JP4733250B2 - コイルリードの切断方法および切断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルのリード部を切断するコイルリードの切断方法および切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻線装置では、巻芯に線材を巻回してコイルを形成するが、このコイル両端のリード部を切断することが必要となる。従来から、このようなコイルリードのカットは、巻線装置に備えられた切断装置のカッターによって行われている。具体的には、リード部の切断部分に、カッターの刃部をその動作方向に対して直角に当て、カッターを動作方向に押圧することによってリード部を切断していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のカットでは、切断に対する抵抗が大きく、切断に大きな力が必要とされるため、きれいな切断面で切断することが難しかった。また、細い線材の場合には、カッターによる押圧力で、切断部以外の部分で線材が切れてしまったりすることもある。このような問題に対処するために、リード部に対して受け台を設け、この受け台上でカッターによる切断を行うことも考えられるが、この場合、受け台とリード部の接触状態を適切に保つのは容易でなかった。
【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、コイルのリード部を切断するコイルリードの切断方法および切断装置において、カットをスムーズに行うことができ、切断面をきれいに仕上げることができ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、巻芯に巻回されたコイルのリード部をカッターで切断するコイルリードの切断方法において、前記カッターから前記リード部に作用する押圧力が、前記リード部を前記巻芯に巻きつける方向の力と、前記コイルを前記巻芯の基端に押し付ける方向の力との合力からなるように、前記カッターの刃部を切断時の動作方向に傾けた。
【０００６】
第２の発明では、前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材が前記カッターの刃部が向く方向と反対側から支持されるようにした。
【０００７】
第３の発明では、前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材がコイル端部が接する支持面によって支持されるようにした。
【０００８】
第４の発明では、前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材が隣接する線材によって支持されるようにした。
【０００９】
第５の発明では、巻芯に巻回されたコイルのリード部を把持する把持手段と、この把持手段とコイルとの間でリード部をカットするカッターと、備えたコイルリードの切断装置において、前記カッターの刃部は、前記カッターから前記リード部に作用する押圧力が、前記リード部を前記巻芯に巻きつける方向の力と、前記コイルを前記巻芯の基端に押し付ける方向の力との合力からなるように、切断時の動作方向に傾けられる。
【００１０】
第６の発明では、前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材が前記カッターの刃部が向く方向と反対側から支持されるようにした。
【００１１】
第７の発明では、切断時に作用する前記刃部の傾きに基づく力に対して、前記リード部の基端の線材がコイル端部が接する支持面によって支持されるようにした。
【００１２】
第８の発明では、切断時に作用する前記刃部の傾きに基づく力に対して、前記リード部の基端の線材が隣接する線材によって支持されるようにした。
【００１７】
【発明の作用および効果】
第１の発明の切断方法および第５の発明の切断装置では、リード部を切断するカッターが、カッターの動作方向に対して傾きを持っているので、リード部の切断時における刃部（カッターの切断辺）とリード部断面との接触距離を長くとることができ、その分、カッターに加える押圧力は、小さくて済む。したがって、リード部の切断はスムーズになされ、切断面がきれいになるとともに、リード部の切断すべき部分以外で線材が切れてしまうようなことはない。
【００１８】
第２〜第４の発明の切断方法および第６〜第８の発明の切断装置では、リード部の切断時に、刃部の傾きに基づくカッターの動作方向に直交する力が作用するが、この力に対して、リード部の基端の線材は反対側から支持される。例えば、第３、第７の発明では、支持面により支持され、第４、第８の発明では、隣接する線材によって支持される。したがって、切断時にコイルは位置的に安定し、安定した切断作業を行える。
【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には巻線装置１の全体構成を示す。図示されるように、巻線装置１は、基台２上に、剥離装置１０、フライヤ式巻線機構２０、インデックス装置３０、切断装置４０を備える。
【００２３】
剥離装置１０は、線材３の表面の絶縁被膜を剥離する装置であって、図示されない線材源からの線材３は、まずこの剥離装置１０に導かれる。剥離装置１０においては、線材３のコイル端子部分となる位置の絶縁被膜が剥離される。この剥離装置１０に隣接して、フライヤ式巻線機構２０が設けられる。
【００２４】
図２に示すように、フライヤ式巻線機構２０は、スピンドル支持台２１、ねじ送り機構２２、スピンドル２３、フライヤ２４、ノズル２５、スピンドル駆動モータ２６等から構成される。
【００２５】
スピンドル支持台２１は、ねじ送り機構２２により前進後進可能に、基台２上に設置される。スピンドル２３は、このスピンドル支持台２１に対して、スピンドル支持台２１の前進後退方向に向けて、回転自在に軸支される。
【００２６】
スピンドル２３の先端部には、フライヤ２４が固定される。このフライヤ２４には、スピンドル２３の軸から偏心して、ノズル２５が固定される。剥離装置１０からの線材３は、スピンドル２３の同軸上に形成された中空部に、スピンドル２３の基端側から導かれ、さらにスピンドル２３側面に形成された開口から、ノズル２４に導かれる。
【００２７】
スピンドル駆動モータ２６は、スピンドル２３の回転駆動手段であって、このスピンドル駆動モータ２６の回転軸に固定されたプーリ２７は、スピンドル２３の外周に固定されたプーリ２８と、ベルト２９により連係されている。
【００２８】
インデックス装置３０は、フライヤ式巻線機構２０に隣接して設けられ、台座３１、回転中心軸３２、回転体３３、複数（８本）の巻芯収容筒３４および巻芯３５等から構成される。
【００２９】
台座３１は基台２に固定され、この台座３１から台座３１から鉛直上方に回転中心軸３２が延び出している。回転体３３は、この中心軸３２の同軸上に設けられ、軸回りで回転可能となっている。回転体３３は、図示されない駆動機構により、回転駆動される。
【００３０】
回転体３３は、略正八角形のフレームからなり、その８つの側面には、それぞれ巻芯収容筒３４が貫通固定されている。これらの巻芯収容筒３４には、それぞれ巻芯３５が軸方向に進退自在に収容される。各巻芯３５が巻芯収容筒３４から回転体３３の外側に突出した部分が、線材３が巻回される巻回部となる。
【００３１】
巻芯３４は、回転体３３の回転とともに位置を変え、フライヤ式巻線機構２０と正対する巻線位置、この巻線位置から１８０度回転した線材カット位置、この線材カット位置からさらに１８０度回転したコイル排出位置等に、順次割り出されていく。
【００３２】
巻線位置は、巻線作業がなされる位置であり、巻線位置にある巻芯３５Ａの回りを、線材３を繰り出すノズル２５が、スピンドル２３の回転とともに公転することにより、巻芯３５Ａの巻回部に線材が巻回される。この場合、巻線の進行にともなって、フライヤ式巻線機構２０を後退させていくことにより（図の右方向に移動させることにより）、巻線は巻回部の根元側から先端側に向けてなされるようになっている。
【００３３】
なお、台座３１側には、捨て絡げピン３９が備えられており、一番最初の巻線作業においては、ノズル２５から繰り出された線材３の端部が、この捨て絡げピン３９に絡げられて、巻線作業が行われるようになっている。
【００３４】
コイル排出位置は、巻き上がってリード部のカットがなされたコイル４を排出する位置であり、このコイル排出位置にある巻芯３５Ｃが巻芯収容筒３４内に後退することによって、支持を失ったコイル４がコイル収集箱５内に落下するようになっている。
【００３５】
図３にしたがって、このメカニズムを詳しく説明する。各巻芯３５の基端側は、巻芯収容筒３４から回転体３３の内側に突出しているが、この基端部はフランジ部３６となっている。このフランジ部３６と巻芯収容筒３４の内側端面の間には、スプリング３７が備えられる。このスプリング３７は、フランジ部３６を回転中心軸３２側に付勢し、フランジ部３６は回転中心軸３２の外周面に接している。
【００３６】
回転中心軸３２の外周面はカム面となっており、コイル排出位置にある巻芯３５Ｃのフランジ部３６が接するところは、他の部分よりも窪んだ凹部３８となっている。これにより、コイル排出位置に移動してきた巻芯３５Ｃは、スプリング３７の付勢力により、巻芯収容筒３４内に後退して、巻線３５Ｃの先端部（巻回部）は巻芯収容筒３４内に収納される。この場合、コイル４は、巻芯収容筒３４の外側端面に当たって、その場に取り残される結果、支持を失い、下方のコイル収集箱５に落下する。
【００３７】
図２に示すように、 線材カット位置は、切断装置４０と正対する位置であり、この線材カット位置にある巻芯３５Ｂの巻回部に巻回されているコイル両端のリード部が、切断装置４０によってカットされる。すなわち、巻芯３５に巻線された線材３は、切断されることなく、巻線位置の巻芯３５Ａから線材カット位置の巻芯３５Ｂまで、数珠繋ぎにつながったままとなっているので、これを線材カット位置においてカットする。
【００３８】
切断装置４０は、台座４１、本体部４２、カッター支持部材４３、２枚のカッター４４、４５、２台のクランプ装置４６、４７等から構成される。
【００３９】
台座４１は、切断装置４０の基部を構成するもので、基台２上に固定されている。本体部４２は、この台座４１に設置されたレール４１Ａに沿って、インデックス装置３０の線材カット位置にある巻芯３５Ｂに対して、前進後退し得るようになっている。この前進後退は、台座４１内に収容されたねじ送り機構４８によりなされる。
【００４０】
本体部４２は、略Ｌ字型の部材で、その直立部分に設置されたレール４２Ａに沿って、カッター支持部材４３が昇降可能となっている。この昇降動作は、図示されないシリンダにより駆動される。
【００４１】
カッター支持部材４３の下部には、一対のカッター４４、４５が、刃部４４Ａ、４５Ｂを下方に向けて取り付けられている。これらのカッター４４、４５は、巻芯３５Ｂ外周のコイル４の巻き始め側リード部５１、巻き終わり側のリード部５２をそれぞれ切断するもので、切断装置４０が巻芯３５Ｂ側に前進したときに、刃部４４Ａ、４５Ａが、それぞれ巻き始め側リード部５１、巻き終わり側リード部５２の切断位置上方に位置するように、略平行に設けられている。なお、各巻芯３５に対して回転部材３３の回転方向のリード部が巻き始め側リード部５１、これと反対側のリード部が巻き終わり側リード部５２である。
【００４２】
カッター支持部材４３の下方には、一対のクランプ装置４５、４６が備えられる。図４に示すように、これらのクランプ装置４４、４５は、コイルリード部の切断作業時に、それぞれ巻芯３５外周のコイル４の巻き始め側リード部５１、巻き終わり側リード部５２を把持するものであり、切断装置４０が前進したときに、巻芯３５Ｂ外周のコイル４両端のリード部５１、５２をちょうど把持できるように配置されている。この把持によって、カッター４４、４５の押圧力に対して、リード部が適切に支持される。なお、巻芯３５Ｂ外周にあるコイル４の巻き始め側（コイル排出位置側）のリード部は、一つ手前のコイル４から切断されているが、その剛性により略水平に延び出しており、クランプ装置４６によってうまく把持されるようになっている。
【００４３】
図５に示すように、カッター４４、４５の刃部４４Ａ、４５Ａは、巻芯３５Ｂの基端部側（図の右側）に向けて、カッター４４、４５の動作方向である上下方向に対して傾いている。このように刃部４４Ａ、４５Ａを傾けることにより、切断にかかる負荷を小さくでき、スムーズな切断ができるとともに、切断時にコイル４が適切に支持され、安定した切断を行える。
【００４４】
詳しく説明すると、カッター４４、４５の刃部４４Ａ、４５Ａが斜めを向いていることにより、リード部の切断時における刃部４４Ａ、４５Ａとリード部断面との接触距離を長くとることができ、その分、カッター４４、４５に加える押圧力は、小さくて済む。
【００４５】
また、刃部４４Ａ、４５Ａが斜めを向いていることにより、切断時にリード部５１、５２には、押圧力の分力が横向き（図の右向き）に作用するが、この分力により、巻き始め側リード部５１の基端の線材４Ａ、巻き終わり側リード部５２の基端の線材４Ｂは、それぞれ、巻芯収容筒３４の端面３４Ａ、隣接する線材４Ｃに押し付けられ、適切に支持される。すなわち、巻き始め側リード部５１基端の線材４Ａは、巻芯収容筒３４の外側端面３４Ａに接しているが、押圧力の分力は、線材４Ａを外側端面３４Ａに押し付けるように作用する。また、巻き終わり側リード部５２基端の線材４Ｂには、押圧力の分力が作用する方向に、コイル４を構成する他の線材４Ｃが存在しているので、この線材４Ｃに押し付けられる。これにより、切断時にリード部５１、５２の位置が安定し、例えば切断時の押圧力の分力によってコイル４が巻芯３５Ｂから抜け出す方向に動いてしまうことはなく、安定した切断作業を行える。
【００４６】
つぎに作用を説明する。
【００４７】
巻線装置においては、剥離装置１０により所定位置の絶縁被膜が剥離された線材３が、フライヤ式巻線機構２０に導かれ、インデックス装置３０の巻線位置に割り出された巻芯３５Ａに対して巻線される。このように外周に巻線がなされた巻芯３５Ａは、インデックス装置３０の回転体３３の回転により、線材カット位置へと移動する。
【００４８】
線材カット位置の巻芯３５Ｂ外周に巻回されたコイル４は、両側のリード部５１、５２がカットされる。この切断方法につき、詳しく説明すると、まず、切断装置４０を巻芯３５Ｂ側に前進させ、コイル４の巻き始め側リード部５１と巻き終わり側リード部５２を、それぞれ把持装置４６、４７で把持する。この状態で、カッター４４、４５を下降させることにより、リード部５１、５２をカットする。
【００４９】
この場合、カッター４４、４５の刃部４４Ａ、４５Ａは、いずれも巻芯３５Ｂの基端側を向くように傾いている。したがって、この傾き分、小さな押圧力でリード部５１、５２を切断することができるので、スムーズな切断がなされ、リード部５１、５２の切断すべき部分以外で線材３が切れてしまうようなことはない。また、切断時には、刃部４４Ａ、４５Ａの傾きによって生じる押圧力の分力により、リード部５１の基部４Ａは巻芯収容筒３４の外側端面３４Ａに、また、リード部５２の基部４Ｂは隣接する線材４Ｃに、それぞれ押し付けられるので、コイル４は位置的に安定し、安定したカット作業を行える。
【００５０】
リード部５１、５２がカットされたコイル４は、インデックス装置３０によってコイル排出位置に移送され、コイル収集箱５に収集される。
【００５１】
図６、図７には、本発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態は、上記図１〜図５の実施の形態と比較して、切断装置４０のカッターの構成が異なるもので、他の構成においては共通するものである。
【００５２】
図６に示すように、本実施の形態では、切断装置４０のカッターとして、上側カッター６０と下側カッター７０が、上下から対向状態で設けられる。
【００５３】
上側カッター６０は、逆凹型の部材であり、その下方に略平行に延び出す２枚の面の下部が、それぞれカッター部６１、６２となっている。これらのカッター部６１、６２の下端部が、略水平な刃部６１Ａ、６２Ａとなっている。
【００５４】
下側カッター７０は、直方体の上面部分をＶ字型に切り欠いた部材で、この切り欠きにより形成された２つの凸部がカッター部７１、７２となっている。これらカッター部７１、７２の頂部が、刃部７１Ａ、７２Ａとなっている。
【００５５】
上側カッター６０、下側カッター７０は、それぞれ支持軸６３、７３を介して図示されない駆動機構に着脱自在に（交換可能に）取り付けられ、上下方向に駆動されるようになっている。リード部５１、５２は、この上側カッター６０、下側カッター７０の上下方向の動作によって、それぞれ上側カッター６０の刃部６１Ａ、６２Ａと下側カッター７０の刃部７１Ａ、７２Ａに上下から挟み込まれて切断される。
【００５６】
なお、本実施の形態では、上記実施の形態とは異なり、リード部５１、５２の基端は、巻芯３５Ｂの下側に配置されるようになっている。
【００５７】
このような切断作業において、切断後のコイル４の形状をどのようにしたいかに応じて、上側カッター６０または下側カッター７０を適切なサイズのものに交換し、また切断時における上側カッター６０と下側カッター７０の位置関係を調整する。
【００５８】
具体的に、図７（Ａ）に示すように、コイル４のリード部５１、５２の切断端を、リード部５１、５２の基端部側に持ってきたいときには、上側カッター６０として、そのカッター部６１、６２の刃部６１Ａ、６２Ａの間隔が、下側カッター７０のカッター部７１、７２の刃部７１Ａ、７２Ａの間隔と略同じであるか、刃部７１Ａ、７２Ａの間隔よりもわずかに狭くなったものを選択する。そして、下側カッター７０を、リード部５１、５２を下方に傾ける角度に応じた距離だけ、巻芯３５Ｂよりも下方に配置する。この状態で、上方から上側カッター６０を下降させてくることにより、リード部５１、５２の切断がなされる。
【００５９】
一方、図７（Ｂ）に示すように、コイル４のリード部５１、５２の切断端を、リード部５１、５２の基端部と反対側に持っていきたいときには、上側カッター６０として、、そのカッター部６１、６２の刃部６１Ａ、６２Ａの間隔が、下側カッター７０のカッター部７１、７２の刃部７１Ａ、７２Ａの間隔と略同じであるか、刃部７１Ａ、７２Ａの間隔よりもわずかに広くなったものを選択する。そして、下側カッター７０の２つのカッター部７１、７２によって形成された凹部内に、コイル４がちょうど配置されるように、下側カッター７０の巻芯３５Ｂに対する位置を決める。この状態で、上側カッター６０を下降させてくることにより、リード部５１、５２の切断がなされる。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、リード部５１、５２は、上側カッター６０、下側カッター７０により上下から挟み込まれて切断されるので、安定した切断が行えるとともに、上側カッター６０と下側カッター７０のサイズおよび位置を調整することにより、カットされたリード部５１、５２を所望の形状とすることができる。
【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全体図である。
【図２】同じく巻線装置の主要部の斜視図である。
【図３】同じくインデックス装置の一部の平面図である。
【図４】同じくリード部のカットを示す斜視図である。
【図５】同じくリード部のカットを示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態における切断装置を示す斜視図である。
【図７】同じくリード部のカットを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 巻線装置
３ 線材
４ コイル
２０ フライヤ式巻線機構
３０ インデックス装置
３５ 巻芯
４０ 切断装置
４４ カッター
４４Ａ 刃部
４５ カッター
４５Ａ 刃部
４６ 把持装置
４７ 把持装置
５１ リード部
５２ リード部
６０ 上側カッター
６１ カッター部
６１Ａ 刃部
６２ カッター部
６２Ａ 刃部
７０ 下側カッター
７１ カッター部
７１Ａ 刃部
７２ カッター部
７２Ａ 刃部

Claims (8)

1. 巻芯に巻回されたコイルのリード部をカッターで切断するコイルリードの切断方法において、
   前記カッターから前記リード部に作用する押圧力が、前記リード部を前記巻芯に巻きつける方向の力と、前記コイルを前記巻芯の基端に押し付ける方向の力との合力からなるように、前記カッターの刃部を切断時の動作方向に傾けたことを特徴とするコイルリードの切断方法。
2. 前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材が前記カッターの刃部が向く方向と反対側から支持されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコイルリードの切断方法。
3. 前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材がコイル端部が接する支持面によって支持されるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のコイルリードの切断方法。
4. 前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材が隣接する線材によって支持されるようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のコイルリードの切断方法。
5. 巻芯に巻回されたコイルのリード部を把持する把持手段と、
   この把持手段とコイルとの間でリード部をカットするカッターと、
   を備えたコイルリードの切断装置において、
   前記カッターの刃部は、前記カッターから前記リード部に作用する押圧力が、前記リード部を前記巻芯に巻きつける方向の力と、前記コイルを前記巻芯の基端に押し付ける方向の力との合力からなるように、切断時の動作方向に傾けられることを特徴とするコイルリードの切断装置。
6. 前記刃部の傾きに基いて切断時に作用する力に対して、前記リード部の基端の線材が前記カッターの刃部が向く方向と反対側から支持されるようにしたことを特徴とする請求項５に記載のコイルリードの切断装置。
7. 切断時に作用する前記刃部の傾きに基づく力に対して、前記リード部の基端の線材がコイル端部が接する支持面によって支持されるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のコイルリードの切断装置。
8. 切断時に作用する前記刃部の傾きに基づく力に対して、前記リード部の基端の線材が隣接する線材によって支持されるようにしたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のコイルリードの切断装置。

Images