(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、前記線材供給手段の前記コイル線材の送出部に設けられた線材ガイドと、前記線材ガイドからの前記コイル線材の曲げ方向を案内する第１案内体と、前記第１案内体の位置を移動させる第１案内体駆動手段とを備え、前記コイル線材を円弧状に曲げられた円弧部と前記コイル線材が直線的な直線部とを有するコイルを製作する巻線装置であって、前記線材供給手段によって前記コイル線材を一方向に連続して送出しながら、前記第１案内体を、前記円弧部を形成する位置と前記直線部を形成する位置とで、前記第1案内体駆動手段により繰り返し移動可能にしたことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
前記コイル線材を案内する第２案内体を、前記第１案内体とにより前記コイル線材を挟み込む位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル巻線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転機の小型で高性能化のため、エッジワイズと称されるコイル線材の断面を平角にしてコイルを巻回することが行われている。
【０００３】
図１６は特許文献１の構成を示し、平角線を長円コイルにする製造方法を示したものである。図１６（ａ）において、旋回ギヤ１０２とともにベンダ１０１を１８０度に回動させ、平角線１０１をシャフト１０３に掛け回すようにして折り曲げる。この折り曲げが完了した後は、ベンダ１０２を逆方向に１８０度回動させて最初の位置に復元させる。図１６（ｂ）に示すように、その後、平角線１０１を送り装置により長手方向に繰り出し、新たに繰り出された平角線１０２をシャフト１０３とベンダ１０２の間に挿通させて最初に折り曲げられた部分１０２ａを移動させてシャフト１０３から遠ざける。そして、平角線１０１の繰り出しを禁止した状態で、図１６（ｃ）に示すように、ベンダ１０２を再び回動させ、平角線１０１をシャフト１０３に掛け回すようにして折り曲げる。そして、更にベンダ１０２の回動を継続し、その新たに繰り出された平角線１１を図１６（ｄ）に示すようにＵ字状に折り曲げる。長円コイルの巻回を継続するために、ベンダ１０２を図１６（ｂ）の位置まで戻す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６１０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の巻線装置においては、ベンダ１０２の１８０度の回転によって折り曲げを行った後、平角線１０１の繰り出しや次の折り曲げのために、ベンダ１０２を１８０度逆回転させて元の位置に戻す必要があり、ベンダ１０２の折り曲げ時には平角線をクランプし、戻す場合にはクランプを解除する複雑な機構が必要であった。また、ベンダ１０２の復帰に要する時間が無駄になって高速にコイルを巻回することができず、製造コストの増加となっていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するもので、簡単な構成で長円コイルなどの円形型コイルを高速で巻回する装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、線材供給手段のコイル線材の送出部に設けられた線材ガイドと、線材ガイドからのコイル線材の曲げ方向を案内する第１案内体と、第１案内体の位置を移動させる第１案内体駆動手段とを備え、コイル線材を円弧状に曲げられた円弧部とコイル線材が直線的な直線部とを有するコイルを製作する巻線装置であって、線材供給手段によってコイル線材を一方向に連続して送出しながら、第１案内体を、円弧部を形成する位置と前記直線部を形成する位置とで、第1案内体駆動手段により繰り返し移動可能にしたものである。
【０００８】
また本発明の巻線装置は、コイル線材を案内する第２案内体を、第１案内体とによりコイル線材を挟み込む位置に設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る巻線装置によれば、コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、送出されたコイル線材を案内する第１案内体と、第１案内体の位置を移動させる案内体駆動手段と、線材供給手段の動作に同期して第１案内体の位置を調節し、円形型コイルを製作するようにしたので、簡単な構成で高速にコイルを巻回でき、生産性を高めて量産時のコストを低減できる。
また、本発明の巻線装置によれば、コイル線材を送出および把持する線材供給手段と、送出されたコイル線材を案内する第１案内体と、第１案内体の位置を移動させる案内体駆動手段と、線材供給手段の動作に同期して第１案内体の位置を調節してコイルを製作する円形型コイル製作モードと、線材用コイルによって生成されるコイル外周より外部に回転中心を有する曲折体を備え、線材供給手段と同期して曲折体を回転駆動する曲折駆動手段にてコイルを製作する矩形コイル製造モードとを備えたので、製造モードを切り替えることにより円形型コイルと矩形型コイルを製造することができ、１台で形状の異なるコイルを巻回できるので、設備費用の低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る巻線装置の構成を示す斜視図。
【図２】本発明の実施例１に係る巻線装置の構成を示す平面図。
【図３】本発明の実施例１に係る巻線装置の動作を示す説明図。
【図４】本発明の実施例２に係る巻線装置の動作を示す説明図。
【図５】本発明の実施例２に係る巻線装置の構成を示す斜視図。
【図６】本発明の実施例３に係る巻線装置の動作を示す説明図。
【図７】本発明の実施例４に係る巻線装置の動作を示す説明図。
【図８】本発明の実施例５に係る巻線装置の構成を示す斜視図。
【図９】本発明の実施例５に係る巻線装置の動作を示す説明図。
【図１０】本発明の実施例６に係る巻線装置の構成を示す斜視図。
【図１１】本発明の実施例６に係る巻線装置の構成を示す平面図。
【図１２】本発明の実施例７に係る巻線装置の構成を示す斜視図。
【図１３】本発明の実施例７に係る巻線装置の構成を示す斜視図。
【図１４】本発明の実施例７に係る巻線装置の動作を示す説明図。
【図１５】本発明の実施例７に係る巻線装置の動作を示す説明図。
【図１６】従来の巻線装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、実施例１から実施例７の各々を例に挙げ、図面を参照しながら以下に説明する。なお、本発明の内容はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。図１は、実施例１に係る巻線装置Ａの斜視図であり、図２は図１をＹ方向から見た平面図である。線材供給手段Ｂは断面形状が平角であるコイル線材２を送出又は停止させて把持するものであり、ボビン（図示せず）に巻かれたコイル線材２を図の矢印Ｊの方向に送出するものである。線材供給手段Ｂは、モータと駆動ローラの組み合わせた駆動機構を２セット配している。すなわち第１モータ３と第1モータ３の回転を伝達する第１駆動ローラ４と、第1駆動ローラ４と受動的に回転する第１受動ローラ５とでコイル線材２を挟み込む第１の駆動機構と、第２モータ６と第２駆動ローラ７と、受動的に回転する第２受動ローラ８とによってコイル線材２を挟み込む第２の駆動機構とがあり、駆動ローラと受動ローラをそれぞれ矢印Ｋ１、矢印Ｋ２、矢印Ｋ３、矢印Ｋ４の方向に回転させることによりコイル線材２を送出する。コイル線材２はまず第１駆動ローラ４と第１受動ローラ５とにより送られ、線材ガイド９ａで案内され、第２駆動ローラ７と第２受動ローラ８でさらに駆動されて線材ガイド９ｂに達する。線材ガイド９ｂを通過した線材コイル２は第２案内体１０と第１案内体１１に挟まれて後述するように直線的に送られたり、あるいは円弧状に曲げられて送られる。第２案内体１０は第２軸１０ｂを介して基板１２に固定されており、溝１０ａでコイル線材２をガイドしている。第１案内体１１は第１軸１１ｂに固定されており、溝１１ａにて線材コイル２をガイドしている。第１軸１１ｂはレバー１５を介して操作軸１６ａと電磁ソレノイド１６ｂからなる第１案内体駆動手段１６によって操作され、電磁ソレノイド１６ｂに内装されたコイル（図示せず）に通電することにより、操作軸１６ａを図の矢印Ｎ方向に移動させ、通電を停止することにより復帰用スプリング１８で元の位置に復帰させることができる。１９は積層ガイドであり、円形状になったコイルを案内して積層されるようにするものである。
【００１３】
次に動作について説明する。コイル線材２は図１の左端から供給され、線材供給手段Ｂによって駆動され、線材ガイド９ｂから第２案内体１０へ送られる。そして線材コイル２は第２案内体１０の下側と第１案内体１１の上側に挟まれて、線材供給手段Ｂによるコイル線材２の供給によって線材コイル２を円弧状に曲げたり、あるいは直線的に送る。このとき線材コイル２を連続して供給しながら、第１案内体駆動手段１６の駆動による第１案内体１１の位置によって円弧状に曲げるかあるいは直線的に送るかを選択できる。
【００１４】
図３は図１のＸ−Ｘ方向から見たもので、実施例１の巻線の動作を示す説明を模式的に示す。図３（ａ）においてコイル線材２は線材供給手段Ｂによって送出され、線材ガイド９ｂから第２案内体１０の下部と第１案内体１１の上部に挟まれて移動する。このとき電磁ソレノイド１７（図１）が通電状態にあり、第１案内体１１が右下側（矢印Ｎ１）に移動させられており、第２案内体１０と第１案内体１１とはコイル線材２を直線的に案内して送出する。
【００１５】
図３（ｂ）は第１案内体１１が電磁ソレノイド１６ｂを非通電状態にして復帰用スプリング１８によって左上側に移動（矢印Ｎ２）させた状態を示したもので、コイル線材２は第１案内体１１により上側（半時計方向）に円弧状に曲げられる。
【００１６】
図３（ｃ）は電磁ソレノイド１６ｂを再び通電状態にして、第１案内体１１を右下側（矢印Ｎ１）に移動させ、図３（ａ）と同じ状態にして、コイル線材２を直線的に送出する。
【００１７】
図３（ｄ）は電磁ソレノイド１６ｂを再び非通電状態にして図３（ｂ）と同じ状態にしてコイル線材２を円弧状に曲げ、その結果長円コイル２ａを形成する。この長円コイル２ａは図１に示す積層ガイド１９に沿って順次積層される。
長円コイル２ａの直線部の長さは、コイル線材２の送出速度と、第１案内体１１の移動のタイミングすなわち電磁ソレノイド１６ｂの通電の時間制御をコンピュータ(図示せず）を備えた制御装置（図示せず）で行うことができる。
なお、第１案内体駆動手段１６は電磁ソレノイド以外に、空圧や油圧のシリンダ機構やモータとネジによる直線機構やカム機能を使用しても良い。
【実施例２】
【００１８】
本発明の実施例２の動作説明図を図４と図５に示す。実施例１との相違点は第１案内体１１を第１案内体１０に接近させて保持しコイル線材２を連続して曲げることにある。図４は電磁ソレノイド１７を非通電状態にして、第２案内体１１を右上方向(矢印Ｎ２）に保持した状態を示しており、第２案内体１０と第１案内体１１とによってコイル線材２を挟みこみ、コイル線材２を線材供給手段Ｂで送出することによってコイル線材２を連続的に曲げることができる。その結果、コイル線材２は図５に示すように積層ガイド１９に案内されて積層され、円形コイル２ｂを形成する。
【実施例３】
【００１９】
本発明の実施例３の動作説明図を図６に示す。実施例1との相違点は、第１案内体１１の大きさまたは第２案内体１０との位置関係を変化させたことにあり、それによりコイル線材２の曲げの大きさを変更するものである。図６（ａ）は、第１案内体１１ｄの直径Ｄ１を大きくし、さらに第２案内体１０との水平方向の距離Ｌ１と垂直方向の距離Ｈ１を大きくしている。その結果コイル線材の曲げ半径Ｒ１を大きく曲げることができる。図６（ｂ）は、第１案内体１１ｅの直径Ｄ２を小さくし、さらに第２案内体１０との水平方向の距離Ｌ２と垂直方向の距離Ｈ２を小さくしている。その結果コイル線材の曲げ半径Ｒ２を小さく曲げることができる。図６は一例を示すものであり、第１案内体回転軸１１の大きさと第２案内体１０との距離を様々に変化させることで希望するコイルの曲げ半径を得ることができ、第２案内体１０との距離を調節するための手動や自動の調節手段を設けても良い。
【実施例４】
【００２０】
本発明の実施例４の動作説明図を図７に示す。実施例１との相違点は、第３案内体を設けた点である。図７（ａ）は第２案内体１０・第１案内体１１の前に第３案内体２０を設け、コイル線材２の送出の案内を行っている。第３案内体２０は他の案内体と同様に円形の溝を有し、コイル線材２の走行の安定を図っており、コイルの製造における寸法精度の向上やコイルの巻速度の向上ができる。
図７（ｂ）は第１案内体１１のみの案内でコイル線材２を曲げるものであり、細いあるいは柔らかなコイル線材に適し、製造装置の構成が簡単であり、ローコスト化が可能である。
【実施例５】
【００２１】
本発明の実施例５の構成を図８に示し、動作説明を図９に示す。実施例１との相違点は、第１案内体の第１回転体１１ｃと第２案内体の第２回転体１０ｃが回転可能な点である。図８は第１案内体と第２案内体の要部を部分断面図で示したもので、第１回転体１１ｃは中心軸１１ｂに対して、また第２回転体１０ｃは第２軸１０ｂに対して摺動回転可能な構成になっており、コイル線材２の移動に伴ってそれぞれ図９に示す矢印のように回転する。本実施例では第１回転体１１ｃと第２回転体１０ｃをそれぞれ回転させるようにしたが、どちらか一方に回転体を設けても良い。第１回転体または第２回転体の回転によってコイル線材２との摺動抵抗を減少させることができ、線材供給手段Ｂの駆動不可を低減できる。
【００２２】
本発明の実施例６の構成を図１０と図１１に示す。実施例１との相違点は、第２案内駆動手段１３を設けた点である。図１１は図１０のＹ方向から見た平面図である。なお図１０と図１１では、基板１２は省略して記載している。第２案内駆動手段１３は、モータ１３ｂと減速機１３ａからなり、第２案内体１０を矢印Ｌ方向に回転させる。第２案内体駆動手段１３は線材供給手段Ｂの駆動と同期して回転し、線材コイル２を送出する。この第２案内体駆動手段１３での駆動により、比較的太い線材あるいは高硬度の線材でも曲げることができる。
【００２３】
本発明の実施例７の構成を図１２と図１３に示し、動作説明図を図１４と図１５に示す。実施例１との相違点は、実施例１が長円を含む円形型コイルを製造する円形型コイル製造モードを備えたのに対し、実施例７は曲折体を設け矩形型のコイルを製造する矩形型コイル製造モードを備えた点にある。図１２は実施例７に係る巻線装置Ａの斜視図である。なお図１２では基板１２とコイル台２６を省略しており、図１３では基板１２の記載を省略している。実施例７では第２案内体１０と第１案内体１１の代わりに曲折体２１を設け、レバー２２・回転軸２３を介して第２案内体駆動手段（曲折駆動手段）１３により矢印Ｐ方向に回転運動を行い、曲折体２１はコイル線材２に当接して後述する曲げガイド９ｂａを支点としてコイル線材２を図の上方向に折り曲げる。積層ガイド２４は線材ガイド９ｂ側に固定されており、コイル線材２がコイル状になって曲折した際にこの積層ガイド２４に案内されて順次積層される。
【００２４】
曲折体２１が幾度か回転してコイル線材２を折り曲げることによって図１３に示すように積層された矩形コイル２５をコイル台２６上に形成する。曲折体２１がコイル線材２を折り曲げる位置での矩形コイルの中心線をＺ１とし、第２案内体駆動手段１３の中心線をＺ２とすると、中心線Ｚ２は、コイル２５の外周面よりも外側に位置している。
【００２５】
本発明の実施例７の巻線装置の巻回の過程を矩形コイルの製作を例にして、図１４と図１５に模式図にて示す。なお、図１４と図１５は図１２に示すＸ−Ｘ方向からの図である。図１４（a）はステップ１を示したもので、コイル線材２が巻回を始める前の状態を示しており、回転軸２３と曲折体２１は停止しており、コイル線材２は矢印Ｊの方向に送られ、線材ガイド９ｂから突出する。なお円形の２点鎖線は曲折体２１の回転軌跡を示す。さらにコイル線材２が送られて、図１４（b）のステップ２に示すように矩形コイルの一辺の長さに到達すると、線材供給手段Ｂは回転を停止し、コイル線材２を把持する。このコイル線材２の送出長さの制御は線材供給手段Ｂのモータの回転数で行われる。コイル線材２が所定長さ送られたことに同期して曲折体２１が矢印Ｐ方向に回転を開始し、コイル線材２に曲折体２１が当接しコイル線材２を線材ガイド９ｂの端部にある曲面形状の曲げガイド９ｂａを中心に折り曲げを開始する。
【００２６】
図１４（ｃ）はステップ３を示し、コイル線材２が曲線部２ａを経てほぼ９０度に折り曲げられた状態を示している。この状態で曲折体２１は時計方向に回転しほぼ左端の位置に移動した状態にあり、コイル線材２を反時計方向に約９０度、場合によってはスプリングバックの影響を考慮して９０度以下の鋭角に曲げる。さらに曲折体２１が時計方向に回転を継続するとコイル線材２より離れていくことになる。図１４（ｄ）のステップ４では曲折体２１がさらに回転し、コイル線材２を折り曲げた後、コイル線材２よりしだいに離れていく。図１４（ｂ）から（ｃ）までの間コイル線材２は移動せずにその位置を保っているが、この後線材供給手段Ｂによってコイル線材２の供給が開始される。このとき曲折体２１も回転を継続しており、曲折体２１の移動の方が速く行われるので、図１４（ｄ）に示すようにコイル線材２の直線部２ｂが曲折体２１に接触することはない。なお、コイル線材２を送出するタイミングは安全を期すなら、曲折体２１が相当の距離離れてから行わせてもよい。
【００２７】
矩形コイルの他の辺の長さ分だけコイル線材２が送出されると図１５（ａ）のステップ５に示すように線材供給手段Ｂはコイル線材２の送出を停止し把持する。曲折体２１は継続して回転を行っておりコイル線材２に近づいていく。このとき曲折体２１にかかる駆動負荷は小さいので速度を上げて時間を短縮することが可能である。特に矩形形状の一辺が短いときに無駄な時間をなくすことができる。
【００２８】
図１５（ｂ）はステップ６を示しており、曲折体２１がコイル線材２に当接し曲げガイド９ｂの曲げガイド９ｂａを中心として曲げ加工が開始され、図１５（ｃ）のステップ７で２回目の曲げ加工が完了する。このときは曲折体２１には比較的大きな負荷がかかりまた衝撃でコイル線材に２に傷か付かないように回転速度を下げてモータトルクを増して曲げ加工を行う。さらに同様の動作により図１４（ｄ）のステップ８で３回目の曲げ加工が行われる。以上の動作を繰り返すことにより図１３に示すように積層された矩形のコイル２５が製造される。
図１５（ｄ）に示すように曲折体２１によってコイル線材２の曲げ加工が行われ、積層ガイド２４に乗り上げるようにして案内されてコイル状に積層される。コイル２５が形成されたときのコイルの中心Ｚ１と回転軸１１の中心Ｚ２とは位置が異なっており、Ｚ２はコイル１４の外周よりもさらに外側に位置している。
【００２９】
実施例７においては、曲折駆動手段として第２案内体駆動手段１３を使用したが、矩形コイルの巻回に最適な駆動手段を別途設けても良い。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ    巻線装置
Ｂ    線材供給手段
Ｃ    曲げ手段
２    コイル線材
２ａ  非真円型コイル
２ｂ  真円型コイル
９ｂａ  曲げガイド
１０  第２案内体
１０ｃ  第２回転体
１１  第１案内体
１１ｃ  第１回転体
１３  第２案内体駆動手段（曲折駆動手段）
１６  第１案内体駆動手段
２１  曲折体
２５  矩形型コイル    
【図１】
0006664664.tif 000002
【図２】
0006664664.tif 000003
【図３】
0006664664.tif 000004
【図４】
0006664664.tif 000005
【図５】
0006664664.tif 000006
【図６】
0006664664.tif 000007
【図７】
0006664664.tif 000008
【図８】
0006664664.tif 000009
【図９】
0006664664.tif 000010
【図１０】
0006664664.tif 000011
【図１１】
0006664664.tif 000012
【図１２】
0006664664.tif 000013
【図１３】
0006664664.tif 000014
【図１４】
0006664664.tif 000015
【図１５】
0006664664.tif 000016
【図１６】
0006664664.tif 000017