JP4980311B2 - 空芯コイル及びその巻線方法及び巻線装置 - Google Patents

Description

本発明は、空芯コイル及びその巻線方法及び巻線装置に関するものである。

一般に、空芯コイルは、線材を渦巻き状に巻回したコイル部と、このコイル部の内周から延びる線材からなる巻き始めリード部と、このコイル部の外周から延びる線材からなる巻き終わりリード部とを有する（特許文献１参照）。

この種の空芯コイルを形成する従来の巻線装置は、回転する巻芯にノズルから繰り出される線材を巻回した後、余分な線材をカッタによって切断し、巻き始めリード部と巻き終わりリード部が巻回方向に延びた状態で巻線作業を終了していた。
特開平１０−３０３０１５号公報

しかしながら、従来の巻線装置は、巻き始めリード部と巻き終わりリード部が巻回方向に延びた状態で巻線作業を終了していたため、空芯コイルを基板に接続する前の工程として、手作業によって巻き始めリード部と巻き終わりリード部とをコイル部から所定方向に延びるように整形する必要があり、この整形作業に手間がかかるという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、空芯コイルの巻き終わりリード部をコイル部の側面巻き部に沿うように整形する空芯コイル及びその巻線方法及び巻線装置を提供することを目的とする。

本発明は、線材が渦巻き状に巻回されたコイル部と、このコイル部の内周巻き部から延びる線材からなる巻き始めリード部と、コイル部の外周巻き部から延びる線材からなる巻き終わりリード部とを有する空芯コイルであって、巻き終わりリード部は外周巻き部と内周巻き部との間でコイル部の側面巻き部に沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部を有することを特徴とする。

また、本発明は、線材が渦巻き状に巻回されたコイル部と、このコイル部の内周巻き部から延びる線材からなる巻き始めリード部と、コイル部の外周巻き部から延びる線材からなる巻き終わりリード部とを有する空芯コイルを形成するコイル巻線方法であって、ノズルから繰り出される線材を巻芯に巻回してコイル部を形成する巻回工程と、外周巻き部から延びる線材を整形して外周巻き部と内周巻き部との間でコイル部の側面巻き部に沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部を形成する巻き終わりリード部の整形工程と、コイル部から巻芯を抜き取る抜き取り工程とを行うことを特徴とする。

また、本発明は、線材が渦巻き状に巻回されたコイル部と、このコイル部の内周巻き部から延びる線材からなる巻き始めリード部と、コイル部の外周巻き部から延びる線材からなる巻き終わりリード部とを有する空芯コイルを形成するコイル巻線装置であって、線材を繰り出すノズルと、このノズルから繰り出される線材が巻回される巻芯と、この巻芯に対して移動するフォーミング器を備え、ノズルから繰り出される線材を巻芯に巻回してコイル部を形成する巻回工程と、外周巻き部から延びる線材をフォーミング器に掛け回すことによって整形して外周巻き部と内周巻き部との間でコイル部の側面巻き部に沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部を形成する巻き終わりリード部の整形工程と、コイル部から巻芯を抜き取る抜き取り工程とを行う構成としたことを特徴とする。

本発明によると、巻き終わりリード部がコイル部の側面巻き部に沿うように整形された空芯コイルを自動的に形成することが可能となり、終わりリード部を手作業によって整形する必要が無くなり、生産性を高められる。

巻き終わりリード部がコイル部の外径方向に引っ張られても、巻き終わりリード部の側面巻き部に沿って湾曲した巻き終わりリード基端湾曲部が撓み変形することにより、コイル部の外周巻き部が崩れることを防止するとともに、線材に過大な応力がかかって断線することを防止し、コイル部の形状が維持される。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１の（ａ）は空芯コイル１の側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。この空芯コイル１は例えばハードディスク装置のアームを駆動する部品として用いられる。

空芯コイル１は線材２を台形の渦巻き状に巻回したコイル部３と、このコイル部３の内周から延びる線材２からなる巻き始めリード部４と、このコイル部３の外周から延びる線材２からなる巻き終わりリード部５とを有する。

巻き始めリード部４と巻き終わりリード部５とは、それぞれコイル部３の巻回中心軸Ｏから半径方向に並んで延びるように整形される。巻き始めリード部４と巻き終わりリード部５とは、所定の間隔をもって略平行に延びる。

線材２を多層の渦巻き状に巻回したコイル部３は、その内周に並ぶ線材２からなる内周巻き部３ａと、その外周に並ぶ線材２からなる外周巻き部３ｃと、その両側面に並ぶ線材２からなる対の側面巻き部３ｂとを有する。

巻き始めリード部４は、コイル部３の内周巻き部３ａから曲折して延びかつコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように延びる巻き始めリード基端部４ａを有する。

巻き終わりリード部５は、コイル部３の外周巻き部３ｃから曲折して延びかつコイル部３の側面巻き部３ｂに沿って湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部５ａを有する。

線材２の表面に融着層がコーティングされており、この融着層がコイル部３の巻回時に加熱されて溶融した後に固まることにより、コイル部３の形状が維持される。

巻き始めリード基端部４ａと巻き終わりリード基端湾曲部５ａは、コイル部３の側面巻き部３ｂに、線材２の表面にコーティングされた融着層を介して固着（溶着）されることにより、それぞれの形状が維持される。

なお、これに限らず、巻き始めリード基端部４ａ、巻き終わりリード基端湾曲部５ａは、コイル部３の側面巻き部３ｂに固着しない構成としてもよい。

線材２の表面には絶縁層がコーティングされているが、巻き始めリード部４の先端部と巻き終わりリード部５の先端部とは、絶縁層が剥離されており、例えばハードディスク装置に組み付けられる工程にて、ハードディスク装置に備えられる基板に半田付け等によって接続されるようになっている。

図２は空芯コイル１を形成するコイル巻線装置１０の概略構成を示す斜視図である。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平横方向、Ｙ軸が略水平前後方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、コイル巻線装置１０の構成を説明する。

架台１１上に同一Ｘ軸上にて回転する第一、第二スピンドル２０、３０が設けられ、第一、第二スピンドル２０、３０に第一、第二巻き治具４０、３５が取り付けられ、後述するように第一、第二巻き治具４０、３５を介して線材２が巻回されることによりコイル部３が形成される。

第一スピンドル２０は第一ヘッド２１に回転可能に支持され、第一スピンドルモータ２２によってベルト２３及びプーリを介して回転駆動される。

第一ヘッド２１は架台１１上にリニアガイド２４を介してＸ軸方向に移動可能に支持され、移動機２５によってＸ軸方向に移動するように駆動される。

移動機２５は、サーボモータ２７によって回転駆動されるボールネジ２８と、このボールネジ２８に螺合して平行移動する従動子２９等によって構成される。

第二スピンドル３０は第二ヘッド３１に回転可能に支持され、第二スピンドルモータ３２によってベルト３３及びプーリを介して回転駆動される。第二ヘッド３１は架台１１上に固定される。

図３に示すように、第一巻き治具４０はその治具端面４１から巻芯４２が突出する一方、第二巻き治具３５はその治具端面３６に開口する凹部３７が形成される。移動機２５によって第一スピンドル２０がＸ軸方向に移動して第二スピンドル３０に近づくことにより、巻芯４２の先端部４２ａが凹部３７に嵌合する。

巻芯４２と凹部３７の断面は、略台形に形成され、コイル部３の内周断面形状に沿うようにしているが、これに限らず、コイル部３の内周断面形状に応じて他の形状としてもよい。

巻芯４２は第一巻き治具４０に対してＸ軸方向に移動可能に支持され、治具端面４１から出没可能に突出するように構成される。巻芯４２にはロッド４３が連結され、第一巻き治具４０及び第一スピンドル２０はこの巻芯４２及びロッド４３が貫通する中空構造をしており、ロッド４３の第一スピンドル２０から突出する端部が移動機４５の従動子４９にベアリング４６を介して連結される。移動機４５は、サーボモータ４７によって回転駆動されるボールネジ４８と、このボールネジ４８に螺合して平行移動する従動子４９等によって構成され、従動子４９を介してロッド４３をＸ軸方向に移動する。巻芯４２は、移動機４５の作動によって治具端面４１から突出する巻線位置と、治具端面４１から突出しないように引き込まれる格納位置とに切り換えられる。

架台１１上に移動機５１、５２、５３によってＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動するノズル台５０が設けられる。移動機５１は架台１１に対してＸ軸方向移動台５６をＸ軸方向に移動する。移動機５２はＸ軸方向移動台５６に対してＹ軸方向移動台５７をＹ軸方向に移動する。移動機５３はＹ軸方向移動台５７に対してノズル台５０をＺ軸方向に移動する。移動機５１、５２、５３は、サーボモータによって回転駆動されるボールネジと、このボールネジに螺合して平行移動する従動子等によって構成される。

ノズル台５０にはノズル５８が固定され、このノズル５８には図示しない線材供給源から線材２が供給される。

ノズル台５０には被覆剥離機５９が設けられ、この被覆剥離機５９はコントローラから指令に基づいて線材２の周囲を回転するカッタによって融着層、絶縁層の被覆を線材２から所定の範囲で剥離するものであり、これについては、本出願人により特願２０００−２１６４４３号として出願されている。

ノズル台５０には線材押さえ機５５が設けられ、この線材押さえ機５５はコントローラから指令に基づいてシリンダによつて移動する押さえ部材を介して線材２を挟持し、線材２がノズル５８から抜けないようにする。

ノズル台５０にはカッタ６１がシリンダ６２を介してＺ軸方向に移動可能に設けられる。カッタ６１はコントローラから指令に基づいて線材２を切断するものである。

ノズル台５０には線材ガイド６３がシリンダ６４を介してＺ軸方向に移動可能に設けられる。図９の（１０）に示すように、線材ガイド６３はＺ軸方向に延びる２本のガイド棒６５の間に線材２を通して案内するものである。２本のガイド棒６５の間隔は線材２の外径より所定のクリアランス分だけ大きく設定され、ノズル５８から繰り出される線材２が各ガイド棒６５の間を円滑に通るようにする。これにより、２本のガイド棒６５の間隔は、ノズル５８の開口径より小さく設定されるため、線材２を２本のガイド棒６５の間を通して導くことにより、線材２を精度よく案内することができるとともに、線材２を巻回する速度を高められる。

線材ガイド６３はシリンダ６４の作動によって各ガイド棒６５の間に線材２を通して案内する巻線位置と、各ガイド棒６５が線材２から下方に離れる格納位置とに切り換えられる。

架台１１上に移動機７１、７２、７３によってＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動するフォーミング台８０が設けられる。移動機７１は架台１１に対してＸ軸方向移動台７６をＸ軸方向に移動する。移動機７２はＸ軸方向移動台７６に対してＹ軸方向移動台７７をＹ軸方向に移動する。移動機７３はＹ軸方向移動台７７に対してフォーミング台８０をＺ軸方向に移動する。移動機７１、７２、７３は、サーボモータによって回転駆動されるボールネジと、このボールネジに螺合して平行移動する従動子等によって構成される。

フォーミング台８０にはフォーミング器８１、クランプ８４、カッタ８３、排出器８５がそれぞれ取り付けられ、後述するように巻き始めリード部４、巻き終わりリード部５の切断、整形等の作業を行うようになっている。

フォーミング器８１は、後述する図１２の（２１）に示すように、Ｘ軸とＺ軸方向に延びる平板状に形成されたフォーミング板８８と、このフォーミング板８８の先端部からコイル部３の巻回中心軸Ｏ（Ｘ軸）方向に突出した棒状のフォーミングピン８２とを有する。

コイル巻線装置１０は、コイル部３を形成した後に、フォーミング板８８をコイル部３の側面巻き部３ｂに当接させた状態で、ノズル５８を移動してフォーミング板８８から突出するフォーミングピン８２に巻き終わりリード部５となる線材２を掛け回すことにより、コイル部３の側面巻き部３ｂに沿って湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部５ａを整形する構成とする。

架台１１上に熱風器９０が設けられ、この熱風器９０はコントローラから指令に基づいて熱風を吹き出すものであり、コイル部３の巻回時に線材２にコーティングされている融着層を加熱して溶融させるようになっている。

図３に示すように、第二巻き治具３５はその治具端面３６に凹部３７が開口しており、第一スピンドル２０がＸ軸方向に移動することにより、図４に示すように、巻芯４２の先端部４２ａが凹部３７に嵌合する。

線材２の先端部を保持する線材端保持手段として、第二巻き治具３５に絡げ棒３８が設けられる。絡げ棒３８の先端部にはスリット３９が形成され、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、線材２がスリット３９に通して絡げられることにより、第二巻き治具３５に対して線材２の先端部が保持される。

第二巻き治具３５には、巻き始めリード部４となる線材２が収まるリードガイド溝１２が形成される。このリードガイド溝１２は絡げ棒３８の近傍から凹部３７へと延び、コイル部３の巻回時に絡げ棒３８から巻芯４２へと延びる線材２が収まるようになっている。

リードガイド溝１２は、巻回中心軸Ｏ（第二巻き治具３５の回転中心軸）を含む平面に対して平行に延びる２つの平面状の溝側面１３を有し、その開口幅が線材２の外径より所定のクリアランス分だけ大きく設定される。

リードガイド溝１２は、一対のリードガイド溝開口縁部１４を有し、このリードガイド溝開口縁部１４が巻芯４２の間に線材２が入り込む断面楔状の間隙を画成するリード部案内手段を構成し、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、線材２の巻き始めリード基端部４ａとなる部位を巻芯４２に押し付けるように案内する。

リードガイド溝開口縁部１４は溝側面１３に対して傾斜するように形成される。換言すると、リードガイド溝開口縁部１４は巻回中心軸Ｏを含む平面に対して傾斜し、巻芯４２の間に断面楔状の間隙を画成する。

リードガイド溝１２の開口端に一対のリードガイド溝開口縁部１４が形成されているため、巻芯４２の回転方向を変えても各リードガイド溝開口縁部１４の一方が線材２を巻芯４２に押し付けるようになっている。

なお、巻芯４２の回転方向を変えない場合は、リードガイド溝１２の開口端の線材２が掛け回される側のみに一つのリードガイド溝開口縁部１４を形成してもよい。

また、リード部案内手段として、リードガイド溝１２の溝側面１３を巻回中心軸Ｏを含む平面に対して傾斜するように形成していもよい。この場合、リードガイド溝１２の溝側面１３が巻芯４２の間に線材２が入り込む断面楔状の間隙を画成し、線材２の巻き始めリード部４の基端となる部位を巻芯４２に押し付けるように案内する。

線材掛け回し工程にて、絡げ棒３８からリードガイド溝１２を通ってノズル５８へと延びる線材２の巻回中心軸Ｏ（Ｘ軸）に対する傾斜角度が大きくなると、線材２をリードガイド溝開口縁部１４に係合させることが難しくなる。

これに対処して、絡げ棒３８は治具端面３６（巻芯４２）に対して巻回中心軸Ｏ（Ｘ軸）方向について所定距離だけ離して設けられ、線材掛け回し工程にて、絡げ棒３８からリードガイド溝１２を通って巻芯４２へと延びる線材２が巻回中心軸Ｏ（Ｘ軸）に対して傾斜する角度を十分に小さく設定し、ノズル５８を移動して絡げ棒３８からリードガイド溝１２を通って巻芯４２へと掛け回される線材２がリードガイド溝開口縁部１４と巻芯４２の間に画成される断面楔状の間隙に入り込むようになっている。

第二巻き治具３５の治具端面３６と、第一巻き治具４０の治具端面４１とは、巻回中心軸Ｏ（Ｘ軸）に対して直交する平面状に形成される。

第二巻き治具３５には巻回中心軸Ｏ（Ｘ軸）に対して傾斜する傾斜面１５が形成され、この傾斜面１５にリードガイド溝１２が開口している。この傾斜面１５によって第二巻き治具３５はリードガイド溝１２が開口する部位がテーパ状に削除されており、線材掛け回し工程にて絡げ棒３８からノズル５８へと延びる線材２がリードガイド溝１２に入りやすくなっている。

コントローラは、各移動機２５、４５、５１、５２、５３、７１、７２、７３の各サーボモータ、第一、第二スピンドルモータ２２、３２、被覆剥離機５９、シリンダ６２、６４、カッタ６１、クランプ８４、カッタ８３等の作動をシーケンス制御し、第一、第二巻き治具４０、３５に対して線材２を巻回して空芯コイル１を自動的に形成する。

コイル巻線装置１０は、次の各工程を順に行い、空芯コイル１を形成する。以下、図６〜図１４に基づいてコイル巻線装置１０の動作を説明する。

図６の（１）に矢印で示すように、 移動機２５によって第一巻き治具４０を第二巻き治具３５に近づけるように移動し、巻芯４２の先端部４２ａを凹部３７に嵌合させる。

このとき、第一巻き治具４０の治具端面４１と第二巻き治具３５の治具端面３６との間隔は、空芯コイル１の巻き幅に応じて設定される。この各治具端面４１、３６どうしの間隔は、ノズル５８の外径より大きい範囲で任意に設定され、各治具端面４１、３６の間にノズル５８が入れるようにする。

（２）に矢印で示すように、第一、第二スピンドル２０、３０によって第一、第二巻き治具４０、３５を９０°回転し、絡げ棒３８をノズル５８の方に向ける。

（３）、図７の（４）に矢印で示すように、各移動機５１、５２、５３によってノズル５８を動かして線材２を絡げ棒３８に絡げ、絡げ棒３８のスリット３９からノズル５８へと線材２が延びるようにする。これにより、線材２の先端部が第二巻き治具３５に対して所定位置に保持される。

上記の動作が、ノズル５８から繰り出される線材２の先端部を線材端保持手段（絡げ棒３８）に保持する線材端保持工程として行われる。

（５）に矢印で示すように、ノズル５８をリードガイド溝１２に沿ってＸ軸方向に移動する。

（６）に矢印で示すように、ノズル５８をＹ軸方向に移動し、ノズル５８の先端部を各治具端面４１、３６の間に入れ、絡げ棒３８からノズル５８へと延びる線材２をリードガイド溝１２に通す。

絡げ棒３８のスリット３９は、リードガイド溝１２の延長線上に配置されており、スリット３９からノズル５８へと延びる線材２がリードガイド溝１２に入るようになっている。なお、これに限らず、絡げ棒３８のスリット３９を、リードガイド溝１２の延長線に対してオフセットし、スリット３９に係合して絡げ棒３８の外周からノズル５８へと延びる線材２がリードガイド溝１２に入るように構成してもよい。

図８の（７）に矢印で示すように、ノズル５８を治具端面４１、３６の間でＺ軸方向に移動し、リードガイド溝１２を通ってノズル５８へと延びる線材２をリードガイド溝開口縁部１４と巻芯４２の間に画成される断面楔状の間隙に入り込ませる（図５の（ａ）、（ｂ）参照）。

このとき、線材２がリードガイド溝開口縁部１４と巻芯４２との間に画成される断面楔状の間隙に入り込むことにより、線材２を巻芯４２に押し付け、線材２が巻芯４２から浮き上がらないようにする。

上記の動作が、線材端保持手段（絡げ棒３８）からノズル５８へと延びる線材２をリードガイド溝１２を通して巻芯４２に掛け回す掛け回し工程として行われる。

（８）に矢印で示すように、第一、第二スピンドル２０、３０によって第一、第二巻き治具４０、３５を回転し、ノズル５８から繰り出される線材２を巻芯４２に巻回しながら、ノズル５８をＹ軸方向に移動してノズル５８の先端部を各治具端面４１、３６の間から出す。

続いて、移動機２５によって第一巻き治具４０を第二巻き治具３５に近づけるように移動し、各治具端面４１、３６どうしの間隔を狭め、巻芯４２に巻回される線材２を治具端面４１に沿うように寄せる。このとき、各治具端面４１、３６の間には線材２の外径より所定のクリアランス分だけ大きい間隙が画成され、１巻き目の線材２が精度よく巻回される。

（９）に矢印で示すように、第一、第二巻き治具４０、３５の回転に同期してノズル５８をＸ軸方向に移動するとともに、第一巻き治具４０をＸ軸方向に移動する。巻芯４２に１巻目のコイルが巻回されるとき、第一巻き治具４０の治具端面４１に案内されて線材２が巻回され、既に巻回された第一巻き治具４０の治具端面４１に案内されて線材２が精度よく巻回される。

こうして１層目のコイルが巻回される間は、既に巻回されたコイルと治具端面４１とに案内されて線材２が巻芯４２に整列して巻回される。

図９の（１０）に矢印で示すように、第一、第二巻き治具４０、３５を回転し、ノズル５８から繰り出される線材２を各ガイド棒６５の間を通して線材２を１層目のコイルの上に巻回し、２層目、３層目と、所定の巻き数で線材２を巻回してコイル部３を形成する。

（１０）に示すように、２層目のコイルが巻回されるとき、線材ガイド６３を上方の巻線位置に移動し、各ガイド棒６５の間に線材２を通す。各ガイド棒６５はノズル５８と共に第一、第二スピンドル２０，３０の回転と同期してＹ軸方向に移動し、各ガイド棒６５に挿通する線材２を精度よく案内し、線材２の巻回速度を高めても線材２を整列させて巻回することができる。なお、１層目のコイルが巻回されるときにも線材２を各ガイド棒６５の間に通して案内してもよい。

上記の動作が、巻芯４２を回転して巻芯４２にノズル５８から繰り出される線材２を巻回してコイル部３を形成する巻回工程として行われる。

このとき、線材２の表面にコーティングされている融着層どうしがコイル部３の巻回時に加熱されて溶着することにより、コイル部３の形状が維持される。
（１１）に矢印で示すように、第一、第二巻き治具４０、３５を１８０°だけ逆回転し、絡げ棒３８とリードガイド溝１２が上方を向く位置で停止する。

（１２）に矢印で示すように、フォーミング台８０を移動してカッタ８３とクランプ８４とを線材２に近づける。

図１０の（１３）に示すように、クランプ８４によって絡げ棒３８からコイル部３へと延びる線材２を挟持し、カッタ８３によって線材２を切断する。

上記の動作が、カッタ８３によって線材端保持手段（絡げ棒３８）からコイル部３へと延びる線材２を切断する切断工程として行われる。

（１４）に矢印で示すように、カッタ８３を線材２から遠ざける。

（１５）に矢印で示すように、クランプ８４を線材２を挟持したまま円弧状の軌跡を持って移動する。

これにより、コイル部３から延びる線材２をリードガイド溝１２から引き出し、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、線材２をコイル部３の内周巻き部３ａから曲折させ、コイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように延ばして、巻き始めリード部４の整形を行う。

上記の動作が、クランプ８４を移動することによってリードガイド溝１２に収まる線材２を引き出してコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように整形する巻き始めリード部４の整形工程として行われる。

図１１の（１６）に矢印で示すように、クランプ８４を線材２から遠ざけるとともに、ノズル５８をコイル部３から遠ざけるＹ軸方向に移動し、ノズル５８から線材２を引き出す。

（１７）に矢印で示すように、第一、第二巻き治具４０、３５を９０°だけ巻回方向に回転する。これにより、巻き始めリード部４がＹ軸方向に延び、コイル部３からノズル５８へと延びる線材２が弛む。

（１８）に矢印で示すように、フォーミング台８０を移動してフォーミング器８１をコイル部３に近づける。

図１２の（１９）に矢印で示すように、移動機２５によって第一巻き治具４０を第二巻き治具３５から離れる方向に移動してコイル部３の側面巻き部３ｂを露出させるとともに、フォーミング台８０を移動してフォーミング器８１をコイル部３の側面巻き部３ｂに近づける。

（２０）に矢印で示すように、フォーミング台８０をＸ軸方向に移動してフォーミング器８１のフォーミング板８８をコイル部３の側面巻き部３ｂ側に押し当てる。このときフォーミング板８８によって巻き始めリード部４がコイル部３の側面巻き部３ｂに押し付けられ、線材２の表面にコーティングされている融着層どうしが溶着することにより、巻き始めリード基端部４ａがコイル部３の側面巻き部３ｂに固着され、巻き始めリード基端部４ａの形状が維持される。

引き続きフォーミング板８８をコイル部３の側面巻き部３ｂ側に押し当てられた状態にて、（２１）に矢印で示すように、ノズル５８をＹ軸前方向、Ｚ軸上方向、Ｙ軸後方向へと折り返し移動して、線材２がフォーミングピン８２に掛け回して整形されることにより、巻き終わりリード部５にコイル部３の側面巻き部３ｂに沿って延びる巻き終わりリード基端湾曲部５ａが形成される。

上記の動作が、フォーミングピン８２を介して線材２をコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように整形する巻き終わりリード部５の整形工程として行われる。

図１３の（２２）に矢印で示すように、フォーミング器８１をコイル部３から遠ざけるように移動する。

（２３）に矢印で示すように、カッタ８３を下降させ、カッタ８３によって線材２を切断し、所定長さの巻き終わりリード部５を形成する。

（２４）に矢印で示すように、 移動機２５によって第一巻き治具４０を第二巻き治具３５に近づけるように移動し、第二巻き治具３５の治具端面３６をコイル部３の側面巻き部３ｂ側に押し当てる。このとき、治具端面３６によって巻き終わりリード部５がコイル部３の側面巻き部３ｂに押し付けられ、線材２の表面にコーティングされている融着層どうしが溶着することにより、巻き終わりリード基端湾曲部５ａがコイル部３の側面巻き部３ｂに固着され、巻き終わりリード基端湾曲部５ａの形状が維持される。

上記の動作が、第二巻き治具３５の治具端面３６が線材２をコイル部３の側面巻き部３ｂに押し付けて固着する巻き終わりリード部５の押圧工程として行われる。

これにより、巻き始めリード部４と巻き終わりリード部５とは、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれコイル部３の巻回中心軸Ｏから半径方向に並んで、略同一長さで延びるように形成される。

巻き始めリード部４と巻き終わりリード部５の先端部分は、被覆剥離機５９によって融着層、絶縁層の被覆が剥離されている。

図１４の（２５）に矢印で示すように、移動機２５によって第一巻き治具４０を第二巻き治具３５から離れる方向に移動するとともに、排出器８５を第一巻き治具４０に近づける。

（２６）に矢印で示すように、移動機４５によって巻芯４２を治具端面４１から引き込んで巻芯４２をコイル部３から抜き取るとともに、排出器８５を巻芯４２に追従するように移動し、排出器８５の棒状の先端部をコイル部３の内側に差し込む。これにより、第一巻き治具４０から外される空芯コイル１が排出器８５に受け渡される。

上記の動作が、コイル部３から巻芯４２を抜き取る抜き取り工程として行われる。

なお、排出器８５はこの構造に限らず、負圧によって空芯コイル１を吸着する吸引ノズルを備える構成としてもよい。

（２７）に矢印で示すように、空芯コイル１を受け取った排出器８５を移動し、空芯コイル１を図示しないストック棒に掛けてストックする。

以上の各工程が順に行われることによって、空芯コイル１が自動的に形成され、巻き始めリード部４と巻き終わりリード部５を手作業によって整形する必要が無くなり、生産性を高められる。

図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、空芯コイル１は、巻き始めリード部４と巻き終わりリード部５は所定の間隔をもって略平行に延びるように整形されるため、巻き始めリード部４と巻き終わりリード部５を基板に半田付けする作業が効率よく行われる。

巻き終わりリード部５は、巻き終わりリード基端湾曲部５ａがコイル部３の外周巻き部３ｃから曲折し、コイル部３の側面巻き部３ｂに沿って湾曲して延びているため、巻き終わりリード部５がコイル部３の外径方向に引っ張られても、巻き終わりリード基端湾曲部５ａが撓み変形することにより、コイル部３の外周巻き部３ｃが崩れることを防止するとともに、線材２に過大な応力がかかって断線することを防止し、コイル部３の形状が維持される。

これに対して、図１５に示すように、巻き終わりリード部５がコイル部３の外周巻き部３ｃから曲折してコイル部３の外径方向に延びる形状とした場合、巻き終わりリード部５がコイル部３の外径方向に引っ張られると、コイル部３の外周巻き部３ｃが崩れたり、巻き終わりリード部５が断線する可能性がある。

本実施形態では、線材２が渦巻き状に巻回されたコイル部３と、このコイル部３の内周巻き部３ａから延びる線材２からなる巻き始めリード部４と、コイル部３の外周巻き部３ｃから延びる線材２からなる巻き終わりリード部５とを有する空芯コイル１であって、巻き終わりリード部５は外周巻き部３ｃと内周巻き部３ａとの間でコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部５ａを有する構成とする。

また、本実施形態では、線材２が渦巻き状に巻回されたコイル部３と、このコイル部３の内周巻き部３ａから延びる線材２からなる巻き始めリード部４と、コイル部３の外周巻き部３ｃから延びる線材２からなる巻き終わりリード部５とを有する空芯コイル１を形成するコイル巻線方法であって、ノズル５８から繰り出される線材２を巻芯４２に巻回してコイル部３を形成する巻回工程と、外周巻き部３ｃから延びる線材２を整形して外周巻き部３ｃと内周巻き部３ａとの間でコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部５ａを形成する巻き終わりリード部５の整形工程と、コイル部３から巻芯４２を抜き取る抜き取り工程とを行う構成とする。

また、本実施形態では、線材２が渦巻き状に巻回されたコイル部３と、このコイル部３の内周巻き部３ａから延びる線材２からなる巻き始めリード部４と、コイル部３の外周巻き部３ｃから延びる線材２からなる巻き終わりリード部５とを有する空芯コイル１を形成するコイル巻線装置１０であって、線材２を繰り出すノズル５８と、このノズル５８から繰り出される線材２が巻回される巻芯４２と、この巻芯４２に対して移動するフォーミング器８１とを備え、ノズル５８から繰り出される線材２を巻芯４２に巻回してコイル部３を形成する巻回工程と、外周巻き部３ｃから延びる線材２をフォーミング器８１に掛け回すことによって整形して外周巻き部３ｃと内周巻き部３ａとの間でコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部５ａを形成する巻き終わりリード部５の整形工程と、コイル部３から巻芯４２を抜き取る抜き取り工程とを行う構成とする。

上記構成に基づき、巻き終わりリード部５がコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように整形された空芯コイル１を自動的に形成することが可能となり、巻き終わりリード部５を手作業によって整形する必要が無くなり、生産性を高められる。

巻き終わりリード部５がコイル部３の外径方向に引っ張られても、巻き終わりリード部５の側面巻き部３ｂに沿って湾曲した巻き終わりリード基端湾曲部５ａが撓み変形することにより、コイル部３の外周巻き部３ｃが崩れることを防止するとともに、線材２に過大な応力がかかって断線することを防止し、コイル部３の形状が維持される。

本実施形態では、治具端面４１から巻芯４２が突出する第一巻き治具４０と、治具端面３６に凹部３７が開口する第二巻き治具３５とを備え、巻回工程にて第一巻き治具４０と第二巻き治具３５とを近づけて凹部３７に巻芯４２の先端部４２ａが嵌合した状態でノズル５８から繰り出される線材２を巻芯４２に巻回してコイル部３を形成し、整形工程にて第一巻き治具４０と第二巻き治具３５とを離して第二巻き治具３５の治具端面３６をコイル部３の側面巻き部３ｂから離した後にコイル部３の外周巻き部３ｃから延びる線材２をフォーミング器８１に掛け回して整形する構成とする。

上記構成に基づき、第二巻き治具３５の治具端面３６をコイル部３の側面巻き部３ｂから離した状態で、フォーミング器８１に線材２を掛け回すことによって、コイル部３の外周巻き部３ｃから延びる線材２をコイル部３の側面巻き部３ｂに沿って湾曲して延びるように整形することができる。

本実施形態では、フォーミング器８１は、整形工程にてコイル部３の側面巻き部３ｂに当接する板状のフォーミング板８８と、このフォーミング板８８からコイル部３の巻回中心軸Ｏ方向に突出した棒状のフォーミングピン８２とを有する構成とする。

上記構成に基づき、コイル部３を形成した後に、フォーミング板８８をコイル部３の側面巻き部３ｂに当接させた状態で、ノズル５８を移動してフォーミング板８８から突出するフォーミングピン８２に巻き終わりリード部５となる線材２を掛け回すことにより、コイル部３の側面巻き部３ｂに沿って湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部５ａを整形することができる。

本実施形態では、整形工程が行われた後に第一巻き治具４０と第二巻き治具３５とを近づけて第二巻き治具３５の治具端面３６が線材２をコイル部３の側面巻き部３ｂに押し付ける巻き終わりリード部５の押圧工程を行う構成とする。

上記構成に基づき、押圧工程にて第二巻き治具３５の治具端面３６が線材２をコイル部３の側面巻き部３ｂに押し付けることにより、巻き終わりリード部５がコイル部３の側面巻き部３ｂに密着させることができる。

本実施形態では、コイル部３の内周巻き部３ａから延びる線材２をコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように整形する巻き始めリード部４の整形工程を行う構成とする。

上記構成に基づき、巻き始めリード部４がコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように整形された空芯コイル１を自動的に形成することが可能となり、巻き始めリード部４を手作業によって整形する必要が無くなり、生産性を高められる。

本実施形態では、第二巻き治具３５にノズル５８から繰り出される線材２の先端部を保持する線材端保持手段（絡げ棒３８）と、線材端保持手段（絡げ棒３８）から延びる線材２が収まるリードガイド溝１２とを設け、線材２を切断するカッタ８３と、線材２を保持して移動するクランプ８４とを備え、ノズル５８から繰り出される線材２の先端部を線材端保持手段（絡げ棒３８）に保持する線材端保持工程と、線材端保持手段（絡げ棒３８）からノズル５８へと延びる線材２をリードガイド溝１２を通して巻芯４２に掛け回す掛け回し工程と、巻芯４２を回転して巻芯４２にノズル５８から繰り出される線材２を巻回してコイル部３を形成する巻回工程と、カッタ８３によって線材端保持手段（絡げ棒３８）からコイル部３へと延びる線材２を切断する切断工程と、クランプ８４を移動することによってリードガイド溝１２に収まる線材２を引き出してコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように整形する巻き始めリード部４の整形工程と、コイル部３から巻芯４２を抜き取る抜き取り工程とを行う構成とする。

上記構成に基づき、巻き始めリード部４がコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように整形された空芯コイル１を自動的に形成することが可能となれる。

本実施形態では、リードガイド溝１２は巻芯４２の間に線材２が入り込む断面楔状の間隙を画成するリード部案内手段（リードガイド溝開口縁部１４）を有し、掛け回し工程にてリードガイド溝１２を通して巻芯４２に掛け回される線材２がリード部案内手段（リードガイド溝開口縁部１４）に係合することによって巻き始めリード部４の基端部を巻芯４２に押し付ける構成とした。

上記構成に基づき、線材２がリード部案内手段（リードガイド溝開口縁部１４）に係合することにより、ノズル５８を移動して絡げ棒３８からリードガイド溝１２を通って巻芯４２へと掛け回される線材２が巻芯４２から浮き上がることなく巻回され、コイル部３の内周巻き部３ａにおける線材２を整列して巻回するとともに、巻き始めリード部４をコイル部３の内周巻き部３ａから曲折してコイル部３の側面巻き部３ｂに沿うように延ばし、空芯コイル１における線材２の占積率を高められる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の実施の形態を示す空芯コイルの側面図及び断面図。 同じく巻線装置の斜視図。 同じく第一、第二巻き治具の斜視図。 同じく第一、第二巻き治具の斜視図。 同じく第一、第二巻き治具の斜視図及び断面図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 同じく巻線装置の動作を示す斜視図。 比較例を示す空芯コイルの側面図。

符号の説明

１ 空芯コイル
２ 線材
３ コイル部
３ａ 内周巻き部
３ｂ 側面巻き部
３ｃ 外周巻き部
４ 巻き始めリード部
４ａ 巻き始めリード基端部
５ 巻き終わりリード部
５ａ 巻き終わりリード基端湾曲部
１０ コイル巻線装置
１２ リードガイド溝
１４ リードガイド溝開口縁部（リード部案内手段）
３５ 第二巻き治具
３６ 治具端面
３７ 凹部
３８ 絡げ棒（線材端保持手段）
４０ 第一巻き治具
４２ 巻芯
５８ ノズル
５９ 被覆剥離機
８１ フォーミング器
８２ フォーミングピン
８３ カッタ
８４ クランプ
８５ 排出器
９０ 熱風器

Claims (7)

1. 線材が渦巻き状に巻回されたコイル部と、
   このコイル部の内周巻き部から延びる前記線材からなる巻き始めリード部と、
   前記コイル部の前記外周巻き部から延びる前記線材からなる巻き終わりリード部とを有する空芯コイルであって、
   前記巻き終わりリード部は前記内周巻き部と前記外周巻き部との間で前記コイル部の側面巻き部に沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部を有することを特徴とする空芯コイル。
2. 線材が渦巻き状に巻回されたコイル部と、
   このコイル部の内周巻き部から延びる前記線材からなる巻き始めリード部と、
   前記コイル部の外周巻き部から延びる前記線材からなる巻き終わりリード部とを有する空芯コイルを形成するコイル巻線方法であって、
   前記ノズルから繰り出される前記線材を巻芯に巻回して前記コイル部を形成する巻回工程と、
   前記外周巻き部から延びる前記線材を整形して前記外周巻き部と前記内周巻き部との間で前記コイル部の側面巻き部に沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部を形成する巻き終わりリード部の整形工程と、
   前記コイル部から前記巻芯を抜き取る抜き取り工程とを行うことを特徴とする空芯コイルの巻線方法。
3. 線材が渦巻き状に巻回されたコイル部と、
   このコイル部の内周巻き部から延びる前記線材からなる巻き始めリード部と、
   前記コイル部の外周巻き部から延びる前記線材からなる巻き終わりリード部とを有する空芯コイルを形成するコイル巻線装置であって、
   前記線材を繰り出すノズルと、
   このノズルから繰り出される前記線材が巻回される巻芯と、
   この巻芯に対して移動するフォーミング器とを備え、
   前記ノズルから繰り出される前記線材を巻芯に巻回して前記コイル部を形成する巻回工程と、
   前記外周巻き部から延びる前記線材を前記フォーミング器に掛け回すことによって整形し前記外周巻き部と前記内周巻き部との間で前記コイル部の側面巻き部に沿うように湾曲して延びる巻き終わりリード基端湾曲部を形成する前記巻き終わりリード部の整形工程と、
   前記コイル部から前記巻芯を抜き取る抜き取り工程とを行う構成としたことを特徴とする空芯コイルの巻線装置。
4. 前記巻芯が治具端面から突出する第一巻き治具と、
   凹部が治具端面に開口する第二巻き治具とを備え、
   前記巻回工程にて前記第一巻き治具と前記第二巻き治具とを近づけて前記凹部に前記巻芯の先端部が嵌合した状態で前記ノズルから繰り出される前記線材を前記巻芯に巻回して前記コイル部を形成し、
   前記整形工程にて前記第一巻き治具と前記第二巻き治具とを離して前記第二巻き治具の前記治具端面を前記コイル部の前記側面巻き部から離した後に前記コイル部の前記外周巻き部から延びる前記線材を前記フォーミング器に掛け回して整形する構成としたことを特徴とする請求項３に記載の空芯コイルの巻線装置。
5. 前記フォーミング器は、前記整形工程にて前記コイル部の側面巻き部に当接する板状のフォーミング板と、
   このフォーミング板から前記コイル部の巻回中心軸方向に突出した棒状のフォーミングピンとを有することを特徴とする請求項３に記載の空芯コイルの巻線装置。
6. 前記整形工程が行われた後に前記第一巻き治具と前記第二巻き治具とを近づけて前記第二巻き治具の前記治具端面が前記線材を前記コイル部の前記側面巻き部に押し付ける前記巻き終わりリード部の押圧工程を行う構成としたことを特徴とする請求項４または５に記載の空芯コイルの巻線装置。
7. 前記コイル部の前記内周巻き部から延びる前記線材を前記コイル部の前記側面巻き部に沿うように整形する前記巻き始めリード部の整形工程を行う構成とすることを特徴とする請求項３から６のいずれか一つに記載の空芯コイルの巻線装置。