(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した線材を巻き付ける巻芯部材と、
前記線材を連続的に繰り出す線材供給部と、
前記巻芯部材を中心軸として、前記線材供給部を当該中心軸の周りに旋回させて前記線材を前記巻芯部材に巻き付ける巻回手段と、
前記巻芯部材に形成されたコイルの巻き終わり位置と前記線材供給部との間に第１のガイド部材で保持され、かつ、前記線材供給部の旋回によって移動する線材に接触可能な位置に前記第１のガイド部材から出没可能に設けられ、前記移動する線材の一部に係合して当該一部を保持する線材保持部材と、
第２のガイド部材で保持され、前記線材供給部の旋回によって、前記線材保持部材に一部が保持された状態で移動する線材に接触可能な位置に前記第２のガイド部材から出没可能に設置され、出没動作によって前記線材を切断する切刃を備えた線材切断部材とを有し、
前記線材保持部材および前記線材切断部材の少なくとも一方は、設置位置を調節可能に設けられている
巻線機。
【請求項２】
前記線材保持部材および前記線材切断部材は、前記中心軸から所定の半径の円周上に配置されており、当該円周に沿って設置位置を調節可能である
請求項１に記載の巻線機。
【請求項３】
前記線材保持部材および前記線材切断部材は、同時に出没する
請求項１または２に記載の巻線機。
【請求項４】
前記線材供給部の旋回によって移動する線材に接触可能な位置に出没可能に設けられたクランプ部材と、
前記クランプ部材を出没可能に保持し、前記クランプ部材との間で前記線材を挟持する挟持面を備えるクランプ保持部材と、を有するクランプ手段をさらに有する
請求項１〜３のいずれかに記載の巻線機。
【請求項５】
前記クランプ手段のクランプ部材は、前記線材保持部材および前記線材切断部材に接触した状態で移動する線材に対して接触可能な位置に設けられ、かつ、前記線材保持部材および前記線材切断部材と同時に出没する
請求項４に記載の巻線機。
【請求項６】
前記線材は、加熱に応じて融着する被覆膜を備え、
前記巻芯部材に形成されたコイルを加熱して前記コイルを構成する線材同士を融着する加熱手段をさらに有する
請求項１〜５のいずれかに記載の巻線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線材を用いてコイルを形成する巻線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続する線材を巻芯部材に巻回してボビン等の芯材のないコイルを形成する巻線機では、たとえば、線材は加熱に応じて融着する被覆を備え、巻芯部材に形成されたコイルを加熱することによってコイルを構成する線材同士を接着させた後、コイルから引き出された線材を切断し、コイルを巻芯部材から引き抜くことで、完成したコイルが得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような空芯のコイルを形成する巻線機では、得られたコイルを、たとえば、電気機器等の製品に組み込む際に、コイルの巻き終わり位置から引き出された線材の長さは各製品に応じて要求される値が異なる。このため、巻線機によって得られたコイルの巻き終わり位置から引き出された線材の長さを要求された所定の長さにする必要がある。
また、図９示すように、巻芯部材１０１に線材ａを巻き付けてコイルＣを形成した後、当該コイルＣを加熱してコイルＣを構成する線材ａ同士を接着した状態では、コイルＣの最外周に位置する巻き終わり位置Ｐｂの位置も規格通りにする必要がある。
【０００４】
従来、上記のコイルの巻き終わり位置から引き出された線材の長さおよび巻き終わり位置Ｐｂの調整は、コイルＣを巻芯部材１０１から抜き取った後、コイルＣを構成する巻線ａを巻き戻して巻き終わり位置Ｐｂを所定の位置とし、さらに、巻き終わり位置Ｐｂから引き出された線材ａを所定長に切断する作業を行っていた。
しかしながら、上記のようにコイルＣを構成する巻線ａを巻き戻す作業を行うと、線材ａにキンクが発生することがあり、コイルＣの品質が低下してしまうおそれがあった。
また、上記のような、２次加工を省略して工数を削減することへの要求も強かった。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、連続した線材を用いて当該線材を巻芯部材に巻回してコイルを形成し、当該コイルを構成する線材の巻きおわり位置から引き出された線材を切断する巻線機において、コイルを構成する線材の巻き終わり位置を任意に調整可能で、かつ、コイルを構成する線材の巻き終わり位置から引き出された線材の長さを所定の長さに切断可能な巻線機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、連続した線材を巻き付ける巻芯部材と、前記線材を連続的に繰り出す線材供給部と、前記巻芯部材を中心軸として、前記線材供給部を当該中心軸の周りに旋回させて前記線材を前記巻芯部材に巻き付ける巻回手段と、前記巻芯部材に形成されたコイルの巻き終わり位置と前記線材供給部との間に第１のガイド部材で保持され、かつ、前記線材供給部の旋回によって移動する線材に接触可能な位置に前記第１のガイド部材から出没可能に設けられ、前記移動する線材の一部に係合して当該一部を保持する線材保持部材と、第２のガイド部材で保持され、前記線材供給部の旋回によって、前記線材保持部材に一部が保持された状態で移動する線材に接触可能な位置に前記第２のガイド部材から出没可能に設置され、出没動作によって前記線材を切断する切刃を備えた線材切断部材とを有し、前記線材保持部材および前記線材切断部材の少なくとも一方は、設置位置を調節可能に設けられている。
【０００７】
好適には、前記線材保持部材および前記線材切断部材は、前記中心軸から所定の半径の円周上に配置されており、当該円周に沿って設置位置を調節可能である。
【０００８】
さらに、好適には、前記線材保持部材および前記線材切断部材は、同時に出没する。
【０００９】
本発明は、前記線材供給部の旋回によって移動する線材に接触可能な位置に出没可能に設けられたクランプ部材と、前記クランプ部材を出没可能に保持し、前記クランプ部材との間で前記線材を挟持する挟持面を備えるクランプ保持部材と、を有するクランプ手段をさらに有する。
【００１０】
好適には、前記クランプ手段のクランプ部材は、前記線材保持部材および前記線材切断部材に接触した状態で移動する線材に対して接触可能な位置に設けられ、かつ、前記線材保持部材および前記線材切断部材と同時に前記中心軸に平行な方向に出没する。
【００１１】
本発明は、前記線材は、加熱に応じて融着する被覆膜を備え、前記巻芯部材に形成されたコイルを加熱して前記コイルを構成する線材同士を融着する加熱手段をさらに有する。
【００１２】
本発明では、線材保持部材および線材切断部材の少なくとも一方の設置位置が調節可能であり、線材保持部材と線材切断部材との相対位置を変更すると、コイルの巻きおわり位置から引き出された線材の線材切断部材までの長さは変わる。これら線材保持部材および線材切断部材の設置位置を調整することで、コイルの巻きおわり位置から引き出された線材の線材切断部材までの長さを調整することができる。
また、線材保持部材の位置を中心軸から所定の半径の円周上で変更すると、コイルの巻きおわり位置が変更できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る巻線機の構成を示す構成図である。
図１において、巻線機１は、線材ａを供給するとともに、線材ａを巻き付ける巻付機構部１１と、線材ａを巻き付けるための巻芯部材３２を保持する巻芯部材保持機構部３１と、線材ａを切断するための切断機構部５１と、巻線機１に供給される線材ａの張力を一定に調整するテンショナ部８１とを有する。
なお、巻付機構部１１は本発明の線材供給部および巻回手段の一具体例に対応している。
【００１４】
巻付機構部１１は、基台２上に固定された保持部材１２を備え、この保持部材１２の上端に形成された保持部１２ａ、１２ｂは、軸部材１８を回転自在に保持している。
軸部材１８の保持部１２ａ、１２ｂの間には、保持部１２ａ、１２ｂと当接することによって、軸部材１８の軸方向の移動量を規制する規制部材１３が固着されている。
軸部材１８には、伝達機構部１５が設けられており、この伝達機構部１５は保持部材１２上に固定された駆動モータ１７からの回転力を軸部材１８に伝達する、たとえば、図示しない歯車等からなる伝達機構を備えている。これによって、軸部材１８は回転する。
また、伝達機構部１５には、ボールねじ１６が螺合されており、このボールねじ１６は駆動モータ１４に接続され、駆動モータ１４を駆動することでボールねじ１６が回転し、伝達機構部１５は軸方向、すなわち、矢印Ａ１およびＡ２方向に移動する。このとき、軸部材１８も伝達機構部１５とともに、矢印Ａ１およびＡ２方向に移動する。
【００１５】
軸部材１８の内部には、軸方向に沿って図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔に線材ａが挿入され、線材ａは軸部材１８の先端から導出されている。
軸部材１８の先端部には、線材ノズル２０を軸部材１８から所定の距離離れた位置に平行に保持する保持部材１９が固着されており、線材ａは軸部材１８内の貫通孔を通って、保持部材１９から線材ノズル２０に供給されている。なお、線材ノズル２０は本発明の線材供給部の一具体例に対応している。
保持部材１９の先端には、巻芯部材３２に当接可能なテーパ状の先端面２１ａを備えたヘッド部材２１が設けられている。ヘッド部材２１と保持部材１９との間には、たとえば、ボールベアリング等の軸受手段が設けられており、軸部材１８が回転すると、保持部材１９は軸部材１８とともに回転するが、ヘッド部材２１は回転しない構成となっている。
線材ノズル２０は、軸部材１８内を通じて供給された線材ａが挿入され、線材ノズル２０の先端から線材ａが繰り出される。
【００１６】
テンショナ部８１は、たとえば、図示しないボビンから供給される線材ａの張力を一定に保持しつつ線材ａを巻付機構部１１に供給する役割を果たす。
線材ａは、たとえば、銅線等の金属細線からなり、表面に加熱によって融着する被覆膜が形成されている。
【００１７】
巻芯部材保持機構部３１は、軸状の巻芯部材３２と、巻芯部材３２を保持する支持部材３９を備えており、支持部材３９はテーブル部４０上に移動自在に保持されているとともに、テーブル部４０に固定されたエアシリンダ４１のピストンロッド４１ａと接続されており、矢印Ｃ１およびＣ２方向に移動する。これによって、巻芯部材３２は上記の軸部材１８の方向に移動可能となっている。なお、巻芯部材３２は、上記の軸部材１８と同軸上に配置されている。
支持部材３９には、支持棒３８を介して熱風供給部３６が設けられており、この熱風供給部３６は下端に設けられた熱風ノズル３７を通じて加熱された空気を巻芯部材３２の先端に向けて吹き付ける。
【００１８】
テーブル部４０は、基台２上に固定されたベース部４２に固定されている。このベース部４２には、切断機構部５１が設けられている。
【００１９】
ここで、切断機構部５１の具体的な構造を図２〜図４を参照して説明する。
図２は軸部材１８の軸方向から見た切断機構部５１の構成を示す図である。
図２に示すように、切断機構部５１は、ベース部４２に固定される支持部材５２を有している。
支持部材５２、５２は、図１に示したように、所定の距離離隔して並設されており、巻芯部材３２を中心とした環状部を有しており、外周面５２ａにガイド部材５３およびガイド部材７４がそれぞれボルト５９および７７で固定される。
ボルト５９および７７は、支持部材５２、５２の間に挿入され、係合部材５６に形成されたネジ部に螺合することにより、ボルト５９および７７と係合部材５６とで支持部材５２、５２を間に挟むことで第２のガイド部材であるガイド部材５３および第１のガイド部材であるガイド部材７４を支持部材５２、５２の外周面５２ａに固定する。したがって、ガイド部材５３およびガイド部材７４の支持部材５２の外周面５２ａへの設置位置は、支持部材５２、５２の環状部に沿って任意に調整可能となっている。
【００２０】
図３は、ガイド部材５３の周辺の側面図であり、（ａ）は線材ａの切断時の状態を示す図であり、（ｂ）は通常の状態を示している。
尚、ガイト部材５３は、本発明のクランプ保持部材の具体例にも対応している。
図３に示すように、ガイド部材５３には、ガイド孔５３ｂおよび５３ｃが形成されており、ガイド孔５３ｂには、ピン状の線材切断部材５４が挿入保持されており、ガイド孔５３ｃにはクランプ部材５５が挿入保持されている。
尚、クランプ部材５５は、本発明のクランプ手段の一具体例に対応している。
【００２１】
線材切断部材５４は、線材ａを切断可能な切刃５４ｂが形成されており、線材切断部材５４の一端にはガイド部材５３の後方に位置する可動板６１と当接する当接部５４ａが設けられている。
また、線材切断部材５４には、コイルばね５６が挿入されており、このコイルばね５６は、線材切断部材５４の当接部５４ａとガイド部材５３の背面との間に挟まれており、線材切断部材５４を矢印Ｄ１の方向、すなわち、線材切断部材５４がガイド部材５３から離れる方向に付勢している。
【００２２】
クランプ部材５５は、線材切断部材５４よりも短く、軸部５５ｃがガイド孔５３ｃに挿入されており、軸部５５ｃの一端部には鍔状のクランプ部５５ｂが設けられ、軸部５５ｃの他端部には可動板６１と当接する当接部５５ａが設けられている。クランプ部材５５は、両端部に当接部５５ａおよびクランプ部５５ｂが設けられていることから、ガイド孔５３ｃから抜け落ちないようになっている。
尚、クランプ部５５ｂは、本発明のクランプ部材の一具体例に対応している。
また、クランプ部材５５の軸部５５ｃには、コイルばね５７が挿入され、このコイルばね５７は、クランプ部材５５の当接部５５ａとガイド部材５３の背面との間に挟まれており、クランプ部材５５を矢印Ｄ１の方向、すなわち、クランプ部材５５がガイド部材５３から離れる方向に付勢している。
【００２３】
ガイド部材５３の背後に設置された可動板６１は、上記したベース部４２に設置されたシリンダ装置６０のピストンロッド６０ａと連結されており、シリンダ装置６０を駆動することによって、可動板６１は矢印Ｄ１およびＤ２方向に移動する。なお、シリンダ装置６０は、図２に示したように、可動板６１の両端部の２ヶ所に設置されており、それぞれピストンロッド６０ａが連結されている。
可動板６１がシリンダ装置６０によって矢印Ｄ２の向きに移動すると、図３（ａ）に示したように、可動板６１と線材切断部材５４およびクランプ部材５５とは当接し、線材切断部材５４およびクランプ部材５５は、ガイド部材５３の前面５３ａから突き出た状態となる。なお、前面５３ａは本発明の挟持面の一具体例に対応している。
この状態から、可動板６１がシリンダ装置６０によって矢印Ｄ１の向きに移動されると、線材切断部材５４およびクランプ部材５５は、それぞれコイルばね５６、５７の付勢力によって、図３（ｂ）に示したように、ガイド部材５３の前面５３ａから没入する。
【００２４】
図４は、ガイド部材７４の周辺の側面図であり、（ａ）は線材ａの切断時の状態を示す図であり、（ｂ）は通常の状態を示している。
図４に示すように、ガイド部材７４には、ガイド孔７４ａが形成されており、このガイド孔７４ａにはピン状の線材保持部材７５が挿入保持されている。
線材保持部材７５の一端には、上記の可動板６１に当接する当接部７５ａが設けられている。線材保持部材７５には、コイルばね７６が挿入され、このコイルばね７６は、線材保持部材７５の当接部７５ａとガイド部材７４の背面との間に挟まれており、線材保持部材７５を矢印Ｄ１の方向、すなわち、線材保持部材７５がガイド部材７４から離れる方向に付勢している。
【００２５】
可動板６１がシリンダ装置６０によって矢印Ｄ２の向きに移動すると、図４（ａ）に示したように、可動板６１と線材保持部材７５とは当接し、線材保持部材７５は、ガイド部材７４の前面から突き出た状態となる。
この状態から、可動板６１がシリンダ装置６０によって矢印Ｄ１の向きに移動すると、線材保持部材７５は、コイルばね７６の付勢力によって、図４（ｂ）に示したように、ガイド部材７４の前面から没入する。
【００２６】
次に、上記構成の巻線機１によるコイル形成動作について説明する。
まず、図５に示すように、軸部材１８の先端に設けられたヘッド部材２１のテーパ状の先端面２１ａが巻芯部材３２の先端に接するように、軸部材１８を軸方向に移動する。なお、図５に示すように、巻芯部材保持機構部３１側には、ヘッド部材２１のテーパ状の先端面２１ａに対向するテーパ面３３ａを有する仕切り部材３３が設けられている。
【００２７】
この状態で、線材ノズル２０から繰り出された線材ａの先端部を上記したクランプ部材５５のクランプ部５５ｂとガイド部材５３の前面５３ａとの間でコイルばね５７の付勢力によって挟持してクランプする。
線材ノズル２０から繰り出された線材ａの先端部をクランプしたら、軸部材１８を回転させて、線材ノズル２０を巻芯部材３２の周りに旋回させる。
これによって、巻芯部材３２の先端には、線材ａが巻回される。このとき、線材ａは、ヘッド部材２１のテーパ状の先端面２１ａと仕切り部材３３のテーパ面３３ａとによってガイドされることで、図５に示す矢印Ｅ１およびＥ２の方向に往復動し、コイルＣが形成される。
所定の長さの線材ａが巻回されたコイルＣが形成されたら、軸部材１８の回転を停止する。
【００２８】
この状態では、コイルＣを構成する線材ａの巻きおわり位置から引き出された線材ａは、線材ノズル２０に連なっており、この引き出された線材ａを切断しないと、コイルＣを巻芯部材３２から抜き取ることができない。以下に、コイルＣを構成する線材ａの巻きおわり位置から引き出された線材ａの切断動作について説明する。
【００２９】
まず、コイルＣが形成された状態では、図２に示すように、線材ａの先端部はクランプ部材５５によってクランプされており、また、コイルＣを構成する線材ａの巻きおわり位置から引き出された線材ａは、線材ノズル２０に連なっている。
この状態から、シリンダ装置６０の駆動によって可動板６１を前方に移動して、図３（ａ）および図４（ａ）に示したように、線材切断部材５４およびクランプ部材５５をガイド部材５３の前面５３ａから突き出た状態とし、また、線材保持部材７５がガイド部材７４の前面から突き出た状態とする。
これにより、線材切断部材５４、クランプ部材５５および線材保持部材７５は、線材ノズル２０に連なる線材ａに接触可能となる。
【００３０】
次いで、図２に示した矢印Ｆの向きに線材ノズル２０を旋回させる。線材ノズル２０が旋回すると、図６に示すように、コイルＣの巻きおわり位置と線材ノズル２０との間の線材ａの一部は、線材保持部材７５に引っ掛かり、線材保持部材７５に保持された状態となる。
さらに、線材ノズル２０の旋回が進むと、図７に示すように、線材保持部材７５に保持された状態の線材ａは、さらに、線材切断部材５４およびクランプ部材５５に接触した状態となる。線材切断部材５４およびクランプ部材５５に接触し状態となったら、線材ノズル２０の旋回を停止する。
【００３１】
ここで、コイルＣの巻きおわり位置から引き出された線材ａの線材切断部材５４に接触するまでの長さは、図７に示す、コイルＣから線材保持部材７５までの距離Ｌａと線材保持部材７５から線材切断部材５４までの距離Ｌｂの和である。このコイルＣの巻きおわり位置から引き出された線材ａの線材切断部材５４に接触するまでの長さは、ガイド部材５３とガイド部材７４の支持部材５２への設置位置に応じて規定されている。
【００３２】
この状態から、シリンダ装置６０の駆動によって可動板６１を後方に移動して、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示したように、線材切断部材５４およびクランプ部材５５を、それぞれコイルばね５６、５７および７６の付勢力によってガイド部材５３の前面５３ａから没入させる。
このとき、線材切断部材５４の切刃５４ａは、接触する線材ａに対して移動することにより、線材ａを切断する。
これによって、コイルＣの巻きおわり位置から引き出された線材ａの長さは、上記した距離ＬａとＬｂの和に等しくなる。
【００３３】
さらに、クランプ部材５５がガイド部材５３に対して没入すると、クランプ部材５５のクランプ部５５ｂとガイド部材５３の前面５３ａとの間に線材ａが挟まれ、切断された線材ａの線材ノズル２０側の先端部がクランプされた状態となる。
【００３４】
この状態において、上記した熱風ノズル３７から加熱された空気、すなわち、熱風を巻芯部材３２に形成されたコイルＣに向けて吹き付ける。
これによって、コイルＣを構成する線材ａに形成された被覆膜が融着し、コイルＣを構成する線材ａ同士が接着される。
【００３５】
次いで、巻芯部材３２を上記したシリンダ装置４１によって軸方向に移動させ、図５に示した仕切り部材３２内に没入させると、仕切り部材３２によって移動が規制されたコイルＣは、巻芯部材３２から抜け落ち、完成したコイルＣが得られる。
【００３６】
この状態では、線材ノズル２０から繰り出された線材ａの先端部は、クランプ部材５５によってクランプされているため、新たなコイルの形成が可能となっている。
【００３７】
以上、本実施形態によれば、コイルＣの巻きおわり位置から引き出された線材ａの長さは、線材切断部材５４、クランプ部材５５を備えたガイド部材５３と線材保持部材７５を備えたガイド部材７４の支持部材５２への設置位置に応じて規定され、ガイド部材５３とガイド部材７４の設置位置を適宜調整することにより、コイルＣの巻きおわり位置から引き出された線材ａの長さを所定長にすることが容易にできる。
コイルＣの巻きおわり位置から引き出された線材ａの長さを短くしたい場合には、線材保持部材７５を備えたガイド部材７４の設置位置を、たとえば、図８に示すような位置に移動すればよい。図８のように線材保持部材７５を移動させると、コイルＣの巻きおわり位置Ｐｂも移動する。すなわち、線材保持部材７５を移動させることにより、コイルＣの巻きおわり位置Ｐｂも任意に変更することが可能である。
さらに、コイルＣの巻きおわり位置Ｐｂを変更させたくない場合には、線材切断部材５４およびクランプ部材５５を備えたガイド部材５３の支持部材５２に対する設置位置を調整することで、コイルＣの巻きおわり位置Ｐｂを変更させずに、コイルＣの巻きおわり位置から引き出された線材ａの長さのみを変更することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、コイルを構成する線材の巻き終わり位置から引き出された線材の長さを所定の長さに切断可能となる。
また、本発明によれば、コイルを構成する線材の巻き終わり位置を任意に調整可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る巻線機の構成を示す構成図である。
【図２】軸部材１８の軸方向から見た切断機構部５１の構成を示す図である。
【図３】ガイド部材５３の周辺の側面図であって、（ａ）は線材ａの切断時の状態を示す図であり、（ｂ）は通常の状態を示す図である。
【図４】ガイド部材７４の周辺の側面図であって、（ａ）は線材ａの切断時の状態を示す図であり、（ｂ）は通常の状態を示す図である。
【図５】巻線機１によるコイル形成動作を説明するための図である。
【図６】コイルＣの巻きおわり位置と線材ノズル２０との間の線材ａの一部が線材保持部材７５に保持された状態を示す図である。
【図７】線材ａが線材保持部材７５に保持されかつ、線材切断部材５４およびクランプ部材５５に接触した状態を示す図である。
【図８】線材保持部材７５の設置位置を変更した状態を示す図である。
【図９】線材を巻芯部材に巻き付けてコイルを形成した状態を示す図である。
【符号の説明】
１…巻線機
２…基台
１１…巻付機構部
２０…線材ノズル
３１…巻芯部材保持機構部
３２…巻芯部材
５１…切断機構部
５４…線材切断部材
５５…クランプ部材
７５…線材保持部材
８１…テンショナ部
【図１】
0003612685.tif 000002
【図２】
0003612685.tif 000003
【図３】
0003612685.tif 000004
【図４】
0003612685.tif 000005
【図５】
0003612685.tif 000006
【図６】
0003612685.tif 000007
【図７】
0003612685.tif 000008
【図８】
0003612685.tif 000009
【図９】
0003612685.tif 000010