JP2000224819A - 巻線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークに線材を巻付けてコイルを形成する巻
線装置において、線材の端末処理を一連のコイル形成工
程の１ステップとして自動的に実施する。 【解決手段】 巻線装置１０は、回転可能な巻線ヘッド
１４と、巻線作業位置に複数のワークＷを順次自動送給
するワーク送り機構１６と、巻線ヘッド１４を機台１２
上で平行移動させるとともに回転駆動するヘッド駆動機
構２２と、巻線ヘッド１４の近傍に配置され、線材Ｌを
固定的に係止可能な第１係止部８２と、第１係止部８２
から離れて巻線ヘッド１４の近傍に配置され、第１係止
部８２とワークＷとの間で線材Ｌを固定的に係止可能な
第２係止部８４とを備える。巻線ヘッド１４は、回転軸
線１４ａから離れた位置に線材導出用のノズル２０を有
する。巻線ヘッド１４は、第１及び第２係止部８２、８
４の各々の近傍でＸ軸及びＹ軸方向へ平行移動すること
により、線材Ｌを各係止部８２、８４に係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに線材を自
動的に巻付けてコイルを形成する巻線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動機等の電磁機器の分野では、
鉄心に導線を巻付けて励磁コイルを形成するための自動
巻線機が種々提案されている。例えば、特開平６−５４
４９２号公報は、電動機の鉄心の突極にコイル形成用の
線材を巻付ける巻線機を開示する。この巻線機は、突極
を収容可能な空洞部を有するフォーマと、フォーマの中
心線から離れた位置にノズルを保持して回転するフライ
ヤと、フォーマを突極の奥行方向へ送る送り装置とを備
える。線材は、突極を空洞部に収容したフォーマの周囲
でフライヤが回転することにより、ノズルから導出され
て突極に巻付けられる。このとき線材は、フォーマの先
端面に当接されており、フライヤの回転に同期してフォ
ーマが突極の奥行方向へ移動することにより、突極上に
隙間無く整列して巻付けられる。

【０００３】ところで、鉄心等のワークに線材を巻付け
てコイルを形成する際には、コイルの端末線材の処理
（例えば電動機の鉄心では導線と端子部との接続処理；
以下、端末処理と称する）が必要になる場合がある。し
かし、上記公報に開示されるような従来の自動巻線機で
は、鉄心に巻付けられた線材の端末処理を、巻線機によ
る一連のコイル形成工程の１ステップとして自動的に実
施することを一般に想定していない。したがって、多く
は手作業により端末処理を行っている。

【０００４】例えば、警報機等に使用される小形ブザー
の励磁コイルは、外径に比べて長さの短い円筒状の鉄心
に、数十μm 程度の極細径の線材を巻付けて構成され
る。従来、この線材巻付け作業は、自動巻線機によら
ず、専用のコイル形成機で形成したドーナツ盤状の空心
コイルを手作業で鉄心に装着して行っていた。そして、
コイルから延出する端末線材の先端を、コイル周辺に設
置した端子部にやはり手作業ではんだ付けすることによ
り、端末処理を実施していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した小形ブザーの
励磁コイルの形成工程におけるように、手作業によるワ
ークへのコイルの装着及び線材の端末処理は、特にワー
クの小形化や線材の細径化が進むに従い、正確に実施す
ることが困難となる傾向がある。その結果、作業者にと
って過度の負担となり、製品の歩留りが悪化する危惧が
あった。

【０００６】したがって本発明の目的は、ワークに線材
を自動的に巻付けてコイルを形成する巻線装置におい
て、線材の端末処理を一連のコイル形成工程の１ステッ
プとして自動的に実施でき、作業者への負担を軽減でき
るとともに、製品の歩留りを改善できる巻線装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回転軸線から離れた位置に線材導出用の
ノズルを有する回転可能な巻線ヘッドを具備し、巻線ヘ
ッドの回転動作により線材をノズルから導出してワーク
上にコイルを形成する巻線装置において、巻線ヘッドの
近傍に配置され、線材を固定的に係止可能な第１係止部
と、第１係止部から離れて巻線ヘッドの近傍に配置さ
れ、第１係止部とワークとの間で線材を固定的に係止可
能な第２係止部と、巻線ヘッドを第１係止部と第２係止
部とワークとの間で移動させる駆動機構とを具備するこ
とを特徴とする巻線装置を提供する。

【０００８】この巻線装置では、巻線ヘッドが駆動機構
の駆動により、第１係止部に係止した線材を第２係止部
に係止した後にワーク上へ持ち込んでコイルを形成し、
またコイルから引出した線材を第２係止部に係止した後
に第１係止部へ係止するように作動できる。したがっ
て、第２係止部の位置を適宜設定することにより、第２
係止部とワークとの間の所望位置で線材を端末処理でき
る。

【０００９】上記巻線装置において、駆動機構は、巻線
ヘッドを第１係止部及び第２係止部の各々の近傍で回転
軸線に実質的に直交する方向へ平行移動させ、それによ
りノズルから線材を導出させるとともに導出された線材
を第１係止部及び第２係止部の各々に係合させるように
動作することが好ましい。このような構成によれば、第
１及び第２係止部への線材の係止作業を容易に自動化で
きる。

【００１０】また、第２係止部が２箇所に設置され、コ
イルから延出する線材の一対の引出線部分がそれら第２
係止部にそれぞれ係止される構成とすることが、両引出
線部分の端末処理を容易にする観点で望ましい。好適な
実施の形態では、巻線ヘッドを回転軸線に実質的に平行
な方向へ移動させる第２駆動機構がさらに具備され、第
２駆動機構が巻線ヘッドをその回転動作に同期して軸線
方向へ移動させることによりコイルを形成する。それに
より、線材が隙間無く整列したコイルを形成できる。

【００１１】また、第１係止部が第２係止部に対して移
動することにより、それら第１及び第２係止部に係止さ
れた線材を両係止部間で切断する構成とすれば、切断作
業を迅速化できるので有利である。上記巻線装置は、巻
線ヘッドによる巻線作業位置に複数のワークを順次自動
送給するワーク送り機構をさらに具備することが、大量
生産を実現する観点で好ましい。

【００１２】この場合、巻線作業位置に設定される巻線
ステーションと、巻線ステーションのワーク送り方向後
段に設定され、ワーク上のコイルから延出する線材の一
対の引出線部分をコイルと第２係止部との間で端末処理
する端末処理ステーションとを具備する構成とすれば、
複合的な作業を１つの場所に集約して、相互に連関して
実施できる点で有利である。ワーク送り機構は、複数の
ワークを個別に支持する複数の支持板と、それら支持板
を巻線ステーションに順次自動送給するコンベアとを備
え、それら支持板の各々に第２係止部が設置される構成
とすることができる。

【００１３】或いはワーク送り機構が、互いに帯状に連
結された複数のワークを外周面上に支持して回転するド
ラムを備え、ドラムの外周面に対向して巻線ステーショ
ンが設定されるとともに、ドラムの外周面上で個々のワ
ークに対応する位置にそれぞれ第２係止部が設置される
構成としてもよい。上記巻線装置は、巻線ヘッドに線材
を所望の張力下で連続的に供給する線材供給機構をさら
に具備することが、極細径の線材を損傷無く取扱うこと
ができる点で有利である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一
又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。図面を
参照すると、図１は本発明の第１の実施形態による巻線
装置１０の側面図、図２は巻線装置１０の拡大部分断面
図である。巻線装置１０は、機台１２上に回転可能に設
置される巻線ヘッド１４と、巻線ヘッド１４による巻線
作業位置に複数のワークＷを順次自動送給するワーク送
り機構１６と、巻線ヘッド１４に線材Ｌを所望の張力下
で連続的に供給する線材供給機構１８とを備える。巻線
ヘッド１４は、それ自体の回転軸線１４ａから離れた位
置に、線材導出用のノズル２０を有し、ワークＷの近傍
で回転することによりノズル２０から線材Ｌを導出させ
るとともに導出された線材ＬをワークＷに巻付けてコイ
ルを形成する。

【００１５】巻線ヘッド１４は、中空円筒状の回転主軸
であり、ヘッド駆動機構２２を介して、機台１２上に設
定された直交３軸座標系において３次元移動可能に設置
されるとともに、ワークＷ上で回転駆動される。ヘッド
駆動機構２２は、機台１２上に水平Ｘ軸方向へ移動可能
に搭載されたＸテーブル２４と、Ｘテーブル２４を送り
駆動するＸ軸モータ２６と、Ｘテーブル２４上にＸ軸に
直交する水平Ｙ軸方向へ移動可能に搭載されたＹテーブ
ル２８と、Ｙテーブル２８を送り駆動するＹ軸モータ３
０と、Ｙテーブル２８上に固定的に立設されたコラム３
２の前面にＸ軸及びＹ軸に直交する鉛直Ｚ軸方向へ移動
可能に搭載され、軸受３４（図３）を介して巻線ヘッド
１４を回転可能に支持する主軸台３６と、主軸台３６を
送り駆動するＺ軸モータ３８と、主軸台３６に連結して
支持され、巻線ヘッド１４を回転駆動する主軸モータ４
０とを備えて構成される。巻線ヘッド１４は、その回転
軸線１４ａをＺ軸に平行に向けて配置される。巻線ヘッ
ド１４はその後端で、ベルト／プーリ機構４２を介し
て、主軸モータ４０の出力軸に連結される。

【００１６】ワーク送り機構１６は、複数のワークＷ
（１つのみ図示）を個別に支持する複数の支持板４４
（１つのみ図示）と、それら支持板４４を巻線ヘッド１
４による巻線作業位置に順次自動送給するコンベア４６
とを備えて構成される。支持板４４は、ワークＷを水平
に載置する支持面４８を有し、好ましくは支持面４８上
に突設された位置決めピン５０によりワークＷを所定位
置に位置決めできるようになっている。コンベア４６
は、例えば一対の平ベルトを有する無端ベルトコンベア
からなり、機台１２上に支柱５１を介して立設された一
対の案内壁５２の間に配置される。それら案内壁５２及
びコンベア４６は、上記したヘッド駆動機構２２におけ
るコラム３２のＹ軸方向前方（図で左方）に配置され
る。コンベヤ４６は、図示しない駆動源により断続的に
作動して、複数のワークＷを順次、機台１２上でＸ軸方
向へ断続的に搬送するとともに、後述する巻線作業の
間、巻線作業位置に位置決めして固定的に保持する。

【００１７】線材供給機構１８は、連続する線材Ｌを巻
回支持するボビン状の供給部５４と、機台１２上に立設
されるコラム５６上に設置され、供給部５４から繰り出
される線材Ｌに係合して制動作用を及ぼす制動部５８
と、同コラム５６上に設置され、制動部５８を通過した
線材Ｌに所望の張力を負荷する張架部６０とを備えて構
成される。コラム５６は、上記したヘッド駆動機構２２
におけるコラム３２のＹ軸方向後方（図で右方）に配置
される。供給部５４は、コラム５６のさらに後方位置で
回転軸線５４ａを有して、例えば図示しない駆動源によ
り回転駆動されるか、又は自由回転可能に設置される。
制動部５８は、例えば公知のヒステリシスブレーキから
構成され、後述する巻線作業時に巻線ヘッド１４から過
剰な線材Ｌが導出されないように線材Ｌを制動する。制
動部５８が、図示のように線材Ｌを巻回するローラ部を
有する場合には、ローラ部はゴム等の、線材Ｌが滑りを
生じ難い材料から形成されることが好ましい。張架部６
０は、弾性に優れた釣り竿状の棒部材から構成され、そ
の先端の案内環６２を貫通する線材Ｌに引張力が加わっ
たときに弾性変形して、線材Ｌを所望の張力下に保持す
る。なお図示実施形態では、制動部５８と張架部６０と
の間に、線材Ｌを所定方向へ案内する案内ローラ６４が
設置される。

【００１８】図３に示すように、巻線ヘッド１４は、そ
の円筒状本体を回転軸線方向へ貫通する線材通路６６を
備える。線材通路６６は、巻線ヘッド１４の軸方向後端
で開口するとともに、巻線ヘッド１４の軸方向前端領域
で回転軸線１４ａから逸脱して斜めに延び、末端に形成
したノズル２０で開口する。線材供給機構１８を介して
巻線ヘッド１４に供給された線材Ｌは、巻線ヘッド１４
の後端開口から線材通路６６内に導入され、巻線ヘッド
１４の前端領域に設けたノズル２０から導出される。し
たがって、巻線ヘッド１４の軸方向前端に近接して、ワ
ークＷに予め形成した突起ないし芯部を巻線ヘッド１４
に同心状に配置し、ノズル２０から導出された線材Ｌを
ワークＷの芯部に絡めた状態で巻線ヘッド１４を回転さ
せれば、ワークＷの芯部に線材Ｌが自動的に巻付けられ
る。なお、好ましくは巻線ヘッド１４の軸方向前端に
は、回転軸線１４ａに同心状に延びる凹部６８が形成さ
れる。凹部６８は、後述する巻線作業時にワークＷの芯
部を受容して、線材Ｚを芯部上に整列させるように作用
する。

【００１９】巻線ヘッド１４の線材通路６６に通される
線材Ｌは、巻線装置１０の前述した各構成要素の相対位
置関係に起因して、線材通路６６の特に前後開口の内周
面に当接され、例えば図３に示すような屈曲した経路に
沿って延びることになる。この状態で巻線ヘッド１４が
回転すると、線材Ｌに接触する線材通路６６の壁面部分
が損傷を受け易くなり、その壁面部分が鋭角な屈曲面で
ある場合には線材Ｌが破断される危惧がある。そこで巻
線ヘッド１４を、図３に示すように、線材通路６６を有
した円筒状本体７０と、円筒状本体７０の軸方向後端に
取付けられ、線材通路６６に同心に連通する導入路７２
を有するガイドブッシュ７４と、円筒状本体７０の軸方
向前端に取付けられ、凹部６８を有するとともに、線材
通路６６に所定角度で交差して連通する導出路７６を有
する先端部材７８とから構成することが好ましい。さら
に先端部材７８は、線材通路６６から離れた方の導出路
７６の開口端に、ガイドブッシュとして作用する別体の
ノズル２０を担持することが有利である。この場合、ノ
ズル２０のノズル孔８０は、先端部材７８の導出路７６
に同心に連通する。

【００２０】巻線ヘッド１４の後端のガイドブッシュ７
４は、線材Ｌとの接触により容易には損傷しない材料か
ら形成され、円筒状本体７０の後端に好ましくは着脱自
在に取付けられる。ガイドブッシュ７４の導入路７２に
は、線材通路６６から離れた方の開口端に断面円弧状の
湾曲面７２ａが形成される。同様に、巻線ヘッド１４の
前端の先端部材７８は、線材Ｌとの接触により容易には
損傷しない材料から形成され、円筒状本体７０の前端に
好ましくは着脱自在に取付けられる。先端部材７８の導
出路７６には、線材通路６６に隣接する方の開口端に断
面円弧状の湾曲面７６ａが形成される。さらに、別体の
ノズル２０は、線材Ｌとの接触により容易には損傷しな
い材料から形成され、先端部材７８に好ましくは着脱自
在に取付けられる。ノズル２０のノズル孔８０には、導
出路７６から離れた方の開口端に断面円弧状の湾曲面８
０ａが形成される。このような構成によれば、線材Ｌに
よる巻線ヘッド１４の損傷が低減されるとともに、損傷
を被る各構成部分を所望時期に交換することができる。
また、巻線ヘッド１４は湾曲面７２ａ、７６ａ、８０ａ
で線材Ｌに接触するので、線材Ｌの損傷や破断が未然に
防止される。

【００２１】巻線装置１０はさらに、巻線ヘッド１４の
近傍に配置され、線材Ｌを固定的に係止可能な第１係止
部８２と、第１係止部８２から離れて巻線ヘッド１４の
近傍に配置され、第１係止部８２とワークＷとの間で線
材Ｌを固定的に係止可能な第２係止部８４とを備える。
第１係止部８２は、機台１２上に立設された一方すなわ
ちコラム３２から離れた方の案内壁５２の外面上に設置
され、常に巻線ヘッド１４による巻線作業位置に配置さ
れる。第２係止部８４は、ワーク送り機構１６の複数の
支持板４４の各々に設置され、ワークＷとともにコンベ
ヤ４６によって順次、機台１２上でＸ軸方向へ断続的に
搬送されるとともに、後述する巻線作業の間、巻線作業
位置に固定的に保持される。

【００２２】図２及び図４に示すように、第１係止部８
２は、案内壁５２上にＺ軸方向へ移動可能に設置される
移動台８６と、移動台８６を送り駆動する駆動源８８
と、移動台８６上に固定的に立設される柱状の主クラン
プ９０と、主クランプ９０に並設して移動台８６上に可
動式に立設される柱状の副クランプ９２とを備えて構成
される。主クランプ９０は、後述する巻線作業時に線材
Ｌが巻回されるので、好ましくは円筒状の外周面９０ａ
を有してＺ軸方向へ延設される。副クランプ９２は、主
クランプ９０に対向する側に、主クランプ９０の外周面
９０ａに密接可能な円弧面９２ａを有し、図示しない駆
動源により主クランプ９０に接近及び離反する方向へ移
動する。したがって線材Ｌは、主クランプ９０の外周面
９０ａと副クランプ９２の円弧面９２ａとの間が閉鎖さ
れたときに、両面９０ａ、９２ａ間に挟持されて固定的
に係止される。また両面９０ａ、９２ａ間が開放される
と、線材Ｌは係止を解除されて第１係止部８２から容易
に取り外され、或いは線材Ｌを第１係止部８２に容易に
装着できる。なお、副クランプ９２の円弧面９２ａは、
線材Ｌを損傷しないように、両端に円弧状の面取り９２
ｂが施されている。

【００２３】図５に示すように、第２係止部８４は、各
支持板４４において、支持面４８上に載置されたワーク
Ｗに対し予め定めた所定の位置関係を呈する２箇所に設
置される。図２に示すように、各第２係止部８４は、各
支持板４４の支持面４８に開口する貫通穴内に固定され
るスリーブ９４と、スリーブ９４内にＺ軸方向へ摺動可
能に受容され、支持面４８に隣接するスリーブ９４の軸
方向端面に係合可能な張出部９６を一端に有したピン９
８と、ピン９８を鉛直下方へ付勢して張出部９６をスリ
ーブ９４の軸方向端面に密着させるばね１００と、ばね
１００の付勢に抗してピン９８を鉛直上方へ移動させ、
張出部９６をスリーブ９４の軸方向端面から離脱させる
アクチュエータ１０２とを備えて構成される。アクチュ
エータ１０２は、例えば公知のピストン／シリンダ装置
から構成できる。したがって第２係止部８４は、ばね１
００の付勢力の下で、スリーブ９４の軸方向端面とピン
９８の張出部９６との間に線材Ｌを挟持して固定的に係
止するように作用する。さらに、アクチュエータ１０２
の作動によりピン９８が移動したときに、ピン９８に線
材Ｌを巻回して装着でき、或いは第２係止部８４から線
材Ｌを容易に取り外せるようになっている。

【００２４】巻線装置１０は、図５に示すように、ワー
クＷの突起ないし芯部Ｐに線材Ｌを巻付けてコイルＣを
形成した後に、コイルＣから延出する線材Ｌの一対の引
出線部分Ｌ′の端末処理を容易に自動化できるように機
能する。図示実施形態では、線材Ｌの端末処理は、一対
の引出線部分Ｌ′をコイルＣと２箇所の第２係止部８４
との間でワークＷ上の予め定めた一対の固着部位Ａに固
着するとともに、各固着部位Ａと各第２係止部８４との
間の不要な線材部分を切断除去する作業である。このよ
うな機能を有する巻線装置１０によってコイルＣを形成
するのに適したワークＷの一例として、警報機等に使用
される小形ブザーのコイル担持部材を挙げることができ
る。しかし、本発明に係る巻線装置を、形成したコイル
の端末処理を必要とする他の様々なワークに対して好適
に使用できることは言うまでもない。

【００２５】図６（ａ）、（ｂ）に示すように、小形ブ
ザーのコイル担持部材（ワーク）Ｗは、基板Ｂ上に突設
される外径に比べて長さの短い円柱状の鉄心（芯部）Ｐ
を備え、鉄心Ｐに数十μm 程度の極細径の導線（線材）
Ｌを巻付けて励磁コイル（コイル）Ｃが形成される。鉄
心Ｐ及び励磁コイルＣの高さは通常、数mm程度である。
励磁コイルＣから延出する導線Ｌの一対の引出線部分
Ｌ′は、基板Ｂ上の所定位置に形成された一対の端子部
（固着部位）Ａに、それぞれはんだＳによって固着され
る。コイル担持部材Ｗは、枠体Ｆによって支持される。
枠体Ｆには、巻線装置１０のワーク送り機構１６におけ
る支持板４４に突設した一対の位置決めピン５０を受容
可能な一対の孔Ｈが形成される。

【００２６】上記構成を有する巻線装置１０によるワー
ク（コイル担持部材）Ｗへのコイル形成工程を、図５及
び図７〜図１３を参照して以下に説明する。ワークＷ
は、ワーク送り機構１６の支持板４４の支持面４８上の
所定位置に載置され、コンベア４６により巻線装置１０
の巻線作業位置１１０へ送られる。まず準備作業とし
て、巻線作業位置１１０のワーク送り方向（図示矢印方
向）前段の所定位置１１２で、ワークＷ上に予め定めた
一対の固着部位（端子部）Ａに予備はんだＳ′を形成す
る。次いで、巻線作業位置１１０に送られたワークＷの
芯部（鉄心）Ｐに、巻線装置１０により線材（導線）Ｌ
を巻付けてコイル（励磁コイル）Ｃを形成する。この巻
線工程については、以下で詳述する。

【００２７】巻線工程が終了した段階では、支持板４４
上の一対の第２係止部８４に、コイルＣから延出する線
材Ｌの一対の引出線部分Ｌ′が末端でそれぞれ係止さ
れ、両第２係止部８４と第１係止部８２との間で線材Ｌ
が切断されている。この状態で、各引出線部分Ｌ′は各
予備はんだＳ′の鉛直上方を通って延びている。その
後、ワークＷはコンベア４６により、巻線作業位置１１
０のワーク送り方向後段の所定位置１１４に送られて、
そこで予備はんだＳ′が例えばコテにより溶融される。
それにより一対の引出線部分Ｌ′が、コイルＣと各第２
係止部８４との間ではんだＳにより各固着部位Ａに固着
される。最後に、各固着部位Ａと各第２係止部８４との
間の引出線部分Ｌ′の不要な線材部分が、例えば後述す
る不要線材除去装置１１６により切断除去されて、コイ
ル形成及び線材端末処理が完了する。

【００２８】このように、支持板４４上に設置された一
対の第２係止部８４の位置は、作業対象のワークＷにお
ける固着部位Ａの位置に対応して適宜設定される。つま
り、ワークＷの芯部Ｐに形成されたコイルＣと一対の第
２係止部８４との間に延びる一対の引出線部分Ｌ′が、
その後の端末処理工程の自動化を容易にするために、ワ
ークＷ上に予め定めた一対の固着部位Ａ（又は予備はん
だＳ′）の鉛直上方を通るように、両第２係止部８４の
位置が決定されるのである。したがって、ワークＷ上の
固着部位Ａの位置が変動すれば、支持板４４上の第２係
止部８４の位置もそれに伴い変更される。

【００２９】なお巻線装置１０は、予備はんだ形成から
巻線作業を経て端末処理に至る上記した一連のコイル形
成工程を、ワーク送り機構１６の順送り動作により多数
のワークＷに対して順次実施する複合的機能を有した装
置として構成することもできる。この場合、巻線装置１
０は、巻線ヘッド１４及び第１係止部８２を設置した巻
線ステーション１１０と、巻線ステーション１１０のワ
ーク送り方向前段の予備はんだ形成ステーション１１２
と、巻線ステーション１１０のワーク送り方向後段の端
末処理ステーション１１４とを備えて構成される。

【００３０】巻線装置１０による巻線工程では、まず図
７に示すように、巻線ヘッド１４のノズル２０から導出
された線材Ｌが、その末端で第１係止部８２の主クラン
プ９０と副クランプ９２との間に挟持されて固定的に係
止された状態で、巻線ヘッド１４はワーク送り機構１６
の上方の所定位置で待機する。次いで、巻線作業位置１
１０に位置決めされた支持板４４に対し、Ｘ軸モータ２
６及びＹ軸モータ３０（図１）の駆動により、巻線ヘッ
ド１４を一方の第２係止部８４ａの周囲でＸ軸方向及び
Ｙ軸方向へ平行移動させる。この間、第２係止部８４ａ
は、アクチュエータ１０２（図２）によってピン９８が
鉛直上方へ移動し、張出部９６とスリーブ９４との間に
隙間が形成された状態にある（図８（ａ）参照）。した
がって、巻線ヘッド１４の平行移動に伴い、ノズル２０
から線材Ｌがさらに導出されるとともに、導出された線
材Ｌが第２係止部８４ａの張出部９６とスリーブ９４と
の隙間に進入してピン９８に巻回される。

【００３１】線材Ｌをピン９８に１〜２回巻付けた後、
第２係止部８４ａのアクチュエータ１０２が復帰動作
し、ばね１００（図２）の付勢力の下で、スリーブ９４
の軸方向端面とピン９８の張出部９６との間に線材Ｌが
挟持されて固定的に係止される（図８（ｂ）参照）。そ
れと共に、巻線ヘッド１４は図９に示すように、支持板
４４上に載置されたワークＷの芯部Ｐの上方同心位置に
平行移動する。この状態で、第２係止部８４ａと巻線ヘ
ッド１４との間に延びる線材Ｌの引出線部分Ｌ′は、一
方の予備はんだＳ′の鉛直上方を通る。続いて巻線ヘッ
ド１４は、Ｚ軸モータ３８（図１）の駆動により鉛直下
方へ移動して、先端の凹部６８内にワークＷの芯部Ｐを
受容する。その状態で、巻線ヘッド１４は主軸モータ４
０（図１）の駆動により芯部Ｐに対し同心に回転し、そ
れにより線材Ｌがノズル２０からさらに導出されるとと
もに、導出された線材Ｌが芯部Ｐに巻付けられる。この
とき、線材Ｌは芯部Ｐの最下端から巻き始められる。

【００３２】巻線ヘッド１４は、主軸モータ４０による
回転動作に同期して、Ｚ軸モータ３８の駆動によりＺ軸
方向へ移動する。つまり、巻線ヘッド１４が１回転する
間に、好ましくは線材Ｌの径寸法に相当する距離だけ、
Ｚ軸モータ３８が巻線ヘッド１４をその回転軸線方向へ
送り動作する。それにより、図１０（ａ）に示すよう
に、線材ＬがワークＷの芯部Ｐに隙間無く整列して巻付
けられる。なお図１０（ａ）は、線材Ｌを芯部Ｐの最下
端から巻き始めて上端近傍まで一重に巻付けた状態を示
す。ここで、巻線ヘッド１４の先端の凹部６８は、ワー
クＷの芯部Ｐよりも幾らか大きな径寸法を有する。した
がって、線材Ｌが凹部６８と芯部Ｐとの径方向の隙間を
埋めるまでの間、巻線ヘッド１４の回転動作に同期した
軸線方向往復動作を繰り返すことができ、それにより、
線材Ｌを一様に整列させてなるコイルＣを芯部Ｐ上に形
成できる（図１０（ｂ）参照）。なお、コイルＣの巻回
数が少なく、かつ線材Ｌを一様に整列させて巻く必要が
無い場合は、巻線ヘッド１４を軸線方向送り動作させず
に、回転動作のみでコイルＣを形成することもできる。
このようにして、図１１に示すように、ワークＷの芯部
Ｐに所望径のコイルＣが形成される。

【００３３】なお、図１０に示すように巻線ヘッド１４
の先端面は、凹部６８の周囲に平坦領域を有するととも
に、平坦領域の外側に断面円弧状の湾曲面領域１４ｂを
有して形成される。巻線ヘッド１４の先端面の平坦領域
は、ワークＷの芯部ＰにコイルＣを形成する際に、ノズ
ル２０から導出された線材Ｌを摺動式に担持してコイル
Ｃの上端面の位置を規定するように作用する。また巻線
ヘッド１４の先端面の湾曲面領域１４ｂは、巻線ヘッド
１４の回転中に線材Ｌが損傷したり切断したりすること
を効果的に防止する。

【００３４】巻線ヘッド１４がワークＷの芯部Ｐに線材
Ｌを巻付けている間に、第１係止部８２が駆動源８８
（図２）の駆動により案内壁５２上で鉛直下方へ移動す
る。それにより、第１係止部８２と第２係止部８４ａと
の間で線材Ｌが引っ張られ、好ましくは線材Ｌが支持板
４４の縁部４４ａに押付けられて切断される。このよう
に、第１係止部８２のＺ軸方向移動は、第１及び第２係
止部８２、８４に係止された線材Ｌを両係止部８２、８
４の間で切断するためのものであり、極細径の線材Ｌを
迅速に切断できる点で有利である。またこの観点では、
Ｚ軸方向移動の代わりに、第１係止部８２をＸ軸又はＹ
軸に平行な軸線に関して揺動させる構成としてもよい。
或いは、線材Ｌの径が太い場合には、第１係止部８２を
移動させる代わりに、線材切断用のカッターを使用する
こともできる。なお、切断された不要な線材部分は、第
１係止部８２の開放動作とともに、例えばエアブローや
バキューム等により除去できる。

【００３５】線材Ｌの巻付けが完了すると、巻線ヘッド
１４は再びＸ軸モータ２６及びＹ軸モータ３０（図１）
の駆動により、ワークＷから離れて他方の第２係止部８
４ｂの近傍に移動し、第２係止部８４ｂの周囲でＸ軸方
向及びＹ軸方向へ平行移動する。この間、最初に線材Ｌ
を係止した第２係止部８４ａの動作と同様に第２係止部
８４ｂが動作して、線材Ｌが第２係止部８４ｂに固定的
に係止される。この状態で、コイルＣと第２係止部８４
ｂとの間に延びる線材Ｌの引出線部分Ｌ′は、他方の予
備はんだＳ′の鉛直上方を通る（図１２参照）。続いて
巻線ヘッド１４は、第２係止部８４ｂから離れて第１係
止部８２の近傍に移動し、第１係止部８２の周囲でＸ軸
方向及びＹ軸方向へ平行移動する。この間、第１係止部
８２は、副クランプ９２が主クランプ９０に対して開閉
動作し、それにより線材Ｌを両クランプ９０、９２の間
に固定的に係止する（図１２）。その後、再び第１係止
部８２が駆動源８８（図２）の駆動により鉛直下方へ移
動し、それにより、第１係止部８２と第２係止部８４ａ
との間で線材Ｌを切断する。このようにして巻線工程が
終了し、ワークＷは支持板４４と共に次の端末処理作業
位置１１４へと送られ、他方、巻線ヘッド１４は次のワ
ークＷの巻線作業に備えて初期位置で待機する。

【００３６】端末処理作業位置１１４で、コイルＣの各
引出線部分Ｌ′をはんだＳにより各固着部位Ａに固着し
た後には、例えば図１３に示す不要線材除去装置１１６
によって、各引出線部分Ｌ′の不要な線材部分を除去す
ることができる。不要線材除去装置１１６は、一対の引
出線部分Ｌ′を把持可能な可動把持機構を備え、各はん
だＳと各第２係止部８４との間に張架された状態の各引
出線部分Ｌ′を把持する。同時に各第２係止部８４は、
アクチュエータ１０２の作動によりピン９８が鉛直上方
へ移動して各引出線部分Ｌ′を解放する。その状態で、
不要線材除去装置１１６によって各引出線部分Ｌ′をワ
ークＷから引き離すと、極細径の各引出線部分Ｌ′が各
はんだＳの近傍で切断されるとともに、各第２係止部８
４から引き抜かれる。その後、切断された不要な線材部
分は、例えばエアブローやバキューム等を用いることに
より、一層効果的に除去できる。

【００３７】以上、説明したように、巻線装置１０で
は、巻線ヘッド１４の近傍で線材Ｌを固定的に係止可能
な第１係止部８２と、第１係止部８２とワークＷとの間
で線材Ｌを固定的に係止可能な第２係止部８４と、巻線
ヘッド１４を回転軸線１４ａに実質的に直交する方向へ
平行移動させるヘッド駆動機構２２とを備えたことによ
り、ワークＷの芯部Ｐに線材Ｌを巻付ける巻線工程と、
芯部Ｐに形成されたコイルＣの一対の引出線部分Ｌ′の
端末処理工程とを、一連のコイル形成工程において自動
的に実施することが可能になる。したがって、コイル形
成作業に従事する作業者への負担を軽減できるととも
に、製品の歩留りを改善でき、ワークＷの小形化、薄型
化や線材の細径化を一層促進することができる。特に巻
線装置１０では、ヘッド駆動機構２２が巻線ヘッド１４
を機台１２上の直交３軸座標系で３次元移動させる構成
としたので、巻線ヘッド１４の回転動作も含めて、動作
制御が容易になる利点がある。

【００３８】上記実施形態による巻線装置１０では、互
いに独立した複数のワークＷを支持板４４に個別に支持
して巻線作業位置に順次送給する構成とした。しかし本
発明は、このような構成に限定されず、互いに短冊状又
は帯状に連結された複数のワークに対し、上記した巻線
工程を連続的に実施する構成とすることもできる。図１
４及び図１５は、そのような構成を有する本発明の第２
の実施形態による巻線装置１２０を概略で示す。巻線装
置１２０は、帯状に連結された複数のワークＷを巻線作
業位置に送給するワーク送り機構１２２の構成以外は、
上記した巻線装置１０と同様の構成を有するので、対応
する構成要素には共通の符号を付してその説明を省略す
る。

【００３９】巻線装置１２０のワーク送り機構１２２
は、機台１２４上に立設されたコラム１２６に回転可能
に支持されるドラム１２８を備える。ドラム１２８はそ
の略円筒状の外周面１３０上に、複数のワークＷを互い
に連結してなる帯状材Ｗ′（図１５（ａ））を支持し
て、図示しない駆動源により水平な回転軸線１２８ａの
回りで断続的に回転する。巻線装置１２０の巻線ヘッド
１４は、ドラム１２８の鉛直上方で外周面１３０に対向
して配置され、巻線ステーション１３２が設定される。
巻線ヘッド１４は巻線ステーション１３２にて、線材供
給機構１８から供給された線材Ｌにより、巻線装置１０
と同様にしてワークＷに巻線工程を実施する。ドラム１
２８の外周面１３０には、周方向へ等間隔に離間する複
数の所定角度位置（一点鎖線で示す）に、それぞれ一対
の第２係止部１３４が設置される。各一対の第２係止部
１３４は、ドラム１２８に供給された帯状材Ｗ′内の各
ワークＷに隣接して配置され、ドラム１２８の回転に伴
って各ワークＷと共に巻線ステーション１３２へ移動す
る。

【００４０】ワークＷが前述した小形ブザーのコイル担
持部材である場合には、巻線ステーション１３２のワー
ク送り方向前段の所定角度位置に、ドラム１２８の外周
面１３０に対向して予備はんだ形成ステーション１３６
が設定され、巻線装置１０におけると同様にしてワーク
Ｗに予備はんだを形成する。また、巻線ステーション１
３２のワーク送り方向後段の所定角度位置に、ドラム１
２８の外周面１３０に対向して端末処理ステーション１
３８が設定され、巻線装置１０におけると同様にしてコ
イルの端末処理を行う。ここで好ましくは巻線装置１２
０においては、端末処理ステーション１３８で予備はん
だの溶融及びコイル引出線部分の固着を実施する。そし
て、端末処理ステーション１３８のワーク送り方向後段
の所定角度位置に設定される不要線材除去ステーション
１４２で、例えば前述した不要線材除去装置１１６と同
様の装置により、各固着部位と各第２係止部１３４との
間の不要な線材部分の切断及び除去を実施できるように
構成される。これにより、コイル形成及び端末処理をド
ラム１２８上で連続して自動的に実施できる。なお、予
備はんだ形成ステーション１３６の上流側及び不要線材
除去ステーション１４２の下流側には、帯状材Ｗ′をド
ラム１２８の外周面１３０に密着させるための押えロー
ラ１４０がそれぞれ設置される。

【００４１】このように巻線装置１２０によれば、互い
に帯状に連結された複数のワークＷに対しても、線材Ｌ
の巻線工程とコイルの引出線部分の端末処理工程とを、
一連のコイル形成工程において自動的に実施できる。し
たがって、巻線装置１０と同様に、巻線作業に従事する
作業者への負担を軽減できるとともに、製品の歩留りを
改善でき、ワークＷの小形化、薄型化や線材の細径化を
一層促進することができる。特に巻線装置１２０では、
帯状材Ｗ′を使用できるので、ワークＷの保管や供給作
業及び製品の回収作業が極めて容易になる利点がある。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、ワークに線材を自動的に巻付けてコイルを形成する
巻線装置において、線材の端末処理を一連のコイル形成
工程の１ステップとして自動的に実施することを可能に
する。したがって本発明によれば、コイル形成作業に従
事する作業者への負担を軽減できるとともに、製品の歩
留りを改善でき、ワークの小形化、薄型化や線材の細径
化を一層促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による巻線装置の全体構
成を示す側面図である。

【図２】図１の巻線装置の主要部の拡大断面側面図であ
る。

【図３】図１の巻線装置の巻線ヘッドの部分図断面図で
ある。

【図４】図１の巻線装置の第１係止部の平面図である。

【図５】図１の巻線装置のワーク送り機構の部分図平面
図で、コイル形成工程を示す。

【図６】図１の巻線装置を使用可能なワークの図で、
（ａ）平面図、及び（ｂ）線VI−VIに沿った断面図であ
る。

【図７】図１の巻線装置のワーク送り機構の部分図平面
図で、巻線工程の１ステップを示す。

【図８】図１の巻線装置の巻線ヘッド及びワーク送り機
構の部分図断面図で、（ａ）巻線工程の他のステップ、
及び（ｂ）巻線工程のさらに他のステップを示す。

【図９】図１の巻線装置のワーク送り機構の部分図平面
図で、巻線工程のさらに他のステップを示す。

【図１０】図１の巻線装置の巻線ヘッド及びワーク送り
機構の部分図断面図で、（ａ）巻線工程のさらに他のス
テップ、及び（ｂ）巻線工程のさらに他のステップを示
す。

【図１１】図１の巻線装置のワーク送り機構の部分図平
面図で、巻線工程のさらに他のステップを示す。

【図１２】図１の巻線装置のワーク送り機構の部分図平
面図で、巻線工程のさらに他のステップを示す。

【図１３】図１の巻線装置のワーク送り機構の部分図平
面図で、端末処理工程の１ステップを示す。

【図１４】本発明の第２実施形態による巻線装置の全体
構成を概略で示す図である。

【図１５】（ａ）図１４の巻線装置を使用可能なワーク
の概略平面図、及び（ｂ）図１４の巻線装置の主要部の
拡大図である。

【符号の説明】

１４…巻線ヘッド １６、１２２…ワーク送り機構 １８…線材供給機構 ２０…ノズル ２２…ヘッド駆動機構 ２６…Ｘ軸モータ ３０…Ｙ軸モータ ３８…Ｚ軸モータ ４０…主軸モータ ４４…支持板 ４６…コンベア ６８…凹部 ８２…第１係止部 ８４、１３４…第２係止部 １２８…ドラム Ｃ…コイル Ｌ…線材 Ｐ…芯部 Ｓ…はんだ Ｗ…ワーク

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸線から離れた位置に線材導出用の
   ノズルを有する回転可能な巻線ヘッドを具備し、該巻線
   ヘッドの回転動作により線材を該ノズルから導出してワ
   ーク上にコイルを形成する巻線装置において、 前記巻線ヘッドの近傍に配置され、線材を固定的に係止
   可能な第１係止部と、 前記第１係止部から離れて前記巻線ヘッドの近傍に配置
   され、該第１係止部とワークとの間で線材を固定的に係
   止可能な第２係止部と、 前記巻線ヘッドを前記第１係止部と前記第２係止部とワ
   ークとの間で移動させる駆動機構と、を具備することを
   特徴とする巻線装置。
2. 【請求項２】 前記駆動機構が、前記巻線ヘッドを前記
   第１係止部及び前記第２係止部の各々の近傍で前記回転
   軸線に実質的に直交する方向へ平行移動させ、それによ
   り前記ノズルから線材を導出させるとともに導出された
   該線材を該第１係止部及び該第２係止部の各々に係合さ
   せる請求項１に記載の巻線装置。
3. 【請求項３】 前記第２係止部が２箇所に設置され、コ
   イルから延出する線材の一対の引出線部分がそれら第２
   係止部にそれぞれ係止される請求項１又は２に記載の巻
   線装置。
4. 【請求項４】 前記巻線ヘッドを前記回転軸線に実質的
   に平行な方向へ移動させる第２駆動機構をさらに具備
   し、該第２駆動機構が該巻線ヘッドをその回転動作に同
   期して軸線方向へ移動させることによりコイルを形成す
   る請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻線装置。
5. 【請求項５】 前記第１係止部が前記第２係止部に対し
   て移動することにより、それら第１及び第２係止部に係
   止された線材を両係止部間で切断する請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載の巻線装置。
6. 【請求項６】 前記巻線ヘッドによる巻線作業位置に複
   数のワークを順次自動送給するワーク送り機構をさらに
   具備する請求項１〜５のいずれか１項に記載の巻線装
   置。
7. 【請求項７】 前記巻線作業位置に設定される巻線ステ
   ーションと、該巻線ステーションのワーク送り方向後段
   に設定され、ワーク上のコイルから延出する線材の一対
   の引出線部分を該コイルと前記第２係止部との間で端末
   処理する端末処理ステーションとを具備する請求項６に
   記載の巻線装置。
8. 【請求項８】 前記ワーク送り機構が、複数のワークを
   個別に支持する複数の支持板と、それら支持板を前記巻
   線ステーションに順次自動送給するコンベアとを備え、
   それら支持板の各々に前記第２係止部が設置される請求
   項６又は７に記載の巻線装置。
9. 【請求項９】 前記ワーク送り機構が、互いに帯状に連
   結された複数のワークを外周面上に支持して回転するド
   ラムを備え、該ドラムの該外周面に対向して前記巻線ス
   テーションが設定されるとともに、該ドラムの該外周面
   上で個々のワークに対応する位置にそれぞれ前記第２係
   止部が設置される請求項６又は７に記載の巻線装置。
10. 【請求項１０】 前記巻線ヘッドに線材を所望の張力下
    で連続的に供給する線材供給機構をさらに具備する請求
    項１〜９のいずれか１項に記載の巻線装置。