(57)【要約】【課題】第１矩形コイルを把持しながら第２矩形コイルを形成する場合にも、簡単な構成で、第１矩形コイルが傷付いたり、落下したりするのを抑える。【解決手段】第１矩形コイルと第２矩形コイルとを連続して形成可能な巻線装置である。チャック部５１とガイド支柱５３とを有し、チャック部５１とガイド支柱５３との間で第１矩形コイルを把持可能なワークチャック５０と、ワークチャック５０を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、第１矩形コイルを形成する場合には、形成中の第１矩形コイルが、チャック部５１とガイド支柱５３との間に収容されるように、ワークチャック５０を制御する一方、第２矩形コイルを形成する場合には、ワークチャック５０によって把持される第１矩形コイルと形成中の第２矩形コイルとの相対的な位置関係が維持されるように、ワークチャック５０を制御する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第１矩形コイルと、当該第１矩形コイルと繋がる平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第２矩形コイルと、を連続して形成可能な巻線装置であって、
拡縮可能なチャック部と、当該チャック部の周りに配置される下方に延びる複数のガイド支柱とを有し、当該チャック部を上記第１矩形コイルの内側で拡げることにより、当該チャック部と当該ガイド支柱との間で上記第１矩形コイルを把持可能なワークチャックと、
上記ワークチャックの移動および鉛直軸周りの回転を制御する制御装置と、を備え、
上記制御装置は、
上記第１矩形コイルを形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の当該第１矩形コイルが、上記チャック部と上記ガイド支柱との間に収容されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御する一方、
上記第２矩形コイルを形成する場合には、上記チャック部を拡げることにより上記ワークチャックで把持される形成完了後の上記第１矩形コイルと、形成中の当該第２矩形コイルとの相対的な位置関係が維持されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御することを特徴とする巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる２つの矩形コイルを連続して形成可能な巻線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げることにより、矩形コイルを形成する巻線装置が知られている。
【０００３】
かかる巻線装置では、矩形コイルを巻く速度を上げると、形成中の矩形コイルが慣性で大きく振動してしまい、その結果、矩形コイルの表面に傷が付いたり、出来上がった矩形コイルが変形して寸法精度が悪化したりする場合がある。
【０００４】
このような形成中の矩形コイルの振動を抑えるために、例えば特許文献１には、形成過程で、矩形コイルの上方に隙間を隔てて振れ止め板を配置するようにしたコイルの巻線装置が開示されている。
【０００５】
ところで、矩形コイルは単体で１つの巻線コイル（製品）を成すことが多いが、平角導線で繋がった２つの矩形コイルで１つの巻線コイルを成すこともあり、この場合には、第１矩形コイルを形成した後、連続して第２矩形コイルを形成する。
【０００６】
具体的には、例えば、振れ止め板と、先端に爪が設けられた拡縮可能なチャック部を有するワークチャックと、を備える巻線装置を用意し、上方に振れ止め板を配置して第１矩形コイルを巻き上げた後、振れ止め板をどけて、形成完了後の第１矩形コイルの内側にチャック部を挿入する。次いで、例えばバネの付勢力により、第１矩形コイルの内側に挿入したチャック部を拡げて、第１矩形コイルの下端に爪を引っ掛けることで、第１矩形コイルをワークチャックで把持する。そうして、第２矩形コイルの加工動作に合わせて、第１矩形コイルを把持したワークチャックを移動および回転させることで、第１矩形コイルとの相対的な位置関係を維持しながら第２矩形コイルを巻き上げて、第１矩形コイルと第２矩形コイルとが平角導線で繋がった巻線コイルを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１０６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した、振れ止め板とワークチャックとを備える巻線装置には、以下のような問題がある。
【０００９】
先ず、振れ止め板については、第１矩形コイルの加工（巻上げ）を高速で行うと、形成中の第１矩形コイルが慣性で大きく振動するため、第１矩形コイルの表面が振れ止め板で擦れて傷付いてしまうおそれがある。
【００１０】
そこで、第１矩形コイルの振動を抑えるべく、形成中の第１矩形コイルを振れ止め板で上から強く押さえ付けることが考えられるが、これでは設備に余分な負担をかけてしまうところ、設備強度を上げるべく材質変更等を行うと、ワークチャック等が重量化し、高速での加工動作が困難になるという問題がある。
【００１１】
次に、ワークチャックについては、第２矩形コイルの加工を高速で行うと、それに合わせて高速移動するワークチャックにより把持された第１矩形コイルが大きく揺れるため、第１矩形コイルがワークチャックから落ちてしまうおそれがある。
【００１２】
そこで、例えばチャック部を拡げるのに用いるバネの荷重を大きくして、第１矩形コイルをより強固に把持することが考えられるが、これでは、第１矩形コイルの内側にチャック部を挿入する際に、バネの付勢力に抗してチャック部を閉じるのに用いるアクチュエータ等の容量を大きくする必要が生じ、設備コストが増大するという問題がある。
【００１３】
また、チャック部の先端の爪を大きくして、第１矩形コイルの下端への掛かり代を大きくすることも考えられるが、これでは、第１矩形コイルの内周面とチャック部とのクリアランスが小さくなり、第１矩形コイルの内側にチャック部を挿入する際に、爪と干渉することで第１矩形コイルを傷付けてしまうという問題がある。
【００１４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、巻線装置において、第１矩形コイルを把持しながら第２矩形コイルを形成する場合にも、簡単な構成で、第１矩形コイルが傷付いたり、落下したりするのを抑える技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明に係る巻線装置では、振れ止め板を排して、ワークチャックのチャック部とその外側に設けられた支柱との間に、螺旋状に積み上げられる形成中の第１矩形コイルを収容するようにしている。
【００１６】
具体的には、本発明は、平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第１矩形コイルと、当該第１矩形コイルと繋がる平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第２矩形コイルと、を連続して形成可能な巻線装置を対象としている。
【００１７】
そして、この巻線装置は、拡縮可能なチャック部と、当該チャック部の周りに配置される下方に延びる複数のガイド支柱とを有し、当該チャック部を上記第１矩形コイルの内側で拡げることにより、当該チャック部と当該ガイド支柱との間で上記第１矩形コイルを把持可能なワークチャックと、上記ワークチャックの移動および鉛直軸周りの回転を制御する制御装置と、を備え、上記制御装置は、上記第１矩形コイルを形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の当該第１矩形コイルが、上記チャック部と上記ガイド支柱との間に収容されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御する一方、上記第２矩形コイルを形成する場合には、上記チャック部を拡げることにより上記ワークチャックで把持される形成完了後の上記第１矩形コイルと、形成中の当該第２矩形コイルとの相対的な位置関係が維持されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御することを特徴とするものである。
【００１８】
この構成によれば、第１矩形コイルを形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の第１矩形コイルが、チャック部とガイド支柱との間に収容されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャックを制御することから、チャック部とガイド支柱との間に形成中の第１矩形コイルを順次収容することができる。このように、チャック部とガイド支柱とに間に形成中の第１矩形コイルが収容されることから、高速で加工動作を行った場合にも、形成中の第１矩形コイルが大きく振動するのを抑えることができる。したがって、本発明によれば、チャック部の周りにガイド支柱を配置するという簡単な構成で、第１矩形コイルの表面が傷付くのを確実に抑えることができる。
【００１９】
一方、第２矩形コイルを形成する場合には、チャック部とガイド支柱との間に形成完了後の第１矩形コイルが収容された状態でチャック部を拡げるだけで、チャック部とガイド支柱との間で第１矩形コイルを強固に把持することができる。これにより、第２矩形コイルの加工動作を高速で行う場合でも、ワークチャックで把持される第１矩形コイルが大きく揺れるのを抑えることができる。したがって、チャック部を拡げるのに用いるバネの荷重を大きくしたり、チャック部の先端の爪を大きくしたりしなくても、第１矩形コイルがワークチャックから落ちるのを抑えることができる。
【００２０】
また、ワークチャックで把持される形成完了後の第１矩形コイルと、形成中の第２矩形コイルとの相対的な位置関係が維持されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャックを制御することから、第２矩形コイルの形成中に、第１および第２矩形コイルが変形して寸法精度が悪化するのを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る巻線装置によれば、第１矩形コイルを把持しながら第２矩形コイルを形成する場合にも、簡単な構成で、第１矩形コイルが傷付いたり、落下したりするのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る巻線コイルの一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】巻線装置の一例を模式的に示す図である。
【図３】第２矩形コイルの形成作業を模式的に説明する斜視図である。
【図４】平角導線のエッジワイズ曲げ加工を模式的に説明する平面図である。
【図５】第１矩形コイルの形成過程を模式的に説明する図である。
【図６】第１矩形コイルの形成過程を模式的に説明する図である。
【図７】第１矩形コイルの形成完了後、第２矩形コイルの形成へ移行する過程を模式的に説明する図である。
【図８】第２矩形コイルの形成過程を模式的に説明する図である。
【図９】ワークチャックを模式的に示す斜視図である。
【図１０】チャック部およびガイド支柱と第１矩形コイルとの位置関係を模式的に示す図である。
【図１１】ワークチャックと第１矩形コイルとの関係を模式的に示す図である。
【図１２】第１動作軌跡を模式的に示す図である。
【図１３】第２動作軌跡を模式的に示す図である。
【図１４】巻線装置の動作フローを示す図であり、同図（ａ）は本発明の動作フローを示し、同図（ｂ）は従来の動作フローを示す。
【図１５】振れ止め板を用いた、従来の第１矩形コイルの形成過程を模式的に説明する図である。
【図１６】従来の第２矩形コイルの形成作業を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
−巻線コイル−
図１は、本実施形態に係る巻線コイル１０を模式的に示す斜視図である。巻線コイル１０は、図１に示すように、第１矩形コイル１１と、当該第１矩形コイル１１と平角導線１３で繋がった第２矩形コイル１２と、で構成されている。この巻線コイル１０は、第１矩形コイル１１の巻上げ完了後に、第２矩形コイル１２を連続して巻き上げることによって形成されるものである。第１矩形コイル１１は、２つの長辺１１ａと、２つの短辺１１ｂと、４つの角部１１ｃと、を有しており、第２矩形コイル１２は、２つの長辺１２ａと、２つの短辺１２ｂと、４つの角部１２ｃと、を有している。
【００２５】
−巻線装置の全体構成−
図２は、巻線装置１の一例を模式的に示す図であり、図３は、第２矩形コイル１２の形成作業を模式的に説明する斜視図である。巻線装置１は、平角導線１３の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第１矩形コイル１１と、第１矩形コイル１１と繋がる平角導線１３の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第２矩形コイル１２と、を連続して形成するように構成されている。この巻線装置１は、図２に示すように、平角導線１３をコイル巻きユニット３に送る材料供給ユニット２と、材料供給ユニット２によって送られた平角導線１３を巻き上げて第１および第２矩形コイル１１，１２を形成するコイル巻きユニット３と、図３に示すように、第２矩形コイル１２の形成中に、第２矩形コイル１２の周辺で第１矩形コイル１１を把持するコイル把持ユニット４と、を備えている。
【００２６】
〈材料供給ユニット〉
材料供給ユニット２は、線材送り部２１と、第１クランプ２２と、第２クランプ２３と、を備えている。線材送り部２１は、モータ等の駆動源（図示せず）によって回転される回転軸２１ａと、回転軸２１ａの上端に取り付けられた回転テーブル２１ｂと、を有している。第１クランプ２２は、図２の矢印Ｂで示すように昇降することで、回転テーブル２１ｂに対して平角導線１３を押し付けたり、回転テーブル２１ｂに対する平角導線１３の押し付けを解除したりする。第２クランプ２３は、上側クランプ部２３ａと、下側クランプ部２３ｂと、を有していて、図２の矢印Ｃで示すように上側クランプ部２３ａが昇降することで、下側クランプ部２３ｂとの間で平角導線１３を固定したり、平角導線１３の固定を解除したりする。
【００２７】
このように構成された材料供給ユニット２では、「平角導線１３の送出し」を行う場合には、上側クランプ部２３ａを上昇させた状態で、第１クランプ２２を下降させて、回転テーブル２１ｂに平角導線１３を押し付ける。これにより、回転テーブル２１ｂの回転力が直線的な推進力に変換されて、図２の矢印Ａで示すように、平角導線１３がコイル巻きユニット３側へ供給される。
【００２８】
これに対し、「平角導線１３の曲げ加工」を行う場合には、第１クランプ２２を上昇させて、回転テーブル２１ｂに対する平角導線１３の押し付けを解除することで、コイル巻きユニット３側への平角導線１３の供給を止める。このとき、上側クランプ部２３ａを下降させて、上側クランプ部２３ａと下側クランプ部２３ｂとの間で平角導線１３を固定することで、平角導線１３をエッジワイズ曲げ加工する際に、余分な平角導線１３がコイル巻きユニット３側へ引き込まれるのを防止する。
【００２９】
〈コイル巻きユニット〉
コイル巻きユニット３は、図２に示すように、コイル押え３１と、曲げコマ３２と、ステージ３３と、第１モータ３４と、第２モータ３５と、を備えている。コイル押え３１は、上端部に鍔部３１ａを有している。第１モータ３４はカム（図示せず）と組み合わせることで、図２の矢印Ｄで示すようにコイル押え３１を昇降させて、ステージ３３上の平角導線１３に対して鍔部３１ａを押し付けたり、ステージ３３上の平角導線１３に対する鍔部３１ａの押し付けを解除したりする。第２モータ３５は、平角導線１３に当たっている曲げコマ３２を所定角度だけ回転させたり、曲げコマ３２を初期位置に戻したりする。
【００３０】
図４は、平角導線１３のエッジワイズ曲げ加工を模式的に説明する平面図である。上記のように構成されたコイル巻きユニット３では、「平角導線１３の曲げ加工」を行う場合には、コイル押え３１を下降させて、図４（ａ）に示すように、ステージ３３上の平角導線１３に対して鍔部３１ａを押し付ける。このように、鍔部３１ａとステージ３３との間に平角導線１３を挟んだ状態から、図４（ｂ）に示すように、平角導線１３に当たっている曲げコマ３２を回転させる。この際、第２クランプ２３によって平角導線１３がコイル巻きユニット３側へ引き込まれるのが防止されるので、エッジワイズ曲げ加工する際に平角導線１３が外側に膨らむのが抑えられる。そうして、曲げコマ３２を所定角度だけ回転させることで、図４（ｃ）に示すように、直角の角部１１ｃ，１２ｃが形成される。
【００３１】
これに対し、「平角導線１３の送出し」を行う場合には、コイル押え３１を上昇させて、ステージ３３上の平角導線１３に対する鍔部３１ａの押し付けを解除するとともに、曲げコマ３２を初期位置（図４（ａ）の位置）に戻す。
【００３２】
〈コイル把持ユニット〉
コイル把持ユニット４は、バネ５２（図１１参照）の付勢力を用いて形成完了後の第１矩形コイル１１を把持するワークチャック５０と、ワークチャック５０を移動させるＺ方向移動機構４１、Ｘ方向移動機構４２およびＹ方向移動機構４３と、ワークチャック５０を鉛直軸周りに回転させるサーボモータ４４と、これらの制御を通じてワークチャック５０の移動および鉛直軸周りの回転（自転）を制御する制御装置６０と、を備えている。
【００３３】
Ｚ方向移動機構４１は、制御装置６０の指令に従って、図２の矢印Ｅで示すように、Ｘ方向移動機構４２、Ｙ方向移動機構４３、サーボモータ４４およびワークチャック５０を、上下方向（Ｚ方向）に昇降させる。Ｘ方向移動機構４２は、制御装置６０の指令に従って、図２の矢印Ｆで示すように、Ｙ方向移動機構４３、サーボモータ４４およびワークチャック５０を、平角導線１３の供給方向（Ｘ方向）に移動させる。Ｙ方向移動機構４３は、制御装置６０の指令に従って、図２のＧで示すように、サーボモータ４４およびワークチャック５０を、紙面に直交する方向（Ｙ方向）に移動させる。サーボモータ４４は、制御装置６０の指令に従って、図２の矢印Ｈで示すように、ワークチャック５０を鉛直軸周りに回転させる。
【００３４】
このように構成されたコイル把持ユニット４では、図３に示すように、第１矩形コイル１１の形成完了後に第２矩形コイル１２を連続して形成する際に、ワークチャック５０で把持される第１矩形コイル１１と形成中の第２矩形コイル１２との相対的な位置関係が維持されるように、平角導線１３の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック５０の移動および回転が制御される。
【００３５】
具体的には、「平角導線１３の送出し」を行う場合には、制御装置６０は、Ｘ方向移動機構４２を駆動して、図３の黒塗り矢印で示すように、ワークチャック５０およびこれに把持されている第１矩形コイル１１を、平角導線１３の送出し方向に平角導線１３の送出し量だけ移動させる。
【００３６】
これに対し、「平角導線１３の曲げ加工」を行う場合には、制御装置６０は、Ｘ方向移動機構４２およびＹ方向移動機構４３を駆動して、図３のハッチング矢印で示すように、ワークチャック５０および第１矩形コイル１１を曲線軌道で移動させる。この際、第１矩形コイル１１の向きと第２矩形コイル１２の向きとが変化しないように、制御装置６０は、ワークチャック５０および第１矩形コイル１１を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ４４を駆動して、図３の白抜き矢印で示すように、ワークチャック５０を自転させる。
【００３７】
さらに、制御装置６０は、Ｚ方向移動機構４１を駆動することで、螺旋状に積み上げられる第２矩形コイル１２の高さの変化に応じて、ワークチャック５０および第１矩形コイル１１を上昇させる。
【００３８】
−巻線コイルの形成手順−
図５および図６は、第１矩形コイル１１の形成過程を模式的に説明する図である。なお、図５および図６では、図を見易くするために、曲げコマ３２を図示省略している。第１矩形コイル１１を形成する場合には、先ず、図５（ａ）の白抜き矢印で示すように、平角導線１３を送出して、実線で示す平角導線１３を一点鎖線で示す位置まで移動させる。次いで、図５（ｂ）の白抜き矢印で示すように、実線で示す平角導線１３をコイル押え３１に沿って一点鎖線で示す向きにエッジワイズ曲げ加工し、角部１１ｃを形成する。次いで、図５（ｃ）の白抜き矢印で示すように、長辺１１ａに相当する長さだけ平角導線１３を送出して、実線で示す平角導線１３を一点鎖線で示す位置まで移動させる。次いで、図５（ｄ）の白抜き矢印で示すように、実線で示す平角導線１３をコイル押え３１に沿って一点鎖線で示す向きにエッジワイズ曲げ加工し、角部１１ｃを形成する。次いで、図５（ｅ）の白抜き矢印で示すように、短辺１１ｂに相当する長さだけ平角導線１３を送出して、実線で示す平角導線１３を一点鎖線で示す位置まで移動させる。
【００３９】
そうして、再び図５（ｂ）→図５（ｃ）→図５（ｄ）→図５（ｅ）の手順を行うことで、２つの長辺１１ａと、２つの短辺１１ｂと、４つの角部１１ｃと、を有する第１矩形コイル１１の一段分が形成される。このように、図５（ｂ）→図５（ｃ）→図５（ｄ）→図５（ｅ）という手順を２回繰り返す毎に、第１矩形コイル１１が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていく。なお、第１矩形コイル１１の一段の形成は約１秒で行われる。
【００４０】
螺旋状に積み上げられる過程でも、図５と同様に、平角導線１３の送出しと曲げ加工とを交互に行う。具体的には、図６（ａ）の白抜き矢印で示すように、短辺１１ｂに相当する長さだけ平角導線１３を送出して、図６（ｂ）に示すように、新たな短辺１１ｂを確保する。次いで、図６（ｂ）の白抜き矢印で示すように、平角導線１３をコイル押え３１に沿ってエッジワイズ曲げ加工して、図６（ｃ）に示すように、新たな角部１１ｃを形成する。次いで、図６（ｃ）の白抜き矢印で示すように、長辺１１ａに相当する長さだけ平角導線１３を送出して、図６（ｄ）に示すように、新たな長辺１１ａを確保する。次いで、図６（ｄ）の白抜き矢印で示すように、平角導線１３をコイル押え３１に沿ってエッジワイズ曲げ加工すると、図６（ａ）と同様の状態となるので、図６（ａ）→図６（ｂ）→図６（ｃ）→図６（ｄ）という手順を所定回数行うことで、第１矩形コイル１１の巻上げ（形成）が完了する。
【００４１】
図７は、第１矩形コイル１１の形成完了後、第２矩形コイル１２の形成へ移行する過程を模式的に説明する図であり、図８は、第２矩形コイル１２の形成過程を模式的に説明する図である。なお、図７および図８では、図を見易くするために、曲げコマ３２およびワークチャック５０を図示省略している。第１矩形コイル１１の形成が完了すると、第１矩形コイル１１をワークチャック５０で把持する。そうして、図７（ａ）の白抜き矢印で示すように、長辺１１ａに相当する長さよりも長く平角導線１３を送出した後、図７（ａ）の黒塗り矢印で示すように、平角導線１３をコイル押え３１に沿ってエッジワイズ曲げ加工し、図７（ｂ）に示すように、角部１２ｃを形成する。次いで、図７（ｂ）の白抜き矢印で示すように、長辺１２ａに相当する長さだけ平角導線１３を送出した後、図７（ｂ）の黒塗り矢印で示すように、平角導線１３をコイル押え３１に沿ってエッジワイズ曲げ加工し、図７（ｃ）に示すように、長辺１２ａを確保するとともに角部１２ｃを形成する。次いで、図７（ｃ）の白抜き矢印で示すように、短辺１２ｂに相当する長さだけ平角導線１３を送出した後、図７（ｃ）の黒塗り矢印で示すように、平角導線１３をコイル押え３１に沿ってエッジワイズ曲げ加工し、図７（ｄ）に示すように、短辺１２ｂを確保するとともに角部１２ｃを形成する。これらにより、平面視で第１矩形コイル１１と重ならない位置に、第２矩形コイル１２の一段目が形成される。
【００４２】
そうして、第２矩形コイル１２についても、第１矩形コイル１１と同様に、平角導線１３の送出しと曲げ加工とを交互に行う。具体的には、図８（ａ）の白抜き矢印で示すように、平角導線１３をコイル押え３１に沿ってエッジワイズ曲げ加工するとともに、図８（ａ）の黒塗り矢印で示すように、第１矩形コイル１１を把持したワークチャック５０を曲線軌道で移動させながら自転させる。次いで、図８（ｂ）の白抜き矢印で示すように、短辺１２ｂに相当する長さだけ平角導線１３を送出すとともに、図８（ｂ）の黒塗り矢印で示すように、第１矩形コイル１１を把持したワークチャック５０を平角導線１３の送出し方向に平角導線１３の送出し量だけ移動させる。次いで、図８（ｃ）の白抜き矢印で示すように、平角導線１３をコイル押え３１に沿ってエッジワイズ曲げ加工するとともに、図８（ｃ）の黒塗り矢印で示すように、第１矩形コイル１１を把持したワークチャック５０を曲線軌道で移動させながら自転させる。次いで、図８（ｄ）の白抜き矢印で示すように、長辺１２ａに相当する長さだけ平角導線１３を送出すとともに、図８（ｄ）の黒塗り矢印で示すように、第１矩形コイル１１を把持したワークチャック５０を平角導線１３の送出し方向に平角導線１３の送出し量だけ移動させる。
【００４３】
このような、図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）→図８（ｄ）という手順を２回繰り返す毎に、第２矩形コイル１２が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていく。そうして、図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）→図８（ｄ）という手順を所定回数行うことで、第２矩形コイル１２の巻上げが完了し、図１に示すような巻線コイル１０が形成される。なお、第２矩形コイル１２の一段の形成も約１秒で行われる。
【００４４】
−ワークチャック−
次に、ワークチャック５０について説明するが、本発明を理解し易くするために、これに先立ち、従来の巻線装置について説明する。
【００４５】
上述の如く、第１および第２矩形コイル１１，１２の一段の形成は約１秒で行われるが、このような高速で巻上げを行うと、形成中の矩形コイルが慣性で大きく振動してしまい、その結果、矩形コイルの表面に傷が付いたり、出来上がった矩形コイルが変形して寸法精度が悪化したりする場合がある。
【００４６】
そこで、従来の巻線装置では、形成過程における第１矩形コイル１１１の振れを抑えるために、図１５に示すように、形成中の第１矩形コイル１１１の上方に隙間を隔てて振れ止め板１７０を配置することが多い。より詳しくは、従来の巻線装置では、図１５（ａ）に示すように、形成中の第１矩形コイル１１１の上方に隙間を隔てて振れ止め板１７０を配置して、形成中の第１矩形コイル１１１が大きく振動するのを抑えるとともに、形成中の第１矩形コイル１１１が螺旋状に積み上げられていくに従って、図１５（ｂ）の白抜き矢印で示すように、振れ止め板１７０を上昇させて、第１矩形コイル１１１と振れ止め板１７０との隙間を維持することが多い。
【００４７】
また、従来の巻線装置では、図１６に示すように、常時拡がるようにバネ１５２で付勢され、且つ、先端に爪１５１ｂが設けられた拡縮可能なチャック部１５１を有するワークチャック１５０を用いて、第２矩形コイル１１２の形成中に第１矩形コイル１１１を把持することが多い。より詳しくは、従来の巻線装置では、上方に振れ止め板１７０を配置して第１矩形コイル１１１を巻き上げた後、振れ止め板１７０をどけて、アクチュエータ等（図示せず）によりバネ１５２の付勢力に抗してチャック部１５１を閉じ（縮め）、第１矩形コイル１１１の内側に閉じたチャック部１５１を挿入する。次いで、挿入したチャック部１５１をバネ１５２の付勢力により、第１矩形コイル１１１の内側で拡げて、第１矩形コイル１１１の下端に爪１５１ｂを引っ掛けることで、第１矩形コイル１１１をワークチャック１５０で把持し、第２矩形コイル１１２の加工動作に合わせて、第１矩形コイル１１１を把持したワークチャック１５０を移動および自転させる。
【００４８】
しかしながら、振れ止め板１７０とワークチャック１５０とを用いる従来の巻線装置には、以下のような問題がある。
【００４９】
先ず、振れ止め板１７０については、第１矩形コイル１１１の加工を高速で行うと、形成中の第１矩形コイル１１１が慣性で大きく振動し、第１矩形コイル１１１の表面が振れ止め板１７０で擦れて傷付いてしまうおそれがある。そこで、形成中の第１矩形コイル１１１の振動を抑えるべく、形成中の第１矩形コイル１１１を振れ止め板１７０で上から強く押さえ付けることが考えられるが、これでは設備に余分な負担をかけてしまうところ、設備強度を上げるべく材質変更等を行うと、ワークチャック１５０等が重量化し、高速での加工動作が困難になる場合がある。
【００５０】
また、ワークチャック１５０については、第２矩形コイル１１２の加工を高速で行うと、それに合わせて高速移動するワークチャック１５０で把持されている第１矩形コイル１１１が大きく揺れ、第１矩形コイル１１１がワークチャック１５０から落ちてしまうおそれがある。そこで、例えばチャック部１５１を拡げるのに用いるバネ１５２の荷重を大きくして、第１矩形コイル１１１をより強固に把持することが考えられるが、これでは、第１矩形コイル１１１の内側にチャック部１５１を挿入する際に、バネ１５２の付勢力に抗してチャック部１５１を閉じるのに用いるアクチュエータ等の容量を大きくする必要が生じ、設備コストが増大するという問題がある。また、チャック部１５１の先端の爪１５１ｂを大きくして、第１矩形コイル１１１の下端への掛かり代を大きくすることも考えられるが、これでは、第１矩形コイル１１１の内周面とチャック部１５１とのクリアランスが小さくなり、第１矩形コイル１１１の内側にチャック部１５１を挿入する際に、爪１５１ｂと干渉することで第１矩形コイル１１１を傷付けてしまうという問題がある。
【００５１】
そこで、本実施形態では、振れ止め板１７０を排して、ワークチャック５０のチャック部５１とその外側に設けられたガイド支柱５３との間に、螺旋状に積み上げられる形成中の第１矩形コイル１１を収容するようにしている。
【００５２】
図９は、ワークチャック５０を模式的に示す斜視図であり、図１０は、チャック部５１およびガイド支柱５３と第１矩形コイル１１との位置関係を模式的に示す図であり、図１１は、ワークチャック５０と第１矩形コイル１１との関係を模式的に示す図である。ワークチャック５０は、図９に示すように、サーボモータ４４に接続される架台５４と、架台５４に支持される拡縮可能な４つのチャック部５１と、架台５４に取り付けられて下方に延びる４本のガイド支柱５３と、エアシリンダ５５（図１１参照）と、を有している。
【００５３】
各チャック部５１は、図１１（ａ）に示すように、軸部５１ａを介して、軸部５１ａ周りに回動自在に架台５４に支持されているとともに、下端部に外側に延びる爪５１ｂが設けられている。チャック部５１は、バネ５２によって、下端が拡がる方向に常時付勢されている。チャック部５１の上端部にはエアシリンダ５５が取り付けられていて、エアシリンダ５５によりチャック部５１の上端を拡げることで、バネ５２の付勢力に抗してチャック部５１の下端が閉じる（縮む）ようになっている。なお、チャック部５１の拡縮、換言すると、エアシリンダ５５の駆動は、制御装置６０によって制御される。
【００５４】
架台５４に取り付けられて下方に延びる４本のガイド支柱５３は、チャック部５１の周りに配置されている。より詳しくは、４本のガイド支柱５３は、図１０に示すように、チャック部５１との間に第１矩形コイル１１を収容可能な空間が形成されるように、チャック部５１の周りに配置されている。
【００５５】
それ故、ワークチャック５０は、図１１（ｃ）に示すように、バネ５２の付勢力によってチャック部５１が第１矩形コイル１１の内側で拡がり、第１矩形コイル１１の下端に爪５１ｂが引っ掛かることで、チャック部５１とガイド支柱５３との間で第１矩形コイル１１を把持することが可能に構成されている。
【００５６】
〈第１矩形コイルの形成時の制御〉
制御装置６０は、第１矩形コイル１１を形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の第１矩形コイル１１が、チャック部５１とガイド支柱５３との間に収容されるように、平角導線１３の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック５０を移動および鉛直軸周りに回転（自転）させるように構成されている。具体的には、制御装置６０は、図１２に示す第１動作軌跡Ｔ１を描くようにワークチャック５０を移動させるとともに、第１動作軌跡Ｔ１の白抜き矢印IIおよび黒塗り矢印IVにおける移動時には、ワークチャック５０を自転させるように構成されている。
【００５７】
より詳しくは、制御装置６０は、Ｚ方向移動機構４１を駆動して、ワークチャック５０をコイル巻きユニット３の近傍まで下降させて、図１１（ａ）に示すように、ワークチャック５０を形成予定の第１矩形コイル１１の上方に配置する。このとき、形成予定の第１矩形コイル１１の平面位置および長手方向と、ワークチャック５０の平面位置および長手方向（図１０における上下方向）とを合せる。また、エアシリンダ５５を駆動させることで、バネ５２の付勢力に抗してチャック部５１の下端が閉じている（縮んでいる）。
【００５８】
そうして、図１２のＡの状態から短辺１１ｂに相当する長さだけ平角導線１３が送出されることで、図１２のＢの状態に至る際に、制御装置６０は、Ｘ方向移動機構４２を駆動して、第１動作軌跡Ｔ１における白抜き矢印Iのように、ワークチャック５０を平角導線１３の送出し方向（Ｘ方向）に移動させる。次いで、図１２のＢの状態からエッジワイズ曲げ加工を行うことで、図１２のＣの状態を経てＤの状態に至る際に、制御装置６０は、Ｘ方向移動機構４２およびＹ方向移動機構４３を駆動して、第１動作軌跡Ｔ１における白抜き矢印IIのように、ワークチャック５０を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ４４を駆動して、ワークチャック５０を図１２の時計回りに９０°自転させる。次いで、図１２のＤの状態から長辺１１ａに相当する長さだけ平角導線１３が送出されることで、図１２のＥの状態に至る際に、制御装置６０は、Ｘ方向移動機構４２を駆動して、第１動作軌跡Ｔ１における黒塗り矢印IIIのように、ワークチャック５０をＸ方向に移動させる。次いで、図１２のＥの状態からエッジワイズ曲げ加工を行うことで、図１２のＦの状態を経てＡの状態に戻る際に、制御装置６０は、Ｘ方向移動機構４２およびＹ方向移動機構４３を駆動して、第１動作軌跡Ｔ１における黒塗り矢印IVのように、ワークチャック５０を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ４４を駆動して、ワークチャック５０を図１２の時計回りに９０°自転させる。なお、第１矩形コイル１１を一段形成するのに、図１２に示す第１動作軌跡Ｔ１を２回描くことになる。
【００５９】
このように、第１動作軌跡Ｔ１を描くように、ワークチャック５０を移動および自転させる動作を、第１矩形コイル１１の形成完了まで繰り返すことによって、形成中の第１矩形コイル１１の上方に、形成中の第１矩形コイル１１と同じ姿勢で常にワークチャック５０が位置することになる。
【００６０】
それ故、第１矩形コイル１１が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていく過程で、図１１（ｂ）に示すように、形成中の第１矩形コイル１１が、チャック部５１とガイド支柱５３との間に順次収容されていくことになる。そうして、制御装置６０は、第１矩形コイル１１の形成が完了すると、エアシリンダ５５の駆動を停止し、図１１（ｃ）に示すように、第１矩形コイル１１の下端に爪５１ｂを引っ掛けることで、チャック部５１とガイド支柱５３との間で第１矩形コイル１１を把持する。
【００６１】
図１４は、巻線装置の動作フローを示す図であり、同図（ａ）は本発明の動作フローを示し、同図（ｂ）は従来の動作フローを示す。従来の巻線装置では、ステップＳＢ１でサイクルが起動されると、先ずステップＳＢ２で振れ止め板１７０の下降が行われるのに対し、本実施形態の巻線装置１では、ステップＳＡ１でサイクルが起動されると、先ずステップＳＡ２でワークチャック５０の下降が行われる。
【００６２】
次いで、従来の巻線装置では、ステップＳＢ３で第１矩形コイル１１１の巻上げが開始されても、ワークチャック１５０を動作させないが、本実施形態の巻線装置１では、ステップＳＡ３で第１矩形コイル１１の巻上げが開始されると、ステップＳＡ４において、第１動作軌跡Ｔ１を描くように、ワークチャック５０を移動および自転させる制御が行われる。
【００６３】
次いで、従来の巻線装置では、ステップＳＢ４で第１矩形コイル１１１の巻上げが完了すると、ステップＳＢ５で振れ止め板１７０を上昇させた後、ステップＳＢ６で初めてワークチャック１５０を下降（動作）させて、ステップＳＢ７でワークチャック１５０にて第１矩形コイル１１１を把持し、ステップＳＢ８で第２矩形コイル１１２の形成に移行する。これに対し、本実施形態の巻線装置１では、ステップＳＡ５で第１矩形コイル１１の巻上げが完了すると、ステップＳＡ６でそのままワークチャック１５０にて第１矩形コイル１１を把持し、ステップＳＡ７で第２矩形コイル１２の形成に移行する。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、形成中の第１矩形コイル１１が、チャック部５１とガイド支柱５３とに挟まれることから、高速で加工動作を行った場合にも、形成中の第１矩形コイル１１が大きく振動するのを抑えることができる。しかも、ワークチャック５０は平角導線１３の送出しおよび曲げ加工動作に応じて移動および回転することから、換言すると、螺旋状に積み上げられる形成中の第１矩形コイル１１と同じ動きをすることから、第１矩形コイル１１の表面が、チャック部５１やガイド支柱５３と擦れて傷付くのを確実に抑えることができる。
【００６５】
〈第２矩形コイルの形成時の制御〉
制御装置６０は、第２矩形コイル１２を形成する場合には、ワークチャック５０で把持される形成完了後の第１矩形コイル１１と、形成中の第２矩形コイル１２との相対的な位置関係が維持されるように、平角導線１３の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック５０を移動および鉛直軸周りに回転（自転）させるように構成されている。具体的には、制御装置６０は、図１３に示す第２動作軌跡Ｔ２を描くようにワークチャック５０を移動させるとともに、第２動作軌跡Ｔ２のII部、IV部、VI部およびVIII部における移動時には、ワークチャック５０を自転させるように構成されている。
【００６６】
より詳しくは、制御装置６０は、長辺１２ａに相当する長さだけ平角導線１３が送出される際には、Ｘ方向移動機構４２を駆動して、第２動作軌跡Ｔ２におけるI部およびV部のように、ワークチャック５０およびこれに把持される第１矩形コイル１１を平角導線１３の送出し方向（Ｘ方向）に移動させる。また、制御装置６０は、短辺１２ｂに相当する長さだけ平角導線１３が送出される際には、Ｘ方向移動機構４２を駆動して、第２動作軌跡Ｔ２におけるIII部およびVII部のように、ワークチャック５０および第１矩形コイル１１をＸ方向に移動させる。さらに、制御装置６０は、エッジワイズ曲げ加工を行う際には、Ｘ方向移動機構４２およびＹ方向移動機構４３を駆動して、第２動作軌跡Ｔ２におけるII部、IV部、VI部およびVIII部のように、ワークチャック５０および第１矩形コイル１１を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ４４を駆動して、ワークチャック５０を図１３の時計回りに９０°自転させる。
【００６７】
このように、第２矩形コイル１２の加工動作に合わせて、第２動作軌跡Ｔ２におけるI部（長辺送り）→II部（曲げ加工）→III部（短辺送り）→IV部（曲げ加工）→V部（長辺送り）→VI部（曲げ加工）→VII部（短辺送り）→VIII部（曲げ加工）の順でワークチャック５０の移動・自転を繰り返すことで、第１矩形コイル１１と第２矩形コイル１２との相対的な位置関係が維持しながら、第２矩形コイル１２を形成することが可能となる。
【００６８】
また、第２動作軌跡Ｔ２を１回描くと、第２矩形コイル１２が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていくことから、制御装置６０は、形成中の第２矩形コイル１２の高さの変化に応じて、Ｚ方向移動機構４１を駆動して、ワークチャック５０および第１矩形コイル１１を上昇させるように構成されている。
【００６９】
以上のように、本実施形態では、チャック部５１とガイド支柱５３との間で第１矩形コイル１１を把持することから、チャック部５１を拡げるのに用いるバネ５２の荷重を大きくしたり、チャック部５１の先端の爪５１ｂを大きくしたりしなくても、チャック部５１とガイド支柱５３との間で形成完了後の第１矩形コイル１１を強固に把持することができる。したがって、第２矩形コイル１２の加工動作を高速で行っても、高速移動するワークチャック５０で把持されている第１矩形コイル１１が大きく揺れることはなく、それ故、第１矩形コイル１１がワークチャック５０から落ちるのを抑えることができる。また、爪５１ｂを大きくしないので、チャック部５１を第１矩形コイル１１から抜き取る際に、爪５１ｂと干渉することで第１矩形コイル１１が傷付くのを抑えることができる。
【００７０】
さらに、平角導線１３の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック５０を移動および回転させることによって、ワークチャック５０で把持される形成完了後の第１矩形コイル１１と形成中の第２矩形コイル１２との相対的な位置関係が維持されるので、第１および第２矩形コイル１１，１２が変形して寸法精度が悪化するのを抑えることができる。
【００７１】
しかも、本実施形態では、ワークチャック５０の制御に工夫を凝らすことにより、チャック部５１の周りにガイド支柱５３を配置するという簡単な構成で、第１矩形コイル１１を傷付けたり、第１矩形コイル１１を落下させたりすることなく、平角導線１３で繋がった第１矩形コイル１１と第２矩形コイル１２とを連続して形成することができる。
【００７２】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００７３】
上記実施形態では、図１１に示すようにチャック部５１にバネ５２およびエアシリンダ５５を設けたが、チャック部５１が拡縮可能に構成されるのであれば、これに限らず、例えば、バネ５２およびエアシリンダ５５の配地を変更してもよいし、バネ５２およびエアシリンダ５５に代えてアクチュエータ等を用いてもよい。
【００７４】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によると、第１矩形コイルを把持しながら第２矩形コイルを形成する場合にも、簡単な構成で、第１矩形コイルが傷付いたり、落下したりするのを抑えることができるので、巻線装置に適用して極めて有益である。
【符号の説明】
【００７６】
１        巻線装置
１１      第１矩形コイル
１２      第２矩形コイル
１３      平角導線
５０      ワークチャック
５１      チャック部
５３      ガイド支柱
６０      制御装置
【図１】
2019212770.tif 000003
【図２】
2019212770.tif 000004
【図３】
2019212770.tif 000005
【図４】
2019212770.tif 000006
【図５】
2019212770.tif 000007
【図６】
2019212770.tif 000008
【図７】
2019212770.tif 000009
【図８】
2019212770.tif 000010
【図９】
2019212770.tif 000011
【図１０】
2019212770.tif 000012
【図１１】
2019212770.tif 000013
【図１２】
2019212770.tif 000014
【図１３】
2019212770.tif 000015
【図１４】
2019212770.tif 000016
【図１５】
2019212770.tif 000017
【図１６】
2019212770.tif 000018