(57)【要約】【課題】特にボビンレスコイルの整形に関し、より高い寸法精度を得る。【解決手段】例えば長円型のボビンレスコイルを製作したい場合、巻芯３の、コイル仕様１２で直線と規定されている部分に対応する部分１３が、同じ直線ではなく、所要量内側に偏倚（凹陥）されている。逆にプレス治具１１は、同じく直線と規定されている部分に対応する部分１４が所要量膨出されている。またプレス治具１１は加熱されている。これら偏移とプレス治具１１による再加熱で、巻回された線材は従来より強く癖付けられる。これで高い寸法精度が得られる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯と、該巻芯への線材巻回で形成されたコイルの外周を前記巻芯の回転中心に向って押圧するプレス治具とを有する巻線機に於て、
前記巻芯は、その回転中心の延伸方向から見た形状に関し、所要部分が、コイル仕様に規定された形状に比し、所要量その回転中心側に偏倚されており、
前記プレス治具は、前記巻芯の回転中心の延伸方向から見た形状に関し、所要部分が、前記コイル仕様に規定された形状に比し、所要量前記巻芯の回転中心側に偏倚され、且つ加熱手段により加熱されている
ことを特徴とする巻線機。
【請求項２】
前記加熱手段が前記プレス治具を支承する治具台又は前記プレス治具に取着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
【請求項３】
前記取着の形態が前記プレス治具を支承する治具台又は前記プレス治具への埋設である
ことを特徴とする請求項２に記載の巻線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は巻線機に関し、特にボビンレスコイルについて更に高い寸法精度を実現する為の、巻芯及びプレス治具の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボビンレスコイルの製造工程では、必要に応じ線材巻回に続けてコイルの整形が行なわれる。例えば特許文献１では、ラジアル方向に移動可能な巻き駒１０と整形駒７とを使用し、一旦方形に巻回したコイル１を星型へ変化させ、そのあと銅線４に通電して発熱させ、形を固定している。
特許文献２では、巻芯外周に線材を巻回する際にこの線材を加熱して表面の融着層を溶融しておき、これが再び完全に固化するより以前に、成形部材によるコイル側面の押圧を行ない、線材が密着した状態で融着層が固化するようにしている。
【特許文献１】昭５８−４９０６９公開特許公報
【特許文献２】特許第３１６９３４４号特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
技術は常に進化が求められる。巻線機でも事情は同じで、例えばボビンレスコイル巻回を主とする巻線機では、製作されるコイルの仕上り寸法の精度向上が求められている。例えば長円型（小判型）のボビンレスコイルの場合、その横方向の寸法が、図７に例示したような小さな公差内に収まることが求められる。しかし上記従来の技術では、仕上り寸法をこのような小さな公差内に収めるのは、なかなか困難であった。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、特にボビンレスコイルの巻回に於て、より高い寸法精度を実現可能な巻線機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題解決のため請求項１の発明では、巻芯と、該巻芯への線材巻回で形成されたコイルの外周を前記巻芯の回転中心に向って押圧するプレス治具とを有する巻線機に於て、前記巻芯は、その回転中心の延伸方向から見た形状に関し、所要部分が、コイル仕様に規定された形状に比し、所要量その回転中心側に偏倚されており、前記プレス治具は、前記巻芯の回転中心の延伸方向から見た形状に関し、所要部分が、前記コイル仕様に規定された形状に比し、所要量前記巻芯の回転中心側に偏倚され、且つ加熱手段により加熱されている。
また、請求項１を引用した請求項２の発明では、前記加熱手段が前記プレス治具を支承する治具台又は前記プレス治具に取着されている。
また、請求項２を引用した請求項３の発明では、前記取着の形態が前記プレス治具を支承する治具台又は前記プレス治具への埋設である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、巻芯の凹陥とプレス治具の膨出で、線材への癖付けが従来より強く行なわれる。このとき、巻回前の加熱とは別に、追加の加熱が行なわれる。この両者が相俟って、従来より適切な整形が実行され、高い仕上がり精度が実現される。線材の密着性も高まり、始端、終端のほつれ、コイルのばらけも生じなくなる。巻回時の線材の加熱度合いと整形時の加熱度合いを別個に制御できるので、特許文献２の発明に比べ、巻線機の緒元設定が容易になる。
【０００７】
即ち特許文献２の発明では、融着層の固化前に整形を完了させることが必須と解される。この動作をさせるには、巻線機の緒元の設定にかなりの技量を要する。線材は巻回前に加熱されるだけなので、巻回、整形と続く間に融着層の温度が低下する虞れがある。そうかと言って闇雲に加熱することも出来ないので、線材の加熱、巻回、整形という操作が澱み無く行なわれるよう、設計や緒元設定に配慮する必要がある。線材の加熱温度、巻芯の温度管理などにも注意を要する。この為、設計や、緒元の設定に技量を要する。
【０００８】
なお、加熱手段はプレス治具に取着した方が良い（請求項２）。加熱手段の熱が十分プレス治具に伝わるので、熱風や赤外線による加熱よりも的確なプレス治具の加熱が出来る。これによりプレス治具の温度が安定し、より安定したコイル整形が実行できる。線材の密着性も高まる。
加熱手段をプレス治具に埋設するともっと良い（請求項３）。プレス治具加熱が一層的確になり、最適なコイル整形が出来る。線材の密着性も更に高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の詳細を、図示実施の形態例に基いて説明する。図１〜図３に実施の形態例の巻線機５０を示す。図１は平面図、図２は正面図、図３は右側面図である。巻線機の全体構造については、特開２００１−３５８０２９公開特許公報、特許文献２その他で良く知られている。冗長になるので、図１〜図３には、実施の形態例の巻線機５０のうち、本発明の説明に必要と思われる部分のみ示す。
【００１０】
これら図に於て、１は固定側スピンドルで、不図示モータによって回転される。停止時の回転角度もこのモータで制御される。回転軸の延長線方向への移動は行なわれず、位置は不変である。なお、固定側スピンドル１の回転軸を基準軸と云う。２は治具キャップで、固定側スピンドル１の先端に取着されている。
【００１１】
３は巻芯で、治具キャップ２の中央に挿通されており、エアシリンダ５で駆動され基準軸上を移動する。形状の詳細は後述する。４は可動側スピンドルで、その回転軸は勿論基準軸と一致しており、固定側スピンドル１と同期して回転される。停止時の回転角度も固定側スピンドル１と同じにされる。可動側スピンドル４は、基準軸方向に移動可能で、不図示エアシリンダで移動される。
【００１２】
６は位置決め治具で、可動側スピンドル４の先端に取着されている。可動側スピンドル４が摺動されることで、基準軸上を移動する。位置決め治具６の回転中心１５には、不図示受孔が穿設されており、線材巻回時、ここに巻芯３の先端が挿入される。
線材は、巻芯３のうち、位置決め治具６と前記治具キャップ２に挟まれた部分に巻回される。位置決め治具６と治具キャップ２の間隔は、コイルの巻幅に対応して定められる。なお、図２ではこの位置決め治具６及び可動側スピンドル４を省略して、実施の形態例５０の正面を表している。
【００１３】
７は治具台で、不図示エアシリンダにより、基準軸と直交する水平軸上を前進、後退する。８はヒータで、前記治具台７に埋設されている。９は電線で、前記ヒータ８に電力を供給する。１１はプレス治具で、前記治具台７に取着されており、この治具台７と共に前記水平軸上を移動する。
これら治具台７、不図示モータ、位置決め治具６、その他巻線機各部は、不図示制御装置で制御される。この制御装置はマイクロコンピュータで構成される。
【００１４】
製作すべきボビンレスコイルの外形仕様の例１２を図７に示す。ここでは長円型のコイルを製作するものとする。図７の分図Ａは平面、分図Ｂは正面、分図Ｃは右側面を示す。分図Ｂで見て、上下の各半円形を繋ぐ４本の辺が直線とされ、これを横切る短軸方向の内径及び外径が、図７に示した公差に収まることが求められているとする。尤も、実製品では他の寸法も規定される。例示であるし、これらが無い方が判り易いので、他の寸法は表示しない。なお、図７の内径寸法Ａと外側高さＥはコイルの仕様で定められる。外径寸法Ｂは、内径寸法Ａに巻線の高さＸを加算して求められる。巻線の高さＸは、被膜外径、層数、同数／異数の別に基いて算出される。
【００１５】
巻芯３及びプレス治具１１の寸法は、このコイル仕様１２に合わせて定められる。これに適合させた巻芯３の外形を図４に拡大して示す。図４に於て、分図Ａは平面、分図Ｂは正面、分図Ｃは右側面を表す。巻芯３の基部（エアシリンダ５への取付部）は略した。巻芯３の正面形状は、更に拡大して図８（Ｂ）に示す。
同じく、コイル仕様１２に適合するプレス治具１１の詳細を図５に示す。図５に於て、分図Ａは平面、分図Ｂは正面、分図Ｃは右側面を表す。このプレス治具１１は取付孔に挿通された不図示螺子により治具台７に取着されている。プレス
治具１１の正面形状は、更に拡大して図８（Ａ）に示す。
【００１６】
比較のため、従来の巻芯２１及びプレス治具２２の例を図９、図１０に示す。これら図に於て、分図Ａは平面、分図Ｂは正面、分図Ｃは右側面を表す。巻芯２１の基部（エアシリンダへの取付部）は略す。
従来の巻芯２１は、正面（図９（Ｂ））から見た長円形２３が、仕様１２に定められたコイル正面の長円形２４（図７（Ｂ））と同じにされている。即ち、図９（Ｂ）に於て、上下の半円形を繋ぐ左右の辺２５が、何れも直線とされている。
従来のプレス治具２２も、コイル側面への当接面２６が平坦にされている（コイル側面とは図９（Ｂ）の左右の直線部のこと。）。
【００１７】
本発明の特徴は、これら巻芯及びプレス治具の形状に工夫を加えたこと、更にはプレス治具を加熱するようにしたことにある（請求項１）。即ち、先ず巻芯３については、図４（Ｂ）又は図８（Ｂ）で見て、上下の半円を繋ぐ左右の辺１３を、コイル仕様１２に定められた直線ではなく、巻芯３の回転中心１５側に所要量偏倚させた。具体的には、半径Ｄの浅い樋型とし、それで所定量Ｃだけ凹陥させた（図では半径ＤをＲ（Ｄ）と表記）。
【００１８】
プレス治具１１については、図５（Ｂ）又は図８（Ａ）で見て、巻回されたコイルの外周に当接される当接面１４を、コイル仕様１２に定められた直線ではなく、巻芯３の回転中心１５側に所要量偏倚させた。具体的には、半径Ｄの円筒型の一部とし、それで所定量Ｃだけ偏移させた（隆起させた。）
【００１９】
なお、この偏倚量Ｃは、製品の膨らみ量が補正出来るように定める。例えば、仕様で定められたコイル幅Ａが２．５ｍｍ、コイル高さＥが１０ｍｍであったとして、従来形状の巻芯２１で巻回したときに、コイル幅が０．２ｍｍ超過しているとしたら、これを左右の側面の凹陥で補正すると考えて、偏倚（凹陥）の量Ｃを０．１ｍｍと設定する。
【００２０】
実験から得た一般的な目安は、巻芯３の高さＥと幅Ｂの比率が４：１の長円型の場合で、偏倚（凹陥）の量が、巻芯３自体の幅Ａの４パーセント程度であったとき、良好な結果が出た。但し、偏倚量Ｃは、コイルの形状、大きさ、線材被膜外径等に応じて変り得る。実施に当っては適宜補正するのが良いであろう。
また、ここでは巻芯３の偏倚量（凹陥量）とプレス治具１１の偏倚量（隆起量）とを同じ量Ｃとした。これらは必ずしも同一でなくても良い。
【００２１】
形状も、ここでは所定の半径Ｄの、何れも円形の一部となる形状とした。しかし、例えば楕円、インボリュート、カテナリーその他、種々の曲線を適用し得る。巻軸３の凹陥については浅い三角形の樋状としても目的は達せられると考えられる。
本発明を適用出来る箇所もコイル仕様の直線部分だけではない。コイル仕様で曲線とされている部分についても、巻芯３及びプレス治具１１の当該部分を、仕様１２で定められた曲線より所要量偏移させておき、その上で加熱されているプレス治具１１で押圧すれば、実施の形態例と同様、コイルの寸法精度を向上させることが出来る。
【００２２】
実施の形態例の説明に戻る。プレス治具１１は、治具台７に埋設されたヒータ８で加熱される。プレス治具１１には、熱電対が埋設されており（不図示）、プレス治具１１の温度は、この熱電対を使用したフィードバック制御で一定に位置に保たれる。なお、赤外線での加熱、渦電流による加熱などでも良い。
【００２３】
実施の形態例の巻線機５０による整形の具体例を図６に示す。この図は正面を示す。即ち、線材の巻回が終了したら、図６に示すように、巻芯３の長手が垂直になるように各スピンドル１，４を止める。次いで、プレス治具１１を巻芯３に向って前進させ、巻回されたコイルの側面を、所定の時間、所定の力で押圧する。
【００２４】
終ったら、巻芯３を半回転させ、コイルの反対側の側面を押圧する。巻芯３を治具キャップ２の中に後退させ、プレス治具１１を前進させる。プレス治具１１に押されて、コイルは不図示シュートに落下する。このあと、巻芯３を位置決め治具６に向って前進させ、先端を位置決め治具６の不図示受孔に入り込ませると次の線材巻回が出来る。
【００２５】
各所定値（プレス治具温度、押圧時間、押圧力）は、コイルの寸法、巻回される線材の被膜外径その他を勘案して決定する。出願人の実験では、整形しないで取り出した場合、前述した如く膨らんでいて公差に収まらなかった。これを、プレス治具温度２５０℃、押圧力４.３ｋｇ、押圧時間０.６秒という条件で整形したら、公差に収まるコイルが出来た。
【００２６】
なお、ヒータ８は埋め込まず、治具台７の表面に取着しても良い。治具台７でなく、プレス治具１１に埋め込んでも良い。プレス治具１１の表面に取着しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態例の巻線機５０の要部を示す平面図。
【図２】実施の形態例の巻線機５０の要部を示す正面図（位置決め治具６及び可動側スピンドル４省略。）。
【図３】実施の形態例の巻線機５０の要部を示す平面図（プレス治具１１及び治具台７省略。）。
【図４】巻芯３を拡大して示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図。（エアシリンダ５への取付部は省略。）
【図５】プレス治具１１を拡大して示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図。
【図６】コイル整形の具体例を拡大して示す正面図。
【図７】コイル仕様１２の一部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図。
【図８】プレス治具１１と巻芯３の詳細構造を示し、（Ａ）、（Ｂ）は夫々の拡大正面図。但し（Ａ）は左側省略。
【図９】従来の巻芯の一例２１を拡大して示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図。
【図１０】従来のプレス治具の一例２２を拡大して示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図。
【符号の説明】
【００２８】
１…固定側スピンドル
２…治具キャップ
３…巻芯
４…可動側スピンドル
５…エアシリンダー
６…位置決め治具
７…治具台
８…ヒータ
９…電線
１１…プレス治具
１２…ボビンレスコイルの外形仕様の例
１３…左右の辺（巻芯の凹陥部）
１４…当接面（プレス治具の）
１５…回転中心
２１…従来の巻芯
２２…従来のプレス治具
２３…長円形（従来の巻芯の）
２４…長円形（コイル仕様の）
２６…当接面（従来のプレス治具の）
２５…左右の辺（従来の巻芯の）
５０…実施の形態例の巻線機
【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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