JP2012199467A - 空芯コイルの巻線装置および巻線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱を効率的に行うと共に、空芯コイルの性能および品質を従来以上に高めることが可能な空芯コイルの巻線装置および巻線方法を提供する。
【解決手段】空芯コイルの巻線装置１は、コイルとなる線材が巻回される巻芯２０と、線材が巻芯２０に巻回される巻線位置ＣＰに向けて熱を供給する加熱装置６０と、巻線位置ＣＰの外周領域の少なくとも一部を両側から挟むように配置される第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻芯に線材を巻回して空芯コイルを製造する空芯コイルの巻線装置および巻線方法に関する。

空芯（ボビンレス）コイルは、線材を円筒形状等に巻き、その中心部には何も入れないようにしたコイルである。この空芯コイルは、一般的に、コイルを形成する線材同士を接着剤で接着することにより、形態を保つようになっている。

従来、空芯コイルの製造は、予め接着剤を被覆した線材を専用の巻線装置が備える巻芯に巻回してコイルを形成し、形成したコイルを巻芯から取り外すことで行っている。そして、線材に被覆された接着剤は、巻回し中に熱風等によって加熱され、軟化することで接着力を発揮する（例えば、特許文献１参照）。

空芯コイルの性能および品質を高めるためには、線材は整列状態で乱れなく巻回されることが好ましく、巻線に乱れが発生しないようにするためには、線材に被覆された接着剤を均一に加熱してムラなく軟化させると共に、巻線位置やコイルの寸法形状等を決定する巻芯および治具等の温度を一定に保つ必要がある。このため、従来の巻線装置では、熱風の吹出し口は、線材や治具等を局部的に加熱しないように、線材の巻線位置および治具からある程度遠ざけて設置されていた。

特開平１０−３０４６２８号公報

しかしながら、熱風の吹出し口を巻線位置および治具から遠ざけた場合、吹出された熱風が線材や治具等に到達する前に拡散してしまうため、熱効率が悪化するという問題があった。また、巻線装置周囲の雰囲気温度や湿度、空調設備等が生成する気流による影響を受けやすくなることから、線材や治具等の温度制御が困難となり、コイルの品質や歩留りの向上を妨げる要因ともなっていた。

さらに、熱風が気流によって流された場合、巻線装置における想定外の部分が加熱されてしまうこともあり、例えば巻芯と共に回転するスピンドルの軸受部が加熱され、これにより軸受寿命が低下するといったトラブル等も発生していた。このようなトラブルは、特に高温設定条件のもとで多く見受けられた。

また、最近では、空芯コイルが使用されるデバイス、例えばハードディスクドライブ等の物理的動作を伴うデバイスの性能向上により、コイルを形成する線材間の接着力をさらに高めた空芯コイルが求められるようになってきている。線材間の接着力を高めるには、線材や治具等をより高い温度まで加熱した状態で安定させることが必要となるが、従来の巻線装置では、線材や治具等をより高い温度、且つ均一な状態に加熱することが困難であった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、加熱を効率的に行うと共に、空芯コイルの性能および品質を従来以上に高めることが可能な空芯コイルの巻線装置および巻線方法を提供しようとするものである。

（１）本発明は、コイルとなる線材が巻回される巻芯と、前記線材が前記巻芯に巻回される巻線位置に向けて熱を供給する加熱装置と、前記巻線位置の外周領域の少なくとも一部を両側から挟むように配置される第１の遮蔽部材および第２の遮蔽部材と、を備えることを特徴とする、空芯コイルの巻線装置である。

（２）本発明はまた、前記第１の遮蔽部材または前記第２の遮蔽部材の少なくともいずれか一方は、前記巻線位置から離隔する方向に移動可能に配置されることを特徴とする、上記（１）に記載の空芯コイルの巻線装置である。

（３）本発明はまた、前記第１の遮蔽部材は、前記巻芯の軸方向の一側に配置され、前記第２の遮蔽部材は、前記巻芯の軸方向の他側に配置されることを特徴とする、上記（１）または（２）のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置である。

（４）本発明はまた、前記巻芯の軸方向の一側に配置され、線材巻回し時のトラバース原点を決定する第１の治具と、前記巻芯の軸方向の他側において前記軸方向に往復移動可能に配置され、線材の巻幅を決定する第２の治具と、を備え、前記第２の遮蔽部材は、前記第２の治具と共に前記巻芯の軸方向に往復移動可能に配置されることを特徴とする、
上記（３）に記載の空芯コイルの巻線装置である。

（５）本発明はまた、前記第１の遮蔽部材は、第１の切欠部が形成されると共に、前記第１の治具の少なくとも一部が前記第１の切欠部内に位置するように配置され、前記第２の遮蔽部材は、第２の切欠部が形成されると共に、前記第２の治具の少なくとも一部が前記第２の切欠部内に位置するように配置されることを特徴とする、上記（４）に記載の空芯コイルの巻線装置である。

（６）本発明はまた、前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材は、前記線材の巻回し中に前記加熱装置の熱風吹出し口を両側から挟むように配置されることを特徴とする、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置である。

（７）本発明はまた、前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材は、前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材に挟まれる領域の上方、下方または側方の少なくとも一部分が開放されるように構成されることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置である。

（８）本発明はまた、前記線材の巻回し中における前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材の位置を調整可能な調整機構を備えることを特徴とする、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置である。

（９）本発明はまた、コイルとなる線材が巻芯に巻回される巻線位置の外周領域の少なくとも一部を２つの遮蔽部材によって両側から挟んだ状態で、前記巻芯に巻回された前記線材を加熱することを特徴とする、空芯コイルの巻線方法である。

本発明に係る空芯コイルの巻線装置および巻線方法によれば、加熱を効率的に行うと共に、空芯コイルの性能および品質を従来以上に高めることが可能という優れた効果を奏し得る。

本発明の実施形態に係る空芯コイルの巻線装置の概略正面図である。 空芯コイルの巻線装置の概略平面図である。 第１の治具および第１の遮蔽部材の周辺を第２の治具側から見た概略図である。 第２の治具および第２の遮蔽部材の周辺を第１の治具側から見た概略図である。 （ａ）〜（ｄ）空芯コイルの巻線装置の作動の一部を示した概略図である。 （ａ）〜（ｄ）第１の遮蔽部材および第２の遮蔽部材のその他の形態の例を示した概略平面図である。 （ａ）および（ｂ）第２の遮蔽部材に閉塞部を設けた例を示した概略平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る空芯コイルの巻線装置１の概略正面図であり、図２は、空芯コイルの巻線装置１の概略平面図である。なお、図１および２では、一部の構成の記載を省略している部分がある。

これらの図に示されるように、空芯コイルの巻線装置（以下、単に巻線装置と呼ぶ）１は、後述する各構成を支持するスピンドルブロック１０と、コイルを形成する線材が巻回される巻芯２０と、線材巻回し時のトラバース原点を決定する第１の治具３０と、線材の巻幅を決定する第２の治具４０と、巻線位置ＣＰに線材を供給する線材供給装置５０と、巻線位置ＣＰに向けて熱を供給する加熱装置６０と、巻線が完了したコイルの線材端部を捌くフォーミングピン７０と、巻線が完了したコイルを取出す取出しブロック８０と、巻芯２０、第１の治具３０および第２の治具４０を回転駆動するメインモータ１００と、線材の巻線位置ＣＰの外周領域（外周空間）の一部を両側から挟むように配置された第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０と、を備えて構成されている。

スピンドルブロック１０は、正面視が略Ｕ字状の部材であり、上方に向けて突出する固定側軸受部１２および可動側軸受部１４を備えている。固定側軸受部１２は、第１の治具３０が取付けられる固定側スピンドル３２を回転自在に支持する部分であり、可動側軸受部１４は、巻芯２０および第２の治具４０が取付けられる可動側スピンドル４２を回転自在、且つ軸方向にスライド自在に支持する部分である。

固定側スピンドル３２および可動側スピンドル４２は、スピンドルブロック１０に支持されることにより、互いに同軸的に配置されると共に、固定側軸受部１２および可動側軸受部１４からそれぞれ内側に向けて略水平に突出するように配置されている。従って、固定側スピンドル３２および可動側スピンドル４２は、第１の治具３０および第２の治具４０が取付けられる先端部が互いに対向するようになっており、第１の治具３０および第２の治具４０の間に線材が巻芯２０に巻回される巻線位置ＣＰが設定されている。

スピンドルブロック１０の可動側軸受部１４の側方外側には、テールプレート１６が配置されている。このテールプレート１６は、固定側スピンドル３２および可動側スピンドル４２と略平行にスピンドルブロック１０から突設された２つのスライドシャフト１５にスライド自在に配置されると共に、可動側スピンドル４２の端部が回転自在に固定されている。さらに、テールプレート１６には、テールプレート移動用モータ１０２によって駆動されるボールネジ伝導機構１０４が接続されている。

すなわち、テールプレート１６は、テールプレート移動用モータ１０２に駆動されて、固定側スピンドル３２および可動側スピンドル４２の軸方向に往復移動可能に構成されている。そして、巻芯２０、第２の治具４０および可動側スピンドル４２は、テールプレート１６と共に往復移動することによって第１の治具３０に対して軸方向に近接または離隔するように構成されている。

スピンドルブロック１０の巻線位置ＣＰの下方の部分には、搬出シュート１８が設けられている。この搬出シュート１８は、巻線位置ＣＰの下方からスピンドルブロック１０の前方（正面側）へと向かう傾斜通路であり、巻線が完了したコイルを滑らせて正面側に搬出するためのものである。

巻芯２０は、回転することによってコイルを形成する線材が外周に巻回される部材である。従って、巻芯２０の断面形状は、コイルの内側形状と略同一の形状に構成されている。巻芯２０は、第２の治具４０および可動側スピンドル４２の内部に同軸的に配置されており、第２の治具４０および可動側スピンドル４２と共にメインモータ１００に駆動されて回転するようになっている。

さらに、巻芯２０は、第２の治具４０および可動側スピンドル４２に対して軸方向にスライド自在に配置されており、テールプレート１６に配置された巻芯用シリンダ２２に駆動されて、第２の治具４０の端面から突出する突出位置と、第２の治具４０の端面よりも内側に引込む引込位置の間を移動可能となっている。

第１の治具３０は、線材の巻回し時における線材供給装置５０のトラバース原点、すなわち巻幅方向の基準位置（巻回しの開始位置）を決定するための部材であり、固定側スピンドル３２の先端部に固定されている。従って、第１の治具３０は、固定側スピンドル３２と共にメインモータ１００に駆動されて回転するようになっている。

また、第１の治具３０と固定側軸受部側１２の間には、線材供給装置５０から供給された線材を切断して端部を固定する線材端部固定装置３４が設けられている。詳細な説明は省略するが、この線材端部固定装置３４は、専用のシリンダ３６に駆動されて固定側スピンドル３２の軸方向に移動することで、線材の切断および線材端部の固定を行うように構成されている。

第２の治具４０は、線材の巻幅、すなわちコイルの幅方向（軸方向）寸法を決定するための部材であり、可動側スピンドル４２の先端部に固定されている。従って、第２の治具４０は、可動側スピンドル４２と共にメインモータ１００に駆動されて回転するようになっている。

また、第２の治具４０は、上述のように、テールプレート移動用モータ１０２に駆動されて、可動側スピンドル４２および巻芯２０と共に軸方向に往復移動可能となっている。これにより、第２の治具４０は、線材の巻回し時には第１の治具３０に近接した近接位置に位置し、巻回しが完了した後には第１の治具３０から離隔した退避位置に退避するようになっている。なお、図１および２では、第２の治具４０が退避位置にある場合を示している。

線材が巻回される巻線位置ＣＰは、近接位置にある第２の治具４０と第１の治具３０の間となっている。具体的には、線材供給装置５０から供給された線材は、巻芯２０の、近接位置にある第２の治具４０から突出して第１の治具３０と第２の治具４０の間に位置している部分に巻回されるようになっている。そして、第２の治具４０の近接位置を調整することにより、線材の巻幅を調整または変更することが可能となっている。

線材供給装置５０は、巻線位置ＣＰに上方から線材を供給するものである。線材供給装置５０は、図示を省略した供給源から供給される線材を巻き方向に合わせて引き回すためのガイドローラ５２、および線材を所定の位置に案内する線材バサミ５４を備えている。また、線材供給装置５０は、トラバース用モータ５６によって巻芯２０の軸方向と平行に往復移動（トラバース）可能に構成されており、これにより、巻回し中に線材を適切な位置に案内すると共に、巻回しの開始時および終了時には線材を線材端部固定装置３４に案内するようになっている。

加熱装置６０は、所定の圧力および流量（風量）に調整された圧縮空気を電熱線で加熱しながら吹出し口６２から吹出すように構成されており、巻線位置ＣＰに向けて熱風を供給することによって巻線位置ＣＰに供給された線材を加熱すると共に、巻芯２０、第１の治具３０および第２の治具４０を加熱するものである。加熱装置６０は、加熱により線材に被覆されている接着剤を軟化させて、線材が巻芯２０に巻回された状態で互いに接着可能にすると共に、巻芯２０、第１の治具３０および第２の治具４０を所定の温度状態に保持するように機能する。

また、加熱装置６０は、専用のシリンダ６４によって吹出し口６２を巻線位置ＣＰに近接させる近接位置と、吹出し口６２を巻線位置から離隔させる退避位置との間を往復移動可能に構成されている。すなわち、加熱装置６０は、線材の巻回し時には近接位置に位置し、巻回し終了時には退避位置に位置するようになっている。また、加熱条件によっては、加熱装置６０は往復移動することなく、所定の位置に固定された状態で使用される。

フォーミングピン７０は、専用のシリンダ７２によって第１の治具３０と線材端部固定装置３４の間に向けて後方から突出するように構成されている。フォーミングピン７０は、巻線完了後のコイルの線材端部（リード部）を跳ね上げる、または線材端部の中間部分を押すもしくは引く等の動作により、線材端部を第１の治具３０から離脱させるように機能する。

コイル取出しブロック８０は、専用のシリンダ８２によって退避位置にある第２の治具４０の端面に向けて後方から突出するように構成されている。コイル取出しブロック８０は、巻線完了後に接着剤によって第２の治具４０に貼り付いたままのコイルを押圧して、搬出シュート１８に落下させるように機能する。

メインモータ１００は、スピンドルブロック１０の背面側に配置されている。メインモータ１００は、プーリ１１２、１１４およびベルト１１６を介して固定側スピンドル３２および第１の治具３０を回転駆動する。メインモータ１００はまた、プーリ１２２、１２４およびベルト１２６、スピンドルブロック１０を貫通するように配置されたスプラインシャフト１２８、ならびにプーリ１３２、１３４およびベルト１３６を介して可動側スピンドル４２、第２の治具４０および巻芯２０を回転駆動する。

巻線装置１は、この他に、図示を省略した制御装置を備えている。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えて構成され、メインモータ１００を始めとする巻線装置１の各部の動作を制御する。

第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、巻線位置ＣＰの外周領域の一部を両側から挟んで遮蔽することにより、加熱装置６０から吹出された熱風が周囲に拡散するのを抑制するための部材である。第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０はまた、巻線装置１の周囲の気流が巻線位置ＣＰに流入するのを抑制するようにも機能し、加熱装置６０からの熱風が巻線位置ＣＰ以外の領域に流されるのを防止する。

本実施形態では、この第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を設けることにより、加熱装置６０による加熱の熱効率を向上させると共に、雰囲気温度や湿度、空調設備等が生成する気流による加熱への影響を少なくするようにしている。そして、これにより、本実施形態では、コイルを形成する線材を従来よりも高温、且つ安定した雰囲気の中で略均一な状態に加熱することができるため、線材間の接着力を高めながらも、安定した巻線が可能となっている。

上述のように、巻線位置ＣＰの周囲には、第１の治具３０および第２の治具４０以外にも、線材端部固定装置３４、線材供給装置５０、加熱装置６０、フォーミングピン７０、およびコイル取出しブロック８０等、可動部を備える機器が多数配置されているため、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、これらの機器の動作を阻害しないように構成する必要がある。

このため、本実施形態では、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を略平板状に構成すると共に、略直立状態、且つ巻芯２０（ならびに固定側スピンドル３０および可動側スピンドル４０）の軸方向に対して略直交するように配置している。より具体的には、第１の遮蔽部材２００は、第１の治具３０の外周領域において固定側スピンドル３２の軸方向に対して略直交するように配置され、第２の遮蔽部材２１０は、第２の治具４０の外周領域において可動側スピンドル４２の軸方向に対して略直交するように配置されている。従って、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、互いに平行な状態で、巻線位置ＣＰに対して巻芯２０の軸方向の一側および他側にそれぞれ配置されている。

また、本実施形態では、巻芯２０の軸方向に対して、加熱装置６０の吹出し口６２からの熱風の吹出し方向、ならびにフォーミングピン７０およびコイル取出しブロック８０の動作方向が直交するように設定しているため、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、これらの方向に対してそれぞれ平行に配置されることとなる。この結果、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、加熱装置６０からの熱風をスムーズに巻線位置ＣＰに誘導すると共に、フォーミングピン７０およびコイル取出しブロック８０の動作を阻害しないようにすることが可能となっている。

図３は、第１の治具３０および第１の遮蔽部材２００の周辺を第２の治具４０側から見た概略図であり、図４は、第２の治具４０および第２の遮蔽部材２１０の周辺を第１の治具３０側から見た概略図である。なお、これらの図では、加熱装置６０が近接位置にある場合を実線で示し、退避位置にある場合を二点鎖線で示している。また、これらの図では、巻芯２０上に形成されたコイル３００を二点差線で示している。

図３に示されるように、第１の遮蔽部材２００は、略矩形状の平板であり、中央部上側に略円弧状の第１の切欠部２００ａが形成されている。そして、第１の遮蔽部材２００は、この第１の切欠部２００ａ内に第１の治具３０の一部が位置するように配置されると共に、搬出シュート１８、線材端部固定装置３４、線材供給装置５０の線材バサミ５４、加熱装置６０の吹出し口６２、およびフォーミングピン７０等と干渉しないように構成されている。

また、図４に示されるように、第２の遮蔽部材２１０は、略矩形状の平板であり、中央部に略円形状の第２の切欠部２１０ａが形成されている。そして、第２の遮蔽板２１０は、第２の切欠部２１０ａ内に第２の治具４０の一部が位置するように配置されると共に、搬出シュート１８、加熱装置６０の吹出し口６２、およびコイル取出しブロック８０等と干渉しないように構成されている。

本実施形態では、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０をこのように構成することで、巻線位置ＣＰの外周領域を効果的に遮蔽しながらも、他の部材や動作機器と干渉することなく配置することを可能としている。特に、既存の巻線装置の構成を変更することなく、きわめて簡便に第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を配置することが可能となっている。

また、本実施形態では、図３および４に示されるように、加熱装置６０の吹出し口６２が、近接位置において第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０によって両側から挟まれた状態となるようにしているため、吹出し口６２から吹出された熱風を確実に巻線位置ＣＰに向けて誘導することが可能となっている。

図１および２に戻って、第１の遮蔽部材２００は、２つの固定部材２０２を介してスピンドルブロック１０の固定側軸受部１２に固定されている。２つの固定部材２０２は、それぞれ巻芯２０の軸方向と略平行に配置された棒状の部材であり、先端部に第１の遮蔽部材２００が接続されると共に、基端側の一部が固定側軸受部１２に形成された固定孔１２ａ内に挿入され、固定ネジ２０４によって位置決め固定されるようになっている。

すなわち、第１の遮蔽部材２００を固定する２つの固定部材２０２は、固定ネジ２０４を緩めて固定側軸受部１２からの突出量を調整することにより、第１の遮蔽部材２００の位置を、巻芯２０の軸方向において調整可能に構成されている。

同様に、第２の遮蔽部材２１０は、巻芯２０の軸方向と略平行に配置された２つの棒状の固定部材２１２を介して、テールプレート１６に固定されている。可動側軸受部１４には、２つの貫通孔１４ａが巻芯２０の軸方向と略平行に形成されており、この貫通孔１４ａ内には、円筒状のブッシュ１４ｂが挿入されている。そして、２つの固定部材２１２は、それぞれブッシュ１４ｂ内に挿通されて軸方向に滑動自在に支持された状態で配置されると共に、先端部に第２の遮蔽部材２１０が接続され、基端側の一部がテールプレート１６に形成された固定孔１６ａ内に挿入されて固定ネジ２１４によって位置決め固定されるようになっている。

すなわち、第２の遮蔽部材２１０は、２つの固定部材２１２を介して、テールプレート１６と共に巻芯２０の軸方向に移動可能に配置されている。従って、第２の遮蔽部材２１０は、線材の巻回し時には第２の治具４０と共に第１の遮蔽部材２００に近接した近接位置にあり、巻回し完了後には第１の遮蔽部材２００から離隔した退避位置に第２の治具４０と共に退避するようになっている。

また、第２の遮蔽部材２１０を固定する２つの固定部材２１２は、固定ネジ２１４を緩めてテールプレート１６からの突出量を調整することにより、巻芯２０および第２の治具４０に対する第２の遮蔽部材２１０の相対的な位置を、巻芯２０の軸方向において調整可能に構成されている。

このように、本実施形態では、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を、簡便な方法でありながらも、それぞれ巻芯２０の軸方向における位置を任意に調整可能な状態で配置している。すなわち、本実施形態では、線材の巻回し時における第１の遮蔽部材２００と第２の遮蔽部材２１０の間の距離を適宜に設定することが可能となっており、これにより、巻回される線材ならびに巻芯２０、第１の治具３０および第２の治具４０の加熱状態を適宜に調整することを可能としている。

また、本実施形態では、第２の遮蔽部材２１０をテールプレート１６に固定することで、既存の移動機構を活用して第２の遮蔽部材２１０を第２の治具４０と共に退避させるようにしている。これにより、巻線装置１の構成を複雑にすることなく、巻線完了後のコイル取出しの容易性が阻害されないようにすると共に、コイル製造のタクトタイムを短縮することが可能となっている。

次に、巻線装置１の作動について説明する。

図５（ａ）〜（ｄ）は、巻線装置１の作動の一部を示した概略図である。まず、同図（ａ）は、線材の巻回しの開始前の状態を示している。この状態では、第２の治具４０および巻芯２０は、第１の治具３０から離隔した退避位置にある。また、加熱装置６０は退避位置にあり、コイル取出しブロック８０は突出していない状態となっている。そして、第２の遮蔽部材２１０は、第２の治具４０と共に第１の治具３０から離隔した退避位置に位置している。

次に、同図（ｂ）は、線材の巻回し時の状態を示している。この状態では、第２の治具４０が第１の治具３０から所定の距離だけ離れた近接位置にあり、突出した巻芯２０の先端面が第１の治具３０の端面に当接している。そして、巻芯２０が第１の治具３０、固定側スピンドル３２、第２の治具４０、および可動側スピンドル４２と共に回転し、これに同期してトラバースする線材供給装置５０から線材が供給されることにより、第１の治具３０と第２の治具４０の間（すなわち巻線位置ＣＰ）の巻芯２０に線材が巻回されてコイルが形成される。

このとき、加熱装置６０は近接位置にあり、巻線位置ＣＰに向けて熱風を吹出すことにより巻線位置ＣＰに熱を供給する。そして、第２の遮蔽部材２１０は、第２の治具４０と共に第１の遮蔽部材２００に近接した近接位置にあり、加熱装置６０の吹出し口６２は、第１の遮蔽部材２００と第２の遮蔽部材２１０に挟まれた状態となっている。

従って、吹出し口６２からの熱風は、第１の遮蔽部材２００と第２の遮蔽部材２１０の間で適宜に分散しながら巻線位置ＣＰへと誘導される。そして、巻芯２０に巻回されている線材を適宜に加熱すると共に、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれた領域（空間）において適度に滞留しながら巻芯２０、第１の治具３０および第２の治具４０を適宜に加熱する。その後、熱風は、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれた領域から、上下および前後の開放部分を通過して外部へと流出する。

このように、線材供給装置５０から供給される線材は、非常に安定した状態で加熱されるため、線材間の接着力を高めながらも巻乱れが生じることなく巻芯２０に巻回されることとなる。また、巻回し中は巻芯２０、第１の治具３０および第２の治具４０の加熱状態も安定的に保たれるため、これらの部材の寸法を略一定に保つことが可能となり、形成されるコイルの寸法精度や形状精度が高いレベルで維持されることとなる。

次に、同図（ｃ）は、線材の巻回し完了後の状態を示している。線材の巻回しが完了した後は、まず線材端部固定装置３４が線材を切断し、形成されたコイル３００が線材供給装置５０からの線材から切離される。その後、フォーミングピン７０（図示省略）によってコイル３００のリード部３０２を第１の治具３０から離脱させた後に、同図（ｃ）に示されるように、巻芯２０および第２の治具４０が退避位置に退避する。このとき、形成されたコイル３００は、巻芯２０および第２の治具４０と共に退避位置に移動し、同様に第２の遮蔽部材２１０も退避位置に移動する。また、加熱装置６０も退避位置に移動する。

次に、同図（ｄ）は、コイル３００の取出し時の状態を示している。巻芯２０および第２の治具が退避位置に移動した後は、まず巻芯２０が突出位置から第２の治具４０の内部の引込位置に移動し、これにより、コイル３００は第２の治具４０に接着剤で貼り付いただけの状態となる。その後、同図（ｄ）に示されるように、コイル取出しブロック８０を突出させてコイル３００を押圧することにより、コイル３００を第２の治具４０から離脱させて下方の搬出シュート１８（図示省略）に落下させる。

このとき、第２の遮蔽部材２１０は、第２の治具４０と共に退避位置に位置しているため、コイル取出しブロック８０の移動を阻害しないようになっている。また、第２の治具から脱落したコイル３００は、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に邪魔されることなく下方の搬出シュート１８内に落下することとなる。

このように、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、巻線装置１におけるいずれの工程にも影響することなく、線材等の加熱状態を安定的に保つことが可能となっている。

次に、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０のその他の形態について説明する。

図６（ａ）〜（ｄ）は、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０のその他の形態の例を示した概略平面図である。上述の例では、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を互いに平行な状態で配置した例を示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば同図（ａ）に示されるように、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、加熱装置６０の反対側（正面側）が開いた状態で配置されるものであってもよい。

また、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、同図（ｂ）に示されるように、加熱装置６０側（背面側）が開いた状態で配置されるものであってもよいし、図示は省略するがこの他にも、上側が開いた状態や下側が開いた状態で配置されるものであってもよい。さらに、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、同図（ｃ）に示されるように、巻芯２０の軸芯Ａに対して傾いた状態、且つ互いに平行な状態で配置されるものであってもよい。なお、この場合傾きの方向は、いずれの方向であってもよい。

また、上述の例では、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を平板状に構成した例を示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば同図（ｄ）に示されるように、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、平板を曲折した形状に構成されるものであってもよい。

また、図示は省略するがこの他にも、例えばＳ字状や波形状、階段状等、種々の形状を採用することができる。さらに、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、より厚みのある形状であってもよいし、各部に突起等を設けるようにしてもよい。また、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０の側面視の形状が、上述の例で示した略矩形状に限定されるものではないことは言うまでもない。

図７（ａ）および（ｂ）は、第２の遮蔽部材２１０に閉塞部２２０を設けた例を示した概略平面図である。なお、同図（ａ）は、第２の遮蔽部材２１０が退避位置にある場合を示しており、同図（ｂ）は、第２の遮蔽部材２１０が近接位置にある場合を示している。この例では、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれた領域の正面側の開放部分ＯＡを閉塞する閉塞部２２０を、第２の遮蔽部材２１０に設けた例を示している。

この閉塞部２２０は、第２の遮蔽部材２１０の正面側の端部をＬ字状に曲折して形成されており、第２の遮蔽部材２１０が近接位置にある場合に、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれた領域の正面側の開放部分ＯＡを閉塞するように構成されている。このように閉塞部２２０を設けることにより、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれた領域からの熱風の流出量および流出方向を適宜に調節することが可能となる。また、外部の気流が第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれた領域に流入するのをより確実に防止することが可能となる。これにより、線材や巻芯２０等の加熱状態を適度に調節することができる。

なお、閉塞部２２０は、第２の遮蔽部材２１０の上端部、下端部または背面側端部に設けられるものであってもよい。すなわち、閉塞部２２０は、上側、下側または背面側の開放部分を閉塞するものであってもよい。また、閉塞部２２０は、上端部、下端部、正面側端部または背面側端部に部分的に形成され、各開放部分を部分的に閉塞するものであってもよい。また、閉塞部２２０の形状が限定されないこと、および閉塞部２２０を第１の遮蔽部材２００に設けるようにしてもよいことは言うまでもない。

以上説明したように、本実施形態に係る空芯コイルの巻線装置１は、コイルとなる線材が巻回される巻芯２０と、線材が巻芯２０に巻回される巻線位置ＣＰに向けて熱を供給する加熱装置６０と、巻線位置ＣＰの外周領域の少なくとも一部を両側から挟むように配置される第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０と、を備えている。

また、本実施形態に係る空芯コイルの巻線方法は、コイルとなる線材が巻芯２０に巻回される巻線位置ＣＰの外周領域の少なくとも一部を２つの遮蔽部材（第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０）によって両側から挟んだ状態で、巻芯２０に巻回された線材を加熱するものである。

このような構成とすることで、加熱装置６０から吹出された熱風が周囲に拡散するのを抑制すると共に、巻線装置１の周囲の気流が巻線位置ＣＰに流入するのを抑制することが可能となる。これにより、加熱の熱効率を向上させるだけではなく、線材を従来よりも高温、且つ略均一な状態に加熱することができるため、線材間の接着力を高めながらも、巻乱れの発生を防止することが可能となる。

また、第１の遮蔽部材２００または第２の遮蔽部材２１０の少なくともいずれか一方は、巻線位置ＣＰから離隔する方向に移動可能に配置されている。このようにすることで、線材等を従来よりも効率的且つ安定的に加熱しながらも、スムーズな線材の供給やコイルの取出しを可能にすると共に、巻芯２０周囲のメンテナンス性を向上させることができる。

また、第１の遮蔽部材２００は、巻芯２０の軸方向の一側に配置され、第２の遮蔽部材２１０は、巻芯２０の軸方向の他側に配置されている。このようにすることで、周囲の各種部材や可動物等と干渉することなく、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を効率的に配置することができる。これにより、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれる領域を適宜に設定し、線材等の効率的且つ安定的な加熱状態を得ることができる。また、固定側スピンドル３２および可動側スピンドル４２の軸受に向けて熱風が流れていくのを効果的に防止し、これらの軸受が加熱されることによるトラブルを未然に防ぐことができる。

また、巻線装置１は、巻芯２０の軸方向の一側に配置され、線材巻回し時のトラバース原点を決定する第１の治具３０と、巻芯２０の軸方向の他側において軸方向に往復移動可能に配置され、線材の巻幅を決定する第２の治具４０と、を備え、第２の遮蔽部材２１０は、第２の治具４０と共に巻芯２０の軸方向に往復移動可能に配置されている。このようにすることで、第２の遮蔽部材２１０と他の部材等の干渉を避けて巻線装置１のスペース効率を向上させると共に、コイル製造のタクトタイムを短縮し、生産効率を向上させることができる。

また、第１の遮蔽部材２００は、第１の切欠部２００ａが形成されると共に、第１の治具３０の少なくとも一部が第１の切欠部２００ａ内に位置するように配置され、第２の遮蔽部材２１０は、第２の切欠部２１０ａが形成されると共に、第２の治具４０の少なくとも一部が第２の切欠部２１０ａ内に位置するように配置されている。このようにすることで、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０の間の距離を適宜に縮めながらも、巻線位置ＣＰの外周領域をできるだけ広範囲に亘って遮蔽することが可能となる。

また、第１の治具３０および第２の治具４０が本来ある程度有していた遮蔽機能を、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０によってさらに外側に拡張することができるため、効率的な遮蔽を行うことができる。さらに、加熱装置６０からの熱風を適度に分散させた状態で、第１の治具３０および第２の治具４０に接触させることができるため、第１の治具３０および第２の治具４０の温度制御を高精度に行うことが可能となる。

また、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、線材の巻回し中に加熱装置６０の熱風吹出し口６２を両側から挟むように配置されている。このようにすることで、熱風を巻線位置ＣＰに向けて確実に誘導し、線材等を効率的に加熱すると共に、加熱すべきでない部分が加熱されるのを防止することができる。

また、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれる領域の上方、下方または側方の少なくとも一部分が開放されるように構成されている。このようにすることで、熱風を第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０に挟まれる領域において適度に滞留させた後に、適切な方向に適度に分散させた状態で流出させることができる。特に、閉塞部２２０を設けて、熱風が流出する開放部分の位置および面積を調節することで、線材等の加熱状態を適宜に調整することができる。

また、巻線装置１は、線材の巻回し中における第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０の位置を調整可能な調整機構（固定孔１２ａ、１６ａおよび固定ネジ２０４、２１４）を備えている。このようにすることで、線材の巻回し時における第１の遮蔽部材２００と第２の遮蔽部材２１０の間の距離を適宜に設定することが可能となるため、線材の巻幅に応じて第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０の位置を調整すると共に、線材等の加熱状態を適宜に調整することができる。

なお、本実施形態では、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を、正面視の左右方向から巻線位置ＣＰを挟むように配置した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上下方向や前後方向から巻線位置ＣＰ挟むように第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０を配置するようにしてもよい。

また、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０によって挟まれる領域の大きさは、特に限定されるものではなく、例えば加熱装置６０の吹出し口６２近傍のみを遮蔽する等、他の部材の構成やコイルの製造条件等に応じて適宜に設定することができる。また、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０は、それぞれ複数の部材から構成されるものであってもよく、この場合、複数の部材の位置を個別に調整できるようにしてもよい。

また、本実施形態では、第２の治具４０および第２の遮蔽部材２１０を共にテールプレート移動モータ１０２によって移動させる例を示したが、第２の遮蔽部材２１０専用の移動装置を設けるようにしてもよい。さらにこの場合、第２の治具４０とは異なる方向に第２の遮蔽部材２１０を退避させるようにしてもよい。また、第１の遮蔽部材２００および第２の遮蔽部材２１０のいずれか一方または両方を、加熱装置６０と共に退避させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、１つの吹出し口６２から熱風を吹出す加熱装置６０の例を示したが、加熱装置６０は複数の吹出し口６２を備えるものであってもよいし、また、複数の加熱装置６０を巻線装置１に備えるようにしてもよい。さらに、加熱装置６０は、セラミックヒータや赤外線ヒータ等のその他の形式のものであってもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の空芯コイルの巻線装置および巻線方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の空芯コイルの巻線装置および巻線方法は、空芯コイル以外にも各種コイルの巻線の分野において利用することができる。

１ 空芯コイルの巻線装置
１２ａ 固定側軸受部の固定孔
１６ａ テールプレートの固定孔
２０ 巻芯
３０ 第１の治具
４０ 第２の治具
６０ 加熱装置
６２ 吹出し口
２００ 第１の遮蔽部材
２００ａ 第１の切欠部
２０４ 第１の遮蔽部材の固定ネジ
２１０ 第２の遮蔽部材
２１０ａ 第２の切欠部
２１４ 第２の遮蔽部材の固定ネジ
ＣＰ 巻線位置

Claims (9)

1. コイルとなる線材が巻回される巻芯と、
   前記線材が前記巻芯に巻回される巻線位置に向けて熱を供給する加熱装置と、
   前記巻線位置の外周領域の少なくとも一部を両側から挟むように配置される第１の遮蔽部材および第２の遮蔽部材と、を備えることを特徴とする、
   空芯コイルの巻線装置。
2. 前記第１の遮蔽部材または前記第２の遮蔽部材の少なくともいずれか一方は、前記巻線位置から離隔する方向に移動可能に配置されることを特徴とする、
   請求項１に記載の空芯コイルの巻線装置。
3. 前記第１の遮蔽部材は、前記巻芯の軸方向の一側に配置され、
   前記第２の遮蔽部材は、前記巻芯の軸方向の他側に配置されることを特徴とする、
   請求項１または２のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置。
4. 前記巻芯の軸方向の一側に配置され、線材巻回し時のトラバース原点を決定する第１の治具と、
   前記巻芯の軸方向の他側において前記軸方向に往復移動可能に配置され、線材の巻幅を決定する第２の治具と、を備え、
   前記第２の遮蔽部材は、前記第２の治具と共に前記巻芯の軸方向に往復移動可能に配置されることを特徴とする、
   請求項３に記載の空芯コイルの巻線装置。
5. 前記第１の遮蔽部材は、第１の切欠部が形成されると共に、前記第１の治具の少なくとも一部が前記第１の切欠部内に位置するように配置され、
   前記第２の遮蔽部材は、第２の切欠部が形成されると共に、前記第２の治具の少なくとも一部が前記第２の切欠部内に位置するように配置されることを特徴とする、
   請求項４に記載の空芯コイルの巻線装置。
6. 前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材は、前記線材の巻回し中に前記加熱装置の熱風吹出し口を両側から挟むように配置されることを特徴とする、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置。
7. 前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材は、前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材に挟まれる領域の上方、下方または側方の少なくとも一部分が開放されるように構成されることを特徴とする、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置。
8. 前記線材の巻回し中における前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材の位置を調整可能な調整機構を備えることを特徴とする、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の空芯コイルの巻線装置。
9. コイルとなる線材が巻芯に巻回される巻線位置の外周領域の少なくとも一部を２つの遮蔽部材によって両側から挟んだ状態で、前記巻芯に巻回された前記線材を加熱することを特徴とする、空芯コイルの巻線方法。

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