JPH0465103A - 空芯コイルの巻線挿入装置及び空芯コイルの巻線挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、長尺の線材を巻線して空芯コイルを形成し
、この空芯コイルを基板に挿入する作業を自動的に行う
空芯コイルの巻線挿入装置に関する。

（従来の技術） 従来、空芯コイルを製造する製造装置としては、例えば
実開昭６０−２２５９３号公報から公知であり、製造さ
れた空芯コイルをプリント基板に挿入する空芯コイルの
挿入装置は、特開昭６３−１２６３００号公報、特開平
１−１３２２００号公報から公知である。

前記空芯コイルの製造装置は、線材を巻回する巻軸に線
材の先端部をチャックした状態で、巻軸を回転させて線
材を巻軸に巻回することにより空芯コイルを形成する方
法であり、空芯コイルをプリント基板に挿入するのは別
の自動挿入機にょって挿入するようにしたものである。

また、前記空芯コイルの挿入装置は、挿入へ・ンドに空
芯コイルの一方のリードを挟持する第１のチャックと、
空芯コイルの他方のリードを挟持する第２のチャックを
備え、空芯コイルの両リードを挟持した状態で、プリン
ト基板に空芯コイルを導き、この空芯コイルを上方から
ブツシャによって押圧して空芯コイルをプリント基板に
挿入するようにしたものである。

すなわち、従来は、空芯コイルを製造する装置と空芯コ
イルをプリント基板に挿入する装置とは別な装置であり
、空芯コイル製造装置で製造された空芯コイルを部品供
給装置等によって空芯コイル挿入装置に供給している。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述のように、空芯コイルの製造装置と空芯
コイルの挿入装置とが別な装置であると、ポールフィー
ダ、リニアフィーダなどの部品供給装置によって空芯コ
イル挿入装置に供給する必要があり、空芯コイルの形状
、サイズ等に変更があった場合には部品供給装置も交換
する必要かある。さらに、ポールフィーダ、リニアフィ
ーダなどの部品供給装置は、空芯コイル相互が絡み合い
品＜、空芯コイルを１個づつ分離して供給することが困
難である。また、空芯コイルの製造装置によって得られ
た空芯コイルを部品供給装置に投入するのは作業者の手
作業によって行われているため、誤投入の恐れもある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、線材から空芯コイルを製造して基
板に挿入する作業が自動的に行うことかでき、また空芯
コイルの形状、サイズの変更に容易に対処できる空芯コ
イルの自動巻線挿入装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）この発明は、前
記目的を達成するために、被膜によって被覆された線材
を供給する線材供給部と、この線材供給部から供給され
た線材の空芯コイルのリード部となる部分の被膜を剥離
する剥離機構と、前記線材を巻回する巻軸を有すると共
に前記剥離機構から供給された線材の先端部を前記巻軸
に対して直角に交わる方向に位置させてクランプするク
ランパを有し、線材の先端部をクランプした状態で巻軸
を回転させて線材を巻軸に巻回して空芯コイルを形成す
る巻線機構と、この巻線機構によって形成された空芯コ
イルの巻終り端部を前記先端部と同方向に揃えた状態で
前記線材を切断するカッタと、前記巻線機構の巻軸から
空芯コイルを分離する分離機構と、この分離機構から分
離された空芯コイルを把持する把持機構と、この把持機
構によって把持された空芯コイルを基板に挿入するコイ
ル挿入機構とから空芯コイルの巻線挿入装置を構成する
。

線材供給部から供給された線材は、剥離機構によって空
芯コイルのリード部となる部分の被膜が剥離されたのち
、その線材の先端部は巻回する巻軸に対して直角にクラ
ンプされ、この状態で巻軸を回転させて線材を巻軸に巻
回して空芯コイルを形成する。この空芯コイルの巻終り
端部を前記先端部と同方向に揃えた状態で切断したのち
、巻軸から空芯コイルを分離機構によって分離し、この
分離された空芯コイルを把持機構によって把持して空芯
コイルを基板に挿入する一連の作業を自動的に行う。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は空芯コイルの自動巻線挿入装置の全体を示すも
ので、１は基台であり、２は制御ボックスである。基台
１の上面にはスライダユニット３を介して移動テーブル
４が矢印ａ方向に移動自在に設けられ、この移動テーブ
ル４の一端側にはレール５が敷設されている。このレー
ル５には剥離機構６が移動自在に搭載され、線材供給部
７からテンションユニット８を介して供給された線材９
の被膜を剥離するようになっている。すなわち、線材供
給部７は線材９を巻装したリール１０によって形成され
、リール１０から繰り出された線材９はテンションユニ
ッ１８によって一定のテンションが付与されるようにな
っている。線材９は金属線に絶縁被膜を被覆したもので
あり、この線材９によって形成される空芯コイル１１は
、第８図に示すようにコイル部１１ａの両端にリード部
１１ｂ１１１ｂを有している。そして、前記剥離機構６
においては、空芯コイル１１のリード部１１ｂ、１１ｂ
となる部分の被膜を線材９の周囲に配置された剥離カッ
タ（図示しない）によって剥離するようになっており、
線材９の先端部と、この先端部から一定間隔を存して線
材９の中途部が部分的に剥離される。

前記移動テーブル４の他端側には巻線機構１２が設けら
れている。この巻線機構１２は、第２図〜第５図に示す
ように構成されている。すなわち、１３は軸受台であり
、この軸受台１３には軸受１４によって巻ピッチ用送り
軸１５が垂直に軸支されていると共に、軸受１６によっ
て巻軸用回転軸１７が垂直に軸支されている。そして、
巻ピッチ用送り軸１５は巻ピツチ用モータ１５ａによっ
て駆動され、巻軸用回転軸１７は巻軸用モータ１７ａに
よって駆動される。巻ピッチ用送り軸１５の下端部には
ガイドロッド１８．１８に支持された昇降部材１９が固
定され、この部材１９の下面に線材９の長手方向に進退
自在な移動ブロック２１に設けられている。この移動ブ
ロック２１はエアシリンダ２２によって進退駆動される
ようになっており、この移動ブロック２１には線材クラ
ンパ機構２３と線材制動機構２４が設けられている。線
材クランパ機構２３は、前記線材のパスラインに対向し
て上部に設けた固定部材２５と、この固定部材２６に対
向して下部に設けた可動部材２６およびこの可動部材２
６を進退駆動するエアシリンダ２７とからなり、可動部
材２６の前進時に固定部材２５との間で線材９を挟持し
、後退時に線材９を解放するようになっている。また、
前記線材制動機構２４は、線材のパスラインに対向して
上部に設けた固定部材２８と、この固定部材２８の下方
に回動自在に枢支された制動レバー２９およびこの制動
レバー２９を時計回り方向に付勢する付勢ばね３０とか
らなり、線材９の前進時には線材９に制動を付与しなか
ら前進を許し、後退時には固定部材２８と制動レバー２
９との間で線材９を挟持固定するようになっている。さ
らに、前記線材案内部２０の先端部には線材案内ノズル
３１が設けられ、後述する巻線部に線材９を供給するよ
うにな゛っており、そのときの巻き始めリード長は調整
用マイクロメータ３２によって調整できるようになって
いる。

また、前記巻軸用回転軸１７の下端部には空芯コイル１
１のコイル部１１ａを形成する巻軸３５がねじ込みによ
って垂直に交換可能に取り付けられている。この巻軸３
５の下方には分離機構３６を構成する受取りピン３７が
同心的に対向して設けられている。さらに、巻軸３５と
受取りピン３７の隣側にはコイル姿勢ガイドピン３８が
上下動自在に設けられている。

また、前記巻軸用回転軸１７の下端部には第４図および
第５図に示すように、ソレノイド等によって回動される
クランパ３９が設けられ、この先端部は前記巻軸３５の
側面に当接し、前記線材９の先端部を巻軸３５の側面に
クランプするようになっている。さらに、巻軸３５と前
記線材案内ノズル３１との間には線材９の巻終わり端部
を切断するカッタ４０が設けられている。

さらに、前記受取りピン３７およびコイル姿勢ガイドピ
ン３８は、空芯コイル受渡し機構４１に支持されている
。空芯コイル受渡し機構４１には位置決めガイドプレー
ト４２が設けられ、この位置決めガイドプレート４２に
は受取りピン３７に嵌合する切欠部４３とコイル姿勢ガ
イドピン３８を上下動自在に軸支する案内筒４４が設け
られている。そして、受取りピン３７、コイル姿勢ガイ
ドピン３８はエアシリンダ等によって上下に駆動される
ようになっていると共に、受取りピン３７はコイル供給
用エアシリンダ４５（第１図参照）によって軸方向と直
交する方向に移動され、後述する把持機構４６に空芯コ
イル１１を供給できるようになっている。

次に、前記把持機構４６を備えたコイル挿入機構４７に
ついて第６図および第７図に基づいて説明スる。すなわ
ち、４８はノ＼ウプラグであり、このハウジング４８に
はラジアル軸受４９を介してボールスプライン５０が回
転自在に設けられ、このボールスプライン５０にはスプ
ライン軸５１が上下動自在に軸支されている。スプライ
ン軸５１の上端部には上下動用のエアシリンダ５２（第
１図参照）に連結され、中途部にはプーリ５３が嵌着さ
れている。プーリ５３はベルト５４を介してモータ５５
に連動しており、スプライン軸５１を回転駆動するよう
になっている。

スプライン軸５１の下端部にはブラケット５６が固定さ
れ、このブラケット５６には支軸５７を介してピニオン
５８が回転自在に軸支されている。

ピニオン５８にはブラケット５６に上下動自在に支持さ
れたラック５９が噛合されている。ラック５９はブラケ
ット５６との間に張設されたスプリング６０によって上
方に付勢されており、前記ノ１ウプラグ４８にはラック
５９の上方への移動量を規制するラックストッパ６１が
設けられている。

また、前記ピニオン５８には把持機構４６のベース６２
の基端部が固定され、このベース６２の先端部にはボッ
クスチャック６３が固定されている。

このボックスチャック６３は矩形箱状で、この内部に空
芯コイル１１の１個が収容されるようになっている。す
なわち、空芯コイル１１はコイル部１１ｇの両端部に弾
性によって外側に拡がろうとするリード部１１ｂ、ｌｌ
ｂを有しているため、リード部１１ｂ、ｌｌｂがボック
スチャック６３の両側の内側面６３ａ、６３ａに圧接し
て保持されるようになっている。さらに、ボックスチャ
・ツク６３の上下の側面には前記受取りピン３７に嵌合
できる切欠部６４．６４が設けられている。ボックスチ
ャック６３の背面には通孔６５が穿設され、この通孔６
５にはプッシュ口・シト６６が突没自在に挿入されてい
る。ブツシュロッド６６は、スプリング６７によって前
進方向に付勢されているが、このブツシュロッド６６は
前記ベース６２に設けられたエアシリンダ６８により、
後退させられる。エアシリンダ６８を引き込むことで、
ブツシュロッド６６を前進させることにより、ボ・ンク
スチャック６３の内部の空芯コイル１１をボ、ツタスチ
ャック６３から押し出すことができるようになっている
。

また、前記ブラケット５６の上端部には把持機構４６の
上方への回動量を規制する上限ストッパ６９ｇが設けら
れ、下端部には把持機構４６の下方への回動量を規制す
る下限ストッパ６９ｂが設けられている。

前述のように構成されたコイル挿入機構４７の下方に位
置する前記基台１の上面には移動テーブル４の移動方向
と直角方向にはプリント基板７０を搬送するコンベア７
１が設けられている。このコンベア７１の中途部にはコ
イル挿入機構４７と対向する基板位置決めユニット７２
が設けられ、コンベア７１によって搬入されたプリント
基板７０が挿入検出ユニット７２によって位置決めされ
るようになっており、前記コイル挿入機構４７によって
プリント基板７０に空芯コイル１１が挿入されるように
なっている。基板位置決めユニット７２には挿入が確実
に行えたか否かを検査するための検出機構が設けられて
いる。検査は、基板の下に出たコイルリードを検出して
行っている。

次に、前述のように構成された空芯コイルの巻線挿入装
置の作用について説明する。

線材供給部７のリール１０から繰り出された線材９はテ
ンションユニット８によって一定のテンションが付与さ
れて剥離機構６に供給される。剥離機構６は供給された
線材９の先端部と、この先端部から一定の間隔を存して
線材９の中途部が部分的に剥離される。つまり空芯コイ
ル１１のリード部１１ｂ、ｌｌｂとなる部分の被膜があ
らかじめ剥離され、導電部が露出される。

剥離工程が終了した線材９は巻線機構１２に供給され、
線材クランパ機構２３によって線材９の中途部がクラン
プされるとともに、線材９の走行時に線材制動機構２４
によって制動が付与される。

ここで、線材クランパ機構２３のエアシリンダ２７が前
進して可動部材２６によって線材９の中途部を固定部材
２５にクランプした状態でエアシリンダ２２が作動する
と、線材９は移動ブロック２１と共に前進し、線材９の
先端部は巻軸３５とクランパ３９との間を通過してリー
ド部１１ｂの長さに相当する分だけ巻軸３５より前方に
突出する。次に、クランパ３９が作動すると、線材９の
先端部は巻軸３５とクランパ３９とによってクランプさ
れ、線材９の先端部が巻軸３５に固定される。このとき
、同時に、線材クランパ機構２３のエアシリンダ２７が
後退して可動部材２６が後退すると、線材９の中途部は
アンクランプ状態となる。

次に、この状態で、巻軸用モータ１７ａが作動して巻軸
用回転軸１７が回転すると、巻軸３５がクランパ３９と
共に回転し、線材９は巻軸３５の周囲に巻き付けられる
。このとき、巻ピツチ用モータ１５ａも回転するため、
巻ピッチ用送り軸１５によって昇降部材１９が徐々に下
降する。つまり、線材９の巻線に伴ってピッチ送りされ
るため、線材９は巻軸３５に螺旋状に巻回されてコイル
部１１ａが形成される。線材９の巻線に伴って線材９は
引き出されるが、線材制動機構２４においては付勢ばね
３０によって一方向に付勢された制動レバー２９が線材
９に接しているために、線材９の送りに制動が付与され
、線材９は一定のテンションが加えられなから巻線され
ることになる。

空芯コイル１１のコイル部１１ａの巻線が終了すると、
線材クランパ機構２３のエアシリンダ２７が前進して可
動部材２６によって線材９の中途部を固定部材２５にク
ランプし、この状態でカッタ４０が作動して線材９の巻
き終り端部を切断する。したがって、コイル部１１ａの
両端部に巻き始めと巻終りの端部によってリード部１１
ｂ１１１ｂが形成され、次にコイル姿勢ガイドピン３８
が上方に突出し、これらリード部１１ｂと１１ｂとの間
でコイル姿勢ガイドビン３８を挾んだ状態となる。した
かって、空芯コイル１１が巻軸３５の周囲を回ることは
なく、空芯コイル１１の位置が規制される。そして、空
芯コイル１１は、巻軸３５を瞬間的に上昇下降させて空
芯コイルに下向きの衝撃を与え、その後エアブロ−で巻
軸３５の軸方向に落下し、その下方で待機している受取
りピン３７に嵌合する。このときもリード部１１ｂと１
１ｂとの間でコイル姿勢ガイドビン３８を挾んだ状態と
なり、空芯コイル１１の位置が規制される。空芯コイル
１１か位置決めガイドプレート４２の上面に落下すると
、コイル姿勢ガイドピン３８は下降する。

一方、このとき、コイル挿入機構４７に設けられた把持
機構４６のボックスチャック６３は、前記空芯コイル１
１をチャックするための準備に入る。すなわち、エアシ
リンダ５２が作動してスプライン軸５１が上昇すると、
ラック５９がラックストッパ６１に当接する。ラックス
トッパ６１にラック５９が当接した後、スプライン軸５
１がさらに上昇すると、ラック５９はスプリング６０の
付勢力に抗し下方へ押圧される。したがって、ラック５
９と噛合するビニオン５８は反時計回りに回転し、ベー
ス６２が上限ストッパ６９ａに当接すると、把持機構４
６は水平状態に保持される。

そして、ボックスチャック６３が位置決めガイドプレー
ト４２と同一高さで、受取りピン３７に対向する。そこ
で、受取りピン３７が横方向に移動してボックスチャッ
ク６３の切欠部６４．６４に嵌合すると、受取りピン３
７に嵌合されている空芯コイル１１はボックスチャック
６３に収容される。空芯コイル１１はコイル部１１ａの
両端部に弾性によって外側に拡がろうとするリード部１
１ｂ、ｌｌｂを有しているため、リード部１１ｂ、ｌｌ
ｂがボックスチャック６３の両側の内側面６３ａ、６３
ａに圧接して保持されるようになっている。空芯コイル
１１がボックスチャック６３に保持されると、受取りピ
ン３７は下降してボックスチャック６３から抜けて元の
状態に復帰する。

把持機構４６のボックスチャック６３によって空芯コイ
ル１１をチャックし、エアシリンダ５２が作動してスプ
ライン軸５１が下降すると、ラック５９がラックストッ
パ６１から離間し、ラック５９はスプリング６０の付勢
力によって上昇する。

したがって、ラック５９と噛合するピニオン５８は時計
回りに回転し、ベース６２が下限ストッパ６９ｂに当接
すると、把持機構４６は垂直状態に保持される。スプラ
イン軸５１がさらに下降すると、ボックスチャック６３
にチャックされた空芯コイル１１はコンベア７１の挿入
検出ユニット７２に位置決めされたプリント基板７０に
対して前進し、ここでエアシリンダ６８が作動してブツ
シュロッド６６が前進すると、空芯コイル１１はボック
スチャック６３から押し出され、そのリード部１１ｂ、
ｌｌｂがプリント基板７０の透孔に挿入される。この場
合、プリント基板７０の透孔に対する空芯コイル１１の
リード部１１ｂ１１１ｂの位置決めは、モータ５５によ
ってスプライン軸５１を正逆回転することにより、ボッ
クスチャック６３を回転させることができるため、プリ
ント基板７０に設けられた透孔の配置が不規則であって
も容易に挿入することができる。

なお、前記一実施例においては、プリント基板７０をコ
ンベア７１によって搬送し、プリント基板７０が挿入検
出ユニット７２に位置したとき、プリント基板７０を位
置決めしてプリント基板７０に対してＸＹ力方向移動自
在なコイル挿入機構４７によって空芯コイル１１を挿入
するようにしたが、プリント基板７０をＸＹ子テーブル
上載置してＸＹ力方向移動自在とし、コイル挿入機構４
７を固定的にしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、線材供給部か
ら供給された線材を、剥離機構によって空芯コイルのリ
ード部となる部分の被膜が剥離されたのち、その線材の
先端部は巻回する巻軸に対して直角にクランプされ、こ
の状態で巻軸を回転させて線材を巻軸に巻回して空芯コ
イルを形成し、この空芯コイルの巻終り端部を前記先端
部と同方向に揃えた状態で切断したのち、巻軸から空芯
コイルを分離機構によって分離し、この分離された空芯
コイルを把持機構によって把持して空芯コイルを基板に
挿入する一連の作業を１台の装置で自動的に行うように
したから、作業能率の向上を図ることができるとともに
、部品供給装置が不要となり、空芯コイルの形状、サイ
ズの変更に容易に対処できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は空芯
コイルの巻線挿入装置全体の斜視図、第２図は巻線機構
とコイル挿入機構の一部断面した側面図、第３図は分離
機構の斜視図、第４図は線材を巻軸にクランプした状態
の正面図、第５図は同側面図、第６図および第７図はコ
イル挿入機構の作動状態を示す正面図、第８図は空芯コ
イルの斜視図である。 ６・・・剥離機構、７・・・線材供給部、９・・・線材
、１１・・・空芯コイル、１２・・・巻線機構、３５・
・・巻軸、３６・・・分離機構、３９・・・クランパ、
４０・・・カッタ、４６・・・把持機構、４７・・・コ
イル挿入機構。 第１図 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被膜によって被覆された線材を供給する線材供給部と、
   この線材供給部から供給された線材の空芯コイルのリー
   ド部となる部分の被膜を剥離する剥離機構と、前記線材
   を巻回する巻軸を有すると共に前記剥離機構から供給さ
   れた線材の先端部を前記巻軸に対して直角に交わる方向
   に位置させてクランプするクランパを有し、線材の先端
   部をクランプした状態で巻軸を回転させて線材を巻軸に
   巻回して空芯コイルを形成する巻線機構と、この巻線機
   構によって形成された空芯コイルの巻終り端部を前記先
   端部と同方向に揃えた状態で前記線材を切断するカッタ
   と、前記巻線機構の巻軸から空芯コイルを分離する分離
   機構と、この分離機構から分離された空芯コイルを把持
   する把持機構と、この把持機構によって把持された空芯
   コイルを基板に挿入するコイル挿入機構とを具備したこ
   とを特徴とする空芯コイルの巻線挿入装置。