(57)【要約】【課題】均一な形状を有する非平板状コイルを速やかに量産する。【解決手段】非平板状コイルの製造装置２０は、外周表面に融着層が形成された線材１１を一定のテンションで繰出す線材繰出機５０と、線材繰出機から繰出される線材１１を巻芯２２の周囲に巻回して平形コイル１２を得る巻取り装置２１と、巻芯に巻回された線材を加熱して融着層を溶融又は軟化させる加熱手段７１と、平形コイルを押しつけることにより平形コイルを成形する成形型７３と、成形型を巻芯の端縁に位置する成形位置と巻芯２２の端縁から離間した待機位置の間で移動させる移動手段７８と、巻芯２２に巻回された線材１１からなる平形コイル１２を巻芯２２から抜き出して成形位置の成形型７３に押しつけるコイル抜き出し成形手段９０とを備える。巻芯２２の端縁に被係合部２２ｄが形成され、成形位置で被係合部２２ｄに係合可能な係合部７３ｂが成形型７３に形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周表面に融着層が形成された線材(11)を一定のテンションで繰出す線材繰出機(50)と、前記線材繰出機(50)から繰出される線材(11)を巻芯(22)の周囲に巻回して平形コイル(12)を得る巻取り装置(21)と、前記巻芯(22)に巻回された前記線材(11)を加熱して前記融着層を溶融又は軟化させる加熱手段(71)とを備えた非平板状コイルの製造装置において、
前記平形コイル(12)を押しつけることにより前記平形コイル(12)を成形する成形型(73)と、
前記成形型(73)を前記巻芯(22)の端縁に位置する成形位置と前記巻芯(22)の端縁から離間した待機位置の間で移動させる移動手段(78)と、
前記巻芯(22)に巻回された線材(11)からなる平形コイル(12)を前記巻芯(22)から抜き出して成形位置の前記成形型(73)に押しつけるコイル抜き出し成形手段(90)と
を備えたことを特徴とする非平板状コイルの製造装置。
【請求項２】
巻芯(22)の端縁に被係合部(22d)が形成され、成形位置で前記被係合部(22d)に係合可能な係合部(73b)が成形型(73)に形成された請求項１記載の非平板状コイルの製造装置。
【請求項３】
外周表面に融着層が形成された線材(11)を加熱しつつ巻芯(22)に巻回し、得られた平形コイル(12)を冷却前に成形することを特徴とする非平板状コイルの製造方法。
【請求項４】
平形コイル(12)の成形が、巻芯(22)の端縁に成形型(73)を位置させて前記巻芯(22)から前記平形コイル(12)を抜き出すと同時に前記成形型(73)に押しつけることにより行われる請求項３記載の非平板状コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等に使用される鞍型等の非平板状を成すコイルを製造する非平板状コイルの製造装置及び非平板状コイルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鞍型等の非平板状を成すコイルを製造する方法として、巻線金型を用いて形成された平形コイルを下型と上型とからなるプレス金型を利用し、一度にプレス成形する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この製造方法により得られる非平板状コイルは、所定の間隔を開けて対向する一対の直線部と、その一対の直線部の端縁を円弧状を成してそれぞれ連結する円弧部とを有する鞍型コイルであるとしており、外周表面に融着層が形成された粘着銅線を使用して巻線後、その銅線に通電して銅線間を接合して先ず平形コイルを得るとしている。そして、その後、そのようにして得られた平形コイルをプレス成形するけれども、そのプレス成形では、再び銅線に通電して融着層を再び溶融又は軟化させ、その状態でプレス成形するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５８−３２４５０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、上記特許文献１におけるコイルの製造方法では、平形コイルの巻線と、プレス成形とを別の工程で行っており、それらの工程毎に融着層を溶融又は軟化させることが別々に行われている。このように、融着層を溶融又は軟化させることが複数回行われる結果、所望の形状を成した非平板状コイルを得るまでにそれなりの時間がかかり、非平板状コイルを比較的速やかに製造することが困難になる不具合があった。
【０００６】
この点を解消するために、融着層を溶融又は軟化させずにプレス成形してしまうことも考えられるけれども、隣接して接触する線材が互いに固着された平形コイルをプレス成形すると、線材間の固着が破壊される。このため、融着層を溶融又は軟化させずにプレス成形して非平板状コイルを得たとしても、その非平板状コイルを構成する各線材が互いに離れて、その形状を維持できない不具合を生じさせる。
【０００７】
また、上記特許文献１におけるコイルの製造方法では、巻線により予め得られた平形コイルを巻芯から一旦取り外した後にプレス装置に新たに設置してプレス成形することになる。このため、平形コイルをプレス装置に設置する際に位置ずれが生じると、所望の形状の非平板状コイルを得ることが困難となる。このため、そのプレス成形にあっては、平形コイルの位置ずれを生じさせないように、細心の注意が払う必要があり、プレス成形における迅速な作業が困難になる不具合もあった。
【０００８】
本発明の目的は、非平板状コイルを比較的速やかに製造し得る非平板状コイルの製造装置及び非平板状コイルの製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、均一な形状を有する非平板状コイルを量産し得る非平板状コイルの製造装置及び非平板状コイルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の非平板状コイルの製造装置は、外周表面に融着層が形成された線材を一定のテンションで繰出す線材繰出機と、線材繰出機から繰出される線材を巻芯の周囲に巻回して平形コイルを得る巻取り装置と、巻芯に巻回された線材を加熱して融着層を溶融又は軟化させる加熱手段とを備える。
【００１１】
その特徴ある構成は、平形コイルを押しつけることにより平形コイルを成形する成形型と、成形型を巻芯の端縁に位置する成形位置と巻芯の端縁から離間した待機位置の間で移動させる移動手段と、巻芯に巻回された線材からなる平形コイルを巻芯から抜き出して成形位置の成形型に押しつけるコイル抜き出し成形手段とを備えたところにある。
【００１２】
この場合、巻芯の端縁に被係合部が形成され、成形位置で被係合部に係合可能な係合部が成形型に形成されることが好ましい。
【００１３】
本発明の非平板状コイルの製造方法は、外周表面に融着層が形成された線材を加熱しつつ巻芯に巻回し、得られた平形コイルを冷却前に成形することを特徴とする。
【００１４】
この場合の平形コイルの成形は、巻芯の端縁に成形型を位置させて巻芯から平形コイルを抜き出すと同時に成形型に押しつけることにより行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の非平板状コイルの製造装置及び非平板状コイルの製造方法では、巻芯に巻回された線材を加熱して融着層を溶融又は軟化させる加熱手段と、巻芯に巻回された線材からなる平形コイルを巻芯から抜き出して成形位置の成形型に押しつけるコイル抜き出し成形手段とを備えるので、加熱しつつ巻芯に巻回して得られた平形コイルを冷却前に成形してしまうことにより、巻線時と成形時のそれぞれの工程において融着層を溶融又は軟化させる従来に比較して、所望の形状を成した非平板状コイルを得る時間を著しく短縮させることができる。
【００１６】
そして、その成形により得られた所望の形状を成した非平板状コイルは、成形後に冷却が完了することにより、各線材間の固着も完了する。このため、成形により得られた非平板状コイルを構成する各線材は互いに固着され、得られた非平板状コイルの形状は確実に維持されることになる。この結果、本発明の非平板状コイルの製造装置及び非平板状コイルの製造方法では、非平板状コイルを比較的速やかに製造することが可能になる。
【００１７】
また、巻芯の端縁に成形型を位置させて巻芯から抜き出した平形コイルを成形型にそのまま押しつけることにより平形コイルの成形を行うので、巻芯に対する成形型の位置を常に一定にすることにより、その成形の際の成形型に対する平形コイルの位置ずれを防止できる。特に、巻芯の端縁に被係合部を形成し、成形位置で被係合部に係合可能な係合部を成形型に形成すれば、成形位置における成形型の巻芯に対する位置は確実に一定になる。すると、その成形により得られる非平板状コイルは、常に所望の形状を成すものとなり、均一な形状を有する非平板状コイルを量産することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明実施形態の非平板状コイルの製造装置を示す平面図である。
【図２】その成形型を待機位置にして巻芯の端縁を第一回転体に接触させた状態を示す図１に対応する平面図である。
【図３】その巻芯を第一回転体から離間させて成形型を巻芯の端縁に位置させた状態を示す図１に対応する平面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図１のＤ方向から観た線材繰出機の拡大図である。
【図７】巻取り装置を示す図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】その第一回転体を示す斜視図である。
【図９】その巻芯を含む第二回転体を示す斜視図である。
【図１０】その成形型を示す斜視図である。
【図１１】その巻芯を示す斜視図である。
【図１２】その巻芯に線材が一回巻回された状態を示す斜視図である。
【図１３】その巻芯に線材が巻取られて平形コイルが得られた状態を示す図１２に対応する斜視図である。
【図１４】その巻芯の端縁に成形型を位置させた状態を示す図１３に対応する斜視図である。
【図１５】その成形型に平形コイルが押しつけられた状態を示す図１４に対応する斜視図である。
【図１６】平形コイルが成形されて非平板状コイルが得られる状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１６（ｂ）に、この実施の形態の製造装置及び製造方法により得られる非平板状コイル１０を示す。この非平板状コイル１０は、所定の間隔を開けて対向する一対の直線部１０ａ，１０ａと、その一対の直線部１０ａ，１０ａの端縁を円弧状を成して連結する円弧部１０ｂ，１０ｂとを有するいわゆる鞍型コイル１０である。この非平板状コイル１０を構成する線材１１は、断面が円形を成し、熱風又は溶剤により融着する融着層が外周表面に形成された自己融着性線材（いわゆるセメントワイヤー）が使用される。このため、この非円形コイル１０を形成して隣接する各線材１１は互いに接触するとともに、接触する各線材１１が互いに融着層により固着されており、これによって非平板状コイル１０の形状は維持されるものとする。
【００２１】
このような非平板状コイル１０を製造する本発明の非平板状コイルの製造装置２０を図１〜図３に示す。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、非平板状コイルの製造装置２０の構成を説明する。
【００２２】
本発明の非平板状コイルの製造装置２０は、架台１９上に設けられた巻取り装置２１を備える。この巻取り装置２１は、線材１１を実際に巻取る巻芯２２と、その巻芯２２が一方の端面から出没可能に設けられた第二回転体２４と、その第二回転体２４の端面から突出する巻芯２２の突出端に端面が接触する第一回転体２３とを有する。巻芯２２の突出端に一方の端面が接触する第一回転体２３にあっては円柱状に形成され、その一方の端面の周囲にはフランジ部２３ｂが形成される。そして、この第一回転体２３の他方の端面には第一回転軸２３ａが同軸に設けられる。
【００２３】
図１〜図３及び図７に示すように、架台１９には第一支持壁２６が立設され、第一回転軸２３ａはＹ軸方向に伸びてこの第一支持壁２６に回転可能に設けられる。第一支持壁２６には第一回転軸２３ａを第一回転体２３とともに回転させるサーボモータ２７が取付けられる。第一回転軸２３ａ及びサーボモータ２７の回転軸２７ａにはそれぞれプーリ２８ａ，２８ｂが設けられ、それらのプーリ２８ａ，２８ｂにベルト２８ｃが架設される。これによりサーボモータ２７は、駆動してその回転軸２７ａが回転すると、ベルト２８ｃを介してその回転が第一回転軸２３ａに伝達され、これにより第一回転軸２３ａを第一回転体２３とともに回転させるように構成される。
【００２４】
図８に示すように、第一回転体２３には、第一突き出し棒２９がフランジ部２３ｂ側から出没可能に設けられる。第一突き出し棒２９とは、第一回転体２３から巻芯２２（図１）に向かって突出する棒状部材であって、この実施の形態では、四本の第一突き出し棒２９が軸方向に移動可能に設けられ、第一回転体２３には、その四本の第一突き出し棒２９を、巻芯２２に向かって突出させる操作リング２３ｃ，２３ｄが外周に設けられる。操作リング２３ｃ，２３ｄは第一回転体２３とともに回転するものであり、操作リング２３ｃ，２３ｄは、Ｙ軸方向に所定の間隔を開けて一対設けられる。この一対の操作リング２３ｃ，２３ｄをＹ軸方向に移動操作する操作ローラ２３ｅは、一対の操作リング２３ｃ，２３ｄの間に設けられ、その操作ローラ２３ｅをＹ軸方向に移動させることにより、操作リング２３ｃ，２３ｄの回転を許容しつつ、その一対の操作リング２３ｃ，２３ｄをＹ軸方向に移動可能に構成される。
【００２５】
図４及び図７に示すように、第一支持壁２６の上部には、その操作リング２３ｃ，２３ｄ（図８）をＹ軸方向に移動させる第一移動機３１が設けられる。第一移動機３１は、第一支持壁２６の上部に出没ロッド３１ａ（図７）をＹ軸方向に伸ばして固定された第一流体圧シリンダ３１である。この第一流体圧シリンダ３１の出没ロッド３１ａには第一操作片３２が設けられ、この第一操作片３２には、一対の操作リング２３ｃ，２３ｄの間に進入した操作ローラ２３ｅが枢支される。
【００２６】
このため、第一流体圧シリンダ３１のロッド３１ａが突出して第一操作片３２をＹ軸方向に移動させると、その操作ローラ２３ｅが操作リング２３ｃ，２３ｄを第二回転体２４方向に移動させて第一突き出し棒２９（図８）を第一回転体２３の端縁から突出させ、逆にそのロッド３１ａを没入させて第一操作片３２を戻すと、操作リング２３ｃ，２３ｄは逆方向に移動して、図８に示すように、第一突き出し棒２９の突出端を第一回転体２３の端面と面一にするように構成される。
【００２７】
図１に戻って、第二回転体２４は、第一回転体２３におけるフランジ部２３ｂの外径と略等しい外径を有する円柱状に形成され、その一端側に巻芯２２が設けられる。第二回転体２４に設けられる巻芯２２は、図１１に示すように、本体部２２ａと円柱部２２ｂとを有し、本体部２２ａには第二回転体２４の端面から突出する互いに平行な一対の凸条２２ｃ，２２ｃが形成される（図９）。
【００２８】
また、この巻芯２２には、後述する成形型７３の係合部が係合可能な被係合部が形成される。この実施の形態では、巻芯２２の一対の凸条２２ｃ，２２ｃの間に形成される凹条が被係合部２２ｄを形成するものとする。
【００２９】
図１２に示すように、第二回転体２４の一方の端面からはその中央に中心軸に沿って、巻芯２２の本体部２２ａの外径に略等しい角穴２４ｂが形成され、巻芯２２は、この角穴２４ｂから一対の凸条２２ｃ，２２ｃが第二回転体２４の一方の端面から突出するように第二回転体２４に収容される。第一及び第二回転体２３，２４の外径は巻芯２２を構成する一対の凸条２２ｃ，２２ｃの長片よりも大きくなるように形成される。
【００３０】
巻芯２２は、図１２及び図１３に示すように、巻芯２２を構成する一対の凸条２２ｃ，２２ｃの周囲に線材１１を巻取るように構成され、第二回転体２４の外周には、巻芯２２に巻回される線材１１の巻初めが絡げられる絡げピン２４ｃが設けられる。そして、第二回転体２４の一方の端面から突出する巻芯２２は、線材１１を巻取って平形コイル１２を形成するためのものであり（図１３）、その外径は得ようとする平形コイル１２の内径に等しく形成される。
【００３１】
具体的に、この実施の形態では、図１６（ｂ）に示すように、一対の直線部１０ａ，１０ａと、その一対の直線部１０ａ，１０ａの端縁を円弧状を成して連結する円弧部１０ｂ，１０ｂとを有する鞍型コイル１０を得ることを目的とするので、図１１に示すように、一対の凸条２２ｃ，２２ｃの長さＬ１は一対の直線部の長さＴ（図１６）と略等しく形成され、一対の凸条２２ｃ，２２ｃの間隔は、その外寸Ｄにおいて、円弧部１０ｂ，１０ｂ（図１６）を構成する内寸Ｗに略等しく形成される。このような巻芯２２に線材１１を巻回することにより得られる平形コイル１２の内寸は、図１６（ａ）に示すように、直線部１０ａと同一の長さＴの長辺１２ａと、円弧部１０ｂの長さＷに等しい短辺１２ｂを有する方形状を成すものとなる。
【００３２】
図１に戻って、第二回転体２４の他端面には、第二回転軸２４ａが同軸に設けられる。そして、更に図５及び図７に示すように、架台１９には、第一支持壁２６とＹ軸方向に所定の間隔を空けて第二及び第三支持壁３６，３７がその第一支持壁２６に平行に立設され、この第二及び第三支持壁３６，３７に第二回転軸２４ａが第一回転軸２３ａと同軸にＹ軸方向に伸びて長手方向に移動可能に架設される。第三支持壁３７には第二回転軸２４ａを第二回転体２４とともに回転させるサーボモータ３８が取付けられる。
【００３３】
第二回転軸２４ａ及びサーボモータ３８の回転軸３８ａにはそれぞれプーリ３９ａ，３９ｂが設けられ、それらのプーリ３９ａ，３９ｂにベルト３９ｃが架設される。第二回転軸２４ａに設けられるプーリ３９ｂはその第二回転軸２４ａの長手方向に移動可能であって、第三支持壁３７に設けられる。これによりサーボモータ３８が駆動してその回転軸３８ａが回転すると、ベルト３９ｃを介してその回転が第二回転軸２４ａに伝達され、これにより第二回転体２４は回転可能に構成される。
【００３４】
また、この巻取り装置２１には、第一回転体２３に対して第二回転体２４をその軸方向に移動させる間隔可変機構４１が備えられる。
【００３５】
この実施の形態における間隔可変機構４１は、第二及び第三支持壁３６，３７に第二回転軸２４ａに平行になるように架設されたボールネジ４２と、そのボールネジ４２を回転させるサーボモータ４３と、そのボールネジ４２に螺合してＹ軸方向に移動する可動台４４とを有する。
【００３６】
そして、第二回転軸２４ａが、その可動台４４に軸方向に移動不能であってかつ回転可能に取付けられる。これにより、サーボモータ４３が駆動してボールネジ４２が回転し、可動台４４がＹ軸方向に移動すると、その可動台４４とともに第二回転軸２４ａもＹ軸方向に移動する。そして、第二回転軸２４ａがその軸方向であるＹ軸方向に移動すると、第二回転軸２４ａの端縁に同軸に設けられた第二回転体２４もＹ軸方向に移動するように構成される。
【００３７】
そして、第一回転体２３は移動しないので、図１３に示すように、第二回転体２４を第一回転体２３に近づけて、第二回転体２４の一端縁から突出する巻芯２２の突出端を第一回転体２３の端面に当接させて、第一及び第二回転体２３，２４の間の間隔を狭め、その状態で巻芯２２とともに第一及び第二回転体２３，２４を同期回転させて、巻芯２２に線材１１を巻取らせると、巻芯２２の周囲に巻回される線材１１は第一及び第二回転体２３，２４の間の隙間において、半径方向に順次巻回され、これにより平坦な平形コイル１２が得られるように構成される。
【００３８】
その一方で、図１に示すように、移動しない第一回転体２３から第二回転体２４を遠ざけて、第一及び第二回転体２３，２４に挟まれる間隔を拡大させると、図３に示すように、後述する成形型７３をその間に進入可能に構成される。
【００３９】
図１〜図３及び図６に示すように、架台１９上には、線材１１を繰出す線材繰出機５０が設けられる。この線材繰出機５０は、その線材１１が挿通されるノズル５１と、そのノズル５１を３軸方向に移動させるノズル移動機構５２と、その線材１１に張力を付与するテンション装置５３とを備える。
【００４０】
ノズル５１は支持板５４に固定され、ノズル移動機構５２はこの支持板５４を架台１９に対して３軸方向に移動可能に構成される。この実施の形態におけるノズル移動機構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。
【００４１】
この実施の形態では、ノズル５１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。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。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軸方向に伸びて架台１９に固定される。
【００４２】
それらの各伸縮アクチュエータ５６〜５８における従動子５６ｃ〜５８ｃはボールネジ５６ｂ〜５８ｂの回転により移動可能に構成され、その各ボールネジ５６ｂ〜５８ｂを回転させる各サーボモータ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。
【００４３】
図６に示すように、支持板５４には、ノズル５１の他にノズル５１を通過した線材１１をエア圧により切断するカッタ装置５９（特許出願番号；特願２０１０−８７６６８）と、その線材１１を把持片６０ａにより把持してノズル５１を通過する線材１１の移動を禁止する把持装置６０が設けられる。
【００４４】
カッタ装置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５９ａを介して支持板５４に取付けられる。このエアシリンダ５９ａによりカッタ装置５９は、そのカッタ歯５９ｂが線材１１を切断する切断位置と、その線材１１から離間する待機位置との間を移動可能に構成される。これにより、このカッタ装置５９と把持装置６０はノズル５１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。
【００４５】
一方、テンション装置５３は、繰出される線材１１に張力を与えるとともにその線材１１を引き戻し可能なものである。
【００４６】
この実施の形態におけるテンション装置５３は、架台１９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。線材１１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１１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１１はテンションバー６３の先端における線材ガイド６３ａに導かれる。線材ガイド６３ａに導かれた線材１１はその線材ガイド６３ａからノズル５１を貫通するように配線される。
【００４７】
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。
【００４８】
また、テンションバー６３の回動軸６３ｂと線材ガイド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。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。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位でき、テンションバー６３によって付与される線材１１の張力が調節可能に構成される。
【００４９】
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１１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１１が繰出される。よって、線材１１の張力は所定の値に維持されるようになっている。
【００５０】
図５及び図７に示すように、巻芯２２の下方における架台１９上には、巻芯２２に巻回された線材１１を加熱してその融着層を溶融又は軟化させる加熱手段が設けられる。
【００５１】
この実施の形態における加熱手段は、巻取り装置２１を構成する巻芯２２に巻取られた線材１１を加熱して融着させる熱風発生器７１である。そして、この熱風発生器７１は、その熱風吹き出し口７１ａが巻芯２２に臨むように架台１９上に取付けられる。
【００５２】
熱風発生器７１は、その熱風発生器７１をＹ軸方向に移動可能なアクチュエータ７２を介して架台１９上に取付けられる。このアクチュエータ７２は、そのハウジング７２ｄをＹ軸方向に伸ばして架台１９に固定され、そのハウジング７２ｄに移動可能に可動台７２ｃが設けられる。可動台７２ｃに螺合する雄ねじ７２ｂがハウジング７２ｄに設けられ、この雄ねじ７２ｂを回転駆動するモータ７２ａには、図示しないコントローラの制御出力が接続される。そして、このアクチュエータ７２は、図示しないコントローラからの指令により熱風発生器７１を巻芯２２の下方に位置させ、熱風発生器７１は熱風をその吹き出し口７１ａから巻芯２２に向かって吹き出す様に構成される。
【００５３】
図１に示すように、本発明の非平板状コイルの製造装置２０は、巻芯２２に巻き付けられた線材１１からなる平形コイル１２（図１３）を押しつけることにより、その平形コイル１２を成形する成形型７３を備える。
【００５４】
図１０に示すように、この成形型７３は、方形を成す平形コイル１２の対向する一対の短辺１２ｂ，１２ｂ（図１６（ａ））が押しつけられることにより、その短辺１２ｂ，１２ｂを湾曲させる一対の半円部７３ａ，７３ａと、その一対の半円部７３ａ，７３ａに挟まれて巻芯２２に形成された被係合部である凹条２２ｄに侵入可能な係合部７３ｂとを有する。係合部７３ｂは直方体状を成し、凹条２２ｄに侵入可能であるために、一対の半円部７３ａ，７３ａの間の係合部７３ｂの長さＬ２は一対の凸条２２ｃ，２２ｃの長さＬ１（図１１）と略同一か又は僅かに短く形成され、係合部７３ｂの幅ｄ２は一対の凸条２２ｃ，２２ｃの間隔ｄ１（図１１）より僅かに小さく形成される。
【００５５】
図１に示すように、成形型７３は可動台７４に設けられ、非平板状コイルの製造装置２０は、この可動台７４とともに成形型７３を移動させる移動手段７８を備える。
【００５６】
移動手段７８は、図３に示すように、成形型７３が巻芯２２の端縁に位置する成形位置と、その巻芯２２の端縁から離間した図１に示す待機位置の間でその成形型７３を移動させるものである。成形型７３は可動台７４に設けられるので、架台１９には移動手段を介して可動台７４が３軸方向に移動可能に設けられる。
【００５７】
図４に示すように、この実施の形態における移動手段７８は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ７９〜８１の組み合わせにより構成される。この移動手段７８は、前述したノズル移動機構５２と同一構造であるので、繰り返しての説明は省略する。また、可動台７４には線材１１をエア圧により切断するカッタ装置７６が設けられ、移動手段７８は、可動台７４とともにカッタ装置７６をも移動可能に構成される。
【００５８】
そして、このカッタ装置７６は、図１４に示すように、第二回転体２４の外周に設けられた絡げピン２４ｃから巻芯２２に延びる巻初めの線材１１を切断可能に構成される。
【００５９】
図１５に示すように、本発明の非平板状コイルの製造装置２０は、巻芯２２に巻回された線材１１からなる平形コイル１２を巻芯２２から抜き出して成形位置の成形型７３に押しつけるコイル抜き出し成形手段９０を備える。
【００６０】
この実施の形態におけるコイル抜き出し成形手段９０は、第二回転体２４に出没可能に設けられた第二突き出し棒９１を備える。第二突き出し棒９１とは、第二回転体２４から成形位置の成形型７３に向かって突出する棒状部材であって、この実施の形態では、巻芯２２の四隅であって、第二回転体２４の軸方向に移動可能に設けられた四本の第二突き出し棒９１を備える場合を示す。
【００６１】
第二回転体２４の外周には、この四本の第二突き出し棒９１を成形型７３に向かって突出させる第二操作ピン９２が直径方向に延びて両側に設けられる。第二回転体２４は、その第二操作ピン９２を第一回転体２３から遠ざける方向に後退させた状態で、図１２に示すように、四本の第二突き出し棒９１の先端が第二回転体２４の一方の端面と面一に成り、かつ巻芯２２における一対の凸条２２ｃ，２２ｃをその一方の端面から得ようとする平形コイル１２の厚さに相当する量だけ突出させるように構成される。
【００６２】
一方、図１５に示すように、第二回転体２４は、この第二操作ピン９２を第一回転体２３方向、即ち成形型７３方向に前進移動させると、四本の第二突き出し棒９１を成形型７３方向に向かって突出させるように構成される。逆に、この第二回転体２４に設けられた巻芯２２は、この第二操作ピン９２を成形型７３方向に前進移動させると、巻芯２２を第二回転体２４の内部に没入させるように構成される。
【００６３】
図５及び図７に示すように、第二支持壁３６の上部には、その第二操作ピン９２をＹ軸方向に移動させる第二移動機９３が設けられる。第二移動機９３は、第一支持壁２６の上部にロッド９４ａをＹ軸方向に伸ばして固定された第二水平流体圧シリンダ９４と、そのロッド９４ａの突出端に鉛直板９５を介して設けられた第二鉛直流体圧シリンダ９６を備える。第二鉛直流体圧シリンダ９６は鉛直板９５に出没ロッド９６ａを下方にして取付けられ、このロッド９６ａには第二操作片９７が設けられる。
【００６４】
第二操作片９７には、第二回転体２４の外周から径方向に突出する第二操作ピン９２が進入する凹溝９７ａ（図７，図１５）が下端に形成される。このため、第二鉛直流体圧シリンダ９６のロッド９６ａを突出させて第二操作片９７を下方に移動させると、第二操作ピン９２を凹溝９７ａに進入させて第二操作片９７に係合させ（図１５）、その状態で第二水平流体圧シリンダ９４がそのロッド９４ａを突出させると、図１５に示すように、第二突き出し棒９１を第二回転体２４の端縁から突出させ、巻芯２２に線材１１が巻かれて平形コイル１２が形成されている場合には、その平形コイル１２を巻芯２２から抜き出して成形位置の成形型７３に押しつけるように構成される。
【００６５】
その一方、第二水平流体圧シリンダ９４がそのロッド９４ａを没入させて第二操作片９７を戻すと、第二突き出し棒９１の突出端を第二回転体２４の端面と面一にし、そして、第二鉛直流体圧シリンダ９６のロッド９６ａが没入すると第二操作片９７は上昇して第二操作ピン９２から離脱し、その第二操作ピン９２が第二操作片９７と干渉することを防止し、第二回転体２４の自由な回転を許容するように構成される。
【００６６】
次に、上記製造装置を用いた本発明の非平板状コイルの製造方法について説明する。
【００６７】
本発明の非平板状コイルの製造方法は、外周表面に融着層が形成された線材１１を加熱しつつ巻芯２２に巻回し、得られた平形コイル１２を冷却前に成形することを特徴とする。従って、本発明の製造方法は、巻線工程と成形工程からなる。この実施の形態では、平形コイル１２の成形が、巻芯２２の端縁に成形型７３を位置させて巻芯２２から抜き出した平形コイル１２をそのまま成形型７３に押しつけることにより行われる場合を示す。以下に、各工程を詳説する。
【００６８】
＜巻線工程＞
この工程では、外周表面に融着層が形成された線材１１を加熱しつつ巻芯２２に巻回する。その詳細な手順にあっては、先ず、巻線の準備として、図７に示すように、第一回転体２３においては、第一流体圧シリンダ３１の出没ロッド３１ａを没入させて第一操作片３２を戻し、図８に示すように第一突き出し棒２９の突出端を第一回転体２３の端面と面一にしておく。
【００６９】
また、第二回転体２４においては、その第二操作ピン９２を第一回転体２３から遠ざける方向に後退させ、図９に示すように、四本の第二突き出し棒９１の先端を第二回転体２４の一方の端面と面一にするとともに、巻芯２２における一対の凸条２２ｃ，２２ｃをその一方の端面から得ようとする平形コイル１２の厚さに相当する量だけ突出させておく。
【００７０】
その状態で、図２に示すように、間隔可変機構４１により第二回転体２４を第一回転体２３に近づけて、第二回転体２４の一端縁から突出する巻芯２２の突出端を第一回転体２３の端面に当接させる。これにより巻線の準備が完了される。
【００７１】
その後、実際の巻線にあっては、把持装置６０の把持片６０ａにより線材１１を把持し、ノズル５１から線材１１を突出させた状態でノズル移動機構５２によりそのノズル５１を移動させ、図１２に示すようにその線材１１の端縁を絡げピン２４ｃに絡げる。
【００７２】
このように、線材１１の端部を絡げピン２４ｃに絡げた後、把持装置６０は、図２に示すように把持片６０ａによる線材１１の把持を解消して、線材繰出機５０からの線材１１の繰出しを許容する。
【００７３】
その後、図１２に示すように、ノズル移動機構５２によりそのノズル５１を移動させ、絡げピン２４ｃから延びる線材１１を第一回転体２３と第二回転体２４の間に引き込んで、巻線を行う。
【００７４】
巻線にあっては、第一回転体２３と第二回転体２４を巻芯２２とともに同期して同方向に回転させ、線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻芯２２に巻取る。具体的には、巻取り装置におけるサーボモータ２７，３８を同期して同方向に回転駆動し、図１３に示すように、第一及び第二回転体２３，２４を巻芯２２とともに同方向に同一の速度で回転させる。
【００７５】
このようにして、線材繰出機５０からノズル５１を経て繰出される線材１１を第一及び第二回転体２３，２４に挟まれる巻芯２２に巻取って平形コイル１２を形成する。ここで、線材繰出機５０から繰出される線材１１は、第一及び第二回転体２３，２４に挟まれる巻芯２２に巻回されて平形コイル１２を形成するので、第一及び第二回転体２３，２４の間の隙間を所望の厚さにしておくことにより、所望の厚さを有する平形コイル１２を得ることができる。
【００７６】
この平形コイル１２の形成において、線材繰出機５０から繰出される線材１１に一定のテンションを線材繰出機５０において付与する。
【００７７】
図６に示すように、このテンションの付与は線材繰出機５０におけるテンション装置５３により行われ、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１１に張力を与える。よって、この平形コイル１２の形成において、線材１１の張力は所定の値に維持され、平形コイル１２における線材１１間における密着の程度に差が生じるようなことを防止することができる。
【００７８】
また、この巻線工程において、加熱手段である熱風発生器７１は、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７１ａから巻芯２２に向かって吹き出して線材１１を加熱し、その線材１１の外表面に形成された融着層の粘着性を増して、巻回されて平形コイル１２を形成する線材１１を互いに粘着させる。
【００７９】
そして、平形コイル１２が得られた後には、把持装置６０の把持片６０ａにより線材１１を把持して線材繰出機５０から線材１１が繰出されることを防止した上で、カッタ装置５９（図６）をエアシリンダ５９ａにより切断位置に移動し、その平形コイル１２から線材繰出機５０へと延びる線材１１を切断しておく。
【００８０】
＜成形工程＞
この工程では、得られた平形コイル１２を冷却前に成形する。成形のために、先ず、間隔可変機構４１（図７）により、移動しない第一回転体２３から第二回転体２４を巻芯２２とともに遠ざけて、第一及び第二回転体２３，２４に挟まれる間隔を拡大させる。その際に、巻芯２２の周囲に巻回された線材１１から成る平形コイル１２が第一回転体２３側に残って巻芯２２から抜き出さないように、第一流体圧シリンダ３１（図７）のロッド３１ａを突出させて、第一回転体２３に設けられた第一突き出し棒２９を平形コイル１２が密着する第一回転体２３の端面から突出させる。
【００８１】
この突出する第一突き出し棒２９により、平形コイル１２を第二回転体２４側に押しやって、平形コイル１２を巻芯２２に周囲に残存させた状態で、第一回転体２３から第二回転体２４を巻芯２２とともに遠ざける。
【００８２】
このようにして、第一及び第二回転体２３，２４に挟まれる間隔を拡大させた後には、次に、移動手段７８により、可動台７４とともにカッタ装置７６を移動させ、このカッタ装置７６により、図１４に示すように、第二回転体２４の外周に設けられた絡げピン２４ｃから巻芯２２に延びる巻初めの線材１１を切断させる。
【００８３】
その後、図３に示すように、移動手段７８により、可動台７４とともに成形型７３を移動させて、その成形型７３を巻芯２２の端縁に位置する成形位置にまで移動させる。そして、図１４に示すように、成形型７３の係合部７３ｂを巻芯２２における一対の凸条２２ｃ，２２ｃの間に形成された凹溝からなる被係合部２２ｄに進入させ、その成形型７３を巻芯２２の端縁の所定の場所に正確に位置させる。
【００８４】
その後、第二鉛直流体圧シリンダ９６（図７）のロッド９６ａを突出させて第二操作片９７を図１５の実線矢印で示すように下降させて、第二操作ピン９２を凹溝９７ａに進入させて第二操作片９７に係合させ、その状態で第二水平流体圧シリンダ９４（図７）がそのロッド９４ａを突出させる。
【００８５】
そして、図１５に示すように、第二突き出し棒９１を第二回転体２４の端縁から突出させ、巻芯２２に線材１１が巻かれて形成された平形コイル１２を、その巻芯２２から抜き出して成形位置の成形型７３に押しつける。それとともに巻芯２２を第二回転体２４の内部に没入させ、平形コイル１２を巻芯２２から確実に抜き出す。
【００８６】
このようにして、方形を成す平形コイル１２の対向する一対の短辺１２ｂ，１２ｂ（図１６（ａ））を成形型７３の半円部７３ａ，７３ａに押しつけ、その一対の短辺１２ｂ，１２ｂを半円部７３ａ，７３ａに沿って湾曲させる。
【００８７】
すると、平形コイル１２の対向する一対の長辺１２ａ，１２ａ（図１６（ａ））は残存し、平形コイル１２の対向する一対の短辺１２ｂ，１２ｂは湾曲するので、図１６（ｂ）に示すように、その一対の長辺１２ａ，１２ａは所定の間隔を開けて対向する一対の直線部１０ａ，１０ａとなり、その一対の短辺１２ｂ，１２ｂは湾曲して、その一対の直線部１０ａ，１０ａの端縁を円弧状を成して連結する円弧部１０ｂ，１０ｂとなる。これにより、いわゆる鞍型の非平板状コイル１０を得ることができる。
【００８８】
本発明では、平形コイル１２を冷却前に成形して非平板状コイル１０を得る。即ち、平形コイル１２が成形されて鞍型を成す非平板状コイル１０が形成されるまで、それを形成する線材１１の融着層を固化させない。
【００８９】
従って、先の巻線工程において、平形コイル１２が形成された時点で加熱手段である熱風発生器７１により加熱を停止しても、非平板状コイル１０が形成されるまで線材１１の融着層が固化しないようであれば、平形コイル１２が形成された時点で加熱手段である熱風発生器７１からの熱風の吹き出しを停止して線材１１の加熱を停止させる。
【００９０】
逆に、熱風発生器７１による線材１１の加熱を停止させると、直ちに線材１１の融着層が固化してしまうようであれば、加熱手段は、巻線工程から非平板状コイル１０が形成されるまで、熱風発生器７１による線材１１の加熱を継続し、非平板状コイル１０が形成された後に熱風発生器７１により加熱を停止させる。そして、その後、線材１１の外表面に形成された融着層を固化させて互いの線材１１を互いに接着し、成形により得られた鞍型を成す非平板状コイル１０の形状を維持させる。
【００９１】
このように、本発明では、加熱しつつ巻芯２２に巻回して得られた平形コイル１２を冷却前に成形してしまうので、巻線時と成形時のそれぞれの工程において融着層を溶融又は軟化させる従来に比較して、所望の形状を成した非平板状コイル１０を得る時間を著しく短縮させることができる。
【００９２】
そして、その成形により得られた所望の形状を成した非平板状コイル１０は、成形後に冷却が完了することにより、各線材１１間の固着も完了する。このため、成形により得られた非平板状コイル１０を構成する各線材１１は互いに固着され、得られた非平板状コイル１０の形状はその後において確実に維持されることになる。この結果、本発明の非平板状コイルの製造装置及び非平板状コイルの製造方法では、非平板状コイル１０を比較的速やかに製造することが可能になる。
【００９３】
また、巻芯２２の端縁に成形型７３を位置させて巻芯２２から抜き出した平形コイル１２をそのまま成形型７３に押しつけることにより平形コイル１２の成形を直ちに行うので、巻芯２２に対する成形型７３の位置を常に一定にすることにより、その成形の際に平形コイル１２が位置ずれして成形されるようなことは無い。このため、本発明により得られる非平板状コイル１０は、常に所望の形状を成すものとなる。
【００９４】
その後、線材１１の融着層が固化して形状が固定した非平板状コイル１０は、移動手段７８により、その後、成形型７３とともに成形位置から移動することになる。移動手段７８は、その非平板状コイル１０を排出位置まで移動させて排出させる。非平板状コイル１０を排出した成形型７３は再び図１の待機位置まで戻り、次の成形工程まで待機することになる。これにより一連の非平板状コイル１０の製造を終了させ、次の非平板状コイル１０の製造を、前述した巻線工程から再び開始させる。このようにすれば、所望の形状を有する非平板状コイル１０を連続的に得ることが可能となる。
【００９５】
特に、巻芯２２の端縁に被係合部２２ｄを形成し、成形位置で被係合部２２ｄに係合可能な係合部７３ｂを成形型７３に形成するので、成形位置における成形型７３の巻芯２２に対する位置は確実に一定になる。このため、本発明により得られる非平板状コイル１０は、常に所望の形状を成すものとなり、本発明では、均一な形状を有する非平板状コイル１０を量産することが可能になるのである。
【００９６】
なお、上述した実施の形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータの組み合わせにより構成されたノズル移動機構５２及び可動台移動手段７８を説明したけれども、これらの移動機構５２，７８はこの構造のものに限るものではなく、ノズル５１及び可動台７４が架台１９に対して３軸方向に移動可能である限り、他の形式のものであっても良い。
【００９７】
また、上述した実施の形態では、熱風発生器７１からの熱風の吹き出しを停止して線材１１の加熱を停止させる場合を説明した。けれども、加熱手段である熱風発生器７１はアクチュエータ７２を介してＹ軸方向に移動可能に取付けているので、そのアクチュエータ７１により熱風発生器７１を移動させて、吹き出す熱風が線材１１に吹き付けられないようにして、線材１１の加熱を停止するようにしても良い。
【００９８】
更に、上述した実施の形態では、断面が丸形を成す線材１１を用いて説明したが、線材１１はその断面が方形を成すいわゆる角線であっても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１０  非平板状コイル
１１  線材
１２  平形コイル
２０  非平板状コイルの製造装置
２１  巻取り装置
２２  巻芯
２２ｄ  被係合部
５０  線材繰出機
７１  熱風発生器（加熱手段）
７３  成形型
７３ｂ  係合部
７８  移動手段
９０  コイル抜き出し成形手段
【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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【図１６】
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