(57)【要約】【課題】巻線と剥離を並列的に動作させ、それぞれの機構部の不稼働時間を減らし、コイル製造時間を短縮させる。【解決手段】長尺で皮膜付き線素材１０の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構３と、その皮膜剥離機構３により皮膜剥離部１４を所定の間隔をおいて形成した線素材１０を巻軸１７に所定巻数巻線してコイル２１を形成する巻線機構５と、前記線素材１０を皮膜剥離機構３から巻線機構５に強制移送する線送り機構４とを備えたコイル製造装置において、前記巻線機構５で線素材１０を巻軸１７に巻取りながら、前記皮膜剥離機構３で線素材の所定個所に皮膜剥離部１４を形成することを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、
前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送する構成になっていることを特徴とするコイル製造装置。
【請求項２】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、
前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするコイル製造装置。
【請求項３】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、
前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するとともに、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするコイル製造装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のコイル製造装置において、前記皮膜剥離機構を駆動する第１サーボモータと、前記線送り機構を駆動する第２サーボモータと、前記巻線機構を駆動する第３サーボモータと、前記第１〜３サーボモータを同期制御するコントローラとを備えたことを特徴とするコイル製造装置。
【請求項５】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造方法において、
前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送する構成になっていることを特徴とするコイル製造方法。
【請求項６】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造方法において、
前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするコイル製造方法。
【請求項７】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、
前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するとともに、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするコイル製造方法。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれか１項記載のコイル製造方法において、前記皮膜剥離機構を駆動する第１サーボモータと、前記線送り機構を駆動する第２サーボモータと、前記巻線機構を駆動する第３サーボモータと、前記第１〜３サーボモータを同期制御するコントローラとを備え、
そのコントローラにより前記第１〜３サーボモータを同期制御して、
前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するか、
または前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成するか、
あるいは前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するとともに、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成することを特徴とするコイル製造方法。
【請求項９】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を同一径の巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造方法において、
前記線送り機構により線素材の強制移送量を加減することで、前記巻線機構によって形成されるコイルの外径を調整することを特徴とするコイル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺な線素材の所定個所の皮膜を剥離した後に巻線して生産される芯付コイルもしくは空芯コイルの製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、芯付コイル及び空芯コイルは特許文献１に記載のように、長尺の皮膜付き線素材を対象として、その線素材の所定個所を皮膜剥離する機構と、その線素材を所定直径に所定巻数だけ巻線してコイルを形成する機構とを備えた巻線装置によって生産されるのが普通であった。
【０００３】
このとき、長尺の線素材は所定のテンションで引っ張られ、皮膜剥離機構で線材の所定個所の皮膜を剥離し、皮膜剥離機構と巻線機構との間にコイル複数個分の線素材を備え、最先端の線素材を巻線機構に送り込んでから巻線する構造である。
【０００４】
従来は長尺の線素材に対して、皮膜剥離動作と巻線動作を交互に行うことによりコイルを成形していた。この場合、巻線時に引き込まれる線素材の量が一つのコイルを成形する際の実使用量として、常に固定された位置での皮膜剥離動作を行うことで安定した生産をしようとしていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２０８７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来技術では、巻線時に線素材に掛かるテンションのばらつきによる線素材の伸びや滑り、剥離された皮膜材の屑等を巻線動作中に巻き込むことによるコイルの脹らみ等の理由で、常に一定量の線素材が使われているとは限らないのが実情である。このように線素材の僅かな伸びや滑り、巻線時のゴミの巻き込み等により剥離位置が大きな周期で徐々にずれるという問題があった。
【０００７】
さらに剥離動作と巻線動作が直列的に動作するため、それぞれの機構部の不稼働時間が多く、そのためにコイル製造時間も長くかかって、生産性が悪いという欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は、皮膜材の剥離位置がずれるのを防ぎ、常にコイルの所定位置に剥離位置が来るように強制的に線素材を送りながら生産するコイル製造装置およびコイル製造方法を提供することにある。
【０００９】
さらに、巻線と剥離を並列的に動作させるため、それぞれの機構部の不稼働時間を減らし、コイル製造時間を短縮させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第２の手段は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第３の手段は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するとともに、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第４の手段は前記第１の手段ないし第３の手段において、前記皮膜剥離機構を駆動する第１サーボモータと、前記線送り機構を駆動する第２サーボモータと、前記巻線機構を駆動する第３サーボモータと、前記第１〜３サーボモータを同期制御するコントローラとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第５の手段は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造方法において、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第６の手段は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造方法において、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第７の手段は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造装置において、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するとともに、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第８の手段は前記第５の手段ないし第７の手段において、前記皮膜剥離機構を駆動する第１サーボモータと、前記線送り機構を駆動する第２サーボモータと、前記巻線機構を駆動する第３サーボモータと、前記第１〜３サーボモータを同期制御するコントローラとを備え、そのコントローラにより前記第１〜３サーボモータを同期制御して、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するか、または前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成するか、あるいは前記巻線機構で線素材を巻軸に巻取りながら、その巻取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するとともに、前記皮膜剥離機構で線素材の所定個所に皮膜剥離部を形成することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第９の手段は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて形成した線素材を同一径の巻軸に所定巻数巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備えたコイル製造方法において、前記線送り機構での線素材の強制移送量を加減することにより、前記巻線機構によって形成されるコイルの外径を調整することを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は実施形態に係るコイル製造装置における各機構の同期制御を説明するためのブロック図、図２はそのコイル製造装置の概略構成図、図３はそのコイル製造装置の線送り機構と巻線機構の概略構成図である。
【００２０】
本発明の実施形態に係るコイル製造装置１には図１に示すように、線素材の流れ方向に沿ってテンション付加機構２、皮膜剥離機構３、線送り機構４、巻線機構５の順で設置されている。前記皮膜剥離機構３は第１サーボモータ（ＳＭ１）６によって駆動され、線送り機構４は第２サーボモータ（ＳＭ２）７によって駆動され、巻線機構５は第３サーボモータ（ＳＭ３）８により駆動される。
【００２１】
これら第１〜３サーボモータ（ＳＭ１）〜（ＳＭ３）６〜８は、コントローラ９により同期制御される。コントローラ９は図示していないが、各種制御プログラムを記憶したＲＯＭ、演算プロセッサー、入力データなどを記憶するＲＡＭ、液晶表示部、プリンタ、キーボードを備えた操作部などから構成されている。
【００２２】
次に図２を用いて空芯コイルの製造過程を説明する。
表面に絶縁皮膜を形成した長尺の線素材１０は、線素材ボビン１１に巻かれた状態で供給、セットされる。この線素材ボビン１１から引き出された線素材１０は、テンション付加機構２を経由し、張力を付加された状態でガイドローラ１２により皮膜剥離機構３内に案内される。
【００２３】
皮膜剥離機構３は複数枚の回転刃１３を有し、回転刃１３は線素材１０の皮膜と接し、線素材１０の中心軸を中心にして矢印Ａ方向に回転するとともに、矢印Ｂ方向に往復移動することにより、皮膜を機械的に剥離して所定の長さの皮膜剥離部１４を形成する。皮膜剥離部１４の中間点から次の皮膜剥離部１４の中間点までの間の線素材１０の長さが、１つのコイルを形成する線素材１０の長さに相当する。
【００２４】
皮膜剥離機構３、線送り機構４、巻線機構５の各機構の大きさの関係上、皮膜剥離機構３から巻線機構５までの間に、複数のコイル分の長さに相当する線素材１０が張架され、その間で皮膜剥離部１４も複数存在している。
皮膜剥離機構３と巻線機構５の間に線送り機構４が設置されており、線送り機構４は線素材１０を把持する開閉可能な一対の送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂを有している。この送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂで線素材１０を把持して、線素材１０の先端部１５（図３参照）を巻線機構５側に所定長さだけ送り出す。送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂは線素材１０の皮膜剥離部１４が形成されていない部分、すなわち皮膜が残っている部分を把持して線素材１０を移送するようになっている。
【００２５】
巻線機構５は、巻軸１７と、巻軸１７と共に回転する巻線機構用グリッパ１８と、その巻軸１７の近くの線送り機構４側に固定された上刃１９と、その上刃１９に対して上下動する下刃２０とを有している。
【００２６】
巻線時には図３に示すように、線素材１０の先端部１５を巻軸１７と巻線機構用グリッパ１８の間で把持し、前記送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂで線素材１０の途中の部分を把持する。そして図３に示すように、巻軸１７と巻線機構用グリッパ１８を一緒に矢印Ｃ方向に回転して線素材１０を巻軸１７に巻き付けるともに、線素材１０の移動に同期して送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂを巻線機構５側に移動する。
【００２７】
この送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂで線素材１０を把持して移送する際、線送り機構４とテンション付加機構２の間で線素材１０に所定のテンション（張力）が付与されるから、線素材１０の移送にともない回転刃１３を矢印Ａ方向へ回転するとともに、皮膜剥離機構３を線送り機構４の移動量より剥離長さ分だけ少なく巻線機構５側へ移動させることにより、線素材１０の所定の位置に所定の長さだけ皮膜剥離部１４を形成することができる。
【００２８】
図３において一点鎖線で示す送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂの位置が、巻線が終了した時点の位置であり、この状態で下刃２０を上下動させて線素材１０を切断し、巻軸１７上に巻線された線素材１０を巻軸１７から抜き取って空芯コイル２１（図２参照）を得る。図３において矢印Ｄは、送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂの往復移動領域を示している。
【００２９】
この巻線時の動作シーケンスをまとめれば、次のようになる。
（１）送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂを閉じ、
（２）送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂ（線素材１０）を巻線機構５側に所定量送り込み、
（３）巻線機構用グリッパ１８を閉じ、
（４）巻軸１７と巻線機構用グリッパ１８を回転して空芯コイル２１を形成するとともに、送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂをコイル１個分に相当する長さ分移動すると同時に、
回転刃１３の回転により線素材１０の所定個所、所定長さ皮膜を剥離し、
（５）巻線形成した空芯コイル２１と線素材１０を切断し、
（６）送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂを開いて戻し、
（７）送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂを閉じる、
以後、前記（１）〜（７）の動作を繰り返すことにより、順次コイルを製造することができる。
【００３０】
前述のように皮膜剥離機構３は第１サーボモータ（ＳＭ１）６により、線送り機構４は第２サーボモータ（ＳＭ２）７により、巻線機構５は第３サーボモータ（ＳＭ３）８により駆動される。これら第１〜３サーボモータ（ＳＭ１）〜（ＳＭ３）６〜８は、コントローラ９により制御される。
【００３１】
そして巻線機構５を駆動する第３サーボモータ（ＳＭ３）８の単位動作量（線素材１０の巻取り量、巻取り速度）を図１に示すセンサー２２で検出して、その検出値に基づいて線送り機構４を駆動する第２サーボモータ（ＳＭ２）７の単位動作量（線素材１０の移送量、移送速度）を初期設定する。これによってコイルの巻数が変わった場合でも、設定値を変えることなく同期制御することができる。
【００３２】
或いは、線送り機構４での線素材１０の強制移送量を加減することによって、同一径の巻軸１７での線素材巻取り量を変えて、コイルの外形寸法を加減することができる。このコイルの外形寸法の加減で、コイルのインダクタンスの微調整が可能である。
【００３３】
さらに、巻線機構５を駆動する第３サーボモータ（ＳＭ３）８の単位動作量（線素材１０の巻取り速度）を図１に示すセンサー２２で検出して、その検出値に基づいて皮膜剥離機構３による剥離部（回転刃１３）の移動量（剥離長さ）を制御している。線素材１０の剥離範囲は、巻線開始時の剥離部の位置から巻線終了時の剥離部の位置までとなるため、この２点の位置を設定することで動作させることができる。
【００３４】
本発明の実施形態に係るコイル製造装置は図示していないが、コイル搭載機構と搭載位置認識装置を備え、基板などのワークが流れるコンベアの付近でインライン生産を自動で行うことができるように構成されている。そして生産されたコイルをその都度コイル搭載機構で把持し、搭載位置認識装置がコンベア上の基板搭載個所のＸ，Ｙ，Ｚ方向のずれ量を計測し、そのデータに従ってコイルを基板上に自動搭載できるようになっている。
【００３５】
前記実施形態では空芯コイルを製造する場合について説明したが、本発明は芯付コイルの場合も適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、線素材の僅かな伸びや、巻線時のゴミの巻き込み等により剥離位置がずれるのを防ぎ、常にコイルの所定位置に剥離位置が来るように強制的に線を送りながら生産し、不良品を撲滅する効果がある。
【００３７】
また、巻線と剥離を並列的に動作させるため、それぞれの機構部の不稼働時間を減らし、コイル製造時間を短縮させる効果がある。
【００３８】
さらに、線素材の強制送り量を加減することにって、同一径の巻軸での線素材巻取り量を変え、コイルの外形を可変させることにより、コイルの電気特性の微調整を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るコイル製造装置の各機構の同期制御を説明するためのブロック図である。
【図２】そのコイル製造装置の概略構成図である。
【図３】そのコイル製造装置の線送り機構と巻線機構の概略構成図である。
【符号の説明】
１：コイル製造装置、２：テンション付加機構、３：皮膜剥離機構、４：線送り機構、５：巻線機構、６：第１サーボモータ（ＳＭ１）、７：第２サーボモータ（ＳＭ２）、８：第３サーボモータ（ＳＭ３）、９：コントローラ、１０：線素材、１１：線素材ボビン、１２：ガイドローラ、１３：回転刃、１４：皮膜剥離部、１５ａ，１５ｂ：送り機構用グリッパ、１６：線素材の先端部、１７：巻軸、１８：巻線機構用グリッパ、１９：上刃、２０：下刃、２１：空芯コイル、２２：センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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