(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を供給してコイルを形成するための巻線装置において、
線材を供給するための線材供給手段と、
前記線材供給手段からの線材を巻くために巻冶具を回転するための巻冶具回転手段と、
交換用の控えの巻冶具を保持するための巻冶具保持手段と、
前記巻冶具回転手段と前記巻冶具保持手段との間で、巻冶具を交換するための巻冶具交換手段とを備え、
前記巻冶具交換手段は、インデックス板に固定された複数のチャックと、インデックス用のロータリアクチュエータを有し、該ロータリアクチュエータの回転によって前記複数のチャックが所定位置に位置決めされると共に、
前記複数のチャックの各々は、アクチュエータと、該アクチュエータのロッドに一端が連結されたスライダと、該スライダの他端に取り付けられ前記巻治具を着脱可能に固定する固定部材と、該固定部材を開く方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記アクチュエータが作動し前記スライダが移動するに応じて、前記付勢手段の付勢力により前記固定部材が開いて前記巻冶具または控えの巻冶具が着脱可能になるようにしたことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
巻治具は空芯のコイルを形成する棒状体を備え、この棒状体は巻治具回転手段により回転される請求項１に記載の巻線装置。
【請求項３】
線材供給手段は、異なる複数の線材を巻治具回転手段の巻治具に供給する請求項１に記載の巻線装置。
【請求項４】
線材供給手段の線材を導くノズルは、巻治具の棒状体の回転とともに巻治具の棒状体の軸方向にそって移動して、巻治具の棒状体に空芯のコイルを形成する請求項１に記載の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線材を供給してコイルを形成するための巻線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コイル、たとえば高周波等の電気機器に使用されるコイルは、所謂空芯コイルと呼ばれており、電気機器の基板に対して回路用の電子部品として装着されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のコイルは、その巻数やコイルの内径の大きさにより、異なるコイルとなる。
従来このような多種類のコイルを作る場合には、次のように行っている。
スピンドルに対して、コイルを巻くための巻治具を装着して、その巻治具の大きさに応じたコイルを巻いて作った後に、いったん別の種類のコイルを作る場合にはスピンドルに取付けられている巻治具を、別の巻治具に取り換える必要がある。この巻治具の取り換えの段取りは人手により行っており、異なる種類のコイルを巻くためには、このような巻治具の取り換え等の段取りが必要である。従って、複数種類あるいは多種類のコイルを作るのが面倒であり、作業効率が悪いという問題がある。
そこで本発明は上記課題を解消するためになされたものであり、複数種類のコイルを自動的に作ることができる巻線装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、線材を供給してコイルを形成するための巻線装置において、線材を供給するための線材供給手段と、線材供給手段からの線材を巻くために巻冶具を回転するための巻冶具回転手段と、交換用の控えの巻冶具を保持するための巻冶具保持手段と、巻冶具回転手段と巻冶具保持手段との間で、巻冶具を交換するための巻冶具交換手段とを備え、巻冶具交換手段は、インデックス板に固定された複数のチャックと、インデックス用のロータリアクチュエータを有し、該ロータリアクチュエータの回転によって複数のチャックが所定位置に位置決めされると共に、複数のチャックの各々は、アクチュエータと、該アクチュエータのロッドに一端が連結されたスライダと、該スライダの他端に取り付けられ巻治具を着脱可能に固定する固定部材と、該固定部材を開く方向に付勢する付勢手段とを有し、アクチュエータが作動しスライダが移動するに応じて、付勢手段の付勢力により固定部材が開いて巻冶具または控えの巻冶具が着脱可能になるようにした巻線装置により、達成される。
本発明では、線材供給手段が線材を供給する。巻治具回転手段は、巻治具を回転可能にできるようになっており、巻治具に対しては線材供給手段からの線材を巻くようになっている。巻治具保持手段は、交換用の控えの巻治具を保持している。
そして、巻治具交換手段は、インデックス板に固定された複数のチャックと、インデックス用のロータリアクチュエータを有し、該ロータリアクチュエータの回転によって複数のチャックが所定位置に位置決めされると共に、複数のチャックの各々は、アクチュエータと、該アクチュエータのロッドに一端が連結されたスライダと、該スライダの他端に取り付けられ巻治具を着脱可能に固定する固定部材と、該固定部材を開く方向に付勢する付勢手段とを有し、アクチュエータが作動しスライダが移動するに応じて、付勢手段の付勢力により固定部材が開いて巻冶具または控えの巻冶具が着脱可能になることにより、巻治具回転手段の巻治具と、巻治具保持手段の巻治具を交換することができる。これにより、巻こうとするコイルの種類に応じた巻治具を巻治具保持手段から巻治具回転手段に設定することができるので、巻治具の規格に応じたコイルを複数種類自動的に作ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図１は、本発明の巻線装置の好ましい実施の形態を示す斜視図である。
図１の巻線装置は、線材供給手段１０、巻治具回転手段２０、巻治具保持手段５０、そして巻治具交換手段８０、等を備えている。
【０００６】
まず線材供給手段１０について説明する。
線材供給手段１０は、２つの線材ボビン１１，１２を備えている。線材ボビン１１は線材Ｗ１をローラ１３を介してノズル１４側に所定のテンションで供給できるものである。線材ボビン１２は、線材Ｗ１とは異なる種類の線材Ｗ２を、ローラ１５を介して別のノズル１６に所定のテンションで供給できるものである。
線材供給手段１０のノズル移動体１７は、上述した２本のノズル１４，１６を備えており、これらのノズル１４，１６は、Ｙ方向に平行に向いている。ノズル移動体１７は、上下動手段１８により、矢印Ｚ方向に移動して位置決め可能である。またノズル移動体１７は、移動手段１９により、矢印Ｘ方向に移動して位置決め可能である。
上下動手段１８と移動手段１９は、各々たとえばステッピングモータとそのステッピングモータにより回転される送りねじにより送られるステージで構成することができ、いわゆる２軸ステージユニットを用いることができる。
このノズル移動体１７は、移動手段１９の作動により、矢印Ｘ方向にトラバース（横移動）可能である。
【０００７】
次に、巻治具回転手段２０について説明する。
巻治具回転手段２０は、ベース２１の上に設けられており、巻治具Ｊ１、あるいは巻治具Ｊ２を着脱可能に保持して回転して、空芯型のコイルＣ（図７参照）を形成するようになっている。
巻治具回転手段２０は、本体２２、スピンドルモータ２３、およびコイル排出手段１１０等を備えている。
スピンドルモータ２３のスピンドル２４は、チャック手段２５により、巻治具Ｊ１を着脱可能に保持することができる。このチャック手段２５としては、たとえば空気圧シリンダを作動させることにより、巻治具Ｊ１をスピンドル２４に対して機械的にチャックできるようになっており、この空気圧シリンダをオフすることで、巻治具Ｊ１はスピンドル２４から外すことができる。
【０００８】
次に巻治具保持手段５０について説明する。
この巻治具保持手段５０は、巻治具回転手段２０に並ぶようにしてベース２１の上に設けられている。
巻治具保持手段５０の本体５９は、軸５１を備えており、控えの巻治具たとえばＪ２を着脱可能に保持することができる。この軸５１は、スピンドル２４の位置に比べてやや高い位置に配置されている。
しかもスピンドル２４には、巻治具の位置決めピンが２つあり、平行で、かつ巻治具交換手段８０側に向いている。
【０００９】
次に、巻治具交換手段８０について説明する。
巻治具交換手段８０は、図１と図２に示すようにベース８１、スライダ８２、インデックス板８３、２つのチャック８４，８５およびインデックス用のモータ（ロータリアクチュエータ）８６等を備えている。
ベース８１は、レール８７，８７を有しており、スライダ８２は、シリンダ８８を作動することにより、レール８７，８７に沿って、矢印Ｘ方向に移動して位置決め可能である。このスライダ８２の最大ストローク量は、少くともチャック８４，８５に巻治具Ｊ１，Ｊ２をチャックできる位置まで移動できる量である。
スライダ８２は上述したモータ８６を収容している。このモータ８６が、制御部１００の指令により作動すると、インデックス板８３は、１８０度毎に、チャック８４，８５をインデックス位置ＲＴ１，ＲＴ２に位置決めできる。図２の状態では、インデックス位置ＲＴ１にチャック８４が位置決めされ、インデックス位置ＲＴ２には別のチャック８５が位置決めされている。この状態では、チャック８４が図１の巻治具回転手段２０側の巻治具Ｊ１に対応しており、チャック８５が巻治具保持手段５０の巻治具Ｊ２に対応している。
【００１０】
空気圧作動形のチャック８４，８５の構造の一例を、図３と図４に示している。
チャック８４，８５は、円筒状のケース９１を備えておりこのケース９１の中には、アクチュエータ９２が収容されている。このアクチュエータ９２のスライダ９３は、ほぼ円筒状の案内規制部材９４の中を矢印Ｘ方向に所定ストローク移動可能である。このスライダ９３の一端側にはアクチュエータ９２のロッド９２ａが連結されており、スライダ９３の他方には、巻治具Ｊ１あるいはＪ２を着脱可能に固定するための固定部材９５，９６が回転できるようにピン連結して取付けられている。
これらの固定部材９５，９６は、付勢手段９７により開くように付勢されており、スライダ９３が図３のポジションＳＰ１に位置されている状態では、固定部材９５，９６の間隔が案内規制部材９４の規制により狭まって、巻治具Ｊ１あるいはＪ２のフランジ部９８をチャックすることができる。
これに対して、アクチュエータ９２が作動して、スライダ９３が図４のようにポジションＳＰ１からＳＰ２に移動すると、固定部材９５，９６は、付勢手段９７の付勢力により広がる。これにより、固定部材９５，９６は、巻治具Ｊ１あるいはＪ２のフランジ部９８を開放することができる。
【００１１】
次に、図１のコイル排出手段１１０について説明する。
コイル排出手段１１０は、図５に例示するように巻治具回転手段２０の本体２２の上部に配置されており、巻治具Ｊ１あるいはＪ２の棒状体Ｂに形成された空芯コイルＣを、この棒状体Ｂから矢印Ｘ２の方向に排出して、別の図示しないトレイにこの形成されたコイルＣを排出するものである。
コイル排出手段１１０は、アーム１１１、スライダ１１２、モータ１１３、アクチュエータ１１４等を備えている。モータ１１３が作動して送りねじ１１５が回転すると、スライダ１１２は、レール１１６に沿って矢印Ｘ方向に移動する。この移動により、アーム１１１の排出部１１７が、棒状体Ｂの軸方向に沿ってＸ２に移動するので、棒状体Ｂに巻かれているコイルＣは、矢印Ｘ２の方向に排出できる。アクチュエータ１１４が作動するとアーム１１１は、図５の状態から矢印Ｚ１方向に上昇して、排出部１１７が棒状体Ｂから上方に退出できる。
【００１２】
次に、巻治具Ｊ１（Ｊ２）の構造の一例を、図６と図７で説明する。
巻治具Ｊ１（Ｊ２）は、フランジ部９８、本体部９９、支持アーム１７０等を備えている。
支持アーム１７０は、本体部９９に取付けられており、付勢手段１７１により、支持アーム１７０の先端部１７２が、棒状体Ｂの外周面に当たるようになっている。この支持アーム１７０の先端部１７２は、好ましくは、凹凸部１７３が形成されている。
支持アーム１７０の先端部１７２は、通常付勢手段１７１の棒状体Ｂに当接されているが、アクチュエータ１７４を操作して支持アーム１７０を押すと、先端部１７２を棒状体Ｂの外周面から離すことができる。巻治具Ｊ１（Ｊ２）が、スピンドルモータ２３によりＲ方向に回転する時には、ノズル移動体１７は図６に示すように移動手段１９により矢印Ｔ方向にトラバース（横移動）が同期して可能である。
なお、図１のスピンドルモータ２３、モータ８６、シリンダ８８、モータ１１３、アクチュエータ１１４、上下動手段１８、移動手段１９等は、制御部１００により制御される。
【００１３】
次に、上述した巻線装置の動作について説明する。
図８〜図１４は、図１の巻線装置における巻治具Ｊ１，Ｊ２の交換動作の手順を示している。
図１のように、巻治具Ｊ１が巻治具回転手段２０のスピンドル２４にチャック手段２５により固定されており、もう１つの巻治具Ｊ２が巻治具保持手段５０の軸５１に保持されている。
この場合に、巻治具Ｊ１の棒状体Ｂにおいて図６と図７に示すような要領で、図７の空芯型のコイルＣを線材Ｗ１により形成することにする。
図１の移動手段１９および上下動手段１８を作動して、線材Ｗ１のノズル１４が図６に示すように棒状体Ｂに対応する巻き始め位置ＰＬ１に位置決めされる。ノズル１４から供給される線材Ｗ１は、棒状体Ｂの外周に巻き付けられるとともに、支持アーム１７０の先端部１７２がこの線材Ｗ１の端部を棒状体Ｂの外周面に押し付ける。そして、スピンドルモータ２３が回転して巻治具Ｊ１がＲ方向に回転すると同期して、移動手段１９がノズル移動体１７を矢印Ｔ方向にトラバース移動する。
【００１４】
図７に示すように、空芯型のコイルＣが棒状体Ｂの外周面に沿って所定の巻数形成される。ノズル移動体１７が、図７の巻き終り位置ＰＬ２に達すると、コイルＣの形成が終り、図示しないカッターが、線材Ｗ１を切断する。これにより、図７のコイルＣが作られる。
そしてアクチュエータ１７４が支持アーム１７０を押すと、支持アーム１７０の先端部１７２が棒状体Ｂから離れる。そして図５のアーム１１１の排出部１１７が棒状体Ｂに近接し、モータ１１３を駆動することで、排出部１１７がＸ２の方向に作られたコイルＣを棒状体Ｂから排出する。排出されたコイルＣは、所定の容器に収容される。
このようにして作られたコイルＣの内径は、線材Ｗ１で作られており巻治具Ｊ１の棒状体Ｂの外径に対応する内径を備えている。
【００１５】
次に、図１の巻治具Ｊ２で別の種類のコイルを作る場合には、図１において、軸５１の巻治具交換手段８０が、軸５１側の巻治具Ｊ２を、スピンドル２４側の巻治具Ｊ１と交換する必要がある。
そこで、図８〜図１４で示すような、巻治具交換動作を行う。
図８では、巻治具回転手段２０側の巻治具Ｊ１が、巻治具交換手段８０のチャック８４に対面しており、巻治具保持手段５０側の巻治具Ｊ２が巻治具交換手段８０のチャック８５に対面している。
この状態で、図１のシリンダ８８が作動して、スライダ８２がレール８７，８７に沿って矢印Ｘ１方向に所定ストローク移動する。そうすると、図９に示すように、チャック８４の固定部材９５，９６が巻治具Ｊ１のフランジ部９８の側部に位置し、かつチャック８５の固定部材９５，９６が巻治具Ｊ２のフランジ部９８の側部に位置する。
そして図１０において、図４から図３で示すように、スライダ９３がポジションＳＰ２からＳＰ１に後退すると、固定部材９５，９６が巻治具Ｊ１のフランジ部９８を両側からしっかりと固定する。
【００１６】
次に図１１のように、図１のシリンダ８８が作動すると、スライダ８２が矢印Ｘ２の方向に所定ストローク後退する。これにより、巻治具Ｊ１，Ｊ２は、それぞれ巻治具回転手段２０および巻治具保持手段５０から抜き取れる。
図１２では、モータ８６が作動して、インデックス板８３が１８０度インデックスされる。これにより、チャック８４，８５は、位置が逆になり、図１３に示すように、巻治具Ｊ１が巻治具保持手段５０側に配置され、巻治具Ｊ２が巻治具回転手段２０側に位置される。そして図１３のように、再びスライダ８２が矢印Ｘ１の方向に所定ストローク移動すると、巻治具Ｊ１が巻治具保持手段５０の軸５１にはめ込まれると同時に、巻治具Ｊ２が巻治具回転手段２０のスピンドル２４にはめ込まれる。そして各チャック８４，８５の固定部材９５，９６が図３の状態から図４の状態に開くと、固定部材９５，９６は巻治具Ｊ１あるいはＪ２のフランジ部９８から離れる。つまり巻治具Ｊ１，Ｊ２は、チャック８４，８５の保持から開放されたことになる。
【００１７】
次に図１４のように、再びスライダ８２が矢印Ｘ２の方向に移動する。
このようにして、巻治具Ｊ１が控えの巻治具として巻治具保持手段５０側に移されるとともに、これから使用したい巻治具Ｊ２が図１の巻治具回転手段２０のスピンドル２４に装着される。この巻治具Ｊ２を用いて上述したコイルＣとは別のコイルＣを図６と図７の要領で同様にして巻線することができる。
すなわち、図６において、ノズル移動体１７を、図１の上下動手段１８で矢印Ｚ１の方向に移動して、ノズル１６を巻治具Ｊ２の棒状体Ｂに対面させる。そして、巻治具Ｊ１でコイルＣを形成したと同様のやり方で、別のコイルＣを形成することができる。この成形されたコイルＣの内径は、巻治具Ｊ２の棒状体Ｂの外径に対応したものであり、その巻数も所定の巻数にすることができる。
このようにして、図１の巻線装置は図１に示すように２種類の線材Ｗ１，Ｗ２を用いて、それぞれ異なるコイルを、自動的に作ることができる。しかも、この巻治具Ｊ１，Ｊ２は、巻治具交換手段８０により、自動的に交換することができる。これにより、複数種類あるいは多種類のコイルを、図１のような巻線装置により作ることができるために、省スペース化およびコストダウンを図ることができる。
【００１８】
ところで本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上述した実施の形態では、電気機器のプリント配線板等に用いられる空芯型のコイルを作る例を示している。しかしこれに限らず、他の分野において使用される空芯型のコイルを作るのにも本発明の巻線装置は適用できる。
また図１の巻治具保持手段５０は、１つの軸５１に対して控え用の１つの巻治具Ｊ１あるいはＪ２を保持するようにしているが、これに限らず、巻治具保持手段５０は、複数の軸を備え、それらの軸に、異なる巻治具を複数個保持するようにしても勿論構わない。
この場合には、巻治具交換手段８０は、巻治具保持手段５０を保持している複数の巻治具の中の１つを選択して、巻治具回転手段２０側の使用済みの巻治具と交換することができる。
図１５は、本発明のチャックの別の実施の形態を示しており、エアーシリンダ３９６の作動によりチャック爪３８４，３８４が矢印方向に開くようになっている。チャック爪３８４，３８４の内側には４つのピン３８７が設けられており、エアーシリンダ３９６の作動によりチャック爪３８４，３８４が矢印方向と反対方向に閉じると、巻治具Ｊ１（Ｊ２）を保持できる。
図１６は、巻かれたコイルＣを巻治具Ｊ１（Ｊ２）の棒状体Ｂから排出するための別の実施の形態を示している。つまり、引込手段５３０が作動すると、巻治具Ｊ１（Ｊ２）内に棒状体Ｂを引き込むことができる。棒状体Ｂを引き込むことで、巻かれたコイルＣが棒状体Ｂから排出できる。
図１７は、巻治具Ｊ１（Ｊ２）の別の実施の形態を示しており、クランプ用のシリンダ７５０が作動することにより線材Ｗの先端部を着脱可能に保持することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数種類のコイルを自動的に作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の巻線装置の好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１の巻治具交換手段の正面図。
【図３】図１の巻治具交換手段のチャックが、巻治具を固定した状態を示す図。
【図４】チャックが巻治具を開放した状態を示す図。
【図５】図１のコイル排出手段の一例を詳しく示す側面図。
【図６】供給される線材によりコイルを巻き始めようとする状態を示す図。
【図７】コイルを巻き終った状態を示す図。
【図８】２種類の巻治具を交換する前の状態を示す図。
【図９】２種類の巻治具に対して２つのチャックが接近した状態を示す図。
【図１０】２種類の巻治具をチャックした状態を示す図。
【図１１】２種類の巻治具が２つのチャックで引き抜かれた状態を示す図。
【図１２】２種類の巻治具の位置が交換された状態を示す図。
【図１３】交換された位置にある２種類の巻治具が再び巻治具回転手段と巻治具保持手段側に装着された状態を示す図。
【図１４】装着された２種類の巻治具からチャックが後退した状態を示す図。
【図１５】本発明の巻線装置におけるチャックの別の形態例を示す図。
【図１６】本発明の巻線装置において、棒状体からコイルをはずす別の形態を示す図。
【図１７】本発明の巻線装置における巻治具の別の形態を示す図。
【符号の説明】
１０・・・線材供給手段、２０・・・巻治具回転手段、２４・・・スピンドル、５０・・・巻治具保持手段、８０・・・巻治具交換手段、８３・・・インデックス板、８４，８５・・・チャック、８６・・・ロータリアクチュエータ、９２・・・アクチュエータ、９２ａ・・・ロッド、９３・・・スライダ、９５，９６・・・固定部材、９７・・・付勢手段、Ｃ・・・コイル、Ｊ１，Ｊ２・・・巻治具、Ｗ１，Ｗ２・・・線材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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