(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材(11)をノズル(51)を介して繰出す線材操出機(50)と、
前記線材操出機(50)の前記ノズル(51)から操出される前記線材(11)を渦巻き状に巻回して蓄線する蓄線治具(30)と、
前記線材操出機(50)の前記ノズル(51)から繰出される前記線材(11)を装着した被巻線部材(22)へ巻回する被巻線部材回転手段(21)と、
前記被巻線部材(22)の回転軸を中心に前記蓄線治具(30)を回転させて前記蓄線治具(30)から操出される前記線材(11)を前記被巻線部材(22)に巻回する蓄線治具回転手段(40)と
を備え、
前記線材(11)は幅(W)が厚さ(t)よりも大である平角線材であって、
前記被巻線部材回転手段(21)の回転軸(N)と前記蓄線治具(30)の蓄線中心軸(C)とは互いに直交する
ことを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項２】
蓄線治具(30)の渦巻き状の蓄線は平角線材(11)の厚み(ｔ)方向に湾曲させて巻回され、
被巻線部材回転手段(21)による被巻線部材(22)への巻回は前記平角線材(11)の幅方向に巻回される
ことを特徴とする請求項１に記載のコイル巻線装置。
【請求項３】
ノズル(51)から操出される線材(11)を蓄線治具(30)に渦巻き状に巻回して蓄線する工程と、
被巻線部材(22)を回転させて前記ノズル(51)から繰出される前記線材(11)を前記被巻線部材(22)へ巻回する工程と、
前記被巻線部材(22)の回転軸を中心に前記蓄線治具(30)を回転させて前記蓄線治具(30)から操出される前記線材(11)を前記被巻線部材(22)に巻回する工程と
を備え、
前記線材(11)は幅(W)が厚さ(t)よりも大である平角線材であって、
前記被巻線部材の回転軸(N)と前記蓄線治具(30)の蓄線中心軸(C)とは互いに直交する
ことを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項４】
蓄線治具(30)の渦巻き状の蓄線は平角線材(11)の厚み(ｔ)方向に湾曲させて巻回され、
被巻線部材(22)への巻回は前記平角線材(11)の幅方向に巻回される
ことを特徴とする請求項３に記載のコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻回始端と巻回終端とが同一の巻層に配線可能なコイル巻線装置及びコイル製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイルの小型化に対応するために、線材が緊密に巻回されて巻層の間に無用の間隙を形成されないようにするとともに、線材の巻回始端と巻回終端とが同一の巻層に配線されるようにしたいわゆるアルファ巻（又は、「外外巻」ともいう。）からなるものが多用されるようになってきている。このアルファ巻のコイルとして、線材を渦巻き状に巻回した第一、第二コイルと、この第一、第二コイルの内周端部どうしを結ぶ内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルが知られている。
【０００３】
そして、このような二列渦巻きコイルの製造装置として、線材の２本分の隙間を隔てて対向して巻芯の周囲を相互に逆方向に回転する第一及び第二のホイールと、第一のホイールのガイド溝又は穴に向けて線材を繰出す巻線供給部と、線材を巻回状態で蓄えかつ第二のホイールのガイド溝又は穴に向けてその線材を繰出す蓄線部とを備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この製造装置では、巻芯の外周に対して線材の任意の位置を巻初めとし、第一及び第二のホイールを相互に逆方向に回転させ、これによりその巻初めの位置から両側に延びる線材を巻芯に同時に相互に逆方向に巻回して、その巻芯の軸方向に２層となる巻線部をその巻芯の外周に形成するとしている。そして、各巻線部の外周から線材を導出することにより、線材の巻回始端と巻回終端とが最外周の同一の巻層から引出された二列渦巻きコイルを比較的容易に製造することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５４６２６号公報（段落番号「００１０」、「００１１」及び「００１９」）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１におけるコイルの製造装置では、第一及び第二のホイールを相互に逆方向に回転させて、線材供給部から繰出される線材を回転する第一のホイールを介して巻芯に巻回するので、その線材供給部から繰出された線材は捩られつつ巻芯に巻回される不具合があった。
【０００７】
上記特許文献１におけるコイルの製造装置では、線材として断面が円形のものを用いているので、捩られつつ巻芯に巻回されても、その外形に影響を与えない。けれども、近年では、線材の占積率を向上させるために、方形状の断面を有し、その断面の幅が厚さよりも大きないわゆる平角線材を用いる要求も多い。このため、このような平角線材を捩りつつ巻芯に巻回すると、その平角線材が占める割合を減少させてコイルの外形が著しく拡大する不具合を生じさせることになる。
【０００８】
本発明の目的は、巻回される線材を捩ること無く巻回し得るコイル巻線装置及びコイル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】
【０００９】
本発明のコイル巻線装置は、線材をノズルを介して繰出す線材操出機と、線材繰出機のノズルから操出される線材を渦巻き状に巻回して蓄線する蓄線治具と、線材繰出機のノズルから繰出される線材を装着した被巻線部材へ巻回する被巻線部材回転手段と、被巻線部材の回転軸を中心に蓄線治具を回転させて蓄線治具から操出される線材を被巻線部材に巻回する蓄線治具回転手段とを備え、線材は幅が厚さよりも大である平角線材であって、被巻線部材回転手段の回転軸と蓄線治具の蓄線中心軸とは互いに直交することを特徴とする。
【００１０】
この場合、蓄線治具の渦巻き状の蓄線は平角線材の厚み方向に湾曲させて巻回され、被巻線部材回転手段による被巻線部材への巻回は平角線材の幅方向に巻回されることが好ましい。
【００１１】
本発明のコイル製造方法は、ノズルから操出される線材を蓄線治具に渦巻き状に巻回して蓄線する工程と、被巻線部材を回転させてノズルから繰出される線材を被巻線部材へ巻回する工程と、被巻線部材の回転軸を中心に蓄線治具を回転させて蓄線治具から操出される線材を被巻線部材に巻回する工程とを備え、線材は幅が厚さよりも大である平角線材であって、被巻線部材の回転軸と蓄線治具の蓄線中心軸とは互いに直交することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のコイル巻線装置及びコイル製造方法では、ノズルから操出される線材を渦巻き状に巻回して蓄線するので、この蓄線において線材が捩られることはない。そして、巻線にあっては、線材繰出機から繰出される線材を被巻線部材回転手段により回転する被巻線部材に巻回するので、線材繰出機から繰出される線材が捩られることは無い。また、蓄線治具回転手段により蓄線治具を回転して蓄線治具から操出される線材を被巻線部材に巻回するので、蓄線治具から操出される線材にあっても捩られることは無い。よって、その被巻線部材に巻回される線材は捩られること無く、その被巻線部材に巻回することが可能となる。
【００１３】
そして、被巻線部材回転手段の回転軸と蓄線治具の蓄線中心軸とを直交させたので、幅が厚さよりも大である平角線材を幅方向に巻回することが可能になり、そのようにコイルを形成することにより、巻回始端と巻回終端とが同一の巻層に配線され、かつその巻き幅が小さな比較的薄いコイルを得ることが可能となる。よって、本発明は、得られるコイルにおいて線材が占める率を向上させることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明実施形態の巻線装置を示す平面図である。
【図２】その線材操出機を示す図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】その被巻線部材回転手段における被巻線部材の装着状態を示す図１のＢ部拡大図である。
【図４】その装着部分の分解図である。
【図５】その蓄線治具回転手段を示す図１のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図６】その蓄線治具の蓋体を取外した板状本体に線材が蓄線される状態を示す図５のＤ方向から観た図である。
【図７】その蓄線治具とノズルとの間の線材を被巻線部材に進入させた状態を示す上面図である。
【図８】その蓄線治具とノズルとの間の線材を被巻線部材に進入させた状態を示す斜視図である。
【図９】その被巻線部材に線材を巻回してアルファ巻きコイルが得られた状態を示す図７に対応する図である。
【図１０】そのアルファ巻きコイルの断面を示す図９のＥ−Ｅ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の巻線装置２０を図１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、コイル巻線装置２０の構成を説明する。
【００１７】
本発明のコイル巻線装置２０は、架台１９上に設けられた線材操出機５０を備える。この線材操出機５０は、線材１１をノズル５１を介して繰出すものであって、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。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。
【００１８】
図１及び図２に示すように、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。このノズル移動機構５２を構成する各伸縮アクチュエータ５６〜５８は、細長い箱形ハウジング５６ｄ〜５８ｄと、そのハウジング５６ｄ〜５８ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ５６ａ〜５８ａによって回動駆動されるボールネジ５６ｂ〜５８ｂと、このボールネジ５６ｂ〜５８ｂに螺合して平行移動する従動子５６ｃ〜５８ｃ等によって構成される。そして、これらの各伸縮アクチュエータ５６〜５８は、サーボモータ５６ａ〜５８ａが駆動してボールネジ５６ｂ〜５８ｂが回転すると、このボールネジ５６ｂ〜５８ｂに螺合する従動子５６ｃ〜５８ｃがハウジング５６ｄ〜５８ｄの長手方向に沿って移動可能に構成される。
【００１９】
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。それらの各伸縮アクチュエータ５６〜５８における各サーボモータ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。
【００２０】
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。この実施の形態におけるテンション装置５３は、架台１９に支柱６１ａ（図２）を介して設けられたケーシング６１と、そのケーシング６１の天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。
【００２１】
この実施の形態における線材１１は、その幅Ｗが厚さｔよりも大である平角線材１１であって（図８）、この線材１１は厚さｔ方向に湾曲するようにドラム６２に巻き付けられて準備されるものとする。そして、線材１１が巻き付けられたドラム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の内部に設けられる。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。
【００２２】
テンションバー６３は、基端のＺ軸方向に延びる回動軸６３ｂを支点として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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２に示すように、ノズル５１が設けられた支持板５４には、ノズル５１の他に把持片５９ａ，６０ａにより把持してノズル５１を通過する線材１１の移動を禁止し、その把持片５９ａ，６０ａを線材１１から離間させてその移動を許容する可動把持装置５９と固定把持装置６０が設けられる。固定把持装置６０は支持板５４に直接取付けられる。可動把持装置５９はその可動把持装置５９を支持板５４に対してＸ軸方向に移動させる伸縮アクチュエータ６９を介して支持板５４に取付けられる。
【００２６】
この伸縮アクチュエータ６９は上述したＸ軸方向伸縮アクチュエータ５６と同一構造のものであり、サーボモータ６９ａが回転させるボールネジ６９ｂによりハウジング６９ｄの長手方向に移動する従動子６９ｃに可動把持装置５９が取付けられる。このため、固定側把持装置６０が把持片６０ａを開放して線材１１の移動を許容した状態で、把持片５９ａが線材１１を把持した可動把持装置５９をノズル５１に向かって伸縮アクチュエータ６９が所定の長さ移動させることにより、その線材１１をノズル５１から所定の長さ繰出すように構成される。そして、把持装置５９，６０は、ノズル移動機構５２によりノズル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。
【００２７】
図１に戻って、本発明のコイル巻線装置２０は、線材繰出機５０のノズル５１から操出される線材１１を渦巻き状に湾曲又は巻回して蓄線する蓄線治具３０を備える。図５に示すように、この蓄線治具３０は、比較的厚肉の板状本体３１と、その板状本体３１の片面を覆って封止する蓋板３２とを有する。図６に示すように、その板状本体３１の蓋板３２（図５）により覆われる片面には、円周方向に連続する周溝３１ａと、その周溝３１ａの外周から板状本体３１の側縁に向かって滑らかに延びてその側縁に開口する連通溝３１ｂが形成される。ここで、図の符号３１ｃは、蓋板３２を板状本体３１に取付けるための雌ねじ孔３１ｃを示す。
【００２８】
そして、この蓄線治具３０は板状本体３１の側縁に開口した連通溝３１ｂの開口端から線材１１を進入させると、その線材１１は連通溝３１ｂから周溝３１ａに達し、その外周に案内されて湾曲することになる。そして、その線材１１が周溝３１ａの全周に達すると、線材１１は渦巻き状を描いてその周溝３１ａに納められて蓄線される。このため、周溝３１ａの中心軸Ｃは、蓄線治具３０の蓄線中心軸Ｃとなる。
【００２９】
この実施の形態では、幅Ｗが厚さｔよりも大である平角線材１１を用いるので（図８）、周溝３１ａ及び連通溝３１ｂは線材１１の幅Ｗよりも深く形成される。このため、線材１１を厚さｔ方向に湾曲させるようにその線材１１を連通溝３１ｂに進入させると、周溝３１ａの外周に案内されて湾曲する線材１１は、その周溝３１ａ内に渦巻き状に巻回して貯線されることになる。
【００３０】
図１に示すように、本発明のコイル巻線装置２０は、線材操出機５０のノズル５１から繰出される線材１１を、装着した被巻線部材２２へ巻回する被巻線部材回転手段２１を備える。図４及び図１０に示すように、この実施の形態における被巻線部材２２は、筒状の巻胴部２２ａの周囲に、３枚の円板状のフランジ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが線材１１の厚さｔに相当する隙間を空けて形成されたものであって、中間のフランジ２２ｃには線材１１が連通する切欠き２２ｅが形成されたものを例示する。
【００３１】
図１に戻って、この実施の形態における被巻線部材回転手段２１は、サーボモータ２３と、そのサーボモータ２３を３軸方向に移動させるモータ移動機構３３と、そのサーボモータ２３の回転軸２３ａに基端が同軸に設けられて先端にロック機構２６が設けられた第一回転体２４と、その第一回転体２４の先端に挿脱可能に構成され、線材１１を実際に巻取る被巻線部材２２を第一回転体２４とともに挟持する押さえ具２５とを備える。
【００３２】
図３及び図４に示すように、この押さえ具２５は、ロック機構２６に先端が係止されるカップリング軸２５ａとカップリング軸２５ａの基端に取付けられ、第一回転体２４の先端に装着された状態で被巻線部材２２の一方のフランジ２２ｂを外側から押さえる押さえ板２５ｂとを備える。カップリング軸２５ａは被巻線部材２２の筒状を成す巻胴部２２ａの内径よりも僅かに小さな外径を有する円柱状に形成され、その長さは巻胴部２２ａの全長よりも長く形成される。そして、カップリング軸２５ａの先端周囲には環状溝２５ｃが形成される。また、押さえ板２５ｂは被巻線部材２２の一方のフランジ２２ｂの外径と同様の外径に形成される。
【００３３】
第一回転体２４の先端に設けられたロック機構２６は、その第一回転体２４の先端に軸心に沿って穿孔され、押さえ部材７０におけるカップリング軸２５ａが挿入可能なカップリング孔２６ａと、そのカップリング孔２６ａに交差するように第一回転体２４の先端に形成された横孔２６ｂと、横孔２６ｂに挿入されカップリング軸２５ａに形成され環状溝２５ｃに係合する球体２６ｃと、第一回転体２４に嵌入され軸方向に移動して球体２６ｃを環状溝２５ｃに挿入し又は離脱させる操作部材２６ｄと、球体２６ｃを環状溝２５ｃに挿入する方向に操作部材２６ｄを付勢するスプリング２６ｅ等を備える。
【００３４】
巻胴部２２ａには、その端部から軸方向に伸びるスリット２２ｆが形成され、そのスリット２２ｆに進入可能な突部２４ａが第一回転体２４に形成される。このため、被巻線部材２２の巻胴部２２ａに挿通されたカップリング軸２５ａの先端がこのカップリング孔２６ａに差し込まれて押え具２５が第一回転体２４に取付けられると、スリット２２ｆに突部２４ａが進入し、第一回転体２４に対する被巻線部材２２の回転は禁止されるように構成される。
【００３５】
図１に示すように、サーボモータ２３は取付台２７に取付けられ、その取付台２７をモータ移動機構３３が３軸方向に移動させるように構成される。この取付台２７にはロック機構２６を操作する操作用シリンダ２８が取付けられる。操作用シリンダ２８におけるロッド２８ａにはロック機構２６における操作部材２６ｄに係合する係合部材２８ｂが取付けられる。
【００３６】
そして、この操作用シリンダ２８がそのロッド２８ａを没入させると、図４に示すように、スプリング２６ｅの付勢力に抗して操作部材２６ｄが後退し、カップリング軸２５ａのカップリング孔２６ａへの差し込みが可能となるように構成される。そして、カップリング軸２５ａがカップリング孔２６ａへ差し込まれた状態で操作用シリンダ２８（図１）がロッド２８ａを突出させると、図３に示すように、操作部材２６ｄが再び前進して球体２６ｃが環状溝２５ｃに押し付けられ、これにより、カップリング軸２５ａがこのカップリング孔２６ａから抜けないように構成される。
【００３７】
一方、カップリング軸２５ａがカップリング孔２６ａへ差し込まれた状態で、操作用シリンダ２８（図１）がそのロッド２８ａを再び没入させると、既に差し込まれていたカップリング軸２５ａのそのカップリング孔２６ａからの抜き出しが可能になるように構成される。
【００３８】
このように、このロック機構２６により押え具２５は駆動源であるサーボモータ２３に取付けられた第一回転体２４に着脱可能に構成される。その第一回転体２４に連結された押え具２５は、そのサーボモータ２３によってＹ軸まわりに正転及び逆転の双方が可能に構成される。
【００３９】
これにより、押え具２５が第一回転体２４に取付けられた状態では、サーボモータ２３が駆動して第一回転体２４が回転すると押え具２５及び被巻線部材２２もその第一回転体２４とともに回転し、サーボモータ２３が停止すると、停止する第一回転体２４とともにその押え具２５及び被巻線部材２２の回転も停止するように構成される。
【００４０】
そして、その押え具２５により第一回転体２４の先端に取付けられた被巻線部材２２は、正転することにより線材操出機５０から繰出される線材１１を巻取るように構成される。
【００４１】
図１に戻って、このサーボモータ２３が取付けられた取付台２７は、３軸方向に移動可能にモータ移動機構３３を介して架台１９に取付けられる。この実施の形態におけるモータ移動機構３３は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３４〜３６の組み合わせにより構成される。このＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３４〜３６から成るモータ移動機構３３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。
【００４２】
また、本発明のコイル巻線装置２０は、蓄線治具３０を回転してその蓄線治具３０から操出される線材１１を被巻線部材２２に巻回する蓄線治具回転手段４０を備える。この実施の形態における蓄線治具３０は第二回転体４１を介して架台１９に設けられる場合を例示する。
【００４３】
図１及び図５に示すように、架台１９には支持壁４２が立設され、第二回転体４１はＹ軸方向に伸びてこの支持壁４２に回転可能に設けられる。支持壁４２には第二回転体４１を回転させるサーボモータ４３が取付けられる。第二回転体４１及びサーボモータ４３の回転軸４３ａにはそれぞれプーリ４４ａ，４４ｂが設けられ、それらのプーリ４４ａ，４４ｂにベルト４４ｃが架設される。
【００４４】
これによりサーボモータ４３が駆動してその回転軸４３ａが回転すると、ベルト４４ｃを介してその回転が第二回転体４１に伝達され、第二回転体４１を蓄線治具３０とともに回転させるように構成される。第二回転体４１の先端にはその第二回転体４１と直交する支持部材４６が設けられ、この支持部材４６には第二回転体４１の回転軸と平行な支持平行棒４７の基端がその回転軸から偏倚して設けられる。
【００４５】
図６及び図７に示すように、この支持平行棒４７には、第二回転体４１の回転中心軸Ｍに平行なレール４７ａが設けられ、このレール４７ａに蓄線治具３０の板状本体３１が移動可能に取付けられる。即ち、蓄線治具３０は、この支持平行棒４７に、第二回転体４１の回転中心軸Ｍから偏倚して、その支持平行棒４７の回転半径方向外側にＹ軸方向に移動可能に取付けられる。
【００４６】
ここで、蓄線治具３０の蓄線中心軸Ｃは、第二回転体４１の回転中心軸Ｍに対して直交するように取付けられる。即ち、コイル１７巻線装蓄線治具３０は、第二回転体４１の回転中心軸Ｍに直行しかつ蓄線治具３０の蓄線中心軸Ｃを含む仮想平面において、蓄線治具３０の蓄線中心軸Ｃは、第二回転体４１の回転中心軸Ｍを中心とする仮想円の接線となるように取付けられる。換言すれば、蓄線治具３０の蓄線中心軸Ｃが第二回転体４１の回転中心軸Ｍを含む仮想平面に対して直行するように、コイル１７巻線装蓄線治具３０が支持平行棒４７に取付けられる。
【００４７】
また、この蓄線治具３０は、連通溝３１ｂの開放端が挿通孔４７ｂ及び第二回転体４１の回転中心軸Ｍに臨むように、レール４７ａにその回転中心軸Ｍと平行に移動可能に取付けられる。そして、支持部材４６には、その蓄線治具３０を支持部材４６側に引っ張って連通溝３１ｂの開放端を挿通孔４７ｂからずらすように付勢するコイルスプリング４８が設けられる。その一方で、架台１９には、そのコイルスプリング４８の付勢力に抗して、蓄線治具３０を支持部材４６から遠ざけて連通溝３１ｂの開放端を挿通孔４７ｂに一致させるように移動させる流体圧シリンダ４９が設けられる。
【００４８】
次に、上記コイル巻線装置を用いた本発明におけるコイルの製造方法について説明する。
【００４９】
本発明のコイルの製造方法は、幅Ｗが厚さｔよりも大である平角線材１１をノズル５１を介して操出して平角線材１１の厚みｔ方向に渦巻き状に湾曲又は巻回して蓄線治具３０に蓄線する行程と、ノズル５１から操出される平角線材１１を被巻線部材回転手段２１に装着した被巻線部材２２へ平角線材１１の幅方向に巻回してコイル１７を形成する工程とを備える。以下に、各工程を詳説する。
【００５０】
＜蓄線工程＞
この工程では、幅Ｗが厚さｔよりも大である平角線材１１をノズル５１を介して操出して平角線材１１の厚みｔ方向に渦巻き状に湾曲又は巻回して蓄線治具３０に蓄線する。
【００５１】
図１及び図２に示すように、この線材１１は厚さｔ方向に湾曲するようにドラム６２に巻き付けられて準備され、そのドラム６２が線材操出機５０に設けられる。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、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。
【００５２】
図２に示すように、このように配線された線材ガイド６３ａとノズル５１の間の線材１１は、当初ノズル５１の近傍において可動把持装置５９と固定把持装置６０により把持し、その線材１１の移動を禁止する。この時、伸縮アクチュエータ６９により可動把持装置５９を一点鎖線で示すように固定把持装置６０から遠ざけておくことが好ましい。
【００５３】
この状態で、ノズル移動機構５２により、そのノズル５１を可動把持装置５９及び固定把持装置６０とともに移動させ、図６に示すように、ノズル５１の先端を蓄線治具３０における連通溝３１ｂの開口端に対向させる。そして、流体圧シリンダ４９のロッド４９ａを突出させて、コイルスプリング４８の付勢力に抗して、蓄線治具３０を支持部材４６から遠ざけるように移動させ、その連通溝３１ｂの開放端を挿通孔４７ｂに一致させておく。
【００５４】
その後、この状態で、図２に示す固定側把持装置６０が把持片６０ａを開放して線材１１の移動を許容した状態で、把持片５９ａが線材１１を把持した可動把持装置５９を、実線矢印で示すように、ノズル５１に向かって伸縮アクチュエータ６９が所定の長さ移動させる。そして、その可動把持装置５９により把持された線材１１をノズル５１から所定の長さ繰出す。
【００５５】
図６に示すように、ノズル５１から繰出された線材１１は、蓄線治具３０における連通溝３１ｂの開口端に進入する。そして、その線材１１は連通溝３１ｂから周溝３１ａに達し、その外周に案内されて湾曲することになる。幅Ｗが厚さｔよりも大である平角線材１１を用いるので、線材１１は厚さｔ方向に湾曲し、周溝３１ａの外周に案内されて湾曲する線材１１は、その周溝３１ａ内に渦巻き状に巻回して貯線されることになる。この貯線される線材１１の長さは、得ようとするアルファ巻きコイル１７を構成する一方のコイル１７ａ（図１０）の形成に必要な線材１１の長さに等しくなるようにされる。
【００５６】
そして、本発明のコイル巻線装置２０及びコイル製造方法では、ノズル５１から操出される線材１１を渦巻き状に湾曲又は巻回して蓄線するので、この蓄線において線材１１が捩られるようなことはない。
【００５７】
ここで、図２に示す可動把持装置５９がノズル５１に向かって一回移動するだけでは、必要な線材１１の長さに達しない場合には、可動把持装置５９を往復移動させて、線材１１をノズル５１から順次繰出す。具体的には、可動把持装置５９が移動してノズル５１の近傍に達したならば、その動きを止めて、固定側把持装置６０が線材１１を把持し、その線材１１の移動を一旦禁止する。その状態で可動側把持装置５９の把持片５９ａを開いて線材１１の移動を許容し、その状態で伸縮アクチュエータ６９により可動把持装置５９を一点鎖線矢印で示すようにノズル５１から遠ざける。
【００５８】
その後、再び、可動側把持装置５９の把持片５９ａ閉じて線材１１を把持し、固定側把持装置６０の把持片６０ａを再び開放して線材１１の移動を許容させる。この状態で、把持片５９ａが線材１１を把持した一点鎖線で示す可動把持装置５９をノズル５１に向かって再び伸縮アクチュエータ６９が所定の長さ移動させる。これにより、その可動把持装置５９により把持された線材１１をノズル５１から再び繰出す。このように可動把持装置５９を往復移動させて、線材１１をノズル５１から順次繰出し、必要な長さの線材１１を蓄線治具３０に貯線させる。
【００５９】
＜コイル形成工程＞
この工程では、ノズル５１から操出される平角線材１１を被巻線部材回転手段２１に装着した被巻線部材２２へ平角線材１１の幅Ｗ方向に巻回しコイル１７を形成する。
【００６０】
被巻線部材回転手段２１への被巻線部材２２の装着にあっては、操作用シリンダ２８（図１）のロッド２８ａを没入させ、図４に示すようにスプリング２６ｅの付勢力に抗して操作部材２６ｄを後退させる。被巻線部材２２の巻胴部２２ａには押さえ具２５におけるカップリング軸２５ａを挿入しておき、巻胴部２２ａから突出するカップリング軸２５ａの先端をカップリング孔２６ａへ差し込む。
【００６１】
このように、カップリング軸２５ａがカップリング孔２６ａへ差し込まれた状態で操作用シリンダ２８（図１）のロッド２８ａを突出させ、図３に示すように操作部材２６ｄを再び前進させて球体２６ｃを環状溝２５ｃに押し付ける。これにより、カップリング軸２５ａがこのカップリング孔２６ａから抜けることを防止し、被巻線部材２２を回転体２４の先端に取付ける。この時、巻胴部２２ａにおけるスリット２２ｆに回転体２４の突部２４ａを進入させ、第一回転体２４に対する被巻線部材２２の回転を禁止させる。
【００６２】
その後、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、蓄線治具３０からノズル５１を離間させる。その状態で、モータ移動機構３３により被巻線部材回転手段２１とともに被巻線部材２２を移動させ、図８に示すように、蓄線治具３０とノズル５１の間の線材１１を被巻線部材２２の中間のフランジ２２ｃに形成されたスリット２２ｆに挿入させて、巻胴部２２ａに接触させる。即ち、蓄線治具３０から延びる線材１１を被巻線部材２２の先端側フランジ２２ｂと中間のフランジ２２ｃとの間の隙間に進入させ、ノズル５１から延びる線材１１を被巻線部材２２の基端側フランジ２２ｄと中間のフランジ２２ｃとの間の隙間に進入させる。
【００６３】
その後、図７に示すように、モータ移動機構３３により被巻線部材２２を移動させて、その被巻線部材２２の中心軸Ｎを第二回転体４１の回転中心軸Ｍに一致させる。その状態で、流体圧シリンダ４９のロッド４９ａを没入させ、コイルスプリング４８により蓄線治具３０を支持部材４６側に引っ張って、連通溝３１ｂの開放端を挿通孔４７ｂからずらすように付勢し、連通溝３１ｂと挿通孔４７ｂの双方を通過する線材１１を挟持して、そこを移動する線材１１に一定のテンションを付与する。
【００６４】
そして、図９に示すように、被巻線部材回転手段２１により被巻線部材２２を破線矢印で示すように回転させるとともに、蓄線治具回転手段４０により蓄線治具３０を被巻線部材２２の周囲に、被巻線部材２２の回転速度の二倍の速度で実線矢印で示すように回転させる。
【００６５】
即ち、蓄線治具３０を被巻線部材２２の周囲に、被巻線部材２２の回転速度の二倍の速度で回転させることにより、蓄線治具３０に蓄線された線材１１をその蓄線治具３０から繰出して被巻線部材２２の先端側フランジ２２ｂと中間のフランジ２２ｃとの間の隙間の巻胴部２２ａに巻き付ける。これにより、先端側フランジ２２ｂと中間のフランジ２２ｃとの間の隙間の巻胴部２２ａに巻き付けられた線材１１から成る一方のコイル１７ａが形成される（図１０）。
【００６６】
ここで、被巻線部材回転手段４０の回転軸Ｍと蓄線治具３０の蓄線中心軸Ｃとは互いに直交し、幅Ｗが厚さｔよりも大である平角線材１１を厚みｔ方向に湾曲又は巻回して蓄線治具３０に蓄線した。このため、蓄線治具回転手段４０により蓄線治具３０を回転して、蓄線治具３０から操出される線材１１を被巻線部材２２に巻回しても、蓄線治具３０から操出される線材１１が捩られることは無い。そして、蓄線治具回転手段４０により蓄線治具３０を回転して蓄線治具３０から操出される線材１１を被巻線部材２２に巻回することにより、図１０に示すように、線材１１を幅方向に湾曲させて被巻線部材２２の巻胴部２２ａに巻回することができる。
【００６７】
ここで、蓄線治具３０には、その一方のコイル１７ａを形成するに必要な長さの線材１１が貯線されているため、この蓄線治具３０から引き出された全ての線材１１により、その一方のコイル１７ａが形成される。このため、この一方のコイル１７ａが形成されると、線材１１の端部は蓄線治具３０から抜けだして、巻き初めの線材１１ａを構成することになる。
【００６８】
この時、線材１１に付与されるテンションは、コイルスプリング４８による連通溝３１ｂと挿通孔４７ｂの双方を通過する線材１１を挟持する力により付与される。よって、この一方のコイル１７ａの形成において、線材１１の張力は所定の値に維持され、一方のコイル１７ａにおける線材１１の層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。
【００６９】
それとともに、被巻線部材２２を回転させて、ノズル３１から新たに繰出される線材１２を被巻線部材２２の基端側フランジ２２ｄと中間のフランジ２２ｃとの間の隙間の巻胴部２２ａに巻付ける。これにより、ノズル５１から新たに引き出されて被巻線部材２２の中間のフランジ２２ｃと基端側フランジ２２ｄとの間の隙間の巻胴部２２ａに巻付けられた線材１１から成る他方のコイル１７ｂが形成される（図１０）。
【００７０】
この他方のコイル１７ｂの形成において、線材操出機５０から繰出される線材１１に一定のテンションを線材操出機５０において付与する。図１に示すように、このテンションの付与は線材操出機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、この他方のコイル１７ｂの形成において、線材１１の張力は所定の値に維持され、他方のコイル１７ｂにおける線材１１の層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。
【００７１】
そして、このような他方のコイル１７ｂを形成するための巻線にあっては、線材繰出機５０から繰出される線材１１を被巻線部材回転手段２１により回転する被巻線部材２２に巻回するので、線材繰出機５０から繰出される線材１１が捩られることは無い。そして、被巻線部材回転手段２１による被巻線部材２２への巻回を、図９に示すように線材１１の幅Ｗ方向に湾曲させて被巻線部材２２の巻胴部２２ａに巻回することができる。
【００７２】
このように、被巻線部材２２を回転させるとともに、その被巻線部材２２の周囲に蓄線治具３０を二倍の速度で回転させることによって、渦巻き状に巻回された線材１１からなる一方のコイル１７ａと他方のコイル１７ｂが内側渡り線１７ｃにより結ばれた図１０に示すコイル１７が形成される。
【００７３】
図１０における一方のコイル１７ａと他方のコイル１７ｂは、それぞれ平角線材１１が幅方向に湾曲して３回巻胴部２２ａに巻回されたものから成る場合を例示する。そして、この被巻線部材２２に形成されたコイル１７は、蓄線治具３０から引き出された巻初めの線材１１ａ、及びノズル５１から繰出されて被巻線部材１１に巻回された巻終わりの線材１１ｂ（図９）の双方が最外周に位置するアルファ巻コイル１７となる。
【００７４】
なお、他方のコイル１７ｂが得られた後には、図２に示すように、固定把持装置６０の把持片６０ａにより線材１１を把持して線材操出機５０から線材１１が繰出されることを防止した上で、図示しないカッタ装置により、その他方のコイル１７ｂからノズル５１へと延びる線材１１を切断する。これにより、被巻線部材２２に形成されたアルファ巻コイル１７を独立させることができる。
【００７５】
ここで、図１０に示すように、押え具２５の押え板２５ｂは、回転体２４とともに被巻線部材２２を挟持するので、被巻線部材２２が可撓性を有する樹脂製であっても、幅方向に湾曲させて巻胴部２２ａに巻回される線材１１が被巻線部材２２の軸方向にずれようとしても、被巻線部材２２におけるフランジ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、その線材１１のずれようとする力により変形するようなことはない。
【００７６】
そして、幅Ｗが厚さｔよりも大である平角線材１１を幅方向に巻回してコイル１７を形成することにより、巻回始端１１ａと巻回終端１１ｂとが同一の巻層に配線され、かつその巻き幅が小さな比較的薄いコイル１７を得ることが可能となり、その得られるコイル１７において線材１１が占める率を向上させることができる。
【００７７】
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及びモータ移動機構３３を説明したけれども、これらの移動機構はこの構造のものに限るものではなく、ノズル５１及び取付台２７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。
【００７８】
また、上述した実施の形態では、被巻線部材２２を回転させるとともに、その被巻線部材２２の周囲に蓄線治具３０を二倍の速度で回転させる場合を説明した。けれども、被巻線部材２２と蓄線治具３０を同じ速度で回転させてノズル５１から繰出される線材１１を渦巻き状に巻回して他方のコイルを得、その前又はその後に、回転が停止した被巻線部材２２に周囲において蓄線治具３０のみを回転させ、蓄線治具３０から繰出される線材１１を渦巻き状に巻回して一方のコイルを得るようにしても良い。この場合であっても、渦巻き状に巻回された線材１１からなる一方のコイル１７ａと他方のコイル１７ｂが内側渡り線１７ｃにより結ばれた図１０に示すコイル１７を得ることができる。
【００７９】
また、上述した実施の形態では、被巻線部材２２が巻胴部２２ａの周囲に３枚の円板状のフランジ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成されたものを用いて説明した。けれども、アルファ巻きコイル１７を得ることができる限り、中間のフランジ２２ｃが無い被巻線部材２２であっても良い。また、図示しないが、被巻線部材は棒状のものであっても良く、アルファ巻きコイル１７が得られた後にその棒状の被巻線部材をコイル１７から抜き出して、いわゆる空芯のアルファ巻きコイル１７を得るようにしても良い。
【００８０】
また、上述した実施の形態では、線材操出機構５０におけるテンション装置５３がスプリング６６によりノズル５１から繰出される線材１１に一定のテンションを付与し、コイルスプリング４８により連通溝３１ｂの開放端を挿通孔４７ｂからずらして線材１１を挟持し、蓄線治具３０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与する場合を説明したが、線材に所定のテンションを付与可能である限り、これらの構造のものに限られるものではない。
【００８１】
例えば、図示しないが、線材操出機構５０におけるテンション装置５３が、ドラム６２を直接的に移動させて線材１１に一定のテンションを付与する流体圧シリンダやコイルスプリングを備えるようなものであっても良い。
【００８２】
更に、上述した実施の形態では、断面が方形状の断面を有し、その断面の幅が厚さよりも大きないわゆる平角線の線材１１を用いて説明したが、線材１１はその断面が正方形を成すいわゆる真四角線やその断面が円形を成すいわゆる丸線であっても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１１  線材（平角線材）
１７  コイル
２０  巻線装置
２１  被巻線部材回転手段
２２  被巻線部材
３０  蓄線治具
４０  蓄線治具回転手段
５０  線材操出機
５１  ノズル
Ｎ  被巻線部材回転手段の回転軸
Ｃ  蓄線治具の蓄線中心軸
Ｗ  線材の幅
ｔ  線材の厚さ
【図１】
0006460865.tif 000002
【図２】
0006460865.tif 000003
【図３】
0006460865.tif 000004
【図４】
0006460865.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006460865.tif 000007
【図７】
0006460865.tif 000008
【図８】
0006460865.tif 000009
【図９】
0006460865.tif 000010
【図１０】
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