JP5160207B2 - フラックス塗布方法とフラックス塗布装置及びコイル製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに対してフラックスを塗布するフラックス塗布方法とフラックス塗布装置及びコアに線材を巻回した後に線材に半田付けを行うコイル製造装置の改良に関するものである。

例えば、電気部品を半田付けする場合には、半田付け部分にフラックスを塗布することが行われている。このフラックスは、化学反応により表面を活性化し、半田が半田付け対象物（母材）と良好に濡れるように半田付け時の濡れ性を確保する役割を果たす。

従来、ワークにフラックスを塗布するフラックス塗布装置として、液状のフラックスを溜めるフラックス槽と、このフラックスに浸されてフラックスを吸収する吸収体（スポンジ部材）と、この吸収体をワーク上に搬送してワークに押し付ける押し付け機とを備え、吸収体から押し出されるフラックスをワークに塗布するものがある（特許文献１参照）。

また、従来、チップコイル等を製造するコイル製造装置として、コアに線材を巻回した後に線材に半田付けを行うものがある（特許文献２参照）。
特開平６−７９３０号公報 特開２００１−２３０１４４号公報

しかしながら、このような従来のフラックス塗布装置にあっては、吸収体が液状のフラックスに浸されて必要以上の量のフラックスを吸収するため、吸収体をワークに押し付けてフラックスをワークに塗布する際に、余分なフラックスをワークに塗布する可能性があり、各ワーク毎にフラックスの塗布状態にバラツキが生じるという問題点があった。

また、コイル製造装置において、線材に半田付けを行う前に従来のフラックス塗布装置を用いてフラックスをコイルの線材に塗布する場合、余分なフラックスがコアやコイル部に付着する可能性があり、線材の半田付け状態にバラツキが生じ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、ワーク毎にフラックスの塗布状態にバラツキが生じることを抑えられるフラックス塗布方法とフラックス塗布装置及びコイル製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、フラックスに浸されてフラックスを吸収する吸収体を用いてワークにフラックスを塗布するフラックス塗布方法であって、フラックスに吸収体を浸してフラックスを吸収体に吸収するフラックス吸収工程と、吸収体が押し付けられる圧縮面を用いて吸収体に吸収された余分なフラックスを吸収体から押し出す圧縮工程と、水平面に対して傾斜し、かつ下方に向くように保持されているワークの端面に、吸収体を垂直線に対して傾斜した傾斜線に沿って移動することにより押し付けてフラックスをワークに塗布する塗布工程とを行うことを特徴とする。

また、本発明は、フラックスに浸されてフラックスを吸収する吸収体を用いてワークにフラックスを塗布するフラックス塗布装置であって、フラックスを溜めるフラックス槽と、吸収体が押し付けられる圧縮面と、吸収体をワークに押し付ける押し付け機とを備え、フラックスに吸収体を浸してフラックスを吸収体に吸収するフラックス吸収工程と、吸収体を圧縮面に押し付けて吸収体に吸収された余分なフラックスを吸収体から押し出す圧縮工程と、水平面に対して傾斜し、かつ下方に向くように保持されているワークの端面に、吸収体を垂直線に対して傾斜した傾斜線に沿って移動することにより押し付けてフラックスをワークに塗布する塗布工程と、を行うことを特徴とする。

本発明によると、圧縮面を吸収体に押し付けて吸収体に吸収された余分なフラックスを吸収体から押し出すことにより、吸収体をワークに押し付けてフラックスをワークに塗布する際に、適正量のフラックスをワークに塗布することが可能となり、余分なフラックスがワークに付着することを抑えられるとともに、各ワーク毎にフラックスの塗布状態にバラツキが生じることを抑えられる。

以下、本発明をチップコイルの巻線作業と半田付け作業を行うコイル製造装置に適用した実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、チップコイル４０の斜視図である。チップコイル４０は、コア４１と線材４２とからなり、コア４１の巻芯部に線材４２が巻回されてコイル部が形成される。コア４１の鍔部端面４５には２条の溝４６、４７が形成され、各溝４６、４７に線材４２の両端部（リード線）がそれぞれ収まり、各溝４６、４７に線材４２の両端部（リード線）を半田付けして一対の電極４３、４４が形成される。

図２は、本発明の実施の形態を示すコイル製造装置５０の全体構成図である。コイル製造装置５０はワークとしてチップコイル４０の巻線作業と半田付け作業を自動的に行うものである。なお、コイル製造装置５０の基本的な構成は、特許文献２に開示されている。

コイル製造装置５０は、そのケーシング５３内にて水平軸まわりに回動するインデックス機５１を備え、インデックス機５１の外周部にはコア４１を着脱可能に把持する複数のチャック５２が円周方向に所定角度隔てて複数取り付けられる。インデックス機５１は、図２中に矢印で示す方向に所定角度毎に回転して停止し、各チャック５２が停止する位置に、搬入機５５、巻線機６０、線材切断機６５、線材端末処理機７０、フラックス塗布装置１、半田付け機７５、搬出機８０が設けられる。

コイル製造装置５０は、以下の順でワーク（チップコイル４０）に対する各作業を行う。

・搬入機５５にてチャック５２にコア４１を把持させる。搬入機５５はチャック５２を開いてコア４１をチャック５２にコア４１を把持させる。

・フライヤ式の巻線機６０にて、線材４２をコア４１の巻芯部に巻回する。巻線機６０はコア４１の周囲を回転する回動ノズル６３から繰り出される線材４２をコア４１の巻芯部に巻回する。

・線材切断機６５にて、巻線作業が終了したコイル部から延びる線材４２を所定の箇所で切断する。

・材端末処理機７０にて、線材４２をコア４１に沿って曲げる。線材端末処理機７０はチップコイル４１から延びる線材４２の両端部（リード線）を折り曲げてコア４１の溝４６、４７に収める。

・フラックス塗布装置１にて、コア４１の各溝４６、４７に収まった線材４２にフラックスを塗布する。

・半田付け機７５にて、コア４１の各溝４６、４７に収まった線材４２に半田付けをする。

・搬出機８０にて、チップコイル４０を搬出する。搬出機８０はチャック５２を解放し、チップコイル４０をチャック５２から取り外して回収する。

コイル製造装置５０は、上記した各作業を並行して行い、チップコイル４０を自動的に製造する。

フラックス塗布装置１は、半田付け機７５の手前に設けられ、フラックス塗布装置１がコア４１の各溝４６、４７に収まった線材４２にフラックスを塗布することにより、化学反応によって線材４２の表面を活性化し、半田付け時の濡れ性が確保される。

図３はフラックス塗布装置１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軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、フラックス塗布装置１の構成を説明する。

フラックス塗布装置１は、液状のフラックス２を溜めるフラックス槽５と、このフラックス２に浸されてフラックス２を吸収する吸収体１０と、この吸収体１０に押し付けられて吸収体１０を圧縮する圧縮面３５と、吸収体１０をワーク（チップコイル４０）に対して相対移動する押し付け機１５とを備える。

吸収体１０は例えば気泡スポンジからなり、液状のフラックス２を浸み込ませて吸収するものである。なお、これに限らず、吸収体１０はフラックス２を吸収する他の材料によって形成しても良い。

押し付け機１５は、コイル製造装置５０のケーシング５３に固定板１６を介して固定される架台１７と、この架台１７にロッド２０を介してＸ軸まわりに回動可能に支持される回転板１８と、この回転板１８を回転駆動するロータリシリンダ１９と、回転板１８にロッド２１を介して進退可能に支持される押圧板２２と、この押圧板２２を回転板１８に対して進退駆動するシリンダ２３とを備える。

回転板１８は架台１７を介してフラックス槽５の直上方に設置されており、ロータリシリンダ１９が回転板１８をＹ軸方向に延びる水平位置に把持した状態でシリンダ２３が伸縮作動することにより、押圧板２２がＺ軸方向に昇降する。図４の（ａ）に示すように、シリンダ２３が所定のストロークで伸長作動することにより、吸収体１０がフラックス槽５に溜めれらたフラックス２に浸されるようになっている。

なお、これに限らず、フラックス槽５を架台１７に対して昇降可能に設け、フラックス槽５を上昇させて吸収体１０がフラックス槽５に溜めれらたフラックス２に浸されるように構成しても良い。

押し付け機１５は、圧縮面３５を有する押受板３６を備え、この押受板３６がフラックス槽５に固定される。押受板３６は、圧縮面３５がＸ軸とＹ軸を含む水平面に対して傾斜し、その下端がフラックス槽５内に位置するとともに、図４の（ｂ）に示すように押圧板２２が傾斜した状態で圧縮面３５が押圧板２２に対峙する。図５の（ｃ）に示すようにシリンダ２３が伸張作動することにより、吸収体１０が圧縮面３５に押し当てられるように配置される。

押し付け機１５は、図５の（ｄ）に示すように押圧板２２が傾斜した状態で押圧板２２がコア４１の鍔部端面４５に対峙し、シリンダ２３が伸張作動することにより吸収体１０がコア４１の鍔部端面４５に押し当てられるように配置される。

図２に示すように、インデックス機５１は垂直線（Ｚ軸）に対して所定角度θだけ傾斜した傾斜線Ｌ上にてチャック５２を停止させ、押し付け機１５はこの傾斜線Ｌに沿って押圧板２２を移動するように配置される。なお、インデックス機５１はＸ軸まわりに回転するように設置されている。

図４の（ａ）、（ｂ）、図５の（ｃ）、（ｄ）は、フラックス塗布装置１の動作を示し、以下これについて説明する。

・図４の（ａ）に示すように、吸収体１０がフラックス槽５に溜めれらたフラックス２に所定時間だけ浸される。この動作は、ロータリシリンダ１９が回転板１８を水平位置に保持し、シリンダ２３が伸長作動することにより、押圧板２２が下降して吸収体１０をフラックス２に浸す。それから所定時間が経過した後に、シリンダ２３が収縮作動することにより、押圧板２２が上昇して吸収体１０がフラックス２の液面上に出される。

・続いてロータリシリンダ１９が回転板１８を所定角度だけ回動させることにより、図４の（ｂ）に示すように、押圧板２２を圧縮面３５に対して略平行に対峙させる。

・続いてシリンダ２３が伸張作動することにより、図５の（ｃ）に示すように、吸収体１０を圧縮面３５に押し当てる。これにより、吸収体１０が押圧板２２と圧縮面３５の間で所定量だけ圧縮され、吸収体１０に吸収された余分なフラックス２を押し出す。

押圧板２２と圧縮面３５の間でフラックス２を吸収した吸収体１０が圧縮されるとき、圧縮面３５を傾斜させているため、吸収体１０から押し出されたフラックス２が圧縮面３５上を速やかに流下してフラックス槽５に戻される。

図示しないコントローラは、シリンダ２３の伸縮作動を図６に示すタイミングチャートにしたがって、押圧板２２が吸収体１０を圧縮面３５に押し付けて圧縮する回数と、吸収体１０の圧縮量（シリンダ２３が伸張ストローク差）Ｓ１、Ｓ２と、圧縮時間Ａ１、Ａ２と、待機時間Ｂをそれぞれ制御する。

吸収体１０の圧縮量Ｓ１、Ｓ２と、圧縮時間Ａ１、Ａ２と、待機時間Ｂとを適宜設定することにより、吸収体１０に残るフラックス２の量を調整することができる。

これについて詳述すると、最初に吸収体１０がＳ１だけ圧縮されることにより、一旦吸収体１０から押し出されたフラックス２が圧縮面３５上に押し出されて圧縮面３５上を流下する。この吸収体１０の圧縮状態が圧縮時間Ａ１だけ維持される間に、フラックス２が圧縮面３５上を流下してフラックス槽５に戻される。これにより、圧縮時間Ａ１が経過した後に吸収体１０が圧縮面３５から離れる際、膨張する吸収体１０に圧縮面３５上のフラックス２が再び吸収されることを抑えられる。そして、待機時間Ｂが経過する間に渡って吸収体１０が圧縮面３５から離れていることにより、圧縮面３５上に残ったフラックス２が流下してフラックス槽５に戻され、２回目の圧縮動作時に圧縮面３５に残ったフラックス２が再び吸収体１０に吸収されることを抑えられる。こうして吸収体１０の圧縮を複数回行うことにより、吸収体１０に一定量のフラックス２を残すことができる。

・続いてロータリシリンダ１９が回転板１８を所定角度だけ回動させることにより、図４の（ｄ）に示すように、押圧板２２をコア４１の鍔部端面４５に対峙させ、シリンダ２３を伸張作動することにより吸収体１０を鍔部端面４５に押し当てて圧縮し、吸収体１０から押し出されるフラックス２を鍔部端面４５に塗布する。

このとき、鍔部端面４５が下方に向き、水平面に対して傾斜するように保持されているため、鍔部端面４５に塗布されたフラックス２が鍔部端面４５に沿って流下してフラックス槽５に戻される。これにより、鍔部端面４５に塗布されたフラックス２がチップコイル４０のコイル部に回り込むことが回避され、余分なフラックス２がチップコイル４０に付着することを抑えられる。

コントローラは、シリンダ２３の伸縮作動を図７に示すタイミングチャートにしたがって、押圧板２２が吸収体１０を鍔部端面４５に押し付けて圧縮する回数と、吸収体１０の圧縮量（シリンダ２３が伸張ストローク差）Ｃ１、Ｃ２と、圧縮時間Ｄ１、Ｄ２と、待機時間Ｅとをそれぞれ制御する。

吸収体１０の圧縮量Ｃ１、Ｃ２と、圧縮時間Ｄ１、Ｄ２と、待機時間Ｅとを適宜設定することにより、コアへのフラックス２の塗布量を調整することができる。

これについて詳述すると、最初に吸収体１０がＣ１だけ圧縮されることにより、一旦吸収体１０から押し出されたフラックス２がコア４１の鍔部端面４５に塗布され、余剰のフラックス２が押圧板２２上を流下する。この吸収体１０の圧縮状態が圧縮時間Ｄ１だけ維持される間に、吸収体１０から押し出されるフラックス２がコア４１の鍔部端面４５及び溝４６、４７に収まった線材４２に回り込む。そして、圧縮時間Ｄ１が経過した後に吸収体１０がコア４１の鍔部端面４５から離れる際、膨張する吸収体１０に余剰のフラックス２が再び吸収される。そして、待機時間Ｅが経過する間に渡って吸収体１０が圧縮面３５から離れていることにより、コア４１の鍔部端面４５と押圧板２２上に残ったフラックス２が流下してフラックス槽５に戻され、余剰のフラックス２が鍔部端面４５を超えてチップコイル４０のコイル部に回り込むことが回避され、余分なフラックス２がチップコイル４０に付着することを抑えられる。こうして吸収体１０の圧縮を複数回行うことにより、一定量のフラックス２をコア４１の鍔部端面４５及び溝４６、４７に収まった線材４２にくまなく塗布することができる。

以上のように本実施の形態は、フラックス２に浸されてフラックス２を吸収する吸収体１０を用いてワークにフラックス２を塗布するフラックス塗布方法であって、フラックス２に吸収体１０を浸してフラックス２を吸収体１０に吸収するフラックス吸収工程と、吸収体１０が押し付けられる圧縮面３５を用いて吸収体１０に吸収された余分なフラックス２を吸収体１０から押し出す圧縮工程と、吸収体１０をワークに押し付けてフラックス２をワークに塗布する塗布工程とを行うことを特徴とする。

また、本実施の形態は、フラックス２に浸されてフラックス２を吸収する吸収体１０を用いてワークにフラックス２を塗布するフラックス塗布装置であって、フラックス２を溜めるフラックス槽５と、吸収体１０が押し付けられる圧縮面３５と、吸収体１０をワークに押し付ける押し付け機１５とを備え、フラックス２に吸収体１０を浸してフラックス２を吸収体１０に吸収するフラックス吸収工程と、吸収体１０を圧縮面３５に押し付けて吸収体１０に吸収された余分なフラックス２を吸収体１０から押し出す圧縮工程と、吸収体１０をワークに押し付けてフラックス２をワークに塗布する塗布工程とを行うことを特徴とする。

上記構成に基づき、圧縮面３５を吸収体１０に押し付けて吸収体１０に吸収された余分なフラックス２を吸収体１０から押し出すことにより、吸収体１０をワークに押し付けてフラックス２をワークに塗布する際に、適正量のフラックス２をワークに塗布することが可能となり、余分なフラックス２がワークに付着することを抑えられるとともに、各ワーク毎にフラックス２の塗布状態にバラツキが生じることを抑えられる。

また、本実施の形態は、圧縮工程にて圧縮面３５を吸収体１０に複数回押し付けて吸収体１０に吸収された余分なフラックス２を吸収体１０から押し出すことを特徴とする。

上記構成に基づき、吸収体１０の圧縮を複数回行うことにより、吸収体１０に一定量のフラックス２を残すことができる。

また、本実施の形態は、塗布工程にて吸収体１０をワークに複数回押し付けてフラックス２をワークに塗布することを特徴とする。

上記構成に基づき、塗布工程にて吸収体１０の圧縮を複数回行うことにより、フラックス２をワークの半田付けが行われる箇所（溝４６、４７に収まった線材４２）にくまなく塗布することができる。

また、本実施の形態は、押し付け機１５は、圧縮面３５を水平面に対して傾斜させ、圧縮工程にて圧縮面３５上を流下するフラックス２がフラックス槽５に戻ることを特徴とする。

上記構成に基づき、押圧板２２と圧縮面３５の間でフラックス２を吸収した吸収体１０が圧縮されるとき、吸収体１０から押し出されたフラックス２が圧縮面３５上を速やかに流下してフラックス槽５に戻され、一旦吸収体１０から押し出されたフラックス２が圧縮面３５上から再び吸収体１０に吸収されることを抑えられ、吸収体１０に一定量のフラックス２を残すことができる。

また、本実施の形態のコイル製造装置５０は、軸まわりに回動するインデックス機５１と、インデックス機５１の外周に設けられコア４１を着脱可能に把持する複数のチャック５２と、チャック５２にコア４１を把持させる搬入機５５と、コア４１に線材４２を巻回する巻線機６０と、線材４２を切断する線材切断機６５と、線材４２をコア４１に沿って曲げる線材端末処理機７０と、線材４２に半田付けを行う半田付け機７５と、チャック５２からコア４１を搬出する搬出機８０とを備え、半田付け機７５の手前に本願発明のフラックス塗布装置１を設けることを特徴とする。

これにより、適正量のフラックス２をチップコイル４０の線材４２に塗布することが可能となり、余分なフラックス２がコア４１や線材４２のコイル部に付着することを抑えられ、チップコイル４０の線材４２に対する半田付け状態にバラツキが生じることを抑えられる。

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。

本発明のフラックス塗布方法とフラックス塗布装置は、チップコイルを製造する装置に限らず、他の電気部品等を製造する装置に利用できる。

本発明の実施の形態を示すチップコイルの斜視図。 同じくコイル製造装置の正面図。 同じくフラックス塗布装置の斜視図。 同じく（ａ）、（ｂ）はフラックス塗布装置の動作を示す正面図。 同じく（ｃ）、（ｄ）はフラックス塗布装置の動作を示す正面図。 同じく圧縮工程におけるフラックス塗布装置の動作を示すタイミングチャート。 同じく塗布工程におけるフラックス塗布装置の動作を示すタイミングチャート。

符号の説明

１ フラックス塗布装置
２ フラックス
５ フラックス槽
１０ 吸収体
１５ 押し付け機
３５ 圧縮面
４０ チップコイル
４１ コア
４２ 線材
５１ インデックス機
５２ チャック
５５ 搬入機
６０ 巻線機
６５ 線材切断機
７０ 線材端末処理機
７５ 半田付け機
８０ 搬出機

Claims (6)

1. フラックスに浸されてフラックスを吸収する吸収体を用いてワークにフラックスを塗布するフラックス塗布方法であって、
   フラックスに前記吸収体を浸してフラックスを前記吸収体に吸収するフラックス吸収工程と、
   前記吸収体が押し付けられる圧縮面を用いて前記吸収体に吸収された余分なフラックスを前記吸収体から押し出す圧縮工程と、
   水平面に対して傾斜し、かつ下方に向くように保持されているワークの端面に、前記吸収体を垂直線に対して傾斜した傾斜線に沿って移動することにより押し付けてフラックスをワークに塗布する塗布工程とを行うことを特徴とするフラックス塗布方法。
2. フラックスに浸されてフラックスを吸収する吸収体を用いてワークにフラックスを塗布するフラックス塗布装置であって、
   フラックスを溜めるフラックス槽と、
   前記吸収体が押し付けられる圧縮面と、
   前記吸収体をワークに押し付ける押し付け機とを備え、
   フラックスに前記吸収体を浸してフラックスを前記吸収体に吸収するフラックス吸収工程と、
   前記吸収体を前記圧縮面に押し付けて前記吸収体に吸収された余分なフラックスを前記吸収体から押し出す圧縮工程と、
   水平面に対して傾斜し、かつ下方に向くように保持されているワークの端面に、前記吸収体を垂直線に対して傾斜した傾斜線に沿って移動することにより押し付けてフラックスをワークに塗布する塗布工程とを行うことを特徴とするフラックス塗布装置。
3. 前記圧縮工程にて前記圧縮面を前記吸収体に複数回押し付けて前記吸収体に吸収された余分なフラックスを前記吸収体から押し出すことを特徴とする請求項１に記載のフラックス塗布方法。
4. 前記塗布工程にて前記吸収体をワークに複数回押し付けてフラックスをワークに塗布することを特徴とする請求項１または３に記載のフラックス塗布方法。
5. 前記押し付け機は、
   前記圧縮面を水平面に対して傾斜させ、
   前記圧縮工程にて前記圧縮面上を流下するフラックスが前記フラックス槽に戻ることを特徴とする請求項２に記載のフラックス塗布装置。
6. コアに線材を巻回した後に線材に半田付けを行うコイル製造装置あって、
   軸まわりに回動するインデックス機と、
   このインデックス機の外周に設けられコアを着脱可能に把持する複数のチャックと、
   このチャックにコアを把持させる搬入機と、
   コアに線材を巻回する巻線機と、
   線材を切断する線材切断機と、
   線材をコアに沿って曲げる線材端末処理機と、
   線材に半田付けを行う半田付け機と、
   前記チャックからコアを搬出する搬出機とを備え、
   前記半田付け機の手前に請求項２または５に記載のフラックス塗布装置を設けることを特徴とするコイル製造装置。

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