(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材が巻回されるスピンドル，フライヤからなる巻回機構と、線材が供給される供給機構と、線材を供給機構から引出す蓄線機構とを備えた巻線装置において、巻回機構は供給機構とスピンドルとの間に配置されスピンドルと同軸にスピンドルの周囲を回転差をもって回転されるフライヤが設けられ、蓄線機構は巻回機構のスピンドルに対して進退可能に配置されスピンドルに対して進出した際にスピンドルに同軸に当接して線材が巻回されたコイルを受取りスピンドルに対して後退した際に線材をコイルとともに供給機構からスピンドルを介して引出す受軸と、スピンドルから受軸へコイルを移動させるスリーブとを備えていることを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
請求項１の巻線装置において、蓄線機構の受軸は複数のコイルを隣接して受取るように整列して配置されていることを特徴とする巻線装置。
【請求項３】
請求項１または２の巻線装置において、蓄線機構は受軸と巻回機構のスピンドルに対する受軸の進退を駆動する駆動部との間に緩衝部材が介装されていることを特徴とする巻線装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の巻線装置において、巻回機構のスピンドル付近に向けられた熱風を噴射して線材の熱硬化性樹脂の絶縁材を熱劣化させることなく銅系金属材を加熱して巻回を円滑にするノズルからなる加熱機構が設けられてい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、線材がアルファ巻されるコイルの巻線に係る技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
最近、モータの小型化に対応したコイルとして、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，巻回終端が同一の巻層に配線されるようにしたアルファ巻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は、複雑な巻回作業が要求され製造が面倒であるという特徴がある。このため、アルファ巻のコイルの巻回作業を簡略化する巻線技術の開発が要望されている。
【０００３】
従来、アルファ巻のコイルの巻回作業の簡略化を指向した巻線技術としては、例えば、以下に記載のものが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１には、引出された線材を中途部分から巻回始端側，巻回終端側に向けて互いに逆方向へ巻回してコイルを巻線する蓄線（貯線）式と称せられる巻線方法を採る巻線技術が記載されている。
【０００４】
特許文献１に係る巻線技術では、線材が巻回されるスピンドル，フライヤからなる巻回機構と、線材が供給される供給機構と、巻回機構とフライヤの一部を兼用して線材を供給機構から引出す蓄線機構とを備えた巻線装置が構成されている。この巻線装置は、蓄線機構のフライヤの一部で線材を供給機構から巻回機構を介して引出して線材の中途部分を巻回機構のスピンドルに位置させておき、線材の中途部分から巻回機構を越えて引出された巻回始端側と線材の中途部分から供給機構より新規に引出される巻回終端側とをスピンドル，フライヤに回転差を設けた巻回機構で互いに逆方向へ巻回するものである。なお、蓄線機構のフライヤの一部は、巻回機構として線材の蓄線部分の巻回に関与しながら巻回の進行にともなって巻回機構のスピンドル方向に引張されて移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係る巻線技術では、線材の巻回機構における巻回の前後処理の技術が提案されていないため、多数個のコイルを連続的，効率的にアルファ巻で巻線することができないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、多数個のコイルを連続的，効率的にアルファ巻で巻線することができる巻線装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の課題を解決するため、本発明に係る巻線装置は、特許請求の範囲に記載の手段を採用する。
【０００９】
即ち、本発明に係る巻線装置は、線材が巻回されるスピンドル，フライヤからなる巻回機構と、線材が供給される供給機構と、線材を供給機構から引出す蓄線機構とを備えた巻線装置において、巻回機構は供給機構とスピンドルとの間に配置されスピンドルと同軸にスピンドルの周囲を回転差をもって回転されるフライヤが設けられ、蓄線機構は巻回機構のスピンドルに対して進退可能に配置されスピンドルに対して進出した際にスピンドルに同軸に当接して線材が巻回されたコイルを受取りスピンドルに対して後退した際に線材をコイルとともに供給機構からスピンドルを介して引出す受軸と、スピンドルから受軸へコイルを移動させるスリーブとを備えている。
【００１０】
この手段では、蓄線機構の受軸が巻回機構のスピンドルに対して進退させることで、巻線されたコイルを線材から切断せずに巻回の作業領域に対して退避，接近される。
【００１１】
また、上記巻線装置において、蓄線機構の受軸は複数のコイルを隣接して受取るように整列して配置されていることを特徴とする。
【００１２】
この手段では、次々に巻線されるコイルを整列して配置された蓄線機構の受軸に受取らせて隣接させることで、巻線されたコイルが整列されて巻回の作業領域に対して退避，接近される。
【００１３】
また、上記巻線装置において、蓄線機構は受軸と巻回機構のスピンドルに対する受軸の進退を駆動する駆動部との間に緩衝部材が介装されていることを特徴とする。
【００１４】
この手段では、蓄線機構の受軸と駆動部との間に緩衝部材が介装されることで、蓄線機構の受軸が巻回機構のスピンドルに対して後退する際のコイルに無用の引張力が作用するのを防止する。
【００１５】
また、上記巻線装置において、巻回機構のスピンドル付近に向けられた熱風を噴射して線材の熱硬化性樹脂の絶縁材を熱劣化させることなく銅系金属材を加熱して巻回を円滑にするノズルからなる加熱機構が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る巻線装置を用いた巻線方法は、巻線されたコイルを線材から切断せずに巻回の作業領域に対して退避，接近させることで、線材にコイルを連続させることができるため、多数個のコイルを連続的，効率的にアルファ巻で巻線することができる効果がある。
【００１７】
本発明に係る巻線装置は、蓄線機構の受軸が巻回機構のスピンドルに対して進退されることで、巻線されたコイルを線材から切断せずに巻回の作業領域に対して退避，接近されるため、多数個のコイルを連続的，効率的にアルファ巻で巻線する際のコイルの移動を確実に行うことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る巻線方法および巻線装置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。
【００１９】
この形態では、銅系金属材に熱硬化性樹脂の絶縁材が被覆された電線からなる線材Ｗにより角形のコアレスタイプのアルファ巻のコイルを製造するものを示してある。
【００２０】
この形態は、特許文献１に係る巻線技術と同様の蓄線式からなる巻線方法を採用している。
【００２１】
即ち、まず、図１（Ａ）に示すように、引出された線材Ｗを中途部分から巻回始端Ｗａ側，巻回終端Ｗｂ側に向けて互いに逆方向へ巻回してコイルＣを巻線する。巻線されたコイルＣは、線材Ｗが緊密に巻回されて巻層の間に無用の間隙が形成されず線材Ｗの巻回始端Ｗａ，巻回終端Ｗｂが同一の巻層に配線されたアルファ巻となっている。
【００２２】
続いて、図１（Ｂ）に示すように、巻線されたコイルＣを線材Ｗから切断することなく巻回の作業領域Ｓから退避させる。この結果、次の巻回のための線材ＷがコイルＣに連続して引出されることになる。
【００２３】
続いて、図１（Ｃ）に示すように、図１（Ａ）と同様の線材Ｗの巻回作業が実行されて次のコイルＣが巻線される。このとき、巻回される線材Ｗの引寄せに対応して先に巻線され退避しているコイルＣを巻回の作業領域Ｓに接近させる。この結果、両コイルＣが隣接される。
【００２４】
続いて、図１（Ｄ）に示すように、隣接された両コイルＣの整列方向を変更する。
【００２５】
そして、図１（Ｅ）に示すように、前述の図１（Ｂ）以降の作業が繰返される。
【００２６】
なお、線材Ｗに連続されたコイルＣについては、適当個数ごとに一括して線材Ｗから切断されて巻回始端Ｗａ，巻回終端Ｗｂの端末処理が行われることになる。
【００２７】
この巻線方法によると、次々に巻線されるコイルＣを線材Ｗに数珠繋ぎのように連続させることができるため、多数個のコイルＣを連続的，効率的にアルファ巻で巻線することができる。特に、線材Ｗの巻回作業の際にコイルＣが巻回の作業領域Ｓから退避されているため、線材Ｗの巻回作業に支障が生じたり線材Ｗの巻回作業のための装置構成が複雑化することがない。また、次々に巻線されるコイルＣが隣接されて整列された状態で巻回の作業領域Ｓに対して退避，接近されるため、コイルＣに無用の巻崩れが生ずるようなことはない。
【００２８】
この形態は、前述の巻線方法を実施するために、巻回機構１，供給機構２，蓄線機構３，加熱機構４の各部からなる巻線装置を構成している。
【００２９】
巻回機構１は、共通の駆動モータ１ａで回転駆動されて線材Ｗを巻回するスピンドル１ｂ，フライヤ１ｃを備えている。
【００３０】
巻回機構１の駆動モータ１ａは、設置ベース１ｄの上に配設された第１レール１ｅをシリンダ等の駆動部１ｆの駆動でスライドする第１スライダ１ｇに起立された支持枠１ｈに支持されて、軸線が第１レール１ｅの配設方向へ配置されたメイン駆動軸１ｉが連結されている。
【００３１】
巻回機構１のスピンドル１ｂは、線材Ｗの巻軸となるために角柱形に形成されてフライヤ１ｃを回転駆動するフライヤ駆動軸１ｋの先端部に突出して自由回転可能に支持され、先端方向から嵌合着脱されるスピンドル駆動軸１ｊによって回転駆動されるようになっている。スピンドル駆動軸１ｊは、設置ベース１ｄの上のメイン駆動軸１ｉの先端側に配置された設置台１ｌの上に配設された第２レール１ｍをシリンダ等の駆動部１ｎの駆動でスライドする第２スライダ１ｏに支持された軸受１ｐに軸支されている。スピンドル駆動軸１ｊには、メイン駆動軸１ｉの先端部に刻設されたスプライン溝１ｒにスライド可能に嵌合された駆動プーリ１ｓにベルト１ｔを介して連結された従動プーリ１ｕが固定されている。この駆動プーリ１ｓ，従動プーリ１ｕについては、メイン駆動軸１ｉ，スピンドル駆動軸１ｊに回転差が生じないように径設計されている。
【００３２】
巻回機構１のフライヤ１ｃは、旋回して線材Ｗをスピンドル１ｂに巻回するためにＬ字形に形成されてスピンドル１ｂ付近の外周側に突出され、固定されたフライヤ駆動軸１ｋによって回転駆動（スピンドル駆動軸１ｊの回転駆動方向と同一方向）されるようになっている。フライヤ駆動軸１ｋは、支持枠１ｈに支持された軸受１ｖに軸支されている。フライヤ駆動軸１ｋには、メイン駆動軸１ｉの基端部に固定された駆動プーリ１ｗにベルト１ｘを介して連結された従動プーリ１ｙが固定されている。この駆動プーリ１ｗ，従動プーリ１ｙについては、メイン駆動軸１ｉに対してフライヤ駆動軸１ｋが２倍速の回転となるように径設計されている。
【００３３】
供給機構２は、巻回機構１のスピンドル１ｂ，フライヤ１ｃに供給される線材Ｗがストック巻されるボビン２ａと、巻回機構１のフライヤ１ｃとボビン２ａとの間の線材Ｗの供給路を構成するガイド２ｂ，２ｃ，２ｄとを備えている。
【００３４】
供給機構２のボビン２ａは、巻回機構１のフライヤ駆動軸１ｋを軸支する軸受１ｖにフライヤ駆動軸１ｋの外周側に外装される格好で軸支されている。ボビン２ａの端部には、巻回機構１の支持枠１ｈに支持されたヒシテリシスブレーキ２ｅに連結されたギア２ｆに噛合するブレーキギア２ｇが固定されている。ヒシテリシスブレーキ２ｅは、ボビン２ａの回転を制御して巻回機構１のスピンドル１ｂ，フライヤ１ｃに供給される線材Ｗのテンションを一定に保持する。
【００３５】
供給機構２のガイド２ｂ，２ｃ，２ｄは、巻回機構１のフライヤ駆動軸１ｋに固定されたローラ，リング，バーからなる。バーからなるガイド２ｄは、ボビン２ａと平行に配置され、線材Ｗが平角線からなる場合に掛渡し中継してボビン２ａからの線材Ｗの繰出しを円滑にする。
【００３６】
蓄線機構３は、巻回機構１のスピンドル１ｂからコイルＣを受取る受軸３ａと、巻回機構１のスピンドル１ｂから受軸３ａへコイルＣを移動させるスリーブ３ｂとを備えている。
【００３７】
蓄線機構３の受軸３ａは、図３に詳細に示されるように、巻回機構１のスピンドル１ｂと同様に角柱形に形成されてブロック形の基部３ｃに一定間隔で複数個が並列されている。基部３ｃには、受軸３ａの並列の両端部に線材Ｗの端末をからげるためのからげ軸３ｄが設けられている。基部３は、受軸３ａ，からげ軸３ｄの軸方向へスライドしてコイルＣを離脱させるストリッパプレート３ｅとともにコ字形のホルダ３ｆに支持されている。ホルダ３ｆは、コイルスプリング，ガイドシャフト等からなる緩衝部材３ｇを介して第１スライダ３ｈに連結され、第１スライダ３ｈに連結されたボールネジ，モータ等からなる第１駆動部３ｉの駆動で上下方向に昇降されるようになっている。第１スライダ３ｈは、巻回機構１の設置台１ｌの側面に横方向に配設された第２レール３ｊをシリンダ等の第２駆動部３ｋの駆動でスライドする第２スライダ３ｌに上下方向に配設された第１レール３ｍをスライドする。第１駆動部３ｉは、第２スライダ３ｌに支持されている。
【００３８】
蓄線機構３のスリーブ３ｂは、巻回機構１のスピンドル１ｂの外側に嵌合されてソレノイド等による駆動部（図示せず）によってスピンドル１ｂの先端方向へスライドするようになっている。
【００３９】
加熱機構４は、巻回機構１のスピンドル１ｂ付近に向けられた熱風を噴射して線材Ｗの熱硬化性樹脂の絶縁材を熱劣化させることなく銅系金属材を加熱して巻回を円滑にするノズルからなる。
【００４０】
この巻線装置によると、線材Ｗの中途部分を巻回機構１のスピンドル１ｂに位置させておくことにより（線材Ｗの端末を蓄線機構３の一方のからげ軸３ｄにからげておく）、巻回機構１のスピンドル１ｂ，フライヤ１ｃの回転差によって線材Ｗを巻回始端Ｗａ側，巻回終端Ｗｂ側に向けて互いに逆方向へ巻回してアルファ巻のコイルＣを巻線することができる（図４（Ａ），図５参照）。
【００４１】
この後、図４（Ｂ），図６に示すように、巻回機構１のスピンドル１ｂ，スピンドル駆動軸１ｊを離間させることによって、蓄線機構３の受軸３ａを上昇させるスペースを形成する。
【００４２】
そして、図４（Ｃ），図７，図８に示すように、蓄線機構３の受軸３ａを巻回機構１のスピンドル１ｂ，スピンドル駆動軸１ｊの間に上昇させて、蓄線機構３の受軸３ａと巻回機構１のスピンドル１ｂとを同軸にして端面を接合させる。さらに、図４（Ｄ），図９に示すように、蓄線機構３のスリーブ３ｂをスライドさせることにより、コイルＣを蓄線機構３の受軸３ａを受渡すことができる。
【００４３】
この後、図１０〜図１２に示すように、コイルＣを受取った蓄線機構３の受軸３ａを降下させるとともに、巻回機構１のスピンドル１ｂ，スピンドル駆動軸１ｊを接近させ嵌合させることによって、コイルＣに連続した線材Ｗの中途部分が巻回機構１のスピンドル１ｂに位置されて線材Ｗの次の巻回が可能になる。なお、コイルＣを受取った蓄線機構３の受軸３ａの降下の際には、緩衝部材３ｇによって巻線されたコイルＣに無用のテンション等が掛かるのが防止されるため、コイルＣが巻崩れするようなことはない。
【００４４】
線材Ｗの次の巻回の際には、図１３に示すように、巻回される線材Ｗの引寄せに対応してコイルＣを受取った蓄線機構３の受軸３ａを上昇させる。従って、コイルＣを受取った蓄線機構３の受軸３ａは、巻回の作業領域Ｓである巻回機構１のスピンドル１ｂ，フライヤ１ｃの動作域から退避して、次の巻回の完了に際に巻回機構１のスピンドル１ｂに対して再度進出することになる。従って、コイルＣを受取った蓄線機構３の受軸３ａが線材Ｗの次の巻回作業の邪魔になることはない。
【００４５】
なお、蓄線機構３の受軸３ａは、次ぎに巻線されたコイルＣを受取るのに先行して、並列された間隔の１つ分の幅で横方向へ移動される。
【００４６】
この後、前述の巻線工程が繰返され、全て蓄線機構３の受軸３ａにコイルＣが受取られた状態で線材Ｗの端末を蓄線機構３の他方のからげ軸３ｄにからげることになる。なお、巻線されたコイルＣが隣接されて整列された状態で蓄線機構３の受軸３ａに支持されているため、巻回の作業領域Ｓに対して退避，接近される際のコイルＣの無用の巻崩れを確実に防止することができる。
【００４７】
以上、図示した形態の外に、巻回機構１のスピンドル１ｂにボビンを着脱可能に支持して線材Ｗを巻回する場合にも適用することができる。
【００４８】
さらに、巻回機構１，蓄線機構３の駆動系，移動構造等を他の構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る巻線方法および巻線装置は、線材Ｗが電線以外のものであっても実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る巻線方法および巻線装置を実施するための最良の形態の巻線工程を示すものであり、（Ａ）〜（Ｅ）に工程順が示されている。
【図２】図１の実施のための装置構成を示す正面図である。
【図３】図２の要部の一部を切断した側面断面図である。
【図４】図２の要部の動作の斜視図であり、（Ａ）〜（Ｄ）に動作順が示されている。
【図５】図２の要部の簡略化した断面図である。
【図６】図５に続く巻線工程の動作図である。
【図７】図６に続く巻線工程の動作図である。
【図８】図７に続く巻線工程の動作図である。
【図９】図８に続く巻線工程の動作図である。
【図１０】図９に続く巻線工程の動作図である。
【図１１】図１０に続く巻線工程の動作図である。
【図１２】図１１に続く巻線工程の動作図である。
【図１３】図１２に続く巻線工程の動作図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 巻回機構
１ｂ スピンドル
１ｃ フライヤ
２ 供給機構
３ 蓄線機構
３ａ 受取軸
Ｃ コイル
Ｓ 巻回の作業領域
Ｗ 線材
【図１】
0004805219.tif 000002
【図２】
0004805219.tif 000003
【図３】
0004805219.tif 000004
【図４】
0004805219.tif 000005
【図５】
0004805219.tif 000006
【図６】
0004805219.tif 000007
【図７】
0004805219.tif 000008
【図８】
0004805219.tif 000009
【図９】
0004805219.tif 000010
【図１０】
0004805219.tif 000011
【図１１】
0004805219.tif 000012
【図１２】
0004805219.tif 000013
【図１３】
0004805219.tif 000014