JP2508608B2 - 空芯コイルの自動巻線実装方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばチューナ等の
電子回路のインダクターを構成する空芯コイルの自動巻
線実装方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来は、空芯コイルメーカー
で製作された空芯コイルを、基板アッセンブリーメーカ
ーが購入し、それを主として手作業で回路基板に実装
（挿入もしくは装着）して使用していた。そのため、こ
の空芯コイルの実装作業の省力化が基板組立工程の省力
化のネックの一つとなっていた。

【０００３】また、複数の空芯コイルを振動フィーダに
よって整列送りしてテーピング化し、それを用いて自動
実装を行う取り組みも一部で行われているが、空芯コイ
ル同士のからみつきや変形等の障害があり、満足すべき
結果は得られていない。

【０００４】そこでこの発明は、空芯コイルを、からみ
つきや変形等を起こさせずに安定して回路基板に自動実
装することができる方法および装置を提供することを主
たる目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の自動巻線実装方法は、素線を巻線
スピンドル部で巻き取って空芯コイルを製作する巻線工
程と、この巻線工程によって製作された空芯コイルを実
装すべき回路基板を所定の位置まで搬送して位置決めす
る基板搬送工程と、コイルチャックによって前記巻線ス
ピンドル部にある空芯コイルを把持して同空芯コイル
を、前記基板搬送工程によって搬送された回路基板上の
所定位置へ搬送して実装するコイル実装工程とを備える
ことを特徴とする。

【０００６】また、この発明の自動巻線実装装置は、素
線を供給する素線供給部、素線を送る素線送り部、素線
の一部分の被覆を剥離する被覆剥離部、素線を巻き取っ
て空芯コイルを製作する巻線スピンドル部、素線を巻線
スピンドル部の近くで切断する素線カッター部および巻
線スピンドル部にある空芯コイルのリード部を整形する
リード整形部を有する巻線装置と、前記空芯コイルを実
装すべき回路基板を所定の位置まで搬送して位置決めす
る基板搬送装置と、コイルチャックを有していてそれに
よって前記巻線装置の巻線スピンドル部にある空芯コイ
ルを把持して同空芯コイルをそこから前記基板搬送装置
上の回路基板の所定位置へ搬送して実装するコイル実装
装置とを備えることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記自動巻線実装方法によれば、巻線工程によ
って空芯コイルを製作し、その工程で作られた空芯コイ
ルを、コイルチャックによって把持して巻線スピンドル
部から直接回路基板に供給して実装することができる。
従って、従来のような空芯コイル同士のからみつきや変
形等が起こらなくなり、空芯コイルの安定した自動実装
が可能になる。

【０００８】また、上記自動巻線実装装置によれば、巻
線装置によって空芯コイルを製作し、そこで作られた空
芯コイルを、コイル実装装置のコイルチャックによって
把持して巻線装置から直接回路基板に供給して実装する
ことができる。従って、従来のような空芯コイル同士の
からみつきや変形等が起こらなくなり、空芯コイルの安
定した自動実装が可能になる。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る自動巻線
実装装置の構成を示す概略図である。

【００１０】この実施例の装置は、素線１から空芯コイ
ル８を製作する巻線装置１０と、この空芯コイル８を実
装すべき回路基板２０を搬送位置決めする基板搬送装置
３０と、両装置１０、３０間を移動するコイルチャック
４１を有するコイル実装装置４０との組み合わせから成
る。

【００１１】巻線装置１０は、素線リール２ａを有して
いてそこから素線１を供給する素線供給部２と、この素
線１を矢印Ａのように送る素線送り部４と、矢印Ｂ、Ｃ
のように回転移動する何枚かの剥離刃３ａを有していて
素線１の一部分の被覆を剥離する（図中の斜線を付した
部分ｂが剥離された部分を示す）被覆剥離部３と、巻線
スピンドル７ａおよびそれに装着されていてそれとの間
に素線１の一部分をクランプする素線クランプ７ｂを有
し、この巻線スピンドル７ａに素線１を巻き取って空芯
コイル８を製作する巻線スピンドル部７と、一組の素線
カッター５ａを有していて素線１を巻線スピンドル部７
の近くで切断する素線カッター部５と、一組の整形爪６
ａを有していて巻線スピンドル部７上の空芯コイル８の
リード部８ｂを、この実施例ではそれが図２に示すよう
に本体部８ａのほぼ中心部から出るように整形するリー
ド整形部６とを有している。この実施例における被覆剥
離部３は、剥離刃３ａで素線１の被覆を機械的に剥離す
るものであり、素線１を溶融半田中に浸漬して被覆を除
去する方式のものに比べると、巻線装置１０が半田槽の
熱の影響を受けたり、被覆材の焼けごみ等で巻線装置１
０の周囲が汚染されたりすることがない等の利点があ
る。

【００１２】基板搬送装置３０は、前記空芯コイル８を
実装すべき回路基板２０を所定の位置まで搬送する基板
コンベア３１と、回路基板２０に設けられた位置決め穴
２１に嵌入する位置決めピン３３を有していて回路基板
２０の位置決めを行う位置決め機構３２とを有してい
る。

【００１３】コイル実装装置４０は、この実施例のもの
は、そのコイルチャック４１をＸＹ方向に直線運動およ
びθ方向に回転運動させることができる３自由度を有す
るロボットであり、このコイルチャック４１によって、
巻線装置１０の巻線スピンドル部７にある空芯コイル８
の本体部８ａを把持してその空芯コイル８をそこから基
板搬送装置３０上の回路基板２０上の所定位置へ搬送し
てそのリード部８ｂを回路基板２０の穴２２に挿入して
実装することができる。コイルチャック４１は、ゴム、
バネ材等の弾性部材で形成された一組の爪部４１ａ、４
１ｂを備えており、この一組の爪部４１ａ、４１ｂによ
って空芯コイル８の本体部８ａを弾性的に把持する。

【００１４】この自動巻線実装装置による自動巻線実装
方法の例を説明すると、素線リール２ａより送り出され
る素線１は、被覆剥離部３で所定の長さだけ絶縁被覆の
剥離が行われる。素線送り部４で送られた素線１は、巻
線スピンドル７ａに装着された素線クランプ７ｂで保持
され、空芯コイル８の一方のリード部８ｂとなる部分
が、リード整形部６によって前述したように（即ち図２
に示すように）整形される。

【００１５】そして、巻線スピンドル７ａの矢印Ｄのよ
うな回転と矢印Ｅのようなトラバース（後退）による巻
線動作によって、所定のターン数とピッチを得る。この
場合、図２に示すようなスペース巻コイルを得ることも
できる。その後、素線カッター部５で素線１の所定位置
（この位置は、被覆剥離長さの中心とするのが好まし
く、そのようにすれば、残りをそのまま次の空芯コイル
のリード部とできて都合が良い）を切断した後、リード
整形部６で空芯コイル８の他方のリード部８ｂとなる部
分の前記と同様の整形を行い、これによって空芯コイル
８の製作は完了する。

【００１６】製作完了した空芯コイル８は、この例では
コイル実装装置４０のコイルチャック４１の一組の爪部
４１ａ、４１ｂでその本体部８ａを弾性的に把持され
る。本体部８ａを把持するのは、リード部８ｂを把持す
る場合に比べて同空芯コイル８を狭い所にも実装しやす
いこと、本体部８ａを接着剤により回路基板２０に容易
に仮固定できること等の利点があるからである。リード
部８ｂを把持する場合は、本体部８ａを接着剤により回
路基板２０に仮固定しようとすると、コイルチャックに
も接着剤が付着する可能性があるため、本体部８ａを接
着剤で仮固定するのが難しくなるが、接着剤による仮固
定を行わない場合や、行う場合でも接着剤の付与量をコ
ントロールしたり、コイルチャックの爪部の形状を工夫
すること等で、リード部を把持して搬送することは可能
である。また、本体部８ａを弾性的に把持するのは、同
じコイルチャック４１で外径の異なる空芯コイルを把持
できること、適当な弾性力に調節しておくことにより本
体部８ａを変形させることがないこと等の利点があるか
らである。そしてこの空芯コイル８は、素線クランプ７
ｂの解除および巻線スピンドル７ａの後退によって巻線
スピンドル７ａから外され、コイルチャック４１によっ
て、基板搬送装置３０上の所定位置にある回路基板２０
上の所定位置へ搬送される。そして、同コイルチャック
４１が空芯コイル８の挿入姿勢に対応するように回転し
かつ下降して、空芯コイル８のリード部８ｂが回路基板
２０の穴２２に挿入され、空芯コイル８の実装が完了す
る。

【００１７】そして上記のような動作が、必要に応じて
繰り返される。

【００１８】なお、この自動巻線実装装置の上記のよう
な動作は、例えばシーケンサによって制御されている。

【００１９】以上のようにこの自動巻線実装装置によれ
ば、巻線装置１０によって空芯コイル８を製作し、製作
時の定まった姿勢を活用して、その空芯コイル８を、コ
イル実装装置４０によって、巻線装置１０から直接回路
基板２０に供給して実装することができるので、従来の
ような空芯コイル同士のからみつきや変形等が起こらな
くなり、空芯コイル８の安定した自動実装が可能にな
る。

【００２０】特に、スペース巻コイルの場合は、従来
は、相互にからみつきやすいためそれを手作業で扱うと
分離するのが困難であり、しかも変形しやすいため安定
した特性を維持しにくいという問題があったが、この自
動巻線実装装置によれば、スペース巻コイルの場合で
も、それを回路基板２０に容易に実装することができ、
しかも変形等を起こさないので安定した特性を得ること
ができる。

【００２１】また、スペース巻コイルの使用が可能にな
ると、スペース巻コイルは±方向のインダクタンス調整
が可能なため、コイルの予備調整を省くことができ、そ
れによって調整作業時間を短縮することができるように
なる。

【００２２】また、この自動巻線実装装置は、素線１か
らの空芯コイル８の製作からその回路基板２０への実装
までを一貫して行うことができるので、部品コストを従
来の空芯コイルに比べて大幅に下げることができる。ま
た、部品在庫が不要になるので、保管管理コストを削減
することができる。更に、空芯コイルの必要時にそれを
即供給することができるので、リードタイムを短くする
ことができ、それによって電子回路組立の生産性を向上
させることもできる。

【００２３】なお、一つの自動巻線実装装置に（より具
体的には共通の基板搬送装置３０およびコイル実装装置
４０に対して）、上記のような巻線装置１０を２台以上
設けても良く、そのようにすれば、空芯コイル８を巻い
ているときでも実装の待ち時間が発生せずに済む等の効
果が得られる。また、巻線スピンドル７ａの自動交換装
置、素線１の自動交換装置等を設けておいても良く、こ
うした場合は、一つの自動巻線実装装置で素線径、コイ
ル内径、リードピッチ、コイル巻数等の異なる複数種類
のコイルの製作がより容易となる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように請求項１および２の自動巻
線実装方法によれば、巻線工程によって空芯コイルを製
作し、その工程で作られた空芯コイルを、コイルチャッ
クによって、巻線スピンドル部から直接回路基板に供給
して実装するので、従来のような空芯コイル同士のから
みつきや変形等が起こらなくなり、空芯コイルの安定し
た自動実装が可能になる。また、スペース巻コイルを安
定した品質で得ることができるので、その使用が可能に
なり、それによってコイルの調整作業時間の短縮が可能
になる。また、空芯コイルの製作から実装までを一貫し
て行うことができるので、部品コストの削減、保管管理
コストの削減およびリードタイムの短縮を図ることがで
きる。

【００２５】また、請求項３の自動巻線実装装置によれ
ば、巻線装置によって空芯コイルを製作し、その空芯コ
イルを、コイル実装装置によって、巻線装置から直接回
路基板に供給して実装することができるので、従来のよ
うな空芯コイル同士のからみつきや変形等が起こらなく
なり、空芯コイルの安定した自動実装が可能になる。ま
た、スペース巻コイルを安定した品質で得ることができ
るので、その使用が可能になり、それによってコイルの
調整作業時間の短縮が可能になる。また、空芯コイルの
製作から実装までを一貫して行うことができるので、部
品コストの削減、保管管理コストの削減およびリードタ
イムの短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る自動巻線実装装置
の構成を示す概略図である。

【図２】 空芯コイルの一例を示す図であり、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１ 素線 ２ 素線供給部 ３ 被覆剥離部 ４ 素線送り部 ５ 素線カッター部 ６ リード整形部 ７ 巻線スピンドル部 ８ 空芯コイル １０ 巻線装置 ２０ 回路基板 ３０ 基板搬送装置 ４０ コイル実装装置 ４１ コイルチャック

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素線を巻線スピンドル部で巻き取って空
   芯コイルを製作する巻線工程と、この巻線工程によって
   製作された空芯コイルを実装すべき回路基板を所定の位
   置まで搬送して位置決めする基板搬送工程と、コイルチ
   ャックによって前記巻線スピンドル部にある空芯コイル
   を把持して同空芯コイルを、前記基板搬送工程によって
   搬送された回路基板上の所定位置へ搬送して実装するコ
   イル実装工程とを備えることを特徴とする空芯コイルの
   自動巻線実装方法。
2. 【請求項２】 素線供給部から送り出される素線を巻線
   スピンドル部で巻き取って空芯コイルを製作する工程、
   前記素線供給部から巻線スピンドル部へ送る途中で素線
   の一部分の被覆を剥離する工程、前記巻線スピンドル部
   での巻き取り後に素線を当該巻線スピンドル部の近くで
   切断する工程および前記巻線スピンドル部にある空芯コ
   イルのリード部を成形する工程を有する巻線工程と、こ
   の巻線工程によって製作された空芯コイルを実装すべき
   回路基板を所定の位置まで搬送して位置決めする基板搬
   送工程と、コイルチャックによって前記巻線スピンドル
   部にある空芯コイルを把持して同空芯コイルを、前記基
   板搬送工程によって搬送された回路基板上の所定位置へ
   搬送して実装するコイル実装工程とを備えることを特徴
   とする空芯コイルの自動巻線実装方法。
3. 【請求項３】 素線を供給する素線供給部、素線を送る
   素線送り部、素線の一部分の被覆を剥離する被覆剥離
   部、素線を巻き取って空芯コイルを製作する巻線スピン
   ドル部、素線を巻線スピンドル部の近くで切断する素線
   カッター部および巻線スピンドル部にある空芯コイルの
   リード部を整形するリード整形部を有する巻線装置と、
   前記空芯コイルを実装すべき回路基板を所定の位置まで
   搬送して位置決めする基板搬送装置と、コイルチャック
   を有していてそれによって前記巻線装置の巻線スピンド
   ル部にある空芯コイルを把持して同空芯コイルをそこか
   ら前記基板搬送装置上の回路基板の所定位置へ搬送して
   実装するコイル実装装置とを備えることを特徴とする空
   芯コイルの自動巻線実装装置。