JP4497699B2 - 巻線装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の線材を巻芯に巻回してコイルを形成する巻線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、巻芯（コア）に複数の線材を並列に巻回する巻線装置が知られている（例えば、特開平７−５７９５３号公報、特開平８−２２２４６５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような巻線装置においては、コイルの巻き始め端と巻き終わり端を端子電極に効率的に固定（位置決め）でき、巻芯の巻回部への巻線を含めて、合理的な巻線作業を行い得るものが求められていた。
【０００４】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、複数の線材を巻芯に巻回してコイルを形成する巻線装置において、コイルの巻き始め端と巻き終わり端の端子電極への固定と、巻回部への巻回を、効率的に行い得るものを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、複数の線材を巻芯に巻回してコイルを形成する巻線装置において、所定幅の間隔を持って配設された複数の線材繰り出し部を有するノズルを備え、前記ノズルの傾転によりその間隔が調整された複数の線材を巻芯の軸方向に向けて巻芯の巻き始め端部外側から巻回部側に導くことにより、巻芯の巻き始め端部側に設けた線材と同数の巻き始め側電極上にそれぞれ配置し、前記巻芯の軸方向に延びて所定の間隔で配置され前記複数の線材を対応する前記巻き始め側電極に固定し、この巻き始め側電極への固定部から前記複数の線材を巻芯の軸に対して横方向に引き出し、前記複数の線材を前記巻回部外周に並列に巻回し、巻芯の巻回部に並列に巻回された複数の線材の巻き終わり部分を線押さえ手段で一時的に固定し、この線押さえ手段による固定部から前記複数の線材を巻芯の軸方向に向けて巻芯の前記巻回部から巻き終わり端部外側に導くことにより、巻芯の巻き終わり端部側に設け前記巻芯の軸方向に延びて所定の間隔で配置された線材と同数の巻き終わり側電極上にそれぞれ配置し、前記複数の線材を対応する巻き終わり側電極に固定する巻線手段を備えた。
【０００６】
第２の発明では、前記巻芯を把持する複数の把持手段と、前記複数の把持手段を順次巻線位置に割り出す割り出し手段とを備え、前記巻線手段は巻線位置に割り出された前記把持手段に把持された巻芯について巻線作業を行うようにするとともに、前記線押さえ手段を前記把持手段毎に前記把持手段と同数設けた。
【０００７】
第３の発明では、前記複数の線材を前記巻き始め側電極および前記巻き終わり側電極へ溶着する溶着装置を備え、前記複数の線材の前記巻き始め側電極への固定は前記溶着装置による溶着によってなされる。
【０００８】
第４の発明では、前記溶着装置は、溶着電極と、この溶着電極を溶着作業がなされるべき位置に移動させるサーボ機構とを備えた。
【０００９】
第５の発明では、前記溶着装置による溶着作業時に、前記巻芯を前記溶着電極と反対側から支持する巻芯支持部材と、この巻芯を把持する把持手段を前記溶着電極と反対側から支持する把持手段支持部材とを、一体化した。
【００１０】
第６の発明では、前記複数の線材と同数のガイドピンを備え、前記複数の線材は、それぞれ対応するガイドピンに係止されることにより、対応する前記巻き始め端部側電極上に導かれる。
【００１１】
第７の発明では、前記巻線手段は、前記把持手段を軸回りで回転させるスピンドルを前記把持手段毎に前記把持手段と同数備えた。
【００１２】
第８の発明では、前記巻線手段は、前記複数の線材を並列に繰り出すノズルを３次元方向に移動可能させるノズル移動手段と、前記ノズルの傾転角度を変更するノズル回転手段とを備えた。
【００１３】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、複数の線材は、巻芯の巻き始め端部外側から、対応する巻き始め側電極上に導かれて固定された後、巻芯の軸に対して横方向に引き出されることにより、巻回方向に向けられて、そのまま巻回部に巻回される。また、巻芯の巻回部への巻回がなされた複数の線材は、線押さえ手段で一時的に固定された後、軸方向に向けて（巻回時の線材の方向から略直交する方向）引き出されて、対応する巻き終わり側電極へ固定（例えば溶着）される。したがって、複数の線材について、巻き始め電極への固定作業から巻回部への巻回作業への移行、および巻回部への巻回作業から巻き終わり電極への固定作業への移行をを並列的にスムーズに実行でき、効率的で合理的な巻線作業を行える。
【００１４】
第２の発明では、線押さえ手段（例えば、実施の形態における線押さえ部材２０）が把持手段（例えば、実施の形態におけるワーク把持部材７１）毎に設けられるので、巻線位置への新たな巻芯の割り出し毎に、線押さえ手段の位置調整等をする必要がなく、線押さえ手段による固定を、効率的かつ高精度で行うことができる。
【００１５】
第３の発明では、複数の線材は溶着により巻き始め側電極へ固定されるので、巻き始め側電極への線材の電気的な接続作業を、巻回方向への引き出しのための複数の線材の固定と兼ねることができる。したがって、巻き始め側の線材固定のために線押さえ手段を必要とされず、コイル製造作業を簡略化でき、コストダウンを図れる。
【００１６】
第４の発明では、溶着電極はサーボ機構により動かされるので、溶着電極を正確に位置決めでき、効率的で精度のよい溶着作業を行える。
【００１７】
第５の発明では、溶着電極と反対側から巻芯を支持する巻芯支持部材と把持手段を支持する把持手段支持部材とを一体化したので、溶着作業時に溶着電極からかかる力に対して、巻芯と把持手段は一体的に安定して支持される。したがって、溶着作業は安定して行える。
【００１８】
第６の発明では、複数の線材は、それぞれ対応するガイドピンに係止されることにより適切に位置決めされて、対応する巻き始め側電極上に正しく導かれる。したがって、複数の線材の巻き始め側電極への導入および固定作業を効率化できる。
【００１９】
第７の発明では、把持手段を回転させるスピンドルは把持手段毎に設けられるので、巻線位置への割り出し毎に把持手段とスピンドルとを連係させるような作業は必要でなく、次々と割り出されてくる巻芯に対して効率的な巻線作業を行える。
【００２０】
第８の発明では、複数の線材は、これらを繰り出すノズルの３次元方向に移動と傾転動作により導かれ、巻回されるので、巻き始め側電極への固定作業から巻回部への巻回作業への移行や、巻回部への巻回作業から巻き終わり側電極への固定作業への移行等は、容易に行うことができ、合理的で効率的な巻線作業を行える。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１は、本実施の形態の巻線装置の全体構成を示す斜視図である。図示されるように、巻線装置は、基台３１上に、パーツフィーダー３２、パレタイザー３３、ワーク給排出装置４０、インデックス装置３４、巻線機構６０、ノズル機構８０、溶着装置９０を備えている。
【００２３】
図２には、ワーク給排出装置４０を中心とする構成を示す。
【００２４】
図示されるように、パーツフィーダー３２は、すり鉢型のコア収容凹部３２Ａと、このコア収容凹部３２Ａの内面から上辺に沿って螺旋状に延びるレール３２Ｂと、このレール３２Ｂの終端部分に設けられた保持機構３２Ｃとを備える。コア収容凹部３２Ａに補給されたコア（ワーク）１０は、レール３２Ｂに沿って終端まで搬送される。レール３２Ｂの終端においては、レール３２Ｂ上の先頭のコア１０が保持機構３２Ｃによって一時保持された後、ワーク給排出装置４０に供給される。
【００２５】
ワーク給排出装置４０は、パーツフィーダー３２からコア１０を受け取って、巻線機構６０のワーク把持部材７１に受け渡すとともに、巻線がなされたコア１０（完成したチップコイル）を巻線機構６０から受け取って、パレタイザー３３まで搬送する装置である。
【００２６】
詳しく説明すると、巻線機構６０へのコア１０の受け渡しは、ワーク供給用ロボットハンド４１によってなされる。ワーク供給用ロボットハンド４１は、略逆Ｌ字型の支持板４２に、上下移動機構４３を介して昇降可能に支持されている。この支持板４２は、前後移動機構４４によって、前後方向（パーツフィーダー３２のレール３２Ｂ終端と、巻線機構６０のワーク把持部材７１とを結ぶ方向）に移動する（この前後方向は、図面上では略左右方向に当たる）。この上下移動機構４３による上下方向の動作と前後移動機構４４による前後方向の動作の組み合わせにより、ワーク供給用ロボットハンド４１は、パーツフィーダー３２の保持機構３２Ｃからコア１０を受け取る位置と、巻線機構３０のワーク把持部材７１にコア１０を受け渡す位置との間で、移動可能となっている。
【００２７】
なお、ワーク供給用ロボットハンド４１の下方には、前後移動機構４４によって前後方向に動作可能なワーク押棒４５が備えられる。このワーク押棒４５は、ワーク把持部材７１に把持されたコア１０を、その先端部で押して、把持部６１Ａの奥まで押し込むものである。また、ワーク押棒４５は、ワーク把持部材７１にコア１０が把持されているか否かを確認する検知センサとしても機能するようになっている。
【００２８】
一方、巻線機構６０からパレタイザー３３へのコア１０の排出は、ワーク排出用ロボットハンド５１によってなされる。ワーク排出用ロボットハンド５１は、略逆Ｌ字型の支持部材５２に、上下移動機構５３を介して昇降可能に支持されている。この支持部材５２は、左右移動機構５４によって左右方向（上記前後方向と直交する方向）に移動する。この上下移動機構５３による上下方向の動作と左右移動機構５４による左右方向の動作の組み合わせにより、ワーク排出用ロボットハンド５１は、巻線機構３０のワーク把持部材７１からコア１０を取り出す位置と、巻線機構３０に隣接するパレタイザー３３にコア１０を受け渡す位置との間で、移動可能となっている。
【００２９】
図３には、巻線機構６０を中心とする構成を示す。
【００３０】
図示されるように、巻線機構６０は、インデックス装置３４上に、垂直軸回りで回転可能に載置されるもので、同一の構成を持つ２つのスピンドル機構を組み合わせて構成されている。
【００３１】
それぞれのスピンドル機構は、ワーク把持機構７０、スピンドル６１、スピンドル支持台６２、スピンドル駆動モータ６３、線押さえ部材２０、線押さえ駆動機構６４、ガイドピン機構６５、溶着時支持部材６６、支持部材昇降機構６７等から構成される。
【００３２】
各スピンドル機構は、インデックス装置３４上で、略１８０度隔てられて、互いに背中合わせの状態で配置され、一方のスピンドル機構はワーク把持部材７１先端をワーク給排出装置４０側を向け、他方のスピンドル機構はワーク把持部材７１先端をノズル機構８０側に向けている。そして、インデックス機構３４が垂直軸回りで巻線機構６０を１８０度回転させると（インデックス動作）、ワーク給排出装置４０側に向いたスピンドル機構と、ノズル機構８０側に向いたスピンドル機構が、互いに位置を入れ換えるようになっている。
【００３３】
ワーク把持機構７０は、コア１０を把持するワーク把持部材７１、ワーク開放部材７６、ワーク開放シリンダ７７等から構成される。
【００３４】
図４に示すように、ワーク把持部材７１は、はさみ型の部材であり、スピンドル６１に固定される固定刃７２と、この固定刃７２に固定される連結部材７３と、この連結部材７３に対して回動支点７３Ａを中心に回動自在に軸支される移動刃７４とから構成される。この固定刃７２に対する移動刃７４の回動により、固定刃７２と移動刃７４の先端上面に切り欠かれた凹部である把持部７１Ａが開閉され、この把持部７１Ａにコア１０基端の鍔部１４が挟み込まれる。この場合、固定刃７２と移動刃７４の基端側の間には、スプリング７５が設けられ、移動刃７２を常時、把持部７１Ａが閉じられる方向（コア１０を挟み込んで固定する方向）に付勢している。
【００３５】
このワーク把持部材７１の開閉は、ワーク開放シリンダ７７によりなされる。詳しく説明すると、移動刃７４の基端側には、側方に延び出す延設部７４Ａが設けられる。この延設部７４Ａの端面は、カム面７４Ｂとなっており、このカム面７４Ｂには、ワーク開放部材７６のローラ７６Ａが当接して転動する。ワーク開放部材７６は、ワーク開放シリンダ７７のロッド７７Ａに固定されている。このような構成により、ワーク開放シリンダ７７が収縮すると、ローラ７６Ａがカム面７４Ｂ上を転動する結果、移動刃７４が押し開かれ、コア１０をワーク把持部材７１から取り外すことができるようになっている。
【００３６】
なお、このワーク排出においては、巻き終わり側の線材３Ａ、３Ｂを、固定刃７２の上面に立設された一対の捨て絡げピン７８Ａ、７８Ｂに絡げておく。これにより、コア１０が押し出されたときの張力によって、線材３Ａ、３Ｂは、巻き始め側の溶着部（図７参照）において切断されるようになっている。
【００３７】
図３に示すように、スピンドル６１は、スピンドル支持台６２に軸回りで回転自在に支持される軸で、その先端部にはワーク把持部材７１が固定されている。ワーク把持部材７１に把持されたコア１０は、このスピンドル１０の同軸上に配置される。
【００３８】
スピンドル６１の基端部６１Ａは、スピンドル駆動モータ６３の回転軸に固定されたプーリ６８と、ベルト６９を介して連係する。これにより、スピンドル６１はスピンドル駆動モータ６３により回転駆動され、ワーク把持部材７１に把持されたコア１０は、軸回りで回転する。このスピンドル６１の回転と、ノズル機構８０のノズル１の３次元移動との組み合わせによって、ノズル１から繰り出された線材３Ａ、３Ｂがコア１０に巻線される。
【００３９】
線押さえ部材２０は、図４にも示すように、ワーク把持部材７１の上方に、スピンドル６１の軸方向に略直角に配置される棒状の部材であり、巻線方法の説明において後述するように、巻線作業（線材３Ａ、３Ｂの直角出し作業）において、線材３Ａ、３Ｂを上方から押さえて位置を固定するものである（図１１参照）。線押さえ駆動機構６４は、この線押さえ部材２０を前後方向（スピンドル６１の軸方向）と上下方向に駆動するもので、線押さえ部材２０はこの駆動によって、コア１０上の線材３Ａ、３Ｂを押さえ込む位置に移動するようになっている。
【００４０】
このように、線押さえ部材２０および線押さえ駆動機構６４は、ワーク把持部材７１毎に設けられるので、それぞれのスピンドル機構において、線押さえ部材２０とコア１０の位置関係を調節すれば、巻線作業時に線押さえ部材２０をコア１０に対して適切な位置に持ってくることができる。つまり、例えば、線押さえ部材２０をノズル機構８０側にのみ設けた場合には、インデックス動作毎に、線押さえ部材２０とコア１０の位置関係を調節し直す必要があるが、線押さえ部材２０等をワーク把持部材７１毎に設けてあれば、このような調整をする必要がない。したがって、巻線作業を効率化でき、また巻線作業の精度を向上させることができる。
【００４１】
図３に示すように、ガイドピン機構６５は、上端面に一対のガイドピン５Ａ、５Ｂが立設された昇降部材６５Ａと、この昇降部材６５Ａを上下方向に駆動する上下駆動機構６５Ｂとから構成される。ガイドピン５Ａ、５Ｂは、巻線方法の説明において後述するように、巻き始め側の線材３Ａ、３Ｂがそれぞれ係止されるピンであり、巻線時には、上下駆動機構６５Ｂにより、コア１０の正面に上昇してくる。また、線材３Ａ、３Ｂの巻き始め側のコア１０への溶着（図６参照）の後に、上下駆動機構６５Ｂにより昇降部材６５Ａをさらに上昇させれば、線材３Ａ、３Ｂは、巻き始め側の溶着部において、張力によって切断されることになる。
【００４２】
溶着時支持部材６６は、コア１０への線材３Ａ、３Ｂの溶着時に、溶着用電極９１がコア１０を上方から押さえ込む力に対抗するように、コア１０およびワーク把持部材７１を下方から支える部材である。支持部材昇降機構６７は、溶着時支持部材６６を上下方向に駆動する機構である。溶着時には、この支持部材昇降機構６７により、溶着時支持部材６６が、コア１０およびワーク把持部材７１の裏面に接するところまで上昇させられる。
【００４３】
図５には、溶着時支持部材６６によるコア１０およびワーク把持部材７１の支持の様子を示す。
【００４４】
図示されるように、コア１０は、その基端側の鍔部１４において、ワーク把持部材７１の把持部７１Ａに把持されているが、ワーク把持部材７１はコア１０よりもかなり大きなものであるので、コア１０の裏面とワーク把持部材７１の裏面との間には、段差が生じている。そこで、溶着時支持部材６６には、把持部材７１の裏面を支持する把持部材支持部６６Ｂと、コア１０の先端側（鍔部１４側）を支持するワーク支持部６６Ｄが、一体に備えられる。
【００４５】
詳しく説明すると、溶着時支持部材６６は、支持部材本体６６Ａと、この支持部材本体６６Ａのコア１０先端側の側面に固定されたワーク支持部材６６Ｃとからなる。支持部材本体６６Ａの上面は、把持部材支持部６６Ｂとなり、把持部材７１の裏面に当接する。一方、ワーク支持部材６６Ｃは、支持部材本体６６Ａの上方に、コア１０の裏面とワーク把持部材７１の裏面の段差分だけ延び出しており、その上端面のワーク支持部６６Ｄにおいて、コア１０先端側の裏面に当接し、コア１０を支持している。
【００４６】
このように、本実施の形態では、溶着時にワーク把持部材７１を支持する支持部材本体６６Ａと、コア１０を支持するワーク支持部材６６Ｃが、溶着時支持部材６６として一体となっているので、コア１０を安定して支持することができ、溶着作業を安定して行うことができる。なお、本実施の形態では、ワーク把持部材７１を支持する部材（支持部材本体６６Ａ）とコア１０を支持する部材（ワーク保持部材６６Ｃ）を別部材としたが、これらの部材を１部材から構成してもよい。
【００４７】
図６には、ノズル機構８０および溶着装置９０を中心とする構成を示す。
【００４８】
ノズル機構８０は、ノズル支持部材８１と、このノズル支持部材８１を３次元方向に移動させる３次元ノズル移動機構８２とから構成される。
【００４９】
３次元ノズル移動機構８２は、サーボモータにより駆動される上下方向、前後方向、左右方向の３つのボールねじ機構を組み合わせて（重ね合わせて）構成される。
【００５０】
ノズル支持部材８１は、ノズル１を、軸回りで回転可能に支持している。このノズル１は、２本の線材３Ａ、３Ｂが挿通されるもので、ノズル１の下端面に所定幅で配設された線材繰り出し部２Ａ、２Ｂを備えている。これらの線材繰り出し部２Ａ、２Ｂからは、それぞれバイファイラ巻きされる２本の線材３Ａ、３Ｂが並列に繰り出される。
【００５１】
ノズル支持部８１には、サーボモータ８３が備えられる。このサーボモータ８３は、プーリ８４、ベルト８５、プーリ８６を介してノズル１と連係し、ノズル１の回転角度（後述の図７〜図１１の平面内での傾き）を変更することができるようになっている。
【００５２】
巻線作業は、上記巻線機構６０におけるスピンドル６１の回転と、ノズル機構８０におけるノズル１の３次元移動および回転動作との組み合わせにより、実行される。
【００５３】
溶着装置９０は、大電流を印加可能な溶着電極９１と、この溶着電極９１を３次元方向に移動させるサーボ移動機構９２とから構成される。
【００５４】
サーボ移動機構９２は、サーボモータ９３Ａにより駆動される前後方向のボールねじ機構９３Ａと、サーボモータ９４Ａにより駆動される左右方向のボールねじ機構９４Ｂと、上下方向に伸縮するシリンダ９５とを組み合わせて（重ね合わせて）構成される。
【００５５】
コア１０への巻線の巻き始めと巻き始めにおける線材３Ａ、３Ｂの溶着は、コア１０の電極１３Ａ、１３Ｂあるいは１５Ａ、１５Ｂに配置された線材３Ａ、３Ｂに（図７、図１１参照）、溶着電極９１を上方から押し付けて、この溶着電極９１に大電流を流すことによりなされる。この場合、溶着電極９１は、３次元サーボ移動機構９２により移動させられるので、その位置決めは正確に行える。
【００５６】
つぎに、図７〜図１１にしたがって、本巻線装置による巻線方法について説明する。
【００５７】
図７に示すように、ノズル１から繰り出された線材３Ａ、３Ｂの端部は、捨て絡げピン４（図１〜図６には図示せず）に絡げられる。この状態から、ノズル１を３次元移動および回転動作させることにより、線材３Ａ、３Ｂは、それぞれガイドピン５Ａ、５Ｂに係止される。なお、これらのガイドピン５Ａ、５Ｂの間隔は、後述するコア１０の電極１３Ａ、１３Ｂと略同間隔となっている。
【００５８】
巻芯であるコア１０は、ガイドピン５Ａ、５Ｂの側方において、ワーク把持部材７１の把持部７１Ａに固定されている。コア１０は、チップコイルの芯部を構成する扁平な略直方体形状の部材で、線材３Ａ、３Ｂが巻回される巻回部１１と、この巻回部１１の軸方向両端の鍔部１２、１４からなる。鍔部１２、１４は、それぞれコア１０の巻き始め側端部、巻き終わり側端部となる。
【００５９】
鍔部１２には巻き始め側の電極１３Ａ、１３Ｂが、また鍔部１４には巻き終わり側の電極１５Ａ、１５Ｂが、それぞれ備えられる。電極１３Ａと１３Ｂ、電極１５Ａと１５Ｂは、それぞれコア１０の同一面上に（例えば図７に示される面上に）、コア１０の軸方向に略平行に延びて、所定の間隔で配置されている。これらの電極１３Ａ、１３Ｂ、電極１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ完成したチップコイルの端子電極となる。
【００６０】
鍔部１２は、ガイドピン５Ａ、５Ｂ側に配置されている。巻線作業の開始においては、まず、ノズル１１を、鍔部１２を超えて巻回部１１側に持ってくることにより、線材３Ａ、３Ｂが、それぞれ鍔部１２の電極１３Ａ、１３Ｂ上に、コア１０の軸方向に延びて配置されるようにする。この場合、線材３Ａ、３Ｂの間隔は、ノズル１の傾転により調整される。
【００６１】
このように線材３Ａ、３Ｂを電極１３Ａ、１３Ｂ上に配置したら、この配置された部分を、電極１３Ａ、１３Ｂに対して溶着して固定してしまう。この溶着された部分が、コイルの巻き始め側となる。
【００６２】
このような溶着がなされたら、図８に示すように、ノズル１をコア１０の軸に対して横方向に移動させる。この場合、巻き始め端の線材３Ａ、３Ｂは電極１３Ａ、１３Ｂ上に溶着されているので、線材３Ａ、３Ｂは、電極１３Ａ、１３Ｂの巻回部１１側端部から、略直角方向に引き出されることになる（直角入れ）。
【００６３】
続いて、図９に示すように、スピンドル６１の回転によりコア１０を自転させつつ、ノズル１をコア１０の軸方向（図の右方向）に移動させていくことにより、巻回部１１の回りに線材３Ａ、３Ｂが巻回される。この場合、巻回部１１外周において、線材３Ａ、３Ｂが交互に隙間無く巻回されるように、ノズル１の傾転角度が調整される。
【００６４】
このような巻回が、巻回部１１の鍔部１４側の端部までなされたら、図１０に示すように、ノズル１の３次元移動および回転動作により、線材３Ａ、３Ｂが、電極１５Ａ、１５Ｂの巻回部１１側端部に配置されるようにする。
【００６５】
このように、線材３Ａ、３Ｂを配置したら、図１１に示すように、線押さえ部材２０により、鍔部１４の手前のところで線材３Ａ、３Ｂを押さえつけて、固定する。そして、ノズル１を、コア１０の軸方向に鍔部１４を超えて移動させることにより、線材３Ａ、３Ｂをコア１０の軸方向外側に引き出す。これにより、線材３Ａ、３Ｂは、巻回部１１への巻回時における方向から略直角に引き出され（直角出し）、それぞれ電極１５Ａ、１５Ｂ上に、コア１０の軸方向に延びて配設される。この場合、線材３Ａ、３Ｂの間隔は、ノズル１の傾転により調整される。
【００６６】
続いて、電極１５Ａ、１５Ｂ上に配置された線材３Ａ、３Ｂの部分を、電極１５Ａ、１５Ｂに溶着する。この溶着が終了したら、線押さえ部材２０による固定を解除して、電極１３Ａ、１３Ｂおよび電極１５Ａ、１５Ｂからコア１０の軸方向両側に延び出す余分な線材３Ａ、３Ｂをカットして、巻線作業が終了し、チップコイルが完成する。
【００６７】
以上のように、本巻線方法によれば、線材３Ａ、３Ｂは、ノズル１の３次元移動および回転運動により、巻き始め側の電極１３Ａ、１３Ｂ上に導かれ、電極１３Ａ、１３Ｂに溶着された後、コア１０の軸に対して横方向に引き出され（直角入れ）、そのまま巻回部１１に巻回される。また、巻回部１１への巻回終了後には、線材３Ａ、３Ｂは、線押さえ部材２０により押さえられ、コア１０の軸方向に引き出されることにより（直角出し）、巻き終わり側の電極１５Ａ、１５Ｂ上に導かれて、溶着される。したがって、複数の線材３Ａ、３Ｂについて同時進行する各工程（電極１３Ａ、１３Ｂへの溶着、直角入れ、巻回部１１への巻回、直角出し、電極１５Ａ、１５Ｂへの溶着）間の移行はスムーズになされ、複数の線材３Ａ、３Ｂについて、これら一連の作業を効率的に行える。
【００６８】
また、直角入れ時における線材３Ａ、３Ｂの固定は、電極１３Ａ、１３Ｂへの溶着によりなされるので、電極１３Ａ、１３Ｂへの線材３Ａ、３Ｂの電気的な接続作業を、直角入れのための線材３Ａ、３Ｂの固定と兼ねることができる。したがって、直角入れのための線押さえ手段が必要とされず、コイル製造作業を簡略化でき、コストダウンを図れる。
【００６９】
また、巻き始め側において、線材３Ａ、３Ｂは、それぞれガイドピン５Ａ、５Ｂに係合させられてから電極１３Ａ、１３Ｂ上へ導入されるので、電極１３Ａ、１３Ｂ上への正確な導入を容易に実行でき、巻線作業を効率化できる。
【００７０】
つぎに全体的な作用を説明する。
【００７１】
パーツフィーダー３２に補給されたコア１０は、レール３２Ｂを搬送され、ワーク供給用ロボットハンド４１により、巻線機構６０のワーク給排出装置４０側を向いたワーク把持部材７１に装着される。
【００７２】
このように、ワーク把持部材７１に、新たに巻線がなされるべきコア（ワーク）１０が装着されたならば、インデックス装置３４により巻線機構６０を反転し、このワーク把持部材７１をノズル機構８０側に配置する。この場合、反転前にノズル機構８０側にあったワーク把持部材７１には、巻線が終了していたコア１０が把持されており、このコア１０は、反転によってワーク給排出装置４０側に移動してくる。この巻線が終了したコア１０（完成したチップコイル）は、ワーク排出溶ロボットハンド５１により、パレタイザー３３に搬送される。このコア１０が取り外されたワーク把持部材７１には、ワーク供給用ロボットハンド４１により、次回に巻線がなされるコア１０が装着されることになる。
【００７３】
ノズル機構８０側に運ばれてきたコア１０には、上記巻線方法の説明で述べたように、線材３Ａ、３Ｂが巻線される。
【００７４】
この巻線作業においては、ワーク把持部材７１毎に設けられた線押さえ部材２０および線押さえ駆動機構６４により、直角出し時の線材３Ａ、３Ｂの押さえがなされるので、インデックス動作毎に線押さえ部材２０の位置調整等をする必要がなく、効率的で精度のよい巻線作業が可能となる。
【００７５】
また、線材３Ａ、３Ｂの溶着作業時には、コア１０を下方から支持するワーク支持部材６６Ｃとワーク把持部材７１を下方から支持する支持部材本体６６Ａとが一体となった溶着時支持部材６６により、コア１０およびワーク把持部材７１が一体に支持されるので、コア１０は安定的に支持され、溶着作業は安定して行うことができる。
【００７６】
さらに、溶着用の溶着電極９１は、サーボ移動機構９２により動かされるので、溶着電極９１の位置決めは正確にでき、溶着作業は効率的に精度よく実行できる。
【００７７】
巻線が終了したならば、再びインデックス装置３４の反転を反転させることにより、コア１０をワーク給排出装置４０側に持っていって、ワーク排出用ロボットハンド５１によりパレタイザー３３に搬送する。
【００７８】
なお、上記実施の形態では、チップコイルの製造に本発明を適用したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、例えば、通常のコイルボビンへの巻線にも適用できる。
【００７９】
また、上記実施の形態では、２本の線材を並列に巻線する場合（バイファイラ巻き）に本発明を適用したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、本発明は３本以上の線材を同時に巻線する場合にも適用できる。
【００８０】
また、上記実施の形態では、巻線機構６０にスピンドル６１を備え、スピンドル６１の回転によってコア１０を自転させて巻線を行うようにしたが、本発明はこのようなスピンドル式の巻線装置に限られるものではない。例えば、コア１０を把持するワーク把持部材７１を固定しておき、コア１０の回りを公転するフライヤにノズル１を設けたり、あるいは３次元移動機構８２によりノズル１をコア１０の回りで公転させることにより、巻線するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における巻線装置の斜視図である。
【図２】同じくワーク給排出装置を中心とする斜視図である。
【図３】同じく巻線機構を中心とする斜視図である。
【図４】同じくワーク把持機構および線押さえ部材を示す平面図である。
【図５】同じく溶着時支持部材による支持の様子を示す断面図である。
【図６】同じくノズル機構および溶着装置を中心とする斜視図である。
【図７】同じく巻線方法を示す説明図である。
【図８】同じく説明図である。
【図９】同じく説明図である。
【図１０】同じく説明図である。
【図１１】同じく説明図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２Ａ、２Ｂ 線材繰り出し部
３Ａ、３Ｂ 線材
４ 捨て絡げピン
５Ａ、５Ｂ ガイドピン
１０ コア
１１ 巻回部
１２ 鍔部
１３Ａ、１３Ｂ 電極
１４ 鍔部
１５Ａ、１５Ｂ 電極
２０ 線押さえ部材
３４ インデックス装置
６１ スピンドル
６６ 溶着時支持部材
６６Ａ 支持部材本体
６６Ｃ ワーク支持部材
７１ ワーク把持部材
８２ ３次元ノズル移動機構
９０ 溶着装置
９１ 溶着電極
９２ サーボ移動機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の線材を巻芯に巻回してコイルを形成する巻線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、巻芯（コア）に複数の線材を並列に巻回する巻線装置が知られている（例えば、特開平７−５７９５３号公報、特開平８−２２２４６５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような巻線装置においては、コイルの巻き始め端と巻き終わり端を端子電極に効率的に固定（位置決め）でき、巻芯の巻回部への巻線を含めて、合理的な巻線作業を行い得るものが求められていた。
【０００４】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、複数の線材を巻芯に巻回してコイルを形成する巻線装置において、コイルの巻き始め端と巻き終わり端の端子電極への固定と、巻回部への巻回を、効率的に行い得るものを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、複数の線材を巻芯に巻回してコイルを形成する巻線装置において、所定幅の間隔を持って配設された複数の線材繰り出し部を有するノズルを備え、前記ノズルの傾転によりその間隔が調整された複数の線材を巻芯の軸方向に向けて巻芯の巻き始め端部外側から巻回部側に導くことにより、巻芯の巻き始め端部側に設けた線材と同数の巻き始め側電極上にそれぞれ配置し、前記巻芯の軸方向に延びて所定の間隔で配置され前記複数の線材を対応する前記巻き始め側電極に固定し、この巻き始め側電極への固定部から前記複数の線材を巻芯の軸に対して横方向に引き出し、前記複数の線材を前記巻回部外周に並列に巻回し、巻芯の巻回部に並列に巻回された複数の線材の巻き終わり部分を線押さえ手段で一時的に固定し、この線押さえ手段による固定部から前記複数の線材を巻芯の軸方向に向けて巻芯の前記巻回部から巻き終わり端部外側に導くことにより、巻芯の巻き終わり端部側に設け前記巻芯の軸方向に延びて所定の間隔で配置された線材と同数の巻き終わり側電極上にそれぞれ配置し、前記複数の線材を対応する巻き終わり側電極に固定する巻線手段を備えた。
【０００６】
第２の発明では、前記巻芯を把持する複数の把持手段と、前記複数の把持手段を順次巻線位置に割り出す割り出し手段とを備え、前記巻線手段は巻線位置に割り出された前記把持手段に把持された巻芯について巻線作業を行うようにするとともに、前記線押さえ手段を前記把持手段毎に前記把持手段と同数設けた。
【０００７】
第３の発明では、前記複数の線材を前記巻き始め側電極および前記巻き終わり側電極へ溶着する溶着装置を備え、前記複数の線材の前記巻き始め側電極への固定は前記溶着装置による溶着によってなされる。
【０００８】
第４の発明では、前記溶着装置は、溶着電極と、この溶着電極を溶着作業がなされるべき位置に移動させるサーボ機構とを備えた。
【０００９】
第５の発明では、前記溶着装置による溶着作業時に、前記巻芯を前記溶着電極と反対側から支持する巻芯支持部材と、この巻芯を把持する把持手段を前記溶着電極と反対側から支持する把持手段支持部材とを、一体化した。
【００１０】
第６の発明では、前記複数の線材と同数のガイドピンを備え、前記複数の線材は、それぞれ対応するガイドピンに係止されることにより、対応する前記巻き始め端部側電極上に導かれる。
【００１１】
第７の発明では、前記巻線手段は、前記把持手段を軸回りで回転させるスピンドルを前記把持手段毎に前記把持手段と同数備えた。
【００１２】
第８の発明では、前記巻線手段は、前記複数の線材を並列に繰り出すノズルを３次元方向に移動可能させるノズル移動手段と、前記ノズルの傾転角度を変更するノズル回転手段とを備えた。
【００１３】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、複数の線材は、巻芯の巻き始め端部外側から、対応する巻き始め側電極上に導かれて固定された後、巻芯の軸に対して横方向に引き出されることにより、巻回方向に向けられて、そのまま巻回部に巻回される。また、巻芯の巻回部への巻回がなされた複数の線材は、線押さえ手段で一時的に固定された後、軸方向に向けて（巻回時の線材の方向から略直交する方向）引き出されて、対応する巻き終わり側電極へ固定（例えば溶着）される。したがって、複数の線材について、巻き始め電極への固定作業から巻回部への巻回作業への移行、および巻回部への巻回作業から巻き終わり電極への固定作業への移行をを並列的にスムーズに実行でき、効率的で合理的な巻線作業を行える。
【００１４】
第２の発明では、線押さえ手段（例えば、実施の形態における線押さえ部材２０）が把持手段（例えば、実施の形態におけるワーク把持部材７１）毎に設けられるので、巻線位置への新たな巻芯の割り出し毎に、線押さえ手段の位置調整等をする必要がなく、線押さえ手段による固定を、効率的かつ高精度で行うことができる。
【００１５】
第３の発明では、複数の線材は溶着により巻き始め側電極へ固定されるので、巻き始め側電極への線材の電気的な接続作業を、巻回方向への引き出しのための複数の線材の固定と兼ねることができる。したがって、巻き始め側の線材固定のために線押さえ手段を必要とされず、コイル製造作業を簡略化でき、コストダウンを図れる。
【００１６】
第４の発明では、溶着電極はサーボ機構により動かされるので、溶着電極を正確に位置決めでき、効率的で精度のよい溶着作業を行える。
【００１７】
第５の発明では、溶着電極と反対側から巻芯を支持する巻芯支持部材と把持手段を支持する把持手段支持部材とを一体化したので、溶着作業時に溶着電極からかかる力に対して、巻芯と把持手段は一体的に安定して支持される。したがって、溶着作業は安定して行える。
【００１８】
第６の発明では、複数の線材は、それぞれ対応するガイドピンに係止されることにより適切に位置決めされて、対応する巻き始め側電極上に正しく導かれる。したがって、複数の線材の巻き始め側電極への導入および固定作業を効率化できる。
【００１９】
第７の発明では、把持手段を回転させるスピンドルは把持手段毎に設けられるので、巻線位置への割り出し毎に把持手段とスピンドルとを連係させるような作業は必要でなく、次々と割り出されてくる巻芯に対して効率的な巻線作業を行える。
【００２０】
第８の発明では、複数の線材は、これらを繰り出すノズルの３次元方向に移動と傾転動作により導かれ、巻回されるので、巻き始め側電極への固定作業から巻回部への巻回作業への移行や、巻回部への巻回作業から巻き終わり側電極への固定作業への移行等は、容易に行うことができ、合理的で効率的な巻線作業を行える。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１は、本実施の形態の巻線装置の全体構成を示す斜視図である。図示されるように、巻線装置は、基台３１上に、パーツフィーダー３２、パレタイザー３３、ワーク給排出装置４０、インデックス装置３４、巻線機構６０、ノズル機構８０、溶着装置９０を備えている。
【００２３】
図２には、ワーク給排出装置４０を中心とする構成を示す。
【００２４】
図示されるように、パーツフィーダー３２は、すり鉢型のコア収容凹部３２Ａと、このコア収容凹部３２Ａの内面から上辺に沿って螺旋状に延びるレール３２Ｂと、このレール３２Ｂの終端部分に設けられた保持機構３２Ｃとを備える。コア収容凹部３２Ａに補給されたコア（ワーク）１０は、レール３２Ｂに沿って終端まで搬送される。レール３２Ｂの終端においては、レール３２Ｂ上の先頭のコア１０が保持機構３２Ｃによって一時保持された後、ワーク給排出装置４０に供給される。
【００２５】
ワーク給排出装置４０は、パーツフィーダー３２からコア１０を受け取って、巻線機構６０のワーク把持部材７１に受け渡すとともに、巻線がなされたコア１０（完成したチップコイル）を巻線機構６０から受け取って、パレタイザー３３まで搬送する装置である。
【００２６】
詳しく説明すると、巻線機構６０へのコア１０の受け渡しは、ワーク供給用ロボットハンド４１によってなされる。ワーク供給用ロボットハンド４１は、略逆Ｌ字型の支持板４２に、上下移動機構４３を介して昇降可能に支持されている。この支持板４２は、前後移動機構４４によって、前後方向（パーツフィーダー３２のレール３２Ｂ終端と、巻線機構６０のワーク把持部材７１とを結ぶ方向）に移動する（この前後方向は、図面上では略左右方向に当たる）。この上下移動機構４３による上下方向の動作と前後移動機構４４による前後方向の動作の組み合わせにより、ワーク供給用ロボットハンド４１は、パーツフィーダー３２の保持機構３２Ｃからコア１０を受け取る位置と、巻線機構３０のワーク把持部材７１にコア１０を受け渡す位置との間で、移動可能となっている。
【００２７】
なお、ワーク供給用ロボットハンド４１の下方には、前後移動機構４４によって前後方向に動作可能なワーク押棒４５が備えられる。このワーク押棒４５は、ワーク把持部材７１に把持されたコア１０を、その先端部で押して、把持部６１Ａの奥まで押し込むものである。また、ワーク押棒４５は、ワーク把持部材７１にコア１０が把持されているか否かを確認する検知センサとしても機能するようになっている。
【００２８】
一方、巻線機構６０からパレタイザー３３へのコア１０の排出は、ワーク排出用ロボットハンド５１によってなされる。ワーク排出用ロボットハンド５１は、略逆Ｌ字型の支持部材５２に、上下移動機構５３を介して昇降可能に支持されている。この支持部材５２は、左右移動機構５４によって左右方向（上記前後方向と直交する方向）に移動する。この上下移動機構５３による上下方向の動作と左右移動機構５４による左右方向の動作の組み合わせにより、ワーク排出用ロボットハンド５１は、巻線機構３０のワーク把持部材７１からコア１０を取り出す位置と、巻線機構３０に隣接するパレタイザー３３にコア１０を受け渡す位置との間で、移動可能となっている。
【００２９】
図３には、巻線機構６０を中心とする構成を示す。
【００３０】
図示されるように、巻線機構６０は、インデックス装置３４上に、垂直軸回りで回転可能に載置されるもので、同一の構成を持つ２つのスピンドル機構を組み合わせて構成されている。
【００３１】
それぞれのスピンドル機構は、ワーク把持機構７０、スピンドル６１、スピンドル支持台６２、スピンドル駆動モータ６３、線押さえ部材２０、線押さえ駆動機構６４、ガイドピン機構６５、溶着時支持部材６６、支持部材昇降機構６７等から構成される。
【００３２】
各スピンドル機構は、インデックス装置３４上で、略１８０度隔てられて、互いに背中合わせの状態で配置され、一方のスピンドル機構はワーク把持部材７１先端をワーク給排出装置４０側を向け、他方のスピンドル機構はワーク把持部材７１先端をノズル機構８０側に向けている。そして、インデックス機構３４が垂直軸回りで巻線機構６０を１８０度回転させると（インデックス動作）、ワーク給排出装置４０側に向いたスピンドル機構と、ノズル機構８０側に向いたスピンドル機構が、互いに位置を入れ換えるようになっている。
【００３３】
ワーク把持機構７０は、コア１０を把持するワーク把持部材７１、ワーク開放部材７６、ワーク開放シリンダ７７等から構成される。
【００３４】
図４に示すように、ワーク把持部材７１は、はさみ型の部材であり、スピンドル６１に固定される固定刃７２と、この固定刃７２に固定される連結部材７３と、この連結部材７３に対して回動支点７３Ａを中心に回動自在に軸支される移動刃７４とから構成される。この固定刃７２に対する移動刃７４の回動により、固定刃７２と移動刃７４の先端上面に切り欠かれた凹部である把持部７１Ａが開閉され、この把持部７１Ａにコア１０基端の鍔部１４が挟み込まれる。この場合、固定刃７２と移動刃７４の基端側の間には、スプリング７５が設けられ、移動刃７２を常時、把持部７１Ａが閉じられる方向（コア１０を挟み込んで固定する方向）に付勢している。
【００３５】
このワーク把持部材７１の開閉は、ワーク開放シリンダ７７によりなされる。詳しく説明すると、移動刃７４の基端側には、側方に延び出す延設部７４Ａが設けられる。この延設部７４Ａの端面は、カム面７４Ｂとなっており、このカム面７４Ｂには、ワーク開放部材７６のローラ７６Ａが当接して転動する。ワーク開放部材７６は、ワーク開放シリンダ７７のロッド７７Ａに固定されている。このような構成により、ワーク開放シリンダ７７が収縮すると、ローラ７６Ａがカム面７４Ｂ上を転動する結果、移動刃７４が押し開かれ、コア１０をワーク把持部材７１から取り外すことができるようになっている。
【００３６】
なお、このワーク排出においては、巻き終わり側の線材３Ａ、３Ｂを、固定刃７２の上面に立設された一対の捨て絡げピン７８Ａ、７８Ｂに絡げておく。これにより、コア１０が押し出されたときの張力によって、線材３Ａ、３Ｂは、巻き始め側の溶着部（図７参照）において切断されるようになっている。
【００３７】
図３に示すように、スピンドル６１は、スピンドル支持台６２に軸回りで回転自在に支持される軸で、その先端部にはワーク把持部材７１が固定されている。ワーク把持部材７１に把持されたコア１０は、このスピンドル１０の同軸上に配置される。
【００３８】
スピンドル６１の基端部６１Ａは、スピンドル駆動モータ６３の回転軸に固定されたプーリ６８と、ベルト６９を介して連係する。これにより、スピンドル６１はスピンドル駆動モータ６３により回転駆動され、ワーク把持部材７１に把持されたコア１０は、軸回りで回転する。このスピンドル６１の回転と、ノズル機構８０のノズル１の３次元移動との組み合わせによって、ノズル１から繰り出された線材３Ａ、３Ｂがコア１０に巻線される。
【００３９】
線押さえ部材２０は、図４にも示すように、ワーク把持部材７１の上方に、スピンドル６１の軸方向に略直角に配置される棒状の部材であり、巻線方法の説明において後述するように、巻線作業（線材３Ａ、３Ｂの直角出し作業）において、線材３Ａ、３Ｂを上方から押さえて位置を固定するものである（図１１参照）。線押さえ駆動機構６４は、この線押さえ部材２０を前後方向（スピンドル６１の軸方向）と上下方向に駆動するもので、線押さえ部材２０はこの駆動によって、コア１０上の線材３Ａ、３Ｂを押さえ込む位置に移動するようになっている。
【００４０】
このように、線押さえ部材２０および線押さえ駆動機構６４は、ワーク把持部材７１毎に設けられるので、それぞれのスピンドル機構において、線押さえ部材２０とコア１０の位置関係を調節すれば、巻線作業時に線押さえ部材２０をコア１０に対して適切な位置に持ってくることができる。つまり、例えば、線押さえ部材２０をノズル機構８０側にのみ設けた場合には、インデックス動作毎に、線押さえ部材２０とコア１０の位置関係を調節し直す必要があるが、線押さえ部材２０等をワーク把持部材７１毎に設けてあれば、このような調整をする必要がない。したがって、巻線作業を効率化でき、また巻線作業の精度を向上させることができる。
【００４１】
図３に示すように、ガイドピン機構６５は、上端面に一対のガイドピン５Ａ、５Ｂが立設された昇降部材６５Ａと、この昇降部材６５Ａを上下方向に駆動する上下駆動機構６５Ｂとから構成される。ガイドピン５Ａ、５Ｂは、巻線方法の説明において後述するように、巻き始め側の線材３Ａ、３Ｂがそれぞれ係止されるピンであり、巻線時には、上下駆動機構６５Ｂにより、コア１０の正面に上昇してくる。また、線材３Ａ、３Ｂの巻き始め側のコア１０への溶着（図６参照）の後に、上下駆動機構６５Ｂにより昇降部材６５Ａをさらに上昇させれば、線材３Ａ、３Ｂは、巻き始め側の溶着部において、張力によって切断されることになる。
【００４２】
溶着時支持部材６６は、コア１０への線材３Ａ、３Ｂの溶着時に、溶着用電極９１がコア１０を上方から押さえ込む力に対抗するように、コア１０およびワーク把持部材７１を下方から支える部材である。支持部材昇降機構６７は、溶着時支持部材６６を上下方向に駆動する機構である。溶着時には、この支持部材昇降機構６７により、溶着時支持部材６６が、コア１０およびワーク把持部材７１の裏面に接するところまで上昇させられる。
【００４３】
図５には、溶着時支持部材６６によるコア１０およびワーク把持部材７１の支持の様子を示す。
【００４４】
図示されるように、コア１０は、その基端側の鍔部１４において、ワーク把持部材７１の把持部７１Ａに把持されているが、ワーク把持部材７１はコア１０よりもかなり大きなものであるので、コア１０の裏面とワーク把持部材７１の裏面との間には、段差が生じている。そこで、溶着時支持部材６６には、把持部材７１の裏面を支持する把持部材支持部６６Ｂと、コア１０の先端側（鍔部１４側）を支持するワーク支持部６６Ｄが、一体に備えられる。
【００４５】
詳しく説明すると、溶着時支持部材６６は、支持部材本体６６Ａと、この支持部材本体６６Ａのコア１０先端側の側面に固定されたワーク支持部材６６Ｃとからなる。支持部材本体６６Ａの上面は、把持部材支持部６６Ｂとなり、把持部材７１の裏面に当接する。一方、ワーク支持部材６６Ｃは、支持部材本体６６Ａの上方に、コア１０の裏面とワーク把持部材７１の裏面の段差分だけ延び出しており、その上端面のワーク支持部６６Ｄにおいて、コア１０先端側の裏面に当接し、コア１０を支持している。
【００４６】
このように、本実施の形態では、溶着時にワーク把持部材７１を支持する支持部材本体６６Ａと、コア１０を支持するワーク支持部材６６Ｃが、溶着時支持部材６６として一体となっているので、コア１０を安定して支持することができ、溶着作業を安定して行うことができる。なお、本実施の形態では、ワーク把持部材７１を支持する部材（支持部材本体６６Ａ）とコア１０を支持する部材（ワーク保持部材６６Ｃ）を別部材としたが、これらの部材を１部材から構成してもよい。
【００４７】
図６には、ノズル機構８０および溶着装置９０を中心とする構成を示す。
【００４８】
ノズル機構８０は、ノズル支持部材８１と、このノズル支持部材８１を３次元方向に移動させる３次元ノズル移動機構８２とから構成される。
【００４９】
３次元ノズル移動機構８２は、サーボモータにより駆動される上下方向、前後方向、左右方向の３つのボールねじ機構を組み合わせて（重ね合わせて）構成される。
【００５０】
ノズル支持部材８１は、ノズル１を、軸回りで回転可能に支持している。このノズル１は、２本の線材３Ａ、３Ｂが挿通されるもので、ノズル１の下端面に所定幅で配設された線材繰り出し部２Ａ、２Ｂを備えている。これらの線材繰り出し部２Ａ、２Ｂからは、それぞれバイファイラ巻きされる２本の線材３Ａ、３Ｂが並列に繰り出される。
【００５１】
ノズル支持部８１には、サーボモータ８３が備えられる。このサーボモータ８３は、プーリ８４、ベルト８５、プーリ８６を介してノズル１と連係し、ノズル１の回転角度（後述の図７〜図１１の平面内での傾き）を変更することができるようになっている。
【００５２】
巻線作業は、上記巻線機構６０におけるスピンドル６１の回転と、ノズル機構８０におけるノズル１の３次元移動および回転動作との組み合わせにより、実行される。
【００５３】
溶着装置９０は、大電流を印加可能な溶着電極９１と、この溶着電極９１を３次元方向に移動させるサーボ移動機構９２とから構成される。
【００５４】
サーボ移動機構９２は、サーボモータ９３Ａにより駆動される前後方向のボールねじ機構９３Ａと、サーボモータ９４Ａにより駆動される左右方向のボールねじ機構９４Ｂと、上下方向に伸縮するシリンダ９５とを組み合わせて（重ね合わせて）構成される。
【００５５】
コア１０への巻線の巻き始めと巻き始めにおける線材３Ａ、３Ｂの溶着は、コア１０の電極１３Ａ、１３Ｂあるいは１５Ａ、１５Ｂに配置された線材３Ａ、３Ｂに（図７、図１１参照）、溶着電極９１を上方から押し付けて、この溶着電極９１に大電流を流すことによりなされる。この場合、溶着電極９１は、３次元サーボ移動機構９２により移動させられるので、その位置決めは正確に行える。
【００５６】
つぎに、図７〜図１１にしたがって、本巻線装置による巻線方法について説明する。
【００５７】
図７に示すように、ノズル１から繰り出された線材３Ａ、３Ｂの端部は、捨て絡げピン４（図１〜図６には図示せず）に絡げられる。この状態から、ノズル１を３次元移動および回転動作させることにより、線材３Ａ、３Ｂは、それぞれガイドピン５Ａ、５Ｂに係止される。なお、これらのガイドピン５Ａ、５Ｂの間隔は、後述するコア１０の電極１３Ａ、１３Ｂと略同間隔となっている。
【００５８】
巻芯であるコア１０は、ガイドピン５Ａ、５Ｂの側方において、ワーク把持部材７１の把持部７１Ａに固定されている。コア１０は、チップコイルの芯部を構成する扁平な略直方体形状の部材で、線材３Ａ、３Ｂが巻回される巻回部１１と、この巻回部１１の軸方向両端の鍔部１２、１４からなる。鍔部１２、１４は、それぞれコア１０の巻き始め側端部、巻き終わり側端部となる。
【００５９】
鍔部１２には巻き始め側の電極１３Ａ、１３Ｂが、また鍔部１４には巻き終わり側の電極１５Ａ、１５Ｂが、それぞれ備えられる。電極１３Ａと１３Ｂ、電極１５Ａと１５Ｂは、それぞれコア１０の同一面上に（例えば図７に示される面上に）、コア１０の軸方向に略平行に延びて、所定の間隔で配置されている。これらの電極１３Ａ、１３Ｂ、電極１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ完成したチップコイルの端子電極となる。
【００６０】
鍔部１２は、ガイドピン５Ａ、５Ｂ側に配置されている。巻線作業の開始においては、まず、ノズル１１を、鍔部１２を超えて巻回部１１側に持ってくることにより、線材３Ａ、３Ｂが、それぞれ鍔部１２の電極１３Ａ、１３Ｂ上に、コア１０の軸方向に延びて配置されるようにする。この場合、線材３Ａ、３Ｂの間隔は、ノズル１の傾転により調整される。
【００６１】
このように線材３Ａ、３Ｂを電極１３Ａ、１３Ｂ上に配置したら、この配置された部分を、電極１３Ａ、１３Ｂに対して溶着して固定してしまう。この溶着された部分が、コイルの巻き始め側となる。
【００６２】
このような溶着がなされたら、図８に示すように、ノズル１をコア１０の軸に対して横方向に移動させる。この場合、巻き始め端の線材３Ａ、３Ｂは電極１３Ａ、１３Ｂ上に溶着されているので、線材３Ａ、３Ｂは、電極１３Ａ、１３Ｂの巻回部１１側端部から、略直角方向に引き出されることになる（直角入れ）。
【００６３】
続いて、図９に示すように、スピンドル６１の回転によりコア１０を自転させつつ、ノズル１をコア１０の軸方向（図の右方向）に移動させていくことにより、巻回部１１の回りに線材３Ａ、３Ｂが巻回される。この場合、巻回部１１外周において、線材３Ａ、３Ｂが交互に隙間無く巻回されるように、ノズル１の傾転角度が調整される。
【００６４】
このような巻回が、巻回部１１の鍔部１４側の端部までなされたら、図１０に示すように、ノズル１の３次元移動および回転動作により、線材３Ａ、３Ｂが、電極１５Ａ、１５Ｂの巻回部１１側端部に配置されるようにする。
【００６５】
このように、線材３Ａ、３Ｂを配置したら、図１１に示すように、線押さえ部材２０により、鍔部１４の手前のところで線材３Ａ、３Ｂを押さえつけて、固定する。そして、ノズル１を、コア１０の軸方向に鍔部１４を超えて移動させることにより、線材３Ａ、３Ｂをコア１０の軸方向外側に引き出す。これにより、線材３Ａ、３Ｂは、巻回部１１への巻回時における方向から略直角に引き出され（直角出し）、それぞれ電極１５Ａ、１５Ｂ上に、コア１０の軸方向に延びて配設される。この場合、線材３Ａ、３Ｂの間隔は、ノズル１の傾転により調整される。
【００６６】
続いて、電極１５Ａ、１５Ｂ上に配置された線材３Ａ、３Ｂの部分を、電極１５Ａ、１５Ｂに溶着する。この溶着が終了したら、線押さえ部材２０による固定を解除して、電極１３Ａ、１３Ｂおよび電極１５Ａ、１５Ｂからコア１０の軸方向両側に延び出す余分な線材３Ａ、３Ｂをカットして、巻線作業が終了し、チップコイルが完成する。
【００６７】
以上のように、本巻線方法によれば、線材３Ａ、３Ｂは、ノズル１の３次元移動および回転運動により、巻き始め側の電極１３Ａ、１３Ｂ上に導かれ、電極１３Ａ、１３Ｂに溶着された後、コア１０の軸に対して横方向に引き出され（直角入れ）、そのまま巻回部１１に巻回される。また、巻回部１１への巻回終了後には、線材３Ａ、３Ｂは、線押さえ部材２０により押さえられ、コア１０の軸方向に引き出されることにより（直角出し）、巻き終わり側の電極１５Ａ、１５Ｂ上に導かれて、溶着される。したがって、複数の線材３Ａ、３Ｂについて同時進行する各工程（電極１３Ａ、１３Ｂへの溶着、直角入れ、巻回部１１への巻回、直角出し、電極１５Ａ、１５Ｂへの溶着）間の移行はスムーズになされ、複数の線材３Ａ、３Ｂについて、これら一連の作業を効率的に行える。
【００６８】
また、直角入れ時における線材３Ａ、３Ｂの固定は、電極１３Ａ、１３Ｂへの溶着によりなされるので、電極１３Ａ、１３Ｂへの線材３Ａ、３Ｂの電気的な接続作業を、直角入れのための線材３Ａ、３Ｂの固定と兼ねることができる。したがって、直角入れのための線押さえ手段が必要とされず、コイル製造作業を簡略化でき、コストダウンを図れる。
【００６９】
また、巻き始め側において、線材３Ａ、３Ｂは、それぞれガイドピン５Ａ、５Ｂに係合させられてから電極１３Ａ、１３Ｂ上へ導入されるので、電極１３Ａ、１３Ｂ上への正確な導入を容易に実行でき、巻線作業を効率化できる。
【００７０】
つぎに全体的な作用を説明する。
【００７１】
パーツフィーダー３２に補給されたコア１０は、レール３２Ｂを搬送され、ワーク供給用ロボットハンド４１により、巻線機構６０のワーク給排出装置４０側を向いたワーク把持部材７１に装着される。
【００７２】
このように、ワーク把持部材７１に、新たに巻線がなされるべきコア（ワーク）１０が装着されたならば、インデックス装置３４により巻線機構６０を反転し、このワーク把持部材７１をノズル機構８０側に配置する。この場合、反転前にノズル機構８０側にあったワーク把持部材７１には、巻線が終了していたコア１０が把持されており、このコア１０は、反転によってワーク給排出装置４０側に移動してくる。この巻線が終了したコア１０（完成したチップコイル）は、ワーク排出溶ロボットハンド５１により、パレタイザー３３に搬送される。このコア１０が取り外されたワーク把持部材７１には、ワーク供給用ロボットハンド４１により、次回に巻線がなされるコア１０が装着されることになる。
【００７３】
ノズル機構８０側に運ばれてきたコア１０には、上記巻線方法の説明で述べたように、線材３Ａ、３Ｂが巻線される。
【００７４】
この巻線作業においては、ワーク把持部材７１毎に設けられた線押さえ部材２０および線押さえ駆動機構６４により、直角出し時の線材３Ａ、３Ｂの押さえがなされるので、インデックス動作毎に線押さえ部材２０の位置調整等をする必要がなく、効率的で精度のよい巻線作業が可能となる。
【００７５】
また、線材３Ａ、３Ｂの溶着作業時には、コア１０を下方から支持するワーク支持部材６６Ｃとワーク把持部材７１を下方から支持する支持部材本体６６Ａとが一体となった溶着時支持部材６６により、コア１０およびワーク把持部材７１が一体に支持されるので、コア１０は安定的に支持され、溶着作業は安定して行うことができる。
【００７６】
さらに、溶着用の溶着電極９１は、サーボ移動機構９２により動かされるので、溶着電極９１の位置決めは正確にでき、溶着作業は効率的に精度よく実行できる。
【００７７】
巻線が終了したならば、再びインデックス装置３４の反転を反転させることにより、コア１０をワーク給排出装置４０側に持っていって、ワーク排出用ロボットハンド５１によりパレタイザー３３に搬送する。
【００７８】
なお、上記実施の形態では、チップコイルの製造に本発明を適用したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、例えば、通常のコイルボビンへの巻線にも適用できる。
【００７９】
また、上記実施の形態では、２本の線材を並列に巻線する場合（バイファイラ巻き）に本発明を適用したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、本発明は３本以上の線材を同時に巻線する場合にも適用できる。
【００８０】
また、上記実施の形態では、巻線機構６０にスピンドル６１を備え、スピンドル６１の回転によってコア１０を自転させて巻線を行うようにしたが、本発明はこのようなスピンドル式の巻線装置に限られるものではない。例えば、コア１０を把持するワーク把持部材７１を固定しておき、コア１０の回りを公転するフライヤにノズル１を設けたり、あるいは３次元移動機構８２によりノズル１をコア１０の回りで公転させることにより、巻線するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における巻線装置の斜視図である。
【図２】同じくワーク給排出装置を中心とする斜視図である。
【図３】同じく巻線機構を中心とする斜視図である。
【図４】同じくワーク把持機構および線押さえ部材を示す平面図である。
【図５】同じく溶着時支持部材による支持の様子を示す断面図である。
【図６】同じくノズル機構および溶着装置を中心とする斜視図である。
【図７】同じく巻線方法を示す説明図である。
【図８】同じく説明図である。
【図９】同じく説明図である。
【図１０】同じく説明図である。
【図１１】同じく説明図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２Ａ、２Ｂ 線材繰り出し部
３Ａ、３Ｂ 線材
４ 捨て絡げピン
５Ａ、５Ｂ ガイドピン
１０ コア
１１ 巻回部
１２ 鍔部
１３Ａ、１３Ｂ 電極
１４ 鍔部
１５Ａ、１５Ｂ 電極
２０ 線押さえ部材
３４ インデックス装置
６１ スピンドル
６６ 溶着時支持部材
６６Ａ 支持部材本体
６６Ｃ ワーク支持部材
７１ ワーク把持部材
８２ ３次元ノズル移動機構
９０ 溶着装置
９１ 溶着電極
９２ サーボ移動機構
Claims (8)
- 複数の線材を巻芯に巻回してコイルを形成する巻線装置において、所定幅の間隔を持って配設された複数の線材繰り出し部を有するノズルを備え、前記ノズルの傾転によりその間隔が調整された複数の線材を巻芯の軸方向に向けて巻芯の巻き始め端部外側から巻回部側に導くことにより、巻芯の巻き始め端部側に設けた線材と同数の巻き始め側電極上にそれぞれ配置し、前記巻芯の軸方向に延びて所定の間隔で配置され前記複数の線材を対応する前記巻き始め側電極に固定し、この巻き始め側電極への固定部から前記複数の線材を巻芯の軸に対して横方向に引き出し、前記複数の線材を前記巻回部外周に並列に巻回し、巻芯の巻回部に並列に巻回された複数の線材の巻き終わり部分を線押さえ手段で一時的に固定し、この線押さえ手段による固定部から前記複数の線材を巻芯の軸方向に向けて巻芯の前記巻回部から巻き終わり端部外側に導くことにより、巻芯の巻き終わり端部側に設け前記巻芯の軸方向に延びて所定の間隔で配置された線材と同数の巻き終わり側電極上にそれぞれ配置し、前記複数の線材を対応する巻き終わり側電極に固定する巻線手段を備えたことを特徴とする巻線装置。
- 前記巻芯を把持する複数の把持手段と、前記複数の把持手段を順次巻線位置に割り出す割り出し手段とを備え、前記巻線手段は巻線位置に割り出された前記把持手段に把持された巻芯について巻線作業を行うようにするとともに、前記線押さえ手段を前記把持手段毎に前記把持手段と同数設けたことを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
- 前記複数の線材を前記巻き始め側電極および前記巻き終わり側電極へ溶着する溶着装置を備え、前記複数の線材の前記巻き始め側電極への固定は前記溶着装置による溶着によってなされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の巻線装置。
- 前記溶着装置は、溶着電極と、この溶着電極を溶着作業がなされるべき位置に移動させるサーボ機構とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の巻線装置。
- 前記溶着装置による溶着作業時に、前記巻芯を前記溶着電極と反対側から支持する巻芯支持部材と、この巻芯を把持する把持手段を前記溶着電極と反対側から支持する把持手段支持部材とを、一体化したことを特徴とする請求項４に記載の巻線装置。
- 前記複数の線材と同数のガイドピンを備え、前記複数の線材は、それぞれ対応するガイドピンに係止されることにより、対応する前記巻き始め端部側電極上に導かれることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の巻線装置。
- 前記巻線手段は、前記把持手段を軸回りで回転させるスピンドルを前記把持手段毎に前記把持手段と同数備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の巻線装置。
- 前記巻線手段は、前記複数の線材を並列に繰り出すノズルを３次元方向に移動可能させるノズル移動手段と、前記ノズルの傾転角度を変更するノズル回転手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の巻線装置。
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