JP6336838B2 - Antenna coil forming winding device and antenna coil forming method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、非接触ＩＣカードに用いられるような平面内において巻回された線材から成るアンテナコイルを得るアンテナコイル形成用巻線装置及びそれを用いたアンテナコイル形成方法に関するものである。 The present invention relates to an antenna coil forming winding device for obtaining an antenna coil made of a wire wound in a plane as used in a non-contact IC card, and an antenna coil forming method using the same.
従来、非接触式ＩＣカード等の非接触式情報担体は、定期券、運転免許証、テレホンカード、キャッシュカード等の代替品として使用されるか、使用が検討されている。このような非接触ＩＣカードには、カードリーダ／ライタとの間で電気信号を送受信するためのアンテナコイルが内蔵されている。 Conventionally, non-contact type information carriers such as non-contact type IC cards are used as alternatives to commuter passes, driver's licenses, telephone cards, cash cards, etc., or their use has been studied. Such a non-contact IC card incorporates an antenna coil for transmitting and receiving electrical signals to and from the card reader / writer.
図９はそのようなアンテナコイル１６を有するＩＣカード１５の一例を示す斜視図である。このカード１５は、フィルム状の基板１７の外周付近に数ターンの巻線からなる矩形状のアンテナコイル１６が形成されたものである。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of an
このようなアンテナコイル１６を高速に形成するための技術が特許文献１に開示されている。このアンテナコイル１６を形成する技術は、内側から外側に同軸上に設けられ、外径と突き出し高さがそれぞれ異なる円柱または円筒状の複数のガイドピンに線材を螺旋状に巻きつけ、その後に、その螺旋状の線材を同一平面内に成形して所定の経路を這わせることによりアンテナコイル１６を得るとしている。
A technique for forming such an
一方、自動車業界においては、近年、ガソリン等を燃料として動力を発生するエンジンによって走行する従来の自動車に対し、低公害、省資源の促進を目的として、エンジンに加えてバッテリからの電力で動力を発生するモータを搭載したハイブリッド自動車や、エンジンを搭載せずに電動モータのみで走行する電気自動車が開発されている。 On the other hand, in recent years, in the automobile industry, in order to promote low-pollution and resource-saving, conventional vehicles running on engines that generate power using gasoline or other fuel as fuel are powered by electric power from batteries in addition to engines. Hybrid vehicles equipped with generated motors and electric vehicles that run only on electric motors without an engine have been developed.
この電気自動車やハイブリッド車両では、それらの車両に搭載されたバッテリの電力が消費されると、市街地や自宅の車庫等に設けられた充電設備を利用して充電する必要がある。このような車両に搭載されたバッテリを充電する方法の一つとして、電磁誘導の相互誘電作用や磁気共鳴作用を利用して、地上（充電スタンド等）に設けた１次側（給電側）の給電側（送電側）コイルから、車両側に設けた２次側（受電側）の受電側コイルへ、非接触で電力を供給する非接触給電装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。 In the electric vehicle and the hybrid vehicle, when the power of the battery mounted on the vehicle is consumed, it is necessary to charge using a charging facility provided in an urban area, a garage at home, or the like. As one of the methods for charging a battery mounted on such a vehicle, the primary side (power feeding side) provided on the ground (charging stand etc.) is utilized by utilizing the mutual dielectric action or magnetic resonance action of electromagnetic induction. A non-contact power feeding device that supplies power in a non-contact manner from a power feeding side (power transmission side) coil to a secondary side (power receiving side) power receiving side coil provided on the vehicle side has been proposed (for example, see Patent Document 2). .)
このような非接触給電装置においても、電磁誘導の相互誘電作用や磁気共鳴作用を利用した非接触技術を用いるものであるので、そのアンテナは、図９に示すような数ターンの巻線からなる矩形状のアンテナコイル１６を用いることが考えられる。
Since such a non-contact power supply apparatus also uses a non-contact technique using an electromagnetic induction mutual dielectric action or a magnetic resonance action, the antenna is composed of several turns of winding as shown in FIG. It is conceivable to use a
しかし、非接触給電装置に用いられるアンテナコイルは、その給電容量の大きさから、比較的太い線材から成るものを用いる必要がある。このような太い線材から成るアンテナコイルを従来と同様に、外径と突き出し高さがそれぞれ異なる円柱または円筒状の複数のガイドピンに線材を巻き付けて、アンテナコイルを形成すると、比較的太い線材に付与される張力が比較的大きなものとなるために、そのような線材が引き回されるガイドピンの強度が不足するおそれがある。 However, the antenna coil used in the non-contact power feeding device needs to be made of a relatively thick wire because of its large feeding capacity. When an antenna coil is formed by wrapping a wire rod around a plurality of cylindrical or cylindrical guide pins having different outer diameters and protruding heights as in the past, an antenna coil made of such a thick wire rod is formed into a relatively thick wire rod. Since the applied tension becomes relatively large, the strength of the guide pin around which such a wire is routed may be insufficient.
この点を解消するために、ガイドピンの直径を拡大させてその強度を向上させると、そこに巻き付けられる線材の曲率半径が拡大して、比較的小さな曲率半径で折れ曲がるコーナー部を有する所望の形状のアンテナコイルを得ることができないことになる。 In order to eliminate this point, when the diameter of the guide pin is increased and the strength thereof is improved, the curvature radius of the wire wound around the guide pin is expanded, and a desired shape having a corner portion that bends at a relatively small curvature radius. The antenna coil cannot be obtained.
また、従来のアンテナコイルの製造方法では、外径と突き出し高さがそれぞれ異なる複数のガイドピンに線材を螺旋状に巻きつけた後に、その螺旋状の線材を同一平面内に成形して平板状のアンテナコイルを得るとしている。けれども、線材が太いと、その弾性力も高まり、螺旋状に巻回された線材を同一平面内になるように成形しても、弾性により螺旋状に復元してしまうこともあり得る。すると、同一平面内におけるアンテナコイルの形成が困難になることも考えられる。 Further, in the conventional method of manufacturing an antenna coil, a wire rod is spirally wound around a plurality of guide pins having different outer diameters and protruding heights, and then the spiral wire rod is formed in the same plane to form a flat plate shape. Trying to get an antenna coil. However, if the wire is thick, its elastic force increases, and even if the spirally wound wire is formed so as to be in the same plane, it may be restored to a spiral by elasticity. Then, it may be difficult to form an antenna coil in the same plane.
本発明の目的は、例え線材が太くても、所望の形状のアンテナコイルを得るアンテナコイル形成用巻線装置及びそれを用いたアンテナコイル形成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an antenna coil forming winding device for obtaining an antenna coil having a desired shape even if a wire is thick, and an antenna coil forming method using the same.
本発明の別の目的は、同一平面内に存在する線材から成るアンテナコイルを安定して得るアンテナコイル形成用巻線装置及びそれを用いたアンテナコイル形成方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an antenna coil forming winding device that stably obtains an antenna coil made of a wire existing in the same plane, and an antenna coil forming method using the same.
本発明は、アンテナコイル形成用巻線治具と、給線ノズルと、給線ノズルを三軸方向に移動させる移動手段と、給線ノズルから供給される線材に張力を付与するテンション装置とを備えたアンテナコイル形成用巻線装置の改良である。 The present invention includes an antenna coil forming winding jig, a feeder nozzle, a moving means for moving the feeder nozzle in three axial directions, and a tension device that applies tension to the wire supplied from the feeder nozzle. It is an improvement of the winding device for antenna coil formation provided.
その特徴ある構成は、アンテナコイル形成用巻線治具は方形状を成す台板と台板の少なくとも４隅に立設され突出端に複数の凹溝を有する配線ガイドを備え、移動手段は給線ノズルを台板に直交させた状態で台板に平行に移動可能に構成されたところにある。 The characteristic configuration is that a winding jig for forming an antenna coil includes a square base plate and a wiring guide standing at at least four corners of the base plate and having a plurality of concave grooves at the projecting ends. The wire nozzle is configured to be movable in parallel with the base plate in a state of being orthogonal to the base plate.
このアンテナコイル形成用巻線装置では、アンテナコイル形成用巻線治具に、給線ノズルから繰り出される線材の巻初め端部を保持する巻初め線材保持溝と、巻終わり端部を保持する巻終わり線材保持溝が形成され、巻終わり線材保持溝から給線ノズルに延びる線材を切断可能に構成された切断装置を更に備えることもできる。 In this antenna coil forming winding device, an antenna coil forming winding jig is provided with a winding start wire holding groove for holding the winding start end of the wire fed from the feeder nozzle, and a winding holding the winding end end. An end wire holding groove may be formed, and a cutting device configured to be able to cut the wire extending from the winding end wire holding groove to the feed nozzle may be further provided.
そして、線材の外径が０．３〜１．０ｍｍであり、給線ノズルの内径が線材の外径の１．１〜１．５倍であるように構成されたことが好ましい。 And it is preferable that the outer diameter of the wire is 0.3 to 1.0 mm, and the inner diameter of the feeder nozzle is 1.1 to 1.5 times the outer diameter of the wire.
一方、本発明のアンテナコイル形成方法は、上述したアンテナコイル形成用巻線装置を用いるものであって、給線ノズルを台板に直交させた状態で台板に平行に台板の４隅に設けられた配線ガイドに順次移動させ、給線ノズルから台板に直交する方向に繰り出された後に台板に平行になるように所定の曲率で折れ曲がる線材の湾曲部を線材ガイドの突出端に形成された凹溝に順次進入させて、台板の４隅に設けられた配線ガイドの凹溝に４隅が進入する方形状のアンテナコイルを得ることを特徴とする。 On the other hand, the antenna coil forming method of the present invention uses the above-described winding device for forming an antenna coil, and is provided at the four corners of the base plate in parallel with the base plate in a state where the feed nozzle is orthogonal to the base plate. Formed on the protruding end of the wire guide is a wire guide that is sequentially moved to the provided wiring guide and bent at a predetermined curvature so that it is parallel to the base plate after being fed from the feed nozzle in a direction perpendicular to the base plate A rectangular antenna coil is obtained in which the four corners enter into the concave grooves of the wiring guide provided at the four corners of the base plate by sequentially entering the concave grooves.
この場合、凹溝の深さを線材の断面半径を超えて直径未満に形成し、台板の４隅に設けられた配線ガイドの凹溝に４隅が進入する方形状のアンテナコイルに基板を重合させて、凹溝から突出する線材を基板に接着させる基板接着工程を含むことが好ましい。 In this case, the depth of the groove is formed to be less than the diameter exceeding the cross-sectional radius of the wire, and the substrate is placed on the rectangular antenna coil in which the four corners enter the groove of the wiring guide provided at the four corners of the base plate. It is preferable to include a substrate bonding step of polymerizing and bonding the wire protruding from the groove to the substrate.
本発明のアンテナコイル形成用巻線装置及びそれを用いたアンテナコイル形成方法では、アンテナコイル形成用巻線治具における台板の４隅に立設された線材ガイドの突出端に凹溝を形成し、その凹溝に線材を進入させて、その配線ガイドの凹溝に４隅が進入する方形状のアンテナコイルを得るので、線材ガイドの強度を高めて巻線による変形を防止することにより、例え線材が太くても、所望の形状のアンテナコイルを得ることができる。 In the antenna coil forming winding apparatus and the antenna coil forming method using the same according to the present invention, concave grooves are formed at the protruding ends of the wire guides erected at the four corners of the base plate in the antenna coil forming winding jig. In order to obtain a rectangular antenna coil in which the four corners enter the concave groove of the wiring guide by entering the wire rod into the concave groove, by increasing the strength of the wire guide and preventing deformation due to the winding, Even if the wire is thick, an antenna coil having a desired shape can be obtained.
また、配線ガイドに凹溝を形成し、その凹溝に進入させた線材がコーナー部となるアンテナコイルを得るので、所望の曲率半径を描くような凹溝とすることにより、コーナー部が拡大するようなことは回避され、所望の曲率半径で折れ曲がるコーナー部を有する所望の形状のアンテナコイルを得ることができる。 In addition, since a groove is formed in the wiring guide and an antenna coil is obtained in which the wire rod that has entered the groove forms a corner portion, the corner portion is enlarged by forming a groove having a desired radius of curvature. Such a situation is avoided, and an antenna coil having a desired shape having a corner portion that bends at a desired radius of curvature can be obtained.
更に、配線ガイドに凹溝を形成するので、それらの凹溝が同一平面になるように形成することにより、それらの凹溝に線材を進入させることにより得られたアンテナコイルは同一平面内に存在する線材から成るものと成り、同一平面内に存在する線材から成るアンテナコイルを安定して得ることが可能になる。 Furthermore, since the groove is formed in the wiring guide, the antenna coil obtained by allowing the wire material to enter the groove is formed in the same plane by forming the grooves so as to be in the same plane. Therefore, it is possible to stably obtain an antenna coil made of a wire existing in the same plane.
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。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明のアンテナコイル形成用巻線装置１０を図１に示す。この巻線装置１０は、アンテナコイル形成用巻線治具２０を備える。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３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アンテナコイル形成用巻線装置１０について説明する。
A
図２に示すように、アンテナコイル形成用巻線治具２０は、方形状を成す台板２１と、その台板２１の少なくとも４隅に立設された線材ガイド２２を備える。この実施の形態におけるアンテナコイル形成用巻線治具２０は、４本の線材ガイド２２とともに、端部ガイド２３と一対の端部案内ガイド２４，２５が台板２１に立設されたものを示す。
As shown in FIG. 2, the antenna coil forming
図２における台板２１は比較的厚肉の上面視で長方形状を成す板材であって、図１に示すように、この台板２１は、基台１１に設けられた取り付け具１２に水平状態で取り外し可能に取付けられるものである。
A
そして、アンテナコイル形成用巻線治具２０を構成する台板２１は、取り付け具１２に取り付けられた状態で短辺をＸ軸方向に向けて取り付けられるものとし、端部ガイド２３はその台板２１の上面における略中央部分に立設される。
The
図２に戻って、端部ガイド２３の突出端には、Ｘ軸方向に並んで一対の突起２３ａ，２３ｂが形成され、その一対の突起２３ａ，２３ｂの間には、後述する給線ノズル１３が通過可能な隙間が形成される。そして、一方の突起２３ａには、その給線ノズル１３（図１）から繰り出される線材１８の巻初め端部１８ａを保持する巻初め線材保持溝２３ｃがＸ軸方向に延びて形成される。
Returning to FIG. 2, a pair of
また、端部ガイド２３の突出端に形成された他方の突起２３ｂには、図３に示すように、巻終わり端部１８ｂを保持する巻終わり線材保持溝２３ｄがＸ軸方向に延びて形成される。
Further, as shown in FIG. 3, a winding end
図２に示すように、台板２１の４隅に立設された線材ガイド２２は円柱状を成し、その突出端の台板２１の隅部に対応する位置に上面視で扇状を成す扇状突起２２ａが形成され、この扇状突起２２ａに円弧状の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅが複数形成される。この円弧状の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの形成手段の一例を図７に示す。
As shown in FIG. 2, the wire guides 22 erected at the four corners of the
この図７に示すように、円柱状の線材ガイド２２の先端に、先ず複数の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ、この実施の形態では４本の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを同心状に形成する。その後、斜線で示す部分を切削して削除する。これにより、円弧状の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅが複数形成された扇状突起２２ａを線材ガイド２２の先端に残存させることができる。
As shown in FIG. 7, a plurality of
そして、線材ガイド２２の先端に残存させる扇状突起２２ａは、台板２１の隅部に対応する位置に残存させる。このため、上面視において扇状突起２２ａの一対の半径線２２ｆ，２２ｇは、それに隣接する線材ガイド２２に臨むものとなり、台板２１は上面視で方形を成すので、その一対の半径線２２ｆ，２２ｇが成す扇状突起２２ａの中心角は直角となるものである。
Then, the fan-shaped
また、この扇状突起２２ａに残存する凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは線材ガイド２２の軸心を中心とする円弧状を成すものとなり、線材ガイド２２の半径方向に所定の間隔を開けて複数本、この実施の形態では４本形成されることになる。
Further, the
これらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは線材１８を収容可能な幅に形成され、これらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに収容された線材１８は、その端縁である扇状突起２２ａの半径線２２ｆ，２２ｇから突出するとＸ軸又はＹ軸に沿って真っ直ぐに延びて、隣接する線材ガイド２２にまで達するように形成される（図３）。
These
図２に戻って、一対の端部案内ガイド２４，２５は円柱状を成し、長方形を成す台板２１の短辺の両側に形成された線材ガイド２２の略中央部分に立設される。
Returning to FIG. 2, the pair of end guides 24 and 25 are formed in a columnar shape, and are erected at a substantially central portion of the
一方の端部案内ガイド２４は、巻初め線材保持溝２３ｃに端部が保持されてその保持溝２３ｃからこの一方の端部案内ガイド２４に延びる線材１８を所定の曲げ率でその一方の端部案内ガイド２４に隣接する一方の線材ガイド２２に向かわせるものである。
One
このため、この一方の端部案内ガイド２４の突出端には、上面視で扇状を成す突起２４ａが形成され、この扇状突起２４ａに円弧状の凹溝２４ｂが形成される。この突起２４ａの形成手順は上述した線材ガイド２２における扇状突起２２ａと同一であり、その突起２４ａに残存して形成される凹溝２４ｂは、一方の端部案内ガイド２４の軸心を中心とする円弧状を成して形成される。
For this reason, a
そして、この凹溝２４ｂは、巻初め線材保持溝２３ｃに端部が保持された線材１８を進入させることにより、その線材１８を隣接する線材ガイド２２に形成された最も外側の凹溝２２ｂに向かわせるように形成される。
Then, the
他方の端部案内ガイド２５は、その他方の端部案内ガイド２５に隣接する他方の線材ガイド２２から延びる線材１８を巻終わり線材保持溝２３ｄが形成された突起２３ｂに所定の曲げ率でに向かわせるものである。
The other
このため、この他方の端部案内ガイド２５の突出端には、上面視で扇状を成す突起２５ａが形成され、この突起２５ａに円弧状の凹溝２５ｂが形成される。この突起２５ａの形成手順にあっても上述した線材ガイド２２における扇状突起２２ａと同一であり、凹溝２５ｂは他方の端部案内ガイド２５の軸心を中心とする円弧状を成して形成される。
For this reason, a
そして、この凹溝２５ｂは、隣接する線材ガイド２２の最も内側の凹溝２２ｅから来る線材１８が進入することにより、その線材１８を所定の曲げ率で折り曲げて、巻終わり線材保持溝２３ｄが形成された突起２３ｂに向かわせるように形成される。
Then, when the
ここで、図４及び図５に示すように、台板２１に立設された４本の線材ガイド２２と、端部ガイド２３と他方の端部案内ガイド２５における先端に設けられた扇状突起２２ａの先端縁から台板２１まで距離Ｌ１はそれぞれ等しく形成される。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the four wire guides 22 erected on the
そして、それらの扇状突起２２ａ，２５ａに形成された単一の又は複数の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２３ｃ，２３ｄ，２５ｂの深さはそれぞれ等しく形成され、この実施の形態では、線材１８の断面直径の１．１〜２．０倍、望ましくは１．５倍の深さに形成されるものとする。従って、線材ガイド２２と、端部ガイド２３と他方の端部案内ガイド２５に形成された凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２３ｃ，２３ｄ，２５ｂは、台板２１に平行な同一平面内において形成されるものとする。
The depths of the single or plural
一方、図５に示すように、一方の端部案内ガイド２４における先端に設けられた突起２４ａの先端縁から台板２１まで距離Ｌ２は、線材ガイド２２等における距離Ｌ１よりも、線材１８の直径分だけ短く形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the distance L2 from the tip edge of the
そして、一方の端部案内ガイド２４における突起２４ａに形成された単一の凹溝２４ｂの深さは、線材ガイド２２等に設けられた凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ等の深さと同じく形成される。
The depth of the
従って、一方の端部案内ガイド２４における突起２４ａに形成された単一の凹溝２４ｂは、他の線材ガイド２２等に形成された凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを含む平面に対して、線径分だけずれて形成されるものとする。
Therefore, the single
図１に戻って、本発明のアンテナコイル形成用巻線装置１０は、このようなアンテナコイル形成用巻線治具２０とともに、給線ノズル１３と、給線ノズル１３を三軸方向に移動させる移動手段５２と、給線ノズル１３から供給される線材１８に張力を付与するテンション装置５３とを備える。そして、上述したアンテナコイル形成用巻線治具２０は、基台１１に設けられた取り付け具１２に取り外し可能に取付けられる。
Returning to FIG. 1, the antenna coil forming winding
この実施の形態における線材１８は、絶縁被覆導線であって、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た絶縁被覆とを有するものであり、その外径が０．３〜１．０ｍｍのように、比較的太い線材１８が用いられる場合を示す。
The
給線ノズル１３はそのような比較的太い線材１８が貫通する真っ直ぐな中空のパイプ状物であって、その線材１８を挿通させる内径が線材１８の外径の１．１〜１．５倍に成るようなものが用いられる。このような給線ノズル１３は、基台１１に対して直交するようにＺ軸方向に延びて支持板５４に固定され、ノズル移動手段５２はこの支持板５４をその基台１１に対して３軸方向に移動可能に構成される。
The
この実施の形態におけるノズル移動手段５２は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ５６〜５８の組み合わせにより構成される。このノズル移動手段５２を構成する各伸縮アクチュエータ５６〜５８は、細長い箱形ハウジング５６ｄ〜５８ｄと、そのハウジング５６ｄ〜５８ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ５６ａ〜５８ａによって回動駆動されるボールネジ５６ｂ〜５８ｂと、このボールネジ５６ｂ〜５８ｂに螺合して平行移動する従動子５６ｃ〜５８ｃ等によって構成される。
The nozzle moving means 52 in this embodiment is configured by a combination of X-axis, Y-axis, and Z-axis direction extendable actuators 56-58. The
そして、これらの各伸縮アクチュエータ５６〜５８は、サーボモータ５６ａ〜５８ａが駆動してボールネジ５６ｂ〜５８ｂが回転すると、このボールネジ５６ｂ〜５８ｂに螺合する従動子５６ｃ〜５８ｃがハウジング５６ｄ〜５８ｄの長手方向に沿って移動可能に構成される。
When each of the
この実施の形態では、給線ノズル１３が設けられる支持板５４をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ５６のハウジング５６ｄに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ５６とともにその支持板５４をＺ軸方向に移動可能に、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ５６の従動子５６ｃがＺ軸方向伸縮アクチュエータ５７の従動子５７ｃに取付けられる。
In this embodiment, the
また、そのＸ軸及びＹ軸方向伸縮アクチュエータ５６，５７とともにその支持板５４をＹ軸方向に移動可能に、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ５７のハウジング５７ｄがＹ軸方向伸縮アクチュエータ５８の従動子５８ｃに取付けられる。
The
そして、Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ５８のハウジング５８ｄがＹ軸方向に伸びて基台１１に固定される。それらの各伸縮アクチュエータ５６〜５８における各サーボモータ５６ａ〜５８ａ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。
The
図１に示すように、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ５６のハウジング５６ｄには、支持板５４とともに鉛直方向に延びる取付板５５が取付けられる。
As shown in FIG. 1, a mounting
そして、この取付板５５には、給線ノズル１３を通過した線材１８をエア圧により切断する切断装置５９（特許出願番号；特願２０１０−８７６６８）が設けられる。
The mounting
切断装置５９は、図示しないコントローラからの指令により駆動するエアシリンダ６０を介して取付板５５に取付けられる。このエアシリンダ６０により切断装置５９は、下降してそのカッタ歯５９ｂが線材１８を切断する切断位置と、上昇してその線材１８から離間する待機位置との間を移動可能に構成される。
The cutting
これにより、この切断装置５９は給線ノズル１３とともに移動し、図示しないコントローラにより制御可能に構成される。
Thereby, this cutting
一方、テンション装置５３は、繰出される線材１８に張力を与えるとともにその線材１８を引き戻し可能なものである。この実施の形態におけるテンション装置５３は、基台１１に設けられたケーシング６１と、そのケーシング６１のＹ軸方向における側面に設けられたドラム６２及びテンションバー６３とを備える。
On the other hand, the
線材１８はドラム６２に巻き付けられ、そのドラム６２を回転させて線材１８を繰出す繰出し制御モータ６４がケーシング６１の内部に設けられ、ドラム６２から繰出された線材１８はテンションバー６３の先端における転向プーリ６３ａに導かれる。転向プーリ６３ａに導かれた線材１８はその転向プーリ６３ａから給線ノズル１３を貫通するように配線される。
The
ここで、符号５４ａは、転向プーリ６３ａから給線ノズル１３に向かう線材１８を更に転向させて、転向させた線材１８を給線ノズル１３に真っ直ぐに挿通させる補助プーリであり、この補助プーリ５４ａは、給線ノズル１３とともに移動するＸ軸方向伸縮アクチュエータ５６のハウジング５６ｄに枢支される。
Here,
テンションバー６３は、基端の回動軸６３ｂを支点としてＸ軸方向に回動可能となっている。この回動軸６３ｂの回動角度は、ケーシング６１内に収容され回動軸６３ｂに取付けられた回動角度検出手段としてのポテンショメータ６５により検出される。ポテンショメータ６５の検出出力は図示しないコントローラに入力され、コントローラからの制御出力が繰出し制御モータ６４に接続される。
The
また、テンションバー６３の回動軸６３ｂと転向プーリ６３ａとの間の所定位置には、テンションバー６３の回動方向に付勢力を与える付勢手段としての弾性部材であるスプリング６６の一端が取付けブラケット６３ｃを介して取付けられる。
In addition, one end of a
テンションバー６３は、弾性部材であるスプリング６６によって回動角度に応じた弾性力が及ぼされる。このスプリング６６の他端は、移動部材６７に固定される。
The
この移動部材６７はテンション調節ネジ６８の雄ネジ６８ａに螺合しており、この雄ネジ６８ａの回転に従って移動調整が可能に構成される。このように、スプリング６６の他端の固定位置は変更可能に構成され、テンションバー６３によって付与される線材１８の張力を調節可能に構成される。
The moving
そして、外径が０．３〜１．０ｍｍの比較的太い線材１８を用いるこの実施の形態において、このテンション装置５３は、少なくとも、その線材１８に単位断面積当たり一定範囲の張力を付与しうるようにスプリング６６が選択される。
In this embodiment using a relatively
図示しないコントローラは、回動角度検出手段であるポテンショメータ６５により検出された回動角度が所定の角度となるように繰出し制御モータ６４を制御するように構成される。従って、このテンション装置５３では、スプリング６６によりテンションバー６３を介して線材１８に張力を与えて、そのテンションバー６３が所定の角度になるようにドラム６２が回転して所定量の線材１８が繰出される。よって、線材１８の張力は所定の値に維持されるようになっている。
A controller (not shown) is configured to control the feed control motor 64 so that the rotation angle detected by the
次に、このような巻線装置を用いた本発明のアンテナコイル形成方法を説明する。 Next, an antenna coil forming method of the present invention using such a winding device will be described.
本発明のアンテナコイル形成方法は、上述したアンテナコイル形成用巻線装置１０を用いるものであって、給線ノズル１３を台板２１に直交させた状態で台板２１に平行に台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２に順次移動させ、給線ノズル１３から台板２１に直交する方向に繰り出された後に台板２１に平行になるように所定の曲率で折れ曲がる線材１８の湾曲部１８ｃを線材ガイド２２の突出端に形成された凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに順次進入させて、台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入する方形状のアンテナコイル１６（図３）を得る方法である。
The antenna coil forming method of the present invention uses the above-described antenna coil forming winding
以下に順序立てて説明すると、本発明の方法は、上述したアンテナコイル形成用巻線装置１０を用いるので、先ず、ドラム６２をケーシング６１の側面に設け、そのドラム６２に巻き付けられた線材１８を引き出してテンションバー６３の先端における転向プーリ６３ａに導き、その転向プーリ６３ａにおいて転向させた後に給線ノズル１３にまで案内して、その給線ノズル１３に貫通させるように配線する。
To explain in order, the method of the present invention uses the antenna coil forming winding
この実施の形態において準備される線材１８は、その外径が０．３〜１．０ｍｍの比較的太い線材１８とする。そして、準備される給線ノズル１３は、その内径が線材１８の外径の１．１〜１．５倍のものとする。給線ノズル１３には線材１８が上方から下方に挿通されるものとし、給線ノズル１３の下端から下方に突出した線材１８を水平方向、この実施の形態では切断装置５９が設けられたＸ軸方向に折り曲げて、テンション装置５３により付与される張力により、その線材１８が給線ノズル１３から抜け出すことを防止しておく。
The
一方、アンテナコイル形成用巻線治具２０は、その台板２１を基台１１に設けられた取り付け具１２に、台板２１の短辺をＸ軸方向に向けて取り付けておく。
On the other hand, the winding
この状態から、給線ノズル１３を台板２１に直交させた状態で移動させる。この給線ノズル１３の移動はノズル移動手段５２（図１）により行われ、この給線ノズル１３の移動にあっては、エアシリンダ６０により切断装置５９を上昇させて待機位置とし、切断装置５９が給線ノズル１３を移動させる際の障害になるようなことを防止する。
From this state, the
給線ノズル１３の移動は、先ず、図２に示すように、台板２１の上面における略中央部分に立設された端部ガイド２３にまで案内し、端部ガイド２３の突出端にＸ軸方向に並んで形成された一対の突起２３ａ，２３ｂの間の隙間に給線ノズル１３を上方から進入させる。そして、給線ノズル１３の下端から下方に突出してＸ軸方向に折り曲げられた線材１８を巻初め端部１８ａとして、巻初め線材保持溝２３ｃに挿入させる。
As shown in FIG. 2, first, the
次に、図２の一点鎖線で示すように、一対の突起２３ａ，２３ｂの間の隙間にある給線ノズル１３を一方の端部案内ガイド２４に向けてＹ軸方向に移動させる。巻初め線材保持溝２３ｃには巻初め端部１８ａがＸ軸方向に延びて挿入されているので、給線ノズル１３をＹ軸方向に移動させても、その巻初め端部１８ａは巻初め線材保持溝２３ｃに挿入された状態で残存する。従って、給線ノズル１３からは、新たに線材１８が繰り出されることになる。
Next, as shown by the one-dot chain line in FIG. 2, the
そして、給線ノズル１３を移動させることにより、一方の端部案内ガイド２４に向けてＹ軸方向に移動する給線ノズル１３から繰り出される線材１８を、その後、この一方の端部案内ガイド２４の突出端に形成された円弧状の凹溝２４ｂに進入させる。このように給線ノズル１３を移動させることにより、巻初め線材保持溝２３ｃに端部が保持されてその保持溝２３ｃからこの一方の端部案内ガイド２４に延びる線材１８を折り曲げて一方の端部案内ガイド２４に隣接する一方の線材ガイド２２に向かうようにする。
Then, by moving the
その後、給線ノズル１３を台板２１に平行に、台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２に順次移動させ、給線ノズル１３から台板２１に直交する方向に繰り出された線材１８を、線材ガイド２２の突出端に形成された円弧状の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに順次進入させて、図３に示すように、それらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入する方形状のアンテナコイル１６を形成する。
Thereafter, the
ここで、線材１８は、線材ガイド２２の突出端に形成された円弧状の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに外側から順次進入させてアンテナコイル１６を形成する。この場合の線材１８の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅへの具体的な進入方法は、図６に示すように、給線ノズル１３の下端を線材ガイド２２の上縁近傍において台板２１に平行に水平方向に移動させ、給線ノズル１３から台板２１に直交する方向に繰り出された後に台板２１に平行になるように所定の曲率で折れ曲がる線材１８の湾曲部１８ｃを線材ガイド２２の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに順次進入させる。
Here, the
線材１８は、その外径が０．３〜１．０ｍｍである比較的太いものであり、給線ノズル１３は、その内径ｄが線材１８の外径の１．１〜１．５倍のものであるので、給線ノズル１３から台板２１に直交するＺ軸方向下方に方向に繰り出された線材１８には、繰り出された後に台板２１に平行になるまでの間に、所定の曲率で折れ曲がる湾曲部１８ｃが必ず形成されることになる。
The
ここで、外径が０．３ｍｍ未満の線材１８は形成される湾曲部１８ｃの曲率半径が小さくなって、凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに進入する深さが不足するおそれがあり、外径が１．０ｍｍを超える線材１８では、その剛性が高まって給線ノズル１３を用いた線材１８の引き回しが困難になる不具合がある。
Here, in the
また、給線ノズル１３の内径ｄが線材１８の外径の１．１倍未満であると、給線ノズル１３と線材１８との間の摩擦が増加して、給線ノズル１３を用いた線材１８の引き回しが困難になる不具合がある。
Further, when the inner diameter d of the
また、給線ノズル１３の内径ｄが線材１８の外径の１．５倍を超えるものであると、給線ノズル１３の内部において線材１８が湾曲し、給線ノズル１３から台板２１に直交するＺ軸方向下方に線材１８を繰り出すことが困難となる。すると、給線ノズル１３の下端と、繰り出された後に台板２１に平行になった線材１８までの間の鉛直方向における隙間ｒが小さくなって、凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに進入する深さが不足するおそれがある。
Further, when the inner diameter d of the
給線ノズル１３を台板２１に平行に移動させ、線材１８を凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに順次進入させる際に、テンション装置５３にあっては、給線ノズル１３から繰り出される線材１８に単位断面積当たり一定範囲の張力を付与するように調節する。
When the
ここで、線材１８に付与される張力が小さ過ぎると、給線ノズル１３から台板２１に直交するＺ軸方向下方に方向に繰り出された線材１８に形成される湾曲部１８ｃが必要以上に大きくなって、その湾曲部１８ｃを凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに進入させることが困難となり、線材１８に付与される張力が大き過ぎると、繰り出された線材１８に形成される湾曲部１８ｃの曲率半径が小さくなって、凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに進入する深さが不足するおそれがある。
Here, if the tension applied to the
給線ノズル１３を台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２に順次移動させ、線材１８を線材ガイド２２の突出端に形成された円弧状の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに外側から順次進入させて、図３に示すように、それらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入する方形状のアンテナコイル１６を形成すると、巻初め線材保持溝２３ｃから一方の端部案内ガイド２４に延びる線材１８と、一方の端部案内ガイド２４を挟む両側の線材ガイド２２間に掛け渡される線材１８とが交差することになる。
The
けれども、図５に示すように、一方の端部案内ガイド２４における突起２４ａに形成された単一の凹溝２４ｂは、他の線材ガイド２２等に形成された凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを含む平面に対して、線径分だけずれて形成されているので、一方の端部案内ガイド２４を挟む両側の線材ガイド２２間に掛け渡される線材１８に対して、巻初め線材保持溝２３ｃから一方の端部案内ガイド２４に延びる線材１８がずれることになる。このため、一方の端部案内ガイド２４を挟む両側の線材ガイド２２間に掛け渡される線材１８が、巻初め線材保持溝２３ｃから一方の端部案内ガイド２４に延びる線材１８に接触して湾曲するようなことはない。
However, as shown in FIG. 5, the single
よって、台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２の突出端に形成された円弧状の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入する図３に示す方形状のアンテナコイル１６は単一の平面内に存在するものとなる。
Therefore, the
そして、このようなアンテナコイル１６が形成された後には、そのアンテナコイル１６の巻終わりの線材１８である巻終わり端部１８ｂを巻終わり線材保持溝２３ｄに保持させる。
After such an
具体的には、図３に示すように、線材ガイド２２から他方の端部案内ガイド２５にまで給線ノズル１３を移動させ、その他方の端部案内ガイド２５に形成された凹溝２５ｂに線材１８を進入させ、その凹溝２５ｂに沿って視平面内において線材１８の進行方向を転向させる。そして、その他方の線材ガイド２２から巻終わり線材保持溝２３ｄが形成された突起２３ｂにその線材１８を向かわせる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
その後、その給線ノズル１３を一対の突起２３ａ，２３ｂの間の隙間に位置させた後に、Ｘ軸方向に移動させ、端部ガイド２３の突起２３ｂに形成された巻終わり線材保持溝２３ｄに、その給線ノズル１３から下方に繰り出される線材１８を進入させ、その巻終わり線材保持溝２３ｄに進入して保持された線材を巻終わり端部１８ｂとする。
Thereafter, after the
その後、エアシリンダ６０（図１）を介して切断装置５９を下降させて切断位置とし、そのカッタ歯５９ｂにより、巻終わり線材保持溝２３ｄから給線ノズル１３に延びる線材１８を切断する。これにより、台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入する方形状のアンテナコイル１６を独立させる。
Thereafter, the cutting
線材１８を切断すると、図１に示す様に、給線ノズル１３の下端から下方に突出した線材１８は、切断装置５９が設けられたＸ軸方向に折り曲げられた状態で切断されることになるので、テンション装置５３により張力が付与されていても、その線材１８が給線ノズル１３から抜け出すようなことはない。このため、直ちに次の巻線を開始することが可能になる。
When the
また、台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入するアンテナコイル１６は、その後巻線治具２０とともに取り付け具１２から取り外され、このアンテナコイル１６に基板を接着する別の工程に搬送される。その取り付け具１２には、別の巻線治具２０が取り付けられ、新たな巻線が直ちに開始されることになる。
Further, the
このように、本発明のアンテナコイル形成用巻線装置１０及びそれを用いたアンテナコイル形成方法では、アンテナコイル形成用巻線治具２０における台板２１の４隅に立設された線材ガイド２２の突出端に凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを形成し、それらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに線材１８を進入させて、それらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入する方形状のアンテナコイル１６を得るので、線材ガイド２２の強度を高めて巻線による変形を防止することにより、例え線材１８が太くても、所望の形状のアンテナコイル１６を得ることができる。
As described above, in the antenna coil forming winding
また、配線ガイド２２に凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを形成し、その凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに進入させた線材１８がコーナー部となるアンテナコイル１６を得るので、所望の曲率半径を描くような凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅとすることにより、コーナー部の拡大は回避され、所望の曲率半径で折れ曲がるコーナー部を有する所望の形状のアンテナコイル１６を得ることができる。
Moreover, since the
更に、配線ガイド２２に凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを形成するので、それらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅが同一平面になるように形成することにより、それらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに線材１８を進入させることにより得られたアンテナコイル１６は同一平面内に存在する線材１８から成るものと成り、同一平面内に存在する線材１８から成るアンテナコイル１６を安定して得ることが可能になる。
Further, since the
なお、上述した実施の形態では、アンテナコイル１６を巻線治具２０とともに基台１１から取り外して別工程に搬送し、アンテナコイル１６に基板を接着する基板接着工程をその別工程において行う場合を説明した。けれども、巻線治具２０を基台１１から取り外すことなく、この基板接着工程を行うようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、単一の又は複数の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２３ｃ，２３ｄ，２５ｂの深さが線材１８の断面直径の１．１〜２．０倍、望ましくは１．５倍に形成される場合を説明した。けれども、図８に示すように、４本の線材ガイド２２の扇状突起２２ａに形成された複数の凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの深さｈを、線材１８の断面半径を超えて直径未満に形成するようにしても良い。すると、それらの凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに進入した線材１８は、その上縁が凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅから突出することになる。
In the above-described embodiment, the depth of the single or plural
このため、台板２１の４隅に設けられた線材ガイド２２の端縁に形成された凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに４隅が進入する方形状のアンテナコイル１６に、接着層１７ａが片面に形成された基板１７を重合させることにより、凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅから突出する線材１８はその基板１７に接着される。よって、凹溝２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの深さｈを、線材１８の断面半径を超えて直径未満に形成することにより、基板１７にアンテナコイル１６を接着する基板接着工程を比較的容易にすることが可能になる。
Therefore, the
１０ アンテナコイル形成用巻線装置
１３ 給線ノズル
１６ アンテナコイル
１７ 基板
１８ 線材
１８ａ 巻初め端部
１８ｂ 巻終わり端部
２０ アンテナコイル形成用巻線治具
２１ 台板
２２ 線材ガイド
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ 凹溝
２３ｃ 巻初め線材保持溝
２３ｄ 巻終わり線材保持溝
５２ 移動手段
５３ テンション装置
５９ 切断装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記アンテナコイル形成用巻線治具(20)は方形状を成す台板(21)と前記台板(21)の少なくとも４隅に立設され突出端に複数の凹溝(22b,22c,22d,22e)を有する線材ガイド(22)を備え、
前記移動手段(52)は前記給線ノズル(13)を前記台板(21)に直交させた状態で前記台板(21)に平行に移動可能に構成された
ことを特徴とするアンテナコイル形成用巻線装置 From an antenna coil forming winding jig (20), a feeder nozzle (13), a moving means (52) for moving the feeder nozzle (13) in three axial directions, and the feeder nozzle (13) In the winding device for forming an antenna coil including a tension device (53) for applying tension to the supplied wire (18),
The antenna coil forming winding jig (20) is provided with a base plate (21) having a square shape and a plurality of concave grooves (22b, 22c, 22d) at the four projecting ends of the base plate (21). , 22e) with a wire guide (22),
The moving means (52) is configured to be movable in parallel with the base plate (21) in a state where the feeder nozzle (13) is orthogonal to the base plate (21). Winding device
巻終わり線材保持溝(23d)から前記給線ノズル(13)に延びる線材(18)を切断可能に構成された切断装置(59)を更に備えた請求項１記載のアンテナコイル形成用巻線装置。 A winding wire holding groove (23c) for holding the winding start end portion (18a) of the wire rod (18) fed out from the feed nozzle (13), and a winding end end on the antenna coil forming winding jig (20) A winding end wire holding groove (23d) for holding the portion (18b) is formed,
The winding device for forming an antenna coil according to claim 1, further comprising a cutting device (59) configured to cut a wire (18) extending from the winding end wire rod holding groove (23d) to the feed nozzle (13). .
給線ノズル(13)を台板(21)に直交させた状態で前記台板(21)に平行に前記台板(21)の４隅に設けられた線材ガイド(22)に順次移動させ、
前記給線ノズル(13)から前記台板(21)に直交する方向に繰り出された後に前記台板(21)に平行になるように所定の曲率で折れ曲がる線材(18)の湾曲部(18c)を前記線材ガイド(22)の突出端に形成された凹溝(22b,22c,22d,22e)に順次進入させて、
前記台板(21)の４隅に設けられた前記線材ガイド(22)の前記凹溝(22b,22c,22d,22e)に４隅が進入する方形状のアンテナコイル(16)を得るアンテナコイル形成方法。 An antenna coil forming method using the antenna coil forming winding device (10) according to any one of claims 1 to 3,
In a state where the feed nozzle (13) is orthogonal to the base plate (21), the feed nozzle (13) is sequentially moved to the wire guides (22) provided at the four corners of the base plate (21) parallel to the base plate (21),
The curved portion (18c) of the wire rod (18) bent at a predetermined curvature so as to be parallel to the base plate (21) after being fed out from the feeder nozzle (13) in a direction orthogonal to the base plate (21). Are sequentially entered into the concave grooves (22b, 22c, 22d, 22e) formed in the protruding end of the wire guide (22),
Antenna coil for obtaining a rectangular antenna coil (16) whose four corners enter the concave grooves (22b, 22c, 22d, 22e) of the wire guide (22) provided at the four corners of the base plate (21) Forming method.
台板(21)の４隅に設けられた線材ガイド(22)の前記凹溝(22b,22c,22d,22e)に４隅が進入する方形状のアンテナコイル(16)に基板(17)を重合させて、前記凹溝(22b,22c,22d,22e)から突出する前記線材(18)を前記基板(17)に接着させる基板接着工程を含む請求項４記載のアンテナコイル形成方法。 The depth of the concave groove (22b, 22c, 22d, 22e) is formed to be less than the diameter exceeding the cross-sectional radius of the wire (18),
A substrate (17) is attached to a rectangular antenna coil (16) whose four corners enter the concave grooves (22b, 22c, 22d, 22e) of the wire guide (22) provided at the four corners of the base plate (21). The antenna coil forming method according to claim 4, further comprising a substrate bonding step in which the wire rod (18) protruding from the concave groove (22b, 22c, 22d, 22e) is bonded to the substrate (17).
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