(57)【要約】【課題】成形されたコイルの変形を抑えつつ、その生産性を高める。【解決手段】コイル成形装置は、供給源２１から延びるワイヤ９を直線状に引出すワイヤ引出機２２と、そのワイヤを互いに所定の間隔を開けて保持する複数の保持具２３〜２６と、複数の保持具を移動可能に構成された保持具移動手段３１と、保持具移動手段を制御するコントローラ４６とを備える。コイル成形方法は、互いに所定の間隔を開けて直線状に設けられた複数の保持具により直線状に引出されたワイヤを保持するワイヤ保持工程と、その複数の保持具を同時に移動させてワイヤを所定の形状に屈曲成形させるワイヤ成形工程と、所定の形状を形成するワイヤの全長に等しい量のワイヤを供給源から直線状に引出すワイヤ引出し工程と、所定の形状に屈曲成形させれたワイヤから複数の保持具を離脱させて互いに所定の間隔を開けて直線状に設け直す保持具戻し工程とを繰り返す。【選択図】  図１
2010166765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給源(21)から延びるワイヤ(9)を直線状に引出すワイヤ引出機(22)と、
前記引出機(22)から引出された前記ワイヤ(9)を互いに所定の間隔を開けて保持する複数の保持具(23~26)と、
前記複数の保持具(23~26)を移動可能に構成された保持具移動手段(31)と、
前記保持具移動手段(31)を制御するコントローラ(46)と
を備え、
前記コントローラ(46)は、前記ワイヤ(9)を保持した前記複数の保持具(23~26)を同時に移動させて前記ワイヤ(9)を所定の形状に屈曲成形するように前記保持具移動手段(31)を制御する
ことを特徴とするコイル成形装置。
【請求項２】
コントローラ(46)により制御され駆動して保持具(23~26)に保持されたワイヤ(9)を前記保持具(23~26)部分で折曲げ可能な折曲機(51)が前記保持具(23~26)に設けられ、
前記コントローラ(46)は保持具移動手段(31)を制御して前記ワイヤ(9)を所定の形状に屈曲成形させるとき前記折曲機(51)を駆動するように構成された請求項１記載のコイル成形装置。
【請求項３】
ワイヤ(9)を成形させて得られる所定の形状がワイヤの引出し方向に連続する矩形波を構成する単位波形であって、
コントローラ(46)は、保持具移動手段(31)を制御して前記ワイヤ(9)を所定の形状に屈曲成形するとき、前記単位波形の全長に等しい量のワイヤ(9)を引出すようにワイヤ引出機(22)を制御する請求項１又は２記載のコイル成形装置。
【請求項４】
コントローラ(46)により制御されワイヤ引出機(22)により直線状に引出されたワイヤ(9)の基端を固定支持する第１支持機(61)と、前記コントローラ(46)により制御され前記ワイヤ(9)を屈曲成形させて得られた矩形波部分を固定支持する第２支持機(62)とを備え、
前記コントローラ(46)は、前記第１及び第２支持機(61,62)により前記ワイヤ(9)の基端と前記矩形波部分を固定支持した状態で、前記矩形波部分から保持具(23~26)を離脱させかつその保持具(23~26)により前記引出機(22)から新たに引出されたワイヤ(9)を保持させるように構成された請求項３記載のコイル成形装置。
【請求項５】
コントローラ(46)により制御されワイヤ(9)を屈曲成形して得られた矩形波部分を載せるコンベア(63)を更に備え、
コントローラ(46)は、ワイヤ引出機(22)を制御してワイヤ(9)を引出すとき、前記矩形波部分を前記ワイヤ(9)の引出し方向に移動させるように前記コンベア(63)を制御する請求項３又は４記載のコイル成形装置。
【請求項６】
互いに所定の間隔を開けて直線状に設けられた複数の保持具(23~26)により供給源(21)から延びて直線状に引出されたワイヤ(9)を保持するワイヤ保持工程と、
前記ワイヤ(9)を保持した前記複数の保持具(23~26)を同時に移動させて前記ワイヤ(9)を所定の形状に屈曲成形させるワイヤ成形工程と、
前記所定の形状を形成するワイヤ(9)の全長に等しい量のワイヤ(9)を前記供給源(21)から直線状に引出すワイヤ引出し工程と、
所定の形状に屈曲成形させれた前記ワイヤ(9)から前記複数の保持具(23~26)を離脱させて互いに所定の間隔を開けて直線状に設け直す保持具戻し工程と
を繰り返すことを特徴とするコイル成形方法。
【請求項７】
ワイヤ(9)を屈曲成形させて得られる所定の形状が前記ワイヤ(9)の引出し方向に連続する矩形波を構成する単位波形であり、ワイヤ引出し工程がワイヤ成形工程と同時に行われる請求項６記載のコイル成形方法。
【請求項８】
ワイヤ引出機(22)により直線状に引出されたワイヤ(9)の基端と屈曲成形したワイヤからなる矩形波部分を固定支持した状態で保持具戻し工程が行われ、
ワイヤ保持工程の後であってワイヤ成形工程の前に前記ワイヤ(9)の基端と矩形波部分の固定支持が解放される請求項７記載のコイル成形方法。
【請求項９】
ワイヤ引出し工程とワイヤ成形工程を行うとき、ワイヤ９を屈曲成形させて得られた矩形波部分をワイヤの引出し方向に同時に移動させる請求項７又は８記載のコイル成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給源から延びるワイヤを屈曲成形してコイルを形成するコイル成形装置及びコイル成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのステータ等に用いられるコイルの成形方法として、巻芯治具を用いることなくワイヤを屈曲させてコイルを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このコイル成形方法では、供給源からワイヤを引出す工程と、引出されたワイヤを曲げる工程とを繰り返して行い、コイルを形成するようになっている。
【０００３】
一方、近年では、このようなステータ等に用いられるコイルとして、単位の波形を直線状に連続させた波形状のものが用いられる場合もある（例えば、特許文献２参照。）。このため、このような波形コイルの製造であっても、供給源からワイヤを引出す工程と、引出されたワイヤを曲げる工程とを繰り返して行い、これにより波形のコイルを形成することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０４８４１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５２１６号公報（段落番号００１７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ワイヤを引出す工程とそのワイヤを曲げる工程とを繰り返して直線状の波形コイルを成形する方法では、引出されたワイヤを曲げる工程において、既に成形された波形コイルが振り回されるため、その振り回しにより生じる慣性力によってその波形コイルが変形する不具合があった。また、既に形成された波形コイルの変形を防止する必要からワイヤを曲げる勳作速度を高めることができず、波形コイルの生産性を高めることができない問題点もあった。また、このようにワイヤを曲げる勳作速度を高めることができないことから、比較的大型のコイルを形成できないという不具合もあった。
【０００６】
本発明の目的は、巻芯治具等を用いることなく成形が可能であって、成形されたコイルの変形を抑えつつ、その生産性を高められるコイル成形装置及びコイル成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のコイル成形装置は、供給源から延びるワイヤを直線状に引出すワイヤ引出機と、引出機から引出されたワイヤを互いに所定の間隔を開けて保持する複数の保持具と、複数の保持具を移動可能に構成された保持具移動手段と、保持具移動手段を制御するコントローラとを備え、コントローラは、ワイヤを保持した複数の保持具を同時に移動させてワイヤを所定の形状に屈曲成形するように保持具移動手段を制御することを特徴とする。
【０００８】
この成形装置は、コントローラにより制御され駆動して保持具に保持されたワイヤを保持具部分で折曲げ可能な折曲機を保持具に設けることが好ましく、ワイヤ引出機により直線状に引出されたワイヤの基端を固定支持する第１支持機と、ワイヤを屈曲成形させて得られた部分を固定支持する第２支持機とを備えることが更に好ましい。ワイヤを成形させて得られる所定の形状がワイヤの引出し方向に連続する矩形波を構成する単位波形である場合には、ワイヤを屈曲成形して得られた矩形波部分を載せるコンベアを備えることもできる。
【０００９】
本発明のコイル成形方法は、互いに所定の間隔を開けて直線状に設けられた複数の保持具により供給源から延びて直線状に引出されたワイヤを保持するワイヤ保持工程と、ワイヤを保持した複数の保持具を同時に移動させてワイヤを所定の形状に屈曲成形させるワイヤ成形工程と、所定の形状を形成するワイヤの全長に等しい量のワイヤを供給源から直線状に引出すワイヤ引出し工程と、所定の形状に屈曲成形させれたワイヤから複数の保持具を離脱させて互いに所定の間隔を開けて直線状に設け直す保持具戻し工程とを繰り返すことを特徴とする。
【００１０】
ワイヤを屈曲成形させて得られる所定の形状がワイヤの引出し方向に連続する矩形波を構成する単位波形である場合には、ワイヤ引出し工程がワイヤ成形工程と同時に行うことが好ましく、保持具戻し工程は、ワイヤ引出機により直線状に引出されたワイヤの基端と屈曲成形したワイヤからなる矩形波部分を固定支持した状態で行うことが好ましい。この場合、ワイヤ保持工程の後であってワイヤ成形工程の前にワイヤの基端と矩形波部分の固定支持が解放されることになる。そして、ワイヤ引出し工程とワイヤ成形工程とを同時に行うとき、ワイヤを屈曲成形させて得られた矩形波部分をワイヤの引出し方向にそれらの各工程時に同時に移動させることが更に好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、ワイヤを保持した複数の保持具を同時に移動させてワイヤを所定の形状に屈曲成形するので、ワイヤの複数の保持具より保持された部分を同時に屈曲させることができる。このため、供給源からワイヤを引出す工程と、引出されたワイヤを曲げる工程とを繰り返し、単一の折曲げしかできない従来に比較して、その成形速度を著しく高めることができる。
【００１２】
また、ワイヤを成形して得られる所定の形状がワイヤの引出し方向に連続する矩形波のような波形状であったとしても、その成形時にワイヤの引出し方向に単位波形がずれるだけで、既に成形された波形コイルを振り回すようなことはない。このため、振り回しにより生じる慣性力によって既に形成された波形コイルが変形するようなことを有効に防止することができる。このため、本発明では、成形されたコイルの変形を抑えつつ、その生産性を著しく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明実施形態のコイル成形装置を示す正面図である。
【図２】その装置によりワイヤが順次屈曲成形されて波形コイルが連続して成形される状態を示す略平面図である。
【図３】その装置のワイヤを成形した複数の保持具が成形後のワイヤから離脱した状態を示す図１に対応する正面図である。
【図４】成形したワイヤから複数の保持具が元に戻る状態を示す図２に対応する平面である。
【図５】その装置の複数の保持具が移動してワイヤが屈曲成形された状態を示す図１に対応する正面図である。
【図６】ワイヤを保持した複数の保持具が移動してワイヤが屈曲成形される状態を示す図２に対応する平面図である。
【図７】その装置の複数の保持具により直線状に引出されたワイヤを保持した状態を示す図１に対応する正面図である。
【図８】複数の保持具により直線状に引出されたワイヤを保持した状態を示す図２に対応する平面図である。
【図９】引出機によりワイヤを直線状に引出す状態を示す図２に対応する平面図である。
【図１０】折曲機が設けられた保持具を反転させた斜視図である。
【図１１】その折曲機により保持具に保持されたワイヤを折曲げた状態を示す図１０に対応する斜視図である。
【図１２】その装置により得られる波形コイルの平面図である。
【図１３】別の折曲機が設けられた保持具を示す図１０に対応する斜視図である。
【図１４】その別の折曲機により保持具に保持されたワイヤを折曲げた状態を示す図１３に対応する斜視図である。
【図１５】複数の保持具を別のＺ軸アクチュエータによりそれぞれ取付けた本発明の別のコイル成形装置を示す図１に対応する正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
本発明の成形装置及び成形方法により得られるコイルは、図示しないコアに組み付けられてモータ等のステータ(多極電機子)を構成するものであって、図１２に示すように、ワイヤ９がパルス波状に曲折して延びた矩形波状を成す波形コイル１０である。この実施の形態におけるワイヤ９は、表面に絶縁被膜が形成されて、その断面が矩形をした平角線である場合を示す（図１０及び図１１）。ワイヤ９を平角線とすることにより、断面が円形の丸線に比べて得られるステータコイルにおけるワイヤ９の占積率を高めることが期待されるが、このワイヤ９は平角線に限らず、ステータ等の仕様或いは製作工程に応じて、断面円形の丸線を用いても良い。例えば、製作工程によっては、波形コイル１０を得た後にプレス成形してそのワイヤの断面を扁平にする場合もあり、そのプレス時におけるアスペクト比が高い場合には非常に薄いものとなり、フォーミングが困難になることからワイヤ９として丸線を用いることが好ましい。この場合、その後のプレス成形工程においてその丸線から成るワイヤ９の断面は楕円又は長円状になり、図示しないコア等に組み付けられることになる。
【００１５】
図１２に示すように、成形により得られる波形コイル１０は、横方向に延びた上横辺部１１と、その上横辺部１１の両側にそれぞれの上端が連結して上下方向に延びる左右の縦辺部１２，１３と、その左右の縦辺部１２，１３の下端をその左右に隣接する縦辺部１３，１２の下端に接続する下横辺部１４とを有する。そして、横辺部１１，１４と縦辺部１２，１３の間の接続箇所に曲折部１６〜１９がそれぞれ形成される。このため、この波形コイル１０は、下横辺部１４、左下屈折部１６、左縦辺部１２、左上曲折部１７、上横辺部１１、右上曲折部１８、右縦辺部１３、右下曲折部１９が順次連続することにより形成された矩形波状のコイル１０である。この明細書では、横方向に延びた上横辺部１１と、その上横辺部１１の両側に連結して上下方向に延びる左右の縦辺部１２，１３と、その左の縦辺部下端から左方向に連続する下横辺部１４の右半分と、右の縦辺部の下端から右方向に連続する下横辺部１４の左半分により、このような矩形波を構成する単位波形が形成されるものとし、このような単位波形が連続することにより矩形波状の波形コイル１０が形成される。
【００１６】
図１に、波形コイル１０を形成する本発明のコイル成形装置２０を示す。ここで、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平横方向、Ｙ軸が略水平上下方向、Ｚ軸が鉛直方向に延びるものとして、本発明のコイル成形装置２０の構成を説明する。
【００１７】
コイル成形装置２０は、主要構成部として、供給源２１から延びるワイヤ９を直線状に引出すワイヤ引出機２２と、その引出機２２から引出されたワイヤ９を互いに所定の間隔を開けて保持する複数の保持具２３〜２６と、その複数の保持具２３〜２６を移動可能に構成された保持具移動手段３１とを備える。
【００１８】
図２に示すように、この実施の形態におけるワイヤ引出機２２は、ワイヤ９が巻かれたリール２１から供給されるワイヤ９を掴むワイヤ把持具２２ａ，２２ｂと、このワイヤ把持具２２ａ，２２ｂをＸ軸方向に直線状に往復動させるＸ軸方向伸縮アクチュエータを備える。なお、この実施の形態では、ワイヤ把持具２２ａ，２２ｂはこれに隣接する保持具２３とその移動を共にするので、このワイヤ把持具２２ａ，２２ｂを往復動させるＸ軸方向伸縮アクチュエータは、これに隣接する保持具２３を移動させるＸ軸方向伸縮アクチュエータ３３と共通する場合を示す。リールにはワイヤ９が渦巻き状に巻かれており、このリールがワイヤ９の供給源２１となるものである。このリール２１はコイル成形装置２０と別な場所の例えば床の上等に置かれ、ワイヤ９をワイヤ引出機２２に供給するように構成される。
【００１９】
ワイヤ引出機２２は、このリールからなる供給源２１から供給されたワイヤ９をワイヤ把持具２２ａ，２２ｂが把持した状態でＸ軸方向伸縮アクチュエータが、図９の破線矢印で示すようにそのワイヤ把持具２２ａ，２２ｂを直線的にＸ軸方向に移動させることにより、ワイヤ９を直線状に引出すことができ、ワイヤ９の把持を解除することにより引出されたワイヤ９を引出した状態で留め置くように構成される。そして、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータによりワイヤ把持具２２ａ，２２ｂを逆方向に戻し、図９の一点鎖線に示すように、そのワイヤ把持具２２ａ，２２ｂにより再びワイヤ９を把持させることにより、供給源２１から延びるワイヤ９を順次直線状に引出すことができるように構成される。なお、図におけるワイヤ引出機２２は例示であって、図示しないが、ワイヤ引出機２２は、ワイヤ９に転接する複数のローラを備え、それら複数のローラを回転させることによりリールから供給されるワイヤ９をこれらのローラの間から引出すように構成されたものであってもよい。
【００２０】
図２に示すように、この実施の形態では、矩形波状の波形コイル１０を形成する場合を示し、そのために４つの保持具２３〜２６が設けられる場合を示す。図１に示すように、この４つの保持具２３〜２６は、水平な上面を有する台板２８の上方にその台板２８の上面と所定の間隔を空けて設けられる。図２に戻って、これらの保持具２３〜２６には引出されたワイヤ９が下方から収容される溝２３ａ〜２６ａが下部にそれぞれ形成され、台板２８の上面に直線状に引出されたワイヤ９に上方から降下してそれらの溝２３ａ〜２６ａにワイヤ９を収容することにより、そのワイヤ９を保持することができるように構成される。
【００２１】
４つの保持具２３〜２６は、図２に一点鎖線で示すように引出機２２より引出されるワイヤの引出し方向に所定間隔を空けて直線状に並べられた第１位置と、その直線状のワイヤを屈曲成形して、矩形波状の単位波形とする実線で示す第２位置との間を、保持具移動手段３１（図１）により往復移動可能に構成される。具体的に、図２の一点鎖線で示す第１位置の４つの保持具２３〜２６は、引出機２２側からその引出し方向（Ｘ軸方向）に順に直線状に並べられ、引出機２２側の第１保持具２３とその次の第２保持具２４の間、及び第３保持具２５とその次の第４保持具２６の間は縦辺部１３，１２の長さＨに等しい間隔が空けられる。そして第１位置における第２保持具２４と第３保持具２５は上横辺部１１の両端部を保持するような間隔Ｗに位置する。
【００２２】
一方、図２の実線で示すように、第１保持具２３は第２位置では第１位置からワイヤの引出し方向（Ｘ軸方向）に単位波形の全長に等しい量、即ち左右の縦辺部１２，１３と上横辺部１１と下横辺部１４の全長の和に等しい量（２Ｈ＋Ｗ＋Ｌ）だけ移動する。第２位置の第２保持具２４は、その第２位置における第１保持具２３のＹ軸方向上方であって第１保持具２３との間に存在するワイヤ９が単位波形の右縦辺部１３を構成するような位置にまで移動する。また、第２位置における第３保持具２５は、第２位置の第２保持具２４とともに単位波形の上横辺部１１の両側を保持するような位置に移動する。そして、第２位置の第４保持具２６は第１位置からワイヤ９の引出し方向（Ｘ軸方向）に移動し、その第２位置における第３保持具２５のＹ軸方向下方であって、第３保持具２５との間に存在するワイヤ９が単位波形の左縦辺部１２を構成するような位置に移動する。
【００２３】
図１に示すように、これらの保持具２３〜２６を第１位置と第２位置の間で往復移動させる保持具移動手段３１は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３３〜４２の組み合わせにより構成される。この実施の形態におけるこれらの伸縮アクチュエータ３３〜４２は、サーボモータ４２ａによって回動駆動きれるボールネジ４２ｂ（図１にＺ軸方向伸縮アクチュエータのものを代表して示す。）と、このボールネジ４２ｂに螺合して平行移動する図示しない従動子等によって構成される。
【００２４】
具体的に、この実施の形態における保持具移動手段３１は、図１に示すように、第１保持具２３を搭載する第１治具台３２と、この第１治具台３２を台板２８に対してＸ軸方向に移動する第１Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ３３と、第４保持具２６を搭載する第２治具台３４と、この第２治具台３４を台板２８に対してＸ軸方向に移動する第２Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ３６を備える。この第１Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ３３と第２Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ３６はＹ軸方向にずれて配置されるけれども、第１治具台３２及び第２治具台３４により第１保持具２３と第４保持具２６はワイヤ９の引出し方向である同一のＸ軸線上に位置し、そのＸ軸線上をＸ軸方向に移動可能に構成される。
【００２５】
また、この保持具移動手段３１は、第２及び第３保持具２４，２５を搭載する第３治具台３７と、この第３治具台３７を台板２８に対してＹ軸方向に移動する第１Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ３８と、この第１Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ３８をＸ軸方向に移動する図示しない第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエ−タとを更に備える。そして、第１〜第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエ−タ３３，３６は昇降板４１の下面に取付けられ、この昇降板４１を台板２８に対してＺ軸方向に昇降させる複数のＺ軸方向伸縮アクチュエータ４２が設けられる。
【００２６】
これらの各アクチュエータ３３〜４２は、この保持具移動手段３１を制御するコントローラ４６の制御出力に接続される。そして、このコントローラ４６は、第１位置でワイヤ９を保持した複数の保持具２３〜２６を、図２の破線矢印で示すように、同一平面内で同時に第２位置に移動させ、それによりワイヤ９を所定の形状に屈曲成形させるように保持具移動手段３１を制御する。そして、Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ４２は、第２位置の複数の保持具２３〜２６を第１位置に戻す際に昇降板４１を上昇させて、複数の保持具２３〜２６のそれぞれの凹溝２３ａ〜２６ａに収容されたワイヤ９をその凹溝２３ａ〜２６ａから離脱させ、これにより複数の保持具２３〜２６によるワイヤ９の保持状態を解消するように構成される。
【００２７】
これら複数の保持具２３〜２６には、それらの凹溝２３ａ〜２６ａに収容されて保持されたワイヤ９を、その部分で折曲げ可能な折曲機５１がそれぞれ設けられる。この折曲機５１はそれぞれ同一構造であるので、その内の第１保持具２３に設けられたものを代表して説明すると、図１０及び図１１に詳しく示すように、この折曲機５１は、凹溝２３ａの端部から突出するワイヤ９に凹溝２３ａの幅方向の片側から接触する曲げ部材５１ａと、この曲げ部材５１ａをワイヤ９に接触させた状態でそのワイヤ９とともに回転させて凹溝２３ａの端部から突出するワイヤ９を折曲げる回転アクチュエータ５１ｂとを備える。この回転アクチュエータ５１ｂはコントローラ４６により制御され、コントローラ４６からの指令により駆動して曲げ部材５１ａを図１１の実線矢印で示すように回転させ、凹溝２３ａの端部から突出するワイヤ９を折曲げるように構成される。
【００２８】
図１に戻って、本発明のコイル成形装置２０は、コントローラ４６により制御されワイヤ引出機２２により直線状に引出されたワイヤ９の基端を固定支持する第１支持機６１と、コントローラ４６により制御されワイヤ９を屈曲成形させて得られた矩形波部分を固定支持する第２支持機６２とを備える。この実施の形態における第１及び第２支持機６１，６２は台板２８に設けられ、図２に示すように第１支持機６１はエアシリンダからなる一対の開閉アクチュエータ６１ａと、それが伸張作動することによりワイヤ９を把持する一対のチャック６１ｂを備える。そして、第１支持機６１の開閉アクチュエータ６１ａが収縮作動することにより、一対のチャック６１ｂが開き、その問に把持されていたワイヤ９が放されるように構成される。
【００２９】
一方、図１に示すように、第２支持機６２は、一対のチャック部材６２ａがそれぞれ支点を中心に回勳して開閉するように構成され、エアシリンダからなる開閉アクチュエータ６２ｂが伸張作動することにより、一対のチャック６２ａが回転してその間のワイヤ９を把持し、その開閉アクチュエータ６２ｂが収縮作動することにより、一対のチャック６２ａが開き、その問に把持されていたワイヤ９が放されるように構成される。そして、図５に示すように、この第２支持機６２はワイヤ９を放した状態で一対のチャック６２ａが台板２８の内部に没入し、台板２８の上面に残存するワイヤ９の自由な移動を確保するように構成される。
【００３０】
台板２８にはワイヤ９の引出し方向に隣接してワイヤ９を屈曲成形させて得られた矩形波部分を載せるコンベア６３が設けられる。このコンベア６３はコントローラ４６により制御され、このコントローラ４６は、ワイヤ引出機２２を制御して供給源２１から延びるワイヤ９を直線状に引出すとき、又は第４保持具２６をＸ軸方向に移動させてワイヤ９を屈曲成形させるとき、先にワイヤ９を屈曲成形させて得られた矩形波部分をワイヤ９の引出し方向に移動させるようにコンベア６３を制御する。また、コントローラ４６の制御出力はそれぞれの保持具２３〜２６に設けられた折曲機５１や第１及び第２支持機６１，６２にも接続され、これらを制御するように構成される。
【００３１】
次に、このようなコイル成形装置２０を用いて波形コイル１０を形成する本発明のコイル成形方法について説明する。
【００３２】
＜ワイヤ保持工程＞
供給源から延びて直線状に引出されたワイヤ９を互いに所定の間隔を開けて設けられた複数の保持具２３〜２６により保持する。従って、供給源２１から延びるワイヤ９を台板上においてＸ軸方向に直線状に引出した状態から始める。この初回のワイヤ９の引出しは、作業者がワイヤ９を所定の長さだけ引出し、その状態にセットすることが考えられるけれども、この初回の引出しをワイヤ引出機２２により行っても良い。この場合には、図９に示すように、供給源２１から供給されたワイヤ９の端部を一点鎖線で示すようにワイヤ把持具２２ａ，２２ｂにより把持させ、その状態で、そのワイヤ把持具２２ａ，２２ｂを破線矢印で示すように、直線的にＸ軸方向に移動させる。これにより、ワイヤ９を直線状に引出す。そしてワイヤ９を引出した後には、ワイヤ９の把持を解除することにより引出されたワイヤ９を引出した状態で台板上に留め置く。これにより引出機２２を用いて直線状にワイヤ９を引出すことができる。
【００３３】
複数の保持具２３〜２６によるワイヤ９の保持は、昇降板４１を上昇させて、図８に示すように４つの保持具２３〜２６をワイヤの上方であって引出機２２側からその引出し方向に順に直線状に並べる。この実施の形態では、矩形波状の波形コイル１０を形成するため、引出機２２側の第１保持具２３とその次の第２保持具２４の間、及び第３保持具２５とその次の第４保持具２６の間を、縦辺部１３，１２の長さＨに等しい間隔とする。また第２保持具２４と第３保持具２５が上横辺部１１の両端部を保持するような間隔Ｗに位置させる。このような状態で図７に示すように昇降板４１を下降させ、直線状に引出されたワイヤ９を複数の保持具２３〜２６のそれぞれに形成された凹溝２３ａ〜２６ａにそのワイヤ９を収容させることによりそのワイヤ９を保持する。
【００３４】
＜ワイヤ成形工程＞
この工程では、ワイヤ９を保持した複数の保持具２３〜２６を同一平面内で同時に移動させて、その直線状のワイヤを所定の形状に屈曲成形させる。具体的には、直線状のワイヤを保持した第一位置にある複数の保持具２３〜２６を、保持具移動手段３１により、図６の破線矢印で示すように同一平面内で同時に移動させて第２位置へと移動させる。この実施の形態では、所定の形状が矩形波状を構成する単位波形であるので、第１保持具２３を基準とするその他の保持具２４〜２６の移動先を説明すると、第２保持具２４は、その第２位置における第１保持具２３のＹ軸方向上方であって第１保持具２３との間に存在するワイヤが単位波形の右縦辺部１３を構成するような位置にまで移動する。また、第３保持具２５は、第２位置の第２保持具２４とともに単位波形の上横辺部１１の両側を保持するような位置に移動し、第４保持具２６は第３保持具２５のＹ軸方向下方であって第３保持具２５との間に存在するワイヤが単位波形の左縦辺部１２を構成するような位置に移動する。そして、第１位置から第２位置への移動は、第１保持具２３と第２保持具２４の間、第２保持具２４と第３保持具２５の間、及び第３保持具２５と第４保持具２６の間に存在するワイヤ９の長さが変化しないように、それぞれの間隔を維持した状態て行われる。これによりワイヤ９は屈曲成形し、得られる所定の形状がワイヤ９の引出し方向に連続する矩形波状となる。このように、複数の保持具２３〜２６を同時に移動させることにより、ワイヤ９の複数の保持具２３〜２６より保持された部分を同時に屈曲させることができ、ワイヤを引出す工程と、引出されたワイヤを曲げる工程とを繰り返し、単一の折曲げしかできない従来に比較して、波形コイルの成形時間を短縮させることができる。
【００３５】
この成形工程において、コントローラ４６はそれぞれの保持具２３〜２６に設けられた折曲機５１を駆動し、それぞれの保持具５１に保持されたワイヤをその保持具部分で折曲げる。具体的に、コントローラ４６は、折曲機５１における回転アクチュエータ５１ｂ（図１１）を駆動させて曲げ部材５１ａをワイヤ９に接触させた状態でそのワイヤ９とともに回転させ、保持具の凹溝２３ａ〜２６ａの端部から突出するワイヤ９を図６の実線矢印で示すように折曲げる。これにより第１保持具２３の折曲機５１は単位波形における右下屈折部１９（図１２）を形成し、第２保持具２４の折曲機５１はその右上屈折部１８（図１２）を形成し、第３保持具２５の折曲機５１はその左上屈折部１７（図１２）を形成し、第４保持具２６の折曲機５１はその左下屈折部１６（図１２）を形成することになる。このように折曲機５１を駆動させることにより、波形コイル１０におけるそれぞれの屈折部１６〜１９を所望の角度に形成することができ、それらの屈折部１６〜１９が所望の角度にいたらずに、膨らむことによる波形コイル１０が不均一になるようなことを有効に防止することができる。
【００３６】
＜ワイヤ引出し工程＞
この工程では、供給源２１から延びるワイヤ９を台板２８上においてＸ軸方向に直線状に引出す。この引出しはワイヤ引出機２２により行われ、図６に示すように、供給源２１から供給されたワイヤ９をワイヤ把持具２２ａ，２２ｂが把持した一点鎖線で示す状態で、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ３３（図１）がそのワイヤ把持具２２ａ，２２ｂを直線的にＸ軸方向に移動させることにより、ワイヤ９を直線状に引出す。
【００３７】
なお、ワイヤ引出し工程は前述したワイヤ成形工程と同時に行われる。即ち、ワイヤ９を第１位置の複数の保持具２３〜２６により保持させたときに、そのワイヤ９をワイヤ把持具２２ａ，２２ｂにより再び把持させる。そして、第１位置の複数の保持具２３〜２６を第二位置に移動させると同時にそのワイヤ把持具２２ａ，２２ｂを直線的にＸ軸方向に移動させ、ワイヤ９を直線状に引出す。その引出し量は単位波形の全長に等しい量、即ち左右の縦辺部１２，１３と上横辺部１１と下横辺部１４の全長の和（２Ｈ＋Ｌ＋Ｗ）に等しい量だけワイヤ把持具２２ａ，２２ｂを移動させて、ワイヤ９を引出す。
【００３８】
従って、ワイヤ引出し工程をワイヤ成形工程と同時に行うことにより、図６に示すように、第１保持具２３はワイヤの引出し方向（Ｘ軸方向）に単位波形の全長に等しい量、即ち左右の縦辺部１２，１３と上横辺部と下横辺部の全長の和（２Ｈ＋Ｌ＋Ｗ）に等しい量だけ移動する。第４保持具２６もワイヤの引出し方向（Ｘ軸方向）に移動するけれども、移動後では第３保持具２５のＹ軸方向下方であって、第１保持具２３との間に上横辺部１１の全長Ｗに等しい間隔を空けた位置に移動する。このように、ワイヤ引出し工程をワイヤ成形工程と同時に行うことにより、波形コイルの成形時間を更に短縮させることができる。
【００３９】
また、ワイヤ９引出し工程と成形工程を同時に行うとき、ワイヤ９を屈曲成形させて得られた矩形波部分をワイヤ９の引出し方向に同時に移動させる。これは、台板２８に連続して設けられたコンベア６３により行われ、コントローラ４６は、ワイヤ引出機２２を制御して供給源２１から延びるワイヤ９を直線状に引出すとき、ワイヤ９を屈曲成形させて得られた矩形波部分をワイヤ９の引出し方向に単位波形のＸ軸方向の長さ、即ち上横辺部１１の全長Ｗと下横辺部１４の全長Ｌの和（Ｗ＋Ｌ）に等しい量だけ移動させるようにコンベア６３を制御する。これにより、既に成形された矩形波状の波形コイル１０が、新たに作成されてＸ軸方向に移動する単位波形からなるコイルにより押し出されて変形するようなことを回避することができる。
【００４０】
＜保持具戻し工程＞
ワイヤを成形した後には、図４に示すように、ワイヤ引出機２２により直線状に引出されたワイヤ９の基端を第１支持機６１により固定支持し、ワイヤ９を屈曲成形させて得られた矩形波部分を第２支持機６２により固定支持する。この状態で図３に示すように昇降板４１を上昇させ、矩形波状に屈曲成形させた部分から複数の保持具２３〜２６の全てを離脱させる。そして、その複数の保持具を図４の破線矢印で示すように、新たに直線状に引出されたワイヤ９の上方であって引出機２２側からその引出し方向に順に直線状に並べ、次のワイヤ保持工程に備える。
【００４１】
なお、この保持具戻し工程において、ワイヤ９の基端と矩形波部分を固定支持した状態は、ワイヤ保持工程の後であってワイヤ成形工程の前に解放し、ワイヤ成形工程を速やかに行わせる。このように、保持具戻し工程において、ワイヤの基端と矩形波部分を固定支持することにより、保持具が戻る際に直線状に引出されたワイヤ９が変形するような事態を回避することができ、その後のワイヤ保持工程において複数の保持具２３〜２６により直線状のワイヤ９を有効に保持させることが可能になる。
【００４２】
そして、先のワイヤ保持工程に戻り、図２の破線矢印で示すように、再びワイヤ９を保持した複数の保持具２３〜２６を同一平面内で同時に移動させて、そのワイヤ９を所定の形状に屈曲成形させる。このように、これらの工程を繰り返すことによりによりワイヤの引出し方向に連続する矩形波状の波形コイル１０を得ることができる。そして、コントローラ４６は、ワイヤ引出機２２を制御してワイヤ９を引出すときコンベア６３を制御して、得られた矩形波部分をワイヤ９の引出し方向に移動させる。これにより、既に成形された波形コイル１０が、その後に形成される波形コイル１０に押されて変形するような事態を防止することができる。そして、所望の長さの波形コイル１０が形成されると、図示しないカッタ装置を作動させてワイヤ９を切断し、コンベア６３を作動させて、そのコンベア６３上を移動させることにより所望の長さの波形コイル１０をコイル成形装置２０から搬出する。
【００４３】
従って、本発明のコイル成形装置及びコイル成形方法では、その成形時に波形コイル１０は、ワイヤ９の引出し方向に単位波形がずれるだけで、既に成形された波形コイル１０を振り回すようなことはない。このため、従来技術で問題となっていた振り回しにより生じる慣性力によって既に形成された波形コイルが変形するような事態を有効に防止することができる。この結果、成形されたコイル１０の変形を抑えつつ、その生産性を著しく高めることができる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態では、ワイヤ引出機２２におけるＸ軸方向伸縮アクチュエータが第１保持具２３を移動させるＸ軸方向伸縮アクチュエータ３３と共通する場合を示したが、ワイヤ引出機２２におけるアクチュエータと第１保持具２３におけるアクチュエータを別に設けても良く、その供給源側に位置する第１保持具２３及びその第１保持具２３を移動させるＸ軸方向伸縮アクチュエータ３３がワイヤ引出機２２を兼ねるようにしても良い。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、矩形波状の波形コイル１０を形成する４つの保持具２３〜２６が設けられる場合を示したが、保持具の数は４つに限らず、得ようとするコイルの形状により、５つでも、６つでも、７つ以上であっても良い。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、複数の保持具２３〜２６をＸ軸及びＹ軸からなる同一平面内で同時に移動させる場合を説明したが、複数の保持具２３〜２６は同一平面内に限らずに、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に同時に移動させるようにしても良い。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、台板上にワイヤ９を直線状に引出し、複数の保持具２３〜２６の下部に形成された凹溝２３ａ〜２６ａにそのワイヤ９を収容させることによりそのワイヤ９を保持する場合を説明したが、ワイヤ９を空間に直線状に引出しても良く、そのワイヤを保持する凹溝２３ａ〜２６ａを保持具２３〜２６の上部に形成しても良い。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、曲げ部材５１ａを回転させて凹溝２３ａの端部から突出するワイヤ９を直接折曲げるように構成された折曲機５１を説明したが、図１３及び図１４に詳しく示すように、ワイヤ９を折曲げる際の中心となるローラ２３ｂを保持具２３に設けるようにしても良い。このローラ２３ｂは曲げ部材５１ａの回転中心に位置し、図１３に示すように、凹溝２３ａの端部から突出するワイヤ９をそのローラ２３ｂと曲げ部材５１ａが両側から挟むように構成される。そして、コントローラ４６からの指令により回転アクチュエータ５１ｂが駆動すると曲げ部材５１ａが図１４の実線矢印で示すように移動し、凹溝２３ａの端部から突出するワイヤ９をローラ２３ｂの外周に沿って折曲げるように構成される。このようなローラ２３ｂを備えれば、波形コイル１０におけるそれぞれの屈折部１６〜１９をローラ２３ｂの外周に相当する所望の曲率半径にすることができ、所望の曲率半径からなる屈折部１６〜１９を有する波形コイル１０を得ることができる。
【００４９】
また、上述した実施の形態では、Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ４２により昇降可能な昇降板４１の下面に第１〜第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエ−タ３３，３６を取付けた保持具移動手段３１を説明したが、この昇降板４１は必ずしも用いることを必要としない。図１５に昇降板４１を設いない保持具移動手段９１を示す。この保持具移動手段９１は、第１保持具２３をＸ軸方向に移動させる第１Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ９２と、第２及び第３保持具２４，２５をＸ軸方向に移動させる図示しない第２Ｘ軸方向伸縮アクチュエータと、第４保持具２６をＸ軸方向に移動させる第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ９４とを備え、これら第１〜第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ９２〜９４はテーブル９６上に設けられる。台板２８はテーブル９６上に支柱９７を介してＸ軸方向に延びて水平に支持され、図では第１及び第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ９２，９４が台板２８の手前側に配置され、図示しない第２Ｘ軸方向伸縮アクチュエ−タは台板２８の向こう側に配置される場合を示す。
【００５０】
第１〜第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエ−タ９２〜９４にはＺ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０１〜１０３がそれぞれ搭載され、第１〜第３Ｘ軸方向伸縮アクチュエ−タ９２〜９４はこのＺ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０１〜１０３をＸ軸方向にそれぞれ移動可能に構成される。またこの第１〜第３Ｚ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０１〜１０３にはＹ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０６〜１０８がそれぞれ搭載され、第１〜第３Ｚ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０１〜１０３はこのＹ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０６〜１０８をＺ軸方向にそれぞれ昇降可能に構成される。そして、第１Ｙ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０６に引出機２２における把持具２２ａ及び第１保持具２３が第１治具台１１１を介して搭載され、第２Ｙ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０７に第２及び第３保持具２４，２５が第２治具台１１２を介して搭載され、第３Ｙ軸方向伸縮アクチュエ−タ１０８に第４保持具２６が第３治具台１１３を介して搭載される。このように、第１〜第４保持具２３〜２６をそれぞれ別に設けられたＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ９２〜９４，１０１〜１０３，１０６〜１０８によりそれぞれ移動可能に構成し、それらにより複数の保持具２３〜２６を同時に移動可能にしても良い。
【００５１】
また、上述した実施の形態では、エアシリンダからなる一対の開閉アクチュエータ６１ａと、それが伸張作動することによりワイヤ９を把持する一対のチャック６１ｂを台板２８に設けた第１支持機６１を説明したが、図１５に示すように、チャックをエア圧により又は電動によりチャックが開閉するエア圧又は電動式チャックを第１支持機１２１として用いても良い。図１５では、エア圧式チャックからなる第１支持機１２１をテーブル９６に設けた例を示す。ここで、図１５における符号１２２は、そのテーブル９６に昇降可能に設けられたエア圧式ニッパーであって、所望の長さの波形コイル１０が形成された後にコントローラ４６の指令により上昇し、ワイヤ９を第１支持機１２１の近傍で切断可能に構成されたものである。このようなワイヤカッタ装置としてのエア圧式ニッパー１２２を備えれば、ワイヤ９の切断をも自動化させることができる。
【００５２】
更に、上述した実施の形態では、一対のチャック部材６２ａがそれぞれ支点を中心に回勳して開閉するように構成された第２支持機６２を説明したが、図１５に示すように、第２支持機１３１は、テーブル９６に設けられた第４Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ１３１ａと、その第４Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ１３１ａにより昇降する押さえ部材１３１ｂを備えるものであっても良い。このような第２支持機１３１であっても、第４Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ１３１ａにより押さえ部材１３１ｂを破線矢印で示すように下降させ、これによりワイヤ９を屈曲成形されて得られた矩形波部分をその台板２８と共に挟んで固定支持することができ、第４Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ１３１ａにより押さえ部材１３１ｂを実線矢印で示すように上昇させることにより押さえ部材１３１ｂは台板２８から離間し、その間に挟まれていたコイル１０の矩形波部分を移動可能に解放することができる。
【符号の説明】
【００５３】
９  ワイヤ
１０  波形コイル
２１  供給源
２２  ワイヤ引出機
２３〜２６  保持具
３１，９１  保持具移動手段
４６  コントローラ
５１  折曲機
６１，１２１  第１支持機
６２，１３１  第２支持機
６３  コンベア
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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