(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線コアの歯極に挿入する巻線コイルの芯となる複数のボビンに対して、１本の巻線を、各ボビンに連続的に巻回して巻線コイルが連繋された巻線コイルユニットとする連続巻線装置であって、
表面に凸設されて、一のボビンが外嵌される支持部と、裏面に凹設されて、他のボビンが外嵌された巻線冶具の支持部の先端と係合する係合部と、表面及び裏面を貫通する軸穴と、周縁に設けられて、前記巻線を係止する巻線係止部とを有する複数の巻線冶具と、
所要の位置に間隙を有し、複数の巻線冶具の軸穴に回転自在に挿通されて、複数の巻線冶具を列設し、かつ、円周状に回動して、該巻線冶具の支持部に支持されたボビンを中心として該巻線冶具を回転させるロッドと、該ロッドが回動するための駆動力を与える駆動源とを具備する回転機構と、
前記回転機構のロッドに列設された各巻線冶具を、各巻線冶具の支持部の先端が隣合う巻線冶具の係合部と係合する状態に保持したまま、前記ロッドに沿って摺動させる移動機構と、
前記ロッドの間隙に対応する位置に設けられて、ボビンの巻回部に巻回される巻線を供給する巻線供給ノズルとを備えたものであることを特徴とする連続巻線装置。
【請求項２】
請求項１記載の連続巻線装置において、
前記巻線冶具の軸穴は、前記支持部を中心とした同一円周上に、少なくとも２以上形成されたものであることを特徴とする連続巻線装置。
【請求項３】
請求項１記載の連続巻線装置において、
前記回転機構は、駆動源と、前記駆動源により回転する回転軸と、
前記ロッドの両端に各々固定されて、該ロッドを回動させる回転板と、
該回転軸の回転力を前記各回転板に伝動する伝動手段とを具備してなることを特徴とする連続巻線装置。
【請求項４】
請求項１記載の連続巻線装置において、
前記移動機構は、
前記ロッドに列設された複数の巻線冶具のうち、一端側にある巻線冶具の外側の面と接触して、該巻線冶具を前記ロッドに沿って摺動させる摺動部材と、
前記摺動部材をスライド移動させるスライド移動手段と、
前記複数の巻線冶具のうち、他端側にある巻線冶具の外側の面と接触して、該巻線冶具を前記一端側の巻線冶具の方向へ押圧する押圧部材と、
前記スライド移動手段により、前記摺動部材とともにスライド移動し、かつ、前記押圧部材に押圧力を付勢する押圧力付勢手段とを具備するものであることを特徴とする連続巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボビンに巻線を巻回して巻線コイルを作成する装置、特に、複数のボビンに対して、１本の巻線を連続的に巻回する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リニアモータ等の可動部分である可動子の磁界発生源としては、複数の歯極を有する直線コアの各歯極に、絶縁体を介して巻線をコイル状に巻いたものが用いられるが、巻線作業の容易化のため、絶縁性を有するボビンにあらかじめ巻線を巻回して巻線コイルを作成しておき、該巻線コイルを直線状のコアの歯極に挿入固定したのち各巻線コイルの巻線を結線して、全体が直線状に形成された直線コアユニットがある。該直線コアユニットによれば、巻線作業を単純な形状のボビンに巻線を巻回することとなるため巻線作業を自動化することができるが、各巻線コイルの巻線同士を結線する必要がある。
【０００３】
図１２は、巻線コイルと直線コアを組み合わせてなる直線コアユニットの概略平面図であって、該直線コアユニット９０はリニアモータの可動子に用いられるものである。図に示すように、直線コアユニット９０は、複数の歯極を有する直線コア９１の各歯極９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ、９２ｅ、９２ｆ、９２ｇ、９２ｈ、９２ｉ、９２ｊ、９２ｋ、９２ｌに、巻線コイル９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄ、９３ｅ、９３ｆ、９３ｇ、９３ｈ、９３ｉ、９３ｊ、９３ｋ、９３ｌが挿入されたものであり、各巻線コイルの巻線９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄ、９４ｅ、９４ｆ、９４ｇ、９４ｈ、９４ｉ、９４ｊ、９４ｋ、９４ｌは、図に示すように、９ヶ所において結線されている。これにより、巻線コイル９３ａ、巻線コイル９３ｄ、巻線コイル９３ｇ、及び巻線コイル９３ｊが同極（Ｕ極）の電流による磁極を構成する。同様に、巻線コイル９３ｂ、巻線コイル９３ｅ、巻線コイル９３ｈ、及び巻線コイル９３ｋがＶ極の電流による磁極を構成し、巻線コイル９３ｃ、巻線コイル９３ｆ、巻線コイル９３ｉ、及び巻線コイル９３ｌがＷ極の電流による磁極を構成する。このように構成された直線コアユニットに、Ｕ極、Ｖ極、Ｗ極の三極の電流が通電されることにより、それぞれの電流の位相に依存して、左右方向どちらかへの進行磁界が形成されることになる。
【０００４】
巻線を結線する方法は、結線すべき個所をパターンにしたプリント基板を用いる方法や、巻線同士をはんだ付けする方法等があるが、巻線の径が太いものであったり、高出力の電流を巻線に流す必要がある場合には、はんだ付けにより巻線が結線される。しかし、はんだ付けによる巻線の結線は手作業で行われるため、このような各歯極毎に独立した巻線コイルを用いて直線コアユニットを組み立てる場合には、工数（人×時間）が多くなり、その結果、製造コストも高くなってしまうという問題があった。
【０００５】
かかる問題に対しては、１本の巻線を所要の巻回されない長さ部分をおいて複数のボビンに連続的に巻回して複数の巻線コイルとし、１本の巻線で連繋された複数の巻線コイルからなる巻線コイルユニットが提案されている。該巻線コイルユニットと直線コアを組み合わせて直線コアユニットを組み立てれば、同極の電流により同極の磁極を形成する巻線コイルが、あらかじめ1本の巻線で連続して形成されているため、直線コアユニットを組み立てる際に、各巻線コイルを結線する作業が不要となる。
【０００６】
図１３は、３組の巻線コイルユニット８０、８１、８２を直線コア７１に組み合わせてなる１２の歯極をもつ直線コアユニット７０の構成を説明するための平面図である。ここで、各巻線コイルユニット８０、８１、８２は、それぞれ同様の構成をもち、巻線コイルユニット８０は１本の巻線８０１が４個のボビンに所要長さをおいて連続的に巻回されて連繋された巻線コイル８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄからなり、巻線コイルユニット８１は１本の巻線８１１が４個のボビンに所要長さをおいて連続的に巻回されて連繋された巻線コイル８１３ａ、８１３ｂ、８１３ｃ、８１３ｄからなり、巻線コイルユニット８２は、１本の巻線８２１が４個のボビンに所要長さをおいて連続的に巻回されて連繋された巻線コイル８２３ａ、８２３ｂ、８２３ｃ、８２３ｄからなる。前記直線コアユニット７０は、巻線コイルユニット８０の巻線コイル８０３ａが直線コア７１の歯極７１ａに、巻線コイル８０３ｂが歯極７１ｄに、巻線コイル８０３ｃが歯極７１ｇに、巻線コイル８０３ｄが歯極７１ｊにそれぞれ挿入固定されてあり、巻線コイルユニット８１の巻線コイル８１３ａが歯極７１ｂに、巻線コイル８１３ｂが歯極７１ｅに、巻線コイル８１３ｃが歯極７１ｈに、巻線コイル８１３ｄが歯極７１ｋにそれぞれ挿入固定されてあり、巻線コイルユニット８２の巻線コイル８２３ａが歯極７１ｃに、巻線コイル８２３ｂが歯極７１ｆに、巻線コイル８２３ｃが歯極７１ｉに、巻線コイル８２３ｄが歯極７１ｌにそれぞれ挿入固定されてあることにより、構成されている。
【０００７】
前記直線コアユニット７０によれば、各巻線コイル間の巻線の結線を行うことなく、Ｕ極、Ｖ極、Ｗ極の３極の電流が、各巻線８０１、８１１、８２１に通電されて、各電流の位相に依存して長手方向、左右どちらかへの進行磁界が形成されることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
１個のボビンに巻線を巻回して巻線コイルとするには、巻線装置が用いられる。しかし、従来の巻線装置では、複数のボビンに対して１本の巻線を、所要長さをおいて連続的に巻回して、複数の巻線コイルが連繋した巻線コイルユニットを作成することはできない。一方、この巻線作業を手作業で行うこととすれば、工数が増えて製造コストが高くなる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数のボビンに対して、１本の巻線を、連続的に巻回する装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前項の目的を達するため、請求項１記載の連続巻線装置は、直線コアの歯極に挿入する巻線コイルの芯となる複数のボビンに対して、１本の巻線を、各ボビンに連続的に巻回して巻線コイルが連繋された巻線コイルユニットとする連続巻線装置であって、表面に凸設されて、一のボビンが外嵌される支持部と、裏面に凹設されて、他のボビンが外嵌された巻線冶具の支持部の先端と係合する係合部と、表面及び裏面を貫通する軸穴と、周縁に設けられて、前記巻線を係止する巻線係止部とを有する複数の巻線冶具と、所要の位置に間隙を有し、複数の巻線冶具の軸穴に回転自在に挿通されて、複数の巻線冶具を列設し、かつ、円周状に回動して、該巻線冶具の支持部に支持されたボビンを中心として該巻線冶具を回転させるロッドと、該ロッドが回動するための駆動力を与える駆動源とを具備する回転機構と、前記回転機構のロッドに列設された各巻線冶具を、各巻線冶具の支持部の先端が隣合う巻線冶具の係合部と係合する状態に保持したまま、前記ロッドに沿って摺動させる移動機構と、前記ロッドの間隙に対応する位置に設けられて、ボビンの巻回部に巻回される巻線を供給する巻線供給ノズルとを備えたものであることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の連続巻線装置は、請求項１記載の連続巻線装置において、前記巻線冶具の軸穴は、前記支持部を中心とした同一円周上に、少なくとも２以上形成されたものであることを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の連続巻線装置は、請求項１記載の連続巻線装置において、前記回転機構は、駆動源と、前記駆動源により回転する回転軸と、前記ロッドの両端に各々固定されて、該ロッドを回動させる回転板と、該回転軸の回転力を前記各回転板に伝動する伝動手段とを具備してなることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の装置は、請求項１記載の連続巻線装置において、前記移動機構は、前記ロッドに列設された複数の巻線冶具のうち、一端側にある巻線冶具の外側の面と接触して、該巻線冶具を前記ロッドに沿って摺動させる摺動部材と、前記摺動部材をスライド移動させるスライド移動手段と、前記複数の巻線冶具のうち、他端側にある巻線冶具の外側の面と接触して、該巻線冶具を前記一端側の巻線冶具の方向へ押圧する押圧部材と、前記スライド移動手段により、前記摺動部材とともにスライド移動し、かつ、前記押圧部材に押圧力を付勢する押圧力付勢手段とを具備するものであることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る連続巻線装置の概略構成を説明するための正面図及び平面図であり、本連続巻線装置１０は、巻線を巻回する芯となるボビンを所定位置に支持する巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅと、該巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを回転させる回転機構１２と、前記巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを一定の状態に保持して摺動させる移動機構１３と、所要の位置に設けられた巻線供給ノズル１４とを備えたものである。
【００１４】
以下、ボビン３１ｂを例として、ボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを説明する。ボビン３１ｂは、巻線コイルの芯となる部分であり、図４に示すように本連続巻線装置１０により他のボビン３１ａ、３１ｃ、３１ｄとともに１本の巻線１５が連続的に巻回されて、巻線コイル３２ｂが形成され、他のボビン３１ａ、３１ｃ、３１ｄに巻線１５が巻回されて形成された巻線コイル３２ａ、３２ｂ、３２ｃとともに巻線コイルユニット４０を構成することとなる。該巻線コイルユニット４０は、図５に示す直線コア５０の各歯極５１に挿入固定されて、直線コアユニットを構成するものである。
【００１５】
図３（ａ）は、ボビン３１ｂを示す概略斜視図であり、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。なお、図３（ｂ）では便宜上該ボビン３１ｂに巻回された巻線１５をも示している。該ボビン３１ｂは、角型筒状に形成された巻線巻回部３３ｂと該巻線巻回部３３ｂの上下端で外周方向に突出される巻線係止板３４ｂからなるものであり、その中空部３５ｂには直線コア５０の歯極５１を挿入することができる。前記巻線係止板３４ｂが突出して設けられていることにより、巻線巻回部３３ｂに巻回される巻線１５を挟持して、コイル状に巻回された巻線１５の巻崩れを防止する。また、ボビン３１ｂは、絶縁性合成樹脂からなるものであるが、その他の絶縁性を有する素材、例えば、絶縁紙やセラミック等を用いて形成されることもできる。前記連続巻線装置１０においては、前記ボビン３１ｂと同形状のボビン３１ａ、３１ｃ、３１ｄを用いる。
【００１６】
前記連続巻線装置１０においては、前記４個のボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに対して、５個の巻線冶具を用いるが、これら各巻線冶具を１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとする。
【００１７】
次に、巻線冶具１１ｂを例に、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの構成について説明する。図６乃至図９は、各々巻線冶具１１ｂの表面、裏面、Ｂ−Ｂ断面、側面を示すものであり、巻線冶具１１ｂのＢ−Ｂ断面を示した図８においては、説明の便宜上、巻線冶具１１ｂに係合された状態のボビン３１ａ、３１ｂ及び巻線治具１１ａをも示している。図に示すように、巻線冶具１１ｂは、表面に凸設され、ボビン３１ｂが外嵌される支持部１１０ｂと、裏面に凹設されて、巻線冶具１１ａの支持部１１０ａの先端と係合する係合部１１１ｂと、巻線冶具１１ｂの表面及び裏面を貫通する２つの軸穴１１２ｂと、周縁の所定部分を切り欠いてなる巻線係止部１１３ｂとを有するものである。
【００１８】
図６、図８及び図９に示すように、前記支持部１１０ｂは、巻線冶具１１ｂの表面の中央に、ボビン３１ｂの中空部３５ｂと略同形状の凸部が形成されてなるものである。該凸部の突出寸法は、ボビン３１ｂの中空部３５ｂの軸線方向の寸法より若干大きいものとする。したがって、図８に示すように、該支持部１１０ｂにボビン３１ｂが挿通された場合には、支持部１１０ｂの先端が、該ボビン３１ｂから若干突出した状態となる。
【００１９】
一方、図７及び図８に示すように、前記係合部１１１ｂは、巻線冶具１１ｂの裏面中央に、巻線冶具１１ａの支持部１１０ａの幅寸法と略同寸法の溝が形成されてなるものであり、該溝の方向は、前記支持部１１０ｂの方向と一致している。また、該溝の深さ、すなわち係合部１１１ｂの深さ寸法は、巻線冶具１１ａの支持部１１０ａにボビン３１ａが外嵌された場合に、該支持部１１０ａの先端が、該ボビン３１ａから突出する寸法と略同一である。
【００２０】
また、図６に示すように、前記軸穴１１２ｂは、支持部１１０ｂ中央の軸Ｘを中心とした同一円周上に位置するように形成されており、軸穴１１２ｂは軸Ｘに対して対称となっている。該軸穴１１２ｂの内径は、回転機構１２のロッド２０の外径と略同寸法のものである。該軸穴１１２ｂに前記ロッド２０が回動自在に挿通され、２本のロッド２０が回動することにより、巻線冶具１１ｂが軸Ｘを中心として回転されることとなる。
【００２１】
また、図６、図７及び図９に示すように、前記巻線係止部１１３ｂは、巻線冶具１１ｂの周縁の一部に楕円状の切欠きが形成されてなるものであり、周縁の開口部の幅寸法より、楕円状の切欠きの径寸法が大きくなるように形成されている。また、前記周縁の開口部の幅寸法は、図９に示すように、表面側から裏面側に向かって縮小されたものとなっている。
【００２２】
このように形成された前記巻線係止部１１３ｂには、各ボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに巻回される巻線１５のうち、ボビン３１ａとボビン３１ｂとの間における所要長さの巻回されない長さ部分が位置する。詳細には、ボビン３１ａに巻回されてボビン３１ａを芯とした巻線コイル３２ａを形成した巻線１５は、巻線治具１１ｂの巻線係止部１１３ｂを通過してボビン３１ｂに巻回されてボビン３１ｂを芯とした巻線コイル３２ｂを形成する。したがって、巻線係止部１１３ｂの切欠の大きさにより、巻線１５のボビン間、すなわち巻線コイル間における巻回されない長さ部分の長さが決定する。また、前記巻線係止部１１３ｂにより、巻線１５のボビン間における巻回されない長さ部分が係止されて、連続巻線装置１０のその他の部材等と干渉することなく、巻線冶具１１ｂとともに回転する。
【００２３】
なお、巻線１５のボビン間における巻回されない長さ部分の長さは、各ボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに巻線１５が巻回されて、各ボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを芯とした巻線コイル３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄとなり、４個の巻線コイルが連繋した巻線コイルユニット４０が形成された場合に、該巻線コイルユニット４０を直線コアの歯極に挿入する場合の各巻線コイルの配置を考慮して設定する。また、本実施の形態においては、巻線係止部を、巻線冶具の周縁の一部を切欠することにより形成したが、巻線冶具の周縁に、例えば鉤状の部材を突出させることにより巻線係止部を形成するものとしてもよい。
【００２４】
その他の巻線冶具１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの構成も前記巻線冶具１１ｂと同様であるが、本実施の形態では、回転機構１２のロッド２０が挿通されて列設された場合に両端に位置する巻線冶具１１ａ及び巻線冶具１１ｅにおいて、巻線冶具１１ａの裏面側にはボビンが係合されることがないので係合部及び巻線係止部を設けず、巻線冶具１１ｅの表面側にもボビンが係合されることがないので支持部及び巻線係止部を設けていない。また、各巻線治具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに各々設けられた支持部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの厚さ寸法や、係合部１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅの厚さ寸法、巻線係止部１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄの形状は同一の構成のものである。
【００２５】
なお、巻線冶具１１ａ及び巻線冶具１１ｅに係合部、支持部、又は巻線係止部を各々設けて、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅをすべて同一の構成のものとしてもよい。また、形状や大きさが異なるボビンにも対応すべく、各巻線治具の支持部を最も小さなボビンに合致するような寸法のものとし、係合部を最も大きなボビンに合致するような寸法のものとして、ボビンに巻線を巻回する際に、そのボビンに合致するようなアジャスタを前記支持部及び係合部に設けるような構成とすれば、一つの巻線冶具を複数種類のボビンに用いることができる。
【００２６】
次に回転機構１２について説明する。回転機構１２は、図１及び図２に示すように、前記巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの各軸穴に挿通される２本のロッド２０と、該ロッド２０の両端に各々固定され、該ロッド２０を回動させる回転板２１と、モータ（駆動源）２２と、該モータ２２により回転する回転軸２３と、該回転軸２３の回転力を回転板２１に伝動するための伝動手段２４とを具備してなる。
【００２７】
ロッド２０は、その外径寸法が前記巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの各軸穴の内径寸法と略同一の円柱状のものであり、図２の一部を拡大した断面図である図１０（ａ）に示すように、その中央付近に間隙２５が形成されている。該間隙２５の幅寸法は、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの厚さ寸法より小さいものであって、各ボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに巻回する巻線１５の太さ寸法より大きいものである。これにより、巻線１５は該間隙２５を通過することはできるが、ロッド２０に列設された巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは該間隙２５を通過してロッド２０から外れることはない。
【００２８】
２本のロッド２０の両端は、各々回転板２１に固定されている。図２に示すように、回転板２１の回転中心と、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの回転中心は一致しており、回転板２１が回転してロッド２０が回動することにより、巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、図６で示した軸Ｘを中心として回転することとなる。なお、図１及び図２に示すように、各回転板２１には、該回転板２１と同軸となるように回転軸が各々固着されており、該回転軸はベース１６に立設された支柱１７により所定の位置に支持されている。
【００２９】
また、図１に示すように、ベース１６上に固定されたモータ２２には、回転軸２３が連結されており、該回転軸２３は、支柱１７により、ロッド２０等の下方に回転自在に支持されている。該回転軸２３の両端、及び前記各回転板２１の回転軸の端部には、各々プーリが設けられており、回転軸２３の両端に固定された各プーリと回転板２１の回転軸の端部に固定された各プーリとが、各々ベルト（図示せず）で連動するものとなって、前記伝動手段２４が構成されている。
【００３０】
これにより、回転軸２３がモータ２２の駆動力で回転され、その回転力が前記伝動手段２４により前記各回転板２１に同一のトルク及び回転数で伝動されることとなる。なお、回転軸２３の回転力を回転板２１に伝動する手段はプーリ、ベルトに限定されるものではなく、回転軸２３の回転力を２枚の回転板２１に対して同一の回転数及びトルクで伝動するものであればよい。
【００３１】
移動機構１３は、前記ロッド２０に列設された巻線冶具１１ｅをロッド２０に沿って摺動させるとともに、巻線冶具１１ａを巻線冶具１１ｅの方向へ押圧するものである。詳細には、図２に示すように、支柱１７に回転自在に設けられたボールネジ２６と、該ボールネジ２６により、巻線冶具１１ｅの外側の面（表面）と接触して、巻線冶具１１ｅをロッド２０に沿って摺動させる摺動部材２７と、前記ボールネジ２６により摺動部材２７と連動して移動するエアシリンダ２８（押圧力付勢手段）と、該エアシリンダ２８により巻線冶具１１ａの外側の面（裏面）と接触して、巻線冶具１１ａを巻線冶具１１ｅの方向へ押圧する押圧部材２９とを具備してなる。
【００３２】
ボールネジ２６は、図２に示すように、支柱１７に回動自在に支持され、かつ、モータ３０により回転される雄ネジ２６１と、該雄ネジ２６１の回転により、雄ネジ２６１上をスライド移動する雌ネジ２６２とを備えてなる。該ボールネジ２６と、モータ３０とにより、摺動部材２７をスライド移動させるスライド移動手段が構成されている。
【００３３】
また、摺動部材２７は、図１０（ａ）及びそのＣ−Ｃ線断面図である図１０（ｂ）に示すように、前記雌ネジ２６２に固定された固定部２７１と、ロッド２０の回動により回転する回転部２７２と、該回転部２７２を回転自在に支持する円環状のベアリング２７３とを具備してなる。
【００３４】
前記固定部２７１は、前記雌ネジ２６２に固定され、ロッド２０が位置する端部に、２本のロッド２０が挿通されて回動できるに十分な中空部が形成され、かつ、その内周縁に係合溝が切欠された平板状部材２７１ａと、該中空部と同一形状の中空部を有し、その内周縁に係合溝が切欠された環状部材２７１ｂとが、前記ベアリング２７３の外周縁を前記各係合溝で回転自在に挟持するようにして、ボルト等により固着されてなるものである。一方、前記回転部２７２は、ロッド２０が挿通される軸穴を有し、その外周縁に係合溝が切欠された２枚の環状板２７２ａ、２７２ｂが、ベアリング２７３の内周縁を前記各係合溝で回転自在に挟持するようにして、固着されてなるものである。これにより、前記固定部２７１をフレームとして、前記回転部２７２が回転自在に収容されることとなる。
【００３５】
このように構成されたボールネジ２６、摺動部材２７、及びモータ３０により、モータ３０の回転に応じてボールネジ２６がスライド移動し、これと連動して摺動部材２７が巻線冶具１１ｅをロッド２０に沿って摺動させることとなる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、前記回転部２７２と巻線冶具１１ｅとは固着されていないので、摺動部材２７は、巻線冶具１１ｅを巻線冶具１１ａの方向にのみ摺動させるものであるが、前記回転部２７２と巻線冶具１１ｅとを固着することにより、巻線冶具１１ｅを、摺動部材２７の動きと連動して、いずれの方向にも摺動されるものとしてもよい。
【００３７】
エアシリンダ２８は、前記雌ネジ２６２に固定された摺動部材２７の固定部２７２の他端側、すなわち、ロッド２０が挿通される側と反対側に固定されており、該エアシリンダ２８のロッド２８１の先端には、押圧部材２９が固定されている。
【００３８】
押圧部材２９は、前記摺動部材２７と同様の構成のものであり、図１０（ａ）に示すように、エアシリンダ２８のロッド２８１に固定された固定部２９１と、ロッド２０の回動により回転する回転部２９２と、該回転部２９２を回転自在に支持する円環状のベアリング２９３とを具備してなり、前記固定部２９１をフレームとして、前記回転部２９２が回転自在に収容されている。
【００３９】
このように構成されたエアシリンダ２８及び押圧部材２９により、エアシリンダ２８のロッド２８１が縮退されて押圧部材２９に押圧力を付勢し、押圧部材２９が巻線冶具１１ａを巻線冶具１１ｅの方向へ押圧することとなる。これにより、巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの支持部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄにボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが外嵌され、支持部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの先端部が、各々巻線冶具１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの係合部１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅに係合された状態となる。
【００４０】
なお、図示していないが、摺動部材２７及び押圧部材２９には、支柱１７に、ロッド２０と並行して架設されたガイドシャフトが各々挿通され、該各ガイドシャフトに沿ってスライド移動するものとなっている。また、本実施の形態では、スライド移動手段としてボールネジ２６及びモータ３０を用いたが、その他のスライド移動手段、例えば、歯車とラックを組み合わせたものを用いることとしてもよい。また、押圧部材２９にはエアシリンダ２８が押圧力を付勢するものとしたが、エアシリンダ２８の代わりに、油圧シリンダ、その他のアクチュエータ、バネ等の弾性体等を押圧力付勢手段として用いることとしてもよい。
【００４１】
巻線供給ノズル１４は、図１に示すように、支柱１７に架設された天板１８において、ロッド２０の間隙２５と対応する位置に設けられており、巻線１５を連続的に供給するものである。なお、図２においては、巻線供給ノズル１４及び天板１８を省略している。
【００４２】
以下、前記連続巻線装置１０の動作について図１１を用いて説明する。まず最初に、エアシリンダ２８のロッド２８１を伸長した状態で、巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの支持部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ各々に、巻線１５を巻回すべきボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを外嵌固定する。その後、エアシリンダ２８のロッド２８１を縮退させて、押圧部材２９が巻線冶具１１ｅを巻線冶具１１ａの方向へ押圧することにより、巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅが摺動部材２７と押圧部材２９とに挟持されて、巻線治具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの支持部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの突出部分が、巻線冶具１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの係合部１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅと係合される。これにより、巻線１５を巻回すべき各ボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ間に各々挟まれて、回転機構１２のロッド２０の軸Ｘ上に一定の姿勢で整列される（図１１（ａ））。
【００４３】
図１１（ａ）に示すように、初期状態では、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、摺動部材２７と押圧部材２９とに挟持されて、ロッド２０の間隙２５と、巻線冶具１１ａと巻線冶具１１ｂとの間とが合致するように位置せしめられている。この状態において、巻線供給ノズル１４から巻線１５を引き出して、前記ロッド２０の間隙２５を通過させてボビン３１ａの巻線巻回部３３ａに接触するように位置せしめ、該巻線１５の端部を適当な個所に固定した後、回転機構１２のモータ２２を駆動してロッド２０を回転させる。これにより、ボビン３１ａが回転して巻線１５が該ボビン３１ａの巻線巻回部３３ａに巻回される。ボビン３１ａの巻線巻回部３３ａに所要量の巻線１５が巻回され巻線コイルが形成された後、前記ロッド２０の回転が停止される。このとき、巻線冶具１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの巻線係止部１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄが巻線供給ノズル１４が位置する方向、すなわち上方を向くように、前記ロッド２０が停止する。
【００４４】
つぎに、図１１(b)に示すように、移動機構１３のボールネジ２６により、前記摺動部材２７がスライド移動されて、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅが、ロッド２０の間隙２５と、巻線冶具１１ｂと巻線冶具１１ｃとの間とが合致するように位置せしめられる。これにより、ボビン３１ａの巻線巻回部３３ａに巻回された後の巻線１５は、巻線冶具１１ｂの巻線係止部１１３ｂに挿通された状態となる。その後、再び前記ロッド２０が回転して、該巻線１５は、前記巻線係止部１１３ｂの開口の形状に沿って楕円状の切欠きの内側に巻き込まれて該巻線係止部１１３ｂに係止され、これにより、該巻線１５は、ボビン３１ｂの巻線巻回部３３ｂ側に案内されて巻回される。ボビン３１ｂの巻線巻回部３３ｂに所要量の巻線１５が巻回されて巻線コイルが形成された後、再び、巻線冶具１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの巻線係止部１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄが巻線供給ノズル１４が位置する方向を向くように、前記ロッド２０が停止する。
【００４５】
さらに、図１１(c)に示すように、移動機構１３のボールネジ２６により、前記摺動部材２７がスライド移動されて、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅが、ロッド２０の間隙２５と、巻線冶具１１ｃと巻線冶具１１ｄとの間とが合致するように位置せしめられる。これにより、ボビン３１ｂの巻線巻回部３３ｂに巻回された後の巻線１５は、巻線冶具１１ｃの巻線係止部１１３ｃに挿通された状態となる。その後、再び前記ロッド２０が回転することにより、該巻線１５は、前記巻線係止部１１３ｃに係止されるとともにボビン３１ｃの巻線巻回部３３ｃに巻回される。ボビン３１ｃの巻線巻回部３３ｃに所要量の巻線１５が巻回されて巻線コイルが形成された後、再び、巻線冶具１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの巻線係止部１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄが巻線供給ノズル１４が位置する方向を向くように、前記ロッド２０が停止する。
【００４６】
さらに、図１１(ｄ)に示すように、移動機構１３のボールネジ２６により、前記摺動部材２７がスライド移動されて、各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅが、ロッド２０の間隙２５と、巻線冶具１１ｄと巻線冶具１１ｅとの間とが合致するように位置せしめられる。これにより、ボビン３１ｃの巻線巻回部３３ｃに巻回された後の巻線１５は、巻線冶具１１ｄの巻線係止部１１３ｄに挿通された状態となる。その後、再び前記ロッド２０が回転されることにより、該巻線１５は、前記巻線係止部１１３ｄに係止されるとともにボビン３１ｄの巻線巻回部３３ｄに巻回される。ボビン３１ｄの巻線巻回部３３ｄに所要量の巻線１５が巻回されて巻線コイルが形成されれば、前記ロッド２０が停止する。
【００４７】
その後、エアシリンダ２８のロッド２８１を伸長して、押圧部材２９により各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに付勢されていた押圧力を解除し、ボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを各巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから取り外して、ボビン３１ｄの巻線巻回部３３ｄに巻回された後の巻線１５を適当な位置で切断する。
【００４８】
このように、本実施の形態に係る連続巻線装置によれば、ボビンを所定位置に支持する巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅと、ロッド２０が挿通された前記巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを回転させる回転機構１２と、前記巻線冶具１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを前記ロッド２０に沿って摺動させる移動機構１３と、前記ロッド２０の間隙２５に対応する位置に設けられた巻線供給ノズル１４とを備えたものとしたので、１本の巻線１５を、４個のボビン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに、各ボビン間に所要長さの巻回されない長さ部分をおいて連続的に巻回して各ボビンを芯とした巻線コイル３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを作成して、各巻線コイルが１本の巻線により連繋された巻線コイルユニット４０を作成することができる。
【００４９】
なお、前記連続巻線装置１０は、１２の歯極をもつ直線コアと組み合わせるリニアモータの可動子用の設定であり、４個の巻線コイルが連繋した巻線コイルユニット４０を作成するものであるが、巻線冶具の個数を変えれば、１２極以外のものにも使用できることは当然である。例えば、９極の直線コアと組み合わせるならば、ボビンが３個を芯として３個の巻線コイルが連繋した巻線コイルユニットが必要となるから、巻線冶具を１個減らしたものとし、１５極の直線コアと組み合わせるならば、巻線冶具を１個増やせばよい。また、巻線が巻回されるボビンは巻線が巻回される部分と、直線コアの歯極が挿入される中空部を有するものであれば上記の形状に限られるものではなく、その場合、ボビンに合致するような支持部と係合部をもつ巻線治具を使用すればよい。
【００５０】
なお、この連続巻線装置１０は、１個の独立した巻線コイルを作成する場合にも利用することができる。その場合には、巻線を複数のボビンに連続的に巻回して、１本の巻線により連繋した複数の巻線コイルを作成したのち、各巻線コイルが独立するよう、巻線の巻回されていない長さ部分を切断すればよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の連続巻線装置は、直線コアの歯極に挿入する巻線コイルの芯となる複数のボビンに対して、１本の巻線を、各ボビンに連続的に巻回して巻線コイルが連繋された巻線コイルユニットとすることができるため、複数のボビンに、１本の巻線を巻回してなる巻線コイルが連繋した巻線コイルユニットの巻線工程を自動化することができ、巻線コイルユニットの製造コストを低減することができる。また、独立した巻線コイルを製造する場合においても、本連続巻線装置によれば、複数のボビンに対して連続して巻線を巻回して巻線コイルを製造することができるため、作業効率を高めることができる。
【００５２】
請求項２記載の連続巻線装置は、請求項１記載の連続巻線装置において、前記巻線冶具の軸穴を、巻線治具の支持部を中心とした同一円周上に、少なくとも２以上形成されたものとしたので、前記巻線冶具を、支持部を中心として、軸ぶれ等を起こすことなく安定して回転させることができる。これにより、ボビンの巻回部に、巻線を整列して重層することが容易となる。
【００５３】
請求項３記載の連続巻線装置は、請求項１記載の連続巻線装置において、回転機構を、駆動源と、該駆動源により回転する回転軸と、前記ロッドの両端に各々固定されて、該ロッドを回動させる回転板と、該回転軸の回転力を前記各回転板に伝動する伝動手段とを具備してなるものとしたので、駆動源により生ずる回転力を、同一の回転数及びトルクで前記ロッドの両端に伝動することができ、連続巻線装置を安定して動作させることができる。
【００５４】
請求項４記載の連続巻線装置は、請求項１記載の連続巻線装置において、移動機構を、ロッドに列設された複数の巻線冶具のうち、一端側にある巻線冶具の外側の面と接触して、該巻線冶具を前記ロッドに沿って摺動させる摺動部材と、前記摺動部材をスライド移動させるスライド移動手段と、前記複数の巻線冶具のうち、他端側にある巻線冶具の外側の面と接触して、該巻線冶具を前記一端側の巻線冶具の方向へ押圧する押圧部材と、前記スライド移動手段により、前記摺動部材とともにスライド移動し、かつ、前記押圧部材に押圧力を付勢する押圧力付勢手段とを具備するものとしたので、巻線冶具の個数の変動に柔軟に対応して、摺動部材及び押圧部材により複数の巻線冶具を挟持するとともに前記ロッドに沿って摺動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る連続巻線装置の構成を示す正面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る連続巻線装置の構成を示す平面図。
【図３】ボビンの構成を示す斜視図及び断面図。
【図４】巻線コイルユニットを示す概略斜視図。
【図５】直線コアを示す概略斜視図。
【図６】巻線冶具の表面を示す平面図。
【図７】巻線冶具の裏面を示す平面図。
【図８】図６のＢ−Ｂ断面を示す断面図。
【図９】巻線冶具の側面を示す側面図。
【図１０】図２の一部拡大図断面図。
【図１１】本実施の形態に係る連続巻線装置の動作を説明するための模式図。
【図１２】従来の直線コアユニットの構成を示す概略平面図。
【図１３】直線コアユニットの構成を示す概略平面図。
【符号の説明】
１０  連続巻線装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  巻線冶具
１２  回転機構
１３  移動機構
１４  巻線供給ノズル
１５  巻線
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ  支持部
１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ  係合部
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ  軸穴
１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ巻線係止部
２０  ロッド
２１  回転板
２２  モータ
２３  回転軸
２４  プーリ（伝動手段）
２６  ボールネジ
２７  摺動部材
２８  エアシリンダ
２９  押圧部材
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  ボビン
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  巻線コイル
４０  巻線コイルユニット
【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】
0004756300.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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