非円形コイル１２の外側から接触する接触部材８６がＹ軸方向に移動可能に取付けられ、その接触部材８６からＸ軸方向にずれて回転軸９６ａを互いに向かい合わせるようにマイクロメータ９６が２台の可動台９３，９３にそれぞれ取付けられる。マイクロメータ９６の回転軸９６ａはその先端が接触部材８６に枢支され、マイクロメータ９６の回転軸９６ａを出没させることにより、接触部材８６のＹ軸方向における位置を正確に調整できるように構成される。そして、ミニシリンダ９４はその出没軸９４ａを突出させることにより拡開部材３１の移動方向に交差しかつ非円形コイル１２の外側から接触部材８６をその非円形コイル１２に接触させ（図１６）、その接触させる量をマイクロメータ９６により調整可能に構成される。一方、ミニシリンダ９４は出没軸９４ａを没入させることにより接触部材８６を非円形コイル１２から離し、その状態で押圧用シリンダ９２がその出没軸９２ａを没入させることによりその接触部材８６とともに水平板９１自体が成形機３０から離間するように構成される。

ここで、図５及び図６における符号９７は、非円形コイル１２を一対の拡開部材３１から引き抜くときに使用する取り出し用爪９７であって、符号９８は、取付板３２に設けられその取り出し用爪９７を取付板３２の近傍からＹ軸方向に突出させて一対の拡開部材３１の下方に位置させる取り出し用シリンダ９８である。そして、符号９９は、一対の拡開部材３１から引き抜かれて落下した非円形コイル１２を受け止めて本装置１０の外部に排出するベルトコンベア９９である。

次に、本発明における非円形コイルの製造方法について説明する。

本発明の非円形コイル１２の製造方法は、線材１３を円形に巻回して所定の位置から引出し線１３ａ，１３ｂが引出された円形コイル１１を得る巻線工程と、その円形コイル１１を巻線機２０から成形機３０に搬送する搬送工程と、成形機３０においてその円形コイル１１の内側に進入させた少なくとも一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げて円形コイル１１を非円形コイル１２に成形する成形行程とを有する。以下に各工程を詳説する。

＜巻線工程＞
この工程では、線材１３を円形に巻回して所定の位置から引出し線１３ａ，１３ｂが引出された円形コイル１１を得る。図３及び図４に示すようにこの巻線は巻線機２０により行われ、その巻軸２４に紙製ボビン１４を嵌入し、ノズル２６から繰り出された線材１３の端部を巻き初めの線材１３として円盤２３の周囲に設けられた一方の把持具２８に把持させる。そして、その巻き初めの線材１３を大径部２４ｂの上縁に形成された凹溝２４ｃに案内した後、巻線用モータ２１を駆動してその巻軸２４を回転させ、これにより紙製ボビン１４にノズル２６の先端から繰り出される線材１３を巻回させる。そして、この巻回時にノズル移動機構２７によりノズル２６をＺ軸方向に往復移動させて線材１３をその紙製ボビン１４に整列巻きする。所定の回数線材１３を巻回させた後には、ノズル２６から繰り出された線材１３を大径部２４ｂの上縁に形成された凹溝２４ｃに案内した後、巻き終わりの線材１３として円盤２３の周囲に設けられた他方の把持具２９に把持させる。このように筒状の紙製ボビン１４に線材１３を巻回して紙製ボビン１４の周囲に円形コイル１１を形成する。

ここで、線材１３の絶縁皮膜が加熱により溶融し冷却して固着するようなものである場合、熱風機８１により円形コイル１１に熱風を吹き付け、その線材１３の絶縁皮膜を溶融固着させて線材１３を相互に接着するとともに、紙製ボビン１４にこの円形コイル１１を接着して整列巻きされた線材１３からなる円形コイル１１の形状がその後に崩れるようなことを防止する。そして、巻き初めの線材１３を把持具２８から外すとともに、巻き終わりの線材１３を把持具２９の近傍で切断する。このようにして、その巻き初めの線材１３と巻き終わりの線材１３からなる引出し線１３ａ，１３ｂが凹溝２４ｃに収容されて常に一定となる所定の位置から引出し線１３ａ，１３ｂが引出された図４に示す円形コイル１１を得る。

＜搬送工程＞
この工程では、円形コイル１１を巻線機２０から成形機３０に搬送する。この円形コイル１１の搬送は搬送手段６０により行われ、搬送用モータ６４と操作用モータ７１を駆動して搬送用エアシリンダ７２をＸ軸及びＺ軸に沿って移動させ、その搬送用エアシリンダ７２を巻線機２０の上方に位置させる。そして、搬送用エアシリンダ７２の一対の前後可動部材７２ａ，７２ａの互いの間隔を拡げた後にその搬送用エアシリンダ７２を下降させ、図４及び図１１に示すようにその一対の可動部材７２ａ，７２ａに設けられた一対の把持片７４，７４を円形コイル１１のＸ軸方向の両側に位置させる。そして、一対の前後可動部材７２ａ，７２ａの互いの間隔を狭めることにより一対の把持片７４，７４を互いに狭める。そして、紙製ボビン１４を潰さないように、一対の把持片７４，７４の円形コイル１１の外周面に接触する接触面７４ａがその円形コイル１１の外径より僅かに小さくなる程度まで一対の把持片７４，７４を互いに狭め、これにより、図１２に示すようにＸ軸方向の両側からその間に存在する円形コイル１１をその外周囲から把持する。このとき、円形コイル１１の引出し線１３ａ，１３ｂは巻軸２４における凹溝２４ｃに収容されているので（図４）、この引出し線１３ａ，１３ｂを常に一定である所定の位置に維持しつつ一対の把持片７４，７４により円形コイル１１を外周囲から把持することができる。

そして、この円形コイル１１の把持に際して、図示しないエア吸引器は、一対の把持片７４，７４の円形コイル１１の外周面に接触する接触面７４ａに一端が開口するエア孔７７を介してエアを吸引し、円形コイル１１を挟持した一対の把持片７４，７４にその円形コイル１１を吸着させる。これにより、一対の把持片７４，７４における互いに対向する接触面７４ａがその円形コイル１１の外径より僅かに小さくなる程度であっても、その円形コイル１１を一対の把持片７４，７４により確実に把持させることができる。その後、操作用モータ７１を駆動して搬送用エアシリンダ７２を円形コイル１１とともに上昇させ、一対の把持片７４，７４により把持した円形コイル１１を巻軸２４から引き抜く。そして、搬送用モータ６４と操作用モータ７１の双方を駆動して搬送用エアシリンダ７２を円形コイル１１とともに成形機３０に向けて移動させ、その円形コイル１１を成形機３０における一対の拡開部材３１，３１の下方に位置させる。

＜成形行程＞
この行程では、成形機３０においてその円形コイル１１の内側に進入させた少なくとも一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げて円形コイル１１を非円形コイル１２に成形する。円形コイル１１は成形機３０における一対の拡開部材３１，３１の下方に位置しているので、円形コイル１１の内側への一対の拡開部材３１，３１の進入は、図５及び図６に示す上下用モータ３６により上下方向回転軸３４を回転させて上下方向移動板３５を下降させることにより行われる。このとき、図７に示す昇降用モータ４５により上下可動部材４４を上昇させて拡開用スプリング４３の付勢力により一対の前後移動部材４１，４１の互いの間隔を縮めておく。一対の前後移動部材４１，４１の互いの間隔が縮まると一対の拡開部材３１，３１も互いの間隔が縮まり、互いの間隔が縮まった一対の拡開部材３１，３１が上下方向移動板３５とともに下降すると、図８に示すようにその一対の拡開部材３１，３１はその双方が円形コイル１１の内側に進入することになる。

次に、一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げて円形コイル１１を非円形コイル１２に成形する。これは昇降用モータ４５により上下可動部材４４を下降することにより行われ、上下可動部材４４が下降すると一対の前後移動部材４１，４１は拡開用スプリング４３の付勢力に抗して互いの間隔を拡げ、その一対の前後移動部材４１，４１とともに一対の拡開部材３１，３１も互いの間隔を拡げる。図９に示すように、一対の拡開部材３１，３１の間隔が拡がると、円形コイル１１はその一対の拡開部材３１，３１により内側からＸ軸方向に押し拡げられ、その円形コイル１１は、半円状をなす円弧部１２ａと、その円弧部１２ａの端部をそれぞれ連結する直線部１２ｂとからなる長円状断面を有する非円形コイル１２に成形される（図１９）。

この円形コイル１１の内側に進入させた拡開部材３１の間隔を拡げるとき円形コイル１１を構成する線材１３を拡開部材３１と把持片７４により挟持する。この実施の形態における搬送手段６０は、図１１及び図１２に示すように、前後可動部材７２ａとスライダ７３ａとの間にそのスライダ７３ａとともに一対の把持片７４，７４を互いに近づけるように付勢する把持用スプリング７６が設けられる。このため、図９に示すように、円形コイル１１の内側に進入した一対の拡開部材３１，３１が、その間隔を拡げてその円形コイル１１を内側からＸ軸方向に押し拡げると、把持用スプリング７６の付勢力に抗して一対の把持片７４，７４もその円形コイル１１の外周面に接触した状態で互いに押し拡げられることになる。よって、この把持片７４は拡開部材３１の間隔を拡げるだけで、円形コイル１１を構成する線材１３を拡開部材３１と挟持するものとなる。

ここで、この成形機３０まで円形コイル１１を搬送した一対の把持片７４，７４は、円形コイル１１の引出し線１３ａ，１３ｂを常に所定の位置に維持しつつ円形コイル１１を外周囲から把持しており、成形時にも円形コイル１１を構成する線材１３を拡開部材３１とともに挟持するので、その把持片７４に対して線材１３が移動することはなく、この成形工程においてその把持片７４を基準とした円形コイル１１における引出し線１３ａ，１３ｂの位置が変化することはない。してみると、図９，図１５及び図１９に示すように、その円形コイル１１が成形されて長円形の非円形コイル１２となった場合であっても、その把持片７４を基準とした引出し線１３ａ，１３ｂの位置は変化しない。このため、本発明の非円形コイル１２の製造装置及びその製造方法では、引出し線１３ａ，１３ｂが所定位置から引出された非円形コイル１２を常に得ることができることになる。

一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げて円形コイル１１を非円形コイル１２に成形するとき又はその後、拡開部材３１の移動方向に交差しかつ非円形コイル１２の外側から接触部材８６を非円形コイル１２に接触させる。この接触部材８６の接触は図１３及び図１４に示す接触機構８５により行われ、この実施の形態では、非円形コイル１２に成形した後に接触部材８６を接触させる場合を説明する。このため、一対の拡開部材３１，３１の間隔を拡げて円形コイル１１を非円形コイル１２に成形した後、搬送手段６０における搬送用エアシリンダ７２の一対の前後可動部材７２ａ，７２ａの互いの間隔を一対の把持片７４，７４とともに拡げ、図１１に示すように、その一対の把持片７４，７４における非円形コイル１２の把持を解消する。このとき、エア吸引器を停止し、把持片７４への非円形コイル１２の吸着を解消させる。そして、円形コイル１１を非円形コイル１２に成形した一対の拡開部材３１，３１の間隔を維持しつつ上下用モータ３６により上下方向回転軸３４を回転させて上下方向移動板３５をその非円形コイル１２とともに上昇させる。そして、非円形コイル１２の把持を解消した一対の把持片７４，７４は巻線機２０に向かって移動し、その巻線機２０により作られる次の円形コイル１１を把持する準備に入る。

一対の拡開部材３１，３１とともに非円形コイル１２を上昇させた後には、接触機構８５における押圧用シリンダ９２の出没軸９２ａを突出させて水平板９１を移動させ、その移動した水平板９１の突出端を一対の拡開部材３１，３１の下方に位置させる。すると水平板９１の突出端に設けられた２台の可動台９３，９３が成形機３０における一対の拡開部材３１，３１をＹ軸方向から挟む。そして、ミニシリンダ９４の出没軸９２ａを突出させることにより、図１６に示すように、拡開部材３１の移動方向に交差しかつ非円形コイル１２の外側から接触部材８６をその非円形コイル１２に接触させる。ここで、その接触させる量はマイクロメータ９６（図１３及び図１４）により予め調整しておく。

ここで、線材１３の絶縁皮膜が加熱により溶融し冷却して固着するようなものである場合、熱風機８１により円形コイル１１を非円形コイル１２に成形する際及びその非円形コイル１２に接触部材８６を接触させる際に、その非円形コイル１２に熱風を吹き付け、その線材１３の絶縁皮膜を再度溶融固着させて非円形コイル１２を構成する線材１３を再び相互に接着するとともに、紙製ボビン１４にこの非円形コイル１２を接着する。このように、接触部材８６を非円形コイル１２に接触させることにより、その非円形コイル１２における直線部１２ｂの線材１３を真っ直ぐに揃えることができ、その真っ直ぐに揃えられた線材１３同士を互いに接着して非円形コイル１２における直線部１２ｂが湾曲するような事態を防止することができる。このため、接触部材８６は、非円形コイル１２における直線部１２ｂを内側に湾曲させるようなことはない。

そして、この接触部材８６を接触させる量はマイクロメータ９６により調整できるので、その接触させる量を調整することにより所望の形状を有する直線部１２ｂを得ることができる。また、この非円形コイル１２が紙製ボビン１４に巻回された線材１３から成る場合には、その真っ直ぐに揃えられた線材１３からなる非円形コイル１２をその紙製ボビン１４に接着することができるので、成形により生じる紙製ボビン１４と非円形コイル１２との間のずれを解消することができ、その非円形コイル１２が紙製ボビン１４から剥離することを防止することができる。これにより、非円形コイル１２の形状がその後に崩れるようなことは防止され、その巻き初めの線材１３と巻き終わりの線材１３からなる引出し線１３ａ，１３ｂが常に一定となる所定の位置から引出された図１９（ｂ）に示すような非円形コイル１２を得る。

得られた非円形コイル１２は、その後一対の拡開部材３１，３１（図５及び図６）とともに下降し、その一対の拡開部材３１，３１の間隔を狭めてこの成形機３０から取り外す。このとき、取り出し用シリンダ９８により下降した非円形コイル１２に向けて取り出し用爪９７を移動させ、その取り出し用爪９７を非円形コイル１２の上側に位置させる。この状態で一対の拡開部材３１，３１の間隔を狭めてこの一対の拡開部材３１，３１を更に上昇させる。このとき、非円形コイル１２が一対の拡開部材３１，３１に引っ掛かっていたとしても、その非円形コイル１２は、取り出し用爪９７に接触して一対の拡開部材３１，３１とともに上昇することは防止される。これにより、非円形コイル１２を一対の拡開部材３１から確実に引き抜くことができる。そして、一対の拡開部材３１から引き抜かれて落下した非円形コイル１２はベルトコンベア９９により受け止められて本装置１０の外部に排出され、取り出し用シリンダ９８は取り出し用爪９７を再び取付板３２の近傍にまで引き戻す。これにより単一の非円形コイル１２の一連の製造を終了し、次の非円形コイルの製造が開始される。

なお、上述した実施の形態では、非円形コイル１２に成形した後に接触部材８６をその非円形コイル１２に接触させる場合を説明したけれども、図１８に示すように、円形コイル１１を非円形コイル１２に成形すると同時に接触部材８６をその非円形コイル１２に接触させるようにしても良い。この場合であっても、接触部材８６はその非円形コイル１２を紙製ボビン１４に接触させて接着し、その非円形コイル１２が紙製ボビン１４から剥離することを防止することができる。

また、上述した実施の形態では、紙製ボビン１４に線材１３を巻回することにより円形コイル１１を得る巻線機２０を説明したが、円形コイル１１は、紙製ボビン１４に巻回された線材１３から成るものに限られず、紙製ボビン１４を用いない、いわゆるボビンレスコイルであっても良い。また、ボビン１４を用いる場合であっても、そのボビン１４は紙製のものに限定されるものではなく、樹脂製のボビンや非磁性薄膜から成るようなボビンであっても良い。ここで、樹脂製ボビンとしては、例えばポリイミドフィルム（商標名；カプトン）から成る樹脂製ボビン１４が好適である。

１０ 非円形コイルの製造装置
１１ 円形コイル
１２ 非円形コイル
１３ 線材
１３ａ，１３ｂ引出し線
１４ 紙製ボビン
２０ 巻線機
３０ 成形機
３１ 拡開部材
６０ 搬送手段
７４ 把持片
７４ａ 接触面
７７ エア孔
８１ 熱風機
８５ 接触機構
８６ 接触部材

Claims (10)

1. 線材(13)を円形に巻回して所定の位置から引出し線(13a,13b)が引出された円形コイル(11)を得る巻線機(20)と、
   前記円形コイル(11)の内側に進入させた少なくとも一対の拡開部材(31,31)の間隔を拡げて前記円形コイル(11)を非円形コイル(12)に成形する成形機(30)と、
   前記円形コイル(11)を前記巻線機(20)から前記成形機(30)に搬送する搬送手段(60)と
   を備えた非円形コイルの製造装置であって、
   前記搬送手段(60)は前記引出し線(13a,13b)を所定の位置に維持しつつ前記円形コイル(11)を外周囲から把持する少なくとも一対の把持片(74,74)を備え、
   前記把持片(74)は前記拡開部材(31)の間隔が拡げられるとき前記円形コイル(11)を構成する前記線材(13)を前記拡開部材(31)とともに挟持可能に構成された
   ことを特徴とする非円形コイルの製造装置。
2. 円形コイル(11)の外周面に接触する接触面(74a)に一端が開口するエア孔(77)が一対の把持片(74,74)のいずれか一方又は双方に形成され、前記エア孔(77)の一端から吸引するエアにより前記把持片(74)に前記円形コイル(11)を吸着させるエア吸引器が前記エア孔(77)の他端に接続された請求項１記載の非円形コイルの製造装置。
3. 非円形コイル(12)を構成する線材(13)の絶縁皮膜を溶融固着する熱風機(81)が設けられた請求項１又は２記載の非円形コイルの製造装置。
4. 拡開部材(31)の移動方向に交差しかつ非円形コイル(12)の外側から接触部材(86)を前記非円形コイル(12)に接触させる接触機構(85)が設けられた請求項３記載の非円形コイルの製造装置。
5. 巻線機(20)が筒状のボビン(14)に線材(13)を巻回可能に構成された請求項４記載の非円形コイルの製造装置。
6. 線材(13)を円形に巻回して所定の位置から引出し線(13a,13b)が引出された円形コイル(11)を得た後、前記円形コイル(11)の内側に進入させた少なくとも一対の拡開部材(31,31)の間隔を拡げて前記円形コイル(11)を非円形コイル(12)に成形する非円形コイルの製造方法において、
   前記円形コイル(11)の前記引出し線(13a,13b)を所定の位置に維持しつつ前記円形コイル(11)を外周囲から少なくとも一対の把持片(74,74)により把持し、
   前記円形コイル(11)の内側に進入させた前記拡開部材(31)の間隔を拡げるとき前記円形コイル(11)を構成する前記線材(13)を前記拡開部材(31)と前記把持片(74)により挟持する
   ことを特徴とする非円形コイルの製造方法。
7. 把持片(74)の円形コイル(11)の外周面に接触する接触面(74a)に開口するエア孔(77)を介してエアを吸引し、前記把持片(74)に前記円形コイル(11)を吸着させる請求項６記載の非円形コイルの製造方法。
8. 円形コイル(11)の内側に進入させた一対の拡開部材(31,31)の間隔を拡げて前記円形コイル(11)を非円形コイル(12)に成形するときに線材(13)に熱風を吹き付けて前記線材(13)の絶縁皮膜を溶融固着する請求項６又は７記載の非円形コイルの製造方法。
9. 一対の拡開部材(31,31)の間隔を拡げて円形コイル(11)を非円形コイル(12)に成形するとき又はその後、前記拡開部材(31)の移動方向に交差しかつ前記非円形コイル(12)の外側から接触部材(86)を前記非円形コイル(12)に接触させる請求項８記載の非円形コイルの製造方法。
10. 筒状のボビン(14)に線材(13)が巻回されて前記ボビン(14)の周囲に円形コイル(11)が形成される請求項９記載の非円形コイルの製造方法。

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