JP4272185B2

JP4272185B2 - 空心コイル巻線機とその巻線方法

Info

Publication number: JP4272185B2
Application number: JP2005191188A
Authority: JP
Inventors: 裕一西場; 寛之青木
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2007012845A

Description

本発明は、リードフレームを利用するワイヤノズル方式の巻線機に係り、直径が２ｍｍ程度のきわめて小型の空心コイルの製造に適する巻線機とその巻線方法に関するものである。

ノズルの貫通孔からワイヤを供給するワイヤノズルとリードフレームを利用したコイルの巻線方法としては、特許文献１に開示されたものが知られている。これは、その第２図に示されているように、突出部４や突起部６を設けたリードフレームに、複数の磁芯１を一列に並べて固定した後、ワイヤを突出部４や突起部６引っ掛けながら１本のワイヤノズルによって各磁芯１に連続的に巻線を施すものである。

また、１本のワイヤノズルで巻線する代わりに、多数のワイヤノズルを使用して同時に巻線処理を行うことも考えられている。この場合は多数の磁芯を一列に固定した長尺のリードフレームを用い、リードフレーム上の例えば２０個の磁芯に対して、２０本のワイヤノズルによって同時に巻線が施される。この１サイクルの巻線処理を終える毎に、磁芯２０個分のリードフレームが供給リールから間欠的に繰り出されて巻取リールに巻き取られる。そして、次の２０個分の磁芯に対して巻線動作が繰り返されることになる。
特公平４−７４８４６号公報

特許文献１の方法は、インダクタのコアの直径が２ｍｍ程度まで小型化すると実施が難しく、また後者の方法は１リールが完了するまで巻線処理を続けなければならないので、小ロット多品種の生産には適さない問題があった。

本発明は、空心コイル巻線機において、長手方向に一列に並んだ複数の打抜き窓21を有し各打抜き窓21の周りに一対の端子部22を形成した短冊状のリードフレーム20を複数枚、幅方向に並べて保持可能なパレット10と、打抜き窓21の数と同数のピン30と、１枚のリードフレーム20の打抜き窓21の数と同数のワイヤノズル40とを備え、パレット10の上面における各打抜き窓21に対向する位置にピン30を着脱自在にするとともに、パレット10における打抜き窓21の両側の位置に、それぞれ、上方への複数の突出部12を形成した構成を特徴とする。

また本発明は、この空心コイル巻線機による巻線方法であって、複数枚のリードフレーム20を幅方向に並べてパレット10に取付け、ピン30の上部が打抜き窓21から上方に突出した状態にピン30をパレット10の孔11に装着した後、第１の突出部12にワイヤ50を引っ掛ける第１の工程と、次いで１枚のリードフレーム20の打抜き窓21から上方に突出した各ピン30の周りにワイヤノズル40を回転させてコイル55を形成する第２の工程と、さらに第２の突出部12にワイヤ50を引っ掛ける第３の工程とを、パレット10に取付けた各リードフレーム20に対して、順次連続的に行う巻線方法を特徴とする。

本発明によれば、１サイクル間に複数枚の短冊状リードフレームを処理するので無駄な動作が減り、インダクタ等のワーク１個あたりの巻線処理時間を短縮できる。パレット単位での生産となるので、小ロット多品種の生産を効率よく行える特長がある。また本発明の巻線方法によれば、接続片に横方向からワイヤを巻き付けるので、きわめて小型のコイルであっても巻き付けが可能であり、コイル部分の直径が２ｍｍ以下の超小型空心コイルにも対応できる利点がある。

本発明の空心コイル巻線機の一実施例について図面と共に説明する。この空心コイル巻線機においては、複数のリードフレームを保持可能な図１のようなパレット10を使用する。パレット10の上面には、複数のリードフレーム20が幅方向に並べて平行に取付けられる。リードフレーム20には、図２に示すように長手方向に沿って一列に多数の打抜き窓21を設けてある。

リードフレーム20におけるそれぞれの打抜き窓21の周りには、一対の端子部22を形成してあり、コイルの端末を接続するための接続片23を端子部22に一体成形してある。図３から明らかなように、接続片23は上方に折り曲げて、さらに屈曲され、先端がリードフレーム20の上面から離れた位置で横方向に突出している。

パレット10の上面には、打抜き窓21に対向する位置にそれぞれ孔11（図３）を設けるとともに、打抜き窓21を挟んだ両側に上方への突出部12をそれぞれ形成してある。図３では図示を省略してあるが、図２に示すようにパレット10には、各打抜き窓21の内側を通って上方に突出した二つの突起13を、それぞれの接続片23に対応させて設けてある。

この空心コイル巻線機は、図４に示すようなピン30を打抜き窓21の数と同じ数だけ備えている。ピン30は上部に鍔31を有しており、下方の小径部32がパレット10の孔11に着脱自在となっている。ピン30を孔11に取付けたとき、鍔31及び小径部32の上部が打抜き窓21から上方に突出した状態となる。図２や図３では便宜上省略してあるが、図４のようにパレット10の孔11の周囲を盛り上げて、接続片23よりも高い段部15を形成しておくと、後述のコイル形成を容易に行える。

さらに巻線機は、１枚のリードフレーム20の打抜き窓21の数と同数のワイヤノズル40（図１）を備えている。中心にワイヤ供給用の貫通孔を有するワイヤノズル40は、中心軸に平行な軸を中心に回転自在となっている。さらに、ワイヤノズル40は、その中心軸が垂直な状態からほぼ４５°の状態となるまで傾けられるようになされている。各ワイヤノズル40は、移動、傾斜、回転等の同じ動作を連動して行う。

次に、短冊状のリードフレーム20を３枚使用した場合を例にとり、この空心コイル巻線機による巻線方法の一実施例を説明する。まず、図２及び図３のように、パレット10の上面に３枚のリードフレーム20を取り付けた後、図４に示すように、打抜き窓21を通してピン30をパレット10の孔11に嵌め込む。そして、各ワイヤノズル40を第１の突出部12ａの周りに回転させることにより、ワイヤ50を突出部12ａに巻き付ける。なお、ワイヤノズル40から繰り出されたワイヤ50の一端部は、このとき図示しないワイヤ保持部により保持されている。

この後は、図７に示すように突起13（13ａ、13ｂ）や突出部12（12ａ、12ｂ、12ｃ）を利用してワイヤ50の方向を変えながら巻線を行う。この巻線工程の概略を説明すると、まず、図４のように突出部12ａに巻き付けたワイヤ50を、突起13ａに引っ掛けて方向転換してから一方の接続片23に巻き付ける（工程１）。次いで、ピン30にワイヤ50を巻回してコイルを形成し（工程２）、その巻き終わり側の端末部分を他方の接続片23に巻き付ける（工程３）。さらに、このワイヤ50を突起13ｂに引っ掛けて方向転換し、突出部12ｂ、突出部12ｃに対して順次引っ掛け、あるいは巻き付け動作を行う（工程４）ものである。

接続片23にワイヤ50を巻き付ける工程１及び工程３は、図５のようにワイヤノズル40をほぼ４５°傾けた状態で行うとよい。このようにワイヤノズル40を傾けることにより、きわめて小型の接続片23であっても巻き付けが可能となる。なお、降下したときのワイヤノズル40の先端部分がパレット10に接触しないように、パレット10の上面には窪みを形成しておくようにする。

ピン30にワイヤ50を巻回する工程２は、図６のようにワイヤノズル40を垂直に起こした状態で行う。ピン30の周りに回転させることにより、ピン30の小径部32に巻回されたコイル55を形成する。コイル形成後は、ワイヤノズル40を傾けて前記の工程３を行い、さらにワイヤノズル40を垂直状態に戻して工程４を行う。工程４では、ワイヤ50を第２の突出部12ｂ及び第３の突出部12ｃに順次引っ掛けるか、あるいは巻き付けるようにする。

以上で１枚目のリードフレーム20に対する一連の巻線工程が完了する。この終了時点では図４と同様な状態になっており、２枚目のリードフレーム20に対する巻線準備が整っていることになる。この後、２枚目及び３枚目のリードフレーム20に対して、上述の巻線処理を連続して行う。図１は、これら３枚のリードフレーム20への巻線処理を終えた直後の状態を示している。図１においては巻線手順を分かりやすくするために、左から２番目のワイヤノズル40によって巻線されるワイヤ50の図示を省略してある。

以上のようにして巻線を終えた後、接続片23に例えばレーザービームを照射することにより、各接続片23とこれに巻き付いた部分のワイヤ50を溶接し、同時に突起13側に延びた不要なワイヤ50を切断して除去する。突起13側に延びたワイヤ50は、突起13によって常に定位置に位置決めされるので、接続片23付近で確実に切断することができる。

次いで、パレット10からピン30を抜き去ると、図８のように両端部が接続片23に接続された空心のコイル55が各打抜き窓21に形成された状態となる。この後、例えば磁性材料を加圧成形することにより、コイル55を内部に封じ込めた成形体60を形成する。そして、端子部22をリードフレーム20から切り離して折り曲げ成形すると、図９のようなチップ型のインダクタが完成する。

なお、成形体60は合成樹脂材料の射出成形によって形成してもよい。また、ワイヤ50を接続片23に巻き付けることなく、端子部22の上に這わせたワイヤ50を直接端子部22にスポット溶接することもできる。

本発明の一実施例を示す巻線終了時の斜視図同、巻線工程１の部分斜視図同、巻線工程１の正面断面図同、巻線工程２の正面断面図同、巻線工程３の要部の拡大正面図同、巻線工程４の拡大正面図図１の一部を拡大して示す平面図空心コイルが形成されたリードフレーム要部の平面図完成したインダクタの正面図

符号の説明

10 パレット
11 孔
12 突出部
20 リードフレーム
21 打抜き窓
22 端子部
23 接続片
30 ピン
40 ワイヤノズル
50 ワイヤ
55 コイル

Claims

長手方向に一列に並んだ複数の打抜き窓を有し各打抜き窓の周りに一対の端子部を形成した短冊状のリードフレームを複数枚、幅方向に並べて保持可能なパレットと、該打抜き窓の数と同数のピンと、１枚のリードフレームの打抜き窓の数と同数のワイヤノズルとを備え、パレットの上面における各打抜き窓に対向する位置にピンを着脱自在にするとともに、パレットにおける各打抜き窓の周囲の位置に、それぞれ、上方への複数の突出部を形成したことを特徴とする空心コイル巻線機。
請求項１の空心コイル巻線機による巻線方法であって、
複数枚のリードフレームを幅方向に並べてパレットに取付け、ピンの上部が打抜き窓から上方に突出した状態にピンをパレットの孔に装着した後、第１の突出部にワイヤを引っ掛ける第１の工程と、次いで１枚のリードフレームの打抜き窓から上方に突出した各ピンの周りにワイヤノズルを回転させてコイルを形成する第２の工程と、さらに第２の突出部にワイヤを引っ掛ける第３の工程とを、パレットに取付けた各リードフレームに対して、順次連続的に行うことを特徴とする巻線方法。
長手方向に一列に並んだ複数の打抜き窓を有し各打抜き窓の周りに一対の端子部を形成した短冊状のリードフレームを複数枚、幅方向に並べて保持可能なパレットと、該打抜き窓の数と同数のピンと、１枚のリードフレームの打抜き窓の数と同数のワイヤノズルとを備え、
パレットの上面における各打抜き窓に対向する位置に孔を設けて該孔にピンを着脱自在とし、パレットにおける各打抜き窓の周囲の位置に、上方に突出した第１、第２の突出部を設け、リードフレームの一対の端子部にそれぞれ接続片を形成し、該接続片を屈曲成形して先端をリードフレーム上面から離れた位置で横方向に突出させるとともに、各打抜き窓の内側から上方に突出した第１、第２の突起をパレットに設け、ワイヤノズルの中心軸を垂直からほぼ４５°の範囲まで傾けられるように構成したことを特徴とする空心コイル巻線機。
パレットの孔の周囲を盛り上げて、接続片よりも高い段部を形成した請求項３の空心コイル巻線機。
請求項３の空心コイル巻線機による巻線方法であって、
複数枚のリードフレームを幅方向に並べてパレットに取付け、ピンの上部が打抜き窓から上方に突出した状態にピンをパレットの孔に装着した後、
第１の突出部にワイヤを引っ掛ける第１工程と、第１の突起にワイヤを引っ掛ける第２工程と、ワイヤノズルを一方の端子部の接続片の周りに回転させてワイヤを巻き付ける第３工程と、打抜き窓から上方に突出した各ピンの周りにワイヤノズルを回転させてコイルを形成する第４工程と、ワイヤノズルを他方の端子部の接続片の周りに回転させてワイヤを巻き付ける第５工程と、第２の突起にワイヤを引っ掛ける第６工程と、第２の突出部にワイヤを引っ掛ける第７工程とを、１枚のリードフレームに対して複数のワイヤノズルで同時に行い、これらの第１工程から第７工程を、パレットに取付けた残りのリードフレームに対して順次連続的に行うことを特徴とする巻線方法。
第３工程及び第５工程における接続片へのワイヤ巻き付けを、ワイヤノズルをほぼ４５°傾斜させて行う請求項５の巻線方法。