(57)【要約】【課題】線材２の両端を芯金１２の周囲に巻き取ってコイル状に形成するためのコイル巻取り装置１において、巻き取り後のコイル寸法のばらつきを低減する。【解決手段】コイル巻取り装置１は、線材２を巻き上げる２つの巻取機構７、８を向かい合わせに備え、線材２の両端を各巻取機構７、８によりコイル状に巻き上げる構成となっている。そして、巻取機構７の芯金１２と巻取機構８の芯金１２の回転が同期するように同期制御し、芯金１２に沿って線材２の両端をそれぞれ巻き取ってコイルを形成する。これによれば、巻取機構７の芯金１２の姿勢と、巻取機構８の芯金１２の姿勢とが、同じ時間において等しいため、同時刻において、線材２の両端を等しい張力で巻き取ることができる。この結果、線材２の両側で塑性変形の度合がばらつくことがないので、巻き取り後のコイル寸法のばらつきを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を巻き上げる２つの巻取機構を向かい合わせに備え、
前記線材の両端を前記各巻取機構によりコイル状に巻き上げるコイル巻取り装置であって、
各巻取機構は、芯金と、芯金を回転させるサーボモータとを有し、
前記サーボモータの回転を、前記各巻取機構の前記芯金の回転が同期するように同期制御し、
回転する各前記芯金により、前記芯金に沿って前記線材の両端をそれぞれ巻き取ってコイルを形成することを特徴とするコイル巻取り装置。
【請求項２】
線材の両端を、それぞれ回転する芯金で巻き取って、前記線材の両端を同時にコイル状に形成するコイル巻取り方法であって、
前記線材の一端側を巻き取る前記芯金と、前記線材の他端側を巻き取る前記芯金とを、同期して回転させることを特徴とするコイル巻取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材の両端を芯金の周囲に巻き取ってコイル状に形成するためのコイル巻取り装置及びコイル巻取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１回の巻取工程で両側にコイル部を有するコイルを形成するコイル巻取り装置として、線材の両側から巻取機構によりコイル状に巻き上げるコイル巻取り装置がある（特許文献１参照）。
この装置では、図４に示すように、線材１０１の両端を回転する芯金１０２、１０３で各々巻き取ることで、線材１０１の両側がコイル状に形成される。
【０００３】
しかし、従来のコイル巻取り装置では、芯金１０２、１０３が略四角形の場合に、芯金１０２、１０３の周長に対する巻き取り速度が変動するため、芯金１０２、１０３の周囲に巻き取られる線材１０１の張力にばらつきが生じ、塑性変形の度合がばらつくことで、巻き取り後の幅Ｂがばらつくという問題があった。
【０００４】
さらに、線材１０１の両端から芯金１０２、１０３で巻き取る際に、一方は芯金１０２の短辺側１０５、他方が芯金１０３の長辺側１０６で同時に巻き取られると、巻き取る際の引張力により短辺側１０５で巻き取られた部分の張力が長辺側１０６で巻き取られた部分の張力よりも大きくなってしまう。
すなわち、芯金１０２の周囲に巻き取られる線材１０１の部分と、芯金１０３の周囲に巻き取られる線材１０１の部分との張力のバランスが崩れ、線材１０１両側での張力に差が生じた状態で巻き取られることで、結果として、塑性変形度合がばらつき、巻き取り後の幅Ｂのばらつきが生じていた。
【特許文献１】特開２００６−２９０４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、線材の両端を芯金の周囲に巻き取ってコイル状に形成するためのコイル巻取り装置において、巻き取り後のコイル寸法のばらつきを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のコイル巻取り装置は、線材を巻き上げる２つの巻取機構を向かい合わせに備え、線材の両端を各巻取機構によりコイル状に巻き上げるコイル巻取り装置である。ここで、各巻取機構は、芯金と、芯金を回転させるサーボモータとを有し、サーボモータの回転を、各巻取機構の芯金の回転が同期するように同期制御し、回転する各芯金により、芯金に沿って線材の両端をそれぞれ巻き取ってコイルを形成する。
【０００７】
ここで、同期制御とは、同じ時刻において、一方の巻取機構での主軸回転位置が９０度であるならば、他方の巻取機構の主軸回転位置も９０度となるようにすることであり、すなわち、一方の巻取機構での巻取りパターンと、他方の巻取機構での巻取りパターンとを同じにすることである。
【０００８】
これによれば、一方の巻取機構の芯金の姿勢と、他方の巻取機構の芯金の姿勢とが、同じ時間において等しいため、芯金の形状が、回転中心からの距離が一定ではない形状（円以外の形状、例えば、四角形など）である場合でも、同時刻において、線材の両端を等しい張力で巻き取ることができる。この結果、線材の両側で塑性変形の度合がばらつくことがないので、巻き取り後のコイル寸法のばらつきを低減することができる。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のコイル巻取り方法は、線材の両端を、それぞれ回転する芯金で巻き取って、線材の両端を同時にコイル状に形成するにおいて、線材の一端側を巻き取る芯金と、線材の他端側を巻き取る芯金とを、同期して回転させる。
これによれば、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
最良の形態１のコイル巻取り装置は、線材を巻き上げる２つの巻取機構を向かい合わせに備え、線材の両端を各巻取機構によりコイル状に巻き上げるコイル巻取り装置である。ここで、各巻取機構は、芯金と、芯金を回転させるサーボモータとを有し、サーボモータの回転を、各巻取機構の芯金の回転が同期するように同期制御し、回転する各芯金により、芯金に沿って線材の両端をそれぞれ巻き取ってコイルを形成する。
【実施例１】
【００１１】
〔実施例１の構成〕
実施例１のコイル巻取り装置１の構成を、図１〜３を用いて説明する。
コイル巻取り装置１は、線材２の両端をコイル状に形成する加工装置であって、完成品のコイルは、例えばスタータモータのフィールドコイルに使用される。
【００１２】
コイル巻取り装置１は、線材２を巻き上げる２つの巻取機構７、８を向かい合わせに備え、線材２の両端を各巻取機構７、８によりコイル状に巻き上げる構成となっている。尚、本実施例では、線材２は、断面矩形状の平角線であるが、断面矩形状に限らず、断面円形状、断面長円状、断面多角形状等でも良い。
【００１３】
巻取機構７は、平行に配置された２本のスライドガイド９の一端側に固定され、巻取機構８はスライドガイド９上を前後（図１（ｂ）左右方向）に移動可能にスライドガイド９にセットされている。すなわち、線材２の一端が巻取機構７に巻き取られ、線材２の他端が巻取機構８に巻き取られるのに従って、巻取機構７と巻取機構８との距離が狭くなるように巻取機構８が移動可能になっている。また、巻取機構７、８の間には、テンションシリンダ１０が配され、テンションシリンダ１０にエアーが供給されることで、巻取機構８が反巻取方向（図１（ｂ）右方向）に付勢され、巻取機構７、８にセットされる線材２に張力が負荷される。
【００１４】
巻取機構７、８は、それぞれ、芯金１２、芯金１２を回転させるサーボモータ１３、芯金１２に線材２を押し付けるための押圧ローラ１４と、押圧ローラ１４を駆動するサーボモータ１５を有する。サーボモータ１３が主軸１６を回転することで、主軸１６の先端に取り付けられた芯金１２が回転し、芯金１２に沿って線材２が巻き取られる。
【００１５】
芯金１２は、サーボモータ１３により回転させられる主軸１６の先端に取り付けられており、サーボモータ１３が主軸１６を回転することで回転する。
芯金１２は、図２に示すように、線材２を略四角形に巻取可能となるように、略四角形を呈しており、四角形の各角部を含む４つの芯金ピース２０からなっている。芯金ピース２０の角部はＲ面取りが施されている。
また、芯金ピース２０は、カム機構２２によって芯金１２の中心から放射状に互いの距離を近づけて芯金１２を縮小したり、遠ざけて芯金１２を拡大したりできるようになっている。
【００１６】
サーボモータ１３は、ＥＣＵ２５により、巻取機構７の芯金１２と巻取機構８の芯金１２の回転が同期するように同期制御されている。
【００１７】
押圧ローラ１４は、ＥＣＵ２５の制御信号に基き、サーボモータ１５により押圧ローラ１４の表面と芯金１２の表面の位置との距離が一定となるように位置制御され、常に線材２を芯金１２に押圧できるように制御されている。尚、押圧ローラ１４が、芯金ピース２０同士の間に架橋して巻かれる線材２の部分を押圧する場合には、押圧ローラ１４により押し込むように位置制御することにより、線材２が所定形状よりも膨らんで巻かれることを防止することができる。
【００１８】
芯金１２に沿って線材２を巻取り、コイル状に形成するためには、線材２を巻き取るにつれて芯金１２の軸方向（図１（ｂ）上下方向）へ送る必要がある。そこで、巻取機構７、８は、主軸１６が回転する毎に芯金１２が定寸ピッチで下降するように構成されている。すなわち、主軸１６の下端部にネジ部２７が形成され、移動不可能に固定されたフランジナット２８にネジ部２７がネジ結合している（図３参照）。これにより、主軸１６の回転に伴い、ネジ結合によりネジ部２７が進行し、ネジ部２７のピッチに基き、定寸ピッチで主軸１６及び芯金１２が下降する。
【００１９】
〔実施例１のコイル巻取り方法〕
次に、コイル巻取り方法について説明する。
まず、直線状の線材２の両端を、それぞれ巻取機構７、８に設けられたフック３０に取り付ける。次に、テンションシリンダ１０にエアーを供給し、線材２に張力を負荷する。
【００２０】
次に、サーボモータ１５により押圧ローラ１４の位置を動かし、線材２に押し当て、線材２を芯金１２に押し付ける。
そして、サーボモータ１３により、主軸１６を回転させ、主軸１６の回転により、芯金１２が回転して、芯金１２の周囲に線材２が巻き取られる（巻取り工程）。巻取り工程の間、サーボモータ１３は、巻取機構７の芯金１２と巻取機構８の芯金１２の回転が同期するように同期制御され、押圧ローラ１４は、サーボモータ１５により押圧ローラ１４の表面と芯金１２の表面の位置との距離が一定となるように位置制御される。
【００２１】
尚、巻き取られる際には、上述したように主軸１６の回転により定寸ピッチで主軸１６及び芯金１２が下降する（図１（ｂ）参照）。また、巻取機構７が定位置に固定され、巻取機構８がスライドガイド９上にセットされているため、巻取りの進行に伴って、巻取機構８がスライドガイド９上を移動して、巻取機構７に近づく（図１（ｂ）参照）。
【００２２】
そして、線材２を芯金１２の周囲に所定回数巻き取って、巻取り工程を終了する。
その後、テンションシリンダ１０へのエアーの供給を停止して、線材の張力を緩める。そして、カム機構２２を動かし、芯金ピース２０同士の互いの距離を近づけ、芯金１２を縮小させ、巻き取ったコイル状の線材２を芯金１２から取り外す。
尚、芯金１２から取り出された線材２は、最終形状に成型される。
【００２３】
〔実施例１の効果〕
実施例１のコイル巻取り装置１では、巻取機構７の芯金１２と巻取機構８の芯金１２の回転が同期するように同期制御し、芯金１２に沿って線材２の両端をそれぞれ巻き取ってコイルを形成する。
すなわち、同じ時刻において、巻取機構７での主軸回転位置が９０度であるならば、巻取機構８の主軸回転位置も９０度となるようにし、巻取機構７での巻取りパターンと、巻取機構８での巻取りパターンとを同じにしている。
【００２４】
これによれば、巻取機構７の芯金１２の姿勢と、巻取機構８の芯金１２の姿勢とが、同じ時間において等しいため、巻取機構７の芯金１２の短辺側で線材２を巻き取っている時には、巻取機構８でも芯金１２の短辺側で巻き取っており、巻取機構７の芯金１２の長辺側で巻き取っている時には、巻取機構８でも芯金１２の長辺側で巻き取ることになる。
【００２５】
このため、巻取機構７の芯金１２の短辺側（長辺側）で線材２を巻き取っている時に、巻取機構８では芯金１２の長辺側（短辺側）で巻き取っている場合のように、線材２の両側での張力に差が生じた状態で巻き取られることはなく、同時刻において、線材２の両端を等しい張力で巻き取ることができる。この結果、線材２の両側で塑性変形の度合がばらつくことがないので、巻き取り後のコイル寸法のばらつきを低減することができる。
尚、本実施例では、テンションシリンダ１０を用いたが、これに限定されるものではなく、伸縮する機能を備えているテンション装置であれば、本実施例記載中のテンションシリンダ１０の代わりに採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は、コイル巻取り装置の平面図であり、（ｂ）はコイル巻取り装置の正面図であり、（ｃ）は、コイル巻取り装置の側面図である（実施例１）。
【図２】（ａ）は芯金の構成図であり、（ｂ）は芯金の側面図である。（実施例１）。
【図３】巻取機構の構成図である（実施例１）。
【図４】コイルの巻取り工程を示す図である（従来例）。
【符号の説明】
【００２７】
１    コイル巻取り装置
２    線材
７    巻取機構
８    巻取機構
１２  芯金
１３  サーボモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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