JPH10304627A - 巻線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル製造に伴う線材屑の発生を防止し得る
巻線装置を提供する。 【解決手段】 巻枠３５先端の溝部３７に収容された線
材１端部側を巻始め端として、巻枠３５へ線材１を巻線
する巻線作業に先立って、スピンドル１１、１２を低速
で回転させる予備的な巻線作業を行い、巻枠３５の上方
で線材１の繰り出し側を把持する上側チャック装置４の
動きを制御することにより、巻枠３５への線材１の供給
量を調節し、予備的な巻線作業の終了後には、線材１の
端部１ａが溝部３７から抜け出す寸前に至るまで、線材
１が溝部３７から滑り出して巻枠３５に巻線されるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボビンレスコイル
の巻線装置に関し、特にコイル製造に伴う線材屑の発生
を防止するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボビンレスコイルはブラシレスモータの
コイル等に用いられるが、このようなボビンレスコイル
を製造するための巻線装置としては、従来から、種々の
提案がなされている。

【０００３】例えば特開昭５６−４９６４１号公報等に
は、ボビンレスコイルの巻初め端と巻終わり端に当たる
線材部位の絶縁被膜等をあらかじめ剥離してから巻線す
るとともに、図６に示すように、巻上がったボビンレス
コイル１０１のリード部１０２、１０３をコイル１０１
本体に密接させることにより、この状態でプリント基板
に半田付けできるようにして、省スペースを図ったもの
が提案されている。

【０００４】さらに、本出願人による特開平４−１０９
５７１号公報では、巻始め端および巻終わり端のリード
部を、自動的にボビンレスコイルに密着した状態にでき
る巻線装置（巻線治具）が提案されている。

【０００５】この巻線装置は、図７に示すように、軸部
１０４を備えた凸型治具部１０５と、軸部１０４が嵌合
する嵌挿穴１０６を備えた凹型治具部１０７から構成さ
れる。クランプ１０８に端部を保持された線材は、軸部
１０４先端を横断する横断溝１０９を通って、逃げ溝１
１０側から軸部１０４の反対側にまで案内される。この
状態で凸型治具部１０５と凹型治具部１０７を嵌合さ
せ、嵌合した凸型治具部１０５と凹型治具部１０７を同
期して回転させることにより、線材は、横断溝１０９を
通り抜けた部分を巻始め端として、軸部１０４外周に巻
回されるようになっている。

【０００６】この軸部１０４への巻線終了後は、線材の
巻終わり側の端部は、図示されないカッタで切断され、
さらに、図示されないローラ装置で巻上がったコイル側
に撫でつけられ、コイルに密着させられる。

【０００７】一方、線材の巻始め端は、凸型治具部１０
５を嵌挿穴１０６にさらに深く押し込むことにより、横
断溝１０９と嵌挿穴１０６の開口端部との間に挟み込ま
れて切断される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の巻線装置では、コイルの巻始め端側に線材屑
が発生してしまう。すなわち、巻始め端側の線材の切断
部は、横断溝１０９と嵌挿穴１０６の開口端部に挟まれ
る部分であるので、クランプ１０８に把持された端部か
ら逃げ溝１１０および横断溝１０９を通って切断部に至
る線材部分が、クランプ１０８側に余ってしまい、これ
は不要な線材屑となってしまう。このため、この従来の
巻線装置では、線材が無駄に消費されてしまううえ、線
材屑の廃棄のための排出装置が別途必要となっていた。

【０００９】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、コイル製造に伴う線材屑の発生を防止し
得る巻線装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、互いに先
端を対向させて配置されるとともに少なくとも一方が軸
方向に移動可能な一対のスピンドルと、これらのスピン
ドルの一方の先端に設けられスピンドルの回転に伴って
外周に線材が巻回される巻枠と、これらのスピンドルの
他方の先端に形成され前記スピンドルの軸方向の移動に
より前記巻枠の先端側が嵌合する嵌合穴と、前記巻枠の
先端側を縦断するように切り込んで形成された溝部と、
前記線材の端部付近を案内して前記溝部内に収容する線
材案内手段と、前記一対のスピンドルを同期的に回転さ
せる駆動手段とを備え、前記線材案内手段により前記溝
部内に前記線材を収容した後に、前記巻枠と嵌合穴を嵌
合し、前記一対のスピンドルを同期的に回転させること
により、前記巻枠外周に巻線作業を行う巻線装置におい
て、巻線作業に先立って前記スピンドルを低速で回転さ
せる予備的な巻線作業を行うとともに、この予備的な巻
線作業における前記線材の前記巻枠側への供給量を制御
することにより、予備的な巻線作業中に前記溝部内に収
容された線材を滑り出させて、前記線材の端部が前記溝
部の端部近傍に至るようにする制御手段を備えた。

【００１１】第２の発明は、前記線材案内手段は、前記
線材を把持するとともに前記巻枠に対して移動可能な線
材把持手段を備え、前記制御手段は、前記線材の繰り出
し側を把持する前記線材把持手段の位置を制御する。

【００１２】

【作用】第１の発明では、予備的な巻線作業において、
制御手段により巻枠側への線材の供給量を制御し、予備
的な巻線作業に必要な線材量よりも溝部内に収容されて
いる線材分だけ少ない線材が巻枠側に供給されるように
すれば、予備的な巻線作業前に溝部内に収容されていた
線材の大部分は予備的な巻線作業のために使用され、予
備的な巻線作業終了後には線材は溝部から完全に滑り出
す寸前に至るので、その後、巻線作業を行うようにすれ
ば、巻上がったコイルの巻始め端には余分な線材が残る
ことはない。したがって、コイルの巻始め端の余分な線
材を切断する作業は不要となり、巻線作業の作業効率が
向上するとともに、巻始め端を切断することにより生じ
る線材屑は発生せず、線材の無駄遣いが防止でき、また
線材屑の廃棄手段も不要となるので、コストダウンを図
ることができる。

【００１３】第２の発明では、線材把持手段による把持
位置から先端に至る線材の長さと、線材把持手段自体の
位置を変えることによって、巻枠側への線材の供給量を
調整することができるので、制御手段は、線材把持手段
の移動を制御することにより、巻枠側への線材の供給量
を制御することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１５】図１、図２に、本発明の巻線装置の全体構
成を示す。

【００１６】図示されない繰り出し装置（テンション装
置）から繰り出された線材１は、案内プーリ２、３を介
して、線材案内手段である上側チャック装置４の一対の
把持部４ａ、４ｂの間に導かれる。なお、この線材１の
種類は限定されず、平角線等、任意の種類の線材を用い
ることができる。

【００１７】案内プーリ２、３および上側チャック装置
４は、ガイド台５に取り付けられている。このガイド台
５は、アクチュエータ（モータまたはシリンダ）６によ
る駆動で、スピンドル支持台１１に固定されたガイド枠
７に対して上下方向に移動自在となっており、このガイ
ド台５の上下動により上側チャック装置４が上下動する
ようになっている。なお、上側チャック装置４の一方の
把持部４ｂは、アクチュエータ８の駆動により、ガイド
台５に固定された把持部４ａ側に移動できるようになっ
ており、この結果、線材１は一対の把持部４ａ、４ｂの
間に把持されるようになっている。

【００１８】上側チャック装置４の下方には、スピンド
ル支持台１３側面に、線材案内手段である下側チャック
装置９が配置される。この下側チャック装置９は、一対
の把持部９ａ、９ｂの間に線材１を把持するとともに、
アクチュエータ１０の駆動により、スピンドル支持台１
３の側面に沿って、上下方向と左右方向に移動自在とな
っている。

【００１９】なお、これら上側チャック装置４および下
側チャック装置９の移動位置は図示されない制御装置に
よって認識され、この制御装置は、上側チャック装置４
および下側チャック装置９の移動および把持動作を制御
するようになっている。本発明では、後述するように、
上側チャック装置４、下側チャック装置９および後述す
るスピンドルモータ２１を制御装置により適切に制御す
ることによって、ボビンレスコイルの巻始め端に無駄な
線材が生じないようにする。

【００２０】上側チャック装置４と下側チャック装置９
の間には、一対のスピンドル１１および１２が、互いに
先端を対向させながら配置される。線材１は、上側チャ
ック装置４および下側チャック装置９により案内され、
スピンドル１１先端の巻枠３５に導かれる。

【００２１】これらのスピンドル１１および１２は、そ
れぞれ、スピンドル支持台１３およびこのスピンドル支
持台１３に所定の間隔をもって配置されたスピンドル支
持台１４に、軸受１５および１６を介して回転自在に支
持される。さらに、スピンドル１２は、後述するよう
に、スピンドル支持台１４に対して、摺動部４６ととも
に軸方向に摺動自在となっている。

【００２２】スピンドル支持台１４のスピンドル支持台
１３と反対側の側方には、固定板１７が配置され、この
固定板１７には、スピンドルモータ２１が固設される。
このスピンドルモータ２１は、図示されない制御装置に
制御されて、スピンドル１１、１２を同期的に回転駆動
する。さらに詳しく説明すると、スピンドルモータ２１
からの回転力は、ベルト２２を介して回転軸２３に伝達
され、この回転軸２３の回転が、回転軸２３右端のプー
リ２４からベルト２５を介してスピンドル１２に、ま
た、回転軸２３左端のプーリ２６からベルト２７を介し
てスピンドル１１にそれぞれ伝達される結果、スピンド
ル１１とスピンドル１２は同期して回転するようになっ
ている。

【００２３】なお、スピンドル支持台１３、スピンドル
支持台１４および固定板１７は、総て基台１９上に固定
されている。また、回転軸２３は、固定板１７、スピン
ドル支持台１４、スピンドル支持台１３を貫通し、か
つ、これらに軸受を介して支持されている。

【００２４】このようにスピンドル支持台１３に支持さ
れるスピンドル１１は、先端に巻治具３１を備えてい
る。この巻治具３１は先端に嵌合穴３２を備え、この嵌
合穴３２には、スピンドル１２先端の巻枠３５が嵌合す
る。

【００２５】一方、スピンドル１２は、先端に巻治具３
３を備えるとともに、中心軸上にスプライン軸３４を備
えている。このスプライン軸３４は、外周に形成された
スプラインにより、スピンドル１２のスリーブ状の本体
および巻治具３３とスプライン結合する。また、スプラ
イン軸３４の基端側は固定板１７を貫通し、プーリ３６
において前述のベルト２５と連係している。

【００２６】一方、スプライン軸３４の先端側は巻治具
３３を貫通し、このスプライン軸３４の巻治具３３から
抜け出した部分に、巻枠３５が形成されている。この巻
枠３５は線材１が巻回される部分であるので、巻枠３５
および巻枠３５が嵌合する嵌合穴３２の断面形状は、ボ
ビンレスコイルの形状（例えば本実施の形態では三角
形）と同一に形成される。

【００２７】また、この巻枠３５には、先端を縦断する
ように溝部３７が形成される。この溝部３７には、巻枠
３５が嵌合穴３２に嵌合していないときに、後述するよ
うな上側チャック装置４および下側チャック装置９の操
作により、ボビンレスコイルの巻始め端に当たる線材１
が導かれる。そして、スピンドル１２を軸方向に動かし
て巻枠３５と嵌合穴３２を嵌合させたときには、溝部３
７が嵌合穴３２からはみ出した部分はちょうど線材１の
幅となり、線材１は巻枠３５を貫通した状態となるよう
に、スピンドル１２の移動が制御される。

【００２８】巻枠３５への巻線は、このように嵌合穴３
２に先端側が嵌合した巻枠３５の、嵌合穴３２に収容さ
れていない部分に対して行われる。なお、本発明は、巻
線作業の開始時に、線材１を把持する上側チャック装置
４の上下動により、巻始め端の位置を調節する点に特徴
を備えているが、これについては、後に詳しく説明す
る。

【００２９】このような巻線作業の間には、コイルに熱
風を吹きかけて、コイル外周の自己融着層を溶融する
が、このための熱風を発生する熱風装置３８は、巻枠３
５の側方に備えられている。さらに、巻線の終了後に図
示されないカット装置により切断された巻終わり端は、
ローラ３９ａによりコイル本体側に撫でつけられて、コ
イル本体に密着させられるが、このローラ３９ａを備え
たローラ装置３９が、巻枠３５の側方に備えられてい
る。

【００３０】ところで、巻枠３５と嵌合穴３２の嵌脱
は、スピンドル１２が送り装置４０によって軸方向に送
り出されることにより達成される。この送り装置４０
は、ボールネジ４１と、このボールネジ４２の一端に連
結されたアクチュエータ４２と、ボールネジ４１の他端
を回転自在に支持する支持部材４３と、ボールネジ４１
の略中間部と螺合する螺合部材４４から構成される。

【００３１】さらに詳しく説明すると、ボールネジ４１
を回転駆動するアクチュエータ４２は、固定部材１７に
固定されている。一方、スピンドル支持台１４のスピン
ドル１２を支持する部分は、軸受４５を介してスピンド
ル支持台１４に対して摺動自在の摺動部４６となってお
り、送り装置４０の螺合部材４４は、この摺動部４６の
端部に固定されている。これにより、ボールネジ４１が
回転すると、螺合部材４４はアクチュエータ４２側また
は支持部材４３側にボールネジ４１に沿って移動する。
したがって、この螺合部材４４に摺動部４６を介して連
係するスピンドル１２は、軸方向に移動することにな
る。このように送り装置４０を作動させ、スピンドル１
２をスピンドル１１側に前進させると、スピンドル１２
先端の巻枠３５は、相対するスピンドル１１先端の嵌合
穴３２に嵌合する。また、スピンドル１２をスピンドル
１１側から後退させると、巻枠３５と嵌合穴３２の嵌合
が外れるようになっている。

【００３２】ところで、スピンドル１２先端の巻治具３
３にはフランジ部３３ａが設けられている一方で、この
フランジ部３３ａとスピンドル支持台１４の間に配置さ
れるように、板状のストッパ４８が基台１９上に固設さ
れている。これにより、スピンドル１２がスピンドル１
１側から所定量以上後退しようとすると、フランジ部３
３ａは、スピンドル１２を取り囲むように加工されたス
トッパ４８上端の当接部４８ａに当接する。このため、
スピンドル１２が後退するのに対して、巻治具３３はス
トッパ４７と当接した位置から後退できず、巻枠３５と
巻治具３３は相対変位する。この結果、巻枠３５外周に
巻き上げられたボビンレスコイルは、巻治具３３の端部
と接触して巻枠３５から前方に押し出される。

【００３３】この構成について、図３に基づいて、さら
に詳しく説明する。図示されるように、巻治具３３は端
部に小フランジ部３３ｂを備え、この小フランジ部３３
ｂは、スピンドル１２の先端１２ｂ側に形成される収容
部１２ａに収容されている。さらに、スピンドル１２の
先端１２ｂと小フランジ部３３ｂとの間には、リターン
スプリング４８が介装されている。

【００３４】このリターンスプリング４８の付勢力は、
通常、巻治具３３をスピンドル１２の先端１２ｂ側に押
し付け、巻治具３３とスピンドル１２とを一体に保って
いる。これに対して、スピンドル１２が後退し、フラン
ジ部３３ａがストッパ４７と当接した後、スピンドル１
２をさらに後退させようとすると、巻治具３３が不動で
あるのに対して、スピンドル１２はリターンスプリング
４８を縮ませて後退する。この結果、巻枠３５は巻治具
３３内に収容されるような形で後退して行くことにな
り、巻枠３５外周のコイルは巻治具３３の先端部と当接
して前方に押し出される。

【００３５】このように巻枠３５の先端側まで押し出さ
れたコイルを巻枠３５から完全に取り外して、所定の場
所に排出するために、図１、図２に示すようなコイル排
出装置５０が設けられる。このコイル排出装置５０は、
シリンダ５１と、このシリンダ５１のロッド先端に設け
られた押し出し部材５２から構成される。この押し出し
部材５２は、シリンダ５１の伸張により前方に伸び出
し、巻枠３５先端のコイルと当接し、このコイルをシュ
ート５３側に押し出して、シュート５３へと落下させる
ようになっている。シュート５３に落下したコイルは、
シュート５３を滑り落ちて、完成品として所定の場所に
搬送される。

【００３６】つぎに作用を説明する。

【００３７】巻線作業を行うときは、まず、案内プーリ
２、３により導かれた線材１を、先端側を所定量だけ余
すように、上側チャック装置４で把持する。続いて、上
側チャック装置４は下降して、線材１の先端部を下側チ
ャック装置９側に案内する。そして、下側チャック装置
９は線材１の先端部を把持するとともに、上側チャック
装置４は線材１の把持を解除する。このとき、スピンド
ル１２はスピンドル１１側から後退しており、巻枠３５
は巻治具３１の嵌合穴３２から外れている。

【００３８】このように線材１の先端を把持した下側チ
ャック装置９を所定の位置に移動して、線材１を所定の
位置に配置する。この状態でスピンドル１２をスピンド
ル１１側に前進させることにより、巻枠３５は、線材１
を溝部３７に収容しつつ、嵌合穴３２に嵌合する。その
後、上側チャック装置４は、線材１の繰り出し側をスピ
ンドル１１、１２の上方で再び把持し、下側チャック装
置９は線材１を解放する。

【００３９】つぎに、このように上側チャック装置４で
線材１を把持した状態で、スピンドルモータ２１を低速
で駆動することにより、スピンドル１１、１２を同期的
に低速回転させて、巻枠３５へ線材１を所定の巻数（例
えば１周）だけ巻き付ける予備的な巻線作業を行う。こ
の低速回転による予備的な巻線作業の間に、上側チャッ
ク装置４は、巻線の進行に同期して下降し、この下降分
の線材が巻枠３５側に供給され、巻枠３５外周に巻き付
けられる。

【００４０】この場合、スピンドル１１、１２の回転速
度（回転数）および上側チャック装置の下降速度（下降
量）は、制御装置により制御されるが、本発明では、あ
らかじめ知られている巻枠３５への巻線に必要な線材１
の長さ、および上側チャック装置４から下方の線材１の
長さ（例えば上側チャック装置４と下側チャック装置９
との間に張られた線材１の長さとして算出できる）に基
づいて、予備的な巻線作業が終了したときに、線材１の
端部がちょうど溝部３７から抜け出す寸前まで滑り出す
ように、上側チャック装置の下降量を制御する。すなわ
ち、上側チャック装置４の下降量（線材１の供給量）
を、スピンドル１１、１２の回転数（予備的な巻線作業
に必要な線材１の長さ）より所定量だけ短くすることに
より、図４に示すように、線材１の先端部１ａは、予備
的な巻線作業の間に溝部３７内を滑って、ちょうど溝部
３７の端部寸前に達するようにされる。これにより、コ
イルの巻始め端に当たる線材１の先端１ａ側には余分な
線材１が残らないようにすることができる。

【００４１】なお、この予備的な巻線作業は、上述のよ
うに上側チャック装置４を下降させながら行うのではな
く、あらかじめ上側チャック装置４を下降させ、上側チ
ャック装置４の下方に線材１を所定量だけ余らせてお
き、この線材１を巻枠３５に巻き付けるようにしてもよ
い。

【００４２】この予備的な巻線作業の後に、上側チャッ
ク装置４による線材１の把持を解除し、巻枠３５への本
格的な巻線作業が開始される。巻線作業終了後は、線材
１を切断し、この切断された巻終わり端をローラ装置３
９によりコイル本体側に密着させた後、スピンドル１２
を後退させ、排出装置５０を作動させて、巻上がったコ
イルをシュート５３側に排出する。

【００４３】このように本発明によれば、巻線作業に続
いて巻始め端側を切断しなくても、図５に示すように、
コイル６０の巻始め端６１としては、予備的な巻線作業
後に巻枠３５の溝部３７内に残った部分しか残らない。
したがって、本発明では、線材の切断作業が省略でき巻
線作業の工程が少なくなるので作業効率が向上するとと
もに、線材屑の発生が防止でき、線材の無駄遣いが防止
でき、線材屑の廃棄のための装置も不要となり、コスト
ダウンがはかれる。

【００４４】

【発明の効果】第１の発明によれば、予備的な巻線作業
において、制御手段により巻枠側への線材の供給量を制
御し、予備的な巻線作業に必要な線材量よりも溝部内に
収容されている線材分だけ少ない線材が巻枠側に供給さ
れるようにすれば、予備的な巻線作業前に溝部内に収容
されていた線材の大部分は予備的な巻線作業のために使
用され、予備的な巻線作業終了後には線材は溝部から完
全に滑り出す寸前に至るので、その後、巻線作業を行う
ようにすれば、巻上がったコイルの巻始め端には余分な
線材が残ることはない。したがって、コイルの巻始め端
の余分な線材を切断する作業は不要となり、巻線作業の
作業効率が向上するとともに、巻始め端を切断すること
により生じる線材屑は発生せず、線材の無駄遣いが防止
でき、また線材屑の廃棄手段も不要となるので、コスト
ダウンを図ることができる。

【００４５】第２の発明によれば、線材把持手段による
把持位置から先端に至る線材の長さと、線材把持手段自
体の位置を変えることにより、巻枠側への線材の供給量
を調整することができるので、制御手段は、線材把持手
段の移動を制御することにより、巻枠側への線材の供給
量を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。

【図２】同じく断面図である。

【図３】同じくスピンドルを示す断面図である。

【図４】同じく巻枠を示す断面図である。

【図５】同じく巻上がったコイルを示す概略図である。

【図６】ボビンレスコイルを示す斜視図である。

【図７】従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 線材 １ａ 端部 ２ 案内プーリ ３ 案内プーリ ４ 上側チャック装置 ４ａ 把持部 ４ｂ 把持部 ５ ガイド板 ６ アクチュエータ ７ ガイド枠 ８ アクチュエータ ９ 下側チャック装置 ９ａ 把持部 ９ｂ 把持部 １０ アクチュエータ １１ スピンドル １２ スピンドル １３ スピンドル支持台 １４ スピンドル支持台 １７ 固定板 １９ 基台 ２１ スピンドルモータ ３１ 巻治具 ３２ 嵌合穴 ３３ 巻治具 ３４ スプライン軸 ３５ 巻枠 ３７ 溝部 ４０ 送り装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに先端を対向させて配置されるととも
   に少なくとも一方が軸方向に移動可能な一対のスピンド
   ルと、 これらのスピンドルの一方の先端に設けられスピンドル
   の回転に伴って外周に線材が巻回される巻枠と、 これらのスピンドルの他方の先端に形成され前記スピン
   ドルの軸方向の移動により前記巻枠の先端側が嵌合する
   嵌合穴と、 前記巻枠の先端側を縦断するように切り込んで形成され
   た溝部と、 前記線材の端部付近を案内して前記溝部内に収容する線
   材案内手段と、 前記一対のスピンドルを同期的に回転させる駆動手段
   と、 を備え、前記線材案内手段により前記溝部内に前記線材
   を収容した後に、前記巻枠と嵌合穴を嵌合し、前記一対
   のスピンドルを同期的に回転させることにより、前記巻
   枠外周に巻線作業を行う巻線装置において、 巻線作業に先立って前記スピンドルを低速で回転させる
   予備的な巻線作業を行うとともに、この予備的な巻線作
   業における前記線材の前記巻枠側への供給量を制御する
   ことにより、予備的な巻線作業中に前記溝部内に収容さ
   れた線材を滑り出させて、前記線材の端部が前記溝部の
   端部近傍に至るようにする制御手段を備えたことを特徴
   とする巻線装置。
2. 【請求項２】前記線材案内手段は、前記線材を把持する
   とともに前記巻枠に対して移動可能な線材把持手段を備
   え、前記制御手段は、前記線材の繰り出し側を把持する
   前記線材把持手段の位置を制御することを特徴とする請
   求項１に記載の巻線装置。