JP5516067B2 - コイル部品の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、１対のワイヤがコアに巻回されると共に各ワイヤの両端部が１対の端子金具に継線されてなるコイル部品の製造装置に関するものである。

従来におけるコイル部品の製造装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載のコイル部品の製造装置は、コイルの巻き始め側のコイル端末部を端子形成金具の一方のコイル接続部に絡げた後に、第１コアの磁芯部に対するコイルの巻付けを行い、その後にコイルの巻き終わり側のコイル端末部を端子形成金具の他方のコイル接続部に絡げるというものである。

特開２００６−１３１５０号公報

上記従来技術は、１本のコイル（ワイヤ）をコアに巻回してコイル部品を製造するものであるが、コイル部品としては、１対のワイヤをコアに巻回するものもある。このようなコイル部品において、１対のワイヤを整列状態でよじれないように端子金具に巻き付けるという工程を自動的に行うことは困難である。１対のワイヤをコアに巻回した後に、各ワイヤの両端部を端子金具に巻き付けるという方法であれば、１対のワイヤを整列状態で端子金具に巻き付けることは可能であるが、その場合には各ワイヤの両端部を別々の駆動機構で動かす必要があり、装置構成が複雑になってしまう。

本発明の目的は、装置構成を複雑化すること無く、１対のワイヤを整列状態で端子金具に巻き付けることができるコイル部品の製造装置を提供することである。

本発明は、１対のワイヤがコアに巻回されると共に各ワイヤの両端部が１対の端子金具に継線されてなるコイル部品の製造装置であって、コア及び１対の端子金具を保持する保持部材と、保持部材を回転駆動させる第１駆動手段と、１対のワイヤを整列状態で供給するワイヤ供給部材と、ワイヤ供給部材を回転駆動させる第２駆動手段と、ワイヤ供給部材により供給される各ワイヤを保持する回転自在なワイヤホルダと、ワイヤ供給部材とワイヤホルダとを一体で３軸方向に移動させる第３駆動手段とを備え、第１駆動手段は、ワイヤ供給部材の高さ方向に垂直な方向の軸回りに保持部材を回転駆動させる手段であり、第２駆動手段は、ワイヤ供給部材の高さ方向の軸回りにワイヤ供給部材を回転駆動させる手段であり、ワイヤホルダは、ワイヤホルダの高さ方向の軸回りに回転自在であることを特徴とするものである。

このようなコイル部品の製造装置において、保持部材に保持されたコア及び１対の端子金具に１対のワイヤを装着する場合は、まず第３駆動手段によりワイヤ供給部材及びワイヤホルダを一体で動かして、各ワイヤをコアに引っ掛けた状態で１対の端子金具のいずれか一方に各ワイヤを巻き付け、その後で各ワイヤをカットする。そして、第１駆動手段により保持部材を回転駆動させて、各ワイヤをコアに巻き付ける。そして、第３駆動手段によりワイヤ供給部材及びワイヤホルダを一体で動かして、１対の端子金具の他方に各ワイヤを巻き付け、その後で各ワイヤをカットする。

このとき、ワイヤホルダは回転自在であるので、ワイヤホルダが一方の端子金具に対して公転するようにワイヤ供給部材及びワイヤホルダを一体で動かして、各ワイヤを一方の端子金具に巻き付けると、ワイヤホルダは各ワイヤのテンションのかかる方向に回転（自転）するようになる。このため、ワイヤ供給部材により整列状態で供給された各ワイヤがよじれて重なることが無く、各ワイヤは整列状態を保ったまま一方の端子金具に巻き付けられることとなる。また、ワイヤ供給部材が他方の端子金具に対して公転するようにワイヤ供給部材を動かして、各ワイヤを他方の端子金具に巻き付けると共に、第２駆動手段によってワイヤ供給部材を各ワイヤのテンションのかかる方向に回転（自転）させることで、上記と同様に各ワイヤは整列状態を保ったまま他方の端子金具に巻き付けられるようになる。このように各ワイヤの両端部を別々の駆動機構で動かさなくても、各ワイヤを整列状態で１対の端子金具に巻き付けることができる。

好ましくは、１対の端子金具のいずれか一方に各ワイヤを継線する際に、各ワイヤを一方の端子金具に沿うようにガイドする第１ワイヤガイド部と、１対の端子金具の他方に各ワイヤを継線する際に、各ワイヤを他方の端子金具に沿うようにガイドする第２ワイヤガイド部とを更に備える。この場合には、各ワイヤを１対の端子金具に巻き付ける際に、各ワイヤの両端部を端子金具に沿って継線することができる。

また、好ましくは、ワイヤ供給部材のワイヤ引き出し部の高さ位置がワイヤホルダのワイヤ保持部の高さ位置よりも高い。この場合には、ワイヤ供給部材のワイヤ引き出し部から引き出された各ワイヤをワイヤホルダのワイヤ保持部に保持したときに、各ワイヤの引き出し角度が鈍角になるため、各ワイヤに過剰なテンションがかかることが防止される。また、ワイヤホルダにより各ワイヤを保持した状態で、ワイヤ供給部材を回転させる際に、各ワイヤがワイヤ供給部材に絡まることが防止される。

本発明によれば、装置構成を複雑化すること無く、１対のワイヤを整列状態で端子金具に巻き付けることができる。これにより、端子金具と各ワイヤとを半田で良好に継線することが可能となる。

本発明に係わるコイル部品の製造装置の一実施形態を示す正面図である。 図１に示した製造装置の平面図である。 図１に示した製造装置の側面図である。 図１〜図３に示した製造装置により製造されるコイル部品の一例の外観を示す斜視図である。 ワイヤをドラムコアの直下位置に配置した状態を示す平面図及び正面図である。 ワイヤをドラムコアの巻芯部に引っ掛けた状態を示す平面図及び正面図である。 ワイヤを巻き始め側の端子金具に巻き付け始めた状態を示す平面図及び正面図である。 ワイヤを巻き始め側の端子金具に更に巻き付けた状態を示す平面図及び正面図である。 ワイヤガイドを巻き始め側の端子金具に接触させた状態を示す平面図及び正面図である。 ワイヤガイドを巻き始め側の端子金具に接触させた状態を示す側面図である。 巻き始め側の端子金具においてワイヤをワイヤガイドに沿ってガイドした状態を示す平面図及び正面図である。 図１１（ｂ）の要部拡大図である。 ワイヤをドラムコアの巻芯部に複数回巻回した状態を示す平面図及び正面図である。 ワイヤを巻き終わり側の端子金具に巻き付けた状態を示す平面図及び正面図である。 ワイヤガイドを巻き終わり側の端子金具に接触させた状態を示す側面図である。 巻き終わり側の端子金具においてワイヤをワイヤガイドに沿ってガイドした状態を示す平面図及び正面図である。 図１６（ｂ）の要部拡大図である。 巻き終わり側の端子金具の先端側においてワイヤを切断する様子を示す平面図及び正面図である。

以下、本発明に係わるコイル部品の製造装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わるコイル部品の製造装置の一実施形態を示す正面図であり、図２は、図１に示した製造装置の平面図であり、図３は、図１に示した製造装置の側面図である。各図において、本実施形態の製造装置１は、図４に示すようなコイル部品２を製造する装置である。

コイル部品２は、ベースプレート３と、このベースプレート３上に載置されたドラムコア４と、このドラムコア４の巻芯部に巻回された１対のワイヤ（巻線）５と、ドラムコア４を挟むようにベースプレート３の両側に設けられた１対の端子金具６Ａ，６Ｂとを備えている。１対のワイヤ５の両端部は、端子金具６Ａ，６Ｂに半田で接合されている。なお、ここでいう１対のワイヤ５とは、１対の平行な導体線を絶縁材で一体に被覆してなるペア線ではなく、単線のワイヤを単に１対に並べたものである。

図１〜図３に戻り、製造装置１は、ドラムコア４に１対のワイヤ５を巻き付けると共に各ワイヤ５の両端部を端子金具６Ａ，６Ｂに巻き付ける（絡げる）動作を自動的に行う装置である。製造装置１は、ドラムコア構造体７を前端面に保持するスピンドル８と、ワイヤ供給部材９及びワイヤホルダ１０を有するワイヤユニット１１とを備えている。

ドラムコア構造体７は、ベースプレート３、ドラムコア４、ワイヤ５及び半田付け前の端子金具６Ａ，６Ｂから構成されている。スピンドル８は、図示しない挟持手段または吸着手段によりドラムコア構造体７を前端面に保持・固定する。また、スピンドル８は、駆動モータ１２により回転駆動される。

ワイヤ供給部材９は、１対のワイヤ５をそれぞれ整列状態で供給する１対のワイヤノズル１３を有している。ワイヤ５は、ワイヤボビン（図示せず）から繰り出されてワイヤノズル１３に導入される。ワイヤホルダ１０は、各ワイヤノズル１３の下端に設けられたワイヤ引き出し開口部から引き出された各ワイヤ５を保持する。ワイヤ供給部材９及びワイヤホルダ１０は、それぞれベアリング１５，１４を介して支持部材１６に回転自在に支持されている。つまり、ワイヤ供給部材９及びワイヤホルダ１０は、支持部材１６を介して一体化されている。

ワイヤユニット１１は、タイミングベルト１７を介してワイヤ供給部材９を回転駆動させる駆動モータ１８を有している。これにより、駆動モータ１８を回転させると、タイミングベルト１７を介して各ワイヤノズル１３が同時に回転するようになる。また、ワイヤユニット１１は、ワイヤホルダ１０の下端部を昇降させることでワイヤホルダ１０を開閉駆動させる開閉駆動機構１９を有している。さらに、ワイヤユニット１１は、支持部材１６を３軸方向（ＸＹＺ方向）に移動させる３軸駆動機構２０を有している。これにより、ワイヤ供給部材９及びワイヤホルダ１０は、一体で３軸方向に移動可能となる。

ワイヤ供給部材９における各ワイヤノズル１３のワイヤ引き出し開口部の高さ位置は、ワイヤホルダ１０のワイヤ保持部の高さ位置よりも高くなっている。これにより、ワイヤノズル１３のワイヤ引き出し開口部からのワイヤ５の引き出し角度θ（図１参照）が９０度よりも大きくなるため、ワイヤ５に必要以上にテンションがかかることが無い。また、各ワイヤノズル１３を任意に回転させるときに、ワイヤ５がワイヤノズル１３に絡むことも無い。

また、製造装置１は、スピンドル８の手前側からスピンドル８に対して近接・離間自在に配置されたワイヤガイド２１（図１０参照）及びワイヤガイド２２（図１５参照）を更に備えている。

ワイヤガイド２１は、ワイヤ５を湾曲させる湾曲部２１ａ（図１２参照）を有し、巻き始め側の端子金具６Ａに各ワイヤ５を巻き付ける際に、各ワイヤ５を端子金具６Ａの長手方向に沿うようにガイドする。ワイヤガイド２２は、ワイヤ５を湾曲させる湾曲部２２ａ（図１７参照）を有し、巻き終わり側の端子金具６Ｂに各ワイヤ５を巻き付ける際に、各ワイヤ５を端子金具６Ｂの長手方向に沿うようにガイドする。

次に、上記のような製造装置１を用いてドラムコア構造体７に１対のワイヤ５を装着する工程について説明する。

なお、スピンドル８及びワイヤユニット１１は、予め図１〜図３に示すような状態となっている。つまり、ワイヤ供給部材９は、スピンドル８の手前上方に配置されている。そして、ワイヤ供給部材９の各ワイヤノズル１３から整列状態で引き出された１対のワイヤ５は、一定のテンションがかかるようにワイヤホルダ１０に保持されている。

次いで、図５に示すように、支持部材１６を動かして、ワイヤホルダ１０と各ワイヤノズル１３との間に架け渡された各ワイヤ５をドラムコア４の直下位置に配置する。そして、図６に示すように、支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、ワイヤホルダ１０と各ワイヤノズル１３との間に架け渡された各ワイヤ５をドラムコア４の巻芯部に引っ掛ける。

次いで、図７に示すように、支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、ワイヤホルダ１０側の各ワイヤ５を端子金具６Ａに巻き付け始める。このとき、ワイヤノズル１３側の各ワイヤ５は、ワイヤノズル１３の位置に応じてワイヤノズル１３から出たり入ったりするため、ワイヤ５の動きには支障は無い。

続いて、図８に示すように、ワイヤホルダ１０が端子金具６Ａに対して公転するように支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、ワイヤホルダ１０側の各ワイヤ５を更に端子金具６Ａに巻き付けていく。

このとき、ワイヤホルダ１０は、フリー回転可能となっているため、各ワイヤ５に引っ張られてテンションのかかる方向に、つまり各ワイヤ５の導入部が端子金具６Ａを向くように自然に回転（自転）するようになる。これにより、２本のワイヤ５は、よじれて重なること無く並んだ状態で端子金具６Ａに巻き付けられることとなる。

また、各ワイヤ５を端子金具６Ａに巻き付ける際には、端子金具６Ａがスピンドル８の前端面に対して手前側へ傾くことにより、端子金具６Ａの根元とベースプレート３との間に各ワイヤ５が入り込む隙間が形成されるので、各ワイヤ５を端子金具６Ａの根元から複数回にわたって巻き付けることが可能となる。

そして、図９に示すように、支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、各ワイヤ５が端子金具６Ａに必要な巻回数だけ巻き付けられると、図１０に示すように、ワイヤガイド２１がスピンドル８の手前側からスピンドル８に接近してきて端子金具６Ａに接触するようになる。

続いて、図１１及び図１２に示すように、支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、ワイヤノズル１０側の各ワイヤ５をワイヤガイド２１の湾曲部２１ａに倣って湾曲させ、その状態で各ワイヤ５を端子金具６Ａの先端に向けて引き上げる。

ここで、各ワイヤ５を端子金具６Ａに巻き付ける際に端子金具６Ａがスピンドル８の手前側に傾斜（前述）した場合でも、ワイヤガイド２１が端子金具６Ａをスピンドル８側に押し付けるため、端子金具６Ａがワイヤガイド２１により元の真っ直ぐに近い状態に戻されるようになる。また、ワイヤガイド２１を端子金具６Ａに接触させるだけでなく、各ワイヤ５を端子金具６Ａの先端側に引っ張り上げることによっても、端子金具６Ａの傾斜姿勢を正すことができる。

続いて、端子金具６Ａの先端側において各ワイヤ５をカッタにより切断する（破線Ｃ参照）。これにより、各ワイヤ５の端部は、端子金具６Ａに沿って配置された形状となる。そして、ワイヤガイド２１をスピンドル８から遠ざける。

次いで、図１３に示すように、スピンドル８を回転させることで、各ワイヤノズル１３から引き出された各ワイヤ５をドラムコア４の巻芯部に複数回巻回する。その後、図１４に示すように、ワイヤホルダ１０を開放して、切断後にワイヤホルダ１０で保持していた各ワイヤ５を排出（リリース）する。

次いで、図１４に示すように、各ワイヤノズル１３が端子金具６Ｂに対して公転するように支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、各ワイヤノズル１３から引き出された各ワイヤ５を巻き終わり側の端子金具６Ｂに巻き付ける。このとき、ワイヤ供給部材９（１対のワイヤノズル１３）を端子金具６Ｂに対して公転させると同時に、ワイヤ供給部材９を（１対のワイヤノズル１３を一緒に）を各ワイヤ５のテンションのかかる方向に回転（自転）させる（矢印Ｂ参照）。これにより、各ワイヤ５は、よじれて重なること無く並んだ状態で端子金具６Ｂに巻き付けられることとなる。

また、端子金具６Ａへの各ワイヤ５の巻き付け動作と同様に、各ワイヤ５を端子金具６Ｂに巻き付ける際に、端子金具６Ｂがスピンドル８の前端面に対して手前側へ傾くことにより、端子金具６Ｂの根元とベースプレート３との間に各ワイヤ５が入り込む隙間が形成されるので、各ワイヤ５を端子金具６Ｂの根元から複数回にわたって巻き付けることが可能となる。

そして、各ワイヤ５が端子金具６Ｂに必要な巻回数だけ巻き付けられると、図１５に示すように、ワイヤガイド２２がスピンドル８の手前側からスピンドル８に接近してきて端子金具６Ｂに接触するようになる。

続いて、図１６及び図１７に示すように、支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、各ワイヤ５をワイヤガイド２２の湾曲部２２ａに倣って湾曲させ、その状態で各ワイヤ５を端子金具６Ｂの先端に向けて引き上げる。

ここで、端子金具６Ａへの各ワイヤ５の巻き付け動作と同様に、ワイヤガイド２２が端子金具６Ｂを押し付けると共に、各ワイヤ５を端子金具６Ｂの先端側に引っ張り上げることにより、各ワイヤ５の巻き付け時に傾斜した端子金具６Ｂが元の真っ直ぐに近い状態に戻されるようになる。

続いて、図１８に示すように、支持部材１６を矢印Ａに沿って動かすことで、ワイヤガイド２２と各ワイヤノズル１３との間に延びる各ワイヤ５をワイヤホルダ１０に保持し、その状態で、端子金具６Ｂの先端側において各ワイヤ５をカッタにより切断する（破線Ｃ参照）。これにより、各ワイヤ５の端部は、端子金具６Ｂに沿って配置された形状となる。そして、ワイヤガイド２２をスピンドル８から遠ざける。

以上により、ドラムコア構造体７に１対のワイヤ５を装着する動作が完了する。その後、各ワイヤ５と端子金具６Ａ，６Ｂとを半田で接合し、端子金具６Ａ，６Ｂの先端部分をカットすることで、図４に示すようなコイル部品２が得られる。

ところで、ワイヤ供給部材９とワイヤホルダ１０とが独立して自由に移動可能な構成となっている場合には、まず１対のワイヤ５をドラムコア４の巻芯部に巻回してから、各ワイヤ５の両端部を端子金具６Ａ，６Ｂに巻き付ければ良く、この方法によれば１対のワイヤ５を整列状態に維持することは特に困難ではない。しかし、ワイヤ供給部材９及びワイヤホルダ１０を駆動する機構が別々に必要となるため、製造装置の構成が複雑化してしまう。

本実施形態では、ワイヤ供給部材９とワイヤホルダ１０とを一体で３軸方向に移動可能な構成としている。ただし、この場合には、最初に１対のワイヤ５をドラムコア４の巻芯部に巻回することは困難となるため、まず各ワイヤ５を巻き始め側の端子金具６Ａに巻き付けてから、各ワイヤ５をドラムコア４の巻芯部に巻回し、その後に各ワイヤ５を巻き終わり側の端子金具６Ｂに巻き付けることとなる。この手法では、各ワイヤノズル１３がドラムコア４に接近して動きの自由度が奪われる方向へのワイヤ巻き付け動作となるため、何らかの工夫をしないと、各ワイヤ５を整列状態で巻き付けることが困難になる。１対のワイヤ５が整列状態とならずによじれ重なると、ワイヤ５と端子金具６Ａ，６Ｂとの間に隙間が生じるため、半田が端子金具６Ａ，６Ｂ上にうまく塗られないことがある。

これに対し本実施形態においては、１対のワイヤ５を保持するワイヤホルダ１０はフリー回転自在であるので、各ワイヤ５を巻き始め側の端子金具６Ａに巻き付けるべく、ワイヤホルダ１０を端子金具６Ａに対して公転するように動かすと、ワイヤホルダ１０は各ワイヤ５に引っ張られてテンションのかかる方向に自然に回転（自転）する。これにより、各ワイヤ５を端子金具６Ａに巻き付けるときに、各ワイヤ５がよじれて重なることが無いため、各ワイヤノズル１３がドラムコア４に接近して動きの自由度が奪われる方向へのワイヤ巻き付け動作となる場合でも、各ワイヤ５は整列状態に維持されるようになる。また、各ワイヤ５を巻き終わり側の端子金具６Ｂに巻き付けるときには、ワイヤ供給部材９を端子金具６Ｂに対して公転するように動かすと同時に、ワイヤ供給部材９をワイヤ５のテンションのかかる方向に回転（自転）させるので、同様に各ワイヤ５がよじれて重なることが無く、各ワイヤ５は整列状態に維持される。

これにより、ワイヤ供給部材９とワイヤホルダ１０とを一体化した場合でも、各ワイヤ５を整列状態でドラムコア４及び端子金具６Ａ，６Ｂに巻き付けることができる。その結果、各ワイヤ５を端子金具６Ａ，６Ｂに半田で接合する際に、半田が端子金具６Ａ，６Ｂ上に十分にうまく塗られるようになるため、各ワイヤ５と端子金具６Ａ，６Ｂとを半田で良好に継線することができる。また、ワイヤ供給部材９及びワイヤホルダ１０を別々に駆動する構成としなくて済むため、製造装置１の構成を簡単化し、自動機として構成しやすくなる。

１…製造装置、２…コイル部品、４…ドラムコア、５…ワイヤ、６Ａ，６Ｂ…端子金具、８…スピンドル（保持部材）、９…ワイヤ供給部材、１０…ワイヤホルダ、１２…駆動モータ（第１駆動手段）、１３…ワイヤノズル、１６…支持部材（第３駆動手段）、１７…タイミングベルト（第２駆動手段）、１８…駆動モータ（第２駆動手段）、２０…３軸駆動機構（第３駆動手段）、２１…ワイヤガイド（第１ワイヤガイド部）、２２…ワイヤガイド（第２ワイヤガイド部）。

Claims (3)

1. １対のワイヤがコアに巻回されると共に前記各ワイヤの両端部が１対の端子金具に継線されてなるコイル部品の製造装置であって、
   前記コア及び前記１対の端子金具を保持する保持部材と、
   前記保持部材を回転駆動させる第１駆動手段と、
   前記１対のワイヤを整列状態で供給するワイヤ供給部材と、
   前記ワイヤ供給部材を回転駆動させる第２駆動手段と、
   前記ワイヤ供給部材により供給される各ワイヤを保持する回転自在なワイヤホルダと、
   前記ワイヤ供給部材と前記ワイヤホルダとを一体で３軸方向に移動させる第３駆動手段とを備え、
   前記第１駆動手段は、前記ワイヤ供給部材の高さ方向に垂直な方向の軸回りに前記保持部材を回転駆動させる手段であり、
   前記第２駆動手段は、前記ワイヤ供給部材の高さ方向の軸回りに前記ワイヤ供給部材を回転駆動させる手段であり、
   前記ワイヤホルダは、前記ワイヤホルダの高さ方向の軸回りに回転自在であることを特徴とするコイル部品の製造装置。
2. 前記１対の端子金具のいずれか一方に前記各ワイヤを継線する際に、前記各ワイヤを前記一方の端子金具に沿うようにガイドする第１ワイヤガイド部と、
   前記１対の端子金具の他方に前記各ワイヤを継線する際に、前記各ワイヤを前記他方の端子金具に沿うようにガイドする第２ワイヤガイド部とを更に備えることを特徴とする請求項１記載のコイル部品の製造装置。
3. 前記ワイヤ供給部材のワイヤ引き出し部の高さ位置が前記ワイヤホルダのワイヤ保持部の高さ位置よりも高いことを特徴とする請求項１または２記載のコイル部品の製造装置。

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