(57)【要約】【課題】巻始めの線材と巻終わりの線材を、被巻線部材の両側から別々に引き出して接合する。【解決手段】巻線装置１０は、線材１７を巻付ける巻胴部１１ｃを備えた被巻線部材１１の端部を把持可能なチャック１３と、線材１７を繰り出すノズル１８と、ノズル１８から繰り出される線材１７を巻胴部１１ｃに巻回させる巻線手段１４と、線材１７を被巻線部材１１の端部に接合する接合手段３１を備える。チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１を反転させてチャック１３に被巻線部材１１の他方の端部を把持させる反転手段４５を備える。反転手段４５は、被巻線部材１１を把持可能なハンドル４６と、ハンドル４６を反転可能なハンドル反転機構４９と、ハンドル４６をハンドル反転機構４９とともに三軸方向に移動させるハンドル移動機構６１とを備える。【選択図】  図１
2014120589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材(17)を巻付ける巻胴部(11c)を備えた被巻線部材(11)の端部を把持可能なチャック(13)と、前記線材(17)を繰り出すノズル(18)と、前記ノズル(18)から繰り出される前記線材(17)を前記巻胴部(11c)に巻回させる巻線手段(14)と、前記線材(17)を前記被巻線部材(11)の端部に接合する接合手段(31)を備えた巻線装置において、
前記チャック(13)に一方の端部が把持された前記被巻線部材(11)を反転させて前記チャック(13)に前記被巻線部材(11)の他方の端部を把持させる反転手段(45)を備えた
ことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
反転手段(45)は、被巻線部材(11)を把持可能なハンドル(46)と、前記ハンドル(46)を反転可能なハンドル反転機構(49)と、前記ハンドル(46)を前記ハンドル反転機構(49)とともに三軸方向に移動させるハンドル移動機構(61)とを備えた請求項１記載の巻線装置。
【請求項３】
接合手段(31)が、半田付け又は熱圧着から成る請求項１又は２記載の巻線装置。
【請求項４】
チャック(13)に一方の端部が把持された被巻線部材(11)の他方の端部にノズル(18)から繰り出される線材(17)を接合させる第一線材接合工程と、
前記チャック(13)に一方の端部が把持された前記被巻線部材(11)を反転させて前記チャック(13)に前記被巻線部材(11)の他方の端部を把持させる反転工程と、
前記チャック(13)を前記被巻線部材(11)とともに回転させて前記ノズル(18)から繰り出される前記線材(17)を前記被巻線部材(11)の巻胴部(11c)に巻回させる巻線工程と、
前記チャック(13)に他方の端部が把持された前記被巻線部材(11)の一方の端部に前記ノズル(18)から繰り出される前記線材(17)を接合させる第二線材接合工程と
が行われる巻線方法。
【請求項５】
第一線材接合工程と、反転工程と、巻線工程と、第二線材接合工程とがこの順序で行われる請求項４記載の巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被巻線部材の巻胴部に巻回された線材を被巻線部材の両側から引き出してその両側に接合する巻線装置及び巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型電子機器等に用いられるチップコイルとして、両端部に鍔部を有する被巻線部材の巻胴部に線材を巻回してコイルを得、そのコイルの端部における線材を鍔部に形成された電極に固定するものが知られている。そして、この電極が被巻線部材の一方の鍔部に一対形成され、この一対の電極に巻胴部に巻回された線材の両端部を接合するチップコイルの製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このチップコイルの製造装置では、図１０（ａ）に示すように、ノズル２から繰出された線材３の先端３ａを保持する線材保持部材４と、被巻線部材６の他方の鍔部６ｂを支持するチャック５を有する。そして、その線材３の巻線にあっては、被巻線部材６における他方の鍔部６ｂをチャック５により支持し、線材保持部材４に先端３ａが保持された線材３を最初に被巻線部材６における他方の鍔部６ｂの内壁に接触するように巻胴部に這わせ、その後、ノズル２を巻胴部の周囲に破線矢印で示すように旋回させるとしている。このノズル２の旋回により被巻線部材６の巻胴部に線材３が所定数巻回されてコイル８が得られ、その巻線が終了した後にノズル２の旋回を止めるとしている。
【０００３】
一方、図１０（ｂ）に示すように、このチップコイルの製造装置における線材の処理は、その巻線が終了した後にノズル２を電極７が形成された一方の鍔部６ａ側に引き出して、その巻終わりの線材３ｂをその一方の鍔部６ａの電極７が形成された頂面に引き出している。また、この巻終わりの線材３ｂの引き出し動作と同時に、線材保持部材４を移動させて、他方の鍔部６ｂ側から引き出されている巻始めの線材３ａを一方の鍔部６ａ側に移動させて、その巻初めの線材３ａをその一方の鍔部６ａの電極７が形成された頂面にまで引き回している。そして、図１１に示すように、その巻始めの線材３ａと巻終わりの線材３ｂを破線矢印で示すように折り返して被巻線部材の一方の鍔部６ａに形成された一対の電極７，７にそれらを重ね合わせ、その後、その巻始めの線材３ａと巻終わりの線材３ｂを一対の電極７，７に接合するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６６５７８号公報（段落番号「００３５」，「００６３」〜「００６５」）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、小型電子機器等に用いられるチップコイルとしては、巻始めの線材と巻終わりの線材を、被巻線部材の軸方向における両側から別々に引き出す場合もある。例えば、巻始めの線材と巻終わりの線材における電位差が比較的高い場合において、被巻線部材の一方の鍔部に形成された一対の電極に、その巻始めの線材と巻終わりの線材を接合すると、その間の電位差が高いことから、その端子間で放電が生じる不具合がある。このような場合には、その不具合を解消する為に、巻始めの線材と巻終わりの線材を、被巻線部材の両側から別々に引き出すようなことが行われる。けれども、被巻線部材６の鍔部６ｂを支持するチャック５が設けられた図１０に示す従来の巻線機では、その支持される側の鍔部６ｂに電極を形成しても、その電極部分がチャック５により支持されて、その電極に線材３を接合することができない不具合があった。
【０００６】
本発明の目的は、巻始めの線材と巻終わりの線材を、被巻線部材の両側から別々に引き出して接合し得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、線材を巻付ける巻胴部を備えた被巻線部材の端部を把持可能なチャックと、線材を繰り出すノズルと、ノズルから繰り出される線材を巻胴部に巻回させる巻線手段と、線材を被巻線部材の端部に接合する接合手段とを備えた巻線装置の改良である。
【０００８】
その特徴ある構成は、チャックに一方の端部が把持された被巻線部材を反転させてチャックに被巻線部材の他方の端部を把持させる反転手段を備えたところにある。
【０００９】
この場合、反転手段は、被巻線部材を把持可能なハンドルと、ハンドルを反転可能なハンドル反転機構と、ハンドルをハンドル反転機構とともに三軸方向に移動させるハンドル移動機構とを備えることが好ましい。また、線材を被巻線部材の端部に接合する接合手段は、半田付け又は熱圧着から成ることが好ましい。
【００１０】
本発明の巻線方法は、チャックに一方の端部が把持された被巻線部材の他方の端部にノズルから繰り出される線材を接合させる第一線材接合工程と、チャックに一方の端部が把持された被巻線部材を反転させてチャックに被巻線部材の他方の端部を把持させる反転工程と、チャックを被巻線部材とともに回転させてノズルから繰り出される線材を被巻線部材の巻胴部に巻回させる巻線工程と、チャックに他方の端部が把持された被巻線部材の一方の端部にノズルから繰り出される線材を接合させる第二線材接合工程とが行われる。そして、これらの第一線材接合工程と、反転工程と、巻線工程と、第二線材接合工程とは、この順序で行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の巻線装置及び巻線方法では、チャックに一方の端部が把持された被巻線部材を反転させてチャックに被巻線部材の他方の端部を把持させる反転手段を備えたので、チャックに一方の端部が把持された被巻線部材の他方の端部にノズルから繰り出される線材を接合させた後に、その被巻線部材を反転させてチャックに被巻線部材の他方の端部を把持させ、その後に線材を被巻線部材の巻胴部に巻回させて、被巻線部材の一方の端部にノズルから繰り出される線材を接合させることにより、巻始めの線材と巻終わりの線材を、被巻線部材の両側から別々に引き出して接合させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明実施形態の巻線装置の正面図である。
【図２】その巻線装置の上面図である。
【図３】その巻線装置の側面を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】その被巻線部材とそれを支持するチャックを示す斜視図である。
【図５】その被巻線部材をチャックに支持するとともに、巻初めの線材を被巻線部材の一方の端部に接合する状態を示す斜視図である。
【図６】その被巻線部材をハンドルにより把持した状態を示す斜視図である。
【図７】そのハンドルにより把持した被巻線部材を反転させた状態を示す斜視図である。
【図８】その被巻線部材を回転させたノズルから繰り出される線材を巻胴部に巻回させる状態を示す斜視図である。
【図９】その巻終わりの線材を被巻線部材の他方の端部に接合する状態を示す斜視図である。
【図１０】従来のチップコイルの巻線状態を示す斜視図である。
【図１１】その従来のチップコイルの巻始めの線材と巻終わりの線材を一対の電極に接合する状態を示す図１０のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
本発明の巻線装置を図１〜図３に示す。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの三軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延びるものとして本発明の巻線装置１０について説明する。本発明の巻線装置１０は、被巻線部材１１（図４）を装着可能なチャック１３を備える。図４に示すように、この実施の形態における被巻線部材１１は、誘電体、磁性体、絶縁体セラミックスやプラスチックスなどの絶縁性材料より成り、巻胴部１１ｃの両端部に鍔部１１ａ，１１ｂが形成されたボビンである。この被巻線部材１１の巻胴部１１ｃは断面が方形を成し、その両端部における鍔部１１ａ，１１ｂは、チャック１３により把持可能な方形を成して形成される。そして、各鍔部１１ａ，１１ｂには、後述する線材１７が接合される電極１１ｄ，１１ｅが、それらの端縁にそれぞれ形成される。
【００１５】
このような被巻線部材１１の各鍔部１１ａ，１１ｂを把持可能に構成されたこの実施の形態におけるチャック１３は、図１及び図３に示すように、基台１０ａに設けられたチャック用モータ１４の鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる回転軸１４ａの上端部に設けられる。即ち、鍔部１１ａ，１１ｂは被巻線部材１１の端部を構成し、その被巻線部材１１の端部における鍔部１１ａ，１１ｂを把持するチャック１３は、チャック用モータ１４の回転軸１４ａに同軸に取付けられる。よって、チャック１３は、このチャック用モータ１４を介して基台１０ａに設けられる。そのチャック用モータ１４を基台１０ａに固定する取付部材１６は、基台１０ａにボルト１６ａにより固定される台板１６ｂと、その台板１６ｂに溶接されてＺ軸方向に伸びる壁板１６ｃと、その壁板１６ｃの上部に溶接されてた水平な上板１６ｄとを備え、この上板１６ｄにチャック用モータ１４がその回転軸１４ａをＺ軸方向に延ばして取付けられる。
【００１６】
図１の拡大図Ｄ、図３及び図４に示すように、チャック１３は、回転軸１４ａに同軸に接続する円盤状の大径部１３ａと、その大径部１３ａに同軸に連続するように設けられた主把持部１３ｂと、その主把持部１３ｂに枢支された揺動片１３ｃとを有する。主把持部１３ｂの大径部１３ａに接続された基端は断面が円形に形成され、主把持部１３ｂの先端は断面が半円状に形成される。揺動片１３ｃは主把持部１３ｂの断面が半円状の先端部分に重なって、その揺動片１３ｃと主把持部１３ｂは全体として断面の外形が円形になるように形成される。
【００１７】
主把持部１３ｂに重なった揺動片１３ｂはその主把持部１３ｂにピン１３ｄにより枢支され、そのピン１３ｄより先端側の揺動片１３ｃは主把持部１３ｂに重なった状態で、図４に示すように、被巻線部材１１の端部における鍔部１１ａ，１１ｂを包囲して支持する凹部１３ｆが形成される。この凹部１３ｆに収容された鍔部１１ａ，１１ｂを揺動片１３ｃと主把持部１３ｂの先端が挟持することにより、このチャック１３は被巻線部材１１の端部を構成する鍔部１１ａ，１１ｂを把持可能に構成される。そして、この揺動片１３ｃと主把持部１３ｂには、その凹部１３ｆに連続する連通溝１３ｇが形成される。
【００１８】
また、図１の拡大図に示すように、ピン１３ｄより大径部１３ａ側の揺動片１３ｃと主把持部１３ｂとの間にはそれらの間隔を拡大して、揺動片１３ｃの先端と主把持部１３ｂの先端により被巻線部材１１の端部における鍔部１１ａ，１１ｂを把持するように付勢するコイルスプリング１３ｅが介装される。そして、このスプリング１３ｅの付勢力に抗して、ピン１３ｄより大径部１３ａ側の揺動片１３ｃと主把持部１３ｂとの間の間隔を縮め、揺動片１３ｃの先端と主把持部１３ｂの先端の間を拡大させる操作突起１３ｈがピン１３ｄより大径部１３ａ側の揺動片１３ｃに形成される。
【００１９】
図２及び図３に示すように、この巻線装置１０は、被巻線部材１１に巻回される線材１７を繰り出すノズル１８と、そのノズル１８から繰り出される線材１７を巻胴部１１ｃに巻回させる巻線手段とを備える。この実施の形態における線材１７は、Ｃｕよりなる導線と、その導線の外周面を被覆するように形成されて後述する半田により融解する絶縁被覆とを有する絶縁被覆導線であって、引っ張ることにより引きちぎることが可能な太さのものが用いられる場合を示す。そして、ノズル１８は、図示しない線材供給源から供給される線材１７が通過可能な管状体であって、このノズル１８を通過してチャック１１に臨む先端から繰り出された線材１７をチャック１３に把持された被巻線部材１１に供給可能に構成される。
【００２０】
ノズル１８は、このノズル１８を移動させるノズル移動手段２１を介して基台１０ａに取付けられる。図２及び図３に示すように、この実施の形態におけるノズル移動手段２１は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ２２〜２４の組み合わせにより構成される。この実施の形態におけるこれらの伸縮アクチュエータ２２〜２４は、細長い箱形ハウジング２２ｄ〜３５ｄと、そのハウジング２２ｄ〜３５ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ２２ａ〜２４ａによって回動駆動されるボールネジ２２ｂ〜２４ｂと、このボールネジ２２ｂ〜２４ｂに螺合して平行移動する従動子２２ｃ〜２４ｃ等によって構成される。そして、これらの伸縮アクチュエータ２２〜２４は、サーボモータ２２ａ〜２４ａが駆動してボールネジ２２ｂ〜２４ｂが回転すると、このボールネジ２２ｂ〜２４ｂに螺合する従動子２２ｃ〜２４ｃがハウジング２２ｄ〜２４ｄの長手方向に沿って移動可能に構成される。
【００２１】
この実施の形態では、ノズル１８は移動部材１９に設けられ、その移動部材１９をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ２２のハウジング２２ｄに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ２２とともにその移動部材１９をＺ軸方向に移動可能に、その従動子２２ｃがＺ軸方向伸縮アクチュエータ２４の従動子２４ｃに取付けられる。また、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ２４のハウジング２４ｄをＹ軸方向伸縮アクチュエータ２３の従動子２３ｃに取付け、そのＸ軸及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ２２，２４とともにその移動部材１９をＹ軸方向に移動可能に、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ２３のハウジング２３ｄが基台１０ａに取付けられる。それらの各伸縮アクチュエータにおけるＸ軸サーボモータ２２ａ、Ｙ軸サーボモータ２３ａ及びＺ軸サーボモータ２４ａは、これらを制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。そして、このノズル移動手段２１はコントローラからの指令により、各伸縮アクチュエータ２２〜２４が駆動して、移動部材１９とともにその移動部材１９に設けられたノズル１８を基台１０ａに対して三軸方向に任意に移動可能に構成される。
【００２２】
また、この実施の形態における巻線手段は、チャック１３が回転軸１４ａの先端に設けられた前述したチャック用モータ１４である。このチャック用モータ１４には、この巻線装置１０を制御する図示しないコントローラの制御出力が接続される。そして、そのコントローラからの指令によりチャック用モータ１４は駆動してその回転軸１４ａを回転させ、その回転軸１４ａに設けられたチャック１３をそこに支持された被巻線部材１１とともに回転させ、ノズル１８から繰り出される線材１７を回転する被巻線部材１１の巻胴部１１ｃに巻回するように構成される。
【００２３】
図１及び図３に示すように、巻線装置１０は、線材１７を被巻線部材１１の端部に接合する接合手段を備える。この実施の形態では、被巻線部材１１に形成された電極１１ｄ，１１ｅ（図４）は、各鍔部１１ａ，１１ｂの端縁に形成された半田層からなり、接合手段は、それらの電極１１ｄ，１１ｅに重ねられた線材１７を加熱してその半田層に半田付け可能な電熱鏝３１である。そして、この電熱鏝３１は可動板３２に取付けられ、この可動板３２は鏝移動手段３５を介して基台１０ａに取付けられる。
【００２４】
図１に示すように、鏝移動手段３５は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３６〜３８の組み合わせにより構成される。この各伸縮アクチュエータ３６〜３８は、上述したノズル移動手段２１のものと同一構造であるので、繰り返しての説明を省略する。そして、この実施の形態では、電熱鏝３１が設けられた可動板３２をＺ軸方向に移動可能にＺ軸方向伸縮アクチュエータ３６のハウジング３６ｄに取付け、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ３６とともにその可動板３２をＹ軸方向に移動可能に、Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ３６の従動子３６ｃがＹ軸方向伸縮アクチュエータ３７のハウジング３７ｄにＬ型ブラケット３９を介して取付けられる。また、そのＺ軸及びＹ軸方向伸縮アクチュエータ３６，３７とともにその可動板３２をＸ軸方向に移動可能に、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ３７の従動子３７ｃがＸ軸方向伸縮アクチュエータ３８の従動子３８ｃに取付けられる。そして、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ３８のハウジング３８ｄがＸ軸方向に伸びて架橋部材１０ｂに取付けられる。
【００２５】
図３に示すように、架橋部材１０ｂは、側面視においてチャック１３を跨ぐように基台１０ａに固定され、各伸縮アクチュエータ３６〜３８から成る鏝移動手段３５は、この架橋部材１０ｂを介して、そのチャック１３のＺ軸方向上方に設けられる。それらの各伸縮アクチュエータ３６〜３８における各サーボモータ３６ａ〜３８ａは、これらを制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。そして、この鏝移動手段３５は、可動板３２とともに電熱鏝３１を移動させて、図５及び図９に示すように、被巻線部材１１に形成された電極１１ｄ，１１ｅに重ねられた線材１７にその電熱鏝３１を接触させることにより、線材１７を加熱して電極１１ｄ，１１ｅを形成する半田層にその線材１７を半田付けするように構成される。
【００２６】
図３に戻って、可動板３２には、チャック１３におけるコイルスプリング１３ｅ（図１）の付勢力に抗して、揺動片１３ｃを揺動させるための操作用エアシリンダ４１が、電熱鏝３１に隣接して設けられる。この操作用エアシリンダ４１は、そのロッド４１ａをＺ軸方向下方に向けて可動板３２に取付けられ、図７に示すように、そのロッド４１ａの下端には、チャック１３の操作突起１３ｈに接触して揺動片１３ｃを実際に揺動させる操作片４２が取付けられる。この操作用エアシリンダ４１は、圧縮エアが供給又は排気されることによりそのロッド４１ａを出没可能に構成され、この操作用エアシリンダ４１には、図示しないコントローラからの指令により圧縮エアの供給又は排気が行われるように構成される。
【００２７】
即ち、図１に示すように、チャック用モータ１４の回転軸１４ａを回転させて、チャック１３における操作突起１３ｈがＸ軸方向に存在する場合において、操作用エアシリンダ４１のロッド４１ａを突出させる。そして、その操作用エアシリンダ４１とともに可動板３２を鏝移動手段３５が移動させ、そのロッド４１ａの下端に取付けられた操作片４２を、図７に示すように、チャック１３における操作突起１３ｈに接触させ、スプリング１３ｅ（図１）の付勢力に抗して、ピン１３ｄより大径部１３ａ側の揺動片１３ｃと主把持部１３ｂとの間の間隔を縮めさせる。このようにして、揺動片１３ｃの先端と主把持部１３ｂの先端の間を拡大させて、その間に把持されていた被巻線部材１１を解放するように構成される。また、図３に示す操作用エアシリンダ４１は、チャック１３に被巻線部材１１を装着し又は離脱させるとき以外は、そのロッド４１ａを没入させて、操作片４２が、線材１７の接合作業等に支障を生じさせないようにするものである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、巻線装置１０は、チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１（図６）を反転させて、そのチャック１３に被巻線部材１１の他方の端部（図７）を把持させる反転手段４５を備える。この実施の形態における反転手段４５は、被巻線部材１１を把持可能なハンドル４６と、そのハンドル４６を反転可能なハンドル反転機構４９と、そのハンドル４６をハンドル反転機構４９とともに三軸方向に移動させるハンドル移動機構６１とを備える。
【００２９】
被巻線部材１１を把持可能なハンドル４６は、圧縮エアの供給の有無により接近又は離間する一対のスライダ４７ａ，４７ｂがＸ軸方向に並ぶように設けられたエアシリンダ４７と、それらのスライダ４７ａ，４７ｂに取付けられた一対の挟持片４８，４８とを有する。図２に示すように、挟持片４８はエアシリンダ４７の一対のスライダ４７ａ，４７ｂに取付けられた取付部４８ａと、その取付部４８ａの端部からＹ軸方向に延びる挟持部４８ｂとを有する。そして、そのエアシリンダ４７に圧縮エアを供給又は排気することにより一対の挟持片４８，４８を実線矢印で示すようにＸ軸方向に互いに接近させ、又は破線矢印で示すようにＸ軸方向に互いに離間させるように構成される。そして、このように挟持片４８が取付けられたエアシリンダ４７がハンドル反転機構４９を介して移動板５０に設けられる。ここで、図６及び図７では、一対の挟持片４８，４８が互いに接近して被巻線部材１１の巻胴部１１ｃを挟持した状態を示す。
【００３０】
図１及び図２に示すように、反転手段４５を構成するハンドル反転機構４９は、基台１０ａにおける上面と平行な移動板５０と、その移動板５０に立設された支持壁５１と、その支持壁５１に回転軸をＹ軸方向に向けて枢支されたシャフト５２と、このシャフト５２を回転させる反転モータ５３とを備える。シャフト５２は、その回転軸がＹ軸方向に平行に水平になるように支持壁５１の支持孔５１ａ（図２）に貫通され、ベアリング５４を介してシャフト５２はその支持壁５１に回転自在に支持される。そして、そのシャフト５２のチャック１３側にハンドル４６を形成するエアシリンダ４７が取付けられる。
【００３１】
シャフト５２の基端には、シャフト５２の中心軸に中心軸が一致する第一プーリ５６ａが取付けられ、その中心軸に平行な回転軸５３ａを有する反転モータ５３がシャフト５２に隣接して設けられる。この反転モータ５３は移動板５０に立設された取付板５７に取付けられ、その回転軸５３ａに第二プーリ５６ｂが取付けられる。そして、第一プーリ５６ａと第二プーリ５６ｂの間にベルト５６ｃが掛け回される。反転モータ５３には、図示しないコントローラの制御出力が接続され、そのコントローラからの指令により反転モータ５３が駆動してその回転軸５３ａが第二プーリ５６ｂとともに回転すると、その回転はベルト５６ｃにより第一プーリ５６ａに伝達され、その第一プーリ５６ａが設けられたシャフト５２がハンドル４６を形成するエアシリンダ４７とともに回転し、そのハンドル４６に把持された被巻線部材１１を反転可能に構成される。
【００３２】
このハンドル反転機構４９をハンドル４６とともに三軸方向に移動させるハンドル移動機構６１は、上述したノズル移動手段２１や鏝移動手段３５と同様に、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ６２〜６４の組み合わせにより構成される。図１に示すように、この実施の形態では、ハンドル反転機構４９が設けられた移動板５０をＹ軸方向に移動可能にＹ軸方向伸縮アクチュエータ６２のハウジング６２ｄに取付け、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ６２とともにその移動板５０をＺ軸方向に移動可能に、Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ６２の従動子６２ｃがＺ軸方向伸縮アクチュエータ６３のハウジング６３ｄにアングル部材６５を介して取付けられる。また、そのＹ及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ６２，６３とともにその移動板５０をＸ軸方向に移動可能に、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ６３の従動子６３ｃがＸ軸方向伸縮アクチュエータ６４の従動子６４ｃに取付けられる。そして、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ６４のハウジング６４ｄがＸ軸方向に伸びて基台１０ａに固定される。
【００３３】
図２に示すように、移動板５０には、ハンドル反転機構４９とともに、ノズル１８から繰り出された線材１７を把持可能なクランプ装置６９が設けられる。このクランプ装置６９は、その挟持片６９ａ，６９ｂ（図５及び図９）をクランプ１３側に突出させた状態で、ハンドル反転機構４９のＸ軸方向に隣接して移動板５０に取付けられる。このクランプ装置６９は、圧縮エアが供給又は排気されることによりその挟持片６９ａ，６９ｂ（図５及び図９）を開閉して線材１７を把持又は解放するように構成され、このクランプ装置６９には、図示しないコントローラからの指令により圧縮エアの供給又は排気が行われるように構成される。
【００３４】
このように、移動板５０にハンドル反転機構４９とクランプ装置６９を設けることにより、ハンドル移動機構６１は、クランプ装置６９及びハンドル反転機構４９を基台１０ａに対して三軸方向に移動可能に構成される。このハンドル移動機構６１によりクランプ装置６９とハンドル反転機構４９は、そのクランプ片６９ａ，６９ｂが線材１７を把持し（図５及び図９）又はハンドル４６が被巻線部材１１を挟持する（図６及び図７）作動位置と、それらから離間する待機位置との間を移動可能に構成される。そして、このハンドル移動機構６１、クランプ装置６９及びハンドル反転機構４９は、図示しないコントローラにより制御可能に構成される。
【００３５】
次に、このような巻線装置を用いた本発明の巻線方法を説明する。
【００３６】
本発明の巻線方法では、チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１の他方の端部にノズル１８から繰り出される線材１７を接合させる第一線材接合工程と、チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１を反転させてチャック１３に被巻線部材１１の他方の端部を把持させる反転工程と、チャック１３を被巻線部材１１とともに回転させてノズル１８から繰り出される線材１７を被巻線部材１１の巻胴部１１ｃに巻回させる巻線工程と、チャック１３に他方の端部が把持された被巻線部材１１の一方の端部にノズル１８から繰り出される線材１７を接合させる第二線材接合工程とが行われる。
【００３７】
上述した巻線装置１０を用いることから、実際の巻線に際して、図２に示すように、線材１７を図示しない線材供給源からノズル１８に通過させ、そのノズル１８から繰り出された線材１７を、クランプ装置６９によりその端部を把持させておく。この状態から第一接合工程が開始されるものとし、この実施の形態では、第一線材接合工程と、反転工程と、巻線工程と、第二線材接合工程とがこの順序で行われる場合を示す。これらの各工程を以下に詳説する。
【００３８】
＜第一線材接合工程＞
この第一線材接合工程では、チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１の他方の端部にノズル１８から繰り出される線材１７を接合させる。このため、先ず、図５に示すように、被巻線部材１１の端部における一方の鍔部１１ａをチャック１３により把持させる。これは、被巻線部材１１の一方の端部を構成する一方の鍔部１１ａをチャック１３の先端の凹部１３ｆ（図４）に収容して、コイルスプリング１３ｅ（図１）により付勢された揺動片１３ｃと主把持部１３ｂの先端によりその一方の鍔部１１ａを挟持することにより、先端の凹部１３ｆに収容された被巻線部材１１の一方の端部を構成する鍔部１１ａをそのチャック１３により把持させる。
【００３９】
次に、ノズル移動手段２１及びハンドル移動機構６１によりノズル１８とクランプ装置６９をそれぞれ移動させて、図５に示すように、ノズル１８の先端から繰り出されてクランプ装置６９により把持されている線材１７を、被巻線部材１１の他方の鍔部１１ｂに形成された電極１１ｅに載せる。その後、鏝移動手段３５により電熱鏝３１を移動させて、その電極１１ｅに重ねられた線材１７にその電熱鏝３１を接触させることにより、線材１７を加熱して電極１１ｅを形成する半田層にその線材１７を半田付けする。
【００４０】
電極１１ｅに線材１７を半田付けした後には、鏝移動手段により電熱鏝３１をその電極１１ｅから遠ざけて待機位置にまで戻す。それとともに、ハンドル移動機構６１（図１）によりそのクランプ装置６９を図５の実線矢印で示すように電極１１ｅから遠ざけて、クランプ装置６９が把持する線材１７をその電極１１ｅの近傍において引きちぎり、その後そのクランプ装置６９を待機位置まで移動させて待機させる。このようにして、被巻線部材１１の他方の端部を構成する鍔部１１ｂの電極１１ｅに、ノズル１８から繰り出される線材１７を巻初めの線材１７ａ（図６）として接合させる。
【００４１】
＜反転工程＞
この反転工程では、チャック１３に一方の端部を構成する鍔部１１ａが把持された被巻線部材１１を反転させてそのチャック１３に被巻線部材１１の他方の端部を把持させる。このために、先ず、チャック１３を被巻線部材１１とともに回転させるとともに、ノズル１８を移動させて、図６に示すように、電極１１ｅ接合された巻初めの線材１７ａに連続してノズル１８から繰り出される線材１７を被巻線部材１１の巻胴部１１ｃにまで案内する。具体的には、図２に示すノズル移動手段２１によりノズル１８を移動させて、そのノズル１８から繰り出される線材１７を、図６に示すように、その線材１７が接合された他方の鍔部１１ｂから巻胴部１１ｃに引き込む。それとともに、チャック１３を被巻線部材１１とともに１〜２回ほど回転させて、巻胴部１１ｃに引き込まれた線材１７を、その他方の鍔部１１ｂ側における巻胴部１１ｃに、１〜２回ほど巻き込む。このとき、そのチャック１３における操作突起１３ｈは、その後の動作のためにＹ軸方向に位置させておく。
【００４２】
他方の鍔部１１ｂから線材１７を巻胴部１１ｃに引き込んで、その巻胴部１１ｃに１〜２回ほど巻き込んだ後、その被巻線部材１１をハンドル４６により把持する。具体的には、ハンドル４６を構成するエアシリンダ４７に圧縮エアを供給又は排気することにより一対の挟持片４８，４８を図２の破線矢印で示すようにＸ軸方向に互いに離間させる。その状態でハンドル移動機構６１によりそのハンドル４６を構成するエアシリンダ４７を移動させて、一対の挟持片４８，４８が被巻線部材の巻胴部を挟む位置にまで移動させる。その後、ハンドル４６を構成するエアシリンダ４７に圧縮エアを供給又は排気することにより一対の挟持片４８，４８を図６の実線矢印で示すように互いに接近させ、これにより、図６に示すように、一対の挟持片４８，４８により被巻線部材１１の巻胴部１１ｃを挟持させる。
【００４３】
図６に示すように、ハンドル４６における一対の挟持片４８，４８が巻胴部１１ｃを挟持して、被巻線部材１１の移動を禁止した状態で、次に、操作用エアシリンダ４１（図１及び図３）のロッド４１ａを操作片４２とともに下方に突出させる。そして、鏝移動手段３５（図１）により、その操作用エアシリンダ４１を移動させ、図７の破線矢印で示すように、そのロッド４１ａに設けられた操作片４２をチャック１３における操作突起１３ｈに接触させる。そして、更にその操作片４２を移動させて、スプリング１３ｅの付勢力に抗して、ピン１３ｄより大径部１３ａ側の揺動片１３ｃと主把持部１３ｂとの間の間隔を縮めさせる。このようにして、揺動片１３ｃの先端と主把持部１３ｂの先端の間を拡大させて、その間に把持されていた被巻線部材１１をチャック１３から解放させる。
【００４４】
次に、ハンドル移動機構６１により被巻線部材１１を把持したハンドル４６を実線矢印Ａで示すように上昇させて、その被巻線部材をチャック１３から一旦離脱させる。その後、ハンドル反転機構４９により被巻線部材１１とともにそのハンドル４６を実線矢印Ｂで示すように１８０度回転させて、そのハンドル４６に挟持された被巻線部材１１の上下を反転させて、今までチャック１３に把持されていた一方の鍔部１１ａを上側に位置させる。そして、ハンドル移動機構６１により被巻線部材１１を把持したハンドル４６を実線矢印Ｃで示すように下降させて、図７に示すように、その被巻線部材１１における他方の鍔部１１ｂをチャック１３の先端の凹部１３ｆ（図４）に収容する。その後、鏝移動手段３５により、その操作用エアシリンダ４１とともに可動板３２を移動させ、そのロッド４１ａに設けられた操作片４２をチャック１３における操作突起１３ｈから離間させる。そして、コイルスプリング１３ｅ（図１）により付勢された揺動片１３ｃと主把持部１３ｂの先端によりその他方の鍔部１１ｂを挟持することにより、先端の凹部１３ｆに収容された被巻線部材１１の他方の鍔部１１ａをそのチャック１３により把持させる。そして、操作用エアシリンダ４１は、その後そのロッド４１ａを没入させて、ロッド４１ａが、次の巻線工程に支障を生じさせないようにする。
【００４５】
その後、ハンドル４６を構成するエアシリンダ４７に圧縮エアを供給又は排気することにより一対の挟持片４８，４８を図７の一点鎖線矢印で示すようにＸ軸方向に互いに離間させ、そのハンドル４６による被巻線部材の挟持を解消させる。その状態でハンドル移動機構６１によりそのハンドル４６を構成するエアシリンダ４７を移動させて、そのハンドル４６を待機位置にまで移動させる。このようにして、チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１を反転させて、そのチャック１３に被巻線部材１１の他方の端部を再び把持させる。ここで、チャック１３が再び把持することになる被巻線部材１１の他方の鍔部１１ｂには巻初めの線材１７ａが接合されており、その線材１７は他方の鍔部１１ｂから巻胴部１１ｃに引き込まれている。このため、図７に示すように、巻初めの線材１７ａに連続する線材１７は、他方の鍔部１１ｂ側における巻胴部１１ｃからノズル１８にまで延びることになる。
【００４６】
＜巻線工程＞
この巻線工程では、チャック１３を被巻線部材１１とともに回転させてノズル１８から繰り出される線材１７を被巻線部材１１の巻胴部１１ｃに巻回させる。具体的には、巻線手段であるチャック用モータ１４（図１）を駆動させて、その回転軸１４ａに同軸に設けられたチャック１３を、そこに支持された被巻線部材１１とともに回転させる。そして、ノズル１８から新たに繰り出される線材１７を回転する被巻線部材１１の巻胴部１１ｃに巻回させて、巻回された線材１７から成るコイル７０（図８（ｃ））を得る。
【００４７】
このとき、図８の実線矢印で示すように、ノズル移動手段２１（図２）によりノズル１８を被巻線部材１１の軸方向に往復移動させることが好ましい。特に、このコイル７０が、このコイル７０を形成する線材１７の両端における電位差が高くなるようなものである場合には、巻胴部１１ｃの幅の範囲で他方の鍔部１１ｂ側から一方の鍔部１１ａ側まで順次巻線を行う、いわゆるバンク巻きを行うことが好ましい。即ち、図８（ａ）に示すように、先ず、他方の鍔部１１ｂの近傍の巻胴部１１ｃに巻線を行い、図８（ｂ）に示すように、その巻線の位置を順次中央にまで移動させ、図８（ｃ）に示すように、最後に、一方の鍔部１１ａの近傍の巻胴部１１ｃに巻線を行うことが好ましい。そして、図８（ｃ）に示すように、線材１７が所定数巻回されて、その所定回数巻回された線材１７から成るコイル７０が得られた段階で、被巻線部材１１の回転を止めて巻線工程を終了させる。
【００４８】
＜第二線材接合工程＞
この第二線材接合工程では、チャック１３に他方の端部が把持された被巻線部材１１の一方の端部にノズル１８から繰り出される線材１７を接合させる。このため、先ず、ノズル移動手段２１（図２）によりノズル１８を移動させて、図９に示すように、ノズル１８の先端から繰り出されて巻胴部１１ｃ（図４）に巻回された線材１７を、その巻胴部１１ｃから引き出して、コイル７０に連続する巻き終わりの線材１７ｂを被巻線部材１１の一方の鍔部１１ａに形成された電極１１ｄに載せる。
【００４９】
次に、ハンドル移動機構６１（図１）によりクランプ装置６９を移動させて、図９に示すように、ノズル１８の先端から繰り出されて電極１１ｄに載せられた線材１７を、そのノズル１８と電極１１ｄの間において、そのクランプ装置６９により把持させる。その後、鏝移動手段３５（図１）により電熱鏝３１を移動させて、その電極１１ｄに重ねられた線材１７にその電熱鏝３１を接触させることにより、その線材１７を加熱して電極１１ｄを形成する半田層にその線材１７を半田付けする。
【００５０】
電極１１ｄに線材１７を半田付けした後には、鏝移動手段３５（図１）により電熱鏝３１をその電極１１ｄから遠ざけて待機位置にまで戻す。それとともに、ハンドル移動機構６１（図１）によりそのクランプ装置６９を図９の実線矢印で示すように電極１１ｄから遠ざけて、クランプ装置６９が把持する線材１７をその電極１１ｄの近傍において引きちぎる。このようにして、被巻線部材１１の一方の端部を構成する鍔部１１ａの電極１１ｄに、コイル７０に連続する巻終わりの線材１７ｂ（図６）として接合させる。これにより、巻始めの線材１７ａと巻終わりの線材１７ｂを、被巻線部材１１の両側から別々に引き出して接合させることになる。そして、その後、コイル７０が形成された被巻線部材１１を、そのコイル７０とともにチャック１３から取り外すことにより、一連の巻線を終了させる。
【００５１】
なお、線材１７を引きちぎったクランプ装置６９は、その後、ノズル１８から繰り出される線材１７を把持した状態で待機位置まで移動させて待機させる。これにより、次の被巻線部材１１への巻線に直ちに移行させることが可能になる。そして、この被巻線部材１１のチャック１３からの取り外し、及び次に巻線を行う新たな被巻線部材１１のチャック１３への装着を、その被巻線部材１１を把持可能なハンドル４６、及びその被巻線部材１１を把持したハンドル４６をその被巻線部材１１とともに移動させるハンドル移動機構６１により行うようにすれば、本発明の巻線方法による被巻線部材１１への巻線を連続的に行うことが可能になる。
【００５２】
以上説明したように、本発明の巻線装置及び巻線方法では、チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１を反転させてチャック１３に被巻線部材１１の他方の端部を把持させる反転手段４５を備えたので、チャック１３に一方の端部が把持された被巻線部材１１の他方の端部にノズル１８から繰り出される線材１１を接合させた後に、その被巻線部材１１を反転させてチャック１３に被巻線部材１１の他方の端部を把持させ、その後に線材１７を被巻線部材１１の巻胴部１１ｃに巻回させて、被巻線部材１１の一方の端部にノズル１８から繰り出される線材１７を接合させることにより、巻始めの線材１７ａと巻終わりの線材１７ｂを、被巻線部材１１の両側から別々に引き出して接合させることが可能になるのである。
【００５３】
第一線材接合工程と、反転工程と、巻線工程と、第二線材接合工程とをこの順序で行い、巻胴部１１ｃに線材１７が巻回される巻線工程の前に、被巻線部材１１を反転させる反転工程を行うことにより、線材１７が巻回される以前の巻胴部１１ｃをハンドル４６が把持することが可能になる。このため、そのハンドル４６により巻胴部１１ｃに巻回された線材１７から成るコイル７０が把持されるようなことはなくなり、ハンドル４６がコイル７０を把持することに起因する線材１７の断線等を回避することができる。
【００５４】
なお、上述した実施の形態では、断面が方形の巻胴部１１ｃを有する被巻線部材１１を用いて説明したけれども、両端部に線材１７を接合させる電極１１ｄ，１１ｅが形成される限り、被巻線部材１１は、断面が方形の巻胴部１１ｃを有するものに限るものではなく、断面が円形であっても良い。
【００５５】
また、上述した実施の形態では、接合手段が、電熱鏝３１を用いた半田付けである場合を説明したけれども、この接合手段は、図示しないが、熱圧着により、電極１１ｄ，１１ｅに線材１７を電気的に接合するようなものであっても良い。
【００５６】
また、上述した実施の形態では、反転手段４５におけるハンドル４６を反転可能なハンドル反転機構４９として、反転モータ５３を備えたものを例示したけれども、この反転機構は、ハンドル４６を反転可能である限り、モータに限られない。例えば、圧縮エア等の流体圧によりそのハンドル４６を反転可能な流体圧シリンダを備えるようなものであっても良い。
【００５７】
更に、上述した実施の形態では、電極１１ｄ，１１ｅが各鍔部１１ａ，１１ｂの端縁に形成された被巻線部材１１を用いて説明したけれども、巻胴部１１ｃの両側である限り、電極１１ｄ，１１ｅは鍔部１１ａ，１１ｂの周囲の一部又は全部に形成しても良い。この場合の、電極１１ｄ，１１ｅへの線材１７の接合にあっては、鍔部１１ａ，１１ｂを収容する凹部１３ｆに連続する連通溝１３ｇを介して、その連通溝１３ｇに出現する鍔部１１ａ，１１ｂの周囲に線材１７を接合することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  巻線装置
１１  被巻線部材
１１ｃ  巻胴部
１３  チャック
１４  チャック用モータ（巻線手段）
１７  線材
１８  ノズル
３１  電熱鏝（接合手段）
４５  反転手段
４６  ハンドル
４９  ハンドル反転機構
６１  ハンドル移動機構
【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】
2014120589.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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