JP2018093125A - 巻線装置及び巻線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のノズルに別々に通された複数の線材が別々のスプールに巻回されて貯線されたものであっても、線材を撚る回数に限界はなく、かつ連続的な巻線を可能とする。【解決手段】巻線装置１０は、被巻線部材１１を把持するチャック１２と、被巻線部材１１に向けて線材４１を繰出す複数のノズル４２と、チャック１２が把持した被巻線部材１１の中心軸ＣＣ又はそれに平行な平行軸を中心としてチャック１２を被巻線部材１１とともに回転させて複数のノズル４２からそれぞれ繰出された線材４１を被巻線部材１１に巻回させる巻線チャック回転手段２１と、被巻線部材１１の中心軸ＣＣ又はそれに平行な平行軸に直交する直交軸ＶＬを中心としてチャック１２を被巻線部材１１とともに回転させて複数のノズル４２からそれぞれ繰出されて被巻線部材１１に達する複数の線材４１を撚る撚り線チャック回転手段１９を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、撚られた複数本の線材を被巻線部材に巻回する巻線装置及び巻線方法に関するものである。

従来、小型電子機器等に用いられるトランスやチップコイルとして、複数本の線材を互いに平行に設けられた複数本のノズルに別々に通し、その複数本のノズルをそのノズルと平行な回転軸周りに回転させてそれら複数の線材を予め撚り、その撚った状態の線材を被巻線部材に巻回させる巻線方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、この巻線方法では、線材間の密着度を向上させることができるとしている。

特開平１１−９７２７４号公報

しかし、複数のノズルに別々に通された複数の線材が別々のスプールに巻回されて貯線されたものである場合には、そのスプール側において問題が生じる。即ち、複数のスプールから別々に巻回されて貯線された線材は、そのスプールから巻解かれて複数のノズルに別々に挿通されることになる。

そして、その複数本のノズルを回転させて、ノズルから繰出される線材を撚って、その撚った状態の線材を被巻線部材に巻回させるとすると、複数のスプールからノズルにまで延びる複数の線材も、そのスプールとノズルの間で撚られることになる。従って、被巻線部材に巻かれる複数の線材の撚る量は、スプールとノズルの間で撚ることのできる回数に限られ、比較的多くの回数において線材を撚ることができない未だ解決すべき課題が残存していた。

また、複数本のノズルを回転させて、ノズルから繰出される線材を撚った状態で被巻線部材に巻回させた後には、複数本のノズルを逆方向に回転させて、スプールとノズルの間の線材の撚りを解消させなければ、次の巻線を行うことができない。このため、連続的な巻線が困難になる不具合もある。

本発明の目的は、複数のノズルに別々に通された複数の線材が別々のスプールに巻回されて貯線されたものであっても、線材を撚る回数に限界はなく、かつ連続的な巻線を可能とする巻線装置及び巻線方法を提供することにある。

本発明は、被巻線部材を把持するチャックと、被巻線部材に向けて線材を繰出す複数のノズルと、チャックが把持した被巻線部材の中心軸又はそれに平行な平行軸を中心としてチャックを被巻線部材とともに回転させて複数のノズルからそれぞれ繰出された線材を被巻線部材に巻回させる巻線チャック回転手段と、被巻線部材の中心軸又はそれに平行な平行軸に直交する直交軸を中心としてチャックを被巻線部材とともに回転させて複数のノズルからそれぞれ繰出されて被巻線部材に達する複数の線材を撚る撚り線チャック回転手段とを備えた巻線装置である。

この場合、巻線チャック回転手段が、チャックに接近してチャックに連結される連結位置とチャックから離間してチャックとの連結が解消される離脱位置との間で移動可能構成されることが好ましく、巻線チャック回転手段が離脱位置で被巻線部材の中心軸又はそれに平行な平行軸を中心とするチャックの回転を禁止するチャック回転禁止手段や、複数のノズルをチャックから離間させ又はチャックに接近させるノズル移動手段を更に備えることもできる。

別の本発明は、被巻線部材の中心軸に直行する方向のノズルから繰出される複数の線材を被巻線部材に巻回する巻線方法である。

その特徴ある点は、被巻線部材の中心軸に直行する直行軸又はそれに平行な軸を中心として被巻線部材を回転させてノズルから繰出されて被巻線部材に至る複数の線材を撚る撚り線工程と、被巻線部材の中心軸又はそれに平行な平行軸を中心として被巻線部材を回転させてノズルから繰出されて撚られた複数の線材を被巻線部材に巻回させる巻線工程とを有するところにある。

本発明の巻線装置及び巻線方法では、被巻線部材の中心軸又はそれに平行な平行軸に直交する直交軸を中心としてチャックを被巻線部材とともに回転させて複数のノズルからそれぞれ繰出されて被巻線部材に達する複数の線材を撚る撚り線チャック回転手段や撚り線工程を備える。このため、複数のノズルに別々に通された複数の線材が別々のスプールに巻回されて貯線されたものであっても、その撚り線チャック回転手段や撚り線工程においてスプールとノズルの間の線材が撚られることは無い。よって、被巻線部材に巻かれる複数の線材の撚る量に限界を生じさせることはない。

また、スプールとノズルの間の線材が撚られることは無いので、従来必要であった、撚った状態の線材を被巻線部材に巻回させた後に、複数本のノズルを逆方向に回転させて、スプールとノズルの間の線材の撚りを解消させることも必要なくなり、このような撚り戻しを行うことなく次の巻線が可能になるので、連続的な巻線が可能となる。

本発明実施形態の巻線装置の正面図を示す図３のＡ−Ａ線断面図である。 その巻線装置の巻線状態を示す図１に対応する図である。 その巻線装置の上面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ部拡大断面図である。 図２のＤ部拡大断面図である。 そのチャックに被巻線部材が把持される状態を示す図である。 その被巻線部材の電極に線材が接合される状態を示す図である。 その被巻線部材にノズルから延びる複数の線材を撚った状態を示す斜視図である。 その撚られた線材を被巻線部材に巻回させる状態を示す斜視図である。 その巻終わりの線材を被巻線部材の電極に接合する状態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。

本発明の巻線装置を図１〜図３に示す。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延びるものとして本発明の巻線装置１０について説明する。

本発明の巻線装置１０は、被巻線部材１１を把持するチャック１２を備える。図７に示すように、この実施の形態における被巻線部材１１は、誘電体、磁性体、絶縁体セラミックスやプラスチックスなどの絶縁性材料より成り、巻胴部１１ｃの両端部に鍔部１１ａ，１１ｂが形成されたコア１１であって、その一方の鍔部１１ａに三対の電極１１ｄが形成される。そして、その一方の鍔部１１ａには、電極１１ｄに接続された線材４１を巻胴部１１ｃに引き込むための切り欠き１１ｅが形成される。

図では、コア１１における他方の鍔部１１ｂには電極１１ｄが形成されないものを示し、チャック１２は、このような被巻線部材であるコア１１の他方の鍔部１１ｂを把持可能に構成されたものを示す。

具体的に、この実施の形態におけるチャック１２は、図５及び図６に示すように、Ｘ軸方向に伸びて水平に配置された円柱部材１３と、その円柱部材１３の先端に基端が設けられその円柱部材１３と同軸のチャック本体１４とを備える。更に図７に示すように、チャック本体１４には、その中心軸に沿って先端から孔１４ａが形成され、その孔１４ａから放射状を成す３本のスリット１４ｂが先端から軸方向に伸びて形成される。この３本のスリット１４ｂによりチャック本体１４の先端は周方向に３分割され、それらの各分割片の外周には円柱部材１３に向かって外径が小さくなるテーパ面１４ｃがそれぞれ形成される。そして、チャック本体１４の先端縁には孔１４ａを中心としてコア１１の他方の鍔部１１ｂを収容する凹部１４ｄが形成され、この凹部１４ｄの周壁は他方の鍔部１１ｂの外形に相応して形成される。

図５及び図６に戻って、チャック本体１４の外周にはチャック用スプリング１６により軸方向に弾性支持されたチャック開閉部材１７が嵌合される。チャック開閉部材１７は筒状の部材であり、内周をチャック本体１４における各分割片のテーパ面１４ｃに摺接するように構成される。一方、チャック開閉部材１７の外周には、図示しないチャック開閉機構が係合する凹溝１７ａが形成される。

そして、チャック用スプリング１６により円柱部材１３から離間方向に付勢されたチャック開閉部材１７は、チャック本体１４のテーパ面１４ｃを同方向に押圧し、結果としてチャック本体１４のスリット１４ｂにより分断された先端における各分割片の互いの間隔を狭め、先端の凹部１４ｄに収容されたコア１１の他方の鍔部１１ｂを把持し、チャック１２の中心軸にコア１１の中心軸ＣＣを一致させた状態でそのコア１１を把持可能に構成される（図７（ｂ））。

図１〜図４に示すように、チャック１２はアングル部材１８に枢支される。アングル部材１８は、鉛直な縦壁１８ａと、その縦壁１８ａの下端に一端が連結する水平な横板１８ｂとを有し、チャック１２が把持するコア１１が横板１８ｂの上方に位置するようにチャック１２における円柱部材１３が、アングル部材１８の縦壁１８ａにその中心軸ＣＣを中心として回転可能に枢支される。

一方、水平な台座１０ａの上面には、回転軸１９ａを鉛直方向上方に向けてモータ１９が取付けられる。モータ１９の回転軸１９ａの上端には、チャック１２が把持するコア１１を通過する仮想鉛直線ＶＬが回転軸１９ａの軸心に一致するように、アングル部材１８の横板１８ｂが取付けられる。そして、このモータ１９は、チャック１２が把持するコア１１を通過する仮想鉛直線ＶＬを回転中心として、アングル部材１８をチャック１２と共に回転可能に構成される。

図１〜図３に示すように、本発明の巻線装置１０は、チャック１２をコア１１の中心軸ＣＣを中心としてコア１１とともに回転させる巻線チャック回転手段２１を備える。この巻線チャック回転手段２１は、チャック１２における円柱部材１３の後端に先端が係合可能な回転ロッド２２と、その回転ロッド２２を回転させるチャック回転用サーボモータ２３とを有する。台座１０ａには支柱１０ｂを介してＸ軸方向に伸びるチャック用エアシリンダ２４が設けられ、このチャック用エアシリンダ２４の可動スライダ２４ａにチャック回転用サーボモータ２３が設けられる。

図１及び図２に示すように、チャック用エアシリンダ２４は圧縮エアの供給の有無によりその可動スライダ２４ａをＸ軸方向に往復移動可能に構成され、チャック回転用サーボモータ２３が設けられた可動スライダ２４ａにはそのチャック回転用サーボモータ２３を挟むように一対の支持壁２５が立設される。回転ロッド２２はＸ軸方向に伸びてこの一対の支持壁２５に回転可能に架設される。

チャック回転用サーボモータ２３における回転軸２３ａにはチャック第一プーリ２３ｂが設けられ、その第一プーリ２３ｂに対向して回転ロッド２２にはチャック第二プーリ２２ａが設けられ、その第一プーリと２３ｂと第二プーリ２２ａの間にベルト２６が架設される。そして、図５及び図６に示すように、円柱部材１３の後端縁には幅方向に長い凸条１３ａが形成され、回転ロッド２２の前端にはその凸条１３ａが進入可能な凹溝２２ｂが形成される。

この巻線チャック回転手段２１では、チャック用エアシリンダ２４の可動スライダ２４ａが回転ロッド２２とともにＸ軸方向に図２の実線矢印で示すように移動して前進すると、図６に示すように、円柱部材１３の後端縁における凸条１３ａが、回転ロッド２２の前端における凹溝２２ｂに進入して係合し、連結位置となる。この連結位置で、チャック回転用サーボモータ２３が駆動すると回転ロッド２２が回転し、その先端に後端が係合する円柱部材１３も回転してチャック１２全体がその中心軸、即ちそのチャック１２に把持されたコア１１の中心軸ＣＣを回転中心として回転可能に構成される。

逆に、その可動スライダ２４ａが回転ロッド２２とともに図１の破線矢印で示すように後退すると、円柱部材１３の後端縁における凸条１３ａが、回転ロッド２２の前端における凹溝２２ｂから離脱して、回転ロッド２２は円柱部材１３から離間し、図５に示すように、回転ロッド２２の先端と円柱部材１３の後端との係合が解消する離脱位置となる。

図５に示す離脱位置の巻線チャック回転手段２１は、チャック１２を回転させることが不能となり、チャック１２の自由な回転が可能になる。このため、この巻線装置１０には、巻線チャック回転手段２１が離脱位置で被巻線部材であるコア１１の中心軸ＣＣを中心とするチャック１２の回転を禁止するチャック回転禁止手段３１が備えられる。

この実施の形態におけるチャック回転禁止手段３１は、円柱部材１３に同軸に嵌着されて周囲に係止溝３２ａ（図４の拡大図）が周方向に連続して複数形成された円板３２と、その円柱部材１３が枢支されたアングル部材１８の縦壁１８ａに貫通して円柱部材１３と平行に移動可能に設けられた移動軸３３と、移動軸３３の先端に設けられて係止溝３２ａに係止可能な係止片３４を備える。

縦壁１８ａを貫通した移動軸３３の基端には、チャック用エアシリンダ２４により移動する支持壁２５に当接可能な当接片３５が設けられ、当接片３５と縦壁１８ａの間の移動軸３３には、係止片３４を係止溝３２ａに係止させる方向に付勢するコイルスプリング３６が嵌入される。そして、移動軸３３には、コイルスプリング３６の付勢力により係止片３４が係止溝３２ａに係止すると縦壁１８ａに当接して、それ以上の移動軸３３の移動を禁止するストッパ３７が設けられる。

このような構造のチャック回転禁止手段３１は、チャック用エアシリンダ２４の可動スライダ２４ａが回転ロッド２２を支持する支持壁２５とともに前進して、図６に示すように、回転ロッド２２の先端が円柱部材１３の後端に係合する連結位置では、支持壁２５が当接片３５に当接して、コイルスプリング３６の付勢力に抗して移動軸３３を移動させる。これにより、移動軸３３の前端に設けられた係止片３４は係止溝３２ａから離脱し、チャック１２の回転は許容されることになる。

よって、図２に示すように、巻線チャック回転手段２１が連結位置において、チャック回転用サーボモータ２３が駆動すると回転ロッド２２が回転し、その先端に後端が係合する円柱部材１３も回転してチャック１２全体がその中心軸、即ちそのチャック１２に把持されたコア１１の中心軸ＣＣを回転中心として回転可能に構成される。そして、チャック１２が回転すると、後述するノズル４２から繰出される線材４１をチャック１２に把持されたコア１１に巻回させるように構成される。

一方、このような構造のチャック回転禁止手段３１は、可動スライダ２４ａが図１の破線矢印で示すように後退して、巻線チャック回転手段２１が縦壁１８ａから離間する離脱位置では、コイルスプリング３６の付勢力により移動軸３３も同方向に移動して係止片３４を係止溝３２ａに係止させることになる（図４の拡大図）。これにより、巻線チャック回転手段２１が離脱位置において、チャック１２の自由な回転は禁止されることになる。

そして、台座１０ａに取付けられたモータ１９の鉛直方向上方を向く回転軸１９ａにアングル部材１８の横板１８ｂが取付けられ、チャック１２が把持するコア１１を通過する仮想鉛直線ＶＬがその回転軸１９ａの軸心に一致するので、その回転軸１９ａは、被巻線部材１１の中心軸ＣＣに直交する直交軸ＶＬとなる。このため、巻線チャック回転手段２１が離脱位置で、そのモータ１９は、その直交軸ＶＬを中心としてチャック１２を被巻線部材１１とともに回転可能となり、そのように回転させると、後述する複数のノズルからそれぞれ繰出されて被巻線部材１１に達する複数の線材を撚ることになる。よって、このモータ１９は、この巻線装置１０における撚り線チャック回転手段となる。

図１及び図４に示すように、本発明の巻線装置１０は、チャック１２に把持されたコア１１に向けて線材４１を繰出す複数のノズル４２を備える。この複数のノズル４２は、図示しない複数のスプールから別々に巻解かれた複数の線材４１が別々に挿通されるものであり、この実施の形態では、複数のノズル４２を略鉛直にして水平方向に所定の間隔を開けて支持するノズル保持手段４３を備える場合を示す。

この実施の形態における線材４１は、Ｃｕよりなる導線と、その導線の外周面を被覆するように形成されて後述する半田により融解する絶縁被覆とを有する絶縁被覆導線であって、引っ張ることにより引きちぎることが可能な太さのものが用いられる場合を示す。

図示しないが、複数の線材４１は別々のスプールに巻回されて貯線されたものとし、この実施の形態では、４本の線材４１が被巻線部材１１に撚られた状態で巻回されるものとする。そして、この４本の線材４１を別々に挿通されるノズル４２は、このような線材４１が通過可能な管状体であって、チャック１２が把持する被巻線部材１１の鉛直方向上方に４本設けられる場合を示す。

この４本のノズル４２を平行に保持するノズル保持手段は、断面が円形のシャフト４３であり、複数のノズル４２はシャフト４３の軸心に平行に、その水平方向に所定の間隔を開けてそのシャフト４３に挿通支持される（図４）。

そして、このノズル保持手段であるシャフト４３は、このシャフト４３を複数のノズル４２と平行な中心軸の回りで回転させるノズル回転駆動手段４４と、このノズル回転駆動手段４４をシャフト４３と複数のノズル４２ともに移動させるノズル移動手段５１を介して台座１０ａに取付けられる。

図１及び図４に示すように、ノズル回転駆動手段４４は、鉛直な移動板４５と、その移動板４５に立設された支持壁４６と、回転モータ４７とを備える。複数のノズル４２が挿通支持されたシャフト４３は支持壁４６に中心軸をＺ軸方向に向けて枢支される。具体的に、このシャフト４３は、その中心軸が鉛直になるように支持壁４６の支持孔４６ａ（図４）に貫通され、ベアリング４８を介してシャフト４３はその支持壁４６に回転自在に支持される。

シャフト４３の基端には、シャフト４３の中心軸に中心軸が一致する第一プーリ４９ａが取付けられ、その中心軸に平行な回転軸４７ａを有する回転モータ４７がシャフト４３に隣接して設けられる。この回転モータ４７は移動板４５に立設された取付板４５ａに取付けられ、その回転軸４７ａに第二プーリ４９ｂが取付けられる。

そして、第一プーリ４９ａと第二プーリ４９ｂの間にベルト４９ｃが掛け回される。回転モータ４７には、制御手段である図示しないコントローラの制御出力が接続され、その図示しないコントローラからの指令により回転モータ４７が駆動してその回転軸４７ａが第二プーリ４９ｂとともに回転すると、その回転はベルト４９ｃにより第一プーリ４９ａに伝達され、その第一プーリ４９ａが設けられたシャフト４３が複数のノズル４２とともに回転するように構成される。

図４に示すように、台座１０ａには、巻線チャック回転手段２１を上方から覆うように架橋部材５０が設けられ、この架橋部材５０に、このノズル回転駆動手段４４を、シャフト４３と複数のノズル４２とともに移動させるノズル移動手段５１が取付けられる。

図１及び図２に示す様に、この実施の形態におけるノズル移動手段５１はＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ５２〜５４の組み合わせにより構成される。このノズル移動手段５１を構成する各伸縮アクチュエータ５２〜５４は、細長い箱形ハウジング５２ｄ〜５４ｄと、そのハウジング５２ｄ〜５４ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ５２ａ〜５４ａによって回動駆動されるボールネジ５２ｂ〜５４ｂと、このボールネジ５２ｂ〜５４ｂに螺合して平行移動する従動子５２ｃ〜５４ｃ等によって構成される。

この実施の形態では、ノズル回転駆動手段４４とシャフト４３が設けられる移動板４５をＺ軸方向に移動可能にＺ軸方向伸縮アクチュエータ５４のハウジング５４ｄに取付け、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ５４とともにその移動板４５をＸ軸方向に移動可能に、Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ５４の従動子５４ｃがＸ軸方向伸縮アクチュエータ５２のハウジング５２ｄに取付けられる。また、そのＸ軸及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ５２，５４とともにその移動板４５をＹ軸方向に移動可能に、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ５２の従動子５２ｃがＹ軸方向伸縮アクチュエータ５３の従動子５３ｃに取付けられる。

架橋部材５０は、巻線チャック回転手段２１を挟むようにＹ軸方向に離間して台座１０ａに立設された一対の柱材５０ａ，５０ｂ（図３）と、巻線チャック回転手段２１の上方においてそれらの上端を連結する天井材５０ｃを有し、Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ５３は、そのハウジング５３ｄが架橋部材５０の天井材５０ｃにＹ軸方向に延びて取付けられる。

また、図４に示すように、移動板４５には、複数のノズル４２からそれぞれ繰出される線材４１の端部を支持する第一支持手段６０が設けられる。この第一支持手段６０は、複数のノズル４２から繰出された線材４１を把持する第一クランプ装置６１と、その第一クランプ装置６１をＺ軸方向とＹ軸方向に移動させる第一及び第二エアシリンダ６２，６３とを備える。即ち、第一クランプ装置６１は、その挟持片６１ａ，６１ｂをＹ軸方向に突出させた状態で、第一及び第二エアシリンダ６２，６３を介して移動板４４に取付けられる。

この第一クランプ装置６１は、圧縮エアが供給又は排気されることによりその挟持片６１ａ，６１ｂを開閉して線材４１を把持又は解放するように構成され、第一エアシリンダ６２は、圧縮エアが供給又は排気されることによりその第一クランプ装置６１をＹ軸方向に移動させるように構成され、第二エアシリンダ６３は、圧縮エアが供給又は排気されることによりその第一クランプ装置６１を第一エアシリンダ６２とともにＺ軸方向に移動させるように構成される。

また、この巻線装置１０には、複数のノズル４２からそれぞれ繰出される線材４１の端部をそれぞれ支持する第二支持手段６５も備えられる。この第二支持手段６５は、複数のノズル４２から繰出された線材４１を把持する第二クランプ装置６６と、この第二クランプ装置６６を三軸方向に移動させるクランプ移動手段６７を備え、このクランプ移動手段６７を介して第二クランプ装置６６は台座１０ａに３軸方向に移動可能に取付けられる。

このクランプ移動手段６７は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ６８〜７０の組み合わせにより構成され、第二クランプ装置６６は、その挟持片６６ａ，６６ｂをＹ軸方向に突出させた状態で、クランプ移動手段６７により三軸方向に移動可能に構成される。このクランプ移動手段６７は、上述したノズル移動手段５１と同一構造であるので、このクランプ移動手段６７おける構造の繰り返しての説明は省略する。

そして、このクランプ移動手段６７は、第二クランプ装置６６を移動させて、図８に示すように、ノズル４２から繰出された複数の線材４１のそれぞれの端部を把持し、それらの線材４１を引き回すことにより、被巻線部材であるコア１１の電極１１ｄに線材４１を重ねることができるように構成される。

更に、この巻線装置１０には、図３に示すように、ノズル４２から繰出された線材４１をコア１１の電極１１ｄに接続可能な電熱鏝７１が設けられる。この実施の形態では、コア１１に形成された電極１１ｄ（図８）は、一方の鍔部１１ａに形成された半田層からなる。

図１〜図３に示すように、この電熱鏝７１は移動台７２に取付けられた状態で、鏝移動手段７３により三軸方向のいずれにも移動可能に構成される。鏝移動手段７３は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ７４〜７６の組み合わせにより構成され、電熱鏝７１は移動台７２にコア１１に臨む方向に突出した状態で固定され、この移動台７２を三軸方向に移動させる鏝移動手段７３は、上述したノズル移動手段５１及びクランプ移動手段６７と同一構造であるので、この鏝移動手段７３おける構造の繰り返しての説明は省略する。

そして、この鏝移動手段７３は、移動台７２とともに電熱鏝７１を移動させて、電極１１ｄに重ねられた線材４１にその電熱鏝７１を接触させることにより（図８及び図１１）、電熱鏝７１は、それらの電極１１ｄに重ねられた線材４１を加熱して半田層から成る電極１１ｄに線材４１を半田付け可能に構成される。

また、図３に示すように、この移動台７２には、電極１１ｄに接続された線材４１を切断可能なカッタ刃７４が設けられる。移動台７２とともに鏝移動手段７３がカッタ刃７４を移動させて、その刃先を線材４１に接触させ、その状態で、その線材４１の一方を第二クランプ装置６６等により移動させることにより、このカッタ刃７４は、その刃先が接触する部位で線材４１を切断可能に構成される。

次に、本発明の巻線方法を説明する。

本発明の巻線方法は、被巻線部材１１の中心軸ＣＣに直行する方向のノズル４２から繰出される複数の線材４１を被巻線部材１１に巻回する巻線方法である。

その特徴ある点は、被巻線部材１１の中心軸ＣＣに直行する直行軸ＶＬ又はそれに平行な軸を中心として被巻線部材１１を回転させてノズル４２から被巻線部材１１に延びる複数の線材４１を撚る撚り線工程と、被巻線部材１１の中心軸ＣＣ又はそれに平行な平行軸を中心として被巻線部材１１を回転させてノズル４２から繰出されて撚られた複数の線材４１を被巻線部材１１に巻回させる巻線工程とを有するところにある。

図７に示すように、電極１１ｄを有する被巻線部材１１への巻線方法を例示して説明すると、巻線のための線材４１をその巻線の前後において電極１１ｄに接続する必要があることから、この巻線方法は、巻初めの線材４１を電極１１ｄに接続する巻初め線材接続工程の後に、撚り線工程及び巻線工程が行われ、その後に、巻終わりの線材４１を電極１１ｄに接続する巻終わり線材接続工程を行うことになる。

これらの各工程を以下に詳説する。

＜巻初め線材接続工程＞
この工程では、複数のノズル４２からそれぞれ繰出された線材４１の端部を巻初めの線材４１として被巻線部材１１の電極１１ｄに接続させる。この実施の形態では、電極１１ｄを有するコア１１を用いるので、チャック１２に他方の鍔部１１ｂが把持されたコア１１の一方の鍔部１１ａに形成された複数の電極１１ｄに複数のノズル４２から繰出されるそれぞれの線材４１を接合させることになる。

このため、図示しないが、先ず、線材４１が貯線された複数のスプールを準備し、それらのスプールから巻解かれた線材４１をノズル４２に通し、図４に示すように、それらの端部を第一クランプ装置６１により把持させておく。

一方、図７に示すように、チャック１２には、被巻線部材であるコアの他方の鍔部１１ｂを把持させる。これは、コア１１の他方の鍔部１１ｂをチャック１２の先端の凹部１３ｄに収容して、図５に示すように、チャック用スプリング１６により円柱部材１３からチャック開閉部材１７を離間させ、先端の凹部１４ｄに収容されたコア１１の他方の鍔部１１ｂを把持し、チャック１２の中心軸にコア１１の中心軸ＣＣを一致させた状態でそのコア１１を把持させる（図７（ｂ））。

次に、クランプ移動手段６７により第二クランプ装置６６を移動させて、第一クランプ装置６１とノズル４２（図４）と間の全ての線材４１をその第二クランプ装置６６により把持させる。そして、第一クランプ装置６１による線材４１の把持を解消して、第一及び第二エアシリンダ６２，６３によりその第一クランプ装置６１を線材４１から離間させておく。

次に、ノズル移動手段５１及びクランプ移動手段６７によりノズル４２と第二クランプ装置６６をそれぞれ移動させて、図８に示すように、ノズル４２の先端から繰出されて第二クランプ装置６６により把持されている線材４１を引き回し、その間の線材４１を被巻線部材１１の一方の鍔部１１ａに形成された電極１１ｄに載せる。その後、鏝移動手段７３（図１）により電熱鏝７１を移動させて、その電極１１ｄに重ねられた線材４１にその電熱鏝７１を接触させることにより、線材４１を加熱して電極１１ｄを形成する半田層にその線材４１をそれぞれ半田付けする。

電極１１ｄに線材４１をそれぞれ半田付けした後には、鏝移動手段７３により電熱鏝７１をその電極１１ｄから遠ざける。それとともに、クランプ移動手段６７によりその第二クランプ装置６６を電極１１ｄから遠ざけて、その第二クランプ装置６６が把持する線材４１をその電極１１ｄの近傍において引きちぎり、その後その第二クランプ装置６６を待機位置まで移動させて待機させる。

一方、巻線チャック回転手段２１にあっては、可動スライダ２４ａを前進させて、図６に示すように、回転ロッド２２の先端を円柱部材１３の後端に係合して連結位置とする。そして、チャック回転用サーボモータ２３を駆動させてチャック１２をそこに把持されたコア１１と共に回転させ、それとともにノズル４２を移動させて、ノズル４２から引き出される線材４１を切り欠き１１ｅを介して巻胴部１１ｃに引き込む。

この実施の形態では、複数の電極１１ｄに四本のノズル４２からそれぞれ繰出される四本の線材４１を二本毎に接合する場合を示す。このため、上記線材４１の接合と巻胴部１１ｃへの引き込みを繰り返し、四本の線材４１の全てを電極１１ｄに接合して、その全てを巻胴部１１ｃに引き込むこととする。

図８には、二本の線材４１が電極１１ｄに接続されて巻胴部１１ｃに案内され、残りの二本の線材４１が電極１１ｄに接合される状態を示す。

このようにして、被巻線部材１１の一方の鍔部１１ａに形成された電極１１ｄに、ノズル４２から繰出される全ての線材４１を巻初めの線材４１としてそれぞれ接合させ、電極１１ｄに接合された巻初めの線材４１の全てを巻胴部１１ｃに引き込んでおく。

＜撚り線工程＞
この工程では、チャック１２が把持した被巻線部材１１の中心軸ＣＣ又はそれに平行な平行軸に直交する直交軸ＶＬを中心としてチャック１２を被巻線部材１１とともに回転させて複数のノズル４２からそれぞれ繰出されて被巻線部材１１に連結された複数の線材４１を撚る。

このために、先ず、電極１１ｄに接合された巻初めの線材４１を巻胴部１１ｃに引き込んだ後、図１に示す様にノズル移動手段５１により、複数のノズル４２が保持されたシャフト４３を上方に移動させてコア１１から離間させる。そしてノズル４２とコア１１との間の間隔を、コア１１に巻回しようとする線材４１の長さ以上にさせる。

一方、巻線チャック回転手段２１では、チャック用エアシリンダ２４の可動スライダ２４を回転ロッド２２とともに図１の破線矢印で示すように後退させ、回転ロッド２２を円柱部材１３から離間させて離脱位置とし、図５に示すように、回転ロッド２２の先端と円柱部材１３の後端との係合を解消させる。

巻線チャック回転手段２１が図５に示す離脱位置では、チャック回転禁止手段３１のコイルスプリング３６の付勢力により移動軸３３が移動して係止片３４を係止溝３２ａに係止することになる（図４の拡大図）。これにより、巻線チャック回転手段２１が離脱位置にあっても、チャック１２の自由な回転は禁止されるので、チャック１２の自由な回転に起因して巻胴部１１ｃに引き込まれた線材４１が巻胴部１１ｃから離脱するような事態を回避することができる。

このように巻線チャック回転手段２１を離脱位置にした状態で、撚り線チャック回転手段であるモータ１９を駆動させる。ここで、図１に示す様に、モータ１９の回転軸１９ａは、コア１１の中心軸ＣＣに直交する直交軸ＶＬに一致するので、モータ１９を駆動させてその直交軸ＶＬを中心としてチャック１２をコア１１とともに回転させると、その直交軸ＶＬの上方に複数のノズル４２があるので、図９に示すように、それらのノズル４２からそれぞれ繰出されてコア１１に至る複数の線材４１は、その間において撚られることになる。

直交軸ＶＬを中心とするコア１１の回転数は、そのコア１１に巻回しようとする線材４１の長さとの関係で決定され、必要な回数の回転が行われた後には、その回転を停止させる。この停止の際に、図２に示すように、コア１１の中心軸ＣＣを巻線チャック回転手段２１における回転ロッド２２の軸心に一致させ、その回転ロッド２２の先端に円柱部材１３の後端を対向させておく。

このように本発明では、ノズル４２から被巻線部材であるコア１１に延びる４本の線材４１を撚って、撚り線を形成するので、複数のノズル４２に別々に通された複数の線材４１が別々のスプールに巻回されて貯線されたものであっても、図示しないスプールとノズル４２の間の線材４１が撚られることは無い。このため、コア１１に巻かれる複数の線材４１の撚る量に限界はなく、所望の長さの撚り線を形成することができる。

＜巻線工程＞
この工程では、チャック１２が把持したコア１１の中心軸ＣＣ又はそれに平行な平行軸を中心としてチャック１２をコア１１とともに回転させて複数のノズル４２からそれぞれ繰出されて撚られた複数の線材４１をそのコア１１に巻回させる。

このため、巻線チャック回転手段２１では、チャック用エアシリンダ２４の可動スライダ２４ａを回転ロッド２２とともに図２の実線矢印で示すように前進させて、図６に示すように、その先端が円柱部材１３の後端に係合する連結位置とする。

すると、支持壁２５がチャック回転禁止手段３１における当接片３５に当接して、コイルスプリング３６の付勢力に抗して移動軸３３が移動し、移動軸３３の前端に設けられた係止片３４は係止溝３２ａから離脱し、チャック１２の回転は許容されることになる。

そこで、このような巻線チャック回転手段２１の連結位置で、図２に示すように、チャック回転用サーボモータ２３を駆動し、回転ロッド２２の先端に後端が係合する円柱部材１３とともに、チャック１２全体をその中心軸、即ちそのチャック１２に把持されたコア１１の中心軸ＣＣを回転中心として回転させる。このようにして、図１０に示すように、ノズル４２からコア１１に延びる４本の線材４１からなる撚り線を、そのコア１１の巻胴部１１ｃに巻回する。

このとき、図２の実線矢印で示すように、ノズル移動手段５１によりノズル４２をコア１１に向けて移動させることが好ましい。撚り線の巻回と共にノズル４２をコア１１に近づけることにより、ノズル４２とコア１１との間において撚られた線材４１の撚りのピッチが変化することを防止することができる。

撚られた複数の線材４１から成る撚り線は、撚り線工程において、コア１１の巻胴部１１ｃに巻回させる長さとされるので、その撚り線の全てが巻胴部１１ｃに巻回されることにより、必要な回数巻胴部１１ｃに巻回された線材４１から成るコイルが形成され、所望のコイルが得られた段階で、コア１１の回転を止めて巻線工程を終了させる。

＜巻終わり線材接続工程＞
この巻終わり線材接続工程では、チャック１２に他方の鍔部１１ｂが把持されたコア１１の一方の鍔部１１ａに形成された電極１１ｄにノズル４２から繰出される線材４１を接合させる。

このため、ノズル４２から新たに線材４１を繰出し、図１１に示すように、その新たに繰り出された線材４１を第一クランプ装置６１による把持し、その第一クランプ装置６１をノズル４２と共にノズル移動手段５１（図１）により移動させる。それと共に、必要に応じてチャック１２をコア１１と共に回転させて、ノズル４２の先端から繰出されて巻胴部１１ｃに巻回された線材４１を、その巻胴部１１ｃから切り欠き１１ｅを介して引き出し、巻き終わりの線材４１としてコア１１の一方の鍔部１１ａに形成された電極１１ｄに載せる。

その後、鏝移動手段７１（図１）により電熱鏝７１を移動させて、その電極１１ｄに重ねられた線材４１にその電熱鏝７１を接触させることにより、その線材４１を加熱して電極１１ｄを形成する半田層にその線材４１を半田付けする。

電極１１ｄに線材４１を半田付けした後には、鏝移動手段７１（図１）により電熱鏝７１をその電極１１ｄから遠ざける。それとともに、ノズル移動手段５１によりその第一クランプ装置６１を電極１１ｄから遠ざけて、第一クランプ装置６１が把持する線材４１をその電極１１ｄの近傍において引きちぎる。

この実施の形態では、複数の電極１１ｄに四本のノズル４２からそれぞれ繰出される四本の線材４１を二本毎に接合する場合を示す。このため、上記線材４１の巻胴部１１ｃからの引き出しと線材４１の電極１１ｄへの接合を繰り返し、四本の線材４１の全てを巻胴部１１ｃから引き出して電極１１ｄに接合こととする。

図１１には、巻胴部１１ｃから引き出された二本の線材４１が電極１１ｄに接続されて引き千切られ、巻胴部１１ｃから引き出された残りの二本の線材４１が電極１１ｄに接合される状態を示す。

このように四本の線材４１の全てが電極１１ｄに接合されて切断された後には、コア１１を、そのコイルとともにチャック１２から取り外す。これにより、一連の巻線を終了させる。

なお、線材４１を引きちぎった第一クランプ装置６１は、その後、ノズル４２から繰出される線材４１を把持した状態でノズル４２と共に待機位置まで移動させて待機させる。これにより、次の被巻線部材１１への巻線に直ちに移行させることが可能になる。

また、線材４１を引き千切る際に、必要であれば、カッタ刃７４の刃先を線材４１に接触させ、その状態で、その線材４１の一方を第一クランプ装置６１や第二クランプ装置６６等により移動させることにより、カッタ刃７４の刃先が接触する部位で線材４１を切断するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の巻線方法では、巻線工程において、複数本の線材４１が撚られた撚り線を被巻線部材１１の巻胴部１１ｃに巻回する。けれども、その撚り線は、巻線工程の前に行う撚り線工程により、被巻線部材１１の中心軸ＣＣに直交する直交軸ＶＬを中心としてチャック１２を被巻線部材１１とともに回転させて、ノズル４２から被巻線部材１１に達する複数の線材４１を撚る。

このため、複数のノズル４２に別々に通された複数の線材４１が別々のスプールに巻回されて貯線されたものであっても、スプールとノズル４２の間の線材４１が撚られることは無い。よって、被巻線部材に巻かれる複数の線材４１の撚る量に限界を生じさせることはない。

また、撚った状態の線材４１を被巻線部材１１に巻回させた後に、複数本のノズル４２を逆方向に回転させて、スプールとノズル４２の間の線材４１の撚りを解消させることも必要なくなり、このような撚り戻しを行うことなく次の巻線が可能になるので、連続的な巻線が可能となるのである。

なお、上述した実施の形態では、断面が方形の巻胴部１１ｃを有するコア１１から成る被巻線部材を用いて説明したけれども、被巻線部材１１は、断面が方形の巻胴部１１ｃを有するものに限るものではなく、例えば断面が円形のものであっても良い。

また、上述した実施の形態では、接合手段が、電熱鏝７１を用いた半田付けである場合を説明したけれども、この接合手段は、図示しないが、熱圧着により、電極１１ｄに線材４１を電気的に接合するようなものであっても良い。

また、端子としての電極に線材４１を半田付けする事例を示したが、端子への端末処理としては、絡げやヒュージングによる手段を用いて端子へ線材４１を固定することも可能である。

また、上述した実施の形態では、ノズル回転駆動手段４４として、回転モータ４７を備えたものを例示した。けれども、複数のノズル４２を回転させる必要が無い場合には、このノズル回転駆動手段４４を備えなくても良い。

また、上述した実施の形態では、撚り線チャック回転手段がモータ１９である場合を説明したけれども、撚り線チャック回転手段は、チャック１２を被巻線部材１１とともに回転可能である限り、モータに限られない。例えば、圧縮エア等の流体圧によりチャック１２を回転可能な流体圧モータを備えるようなものであっても良い。

また、上述した実施の形態では、４本の線材４１が撚られて被巻線部材１１に巻回される場合を説明したけれども、撚られる線材４１の数は４本に限られない。この場合、撚るべき線材４１の数に等しいノズル４２を準備し、その全てのノズル４２をノズル保持手段４３が保持し得る限り、線材４１の数は、３本であっても、２本であっても、５本であっても、６本以上であっても良い。

更に、上述した実施の形態では、チャック１２が把持した被巻線部材１１の中心軸ＣＣを中心として巻線チャック回転手段がチャック２１を回転させる場合を説明したけれども、巻線チャック回転手段は、チャック１２が把持した被巻線部材１１の中心軸ＣＣに平行な平行軸を中心としてチャック１２を被巻線部材１１とともに回転させて、ノズル４２から繰出された線材４１を被巻線部材１１に巻回させるようなものであっても良い。

１０ 巻線装置
１１ コア（被巻線部材）
１２ チャック
１９ モータ（撚り線チャック回転手段）
２１ 巻線チャック回転手段
３１ チャック回転禁止手段
４１ 線材
４２ ノズル
５１ ノズル移動手段
ＣＣ 被巻線部材の中心軸
ＶＬ 被巻線部材の中心軸に直交する直交軸

Claims (5)

1. 被巻線部材(11)を把持するチャック(12)と、
   前記被巻線部材(11)に向けて線材(41)を繰出す複数のノズル(42)と、
   前記チャック(12)が把持した前記被巻線部材(11)の中心軸(CC)又はそれに平行な平行軸を中心として前記チャック(12)を前記被巻線部材(11)とともに回転させて複数の前記ノズル(42)からそれぞれ繰出された前記線材(41)を前記被巻線部材(11)に巻回させる巻線チャック回転手段(21)と、
   前記被巻線部材(11)の中心軸(CC)又はそれに平行な平行軸に直交する直交軸(VL)を中心として前記チャック(12)を前記被巻線部材(11)とともに回転させて複数の前記ノズル(42)からそれぞれ繰出されて前記被巻線部材(11)に達する複数の前記線材(41)を撚る撚り線チャック回転手段(19)と
   を備えた巻線装置。
2. 巻線チャック回転手段(21)が、チャック(12)に接近して前記チャック(12)に連結される連結位置と前記チャック(12)から離間して前記チャック(12)との連結が解消される離脱位置との間で移動可能構成された請求項１記載の巻線装置。
3. 巻線チャック回転手段(41)が離脱位置で被巻線部材(11)の中心軸(CC)又はそれに平行な平行軸を中心とするチャック(12)の回転を禁止するチャック回転禁止手段(31)を更に備えた請求項２記載の巻線装置。
4. 複数のノズル(42)をチャック(12)から離間させ又は前記チャック(12)に接近させるノズル移動手段(51)を更に備えた請求項１ないし３いずれか１項に記載の巻線装置。
5. 被巻線部材(11)の中心軸(CC)に直行する方向のノズル(42)から繰出される複数の線材(41)を前記被巻線部材(11)に巻回する巻線方法であって、
   前記被巻線部材(11)の中心軸(CC)に直行する直行軸又はそれに平行な軸を中心として前記被巻線部材(11)を回転させて前記ノズル(42)から繰出されて前記被巻線部材(11)に至る複数の前記線材(41)を撚る撚り線工程と、
   前記被巻線部材(11)の中心軸(CC)又はそれに平行な平行軸を中心として前記被巻線部材(11)を回転させて前記ノズル(42)から繰出されて撚られた複数の前記線材(41)を前記被巻線部材(11)に巻回させる巻線工程と
   を有することを特徴とする巻線方法。

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