JP3606751B2 - コイル製造装置およびコイル端子用部材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル製造装置およびこのコイル製造装置において用いられるコイル端子用部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
電磁調理器(例えばIHジャー)においては、パンケーキ型コイルに高周波電流が通電され、電磁誘導加熱が行われる。このような電磁調理器用のパンケーキ型コイルは、複数の線材を縒り合わせたリッツ線を同心円状に一列多層に巻回した後に通電加熱することにより、線材表面にコーティングされた接着層を溶融して形成される。従来、このコイル製造過程における通電加熱は、巻き上がったコイル両端の絶縁皮膜を剥離し、この剥離部に電極を接続することにより行われてた。
【0003】
しかしながら、このような通電方法では、リッツ線の縒り合わされた複数の線材のうち外側の線材しか絶縁皮膜の剥離がなされず、通電がなされない線材がリッツ線の内側部分に残ってしまう。このようにリッツ線の一部に通電がなされない線材があると、この通電されない線材の部分で線材絶縁皮膜の溶融剥離がなされず、線材間の溶着力が弱まってしまう。そして、リッツ線内側に溶融剥離がなされない線材が残ってしまうと、この線材にはコイル完成後に高周波電流が通電されないことになり、コイルの誘導加熱特性も低下してしまう。
【0004】
そこで、コイル両端のコイルリード部に電極を接続する場合には、このコイルリード部を金属製端子で挟み込んで圧着したうえで通電加熱することにより、金属端子をコイルリード部に溶着する方法がとられるようになってきている。この方法によれば、コイルリード部は圧着により平らにされるので、リッツ線の内側部分の線材も金属端子を接触して通電される。したがって、リッツ線を構成する線材はまんべんなく絶縁皮膜の溶融剥離がなされ、コイル完成後には総ての線材に高周波通電がなされることになる。
【0005】
さらに、このような金属端子の圧着および溶着のためには、圧着溶着装置にコイルリード部および金属端子を次々と送り込んで行く必要があるが、この作業を効率的に行うために、金属端子が帯状に連なったフープ状部材を圧着溶着装置に順次間欠送りしていき、コイルリード部へ接続された金属端子をフープ状部材から切り離して行くコイル製造装置が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにフープ状部材を圧着溶着装置へ間欠的に送り込んで行く作業は面倒であり、コイル製造の作業性を低下させる原因となる。したがって、このフープ状部材の送り作業は出来る限り簡素化されることが望ましい。
【0007】
また、従来は、通電加熱に使用された金属端子は通電加熱後に切り取られてしまい、コイル端部の基板への接続はハンダ層への浸漬等によりなされていたので、通電加熱用の金属端子は無駄になってしまっていた。
【0008】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、特に複数の線材が縒り合わされた線材を巻回してコイルを製造するコイル製造装置において、コイルの通電溶着のためのコイル端部への金属端子の接続を効率的に行い得るものを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明では、線材を供給する線材供給手段と、この線材供給手段から供給された線材を巻芯に巻回する巻回手段と、前記巻芯に巻回される線材の巻始め側端部と巻終わり側端部に金属端子を圧着および溶着する圧着溶着装置と、この巻始め側端部と巻終わり側端部の金属端子間に通電加熱して線材の融着層を溶融することによりコイルの成形を行うコイル成形手段と、複数の金属端子からなる帯状のコイル端子用部材を前記圧着溶着装置に帯の長さ方向に1ステップづつ送り込み可能な送り手段と、前記金属端子をコイル端子用部材から切り離す切断手段と、を備えたコイル製造装置において、前記コイル端子用部材は、前記巻始め側端部に圧着および溶着される巻始め端部用金属端子と前記巻終わり側端部に圧着および溶着される巻終わり端部用金属端子とを対にして帯の幅方向に並べるとともに、巻始め端部用金属端子と巻終わり端部用金属端子をそれぞれ帯の長さ方向に連ねて構成し、前記金属端子は、線材が圧着および溶着される圧着部と、完成したコイルの取り付け用の端子となる端子部とを備え、前記端子部は、前記圧着部に対して帯の幅方向のそれぞれ外側に設けられ、前記端子部には、ねじの取付孔が設けられ、前記取付孔は、前記巻始め端部用金属端子の前記圧着部と前記巻終わり端部用金属端子の前記圧着部とを結ぶ線の延長上に位置しない。
【0010】
第2の発明では、コイルの巻始め端部および巻終わり端部に取り付けられる金属端子から構成される帯状のコイル端子用部材において、帯の幅方向に並べた一対の巻始め端部用金属端子と巻終わり端部用金属端子を帯の長さ方向に連ねて構成され、前記金属端子は、線材が圧着および溶着される圧着部と、完成したコイルの取り付け用の端子となる端子部とを備え、前記端子部は、前記圧着部に対して帯の幅方向のそれぞれ外側に設けられ、前記端子部には、ねじの取付孔が設けられ、前記取付孔は、前記巻始め端部用金属端子の前記圧着部と前記巻終わり端部用金属端子の前記圧着部とを結ぶ線の延長上に位置しない。
【0013】
【発明の作用および効果】
第1の発明のコイル製造装置および第2の発明のコイル端子用部材を用いたコイル製造では、コイル端子用部材は、巻始め側端部に圧着および溶着される巻始め端部用金属端子と巻終わり側端部に圧着および溶着される巻終わり端部用金属端子とを対にして帯の幅方向に並べるとともに巻始め端部用金属端子と巻終わり端部用金属端子をそれぞれ帯の長さ方向に連ねて構成され、送り機構により圧着溶着装置にコイル端子用部材が送り込まれるときには、巻始め端部用金属端子と巻終わり端部用金属端子が対となって送り込まれてくる。このため、この対となった巻始め端部用金属端子と巻終わり端部用金属端子への圧着および溶着作業(例えば、今回巻線されたコイルの巻終わり端部への金属端子の圧着および溶着作業と、次回に巻線されるコイルの巻始め端部への金属端子の圧着および溶着作業)は、送り機構による1ステップの送りで実行でき、送り機構による送りの総数を削減することができる。したがって、コイル製造の工数削減および作業時間の短縮ができ、コイルの製造コストを低減することができる。
【0014】
また、金属端子には完成したコイルの取り付け用の端子となる端子部が備えられているので、金属端子はコイル成形手段によるコイル成形後にも無駄にならず、そのまま基板等へのコイルの取り付けに使用できる。したがって、コイルの製造および基板等への組み付けのコストが低減できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【0016】
図1には、本発明の実施の形態のコイル製造装置を示す。
【0017】
図示されるように、スピンドル台1の上面には、一対のスピンドル支持部2、3が備えられる。これらのスピンドル支持部2、3のそれぞれには、軸回りで回転可能なスピンドル4、5が水平に支持される。これらのスピンドル4、5は先端側を対向させて配置されるとともに、スピンドル4は軸方向に前進可能となっている。これにより、前進したスピンドル4先端の巻芯6が、スピンドル5先端に形成された嵌合部(図示しない)に嵌合すると、両スピンドル4、5先端側のフランジ部7、8の間に、ちょうど線材10の幅の巻芯6が配置された状態となる。なお、フランジ部8には、線材10を導くための切り欠き部8aが形成されている。
【0018】
また、スピンドル5には、切り欠き部8aと隣接して、第1のクランプ機構11が備えられる。このクランプ機構11は、スピンドル5に固定されたコの字型フレーム12と、このコの字型フレーム12の上面12aに向かってアクチュエータ14の駆動により昇降可能な挟持部材13とを備え、コイルの巻始め端部に取り付けられた後述の金属端子31を、上面12Aと挟持部材13の間に挟持可能となっている(図5参照)。
【0019】
また、スピンドル台1の側部には、第2のクランプ機構15が備えられる。このクランプ機構15は、上下一対のチャック部材16A、16Bを備え、図示されないロータリアクチュエータの駆動によるチャック部材16Aの支点の回りの回動により、チャック部材16A、16Bの間に、コイルの巻終わり端部に取り付けられた後述の金属端子32を挟持するようになっている(図10参照)。
【0020】
また、同じくスピンドル台1の側部には、カッター装置17が備えられる。このカッター装置17の刃部18は、アクチュエータ19の駆動により、第2のクランプ機構15側に移動可能となっており、第2のクランプ機構が金属端子32を把持したときに、後述する連結部33を切断して、金属端子31を金属端子32から切り離すようになっている(図10参照)。
【0021】
第1のクランプ機構11と第2のクランプ機構15には、電圧が印加可能となっている。この電圧印加により、両端の金属端子31、32がそれぞれクランプ機構11、15に把持されたコイルに通電加熱がなされ、線材10表面の樹脂層(融着層)が溶融してコイル成形(所定の形状への固定)が行われる。この場合、第1のクランプ機構11は、スピンドル5に固定された固定電極62と、図示されない電源に接続されるとともに通電加熱時に移動して固定電極62と当接することにより固定電極62と導通する移動電極61とを介して、図示されない電源に接続されるようになっている。これにより、スピンドル5の回転時には、移動電極61と固定電極62の当接が断たれ、移動電極61および固定電極62がスピンドル5の回転に干渉しないようになっている。
【0022】
線材供給機構20は、図示されない線材源からの線材10をコイル製造装置の各部に供給するものであり、スピンドル台1に隣接して備えられる。この線材供給機構20には、アクチュエータ23の駆動により支持台21上をレール22A、22Bに沿って左右方向(スピンドル4、5の軸と平行方向)に移動可能な水平移動台24と、この水平移動台24に対して上下に昇降可能な上下移動台25と、この上下移動台25に設けられたレール26に沿って前後方向(スピンドル4、5の軸と直交する方向)に移動可能な前後移動台27が備えられる。この前後移動台27に線材10を導くノズル28が固定される。これにより、ノズル10は、水平移動台24、上下移動台25、前後移動台27の移動の組み合わせで3次元方向に移動し、作用の説明において後述するように、線材10は、このノズル28の移動によりコイル製造装置の様々な部位に供給されるようになっている(図5〜図10参照)。
【0023】
スピンドル4、5と線材供給機構20の間には、フープ状部材30の送り機構40が備えられる。この送り機構40はフープ状部材30が巻き付けられたドラム41を備え、このドラム41から引き出されたフープ状部材30はレール43に沿って案内される。レール43終端付近には送り出しアクチュエータ42が備えられる。この送り出しアクチュエータ42は、レール43終端側に備えられた圧着溶着装置50に向けて、フープ状部材30を所定の1ステップ幅(後述する金属端子31、32の長さ)づつ間欠的に送り出す。
【0024】
図2〜図4に示すように、フープ状部材30は、コイルの巻始め側端部に取り付けられる金属端子31と巻終わり側端部に取り付けられる金属端子32から構成される。そして、金属端子31、32の対が連結部33を介して横に連結されているとともに、各金属端子31、32はそれぞれ連結部34、35を介して前後の金属端子31、32が連結されるようになっている。すなわち、金属端子31、32は、連結部33、34、35を介して2列をなして前後に(帯の長さ方向に)連なって、帯状のフープ状部材30を構成している。なお、フープ状部材30がレール43に設置されたときには、金属端子31は線材供給機構20側に、金属端子32はスピンドル4、5側に、それぞれ配置される。また、前述した送り機構50による1ステップの送り幅は、一対の金属端子31、32の帯長さ方向の長さとなる。
【0025】
各金属端子31、32は、それぞれ圧着部31a、32aと端子部31b、32bとから構成される。ここで、圧着部31a、32aは線材10との接続部であり、金属端子31、32の所定位置を略C字型に切り起こした形状を持ち、このC字型の内側に線材10を抱え込み、圧着により線材10に固定されるようになっている。圧着部31aと32aは、フープ状部材30の中心付近で連結部33を挟んで配置される。また、端子部31b、32bは、コイル完成後にコイルを基板等へ組み付けるときに接続部(取り付け端子)となる部分で、圧着部31aと32aからそれぞれフープ状部材30の両側に延設される。そして、各金属端子31、32は、この端子部31b、32bにおいて前後の金属端子31、32と連結されている。
【0026】
図1に示すように、送り機構40のレール43の終端付近には、圧着溶着装置50が備えられる。この圧着溶着装置50は、上下一対の溶着電極51、52を備える。そして、圧着溶着装置50に送り込まれて来たフープ状部材30(金属端子31、32)は、これら上側溶着電極51、下側溶着電極52により上下から挟み込まれる配置となる。
【0027】
上側溶着電極51は、金属端子31、32の圧着部31a、32aを上方から押さえ込む電極部51aを備える。詳しく説明すると、上側溶着電極51は、支持プレート53前面のレール54上に、図示されない駆動手段により上下に移動可能に取り付けられている。また、この支持プレート53は、図示されない駆動手段により前後方向(送り機構40のレール43と直交する方向)に移動可能となっている。この支持プレート53の前後進により電極部51aはちょうど圧着部31aまたは32aの上方に配置させることができ、この位置から上側溶着電極51を下降させると、圧着部31aまたは32aは電極部51aにより上方から圧接されることになる(図8、図9参照)。
【0028】
一方、下側溶着電極52は一対の電極部52a、52bを備え、これらの電極部52a、52bは、ちょうど圧着溶着装置50側に送り込まれて来た金属端子31、32の圧着部31a、32aの真下に接触するように配置されている。これにより、上側溶着電極51が圧着部31aまたは32aに向かって下降して来たときには、電極部51aと電極部52aが圧着部31aを上下から挟み込むか、または電極部51aと電極部52bが圧着部32aを上下から挟み込むかするようになっている(図8、図9参照)。
【0029】
上側溶着電極51にはカッター55が一体に取り付けられ、上側溶着電極51の下降とともにフープ状部材30に向かって下降してくるようになっている。この場合、カッター55の刃面は、上側溶着電極51による圧着部31aの圧着作業時にはちょうどフープ状部材30の連結部34を切断し、また上側溶着電極51による圧着部32aの圧着作業時にはちょうどフープ状部材30の連結部35を切断するような幅となっている。
【0030】
上側溶着電極51の電極部51aと下側溶着電極52の電極部52a、52bとの間には、図示されない電源により電圧が印加される。この場合、上側溶着電極51は、屈曲自在の薄銅板を積層して形成された中継基板60およびこの中継基板60が取り付けられた接続アーム56とを介して電源に接続されている。これにより、上側溶着電極51の上下動には、中継基板60の撓みにより対応できるようになっている。
【0031】
つぎに図5〜図10にしたがって本実施の形態の作用を説明する。
【0032】
本実施の形態では、前回のコイルの巻線作業が終了すると、線材供給機構20のノズル28から繰り出された線材10先端には巻始め側の金属端子31が取り付けられた状態となっている。この状態から、図5に示すように、ノズル28の三次元移動により、線材10先端の金属端子31を第1のクランプ機構11へと導く。
【0033】
続いて図6に示すように、クランプ機構11を作動させ、コの字型フレーム12の上面12aと挟持部材13の間に金属端子31を挟持して、固定する。
【0034】
つぎに図7に示すように、ノズル28をフランジ部7、8の間の巻芯6側に移動させることにより、線材10をフランジ8の切り欠き部8aから巻芯6へと導く。そして、スピンドル4、5を同期回転させることにより、巻芯6外周に線材10を一列多層に巻回して行く。
【0035】
線材10の巻回が終了したら、図8に示すように、ノズル28を後退させ、線材10を、レール43上のフープ状部材31先端の圧着部31a、32aのC字型部分内側に配置させる。
【0036】
そして、図9に示すように、上側溶着電極51を下降させることにより、上側溶着電極51の電極部51aと下側溶着電極52の電極部52bの間に圧着部32aを挟み込んで、圧着部32aを線材10に圧着固定する。このとき、上側溶着電極51とともに下降するカッター55は、フープ状部材30の連結部35を切断する。その後、電極部51aと52bの間に高電圧を印加し、金属端子32の圧着部32aを線材10に溶着する。
【0037】
続いて、いったん上側溶着電極51を上昇させた後、支持プレート53を所定量前進させ、電極部51aをちょうど金属端子31の圧着部31aの真上に配置する。この状態から上側溶着電極51を下降させて、電極部51a、52aの間に圧着部31aを挟み込み、圧着部31aの線材10への圧着および溶着を行う。このとき、カッター55によりフープ状部材30の連結部34(図示せず)の切断も行われる。
【0038】
このようにして金属端子31、32(圧着部31a、32a)への線材10への圧着および溶着が終了したら、図10に示すように、ノズル28の移動により圧着部32aを、第2のクランプ機構15に導き、チャック部材16A、16Bにより挟持する。この状態で、カッター装置17の刃部18をアクチュエータ19の作動により金属端子31、32に向けて移動させ、金属端子31、32の間の連結部33を切断する。これにより、コイルの巻終わり端の金属端子32はフープ状部材30から完全に切り離される。また、次回に巻線されるコイルの巻始め端の金属端子31もフープ状部材30から切り離され、ノズル28から繰り出された線材10先端に圧着および溶着された状態となる。
【0039】
以上のように、コイルの巻線および金属端子31、32の切り離しが終了したら、移動電極61を固定電極62に当接させ、第1のクランプ機構11と第2のクランプ機構15との間に電圧を印加し、コイルに通電加熱し、線材10表面にコーティングされた樹脂層(融着層)を溶融してコイル成形を行う。
【0040】
このようにコイル成形がなされたら、クランプ機構11、15による金属端子31、32のクランプを解除し、スピンドル4、5を離間方向に後退させれば、完成したコイルが取り出せる。そして、送り機構40のよりフープ状部材30を1ステップ前進させ、次回分の金属端子31、32を圧着溶着装置50の上側溶着電極51と下側溶着電極52の間に配置し、図5以降の処理を繰り返すことにより、次回のコイル巻線が行われる。
【0041】
図11には、完成したパンケーキ型コイル60を示す。図示されるように、完成したコイル60の巻始め端と巻終わり端には、それぞれ金属端子31、32が溶着されており、そのまま基板への装着が行い得る。図12、図13には、この金属端子31を、基板70の取り付け部71へネジ72によりネジ止め装着した例を示している。
【0042】
以上のように、本発明では、金属端子31、32がフープ状部材30の幅方向に2列となっているので、送り機構40によるフープ状部材30の1回の間欠送り(1ステップの送り)で一対の金属端子31、32の圧着および溶着が行い得る。したがって、送り機構40による送り動作の総数を削減でき、コイル製造の工数削減および作業時間の短縮を図り得る。
【0043】
また、フープ状部材30の幅方向には、次回に巻線されるコイルの巻始め端となる金属端子31と、今回巻線されるコイルの巻終わり端となる金属端子32が対となっているので、これらの金属端子31、32が横に並んだ状態のままで、金属端子31、32の圧着部31a、32aに線材10を取り付けることができ、巻線作業が合理的に行える。また、このように金属端子31、32が横に並んだ状態で線材10を圧着部31a、32aに取り付けることにより、今回と次回のコイルの間に生じる無駄な線材10を必要最小限とできる。
【0044】
また、コイルの通電溶着に用いられる金属端子31、32には端子部31a、31bが備えられているので、金属端子31、32はそのままでコイルの基板等への取り付けに使用でき、コイルの通電溶着後にも無駄になることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のコイル製造装置を示す斜視図である。
【図2】同じくフープ状部材を示す斜視図である。
【図3】同じくフープ状部材を示す平面図である。
【図4】同じくフープ状部材を示す側面図である。
【図5】同じくコイル製造装置におけるコイル製造の手順を示す斜視図である。
【図6】同じくコイル製造装置におけるコイル製造の手順を示す斜視図である。
【図7】同じくコイル製造装置におけるコイル製造の手順を示す斜視図である。
【図8】同じくコイル製造装置におけるコイル製造の手順を示す斜視図である。
【図9】同じくコイル製造装置におけるコイル製造の手順を示す斜視図である。
【図10】同じくコイル製造装置におけるコイル製造の手順を示す斜視図である。
【図11】同じく完成したコイルを示す斜視図である。
【図12】同じく金属端子の基板への取り付けを示す正面図である。
【図13】同じく金属端子の基板への取り付けを示す側面図である。
【符号の説明】
4 スピンドル
5 スピンドル
6 巻芯
10 線材
11 第1のクランプ機構
15 第2のクランプ機構
17 カッター装置
20 線材供給機構
30 フープ状部材
31 金属端子
31a 圧着部
31b 端子部
32 金属端子
32a 圧着部
32b 端子部
40 送り機構
50 圧着溶着装置
55 カッター
Claims (2)
- 線材を供給する線材供給手段と、
この線材供給手段から供給された線材を巻芯に巻回する巻回手段と、
前記巻芯に巻回される線材の巻始め側端部と巻終わり側端部に金属端子を圧着および溶着する圧着溶着装置と、
この巻始め側端部と巻終わり側端部の金属端子間に通電加熱して線材の融着層を溶融することによりコイルの成形を行うコイル成形手段と、
複数の金属端子からなる帯状のコイル端子用部材を前記圧着溶着装置に帯の長さ方向に1ステップづつ送り込み可能な送り手段と、
前記金属端子をコイル端子用部材から切り離す切断手段と、
を備えたコイル製造装置において、
前記コイル端子用部材は、前記巻始め側端部に圧着および溶着される巻始め端部用金属端子と前記巻終わり側端部に圧着および溶着される巻終わり端部用金属端子とを対にして帯の幅方向に並べるとともに、巻始め端部用金属端子と巻終わり端部用金属端子をそれぞれ帯の長さ方向に連ねて構成し、
前記金属端子は、線材が圧着および溶着される圧着部と、完成したコイルの取り付け用の端子となる端子部とを備え、
前記端子部は、前記圧着部に対して帯の幅方向のそれぞれ外側に設けられ、
前記端子部には、ねじの取付孔が設けられ、
前記取付孔は、前記巻始め端部用金属端子の前記圧着部と前記巻終わり端部用金属端子の前記圧着部とを結ぶ線の延長上に位置しないことを特徴とするコイル製造装置。 - コイルの巻始め端部および巻終わり端部に取り付けられる金属端子から構成される帯状のコイル端子用部材において、
帯の幅方向に並べた一対の巻始め端部用金属端子と巻終わり端部用金属端子を帯の長さ方向に連ねて構成され、
前記金属端子は、線材が圧着および溶着される圧着部と、完成したコイルの取り付け用の端子となる端子部とを備え、
前記端子部は、前記圧着部に対して帯の幅方向のそれぞれ外側に設けられ、
前記端子部には、ねじの取付孔が設けられ、
前記取付孔は、前記巻始め端部用金属端子の前記圧着部と前記巻終わり端部用金属端子の前記圧着部とを結ぶ線の延長上に位置しないことを特徴とするコイル端子用部材。
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