(57)【要約】【目的】コイルの成形精度向上と併せて、磨耗による爪部の部品交換，コイルピッチの変更にも容易に対応できるように成形治具を改良する。【構成】コイル線材１１を螺旋状に巻回し、かつコイル巻き始めおよび巻き終わりの両端からリード部を引き出した形状になる電磁コイルの成形装置で、その成形治具１７が円盤状ベースの中心に芯金１８を植設し、該芯金に対峙してベース座面の外周側にコイル線材の巻始め端部を係止保持する爪部を設けた構成になり、コイル成形時には線材の先端リード部を前記芯金と爪部との間の間隙に側方から差し込み、サーボモータの駆動で成形治具を回転，上昇して芯金１８にコイルを巻き付け形成するようにしたものにおいて、前記爪部（係止爪２４）を独立部品として、成形治具のベースへの取付位置を調整可能に装着しさらにコイル線材を係止保持する係止爪の側面には、成形治具のベース座面に対して鋭角αをなす楔状のテーパー面２４ａを形成して線材を抱え込むようにし、コイル成形時に巻き始めリード部に所定のピッチを付けて成形精度の向上化を図る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被覆電線をコイル線材として螺旋状に巻回し、かつコイル巻き始めおよび巻き終わりの両端から絶縁被覆を剥離したリード部を引き出した形状になる電磁コイルの成形装置であり、該装置のコイル成形部が円盤状ベースの中心にコイル径に対応したスピンドル軸の芯金を植設し、かつ該芯金の外周側に対峙してベース座面にコイル線材の巻始め端部を係止保持する突起状の爪部を設けたコイル成形治具と、該治具を下向きに装着して回転および上下駆動するサーボモータとからなり、線材ボビンから繰り出したコイル線材の絶縁被覆を前記リード部の位置に合わせて定ピッチおきに剥離した上で、該線材の先端リード部を前記コイル成形治具の芯金と爪部との間の間隙に側方から差し込み、この状態でサーボモータがコイル成形治具を回転，上昇駆動して芯金の周囲にコイルを巻き付け形成するようにしたものにおいて、
コイル線材に当接する前記爪部の係止側面を、成形治具のベース座面に対して鋭角をなす楔状のテーパー面となしたことを特徴とする電磁コイルの成形装置。
【請求項２】
請求項1記載の成形装置において、爪部を独立部晶として、成形治具のベースに対する取付位置を調整可能に装着したことを特徴とする電磁コイルの成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば配電用遮断器，漏電遮断器などの回路遮断器に装備した引外し用トリップコイルに適用する電磁コイルの成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、本発明の対象となる電磁コイルの適用例として、頭記回路遮断器の概要を図2に示す。図において、１遮断器ケース、２固定接触子、３可動接触子、４開閉機構、５開閉操作ハンドル、６過電流引外し用のトリップコイルユニットであり、該トリップコイルユニット６、電磁コイル（空心コイル）７、該コイル７候挿したコイル鉄心（ダッシュポット）８、継鉄９、揺動式のアーマチュア（作動片）１０との組立体になり、作動片１０を開閉機構4のラッチ（引外し機構）に連繋させ、電磁コイル7を主回路に接続して電流を通電するようにしている。
かかる回路遮断器の動作は周知の通りであり、回路遮断器を給電回路に接続して使用している状態で、負荷の短絡事故などが原因で主回路に過電流が流れると、トリップコイルユニット６の電磁コイル７の起磁力が増してアーマチュア１０が吸引動作し、その動きを捉えて開閉機構４がトリップして可動接触子３を開極し、電流を遮断する。
【０００３】
ここで、前記の電磁コイルは、例えば線径がφ０．３mm〜φ５mm程度の絶縁被覆電線を線材として、これを螺旋状に巻回成形して製作したものであり、そのコイル形状を図３（ａ）〜（ｃ）に示す。すなわち、図３（ａ）は完成したコイル部品の外形図で、そのコイル胴部（コイル巻回部）７ａの両端（巻始め側，および巻終わり側）から上下にリード部７ｂ，７ｃを引き出した形状になり、コイル胴部７ａは素線（丸銅線）７ｄが絶縁被覆７ｅで被覆されており、リード部７ｂ，７ｃは絶縁被覆７ｅを剥離して素線７ｄを剥き出し、接続相手側の部材（端子，あるいは主回路導体）にろう付け（あるいは半田付け）するようにしている。この電磁コイル７を製作するには、まず線材を図３（ａ），（ｃ）に示す形状に巻回成形した後、胴部の両端から直線状に延在しているリード部７ｂ，７ｃを上下の向きに曲げ加工して図３（ａ）のコイル形状を得るようにしている。そして、この電磁コイル７に図２で述べたコイル鉄心８，継鉄９およびアーマチュア１０の各部品を組み合わせてトリップコイルユニット６を構成している。
【０００４】
また、上記の電磁コイル7については、図２に示したトリップコイルユニット６の引外し動作特性の安定化、およびユニットの組立性（通常はトリップコイルユニット６を含めて、回路遮断器は組立ロボットを使用して自動組立を行なうようにしている）を考慮して、高いコイル成形精度が要求されている。すなわち、図３の図中に表したコイル胴部７ａの高さｈ，コイルピッチｐ，コイルの曲率半径ｒ，両端リード７ｂと７ｃとの間の開き角度θについての寸法精度が厳しく指定されており、コイル高さｈは設計の指定寸法に対して±０．３mm，リード部の開き角度８は±０．３°を満足することが求められている。
一方、前記の電磁コイルを量産する製法としては従来から様々な成形方法があり、その一例として、線材ボビンから繰り出した絶縁被覆電線の線材をコイル寸法，両端リード部の寸法に合わせて定ピッチおきに絶縁被覆を剥離した上でコイル成形部に順送りし、このコイル成形部ではリード部の先端を巻き付け用の芯金（スピンドル軸）を備えた成形治具に係止保持し、この治具をサーボモータにより回転しつつ、前記芯金の周面に線材を巻き付けてコイルを成形するようにしたコイル成形装置が知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００５】
次に、特許文献１，２に開示されている形成方法と類似な原理によるコイル巻回方式として、従来から電磁コイルの製作工程に採用されているコイル成形装置を図４〜図６で説明する。まず、図４（ａ），（ｂ）はコイル成形装置を模式的に表した図であり、１１はコイル線材（絶縁被覆電線）、１２は線材ボビン（線材の供給源）、１３は線材１１の修正部（巻き癖を修正して真っ直ぐにする）、１４は絶縁剥離部、１５は線材送り部、１６はコイル成形部である。
ここで、コイル成形部１６は、詳細構造を後記する成形治具１７と、成形治具１７を下                                                        
向きに装着して回転，上下駆動する回転サーボモータ２０，上下サーボモータ２１からなり、線材１１の供給端側にはノズル状ガイド２２，および線材１１を裁断するカッター２３を備えている。また、成形治具１７は図５（ａ），（ｂ）で示すように円盤状ベースの中心にコイル径に対応した巻き付け用芯金（スピンドル軸）１８を植設するとともに、この芯金１８の周面に対峙してベースの外周側に線材１１の先端を係止保持する突起状の爪部１７ａを形成した構造になる。なお、１７ｂは芯金１８に巻き付けたコイルの巻き始め側リード部との干渉を避けるためにベース側線に形成した逃げ用の切欠段部、１９は芯金１８の先端を俵入するガイド用の軸受である。
【０００６】
上記の構成で、コイル成形時には線材ボビン１２から繰り出したコイル線材１１をコイル成形部１６へ送る経路途上にて、あらかじめ指定したコイルのサイズに合わせて定ピッチおきに絶縁被覆を剥離した上で、ノズル状ガイド２２を通じてコイル成形部１６の成形治具１７に側方から送り出し、線材１１の先端を図６（ａ）で表すように芯金１８と爪部１７ａとの間の隙間に挿入する。次に図４に示した回転サーボモータ２０を始動して成形治具１７を時計方向に回転させながら線材１１を芯金１８にほぼ１ターン巻き付け、続いて上下サーボモータ21も始動し、回転駆動に同期して成形治具１７を上方に引き上げる。これにより、図６（ｂ）のように線材１１が芯金１８の周囲に螺旋状に巻き付けられていく。そして、コイルの巻回数が指定ターン数（図示例では３ターン）になると、回転サーボモータ２０を一旦停止した上で、上下サーボモータ２１が成形治具１７をさらに上方に引き上げて芯金１８をコイルから上方に引き抜いた上で、回転サーボモータを逆転してリセットし、続いてカッター２３が待機位置から前進して線材１１を裁断する（図６（ｃ）参照）。これにより、図３（ｂ），（ｃ）に示した形状のコイル部品が成形される。なお、裁断分離されたコイル部品はコイル成形部から取り出して次のリード曲げ工程に移し、ここで両端リード部をＬ字形に曲げ加工して図３（ａ）に示した最終形状のコイル部品が完成する。また、成形治具１７は次の成形に備えて初期位置に下降する。
【特許文献１】特開平７−７４０４６号公報（図1およびその説明）
【特許文献２】特開２０００−２８６１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記した従来の成形治具（図５参照）を使って電磁コイルを成形すると、次に記すような問題点が発生する。
図７は従来の成形治具を使って成形した電磁コイルの形状図であり、その巻き始め側の直線リード部７ｂは実線で表したようにほぼ水平方向に延在したままとなって、該リード部に続く次のコイル巻回部との間に所定のコイルピッチｐが形成されなくなる。その理由は爪部１７ａの形状にある。すなわち、図５に示した従来の成形治具１７では、コイル線材１１を保持する爪部１７ａの端面（線材１１との当按面）が垂直面を呈しており、このために線材１１を挿入セットした状態で成形治具１７を回転してコイルを巻き始めた際に、線材１１に対して爪部１７ａから矢印ｆで表すように真横から加わる力で線材１１を芯金１８との間に扶持するが、続いてピッチｐを付けるために成形治具１７を回転と同期して上方に引き上げると、線材１１と爪部１７ａとの間に滑りが生じるようになる。このために、図７で述べたようなピッチのバラツキが生じるほか、最悪な場合にはコイル成形の途中で線材１１が爪部１７ａから外れてしまって成形治具１７が空回りし、コイルの成形が不能となることがある。
【０００８】
しかも、成形されたコイル部品に前記のようなコイルピッチ、コイル高さ寸法のバラツキが生じると、電磁コイルとしての電気的な特性が変化するほか、リード部の曲げ加工（図３（ａ）参照）、図２に示したトリップコイルユニット６への組み付け、および電磁コイルのリード部と回路遮断器の接続相手部品との接続（ろう付け）工程に支障を来すようになる。
さらに、従来の成形治具では次のような問題もある。すなわち、図５の成形治具１７では爪部１７ａが円盤状のベースと一体に形成されている。このために、成形治具を長期使用して爪部が機械的に磨耗した場合には治具全体を新品と交換する必要がある。また、成形治具上で爪部の位置を調整することができないため、電磁コイルの仕様変更に伴いコイルピッチを変える場合には、この仕様に合わせて成形治具を新たに作り直さなければならず、費用と時間がかかる。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は成形治具の爪部形状を改良することにより、前記課題を解決して寸法精度の高いコイル成形が安定よく行なえ、併せて磨耗による爪部の部品交換，コイルピッチの変更にも容易に対応できるようにした電磁コイルの成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、絶縁被覆電線をコイル線材として螺旋状に巻回し、かつコイル巻き始めおよび巻き終わりの両端から絶縁被覆を剥離したリード部を引き出した形状になる電磁コイルの成形装置で、該装置のコイル成形部が円盤状ベースの中心にコイル径に対応したスピンドル軸の芯金を植設し、かつ該芯金の外周側に対峙してベース座面にコイル線材の巻始め端部を係止保持する突起状の爪部を設けたコイル成形治具と、該治具を下向きに装着して回転および上下駆動するサーボモータとからなり、線材ボビンから繰り出したコイル線材の絶縁被覆を前記リード部の位置に合わせて定ピッチおきに剥離した上で、該線材の先端リード部を前記コイル成形治具の芯金と爪部との間の間隙に側方から差し込み、この状態でサーボモータがコイル成形治具を回転，上昇駆動して芯金の周囲にコイルを巻き付け形成するようにしたものにおいて、
コイル線材に当接する前記爪部の係止側面を、成形治具のベース座面に対して鋭角をなす楔状のテーパー面となし（請求項１）、さらにこの爪部を独立部品として、成形治具のベースに対しその取付位置を調整可能に装着して構成するものとする（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
上記の構成によれば、コイル線材のリード部先端を成形治具の芯金と爪部との間に側方から差し込んで成形開始位置にセットした状態では、線材が爪部の楔状テーパー面で抱え込まれるようになる。これにより、続く成形治具の回転，上昇駆動で線材を芯金に巻き付ける過程で、爪部と線材との間に滑りを生じることがなく、巻き始めリード部が成形治具の上昇に追随して上方に引き上げられる。したがって、巻き始め側のリード部と次のコイル巻回部との間には所定のコイルピッチが確実に付くようになり、その結果としてコイル部品の高さがバラツキなしに指定の寸法に成形される。
さらに、爪部を独立部品として成形治具のベースに対する取付位置を調節可能に装着した構成により、長期使用の間に爪部が磨耗した場合でも、爪部だけを交換するだけで成形治具のベースを引き続き使用することができて経費の節減化が図れるほか、電磁コイルの仕様変更に伴い成形するコイルピッチを変更する場合でも、爪部の取付位置を最適位置に調整する、あるいは新仕様のコイルピッチに相応した形状の係止爪と交換することで簡単に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１（ａ），（ｂ）に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
すなわち、図示実施例の成形治具１７においては、図５の爪部１７ａに対応する部品が独立した係止爪２４として成形治具のベース座面に装着されている。ここで、係止爪２４については、図１（ａ）で表すようにコイル線材１１と当接する係止側面がベース座面に対して鋭角α（７５°）をなすように楔状のテーパー面２４ａで形成されている。また、係止爪２４は、線材１１の長手方向に沿って開口した長穴２４ｂに締結ボルト２５を通して成形治具１７のベース座面に締結固定するようにし、その取付位置を図示矢印A方向で調整可能にしている。なお、前記係止爪２４の厚み（ベース座面からの高さ）は、コイル線材１１が丸線である場合には少なくともその線径の半分以上、また線材１１が平角線である場合にはその厚さ以上に設定しておくものとする。また、図中に表した符号２６は、成形治具１７の座面に嵌め込み装着してコイル線材１１の差し込みをガイドするテーパープレートである。
【００１３】
上記の構成により、図４で述べた成形方法にしたがってコイル線材１１のリード部先端を成形治具１７の芯金１８と係止爪２４との間に挿入セットした状態では、図示のように線材１１が係止爪２４のテーパー面２４ａによって成形治具のベース座面との間に抱え込まれるようになる。これにより、線材１１をセットした上で成形治具１７を回転，上昇駆動してコイルを巻き始めた際には、線材１１の直線リード部に対して係止爪２４から図示矢印ｆ方向に押し上げる力が加わるようになる。したがって、図５で述べた従来構成の成形治具のように、コイル巻き始めの過程で線材１１と爪部１７ａとの間に滑りの生じることがなくなり、その結果としてコイル巻き始め側の直線リード部には確実にピッチが付き、該直線リード部に続く次のコイル巻回部との間に図３（ｂ）で表すように設計で指定された所定ピッチｐが形成されるようになる。
【００１４】
また、係止爪２４を独立部晶として成形治具１７のベース座面に取付位置調整可能に装着したことにより、長期使用の間に係止爪２４の線材係止面が磨耗した場合でも、係止爪２４を交換するだけで成形治具１７はそのまま継続使用できる。さらに、電磁コイルの仕様変更に伴ってコイルピッチを変更する場合でも、成形治具１７のベース座面上で係止爪２４の取付位置を最適位置に調整する、あるいはそのコイルピッチに相応した形状の係止爪に交換することで即対応できるなどの利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例による成形治具の構成図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ側面図，および裏面図
【図２】本発明の電磁コイルを適用する回路遮断器の構成図
【図３】図２の回路遮断器に装備したトリップコイルユニットに用いる電磁コイルについて、設計で指定したコイル形状図で、（ａ）はリード曲げ加工を施した状態の側面図、（ｂ）はリード曲げ加工前のコイル成形状態の側面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図
【図４】図３（ｂ），（ｃ）に示したコイル部品を製作する成形装置を模式的に表した構成図で、（ａ）は装置全体の工程図、（ｂ）は（ａ）における成形部の詳細構成図
【図５】図４の成形装置に採用した成形治具の従来構造図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ側面図，および裏面図
【図６】図５の成形治具によるコイル成形工程の説明図で、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ巻き始め，巻回途中，および巻終わりの状態を表す図
【図７】図５の成形治具を用いて成形した電磁コイルの側面図
【符号の説明】
【００１６】
７    電磁コイル
７ａ  コイル胴部
７ｂ  巻き始め側のリード部
７ｃ  巻き終わり側のリード部
７ｄ  素線
７ｅ  絶縁被覆
１１    コイル線材
１７    成形治具
１８    芯金（スピンドル軸）
２４    係止爪（爪部）
２４ａ  テーパー面
２５    締結ボルト
【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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