(57)【要約】【課題】コイルの巻き乱れを防止できるコイル巻線装置及びコイル巻線方法を提供する。【解決手段】コア部材５にワイヤ２を巻線してコイル２０を形成するコイル巻線装置１００において、ワイヤ２を繰り出すノズル１１と、コア部材のコイル巻装部に直前に巻線したワイヤの直径と、コア部材５のコイル巻装部５５に直前に巻線したコイル２０の軸方向端部Ｐ１の位置を検出するセンサ１３と、センサ１３によって取得したコイル２０の軸方向端部の位置情報及びワイヤ２の直径情報を基に、次にワイヤ２をコア部材に巻線する巻線位置Ｐ２１を算出し、算出された巻線位置Ｐ２１にノズル１１の位置を合わせるよう指示する演算処理部１４とを備える。【選択図】図１
2017216801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部材にワイヤを巻線してコイルを形成するコイル巻線装置において、
前記ワイヤを繰り出すノズルと、
前記コア部材のコイル巻装部に直前に巻線した前記ワイヤの直径と、
前記コア部材のコイル巻装部に直前に巻線した前記コイルの軸方向端部の位置を検出するセンサと、
前記センサによって取得した前記コイルの前記軸方向端部の位置情報及び前記ワイヤの直径情報を基に、次に前記ワイヤを前記コア部材に巻線する巻線位置を算出し、算出された前記巻線位置に前記ノズルの位置を合わせるよう指示する演算処理部とを備えたコイル巻線装置。
【請求項２】
前記センサは、前記コイル巻装部の軸方向両側の端部壁面の位置を検出し、
前記演算処理部は、前記端部壁面の位置情報を加えて前記巻線位置を算出し、算出された前記巻線位置に前記ノズルの位置を合わせるよう指示する請求項１に記載のコイル巻線装置。
【請求項３】
前記センサは、前記ワイヤを案内するために前記コア部材に設けられた溝の位置を検出し、
前記演算処理部は、前記溝の位置情報を加えて前記巻線位置を算出し、算出された前記巻線位置に前記ノズルの位置を合わせるよう指示する請求項１又は請求項２に記載のコイル巻線装置。
【請求項４】
コア部材にワイヤを巻線してコイルを形成するコイル巻線方法であって、
ワイヤを繰り出すノズルを前記コア部材のコイル巻装部の周囲に１回転させて、前記コイルの１ターン分を巻線する１ターン巻線工程と、
前記コア部材の前記コイル巻装部に直前に巻線した前記ワイヤの直径と、
前記コア部材の前記コイル巻装部に直前に巻線した前記コイルの軸方向端部の位置を取得する巻線位置取得工程と、
前記巻線位置取得工程にて取得した前記ワイヤの直径情報と、
前記コイルの前記軸方向端部の位置情報とから、
次の１ターンを巻線する巻線位置を算出する次ターン巻線位置算出工程と、
前記ノズルを軸方向に移動させて前記次の１ターンの巻線位置に合わせる移動工程と、
前記コイルの２層目以降を折り返して巻線する、上層巻線工程とを備えたコイル巻線方法。
【請求項５】
前記次ターン巻線位置算出工程において、
前記巻線位置を、直前に巻線した前記コイルの前記軸方向端部を中心として、前記ワイヤの直径より小さい範囲内において算出する請求項４に記載のコイル巻線方法。
【請求項６】
前記上層巻線工程において、
１つ下層に巻線された、前記コイルの、隣り合う前記ワイヤの境界を検出し、
前記ノズルを、前記境界に位置合わせする請求項４又は請求項５に記載のコイル巻線方法。
【請求項７】
前記次ターン巻線位置算出工程の後、次層に折り返して前記コイルを巻線するか、そのまま同一層のコイルを巻線するかを判定する、折り返し判定工程を備える請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のコイル巻線方法。
【請求項８】
前記巻線位置取得工程において、巻線方向に存在する前記コア部材の端部壁面の位置情報を取得し、
前記折り返し判定工程において、
前記コイルの前記軸方向端部の位置情報と、
前記コア部材の端部壁面の位置情報とから、
前記軸方向端部と前記端部壁面との間の距離を算出し、
前記距離が、記巻線位置取得工程にて取得した前記ワイヤの直径情報から得る前記ワイヤの半径よりも短いときは、軸方向に折り返して次層のコイルを巻線すると判定する請求項７に記載のコイル巻線方法。
【請求項９】
前記巻線位置取得工程において、巻線方向に存在する前記コア部材の端部壁面の位置情報を取得し、
前記折り返し判定工程において、
前記コイルの前記軸方向端部の位置情報と、
前記コア部材の端部壁面の位置情報とから、
前記軸方向端部と前記端部壁面との間の距離を算出し、
前記距離が、記巻線位置取得工程にて取得した前記ワイヤの直径情報から得る前記ワイヤの半径以上、かつ、前記ワイヤの直径より短いときは、軸方向に折り返して次層のコイルを巻線すると判定し、
次ターンを巻線するときは、前記ノズルを、前記ワイヤが前記端部壁面と接する位置に移動する請求項７に記載のコイル巻線方法。
【請求項１０】
前記コイル巻装部の巻き始め側の端部壁面の軸方向の位置を検出し、
前記巻き始め側の端部壁面と、これから巻線する前記コイルの最初の１ターンの前記ワイヤとの間に、前記ワイヤの半径より小さい距離の隙間が空く位置を巻線位置として前記最初の１ターンを巻線する第１ターン巻線工程を備える請求項４から請求項９のいずれか１項に記載のコイル巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コア部材の各磁極ティースに巻線を施すコイル巻線装置及びコイル巻線方法に関し、特に、巻線の整列性を向上させることができるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイルの巻き乱れを防止しつつ高占積率で容易にコイルを巻線することができる巻線方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に係る発明は、１つの層を構成する巻線の端部に残る余剰スペースを層毎に反対側に配置することにより占積率の向上とコイルの巻き乱れを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８２８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明では、コイル巻線装置によってコア部材にコイルを巻線する際のノズルの軸方向の動作は、予めコイル巻線装置に設定されている。しかし、実際のコイルの巻線時においては、コア部材の寸法のばらつき、ワイヤの直径の寸法公差、ノズルから繰り出されるワイヤの振動、巻線したコイルの変形等により、巻線のパターン図からずれた位置にコイルのあるターンが巻線されてしまう場合がある。しかし、コイル巻線装置には、それを修正する手段がなく、そのまま巻線を続けることにより、一部で発生した巻き乱れが、その隣りや上層に巻線されるコイルにも影響を与えて巻き乱れが次々と連鎖し、設計通りにコイルが巻線されず、製品の歩留まりが悪化するという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コア部材の寸法のばらつき、ワイヤの直径の寸法公差、ワイヤの振動等によっても巻き乱れを起こさずに、整列してコイルをコア部材に巻線することができるコイル巻線装置及びコイル巻線方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るコイル巻線装置は、
コア部材にワイヤを巻線してコイルを形成するコイル巻線装置において、
前記ワイヤを繰り出すノズルと、
前記コア部材のコイル巻装部に直前に巻線した前記ワイヤの直径と、
前記コア部材のコイル巻装部に直前に巻線した前記コイルの軸方向端部の位置を検出するセンサと、
前記センサによって取得した前記コイルの前記軸方向端部の位置情報及び前記ワイヤの直径情報を基に、次に前記ワイヤを前記コア部材に巻線する巻線位置を算出し、算出された前記巻線位置に前記ノズルの位置を合わせるよう指示する演算処理部とを備えたものである。
【０００７】
この発明に係るコイル巻線方法は、
コア部材にワイヤを巻線してコイルを形成するコイル巻線方法であって、
ワイヤを繰り出すノズルを前記コア部材のコイル巻装部の周囲に１回転させて、前記コイルの１ターン分を巻線する１ターン巻線工程と、
前記コア部材の前記コイル巻装部に直前に巻線した前記ワイヤの直径と、
前記コア部材の前記コイル巻装部に直前に巻線した前記コイルの軸方向端部の位置を取得する巻線位置取得工程と、
前記巻線位置取得工程にて取得した前記ワイヤの直径情報と、
前記コイルの前記軸方向端部の位置情報とから、
次の１ターンを巻線する巻線位置を算出する次ターン巻線位置算出工程と、
前記ノズルを軸方向に移動させて前記次の１ターンの巻線位置に合わせる移動工程と、
前記コイルの２層目以降を折り返して巻線する、上層巻線工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るコイル巻線装置及びコイル巻線方法によれば、直前に巻線されたコイルの１ターンの軸方向端部の位置情報とワイヤの直径を読み取り、コイルを１ターン分巻線する度にノズルの位置を補正しながらコイルを巻線できるので、１層目においては、コイルの各ターンを正確に巻線できる。これにより、次に巻線するコイルの１ターンにより、前に巻線した１ターンを巻き始め側に押さえながら巻線できるので、コイルの１層目の巻き乱れに起因する上層の巻き乱れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るコイル巻線装置の構成を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るコイル巻線装置によるコイル巻線工程の一場面を示す図であり、コイルを巻線中のコア部材とコイル巻線装置の要部斜視図である。
【図３】図２の状態にあるコア部材とコイル巻線装置を矢印Ｘ方向に見た図である。
【図４】図２の状態にあるコア部材とコイル巻線装置を矢印Ｙ方向に見た図である。
【図５】図２の状態にあるコア部材とコイル巻線装置を矢印Ｚ方向に見た図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るコイル巻線工程のフロー図である。
【図７】図４に示すコア部材のＡ−Ａ部分における断面図である。
【図８】第３工程で位置を読み取るコイルとコア部材との、図４のＡ−Ａ部分における断面図である。
【図９】第４工程で算出した巻線位置を示す模式図である。
【図１０】コイルを一層分巻線したコア部材の、図４のＡ−Ａ部分における断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係るコイルの２層目の巻線位置を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る巻き終わり間近の１層目のコイルとコア部材の断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係るコイル巻線工程のフロー図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る２層目のコイルの巻き始め位置の一例を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る２層目のコイルの巻き始め位置の一例を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係るコア部材の断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係るコイル巻線工程のフロー図である。
【図１８】この発明の実施の形態４に係る溝付きのコア部材の断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４に係るコイル巻線工程のフロー図である。
【図２０】この発明の実施の形態４に係る１ターン分のコイルが巻線された溝付きのコア部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係るコイル巻線装置及びコイル巻線方法を図を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係るコイル巻線装置１００の構成を示す模式図である。
図２は、コイル巻線装置１００によるコイル巻線工程の一場面を示す図であり、コイル２０をコイル巻装部５５に巻線中のコア部材５とコイル巻線装置１００の要部斜視図である。
図３は、図２の状態にあるコア部材５とコイル巻線装置１００を矢印Ｘ方向に見た図である。
図４は、図２の状態にあるコア部材５とコイル巻線装置１００を矢印Ｙ方向に見た図である。図４において、センサ１３はコア部材５の手前側に図示している。
図５は、図２の状態にあるコア部材５とコイル巻線装置１００を矢印Ｚ方向に見た図である。
本明細書において、軸方向というときは、コイル巻線装置１００の軸方向をいうものとする。また、図２の矢印が指す方向をそれぞれ正側、その反対を負側とする。また、巻線方向とは、Ｚ方向かつ、コイルの巻線が進む方向をいうものとする。
【００１１】
まず、コイル巻線装置１００の構成の概略を図に基づいて説明する。
アーム１０は、コア部材５の周囲を旋回し、アーム１０の先端に取り付けられたノズル１１からワイヤ２を繰り出しながらこれをコア部材５のコイル巻装部５５に巻線する。第一モータ１２の回転軸１２ｋは、アーム１０に接続されていて、第一モータ１２が回転することによりアーム１０が回転する。
【００１２】
センサ１３は、直前にコア部材５のコイル巻装部５５に巻線されたコイル２０の図２における軸方向端部（Ｚ方向）の位置と、直前に巻線したワイヤ２の直径とを検出する。演算処理部１４は、センサ１３によって取得した上述の位置情報と直径情報を基に、次にワイヤ２をコア部材５に巻線する巻線位置を算出し、算出された巻線位置にノズル１１の位置を合わせるために、アーム１０を図２のＺ方向に移動させる。アーム１０のＺ方向への移動は、ボールネジ１５と、ボールネジ１５を回転させる第二モータ１６とにより行う。
【００１３】
本実施の形態では、アーム１０を回転させる機構として、第一モータ１２を用いたが、コア部材５の外周を回転させることができる機能を有していれば、ロータリーシリンダ等、何を用いてもよい。また、アーム１０を図１、図２のＺ方向に直動させる機構として、ボールネジ１５と第二モータ１６を用いたが、所望の機能を有するならば、リニアモータ、シリンダ等、何を用いてもよい。
【００１４】
次に、本実施の形態に係るコイル２０の巻線方法の詳細を説明する。
まず、コア部材５にコイル２０を巻線するために必要な各工程を示す。
図６は、コイル巻線工程のフロー図である。
コア部材搬入工程（第１工程Ｋ１）は、コア部材５を、コイル巻線装置１００の所定位置に搬入して固定する工程である。
１ターン巻線工程（第２工程Ｋ２）は、アーム１０を１回転させてノズル１１により、コイル２０の１ターン分を巻線する工程である。
巻線位置取得工程（第３工程Ｋ３）は、センサ１３により、直前に１ターン分巻線されたコイル２０の軸方向端部の位置情報（Ｚ方向）を取得する工程である。
次ターン巻線位置算出工程（第４工程Ｋ４）は、演算処理部１４により、次の１ターンを巻線する巻線位置（ノズル１１の位置（Ｚ方向））を算出する工程である。
アーム移動工程（第５工程Ｋ５）は、アーム１０を軸方向に移動させてノズル１１を次のターンの巻線位置に合わせる工程である。
上層巻線工程（第６工程Ｋ６）は、２層目以降の上層を折り返して巻線する工程である。
コア部材搬出工程（第７工程Ｋ７）は、コイル２０の巻線を終了したコア部材５を搬出する工程である。
【００１５】
次に、これらの各工程について、図６〜図１１を用いて、詳しく説明する。
まず、コア部材搬入工程（第１工程Ｋ１）について説明する。
第１工程Ｋ１において、コア部材５をコイル巻線装置１００の所定の位置に搬送、固定し、アーム１０を移動して、ノズル１１を巻線開始位置に合わせる。
【００１６】
次に、１ターン巻線工程（第２工程Ｋ２）について説明する。
図７は、図４に示すコア部材５のＡ−Ａ部分における断面図である。但し、第２工程Ｋ２を実施中の図なので、コイル２０は１本しか描かれていない。
第１工程Ｋ１で指定された巻線開始位置において、アーム１０をコア部材５のコイル巻装部５５の周囲に周回させ、ノズル１１からワイヤ２を繰り出してコイル２０を１ターン分だけ巻線する。
【００１７】
次に、巻線位置取得工程（第３工程Ｋ３）について説明する。
図８は、第３工程Ｋ３で位置を読み取るコイル２０とコア部材５との、図４のＡ−Ａ部分における断面図である。
第３工程Ｋ３では、直前に巻線されたコイル２０の１ターンのワイヤ２の直径２ａと、巻線されたコイル２０の軸方向端部Ｐ１の位置情報（Ｚ方向かつ巻線方向の位置）をセンサ１３によって取得する。取得する位置情報は、コアバック側５１からコア内側５２への一次元情報でよい。第３工程Ｋ３で用いるセンサ１３は、イメージセンサ、カメラ、レーザー変位計、超音波変位計、接触式変位計などがあげられるが、ワイヤ２の直径２ａと、巻線されたコイル２０の軸方向端部Ｐ１の情報を取得できれば何でもよい。
【００１８】
次に、次ターン巻線位置算出工程（第４工程Ｋ４）について説明する。
図９は、第４工程Ｋ４で算出した巻線位置を示す模式図である。
第４工程Ｋ４では、演算処理部１４により、コイル２０の次の１ターンを巻線する位置を計算する。具体的には、ワイヤ２の太さ、強度、絶縁皮膜の強度に応じて、直前に巻線されたコイル２０の軸方向端部Ｐ１を中心として、直前に巻線されたワイヤ２の直径２ａより小さい範囲Ｐ２内における最適な位置を、次のコイル２０の１ターンを巻線する巻線位置Ｐ２１として算出する。
【００１９】
次に、第５工程Ｋ５により、アーム１０を移動してノズル１１を、次の１ターンの巻線を開始する巻線位置Ｐ２１に合わせる。
次に、第２工程Ｋ２に戻り、コイル２０の次の１ターンを、巻線位置Ｐ２１にて巻線する。すると、コイル２０の次の１ターンは、コイル２０の軸方向端部Ｐ１から、ワイヤ２の半径分だけＺ方向に移動した巻線位置Ｐ３の位置に中心を持つように巻線される。範囲Ｐ２に幅がある理由は、コイル２０の次の１ターンを、最終的に次の１ターンが巻線される巻線位置Ｐ３より、Ｚ方向負側（図９の紙面左側）に巻線することにより、コイル２０の前の１ターンに押し当てながら次の１ターンを巻線することができるからである。これにより、次の１ターンは、前の１ターンの外周面をすべりながら、巻線位置Ｐ３に巻線される。
【００２０】
演算処理部１４としては、パソコン、プログラマブルロジックコントローラ、マイコン、電子回路等が使用できる。次の１ターンの巻線する範囲Ｐ２を計算する計算式の例を次に示す。
前の１ターンの軸方向端部Ｐ１の位置−前の１ターンのワイヤ２の半径＜範囲Ｐ２＜前の１ターンの軸方向端部Ｐ１の位置＋前の１ターンのワイヤ２の半径
【００２１】
図１０は、コイル２０を一層分巻線したコア部材５の、図４のＡ−Ａ部分における断面図である。
次に、第２工程Ｋ２〜第５工程Ｋ５を繰り返し、コイル２０の１層目を全て巻線する。具体的には、第２工程によりコイル２０の１ターン分を巻線し、第３工程により直前に巻線されたコイル２０の軸方向端部Ｐ１の位置情報等を取得し、第４工程により次の巻線位置Ｐ２１を計算し、第５工程Ｋ５により巻線位置にノズル１１の位置を合わせるために、アーム１０を図２のＺ方向に移動し、これらを繰り返すことにより、図１０に示すように、規定ターン数を巻線することによりコイル２０の一層分をコア部材５に巻線する。
【００２２】
次に、コイル２０の２層目以降の巻線方法について説明する。
図１１は、コイル２０の２層目の巻線位置と、コア部材５の図４のＡ−Ａ部分における断面とを示す図である。コイル２０の１層目を巻線した後、第６工程Ｋ６により、センサ１３を用いて１層目の最後の１ターンと最後から２番目の１ターンとの境界を取得し、これを２層目の最初の巻線位置Ｐ４とする。そして、アーム１０を移動してノズル１１をＺ方向における巻線位置Ｐ４に合わせて１ターン分だけコイル２０を巻線する。同様に、図１１の紙面左側に向かってコイル２０の２層目の各ターンの巻線を繰り返す。
【００２３】
コイル２０の３層目の巻線は、１層目の巻線方法を用いてもよいし、最初の１ターンを規定位置に巻線した後、２層目と同じ方法で巻線してもよい。コイル２０の全ての層の巻線が終わったら、第７工程Ｋ７によりコア部材５を搬出する。
【００２４】
本発明の実施の形態１に係るコイル巻線装置１００及びコイル巻線方法によれば、直前に巻線されたコイルの１ターンの軸方向端部Ｐ１の位置情報とワイヤ２の直径を読み取り、コイル２０を１ターン分巻線する度にノズル１１の位置を補正しながらコイル２０を巻線できるので、１層目においては、コイル２０の各ターンを正確に巻線位置Ｐ２１から巻線位置Ｐ３へと誘導して巻線できる。これにより、次に巻線するコイル２０の１ターンにより、前に巻線した１ターンを巻き始め側に押さえながらコイル２０を巻線できるので、コイル２０の１層目の巻き乱れに起因する上層の巻き乱れを防止できる。
また、２層目以降においては、センサ１３により、下層のワイヤ２間を正確に把握して巻線できるので、巻線位置のずれに起因するコイル２０の巻き乱れを防止することができる。
また、予めノズル１１の動作軌道を設計しなくてもコイル２０を整列巻線できるので、コイル巻線装置１００の立ち上げ工程を短縮することができる。
【００２５】
なお、上述の説明では、ノズル１１がコア部材５の外周を旋回してコイル２０を巻線する構成について説明したが、コア部材５側を回転させて巻線してもよい。
また、上述の説明では、コイル２０の各ターンを巻線する度に、次のターンの巻線開始位置をアーム１０を軸方向に移動させて補正する例を説明したが、アーム１０の軸方向の位置を固定し、コア部材５自体を軸方向に直線移動させてコイル２０の各ターンの巻線開始位置を補正してもよい。
【００２６】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係るコイル巻線装置及びコイル巻線方法を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態１では、１層目の規定ターン数が決まっている場合のコイルの巻線方法について説明した。本実施の形態では、折り返しを行うか否かを判断しながらコイル２２０の１層目を巻線するコイル巻線方法について説明する。
【００２７】
一般的に、コア部材への巻線は、層間の折り返しで巻き乱れが発生することが多い。原因として、巻線するコイルが壁面に弾かれて巻線位置がずれる場合や、コイルの線径誤差が積算して、コイルを巻線するスペースが無くなってしまう場合がある。一般的な巻線方法では、予め設計した動作軌跡に従ってノズルが巻線装置の軸方向に動作するため、コア部材の位置ずれや、コイルの位置ずれに対応できない。
【００２８】
本実施の形態に係る巻線方法では、コイルの層間の折り返し部に起因するコイル２２０の巻き乱れを防止できるコイル巻線装置とコイル巻線方法について説明する。なお、本実施の形態で使用するコイル巻線装置のハードウェアの構成は、実施の形態１のコイル巻線装置１００と同様である。
【００２９】
図１２は、巻き終わり間近の１層目のコイル２２０とコア部材５の断面図である。
図１３は、本実施の形態に係るコイル巻線工程のフロー図である。
本実施の形態では、実施の形態１の第４工程Ｋ４と第５工程Ｋ５との間に、次層に折り返してコイル２２０を巻線するか、そのまま同一層をコイル２２０を巻線するかを判定する、折り返し判定工程（第８工程Ｋ８）を備える。
【００３０】
第８工程Ｋ８においては、演算処理部１４は、第３工程Ｋ３でセンサ１３により取得した、直前の１ターンのワイヤ２の直径２ａと、直前の１ターンの軸方向端部Ｐ１の位置と、巻線開始前に予め取得するコア部材５の巻線方向（図１２においては矢印Ｚが指す方向）に存在する第二端部壁面Ｗ２の位置情報を用いて折り返しの可否を判定する。
【００３１】
図１４は、２層目のコイル２２０の巻き始め位置の一例を示す図である。
具体的には、軸方向端部Ｐ１の位置と、コア部材５の内側の第二端部壁面Ｗ２の軸方向の位置から、これらの間の距離Ｌを演算処理部１４により算出し、距離Ｌが、半径ａよりも短いときは、折り返して２層目の巻線を開始すると判定する。２層目の巻き始め位置は、図１４に示すように、実施の形態１と同じ巻線位置Ｐ４である。この場合、コイル２２０の１層目の軸方向の端部には隙間が空いた状態で２層目の巻線をすることになる。図１３では、上層巻線工程での折り返し判定についての詳細を記載していないが、実際には、上層巻線工程においても第２工程Ｋ２から第５工程Ｋ５と同様の工程を繰り返す。
【００３２】
図１５は、２層目のコイル２２０の巻き始め位置の一例を示す図である。
次に、距離Ｌが、半径ａ以上、かつ直径２ａより短い場合について説明する。
ａ＜＝Ｌ＜２ａとなる場合は、ノズル１１のＺ方向の位置が図１５の位置Ｐ６（ワイヤ２が第二端部壁面Ｗ２接する位置）となるようにアーム１０を移動し、次の１ターンについては位置Ｐ６で巻線する。そして、その後のターンは、実施の形態１と同様に巻線位置Ｐ４にて巻線する。３層目の折り返し判断は、２層目の折り返し判断と同様である。
【００３３】
本発明の実施の形態２に係るコイル巻線装置及びコイル巻線方法によれば、折り返し判断を自動化できるので、コア部材５のコイル巻装部５５のＺ方向の長さが変わっても、直径の異なるワイヤ２を用いても、自動的にコイル２２０の折り返しのタイミングとコア部材５の軸方向端部における巻線位置を判断できる。これにより、１つのコイル巻線装置により仕様の異なるコア部材、ワイヤを用いる製品にフレキシブルに対応して、層間の折り返し部で発生するコイルの巻き乱れを防止できる。
【００３４】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係るコイル巻線装置及びコイル巻線方法を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態１では、１層目の最初のターンは、規定位置に巻線することとして説明した。本実施の形態では、コイルの１層目の、最初の１ターンの最適な巻線開始位置を自動的に取得してコイルを巻線することができるコイル巻線装置及びコイル巻線方法について説明する。なお、本実施の形態で使用するコイル巻線装置のハードウェアの構成は、実施の形態１のコイル巻線装置１００と同様である。
【００３５】
図１６（ａ）は、コア部材５と２ターン目を巻線中のコイル３２０の断面図である。
図１６（ｂ）は、コイル３２０の２ターン目が、１ターン目をＺ方向（負側）に押圧する状態を示す図である。
図１７は、本実施の形態に係るコイル巻線工程のフロー図である。
一般的なコイル巻線方法においては、１層目の最初の１ターンをコア部材に巻線する場合、コア部材５の端部壁面に沿ってコイルを巻線することは困難である。その理由は、コイルの最初の１ターンを巻線したい位置よりもコア部材の端部壁面側にノズルを位置決めしてコイルを巻線すると、コイルが端部壁面に弾かれて、端部壁面とコイルの最初の１ターンとの間に隙間が空いた状態で巻線されてしまうからである。
【００３６】
反対に、コイルの最初の１ターンを巻線したい位置よりもコア部材の端部壁面から離してノズルを位置決めしてコイルを巻線すると、端部壁面とコイルの最初の１ターンとの間に、最初から隙間が空いた状態でコイルが巻線されることになる。端部壁面とコイルの最初の１ターンとの間に隙間が空いた状態でコイルが巻線されると、コイルの２ターン目が、１ターン目と端部壁面との間に巻線され、結果としてコイルの１ターン目と２ターン目が交差し、上層のコイルの巻き乱れを生じさせる原因となる。本実施の形態では、コイルの１ターン目と第一端部壁面Ｗ１との間の隙間を無くし、コイル３２０の巻き乱れの発生を防止できるコイル巻線装置及びコイル巻線方法について説明する。
【００３７】
本実施の形態では、第１工程Ｋ３０１により、コア部材５を巻線装置の巻線位置に搬入する。そして次に、第１ターン巻線工程（第９工程Ｋ９）において、センサ１３を用いて、コア部材５の第一端部壁面Ｗ１（巻き始め側）の軸方向の位置を検出する。そして、第一端部壁面Ｗ１と、これから巻線するコイル３２０の最初の１ターンのワイヤ２との間に、ワイヤ２の半径より小さい距離Ｌ２の隙間が空く位置を巻線位置Ｐ７とする。次に、アーム１０を移動して、この巻線位置Ｐ７にノズル１１の軸方向の位置を合わせ、１ターン分だけコイル３２０を巻線する。２ターン目の巻線は、実施の形態１と同様に行う。これにより、図１６（ａ）、（ｂ）の各矢印が示すように、２ターン目のワイヤ２１によって、１ターン目のワイヤ２が、第一端部壁面Ｗ１に押し付けられて密着する。以降のコイル３２０の巻線は、実施の形態１、２と同様に行えばよい。なお、距離Ｌ２の大きさは、コイル３２０の最初の１ターンの巻線時に、ワイヤ２が第一端部壁面Ｗ１に接触しない範囲であればよい。ただし、その後、最初の１ターンのワイヤ２が、完全に第一端部壁面Ｗ１と接触するためには、巻線位置Ｐ７に巻線した状態の最初の１ターンのＺ方向正側（図右側）の端部Ｐ７３と、２ターン目のＺ方向負側（図左側）の端部Ｐ７２との間の距離Ｌ３が、距離Ｌ２より大きい必要がある。この条件を満たせば、最初の１ターンのワイヤ２が第一端部壁面Ｗ１に接触すると、２ターン目のワイヤ２１は、最初の１ターンのワイヤ２を第一端部壁面Ｗ１側に押圧しながらコア部材５上に滑り落ちる。
【００３８】
本発明の実施の形態３に係るコイル巻線装置及びコイル巻線方法によれば、コイル３２０をコア部材５に巻線するにあたって最も重要な、コイルの最初の１ターンのワイヤ２を、２ターン目のワイヤ２１により、コア部材５の第一端部壁面Ｗ１に沿って密着させて巻線できる。これにより、それ以降のコイル３２０の各ターン、各層を正確に巻線でき、巻き乱れの無い、占積率の高いコイル３２０を巻線できる。
【００３９】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４に係るコイル巻線装置及びコイル巻線方法を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態１では、コイルの１層目の巻線工程において、最初の１ターンを巻線する位置は予め決まっていることを前提に説明し、その後の各ターンについては、既に巻線されたコイルの直前のターンの軸方向端部の位置と直径を読み取って巻線する場合について説明した。
【００４０】
コア部材においては、整列巻線を容易にするために、コイルを巻線する位置に溝が掘ってあるコア部材がある。溝が掘ってある分、コイルが溝に滑って位置決めされやすい特徴を有するが、コア部材の位置決め不良やコア部材の溝位置の誤差等の影響により、所定の位置にコイルを巻線できず、巻き乱れが発生する場合がある。
【００４１】
本実施の形態においては、コイル案内様の溝付きのコア部材に対する巻き乱れを防止できるコイル巻線装置とコイル巻線方法を説明する。なお、本実施の形態で使用するコイル巻線装置のハードウェアの構成は、実施の形態１のコイル巻線装置１００と同様である。
【００４２】
図１８は、コア部材４０５の断面図である。
図１９は、本実施の形態に係るコイル巻線工程のフロー図である。
まず、第１工程Ｋ４０１によりコア部材４０５を巻線位置に搬入する。
次に、溝位置読み取り工程（第１０工程Ｋ１０）により、センサ１３を用いて最初の１ターン目を案内して巻線する溝Ｍ１の軸方向中央の位置を、位置Ｐ８１として読み取る。そして、ノズル１１を溝Ｍ１の位置Ｐ８１に合わせ、１ターン分コイルを巻線する。
【００４３】
図２０は、１ターン分のコイルが巻線された溝付きのコア部材４０５の断面図である。コイルの２ターン目以降は、実施の形態１と同様の工程で巻線してもよいし、センサ１３を用いて、１ターン目と同様に、溝Ｍ２の位置Ｐ８２を読み取って、ノズル１１の位置を合わせ、２ターン目を巻線し、以降同様に巻線を繰り返してもよい。２層目以降のコイルの巻線方法や、折り返し方法は、これまで説明したいずれの方法を用いることも可能である。
【００４４】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  コイル巻線装置、２，２１  ワイヤ、２０，２２０，３２０  コイル、
２ａ  直径、ａ  半径、Ｌ，Ｌ２，Ｌ３  距離、５，４０５  コア部材、
５１  コアバック側、５２  コア内側、５５  コイル巻装部、１０  アーム、
１１  ノズル、１２  第一モータ、１２ｋ  回転軸、１３  センサ、１４  演算処理部、１５  ボールネジ、１６  第二モータ、Ｍ１，Ｍ２  溝、Ｐ１  軸方向端部、
Ｐ２  範囲、Ｐ２１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７  巻線位置、Ｐ６，Ｐ８１，Ｐ８２  位置、
Ｗ１  第一端部壁面、Ｗ２  第二端部壁面、Ｐ７２，Ｐ７３  端部。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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