JP6812043B1 - 胴部外周への線材巻付方法及び線材巻付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】胴部外周への線材巻付方法において、胴部の外周で周方向に沿って線材を先端から基端側へ順次曲げて塑性変形させることにより、胴部外周に傷を付けることなく胴部外周に線材を巻き付ける。【解決手段】パイプ３０の銅線２０が巻き付けられる部位が嵌合可能な嵌合穴１１を形成され、嵌合穴１１の内周にパイプ３０の銅線２０が巻き付けられる部位の円形外周に沿って環状溝１１ａを形成されたブロック体１０を備え、ブロック体１０内には、嵌合穴１１に嵌合されたパイプ３０の銅線２０が巻き付けられる部位の円形外周の接線方向に直線状に延びて形成され、パイプ３０の外周上に巻き付けられる直線状の銅線２０を外部から挿入可能とされた挿入孔１２が形成されており、挿入孔１２に挿入された銅線２０をブロック体１０の外部から押圧する押圧棒４０を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、パイプ等の胴部外周への線材巻付方法及び線材巻付装置に関する。

パイプ等の棒状体の胴部外周に銅線を巻き付けるニーズがある。一例では、巻き付けられた銅線は、加熱炉内で溶融されて棒状体の外周面に銅の薄膜層を形成する。類似例として、特許文献１には、電気基板の端子ピンの外周にリング状の半田を装着する発明が開示されている。特許文献１の発明の場合、端子ピンの先端側からリング状の半田を輪投げのように嵌め込む工法が採用されている。

特開２０１４−２３１０９５号公報

しかし、特許文献１の発明のような工法は、端子ピンの外周と半田との間に比較的大きな隙間が許容されるものでないと採用できない。係る隙間を小さくするべく、後加工にてリング形状の内径を小さくすることも考えられる。しかし、ピンの外周に巻かれた状態でリング体の後加工を行うと、ピンの外周面に傷を付けてしまう可能性があり、傷により製品の品質を低下させる問題がある。

本発明の課題は、胴部外周への線材巻付方法において、胴部の外周で周方向に沿って線材を先端から基端側へ順次曲げて塑性変形させることにより、胴部外周に傷を付けることなく胴部外周に線材を巻き付けることにある。

本発明の第１発明の胴部外周への線材巻付方法は、線材を巻くべき胴部の円形外周で周方向に沿って配置され、前記胴部の円形外周との間に線材を受け入れ可能な環状溝を備えた溝体を用意し、前記胴部の外周に巻き付け可能な長さで塑性変形可能な線材を、前記胴部の円形外周の接線方向で前記線材の長手方向の先端から順次前記環状溝内に押し込み、前記線材を前記環状溝に沿って押込方向の先端から基端側まで順次曲げて塑性変形させ、胴部の外周上に巻き付ける。

第１発明において、胴部は、線材が巻き付けられる部位が円形であれば他の部位の形状を問わない。しかも、胴部は、中空体（パイプ）か中実体かを問わない。また、線材としては、銅、アルミニウム、銀、鉛等を用いることができる。更に、線材は、その断面形状を問わない。

第１発明によれば、線材が環状溝に先端側から順次押し付けられて曲げられて塑性変形され、胴部の円形外周上に巻き付けられる。そのため、線材を胴部の円形外周の接線方向から押し付けるのみの簡単な作業で、線材を胴部に巻き付けることができる。従って、作業中に胴部外周を傷つけることもない。

本発明の第２発明は、上記第１発明の胴部外周への線材巻付方法を実施する胴部外周への線材巻付装置であって、前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位が嵌合可能な嵌合穴を形成され、該嵌合穴の内周に前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位の円形外周に沿って前記環状溝を形成される前記溝体を備え、前記溝体内には、前記嵌合穴に嵌合された前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位の円形外周の接線方向に延びて形成され、前記胴部の外周上に巻き付けられる前記線材を外部から挿入可能とされた挿入孔が形成されている。

第２発明において、溝体の外部からの線材の押圧は、挿入孔に挿入可能で線材の端部を押圧可能なものであれば、専用の押圧棒でなくても何を用いてもよい。また、挿入孔は、線材の挿入方向に直線状であるのが一般的であるが、直線状に限定されない。例えば、挿入孔が曲率一定の円弧状とされ、押圧棒も同様の円弧状とされてもよい。

第２発明によれば、溝体の嵌合穴に胴部を嵌合させ、溝体の挿入孔に線材を挿入して、溝体の外部から線材を押圧することにより、胴部外周上に線材を巻き付けることができる。そのため、溝体を設けるのみで、胴部外周への線材巻付装置を構成することができる。しかも、溝体の外部から線材を押圧するのみの操作で、胴部外周上に線材を巻き付けることができる。そのため、胴部外周を傷つけることなく、線材を巻き付けることができる。

本発明の第３発明は、上記第２発明において、前記挿入孔に挿入された前記線材を前記溝体の外部から前記環状溝に向けて押圧可能とする押圧棒を備える。

第３発明によれば、押圧棒により線材を押圧して線材を胴部外周に巻き付けることができる。

本発明の第４発明は、上記第２又は第３発明において、前記胴部の外周面には、前記線材が巻き付けられる部位に、巻き付けられた前記線材を受け入れ可能とされた外周溝が形成されており、前記溝体の前記環状溝は、前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位が前記嵌合穴に嵌合された状態で、前記胴部の外周溝と径方向で対向して前記線材を内包可能とする前記嵌合穴の内周面により形成されている。

第４発明によれば、線材を受け入れ、線材が塑性変形される際の変形方向を規制する環状溝が、胴部の外周溝と協働して形成される。そのため、溝体に単純な嵌合穴を形成するのみで環状溝を形成することができる。

本発明の線材巻付装置の第１実施形態を示す斜視図である。 第１実施形態の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面矢視図である。 第１実施形態により線材が巻き付けられた胴部であるパイプを示す拡大斜視図である。 図２（Ｅ）のＶ−Ｖ線断面矢視拡大図である。 本発明の線材巻付装置の第２実施形態を示す図２（Ｂ）に対応する平面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面矢視図である。 本発明の他の実施形態に係る線材巻付装置を示す図２（Ｂ）に対応する平面図である。 図８と同様の線材巻付装置における分割型溝体の一方の正面図である。 図８と同様の線材巻付装置により線材が巻き付けられたパイプの図５に対応する断面図である。 線材が多重巻きされたパイプを示す正面図である。

＜線材が巻き付けられる胴部の第１実施形態＞
図４、５は、銅線（線材に相当）２０が巻き付けられる円筒形状のパイプ（胴部に相当）３０を示す。パイプ３０は、端部にフランジ部３２が形成されたものであり、パイプ３０の軸方向の中央部の円形外周面上に外周溝３１が形成されている。銅線２０は、図５のように、外周溝３１に一部が嵌る形態で巻き付けられる。その結果、パイプ３０に巻き付けられた銅線２０は、パイプ３０の外周面から僅かに突出している。また、銅線２０は、外周溝３１の外周長よりも僅かに短い長さで巻き付けられている。

＜線材巻付装置の第１実施形態＞
図１〜３は、本発明の線材巻付装置１の第１実施形態を示す。図１〜３において、（Ａ）〜（Ｅ）は、パイプ３０の外周溝３１に銅線２０を巻き付ける手順を手順毎に分けて示す。以下では、図１〜３の図面上の上下関係に基づいて上下方向の説明を行う。

この実施形態では、８面体形状の鋳鉄製のブロック体１０の正面にパイプ３０が嵌合する嵌合穴１１が形成されている。また、ブロック体１０の上面には、パイプ３０の外周溝３１に巻き付けられる銅線２０が挿入される挿入孔１２が形成されている。ブロック体１０は、本発明の溝体に相当する。

嵌合穴１１は、パイプ３０が嵌合される正面側が大径穴１１ａとされ、その奥側が小径穴１１ｂとされている。小径穴１１ｂは、パイプ３０の外周溝３１より先端側３０ａが嵌合可能な大きさの有底穴とされている。また、大径穴１１ａは、パイプ３０の外周溝３１に銅線２０が巻き付けられた部位を含むパイプ３０の基端側３０ｂの一部が嵌合可能な大きさとされている。従って、図２（Ａ）のように、大径穴１１ａと小径穴１１ｂとの間には段差が形成されている。パイプ３０の先端側３０ａと基端側３０ｂは互いに同一径とされているため、大径穴１１ａと小径穴１１ｂとの段差は、パイプ３０の外周溝３１に巻き付けられた銅線２０のパイプ３０の外周面からの突出量に相当する。

一方、挿入孔１２は、嵌合穴１１にパイプ３０を嵌合した状態で、パイプ３０の外周溝３１の溝底が形成する円の接線方向に沿って銅線２０を案内するように直線状に形成されている。そのため、図３（Ａ）〜（Ｃ）のように、挿入孔１２に銅線２０が挿入されて押圧棒４０により銅線２０の上端が押圧されると、銅線２０は、嵌合穴１１の大径穴１１ａとパイプ３０の外周溝３１とによって形成される環状のスペース内に挿入される。即ち、ブロック体１０の環状溝は、嵌合穴１１の大径穴１１ａの内周面にパイプ３０の外周溝３１が径方向で対向することにより銅線２０を内包可能に形成されている。従って、大径穴１１ａが本発明の環状溝を構成し、ブロック体１０が本発明の溝体を構成している。

＜線材巻付方法＞
パイプ３０の外周溝３１に銅線２０を巻き付ける手順を、図１〜３の各（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて説明する。

＜ステップＡ〜Ｂ＞
図１〜３の各（Ａ）のように、パイプ３０及び銅線２０を用意する。そして、図１〜３の各（Ｂ）のように、パイプ３０をブロック体１０の嵌合穴１１内に嵌合し、直線状の銅線２０をブロック体１０の挿入孔１２内に挿入する。銅線２０の長さは、パイプ３０の外周溝３１の外周長よりも僅かに短くされている。

＜ステップＣ＞
図１〜３の各（Ｃ）のように、ブロック体１０の外部から銅線２０の上端に押圧棒４０の下端を押し当てて、例えば、サーボプレス（図示略）により押圧棒４０の上端を下方に押圧する。その結果、銅線２０は、押圧（押込）方向の先端側から基端側まで順次大径穴１１ａの内周面で曲げられて塑性変形される。そのため、銅線２０は、パイプ３０の外周溝３１に巻き付けられる。このとき、銅線２０は、パイプ３０の外周溝３１に巻き付けられた状態で、外周溝３１の全てを埋め尽くすことなく、余りのスペースを残す長さとされている。そのため、銅線２０を押圧する押圧棒４０の先端が、外周溝３１に巻き付けられた銅線２０の先端と干渉することは回避される。

＜ステップＤ＞
図１〜３の各（Ｄ）のように、押圧棒４０がブロック体１０の挿入孔１２から抜き取られる。このとき、押圧棒４０の先端は、銅線２０と干渉していないため、嵌合穴１１の大径穴１１ａとパイプ３０の外周溝３１とにより形成されたスペースからスムーズに抜けることができる。そのため、押圧棒４０がブロック体１０の挿入孔１２から抜き取られた後、パイプ３０の外周溝３１に銅線２０が巻き付けられた状態が安定して維持される。

＜ステップＥ＞
図１〜３の各（Ｅ）のように、嵌合穴１１からパイプ３０を抜き出す。それにより外周溝３１に銅線２０が巻き付けられた状態のパイプ３０が取り出される。このとき、嵌合穴１１の大径穴１１ａの内径は、パイプ３０の外周溝３１に巻き付けられた銅線２０を含む部位を嵌合可能な大きさとされているため、銅線２０が巻き付けられた状態のパイプ３０は嵌合穴１１からスムーズに抜き出すことができる。

＜第１実施形態の作用、効果＞
以上の第１実施形態によれば、ブロック体１０の嵌合穴１１にパイプ３０を嵌合させ、ブロック体１０の挿入孔１２に銅線２０を挿入した状態で、押圧棒４０で銅線２０を押圧することにより、パイプ３０の外周溝３１上に銅線２０を巻き付けることができる。そのため、ブロック体１０と押圧棒４０のみの簡単な構成で、線材巻付装置１を構成することができる。しかも、押圧棒４０で銅線２０を押圧するのみの簡単な操作で、パイプ３０の外周溝３１上に銅線２０を巻き付けることができる。そのため、パイプ３０外周を傷つけることなく、銅線２０を巻き付けることができる。

銅線２０を受け入れ、銅線２０が塑性変形される際の変形方向を規制する環状溝が、パイプ３０の外周溝３１と協働する嵌合穴１１の大径穴１１ａにより形成される。そのため、環状溝は、ブロック体１０に単純な嵌合穴１１を形成するのみで形成することができ、製造を容易にすることができる。

＜線材巻付装置の第２実施形態＞
図６、７は、本発明の線材巻付装置１の第２実施形態を示す。第２実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、パイプ３０の外周溝３１に向けて銅線２０を挿入する挿入孔１２が上下方向に対して傾斜して形成されている点である。その他の構成は、第２実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。

図６、７のように、挿入孔１２の出口１２ｂは、ブロック体１０の嵌合穴１１に嵌合されたパイプ３０の外周溝３１に対向するように配置されている。一方、挿入孔１２の入口１２ａは、ブロック体１０の上表面で出口１２ｂに対してパイプ３０の嵌合方向にずれて形成されている。その結果、入口１２ａと出口１２ｂとを直線で結んで形成される挿入孔１２は、ブロック体１０内で傾斜して形成されている。しかも、その傾斜方向は、外周溝３１に沿って一周する線を含む面に対して所定の角度θを形成している。図７は、銅線２０が押圧棒４０により挿入孔１２内で押圧されている途中の状態を示している。

＜第２実施形態の作用、効果＞
第１実施形態の場合、銅線２０の長さを外周溝３１の周長よりも僅かに短くしたが、第２実施形態の場合、銅線２０の長さを外周溝３１の周長と同等とすることができる。その理由は、上述のように挿入孔１２を傾斜させたからである。即ち、押圧棒４０により銅線２０を押圧したとき、押圧棒４０の通路である挿入孔１２に対して銅線２０が押し出される通路である外周溝３１と大径穴１１ａとの隙間は所定角度θだけ屈曲されている。そのため、直線状の押圧棒４０は、外周溝３１と大径穴１１ａとの隙間に入ることができない。そのように押圧棒４０が外周溝３１と大径穴１１ａとの隙間に入ることができないため、銅線２０は外周溝３１と大径穴１１ａとの隙間の全周に巻くことができる。

＜その他の実施形態＞
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、胴部（パイプ３０）の線材（銅線２０）が巻き付けられる部位には、外周溝３１が形成されたが、外周溝３１を形成しない実施形態も考えられる。外周溝３１のない胴部の外周に線材を巻き付けるためには、次の工法を採用することができる。

図１０のように、胴部であるパイプ３０は、上記外周溝の代わりにパイプ３０の外周に環状突起３０ｃを備える。線材としての銅線２０は、環状突起３０ｃのフランジ部３２側に巻き付けられる。環状突起３０ｃは、パイプ３０の外周に巻き付けられた銅線２０がパイプ３０から抜けてしまうことを防止している。環状突起３０ｃを設けないことも考えられるが、その場合には銅線２０がパイプ３０から外れないように注意する必要がある。

図８、９のように、ブロック体１０は分割型とされており、一方のブロック体１０Ａと他方のブロック体１０Ｂとが分割線１０Ｃで重ね合わされて一つのブロック体１０を構成している。一方のブロック体１０Ａ及び他方のブロック体１０Ｂには、それぞれ嵌合穴１１ｃ、１１ｄが形成されている。これらの嵌合穴１１ｃ、１１ｄは、両者を合わせて一つの嵌合穴としてパイプ３０が嵌合可能とされている。上述のようにパイプ３０には、環状突起３０ｃを備えるため、嵌合穴１１ｃ、１１ｄは、環状突起３０ｃを含めて嵌合可能な内径とされている。なお、嵌合穴１１ｃ、１１ｄに嵌合されたパイプ３０が環状突起３０ｃを支点として嵌合穴１１ｃ、１１ｄ内で傾くことを防止するため、嵌合穴１１ｃの底部付近の内壁１１ｆの内径を、環状突起３０ｃのパイプ３０の外周面からの突出分だけ小さくすることができる。

嵌合穴１１ｃ、１１ｄの分割線１０Ｃに隣接する部位には、銅線２０が挿入される環状溝１１ｅが形成されている。また、環状溝１１ｅの接線方向で、且つブロック体１０の上方に延びて銅線２０を挿入するための挿入孔１２が形成されている。この挿入孔１２も、環状溝１１ｅと同様、一方のブロック体１０Ａと他方のブロック体１０Ｂとに跨って形成されている。

上述の第１実施形態の場合と同様に、挿入孔１２に銅線２０を挿入し、押圧棒４０で銅線２０を押圧すると、銅線２０は、その先端から環状溝１１ｅに沿って曲げられ、塑性変形される。銅線２０の基端側まで曲げられると、銅線２０は、パイプ３０に巻き付けられる。

銅線２０が巻き付けられたパイプ３０は、ブロック体１０を分割線１０Ｃで分割することにより取り出すことができる。なお、ブロック体１０を構成する２つのブロック体１０Ａ、１０Ｂは、分割時以外では一体化された状態を維持するように保持されることが望ましい。

また、上記実施形態では、パイプ３０に巻き付けられる銅線２０の長さをパイプ３０の外周溝３１の１周以内とした。しかし、銅線２０は、パイプ３０の外周溝３１、若しくは溝なしの外周に多重巻きとすることもできる。図１１は、パイプ３０の外周溝３１に銅線２０を約１周半巻き付けた例を示す。このように多重巻きとするためには、外周溝３１の溝幅を多重巻きが可能な大きさとする必要がある。第２実施形態のように銅線２０が通る挿入孔１２が傾斜している場合は、環状溝１１ａに向けて押圧される銅線２０が傾斜した挿入孔１２の方向から押圧されるため、多重巻きとなる銅線２０の重なり方向は図１１で示す方向になる。一方、第１実施形態のように銅線２０が通る挿入孔１２が傾斜せず、環状溝１１ａの真上から銅線２０が押圧される場合は、多重巻きとなる銅線２０の重なり方向は成り行きに任される。

１ 線材巻付装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ ブロック体（溝体）
１０Ｃ 分割線
１１、１１ｃ、１１ｄ 嵌合穴
１１ａ 大径穴（環状溝）
１１ｂ 小径穴
１１ｅ 環状溝
１１ｆ 内壁
１２ 挿入孔
１２ａ 入口
１２ｂ 出口
２０ 銅線（線材）
３０ パイプ（胴部）
３０ａ 先端側
３０ｂ 基端側
３０ｃ 環状突起
３１ 外周溝（円形外周）
３２ フランジ部
４０ 押圧棒

Claims (4)

1. 線材を巻くべき胴部の円形外周で周方向に沿って配置され、前記胴部の円形外周との間に線材を受け入れ可能な環状溝を備えた溝体を用意し、
   前記胴部の外周に巻き付け可能な長さで塑性変形可能な線材を、前記胴部の円形外周の接線方向で前記線材の長手方向の先端から順次前記環状溝内に押し込み、
   前記線材を前記環状溝に沿って押込方向の先端から基端側まで順次曲げて塑性変形させ、胴部の外周上に巻き付ける
   胴部外周への線材巻付方法。
2. 請求項１に記載の胴部外周への線材巻付方法を実施する胴部外周への線材巻付装置であって、
   前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位が嵌合可能な嵌合穴を形成され、該嵌合穴の内周に前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位の円形外周に沿って前記環状溝を形成される前記溝体を備え、
   前記溝体内には、前記嵌合穴に嵌合された前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位の円形外周の接線方向に延びて形成され、前記胴部の外周上に巻き付けられる前記線材を外部から挿入可能とされた挿入孔が形成されている
   胴部外周への線材巻付装置。
3. 請求項２において、
   前記挿入孔に挿入された前記線材を前記溝体の外部から前記環状溝に向けて押圧可能とする押圧棒を備える
   胴部外周への線材巻付装置。
4. 請求項２又は３において、
   前記胴部の外周面には、前記線材が巻き付けられる部位に、巻き付けられた前記線材を受け入れ可能とされた外周溝が形成されており、
   前記溝体の前記環状溝は、前記胴部の前記線材が巻き付けられる部位が前記嵌合穴に嵌合された状態で、前記胴部の外周溝と径方向で対向して前記線材を内包可能とする前記嵌合穴の内周面により形成されている
   胴部外周への線材巻付装置。

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