(57)【要約】【課題】両端における外径の拡大を抑制し、巻線に係る時間を短縮させ、巻回される線材を隣接する線材に密着させる。【解決手段】巻線装置１０は、円柱状を成す巻治具１２と、巻治具の中心軸Ｃを中心として巻治具を回転させる治具回転手段１３と、巻治具の軸方向の両側に離間して配置され巻治具と同方向に回転する一対の案内片６１，６１と、一対の案内片を頂点とする三角波となるように線材１１を巻治具の周囲に供給する線材供給手段７０とを備える。線材供給手段が、巻治具の中心軸に直交する直交軸Ｄ又は直交軸に平行な平行軸を中心に回転する回転体７１と、回転体の周囲に設けられ線材１１を供給するノズル７２と、回転体を正逆回転させる正逆回転手段７３とを備え、正逆回転手段は、一対の案内片が一回転する毎に回転体を正転及び逆転させて直交軸又は平行軸を中心としてノズルを一回揺動させるように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状を成す巻治具(12)と、前記巻治具(12)の中心軸(C)を中心として前記巻治具(12)を回転させる治具回転手段(13)と、前記巻治具(12)の軸方向の両側に離間して配置され前記巻治具(12)と同方向に回転する一対の案内片(61,61)と、前記一対の案内片(61,61)を頂点とする三角波となるように線材(11)を前記巻治具(12)の周囲に供給する線材供給手段(70)とを備えた巻線装置において、
前記線材供給手段(70)が、前記巻治具(12)の中心軸(C)に直交する直交軸(D)又は前記直交軸(D)に平行な平行軸を中心に回転する回転体(71)と、前記回転体(71)の周囲に設けられ前記線材(11)を供給するノズル(72)と、前記回転体(71)を正逆回転させる正逆回転手段(73)とを備え、
前記正逆回転手段(73)は、前記一対の案内片(61,61)が一回転する毎に前記回転体(71)を正転及び逆転させて前記直交軸(D)又は前記平行軸を中心として前記ノズル(72)を一回揺動させるように構成された
ことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
巻治具(12)の先端を支持する支治具(32)と、前記支持具(32)を前記巻治具(12)と共に回転させる支持具回転手段(33)とを更に備える請求項１記載の巻線装置。
【請求項３】
巻治具(12)が先端に設けられた支持ロッド(14)と支持具(32)の双方に前記巻治具(12)に巻回された線材(11)の端部が係止する係止手段(60)が設けられた請求項２記載の巻線装置。
【請求項４】
巻治具(12)と、前記巻治具(12)の軸方向の両側に離間して配置された一対の案内片(61,61)を同方向に回転させ、ノズル(72)から繰り出される線材(11)を前記一対の案内片(61,61)を頂点とする三角波となるように前記巻治具(12)の周囲に巻回する巻線方法において、
前記一対の案内片(61,61)が一回転する毎に、前記巻治具(12)の中心軸(C)に直交する直交軸(D)又は前記直交軸(D)に平行な平行軸を中心に、前記ノズル(72)を一回揺動させることを特徴とする巻線方法。
【請求項５】
巻治具(12)の先端を支治具(32)により支持させる請求項４記載の巻線方法。
【請求項６】
巻治具(12)が先端に設けられた支持ロッド(14)と支持具(32)の双方に設けられた係止手段(60)に前記巻治具(12)に巻回された線材(11)の端部を係止させる請求項５記載の巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアレスモータに使用するカップ型コイルを主に製造する巻線装置及び巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コアレスモータにはカップ型コイルが用いられており、カップ型コイルは従来から公知の専用自動巻線機により製造されている。この自動巻線機は、コイル素材である線材を巻き取る巻治具と、巻治具に向けて線材を繰り出しながら巻治具の軸方向に往復動するノズルと、巻治具の軸方向の両側に離間して配置された一対の案内片を有するとしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この自動巻線機では、ノズルを巻治具の軸方向に往復させながら線材を繰り出し、この線材の繰り出しに応じて巻治具および案内片を同方向に回転させて、線材を巻治具上に巻き取る構成となっている。そして、巻治具の周囲に供給された線材は一対の案内片により、その巻治具の周囲において案内片を頂点とする三角波になるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１０００４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ノズルを巻治具の軸方向に直線的に往復させながら線材を繰り出し、巻治具の周囲において線材を三角波状にする上記従来の巻線装置では、案内片において線材は直ちに折り返されることに成り、その折り返される線材が膨らんで得られたカップ型コイルの両端における外径が拡大する不具合があった。
【０００６】
また、ノズルを巻治具の軸方向に直線的に往復させる装置は、ノズルの他に、ノズルを保持する保持具や、その保持具を往復移動させるレールや、移動機構を必要とし、直線的に往復移動するノズル周囲の部材の質量が増加して、その慣性力の増加によりノズルを素早く往復移動させることが困難となり、その往復移動を素早く行って、巻線に係る時間を短縮させるには限界が生じる不具合もあった。
【０００７】
更に、先に形成された三角波状の線材に隣接して新たな三角波状の線材を巻治具に巻回しようとすると、一対の案内片の回転速度と巻治具の回転速度を違え、例えば、巻治具が１回転する毎に一対の案内片を線材の太さ分だけ進角させる必要が生じる。
【０００８】
しかし、図１３に示す様に、一対の案内片２，２を線材３の太さ分だけ進角させつつ、ノズル５を巻治具４の軸方向に直線的に往復させながら線材３を三角波にしても、ノズル５は一対の案内片２，２の外側にまで移動する必要があることから、先に形成された三角波に隣接してノズル５が移動するとは限らない。
【０００９】
このため、ノズル５を巻治具４の軸方向に往復移動させながら線材３を繰り出す従来の巻線機では、先の形成された三角波との間に隙間が生じ、巻治具４に巻回される線材３を隣接する線材に密着させる、いわゆる整列巻が比較的困難となる不具合がある。
【００１０】
本発明の目的は、両端における外径の拡大が抑制されたカップ型コイルを得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、巻線に係る時間を短縮させ得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に別の目的は、巻治具に巻回される線材を隣接する線材に密着させ得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、円柱状を成し中心軸を中心として回転して線材を周囲に巻回する巻治具と、巻治具の軸方向の両側に離間して配置され巻治具と同方向に回転する一対の案内片と、案内片を頂点とする三角波となるように線材を巻治具の周囲に供給する線材供給手段とを備えた巻線装置の改良である。
【００１４】
その特徴ある点は、線材供給手段が、巻治具の中心軸に直交する直交軸又はその直交軸に平行な平行軸を中心に回転する回転体と、回転体の周囲に設けられ線材を供給するノズルと、回転体を正逆回転させる正逆回転手段とを備え、正逆回転手段は、一対の案内片が一回転する毎に回転体を正転及び逆転させて直交軸又は平行軸を中心としてノズルを一回揺動させるように構成されたところにある。
【００１５】
また、別の本発明は、巻治具と、その巻治具の軸方向の両側に離間して配置された一対の案内片を同方向に回転させ、ノズルから繰り出される線材を一対の案内片を頂点とする三角波となるように巻治具の周囲に巻回する巻線方法の改良である。
【００１６】
その特徴ある点は、一対の案内片が一回転する毎に、巻治具の中心軸に直交する直交軸又はその直交軸に平行な平行軸を中心に、ノズルを一回揺動させるところにある。
【００１７】
そして、巻線装置が巻治具の先端を支持する支治具と、その支持具を巻治具と共に回転させる支持具回転手段とを備える場合、その巻線方法において、巻治具の先端を支治具により支持させることが好ましい。
【００１８】
また、巻治具が先端に設けられた支持ロッドと支持具の双方に巻治具に巻回された線材の端部が係止する係止手段をそれぞれ設け、その係止手段に巻治具に巻回された線材の端部を係止させることもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の巻線装置及び巻線方法では、ノズルを揺動させながら線材を繰り出すので、一方の案内片に掛け回された線材は、ノズルと共に巻治具の回転方向前方又は後方に繰り出された後に他の案内片側に導かれ、他の案内片側にノズルが達した段階で、その線材は一方の案内片において初めて折り返されることに成る。
【００２０】
このように、案内片に掛け回された線材を巻治具の回転方向前方又は後方に一旦導いた後に他の案内片側に導いて線材を折り返すと、その折り返される線材の膨らみは巻治具の回転方向に向かう。
【００２１】
このため、ノズルを巻治具の軸方向に往復移動させて、案内片において線材を巻治具の半径方向外側に向けて直ちに折り返す従来に比較して、折り返される線材の巻治具の半径方向外側への膨らみを少なくすることができる。よって、本発明では、両端における外径の拡大が抑制されたコイルを得ることが可能となる。
【００２２】
また、ノズルを揺動させる本発明では、ノズルを往復移動させる従来のものに比較して、ノズル周囲の慣性モーメントを小さくすることができるので、ノズルの揺動を比較的素早く行うことが可能となる。よって、本発明では、従来のものに比較して、巻線に係る時間を短縮させることが可能となる。
【００２３】
更に、巻治具及び案内片を回転させ、ノズルを揺動させながら線材を繰り出す本発明では、ノズルから新たに繰り出される線材を一方の案内片に掛け回した後に、その線材は巻治具の回転方向前方又は後方に案内され、他の案内片側にノズルが達した段階で、その先に巻回された線材に隣接して密着することになる。よって、本発明では、巻治具に巻回される線材を隣接する線材に密着させる、いわゆる整列巻が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明実施形態の巻線装置の上面図である。
【図２】その巻線装置の正面図である。
【図３】その巻線装置の線材供給手段を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】その線材供給手段の構造を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】その一対の案内片を巻治具から離間させた状態を示す上面図である。
【図６】その巻初めを示す図である。
【図７】その巻初めから案内片が４分の１回転した状態を示す図６に対応する図である。
【図８】その巻初めから案内片が２分の１回転した状態を示す図６に対応する図である。
【図９】その巻初めから案内片が４分の３回転した状態を示す図６に対応する図である。
【図１０】その巻治具に線材が複数回巻回された状態を示す斜視図である。
【図１１】その三角波状の線材とノズルの動きとの関係を示す巻治具の展開図である。
【図１２】その巻治具に線材が巻回されてカップ型コイルが得られた状態を示す斜視図である。
【図１３】従来の巻線機における三角波状の線材とノズルの動きとの関係を示す巻治具の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
本発明の巻線装置を図１及び図２に示す。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巻線装置１０について説明する。
【００２７】
本発明の巻線装置１０は、円柱状を成し中心軸を中心として回転して線材１１を周囲に巻回する巻治具１２を備える。即ち、本発明の巻線装置１０は、円柱状を成す巻治具１２と、その巻治具１２の中心軸を中心としてその巻治具１２を回転させる治具回転手段１３とを備える。
【００２８】
この治具回転手段１３は、巻治具１２が先端に同軸に設けられた円柱状を成す支持ロッド１４と、この支持ロッド１４を回転させるサーボモータ１６と、このサーボモータ１６が搭載された可動台１７とを備えるものとし、可動台１７には一対の支持壁１８，１８が立設される。一対の支持壁１８，１８には、中空の外ロッド１９が回転可能に架設され、支持ロッド１４は外ロッド１９に貫通して同軸に回転可能に設けられる。
【００２９】
サーボモータ１６はその回転軸１６ａが支持ロッド１４と同軸になるように可動台１７にアクチュエータ２１を介して取付けられ、回転軸１６ａと支持ロッド１４は継ぎ手２０を介して連結される。そして、支持ロッド１４の先端に同軸に設けられた円柱状の巻治具１２は、サーボモータ１６が駆動して支持ロッド１４が回転することにより、同時にその中心軸を中心として回転するように構成される。
【００３０】
サーボモータ１６と可動台１７との間に設けられたアクチュエータ２１は、回転軸１６ａの軸方向に延びて可動台１７に取付けられた細長い箱形ハウジング２１ｄと、そのハウジング２１ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボサーボモータ２１ａによって回動駆動されるボールネジ２１ｂと、このボールネジ２１ｂに螺合して平行移動する従動子２１ｃ等によって構成され、この従動子２１ｃにサーボモータ１６が取付けられる。
【００３１】
よって、このアクチュエータ２１は、そのサーボモータ２１ａが駆動することにより回転するボールネジ２１ｂにより従動子２１ｃが巻治具１２を回転させるサーボモータ１６とともに移動するように構成される。そして、サーボモータ１６が移動すると、その回転軸１６ａに継ぎ手２０を介して連結された支持ロッド１４が巻治具１２とともに、巻治具１２の軸方向に移動するように構成される。
【００３２】
図１及び図２に示す様に、この巻線装置１０は、巻治具１２の先端を支持する支持具３２と、その支持具３２を巻治具１２と共に回転させる支持具回転手段３３が設けられる。支持具３２は、支持ロッド１４と同様の断面円形を成す円柱状部材であって、その支持具３２を回転させる支持具回転手段３３は、巻治具１２の中心をＹ軸方向に通過する仮想線を対称線として、支持ロッド１４を回転させる治具回転手段１３と対称構造を成して構成される。
【００３３】
このように、支持具回転手段３３は治具回転手段１３と対称構造を成して構成されるので、治具回転手段１３を構成する部材の符号に「２０」を加えて、支持具回転手段３３を構成する部材の符号とし、この支持具回転手段３３における詳細な説明を省略する。
【００３４】
そして、支持具回転手段３３におけるアクチュエータ４１は、そのサーボモータ４１ａが駆動することにより、支持具３２を回転させるサーボモータ３６を移動させ、それとともに移動する支持具３２を巻治具１２の先端に当接させて支持させ、又は巻治具１２の先端に当接させた支持具３２を巻治具１２から離間させて、巻治具１２の支持を解除させるように構成される。
【００３５】
また、巻治具１２の先端に当接させた支持具３２は、巻治具１２のぶれを防止することになるけれども、その状態で支持具回転手段３３におけるサーボモータ３６が駆動してその回転軸３６ａが回転することにより、支持具３２は、巻治具１２と同期して、その巻治具１２と同方向に同一の速度で回転するように構成される。
【００３６】
また、巻治具１２が先端に設けられた支持ロッド１４と支持具３２の双方には、巻治具１２に巻回された線材１１の端部が係止する係止手段である絡げピン６０が、その巻治具１２の近傍においてそれぞれ設けられる。この絡げピン６０は、カップ型コイル９（図１２）を構成する複数のコイル９ａの数だけ、支持ロッド１４と支持具３２の双方に、その周方向に等角度に設けられる。
【００３７】
図１２に示す様に、この実施の形態では、三つのコイル９ａによりカップ型コイル９が構成されるものであるので、支持ロッド１４と支持具３２の双方に、絡げピン６０は周方向に１２０度毎に設けられる場合を示す。この絡げピン６０は、線材１１が実際絡げられるものと、その線材１１を巻治具１２に案内するためのものの二種類が、支持ロッド１４と支持具３２の双方に、軸方向に並んで設けられる場合を示す。
【００３８】
即ち、支持ロッド１４と支持具３２の双方には、巻治具１２の近傍において絡げピン６０が軸方向に並んで二列になって、周方向に１２０度毎に設けられ、計６本の絡げピン６０が支持ロッド１４と支持具３２の双方にそれぞれ設けられるものとする。
【００３９】
図１及び図２に戻って、この巻線装置１０は、巻治具１２の軸方向の両側に離間して配置されて巻治具１２と同方向に回転する一対の案内片６１，６１を備える。即ち、本発明の巻線装置１０は、巻治具１２の両側に配置された一対の案内片６１，６１と、その巻治具１２の中心軸を中心としてその一対の案内片６１，６１を回転させる片回転手段６２を備える。
【００４０】
この実施の形態における片回転手段６２は、一対の案内片６１，６１を別々に回転させる様に一対設けられるものとし、両者は巻治具１２を中心として対称構造を成すように、治具回転手段１３の可動台１７と支持具回転手段３３の可動台３７に別々に設けられるものとする。このように両者は同一構造であるので、治具回転手段１３の可動台１７に設けられた一方の片回転手段６２を代表して説明する。
【００４１】
この片回転手段６２は、一対の支持壁１８，１８に回転可能に架設された外ロッド１９の巻治具１２側端部に巻治具１２と同軸に設けられた円板６３と、この円板６３に基端が枢支されて巻治具１２に沿うように設けられた保持具６４と、この円板６３及び保持具６４とともに外ロッド１９を回転させるサーボモータ６６とを備え、保持具６４の先端に案内片６１が設けられる。
【００４２】
外ロッド１９を回転させるサーボモータ６６は一対の支持壁１８，１８の間の可動台１７に設けられ、そのサーボモータ６６における回転軸６６ａには第１プーリ６７ａが設けられる。その第１プーリ６７ａに対向して外ロッド１９には第２プーリ６７ｂが設けられ、その第１プーリと６７ａと第２プーリ６７ｂの間にベルト６７ｃが架設される。従って、サーボモータ６６が駆動すると外ロッド１９が回転し、その外ロッド１９に設けられた円板６３及び保持具６４も回転するように構成される。
【００４３】
保持具６４の先端には取付部６４ａが設けられ、この取付部６４ａに案内片６１の基端が設けられる。この案内片６１はピン又はへら状を成し、円柱状巻治具１２の外周に接線方向に延びて、その先端が巻治具１２の外周に接触可能に設けられる（図６〜図９）。この実施の形態では、案内片６１の先端を巻治具１２の回転方向後方に向けて、その案内片６１の先端を巻治具１２の外周に接触させる場合を示す。
【００４４】
なお、治具回転手段１３に設けられた片回転手段６２における保持具６４の先端は支持具回転手段３３側に間まで延びて設けられ、支持具回転手段３３に設けられた片回転手段６２における保持具６４の先端は治具回転手段１３側に間まで延びて設けられる。そして、巻治具１２の治具回転手段１３側の案内片６１は、支持具回転手段３３に設けられた片回転手段６２における保持具６４の先端に設けられ、巻治具１２の支持具回転手段３３側の案内片６１は、治具回転手段１３に設けられた片回転手段６２における保持具６４の先端に設けられる。
【００４５】
図１及び図５に示すように、治具回転手段１３及び支持具回転手段３３には、案内片６１の先端を円柱状巻治具１２の外周に接触させるように付勢する弾性体６８と、その弾性体６８の付勢力に抗して案内片６１の先端を円柱状巻治具１２の外周から離間させる離間手段６９とがそれぞれ備えられる。これらは治具回転手段１３及び支持具回転手段３３において、いずれも同一構造であるので、治具回転手段１３におけるものを代表して説明する。
【００４６】
案内片６１が先端に設けられた保持具６４の基端は折り曲げられて円板６３の回転半径方向外側に向かって伸びる操作片６４ｂが形成される。保持具６４の基端が枢支された円板６３と操作片６４ｂの間には弾性体であるコイルスプリング６８が介装され、円板６３と操作片６４ｂの間の間隔を拡大しようとするコイルスプリング６８の付勢力により、保持具６４の先端は巻治具１２側に傾動しようとする付勢力が生じ、その先端に設けられた案内片６１を巻治具１２の周囲に接触させるように構成される（図１）。
【００４７】
一方、操作片６４ｂの先端にはローラ６４ｃが枢支され、このローラ６４ｃを円板６３と共に挟むような操作板６９ａが、円板６３と平行にして支持ロッド１４に嵌入される。ローラ６４ｃはこの操作板６９ａに周方向に転動可能に枢支され、この操作板６９ａを巻治具１２の軸方向に移動させるアクチュエータ６９ｂが可動台１７に設けられる。
【００４８】
これらは離間手段６９を構成するものであって、図におけるアクチュエータ６９ｂは流体の給排によりロッド６９ｂａを本端部６９ｂｂから突出させ又はそのロッド６９ｂａを本体部６９ｂｂに没入させる流体圧シリンダが用いられ、そのロッド６９ｂａが巻治具１２の軸方向に平行になるように本端部６９ｂｂが可動台１７に取付けられ、そのロッド６９ｂａの突出端に操作板６９ａが取付けられるものとする。
【００４９】
このような離間手段６９では、ロッド６９ｂａを本体部６９ｂｂに没入させて、操作板６９ａを円板６３側に移動させると、その操作板６９ａに操作片６４ｂの先端に設けられたローラ６４ｃが当接する。そして、更に操作板６９ａを移動させると、図５に示すように、その弾性体６８の付勢力に抗してローラ６４ｃが操作板６９ａと共に円板６３方向に移動し、ローラ６４ｃが先端に設けられた操作片６４ｂは先端が円板６３側に移動する様に回転する。すると、その操作片６４ｂが基端に設けられた保持具６４も基端を中心として回転し、保持具６４の先端に設けられた案内片６１の先端を円柱状巻治具１２の外周から離間させるように構成される。
【００５０】
図２に示す様に、治具回転手段１３と一方の片回転手段６２が設けられた可動台１７は、この可動台１７を支持ロッド１４の軸方向に移動させる別のアクチュエータ２２を介して基台１０ａに取付けられる。この別のアクチュエータ２２の細長い箱形ハウジング２２ｄは、支持ロッド１４の軸方向に延びて基台１０ａに取付けられ、その従動子２２ｃに可動台１７が取付けられる。
【００５１】
また、支持具回転手段３３と他方の片回転手段６２が設けられた可動台３７にあっても、その支持具３２が巻治具１２に対向してそれと同軸になるように、その可動台３７が別のアクチュエータ４２を介して基台１０ａに取付けられる。
【００５２】
基台１０ａに設けられて従動子２２ｃ，４２ｃが可動台１７，３７に設けられたそれぞれのアクチュエータ２２，４２は、それらのサーボモータ２２ａ，４２ａを駆動してそれらの従動子２２ｃ，４２ｃを可動台１７，３７と共に移動させることにより、一対の片回転手段６２，６２をそれぞれ離間させ、又は互いに接近させるように構成される。
【００５３】
そして、一対の片回転手段６２，６２を互いに接近させると、それらが別々に支持する案内片６１，６１の巻治具１２の軸方向における間隔が広がり、一対の片回転手段６２，６２を互いに離間させると、それらが別々に支持する案内片６１，６１の巻治具１２の軸方向における間隔が縮まることに成る。このため、基台１０ａに設けられたそれぞれのアクチュエータ２２，４２は、巻治具１２に線材１１を巻回したならば、案内片６１を頂点として得られる三角波の高さを可変可能に構成される。
【００５４】
図１及び図２に示す様に、この巻線装置１０は、線材１１を巻治具１２の周囲に供給する線材供給手段７０を備える。この実施の形態における線材１１は、断面が円形を成し、熱風又は溶剤により融着する絶縁被覆を有する自己融着線材１１（いわゆるセメントワイヤ）が使用される場合を例示する。
【００５５】
図３及び図４に詳しく示すように、この実施の形態における線材供給手段７０は、巻治具１２の中心軸Ｃに直交する直交軸Ｄ又はその直交軸に平行な平行軸を中心に回転する回転体７１と、回転体７１の周囲に設けられ線材１１を供給するノズル７２と、回転体７１を正逆回転させる正逆回転手段７３とを備える。
【００５６】
回転体７１は、巻治具１２の中心軸Ｃに直交する直交軸Ｄ又はその直交軸Ｄに平行な平行軸に回転軸を一致させて支持部７０ａに枢支されたシャフト部７１ａと、そのシャフト部７１ａの巻治具１２に臨む先端部にそのシャフト部７１ａと同軸に設けられた円板部７１ｂと、その円板部７１ｂの巻治具１２側に設けられた鳥居状の架橋部材７１ｃとを備える。
【００５７】
支持部７０ａは基台１０ａにおける上面と平行な移動板７０ｂに立設され、回転体７１におけるシャフト部７１ａの回転軸が巻治具１２の回転中心軸に直交する直交軸Ｄ又はその直交軸Ｄに平行な平行軸と平行になるようにそのシャフト部７１ａが支持部７０ａの支持孔に貫通され、ベアリング７０ｃを介して回転体７１はシャフト部７１ａの中心軸を回転軸として回転自在に支持される。
【００５８】
そのシャフト部７１ａの先端部に円板部７１ｂを介して設けられた架橋部材７１ｃには線材１１を通過させるノズル７２が回転軸に平行にかつ回転体７１の回転中心から偏倚して設けられる。回転体７１の大きさは、回転体７１が回転したときにノズル７２が描く円の直径が、得ようとするカップ型コイル９（図１２）の長さＬを超えるように作られる。
【００５９】
図４に示すように、シャフト部７１ａには、その中心軸にガイド筒７１ｄが貫通して固定される。このガイド筒７１ｄには、図示しない線材供給源からの線材１１が導入され、巻治具１２に臨む先端から繰り出されてノズル７２に向かうように構成される。そして、ガイド筒７１ｄの先端から繰り出された線材１１は、ノズル７２を通過して巻治具１２に供給可能に構成される。
【００６０】
正逆回転手段７３は、ノズル用サーボモータ７４とそれを制御する図示しないコントローラから成り、ノズル用サーボモータ７４は回転体７１に隣接して設けられる。即ち、シャフト部７１ａの基端には、シャフト部７１ａの中心軸に中心軸が一致する第一プーリ７６ａが取付けられ、その中心軸に平行な回転軸７４ａを有するノズル用サーボモータ７４が回転体７１に隣接して設けられる。このノズル用サーボモータ７４は移動板７０ｂに立設された取付板７０ｄに取付けられ、その回転軸７４ａに第二プーリ７６ｂが取付けられる。そして、第一プーリ７６ａと第二プーリ７６ｂの間にベルト７６ｃが掛け回される。
【００６１】
ノズル用サーボモータ７４には、図示しないコントローラの制御出力が接続され、そのコントローラからの指令によりノズル用サーボモータ７４が駆動してその回転軸７４ａが第二プーリ７６ｂとともに正転又は逆転すると、その回転はベルト７６ｃにより第一プーリ７６ａに伝達され、その第一プーリ７６ａが設けられた回転体７１が正転又は逆転し、回転体７１に設けられたノズル７２を揺動させるように構成される。
【００６２】
この線材供給手段７０としての回転体７１及びノズル用サーボモータ７４は、それらが設けられた移動板７０ｂとともにノズル７２を移動させるノズル移動手段８０を介して基台１０ａに取付けられる。図３に示すように、この実施の形態におけるノズル移動手段８０は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ８１〜８３の組み合わせにより構成される。
【００６３】
この実施の形態におけるこれらの伸縮アクチュエータ８１〜８３は、前述したアクチュエータ２１と同一構造のものであって、この実施の形態では、回転体７１が設けられた移動板７０ｂをＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ８１のハウジング８１ｄに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ８１とともにその移動板７０ｂをＺ軸方向に移動可能に、その従動子８１ｃがＬ形ブラケット８４を介してＺ軸方向伸縮アクチュエータ８３のハウジング８３ｄに取付けられる。また、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ８３の従動子８３ｃをＹ軸方向伸縮アクチュエータ８２の従動子８２ｃに取付け、そのＸ軸及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ８１，８３とともにその移動板７０ｂをＹ軸方向に移動可能に、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ８２のハウジング８２ｄが基台１０ａの側壁に取付けられる。
【００６４】
それらの各伸縮アクチュエータ８１〜８３におけるＸ軸サーボサーボモータ８１ａ、Ｙ軸サーボサーボモータ８２ａ、及びＺ軸サーボサーボモータ８３ａ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。そして、このノズル移動手段８０はコントローラからの指令により、各伸縮アクチュエータ８１〜８３が駆動して、移動板７０ｂとともに回転体７１の先端に設けられたノズル７２を基台１０ａに対して３軸方向に任意に移動可能に構成される。
【００６５】
図１に戻って、線材１１として自己融着線材（いわゆるセメントワイヤ）を使用するこの実施の形態では、巻治具１２に巻回された線材１１に熱風を吹き付けて線材１１を互いに接着させる熱風発生手段９１が基台１０ａに備えられる。
【００６６】
この実施の形態における熱風発生器９１は、その熱風吹き出し口９１ａが巻治具１２に臨むように基台１０ａ上に取付けられ、図示しないコントローラからの指令により、熱風をその吹き出し口９１ａから巻治具１２に向かって吹き出す様に構成される。
【００６７】
また、図２に示す様に、この巻線機１０には、ノズル７２から繰り出された線材１１を仮止めする仮止め具９２が設けられる。この実施の形態における仮止め具９２は、巻治具１２の下方に出没ロッド９３ａを上方にして設けられた流体圧シリンダ９３と、その出没ロッド９３ａの上端にノズル７２と平行に設けられた係止ピン９４とを有する。
【００６８】
そして、この仮止め具９２にあっては、ノズル７２から繰り出された線材１１を係止ピン９４に絡げることによりその線材１１を仮止めし、その状態で流体圧シリンダ９３の出没ロッド９３ａを本体部９３ｂから突出させ又は本体部９３ｂに没入させることにより線材１１が絡げられた係止ピン９４を移動させれば、その係止ピン９４から延びる線材１１をその途中で引き千切ることができるように構成される。
【００６９】
次に、このような巻線装置を用いた本発明の巻線方法を説明する。
【００７０】
本発明の巻線方法では、先ず、図４に示すように、線材１１を図示しない線材供給源から回転体７１におけるガイド筒７１ｄに通過させ、ガイド筒７１ｄの先端から繰り出された線材１１をノズル７２に通過させる。このようにノズル７２から繰り出された線材１１を、図２に示す仮止め具９２における係止ピン９４に絡げておく。
【００７１】
次に、従動子２２ｃ，４２ｃに可動台１７，３７が設けられたそれぞれのアクチュエータ２２，４２により、一対の片回転手段６２，６２をそれぞれ離間又は接近させ、それらが別々に支持する案内片６１，６１の巻治具１２の軸方向における間隔を変更させて、得ようとするカップ型コイル９の長さＬ（図１２）に等しくさせる。
【００７２】
そして、治具回転手段１３及び支持具回転手段３３におけるそれぞれ別のアクチュエータ２１，４１により、巻治具１２と支持具３２を互いに接近させ、支持具３２の先端を巻治具１２の先端に当接させる。
【００７３】
次に、治具回転手段１３又は支持具回転手段３３における支持ロッド１４又は支持具３２を回転させて、それらのいずれかに設けられた絡げピン６０をノズル７２に対向させる。
【００７４】
この実施の形態では、巻初めの線材１１を支持具３２に設けられた絡げピン６０に絡げ、巻終わりの線材１１を支持ロッド１４に設けられた絡げピン６０に絡げるものとして説明する。
【００７５】
このため、支持具回転手段３３における支持具３２に設けられた絡げピン６０をノズル７２に対向させ、ノズル移動手段８０によりそのノズル７２を支持具３２に設けられた絡げピン６０の周囲に周回させ、ノズル７２から繰り出される線材１１を巻初めの線材１１としてその絡げピン６０に絡げる。
【００７６】
この時、支持ロッド１４又は支持具３２の軸方向に並んで絡げピン６０を二列に設けたこの実施の形態では、二列に設けられた絡げピン６０の、巻治具１２から離れた側の絡げピン６０に線材１１を絡げるものとする。
【００７７】
そして、その後に、仮止め具９２における流体圧シリンダ９３の出没ロッド９３ａを本体部９３ｂに没入させて線材１１が絡げられた係止ピン９４を移動させ、それにより、その係止ピン９４から延びる線材１１を絡げピン６０の近傍において引き千切る。
【００７８】
次に巻線となるけれども、先ず、片回転手段６２により一対の案内片６１，６１を回転させるとともに、ノズル７２が設けられた回転体７１を移動板７０ｂとともに移動させて図６に示すスタート位置にする。
【００７９】
移動板７０ｂのスタート位置までの移動過程において、ノズル７２から繰り出される線材１１を巻治具１２の周囲に案内し、ノズル７２が設けられた回転体７１の回転中心を、一対の案内片６１，６１の中間であって、巻治具１２の回転中心に直交する直交軸Ｄに一致させ又はその直交軸Ｄに平行な平行軸に一致させる。
【００８０】
そして、ノズル用サーボモータ７４により回転体７１を回転させ、回転体７１に設けられたノズル７２を巻治具１２の軸方向の端部にまで揺動させ、そのノズル７２を支持ロッド１４側の案内片６１の外側に位置させる。
【００８１】
そして、巻治具１２の中心軸Ｃを中心として一対の案内片６１，６１をそれぞれ回転させて、支持ロッド１４側の案内片６１をノズル７２に対向させ、支持具３２側の案内片６１をノズル７２から遠ざける。それとともに、線材１１が絡げられた絡げピン６０がノズル７２から離れた位置になるように、その絡げピン６０が設けられた支持具３２を回転させる。
【００８２】
このようにして、図６に示すように、線材１１が絡げられた絡げピン６０からノズル７２に延びる線材１１が、支持具３２側の案内片６１から支持ロッド１４側の案内片６１にまで達するように、巻治具１２の周囲に斜めに半回転ほど掛け回す。この図６に示すような位置をスタート位置とする。
【００８３】
この様な図６に示すスタート位置から、巻治具１２と一対の案内片６１，６１とを巻治具１２の中心軸Ｃを回転中心として、図中に示す矢印方向に同時回転させながら、正逆回転手段７３によりノズル７２を揺動させる。ノズル７２の揺動はノズル用サーボモータ７４により行われ、巻治具１２の中心軸Ｃを回転中心として一対の案内片６１，６１が一回転したときに、ノズル７２が１回揺動する速度とされる。
【００８４】
このため、図７に示す様に、スタート位置から一対の案内片６１，６１と巻治具１２とが９０度回転すると、揺動するノズル７２はコイル長さの半分の位置まで移動し、線材１１が巻治具１２に４分の１周巻きつけられる。
【００８５】
一対の案内片６１，６１と巻治具１２とがそれから更に９０度回転し、それらがスタート位置から１８０度回転すると、図８に示すように一対の案内片６１，６１の左右位置および上下位置が入れ代わり、揺動するノズル７２は折り返し位置まで移動し、線材１１が巻治具１２に２分の１周巻きつけられる。
【００８６】
更に同方向に巻治具１２と一対の案内片６１，６１とを回転し続けると今度はノズル７２は逆方向に揺動を始め、線材１１が他方の案内片６１の外側に引っ掛かって折り返される。そして、図９に示す様に、スタート位置から一対の案内片６１，６１と巻治具１２が２７０度回転すると、線材１１は巻治具１２上に４分の３周巻きつけられる。
【００８７】
また、巻治具１２と一対の案内片６１，６１がスタート位置から３６０度回転すると、図６に示すスタート位置であってかつ揺動するノズル７２の折り返し点に戻る。そして、２回目にスタート位置に戻ってきた線材１１は、案内片６１において折り返され、その後もそのまま前述と同じ動作が繰り返されることになる。
【００８８】
このように、上記巻線動作が繰り返されると、巻治具１２の周囲に斜めに供給された線材１１は一対の案内片６１，６１により順次折り返され、その巻治具１２の周囲において案内片６１，６１を頂点とする三角波状に巻回されることになる。
【００８９】
しかし、巻治具１２と一対の案内片６１，６１の回転数や回転速度を完全に一致させると、２回目の折り返し時に、１回目の線材１１上に２回目の線材１１が重なって巻き取られる不具合が生じる。このため、１回目の線材１１を巻き取った後には、２回目の線材１１を巻治具１２の周方向にずらす必要がある。
【００９０】
この実施の形態では、案内片６１の先端を巻治具１２の回転方向後方に向けて巻治具１２の外周に接触させているので、１回目の線材１１を巻き取った後、２回目の線材１１が来た時には、線材１１の太さ分だけ一対の案内片６１，６１の回転に対して巻治具１２の回転を遅らせる。
【００９１】
即ち、図示しないコントローラは、一対の案内片６１，６１が１回転する毎に、巻き取る線材１１の線径分だけ巻治具１２を遅角させて、線材１１が重なって巻治具１２上に巻き取られることの無いように、一対の案内片６１，６１の回転に対して、巻治具１２の回転数及び回転速度を僅かに小さくするように制御する。なお、遅角の程度は、図示しないコントローラにより、線材１１の太さに合わせて設定することになる。
【００９２】
このように、巻治具１２が１回転する毎に、線材１１の太さに対応する角度分だけ一対の案内片６１，６１に対して巻治具１２の回転角度を遅角させつつ、更に巻治具１２と一対の案内片６１，６１を回転させる巻線作業を継続させる。
【００９３】
すると、図１０に示す様に、先に巻回された線材１１に隣接して新たに線材１１が巻治具１２の周囲に巻回されることになり、この巻線作業の継続により、巻治具１２の周囲に斜めに供給された線材１１は一対の案内片６１，６１により順次折り返され、その巻治具１２の周囲において案内片６１，６１を頂点として互いに隣接する三角波状の線材１１の集合から成るコイル９ａが形成される。
【００９４】
ここで、一対の案内片６１，６１により順次折り返された線材１１は、一対の案内片６１，６１の回転に対して遅角する巻治具１２とともに、巻治具１２の回転方向後方に順次移動して、一対の案内片６１，６１の先端縁から抜け出すことになる。
【００９５】
このように巻治具１２の周囲において線材１１を三角波状に巻回する巻線装置１０であって、本発明の巻線装置１０では、図１１に示す様に、ノズル７２を矢印で示す様に揺動させながら線材１１を繰り出すので、案内片６１，６１に掛け回された線材１１は、実線矢印で示す巻治具１２の回転方向後方に繰り出された後に他の案内片６１，６１側に導かれ、他の案内片６１，６１側にノズル７２が達した段階で、その線材１１は初めて折り返されることに成る。
【００９６】
即ち、図１１（ａ）に示す様に、一方の案内片６１の外側にノズル７２があると、そのノズル７１から繰り出される線材１１は、先に巻回された線材１１に隣接することになる。その状態から巻治具１２と一対の案内片６１，６１を回転させつつノズル７２を揺動させると、図１１（ｂ）に示す様に、そのノズル７２からくり出された線材１１は先に巻回された線材１１を超えて巻治具１２の回転方向後方に案内される。
【００９７】
そして、図１１（ｃ）に示す様に、他の案内片６１側にノズル７２が達すると、その段階で、先に巻回された線材１１の手前に戻ってその先に巻回された線材１１に隣接しつつ巻治具１２の周囲に至る。このように、他の案内片６１側にノズル７２が達した段階で、その線材１１は一方の案内片６１において折り返され、その一方の案内片６１を頂点とする三角波状の線材１１となる。
【００９８】
このように、一方の案内片６１に掛け回された線材１１を巻治具１２の回転方向後方に一旦導いた後に他方の案内片６１側に導いて線材１１を折り返すと、その折り返される線材１１の膨らみは巻治具１２の回転方向に向かう。このため、ノズルを往復移動させて、案内片において線材を直ちに折り返す従来に比較して、折り返される線材１１の巻治具１２の半径方向に外側への膨らみを少なくすることができる。よって、本発明では、両端における外径の拡大が抑制されたコイルを得ることが可能となる。
【００９９】
また、案内片６１，６１が１回転する毎に巻治具１２を線材１１の太さ分だけ遅角させると、先に形成された三角波状の線材１１に隣接して新たな三角波状の線材１１が巻治具１２に巻回される。ここで、図１１に示す様に、ノズル７２を揺動させながら線材１１を繰り出す本発明では、ノズル７２から新たに繰り出される線材１１は、案内片６１，６１に掛け回された後に、先に巻回された線材１１を超えて巻治具１２の回転方向後方に案内され、その後に他の案内片６１，６１側にノズル７２が達した段階で、先に巻回された線材１１の手前に戻ってその先に巻回された線材１１に隣接しつつ巻治具１２の周囲に至る。
【０１００】
このため、後に形成される三角波状の線材１１と、先の形成された三角波状の線材１１との間に隙間を生じさせるようなことはない。よって、本発明は、巻治具１２に巻回される線材１１を隣接する線材１１に密着させる、いわゆる整列巻が容易となる。
【０１０１】
更に、ノズル７２が設けられた回転体７１は、その慣性モーメントを低減させることが可能なものである。従って、ノズル周囲の部材の質量が増加して、巻治具の軸方向にノズルを直線的に往復させる従来の装置に比較して、本発明のノズル７２の揺動は素早く行うことが可能となる。してみると、本発明では、巻線に係る時間を短縮させ得るものとなる。
【０１０２】
そして、巻治具１２の周囲において互いに隣接する三角波状の線材１１を密着させつつ巻線する際に、基台１０ａ上に取付けられた熱風発生器９１（図１）は、巻治具１２に臨む熱風吹き出し口９１ａから熱風を巻治具１２に向かって吹き出し、巻治具１２に隣接して巻回された線材１１を互いに接着し、その後に型が崩れることを防止する。
【０１０３】
上記巻線作業を繰り返して単一のコイル９ａを得た後には、図１２に示す様に、その巻終わりの線材１１を支持ロッド１４に設けられた絡げピン６０に絡げることになる。
【０１０４】
この巻終わりの線材１１の絡げにあっては、ノズル移動手段８０によりそのノズル７２を支持ロッド１４に設けられた絡げピン６０の周囲に周回させ、ノズル７２から繰り出される線材１１を巻終わりの線材１１としてその絡げピン６０に絡げる。
【０１０５】
この時、支持ロッド１４には軸方向に並んで絡げピン６０が二列設けられているので、二列に設けられた絡げピン６０の、巻治具１２近傍の絡げピン６０に線材１１を掛け回した後に、巻治具１２から離れた側の絡げピン６０に線材１１を絡げるものとする。
【０１０６】
その後に、ノズル移動手段８０によりそのノズル７２を図２に示す仮止め具９２における係止ピン９４の周囲に周回させ、ノズル７２から繰り出される線材１１を仮止め具９２における係止ピン９４に絡げる。そして、その後に、仮止め具９２における流体圧シリンダ９３の出没ロッド９３ａを本体部９３ｂに没入させて線材１１が絡げられた係止ピン９４を移動させ、それにより、その係止ピン９４から延びる線材１１を絡げピン６０の近傍において引き千切る。
【０１０７】
その後、一対の案内片６１，６１を巻治具１２の回転方向前方に回転させて、その巻治具１２に巻回された線材１１から一対の案内片６１，６１を抜き出し、その一対の案内片６１，６１を頂点とする三角波となるように巻線された線材１１を巻治具１２の周囲に残存させて、単一のコイル９ａの作成を終了させる。
【０１０８】
図１２に示す様に、三つのコイル９ａから成るカップ型コイル９を製造するこの実施の形態では、単一のコイル９ａを得るために行われる上記巻線作業を合計３回繰り返し、巻初めの線材１１と巻終わりの線材１１が軸方向の両側から導き出された三つのコイル９ａから成るカップ型コイル９を得る。
【０１０９】
ここで、先に単一のコイル９ａが得られている場合において、次の単一のコイル９ａを得るための巻線のスタートでは、先に得られた単一のコイル９ａから抜き出した一対の案内片６１，６１を再び回転させて図６に示すスタート位置にすることになる。
【０１１０】
けれども、先に単一のコイル９ａが得られた状態における一対の案内片６１，６１の回転にあっては、図５に示すように、離間手段６９によって案内片６１，６１の先端を円柱状巻治具１２の外周から離間させ、その状態で行うことが好ましい。
【０１１１】
このように、円柱状巻治具１２の外周から先端を離間させた状態で案内片６１，６１を回転させることにより、先に得られた単一のコイル９ａに回転する案内片６１，６１が接触して擦るような事態を回避することができる。
【０１１２】
そして、上記巻線作業を合計３回繰り返し、カップ型コイル９が得られた後には、絡げピン６０に絡げられた巻初めの線材１１及び巻終わりの線材１１を解き、巻治具１２と支持具３２をそれぞれ離間させ、その間から、巻治具１２の周囲に巻回された線材１１から成るカップ型コイル９を取り外して、一連の巻線作業を終了させる。
【０１１３】
なお、上述した実施の形態では、案内片６１の先端を巻治具１２の回転方向後方に向けて巻治具１２の外周に接触させ、一対の案内片６１，６１が１回転する毎に、巻き取る線材１１の線径分だけ巻治具１２を遅角させる場合を説明した。けれども、案内片６１の先端を巻治具１２の回転方向前方に向けて巻治具１２の外周に接触させ、一対の案内片６１，６１が１回転する毎に、巻き取る線材１１の線径分だけ巻治具１２を進角させるようにしても良い。
【０１１４】
また、上述した実施の形態では、線材１１の端部が係止する係止手段が絡げピン６０である場合を説明したが、係止手段は、線材１１の端部が係止しうる限り、絡げピン６０に限らず、他の形式のものであっても良い。
【０１１５】
更に、上述した実施の形態では、図６〜図１０において、巻治具１２の中心軸Ｃに直交する直交軸Ｄを中心に回転する回転体７１によりノズル７２を揺動させる場合を説明した。けれども、図示しないが、その直交軸Ｄに平行な平行軸を中心に回転体７１を回転させて、その平行軸を中心にノズル７２を揺動させるようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  巻線装置
１１  線材
１２  巻治具
１３  治具回転手段
３２  支治具
３３  支持具回転手段
６０  絡げピン（係止手段）
６１  案内片
７０  線材供給手段
７１  回転体
７２  ノズル
７３  正逆回転手段
Ｃ  巻治具の中心軸
Ｄ  直交軸
【図１】
2018181948.tif 000003
【図２】
2018181948.tif 000004
【図３】
2018181948.tif 000005
【図４】
2018181948.tif 000006
【図５】
2018181948.tif 000007
【図６】
2018181948.tif 000008
【図７】
2018181948.tif 000009
【図８】
2018181948.tif 000010
【図９】
2018181948.tif 000011
【図１０】
2018181948.tif 000012
【図１１】
2018181948.tif 000013
【図１２】
2018181948.tif 000014
【図１３】
2018181948.tif 000015