JP4281920B2

JP4281920B2 - ドラムコアの巻線継線方法及び巻線継線装置

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Publication number: JP4281920B2
Application number: JP2004274029A
Authority: JP
Inventors: 正義小林; 洋志斎藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: JP2006093245A

Description

本発明は、電子部品におけるインダクタ製品（コアに導線を巻線したコイル製品が対象）に用いられるドラムコアの巻線継線方法及び装置に係り、とくにフェライト等のドラムコアに対して絶縁被覆導線等のワイヤを巻回するための巻線機において、ドラムコアに巻回する巻線ワイヤの切断動作及びドラムコアの鍔部外周面の電極への熱圧着動作を１サイクルで行うことのできるドラムコアの巻線継線方法及び巻線継線装置に関する。

従来、この種の巻線継線の際には、下記特許文献１のように、チャックしたドラムコアの端面に巻線ワイヤをプッシャーにて当接させ、ドラムコア外周側のカッター刃でプッシャー軸端縁とで軸中心方向に沿って切断していた。なお、特許文献１には、巻線ワイヤのドラムコア端面への溶着固定についての具体的な記載はない。

特開平６−１３２１５２号公報

ところで、巻線ワイヤをドラムコアの両端面に固着する場合、一端面に固着した後、別のステーションで他端面に固着する必要があるため、一端面用のプッシャーと他端面用のプッシャー（一端面用のプッシャーと対向する動作）が必要であり、プッシャー自体をヒーターとしてワイヤの切断動作及び熱圧着動作を１サイクルで行う場合には、ヒーター自体も２箇所必要となり、部品点数が多くなるという問題があった。

本発明の第１の目的は、ドラムコアに巻回するワイヤの切断動作及びドラムコア側電極への熱圧着動作を１サイクルで行うことが可能で動作サイクルタイムの短縮化を図ることのできるドラムコアの巻線継線方法及び巻線継線装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、一端側のドラムコア鍔部の外周面と他端側ドラムコア鍔部の外周面への巻線ワイヤの継線処理を同じ熱圧着ヘッドを用いて同一ステーションで行うことが可能で装置の小型化及びコストダウンを図ることのできるドラムコアの巻線継線方法及び巻線継線装置を提供することにある。

本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。

上記目的を達成するために、本発明のドラムコアの巻線継線方法は、
巻線チャック機構で保持したドラムコアの一方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの１次継線処理を行い、前記ドラムコアの巻芯部にワイヤを巻回し、他方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの２次継線処理を行うドラムコアの巻線継線方法であって、
圧着面の端位置にカッター刃としてのエッジが形成された熱圧着ヘッドを鍔部外周面の電極に向かって移動させることによりワイヤを前記圧着面で前記鍔部外周面に対して押さえ付けた状態で、プッシャーを鍔部端面に沿って移動させることにより前記ワイヤを前記圧着面に対して押し上げて前記エッジで前記ワイヤの切断動作を行うとともに、前記圧着面で前記ワイヤを前記鍔部外周面の前記電極に熱圧着で固定する動作を行うことを特徴とする。

前記巻線継線方法において、前記熱圧着ヘッドは圧着面の両端位置にカッター刃としてのエッジが形成されたものであり、前記１次継線処理と前記２次継線処理との間で前記熱圧着ヘッドを前記巻線チャック機構の回転中心軸と平行な方向に移動させることで、前記１次継線処理と前記２次継線処理とを同一の熱圧着ヘッドを用いて同一ステーションで行うこととしてもよい。

本発明のドラムコアの巻線継線装置は、
両方の鍔部外周面に電極を設けたドラムコアを保持する巻線チャック機構と、圧着面の端位置にカッター刃としてのエッジを形成してある熱圧着ヘッドと、前記巻線チャック機構によって保持されたドラムコアの鍔部端面に沿って移動可能なプッシャーとを備え、
前記熱圧着ヘッドの前記圧着面でワイヤを前記ドラムコアの鍔部外周面に対して押さえ付けた状態で、前記プッシャーを前記鍔部端面に沿って移動させることにより前記ワイヤを前記圧着面に対して押し上げて前記熱圧着ヘッドの前記エッジにより前記ワイヤを切断するとともに、前記圧着面で前記ワイヤを前記鍔部外周面の前記電極に熱圧着で固定することを特徴とするものである。

前記巻線継線装置において、前記熱圧着ヘッドの圧着面の両端位置にカッター刃としてのエッジが形成されており、前記熱圧着ヘッドは、一方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの１次継線処理を行う位置から他方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの２次継線処理を行う位置に移動手段により移動自在に設けられている構成としてもよい。

前記巻線継線装置において、前記熱圧着ヘッドをセラミックヒータで構成してもよい。

本発明に係る巻線継線方法及び巻線継線装置によれば、熱圧着ヘッドの圧着面の端位置にカッター刃としてのエッジを形成してあるので、ドラムコアに巻回するワイヤの切断動作及びドラムコア側電極への熱圧着動作を１サイクルで行うことが可能で、動作サイクルタイムの短縮化を図ることができる。

更に、前記熱圧着ヘッドの圧着面の両端位置にカッター刃としてのエッジを形成すれば、前記熱圧着ヘッドを移動させることで、一方の鍔部外周面の電極に対するワイヤの１次継線処理及び他方の鍔部外周面の電極に対するワイヤの２次継線処理を同一の熱圧着ヘッドを用いて同一ステーションで行うことが可能で、装置の小型化、コストダウンを図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、ドラムコアの巻線継線方法及び巻線継線装置の実施の形態を図面に従って説明する。

図６は実施の形態で用いる巻線継線装置の全体構成の概略斜視図である。図６の巻線ユニット１０は、前面にドラムコアを保持する複数個の巻線チャック機構２０を有するもので、装置基台(図示せず)に対して矢印Ｙのように前後に移動自在である。ワイヤガイドバー１１のワイヤガイドリング１２及びワイヤチャック１３は各巻線チャック機構２０に対応してそれぞれ上下に設けられている。各ガイドリング１２には巻線ワイヤを弛まないように繰り出すことのできるテンションユニットからの巻線ワイヤ（絶縁被覆導線等）５がそれぞれ挿通されており、ワイヤ端部はワイヤチャック１３で挟持されるようになっている。これらのガイドリング１２及びワイヤチャック１３は通常時は対応する巻線チャック機構２０に対して所定の位置関係にある。但し、ワイヤ自動交換時には前記巻線ユニット１０が後退するのに連動してワイヤガイドバー１１及びワイヤチャック１３は矢印Ｘのように横方向に移動自在である。巻線ユニット１０の側面に揺動自在に取り付けられたアーム１４には各巻線チャック機構２０に共通に用いられる絡げバー１５が固定されている。また、各巻線チャック２０に共通にトラバース用固定ガイドバー１６が装置基台側にて固定支持される(但し、巻線ユニット１０が前後に動くことで固定ガイドバー１６と巻線チャック機構２０間の相対位置関係は変化させ得る。)。

巻線チャック機構２０は、図１、図２、図７及び図８に示すように、一対の開閉爪３０と両開閉爪３０の先端対向面間に位置することのできる昇降自在なプッシャー６とを備えており、例えば水平面内で回転可能である。

図７に示すように、フェライト等の磁性ドラムコア１は両端の鍔部（フランジ）２の間に巻芯部３を形成したもので、巻線チャック機構２０へのドラムコア１の供給は、スプリング力で把握する供給チャック５０で行うようになっている。供給チャック５０はドラムコア１を巻芯部３の部分で挟持する一対の開閉レバー５１を持ち、該開閉レバー５１の鍔部内面に接する面は平坦面５２であり、該平坦面５２は巻線チャック機構２０の開閉爪３０の先端面に当接した状態でドラムコア１の供給動作を実行するようになっている。なお、一対の開閉爪３０間に位置しているプッシャー６の前面６ａにドラムコア１の端面が当接して位置決めされる。

図８のように、ワイヤ５の巻線時のトラバースのために、トラバース用固定ガイドバー１６が装置基台側にて固定、支持され、巻線ユニット１０が基台に対し前後に動くことにより巻線チャック機構２０を前後（ドラムコア１の軸方向）に動かしてドラムコア１の巻芯部３の全幅にワイヤ５を順次巻回して行くようにしている。このように、巻線のトラバースは、ドラムコア１の供給、巻線動作前後の継線処理、ドラムコア１の取り出し、ワイヤ交換等の際に必要となる巻線ユニット１０の移動機能を利用して行う構成であり、構成の簡略化を図っている。

図１はドラムコア１の一方の鍔部外周面の電極２ａに対するワイヤ５の１次継線処理時のチャック機構２０の概略拡大図である。該チャック機構２０は一対の開閉爪３０と両開閉爪３０の先端対向面間に位置することのできるプッシャー６とを有し、片側の開閉爪３０の上面には固定ピン３１が設けられている。この固定ピン３１はワイヤ５の巻き始め側端部を絡げておくものである。

一対の開閉爪３０の先端対向面間のプッシャー６は昇降自在であり、該プッシャー６と図３及び図４で後述する熱圧着ヘッド４０によりワイヤ５を挟み、熱圧着ヘッド４０のシャープエッジ（カッター刃）４４ａで切断するものである。なお、図１（Ａ）に示すように、ドラムコア１の鍔部外周面にはワイヤ５を熱圧着で固定するための端部電極２ａ、２ｂが予め形成されている。ワイヤ５の線材がＣｕ線の場合、該端部電極は例えば蒸着、めっき等によるＣｕ、Ｎｉ等の金属膜である。端部電極２ａ、２ｂは鍔部外周面の少なくとも一面に設けられている（外周面の全周にわたって設けられていてもよい）。

図２はドラムコア１の他方の鍔部外周面の電極２ｂに対するワイヤ５の２次継線処理時のチャック機構２０の概略拡大図である。昇降自在な支持部材７でドラムコア１の鍔部下面（開閉爪３０で保持されていない方）を支持し、昇降自在なプッシャー８と熱圧着ヘッド４０によりワイヤ５を挟み、熱圧着ヘッド４０のシャープエッジ（カッター刃）４４ｂで切断するものである。

図３、図４は熱圧着ヘッド移動機構の概略図である。この熱圧着ヘッド移動機構は図６の巻線ユニット１０の上部に配置されている（図６では熱圧着ヘッド移動機構の図示省略）。駆動モータ４５と送りネジ４６の一端は継ぎ手４７を介して連結されており、送りネジ４６の他端は軸受４８で回転自在に支持されている。送りネジ４６はチャック機構２０の回転中心軸と平行であり、チャック機構２０の回転中心軸が水平であれば、送りネジ４６も水平に支持される。そして、駆動モータ４５を回転させることでスライダ４２は水平方向に移動可能である。スライダ４２の下端部には上下駆動アクチュエータ４３が固着されている。上下駆動アクチュエータ４３の可動端には熱圧着ヘッド４０が取り付けられている。熱圧着ヘッド４０は上下駆動アクチュエータ４３の駆動により上下に移動可能である。また、熱圧着ヘッド４０はセラミックヒータであり、該セラミックヒータの外装部材は窒化ケイ素等の熱伝導性の良いセラミック材で構成されている。更に、熱圧着ヘッド４０の前記セラミック材からなる圧着面４４の両端位置にはカッター刃としてのシャープエッジ４４ａ、４４ｂがそれぞれ形成されている。

図３に示されるドラムコア１の一方の鍔部外周面の電極２ａに対するワイヤ５の１次継線処理の際には、ドラムコア１の鍔部上面に下降した熱圧着ヘッド４０の圧着面４４とプッシャー６によってワイヤ５を挟み、ドラムコア１の端面に沿ったプッシャー６の上昇動作によりシャープエッジ４４ａで切断し、これと同時に、前記圧着面４４によりワイヤ５を加熱・加圧し（６００〜７００℃のパルスヒート方式）、前記電極２ａに対しワイヤ５の巻線開始側の端末を熱圧着する。このとき、ワイヤ５が絶縁被覆導線であっても絶縁被覆は高温で飛散し、Ｃｕ芯線が電極２ａに溶着して接合されることになる。

図４に示されるドラムコア１の他方の鍔部外周面の電極２ｂに対するワイヤ５の２次継線処理の際には、昇降自在な支持部材７でドラムコア１の鍔部下面（開閉爪３０で保持されていない方）を支持し、ドラムコア１の鍔部上面に下降した熱圧着ヘッド４０の圧着面４４とプッシャー８とによりワイヤ５を挟み、プッシャー８の上昇動作によりシャープエッジ（カッター刃）４４ｂで切断し、これと同時に、前記圧着面４４により前記ワイヤ５を加熱・加圧し、前記電極２ｂに対し熱圧着する。

次に、上記実施の形態の全体的動作説明を行う。まず、巻線ユニット１０が備える各巻線チャック機構２０に図７のようにドラムコア１を供給する。すなわち、供給チャック５０でドラムコア１の巻芯部３の部分をスブリング力で挟持し、図１の一対の開閉爪３０が開いた状態においてドラムコア１の一方の鍔部２を開閉爪３０間に挿入する。そのとき供給チャック５０の平坦面５２は開閉爪先端面（平坦面）に当接状態となる。その後、一対の開閉爪３０は閉じてドラムコア１を挟持する。この結果、ドラムコア１はその鍔部２の内面基準で巻線チャック機構２０に供給される。

次に、供給チャック５０が上昇位置に復帰した後、ドラムコア１の一方の鍔部外周面の電極２ａに対するワイヤ５の１次継線処理を行う（図５のドラムコアの右側の継線処理）。すなわち、図１（Ａ）のように巻線チャック機構２０の停止状態にてワイヤ５の巻き始め側を固定ピン３１を絡げ、図１（Ｂ）のようにワイヤ５が鍔部外周面に沿って巻芯部３に引き入れられるように設定する。そして、図１（Ｂ）,（Ｃ）に示すように熱圧着ヘッド４０が矢印ｊ方向に下降してワイヤ５を鍔部上面に対して押さえ付けるととともにプッシャー６が矢印ｉ方向に上昇し、ワイヤ５を熱圧着ヘッド４０の圧着面４４の端位置に形成されたカッター刃としてのシャープエッジ４４ａにより切断する。該切断動作とともにワイヤ５は端部電極２ａに熱圧着（溶着固定）される。熱圧着ヘッド４０の矢印ｊ方向への下降動作は図３に示す前記上下駆動アクチュエータ４３の駆動により行われる。

巻き始め部分のワイヤ切断後、熱圧着ヘッド４０は上昇位置に復帰し、巻線チャック機構２０を回転駆動してワイヤ５のドラムコア１の巻芯部３に対する巻回動作を行う。なお、ドラムコア１の巻芯部３にワイヤ５を巻回する際のトラバース方法は、図８のようにトラバース用固定ガイドバー１６を固定とし、巻線ユニット１０、すなわち巻線チャック機構２０が前後方向（保持されたドラムコア１の軸方向）に動くことによって行っている。

巻芯部３に対するワイヤ５の巻回が終わった後に、ドラムコア１の他方の鍔部外周面の電極２ｂに対するワイヤの２次継線処理を行う（図５のドラムコアの左側の継線処理）。すなわち、図２（Ａ）に示すようにドラムコア１の一方の鍔部２は一対の開閉爪３０で挟持されており、巻線チャック機構２０の停止状態にて支持部材７が上昇してドラムコア１の他方の鍔部下面を支持している。また、熱圧着ヘッド４０を前記１次継線処理を行う図３の位置から２次継線処理を行う図４の位置に水平方向に移動しておく。この水平移動は図３及び図４に示す駆動モータ４５を回転させることで前記スライダ４２を水平方向に移動させることにより行う。また、図２（Ｂ）のようにワイヤ５の巻き終わり側は鍔部外周面に沿って略水平方向に引き出されている。

その後、図２（Ｂ）,（Ｃ）のように熱圧着ヘッド４０が矢印ｊ方向に下降しワイヤ５を鍔部上面に対して押さえ付けるととともにプッシャー８が矢印ｋ方向に上昇し、ワイヤ５を熱圧着ヘッド４０の圧着面４４の端位置に形成されたカッター刃としてのシャープエッジ４４ｂにより切断する。この切断動作とともにワイヤ５は端部電極２ｂに熱圧着（溶着固定）される。すなわち、図５に示すように前記１次継線処理を行った面と同じ側の面に熱圧着される。

前記２次継線処理終了後、図５に示すようなドラムコア１に巻線ワイヤ５を巻回したインダクタンス素子ができあがる。

この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。

(1) 熱圧着ヘッド４０の圧着面４４の両端位置にカッター刃としてのシャープエッジ４４ａ、４４ｂを形成してあるので、ドラムコア１に巻回するワイヤ５の切断動作及びドラムコア側電極２ａ、２ｂへの熱圧着動作を１サイクルで行うことが可能で、動作サイクルタイムの短縮化を図ることができる。

(2) また、駆動モータ４５を回転させスライダ４２は水平方向に移動させることで、熱圧着ヘッド４０をドラムコア１の一方の鍔部外周面の電極２ａに対するワイヤの１次継線処理を行う位置からドラムコア１の他方の鍔部外周面の電極２ｂに対するワイヤの２次継線処理を行う位置まで水平方向に移動させることが可能なため、１次継線処理及び２次継線処理を同一の熱圧着ヘッドを用いて同一ステーションで行うことが可能で、装置の小型化、コストダウンを図ることができる。

(3) 熱圧着ヘッド４０はセラミックヒータであり、該熱圧着ヘッド４０の圧着面４４及びその両端位置のカッター刃としてのシャープエッジ４４ａ、４４ｂはセラミック材からなるため、品質が安定で寿命が長い。

なお、上記実施の形態では、巻線チャック機構２０が回転してワイヤ５をドラムコア１に巻回する構成であるが、巻線チャック機構は回転させずにワイヤをドラムコアに巻回する構成であっても本発明は適用可能である。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

本発明に係るドラムコアの巻線継線方法及び巻線継線装置の実施の形態であって、（Ａ）は１次継線時における要部平面図、（Ｂ）は切断前の要部側面図、（Ｃ）は切断及び熱圧着時の要部側面図である。実施の形態であって、（Ａ）は２次継線時における要部平面図、（Ｂ）は切断前の要部側面図、（Ｃ）は切断及び熱圧着時の要部側面図である。実施の形態において、１次継線時における熱圧着ヘッド移動機構の概略側面図である。２次継線時における熱圧着ヘッド移動機構の概略側面図である。実施の形態により得られたインダクタンス素子の平面図である。実施の形態で用いる巻線継線装置の全体構成の概略斜視図である。実施の形態における巻線チャック機構へのドラムコアの供給時の概略側面図である。実施の形態におけるワイヤのドラムコアへの巻回動作時の概略側面図である。

符号の説明

１ドラムコア
２鍔部
２ａ，２ｂ端部電極
３巻芯部
５巻線ワイヤ
６，８プッシャー
７支持部材
１０巻線ユニット
２０巻線チャック機構
３０開閉爪
３１固定ピン
４０熱圧着ヘッド
４４ａ，４４ｂシャープエッジ
４５駆動モータ
４６送りネジ
５０供給チャック

Claims

巻線チャック機構で保持したドラムコアの一方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの１次継線処理を行い、前記ドラムコアの巻芯部にワイヤを巻回し、他方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの２次継線処理を行うドラムコアの巻線継線方法であって、
圧着面の端位置にカッター刃としてのエッジが形成された熱圧着ヘッドを鍔部外周面の電極に向かって移動させることによりワイヤを前記圧着面で前記鍔部外周面に対して押さえ付けた状態で、プッシャーを鍔部端面に沿って移動させることにより前記ワイヤを前記圧着面に対して押し上げて前記エッジで前記ワイヤの切断動作を行うとともに、前記圧着面で前記ワイヤを前記鍔部外周面の前記電極に熱圧着で固定する動作を行うことを特徴とするドラムコアの巻線継線方法。
前記熱圧着ヘッドは圧着面の両端位置にカッター刃としてのエッジが形成されたものであり、前記１次継線処理と前記２次継線処理との間で前記熱圧着ヘッドを前記巻線チャック機構の回転中心軸と平行な方向に移動させることで、前記１次継線処理と前記２次継線処理とを同一の熱圧着ヘッドを用いて同一ステーションで行う請求項１記載のドラムコアの巻線継線方法。
両方の鍔部外周面に電極を設けたドラムコアを保持する巻線チャック機構と、圧着面の端位置にカッター刃としてのエッジを形成してある熱圧着ヘッドと、前記巻線チャック機構によって保持されたドラムコアの鍔部端面に沿って移動可能なプッシャーとを備え、
前記熱圧着ヘッドの前記圧着面でワイヤを前記ドラムコアの鍔部外周面に対して押さえ付けた状態で、前記プッシャーを前記鍔部端面に沿って移動させることにより前記ワイヤを前記圧着面に対して押し上げて前記熱圧着ヘッドの前記エッジにより前記ワイヤを切断するとともに、前記圧着面で前記ワイヤを前記鍔部外周面の前記電極に熱圧着で固定することを特徴とするドラムコアの巻線継線装置。
前記熱圧着ヘッドの圧着面の両端位置にカッター刃としてのエッジが形成されており、前記熱圧着ヘッドは、一方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの１次継線処理を行う位置から他方の鍔部外周面の電極に対してワイヤの２次継線処理を行う位置に移動手段により移動自在に設けられている請求項３記載のドラムコアの巻線継線装置。
前記熱圧着ヘッドがセラミックヒータで構成されている請求項３又は４記載のドラムコアの巻線継線装置。