コイル巻線方法及び装置
【課題】線材の占積率を高められるコイル巻線方法及び装置を提供する。
【解決手段】二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線装置１において、蓄線リール７０から線材繰出機９０へと延びる線材１０１を第一、第二巻取り治具１０，２０の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、第一、第二巻取り治具１０，２０を蓄線リール７０と共に回転駆動して線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を第一巻取り治具１０に巻回して第一コイルを形成した後、第二巻取り治具２０から蓄線リール７０を取り外した状態で第一、第二巻取り治具１０，２０を回転駆動して蓄線リール７０から繰り出される線材１０１を第二巻取り治具２０に巻回して第二コイルを形成する。
【解決手段】二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線装置１において、蓄線リール７０から線材繰出機９０へと延びる線材１０１を第一、第二巻取り治具１０，２０の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、第一、第二巻取り治具１０，２０を蓄線リール７０と共に回転駆動して線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を第一巻取り治具１０に巻回して第一コイルを形成した後、第二巻取り治具２０から蓄線リール７０を取り外した状態で第一、第二巻取り治具１０，２０を回転駆動して蓄線リール７０から繰り出される線材１０１を第二巻取り治具２０に巻回して第二コイルを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル巻線方法及び装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
断面が四角形の平角線を巻回して形成される渦巻き状コイルは、巻回方向に隣接する線材の面同士が接触し、線材の占積率（密度）を高められることが知られている。
【０００３】
従来、特許文献１には、図１０に示すように、平角線を渦巻き状に巻回した第一、第二コイル１００ａ，１００ｂを有する二列渦巻き（外外巻き）コイル１００を形成するコイル製造装置が開示されている。
【０００４】
この装置は、中央の巻取り部材を挟んで第一、第二挟み部材が同軸上に設けられる。線材源から供給される平角線の線材を予め蓄線リールに巻き取り、この蓄線リールを第二挟み部材に取り付、線材の中程１０４を巻取り部材のスリットに通して保持する。そして、中央の巻取り部材と第一挟み部材が同期回転することにより線材源から供給される線材を巻取り部材と第一挟み部材の間に渦巻き状に巻回する一方、第二挟み部材が２倍の速度で回転することにより蓄線リールから供給される線材を巻取り部材と第二挟み部材の間に渦巻き状に巻き取り、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂを同時に巻回するようになっている。
【０００５】
第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの巻芯部において第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの始点となる部位には第一、第二巻付け案内部材がそれぞれ突出して設けられており、線材が第一、第二巻付け案内部材に沿って非円形に巻回される。
【特許文献１】特開平４−１９２５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来のコイル巻線方法にあっては、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂが中央の巻取り部材を挟んで巻回されるため、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの間に間隙ができ、線材の占積率を高められないという問題点があった。
【０００７】
また、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂは巻芯部に設けられる第一、第二巻付け案内部材に沿って巻回されると、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂが非円形に形成されるため、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの内外周部に間隙ができ、線材の占積率を高められないという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、線材の占積率を高められるコイル巻線方法及び装置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】
【０００９】
本発明は、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コイル内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線方法またはコイル巻線装置において、線材を繰り出す線材繰出機と、この線材繰出機から繰り出される線材を巻き取る蓄線リールと、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具と、この第一、第二巻取り治具の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、蓄線リールをこの第二巻取り治具に連結する蓄線リール連結機構とを用い、またはこれらを備え、巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リールから線材繰出機へと延びる線材を第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、第一、第二巻取り治具を蓄線リールと共に回転駆動して線材繰出機から繰り出される線材を第一巻取り治具に巻回して第一コイルを形成した後、第二巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で第一、第二巻取り治具を回転駆動して蓄線リールから繰り出される線材を第二巻取り治具に巻回して第二コイルを形成するものとしたことを特徴とするものとした。
【００１０】
また、本発明は、巻芯部に線材を渦巻き状に巻回するコイル巻線方法またはコイル巻線装置において、巻芯部に送られる線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成するフォーミング機を用い、またはこれを備え、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成するものとしたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、蓄線リールから線材繰出機へと延びる線材を第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成するようにしたため、第一、第二コイルの間に間隙を持たない渦巻きコイルを形成することが可能となり、二列渦巻きコイルにおける線材の占積率を高められる。
【００１２】
また、本発明によると、フォーミング機によって線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成し、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成するようにしたため、渦巻きコイルを例えば円形に形成することが可能となり、渦巻きコイルにおける線材の占積率を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１の（ａ）は二列渦巻き（外外巻き）コイル１００の平面図であり、図１の（ｂ）は同図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。この二列渦巻きコイル１００は平角線の線材１０１を渦巻き状に巻回した第一、第二コイル１０２，１０３を有する。
【００１５】
第一、第二コイル１０２，１０３の内周端部はコイル内側渡り線１０４によって結ばれ、第一、第二コイル１０２，１０３の外周端部は径方向に延びるように折り曲げられてリード部１０５，１０６となっている。
【００１６】
第一、第二コイル１０２，１０３において巻回方向に隣接する各線材１０１が互いに接触するとともに、第一、第二コイル１０２，１０３の各線材１０１どうしが互いに接触しており、これによって渦巻きコイル１００における線材の占積率を高められる。
【００１７】
図２は二列渦巻きコイル１００を製造するコイル巻線装置１を示す全体図である。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１の構成を説明する。
【００１８】
コイル巻線装置１は、架台１９の中央部に二列渦巻きコイル１００を形成する第一、第二巻取り治具１０，２０が設けられる。
【００１９】
架台１９上には、線材１０１を繰り出す線材繰出機９０と、この線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を巻き取る蓄線リール７０と、この蓄線リール７０を回転駆動する蓄線スピンドル７１と、線材１０１の中程を折り曲げるフォーミング機６０と、線材１０１を切断するカッタ８０とが設けられる。
【００２０】
蓄線リール７０の回転軸７４は蓄線スピンドル７１に着脱可能に連結され、この蓄線スピンドル７１はサーボモータ７２によってＺ軸まわりに回転駆動される。蓄線リール７０は蓄線スピンドル７１によって回転駆動されることにより、線材繰出機９０から繰り出される線材１０１が巻回される。
【００２１】
蓄線スピンドル７１は移動機７によって図中矢印で示すようにＹ、Ｚ軸方向に移動する。
【００２２】
第二巻取り治具２０には蓄線リール７０が連結される蓄線リール連結機構５０が設けられる。この蓄線リール連結機構５０は第二巻取り治具２０の回転径方向に突出するアーム５２を備え、このアーム５２の先端部にカップリング穴５１が形成され、このカップリング穴５１に差し込まれる蓄線リール７０のカップリング軸７３を抜けないように係止する図示しないロック機構とを備える。
【００２３】
このロック機構はカップリング軸７３に形成された環状溝７５に係合するロック部材と、このロック部材を環状溝７５に押し付けるスプリング等を備える。カップリング軸７３がこのカップリング穴５１に差し込まれる際には架台１９上に設けられる図示しない駆動機構によってロック部材がスプリングに抗して一時的に後退する一方、カップリング軸７３がこのカップリング穴５１に差し込まれるとロック部材がスプリングの付勢力によって環状溝７５に押し付けられることにより、カップリング軸７３がこのカップリング穴５１から抜けないように係止される。
【００２４】
第一巻取り治具１０はスピンドル１１に連結される。このスピンドル１１は架台１９に対してＺ軸まわりに回転可能に支持され、サーボモータ３２によって回転駆動される。
【００２５】
図３の（ａ），（ｂ）に示すように、第一巻取り治具１０はＸ、Ｙ軸方向に延びる第一平面部１２と、この第一平面部１２からＺ軸方向に円盤状に突出する第一巻芯部１３と、この第一巻芯部１３の外周面から径方向に突出する第一突起１４とを有する。
【００２６】
第一巻芯部１３と第一突起１４はそれぞれ線材１０１の幅と同等の高さＨを持って第一平面部１２からＺ軸方向に突出する。第一突起１４の周方向の幅はできるだけ小さく設定される。第一突起１４の先端部は後述する第一コイル１０２の段付き部１０７に沿って円弧状に面取りされている。
【００２７】
第二巻取り治具２０はスピンドル２１に連結される。このスピンドル２１は昇降台２９に対してＺ軸まわりに回転可能に支持され、サーボモータ３１によって回転駆動される。
【００２８】
第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構として、昇降台２９は架台１９に対して図中矢印で示すようにＺ軸方向に移動する移動機５が設けられる。
【００２９】
図４の（ａ），（ｂ）に示すように、第二巻取り治具２０はＸ、Ｙ軸方向に延びる第二平面部２２と、この第二平面部２２からＺ軸方向に円盤状に突出する第二巻芯部２３と、この第二巻芯部２３の外周面から径方向に突出する第二突起２４と、第二平面部２２に開口して線材１０１が収まる線材収容溝２５とを有する。
【００３０】
第二巻取り治具２０の第二平面部２２には第二巻芯部２３が収まる巻芯収容凹部２６が開口し、円盤状の第二巻芯部２３は第二巻取り治具２０に対して複数のピン２７を介してＺ軸方向に摺動可能に支持される。
【００３１】
第二巻取り治具２０には第二巻芯部２３を第二平面部２２から突出させる方向に付勢する複数のスプリング２８が介装される。第二平面部２２に対する第二巻芯部２３の突出高さを規制するストッパ（図示せず）を備え、第二巻芯部２３と第二突起２４はそれぞれ線材１０１の幅と同等の高さＨを持って第二平面部２２から突出する。第二突起２４の周方向の幅はできるだけ小さく設定される。第二突起２４の先端部は後述する第二コイル１０３の段付き部１０７に沿って円弧状に面取りされている。
【００３２】
線材収容溝２５は第二巻芯部２３の外周面に接するように直線状に延び、これに線材繰出機９０からアーム５２に取り付けられた蓄線リール７０へと延びる線材１０１が収まるようになっている（図６参照）。
【００３３】
第二巻取り治具２０を下降させ、第一、第二巻芯部１３，２３を当接させ、第二巻芯部２３が各スプリング２８を圧縮しながら巻芯収容凹部２６内に収まるとき、第二突起２４が線材収容溝２５の端部に収まる一方、第一突起１４によって線材１０１が線材収容溝２５に押し込まれるとともに、第二突起２４によって線材１０１が第一平面部１２に押し付けられ、第一、第二突起１４，２４の間で線材１０１が折り曲げられることによって図９の（ｂ）に示すように二列渦巻きコイル１００のコイル内側渡り線１０４が形成される。
【００３４】
線材繰出機９０は複数のローラ９１を図示しないモータによって回転駆動して線材１０１をＹ軸方向に繰り出したり引き込むようになっている。
【００３５】
なお、線材繰出機９０はこれに限らず、ローラ９１を回転駆動するモータを備えないで、ローラ９１が線材１０１の動きに従動して案内するように構成しても良い。
【００３６】
線材繰出機９０は移動機９によって図中矢印で示すようにＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する。
【００３７】
フォーミング機６０はサーボモータ６１によってＺ軸まわりに回転駆動されるフォーミング回転体６２と、このフォーミング回転体６２の先端からＺ軸方向に突出する一対のフォーミングピン６３とを備える。
【００３８】
フォーミング機６０は移動機６によって図中矢印で示すようにＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する。
【００３９】
第一、第二コイル１０２，１０３を巻回する過程でフォーミング機６０が作動して線材１０１の中程に各段付き部１０７を形成する。図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第二コイル１０３を巻回する過程で行われるフォーミング機６０の動作を示し、これについて説明する。
【００４０】
まず、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８の（ａ）に示すように、各フォーミングピン６３の間に線材１０１を介在させる。
【００４１】
図８の（ｂ）に矢印で示すようにフォーミング回転体６２を上方から見て左方向に所定角度だけ回転駆動し、各フォーミングピン６３が線材１０１の中程を所定角度で一方向に折り曲げて第一曲折部１０８を形成する。
【００４２】
フォーミング機６０を線材１０１に沿って所定距離だけ移動した後、図８の（ｃ）に矢印で示すようにフォーミング回転体６２を上方から見て右方向に所定角度だけ回転駆動し、各フォーミングピン６３が線材１０１の中程を所定角度で逆方向に折り曲げて第二曲折部１０９を形成する。
【００４３】
なお、第一曲折部１０８を形成した後にフォーミング機６０を線材１０１に沿って移動させずに第二曲折部１０９を形成しても良い。
【００４４】
こうして線材１０１の中程には第一曲折部１０８と第二曲折部１０９が所定の間隔を持って並ぶことによってクランク状に折り曲がる段付き部１０７が形成される。
【００４５】
図１の（ａ）に示すように、第一、第二コイル１０２，１０３は５条の円弧状の巻線部１２１〜１２５が形成され、各巻線部１２１〜１２５の間に４つの段付き部１０７が形成される。段付き部１０７は各巻線部１２１〜１２５のうち隣り合うものどうしを段差を持って結び、隣り合う各段付き部１０７は互いに係合して並ぶように配置される。
【００４６】
図９の（ａ）に示すように、第二コイル１０３は１条目の巻線部１２１と２条目の巻線部１２２を結ぶ段付き部１０７が第二突起２４に沿って折り曲げられる。第一コイル１０２は１条目の巻線部１２１と２条目の巻線部１２２を結ぶ段付き部１０７が第一突起１４に沿って折り曲げられている。
【００４７】
カッタ８０は図示しないエアシリンダによって駆動され、線材１０１を切断する。カッタ８０は移動機８によって架台１９に対して図中矢印で示すようにＸ軸方向に移動する。
【００４８】
各移動機５〜９は、サーボモータ２によって回転駆動されるボールネジ３と、このボールネジ３に螺合して平行移動する従動子４等によって構成される。
【００４９】
コントローラは、各移動機５〜９の各サーボモータ２、第一、第二巻取り治具１０，２０のサーボモータ１２，２２、フォーミング機６０のサーボモータ６１、蓄線スピンドル７１のサーボモータ７２、線材繰出機９０のサーボモータ、カッタ８０等の作動をシーケンス制御し、第一、第二巻取り治具１０，２０に対して線材１０１を巻回して二列渦巻きコイル１００を自動的に形成する。
【００５０】
コイル巻線装置１は、次の各工程を順に行い、二列渦巻きコイル１００を形成する。
【００５１】
・蓄線リール７０に線材１０１を巻き取る蓄線工程。
これは、図５に示すように、蓄線リール７０の回転軸７４を蓄線スピンドル７１に差し込んで連結した状態で、サーボモータ７２とローラ９１を同期して回転駆動し、線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を回転する蓄線リール７０に巻き取る。
【００５２】
・蓄線リール７０をアーム５１に取り付ける蓄線リール取り付け工程。
これは、移動機７、９を駆動して蓄線リール７０と線材繰出機９０を所定の巻取り位置に移動し、移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を下降させ、蓄線リール７０を第二巻取り治具２０のアーム５１に連結する。このとき、線材繰出機９０から蓄線リール７０へと延びる線材１０１が線材収容溝２５に沿って第一、第二巻芯部１３，２３の接線方向に延びている。
【００５３】
・線材１０１を第一、第二巻取り治具１０，２０の間に挟んで二列渦巻きコイル１００のコイル内側渡り線１０４を形成する渡り線形成工程。
これは、図６に示すように、移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を下降させて第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を狭め、第一突起１４によって線材１０１が線材収容溝２５に押し込まれるとともに、第二突起２４によって線材１０１が第一平面部１２に押し付けられ、図９の（ｂ）に示すように、第一、第二突起１４，２４の間で線材１０１がクランク状に折り曲げられることによってコイル内側渡り線１０４が形成される。このとき、第二巻芯部２３が各スプリング２８を圧縮しながら巻芯収容凹部２６内に収まり、第二巻芯部２３の下端面２３ａが第二平面部２２と同一平面上に保持される。
【００５４】
・線材１０１を第一巻取り治具１０に巻回して第一コイル１０２を形成する第一コイル形成工程。
これは、サーボモータ１２，３１を同期して回転駆動し、第一、第二巻取り治具１０，２０を蓄線リール７０と共に回転し、線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を第一巻芯部１３に巻回して第一コイル１０２を形成する。
【００５５】
この第一コイル形成工程において、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８に示すように、フォーミング機６０を駆動して線材１０１をクランク状に折り曲げた段付き部１０７を形成する。
【００５６】
・第一コイル１０２から線材繰出機９０へと延びる線材１０１をカッタ８０によって切断する線材切断工程。
これは、移動機８を駆動してカッタ８０を線材１０１を挟む位置に移動し、エアシリンダを駆動して駆動カッタ８０が線材１０１を切断する。
【００５７】
・蓄線リール７０を第二巻取り治具２０から取り外し、蓄線スピンドル７１に支持させる蓄線リール取り外し工程。
これは、移動機７を駆動して蓄線スピンドル７１を上昇させ、蓄線リール７０の回転軸７４を蓄線スピンドル７１に挿入し、アーム５２上に設けられロック部材をスプリングに抗して一時的に後退させ、蓄線スピンドル７１を下降させて蓄線リール７０のカップリング軸７３をカップリング穴５１から抜き取る。
【００５８】
・第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を拡げる第一、第二巻取り治具間隔拡大工程。
これは、図７に示すように、移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を上昇させ、第二巻芯部２３の下端面２３ａから第二巻芯部２３と第二突起２４を突出させ、この第二突起２４によって線材収容溝２５に収まっていた線材１０１を第二平面部２２の下に押し出す。このとき、第一巻芯部１３に巻回された第一コイル１０２と第二平面部２２の間隔が線材１０１の幅と同等になる。
【００５９】
・線材１０１を第二巻取り治具２０に巻回して第二コイル１０３を形成する第二コイル形成工程。
これは、サーボモータ１２，３１を同期して回転駆動し、第一、第二巻取り治具１０，２０を回転し、蓄線リール７０から繰り出される線材１０１を第二巻芯部２３に巻回して第二コイル１０３を形成する。
【００６０】
この第二コイル形成工程において、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８に示すように、フォーミング機６０を駆動して線材１０１をクランク状に折り曲げた段付き部１０７を形成する（図１、図９の（ａ）参照）。
【００６１】
・リード部１０５，１０６を形成するリード部形成工程。
これは、第一、第二コイル１０２，１０３から延びる線材１０１を図示しないローラによって第二コイル１０２，１０３の径方向に延びるように折り曲げてリード部１０５，１０６を形成する（図１参照）。
【００６２】
・二列渦巻きコイル１００の第一、第二コイル１０２，１０３を図示しないテープによって複数箇所で縛る結束工程。
【００６３】
・移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を上昇させ、第一巻取り治具１０上から二列渦巻きコイル１００を取り出す搬出工程。
【００６４】
以上の各工程が繰り返して行われることによって、二列渦巻きコイル１００が自動的に形成されるが、一部の工程を手動で行うことも可能である。
【００６５】
本実施形態では、線材１０１を渦巻き状に巻回した第一、第二コイル１０２，１０３と、この第一、第二コイル１０２，１０３の内周端部どうしを結ぶコイル内側渡り線１０４とを有する二列渦巻きコイル１００を形成するコイル巻線方法またはコイル巻線装置１において、線材１０１を繰り出す線材繰出機９０と、この線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を巻き取る蓄線リール７０と、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具１０，２０と、この第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、蓄線リール７０をこの第二巻取り治具２０に連結する蓄線リール連結機構５０とを用い、またはこれらを備え、巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リール７０から線材繰出機９０へと延びる線材１０１を第一、第二巻取り治具１０，２０の間に挟んでコイル内側渡り線１０４を形成し、第一、第二巻取り治具１０，２０を蓄線リール７０と共に回転駆動して線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を第一巻取り治具１０に巻回して第一コイル１０２を形成した後、第二巻取り治具２０から蓄線リール７０を取り外した状態で第一、第二巻取り治具１０，２０を回転駆動して蓄線リール７０から繰り出される線材１０１を第二巻取り治具２０に巻回して第二コイル１０３を形成するものとしたため、第一、第二コイル１０２，１０３の間に間隙を持たない渦巻きコイル１００を形成することが可能となり、二列渦巻きコイル１００における線材１０１の占積率を高められる。
【００６６】
本実施形態では、第一巻取り治具１０は第一コイル１０２に沿って延びる第一平面部１２と、この第一平面部１２から円盤状に突出する第一巻芯部１３と、この第一巻芯部１３の外周面から径方向に突出する第一突起１４とを有する一方、第二巻取り治具２０は第二コイル１０３に沿って延びる第二平面部２２と、この第二平面部２２から円盤状に突出する第二巻芯部２３と、第二平面部２２に開口しこの第二巻芯部２３が収まる巻芯収容凹部２６と、第二巻芯部２３を第二平面部２２から突出させる方向に付勢する複数のスプリング２８と、第二巻芯部２３の外周面から径方向に突出する第二突起２４と、第二平面部２２に開口して線材１０１が収まる線材収容溝２５とを備え、第一、第二巻取り治具１０，２０を互いに接近させて第二巻芯部２３が第一巻芯部１３に押されて各スプリング２８を圧縮しながら巻芯収容凹部２６内に収まるとき、第二突起２４が線材収容溝２５の端部に収まり、第一突起１４によって線材１０１が線材収容溝２５に押し込まれるとともに、第二突起２４によって線材１０１が第一平面部１２に押し付けられ、第一、第二突起１４，２４の間で線材１０１を折り曲げてコイル内側渡り線１０４を形成する構成としたため、クランク状に曲折されるコイル内側渡り線１０４を小型化することが可能となり、二列渦巻きコイル１００における線材１０１の占積率を高められる。
【００６７】
また、コイル巻線装置１を用いて第一コイル１０２のみを形成し、第二コイル１０３を持たない一列の渦巻きコイルを形成することも可能である。
【００６８】
この場合、前記蓄線リール７０に線材１０１を巻き取る蓄線工程等が不要になり、線材１０１の端部を第二巻取り治具２０のアーム５１に係止する。
【００６９】
その後、渡り線形成工程、第一コイル形成工程を行い、この第一コイル形成工程において、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８に示すように、フォーミング機６０を駆動して線材１０１をクランク状に折り曲げた段付き部１０７を形成する。
【００７０】
その後、前記蓄線リール取り外し工程、第一、第二巻取り治具間隔拡大工程、第二コイル形成工程を行わず、線材繰出機９０から第一コイル１０２へと延びる線材１０１をカッタ８０により切断する切断工程を行い、続いてリード部形成工程、結束工程、搬出工程を行う。
【００７１】
以上の各工程が繰り返して行われることによって、一列の渦巻きコイルが自動的に形成されるが、一部の工程を手動で行うことも可能である。
【００７２】
本実施形態では、第一巻芯部１３に線材１０１を渦巻き状に巻回するコイル巻線方法またはコイル巻線装置１において、第一巻芯部１３に送られる線材１０１の中程をクランク状に曲折させて段付き部１０７を形成するフォーミング機６０を用い、またはこれを備え、この段付き部１０７が隣り合う巻線部１２１〜１２５どうしを段差を持って結ぶように線材１０１を巻回して第一コイル１０２を形成するものとしたため、第一コイル１０２を円形に形成することが可能となり、第一コイル１０２における線材１０１の占積率を高められる。
【００７３】
本実施形態では、フォーミング機６０は回転駆動されるフォーミング回転体６２と、このフォーミング回転体６２の回転軸方向に突出する一対のフォーミングピン６３とを備え、各フォーミングピン６３の間に線材１０１を介在させた状態でフォーミング回転体６２を一方向に回転駆動して第一曲折部１０８を形成し、フォーミング回転体６２を他方向に回転駆動して第二曲折部１０９を形成する構成としたため、線材１０１に対して所定の位置にクランク状に折り曲がる段付き部１０７を高い精度を持って形成することが可能となり、各段付き部１０７の間隙を小さくし、第一コイル１０２における線材１０１の占積率を高められる。
【００７４】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態を示す二列渦巻きコイルの平面図と断面図。
【図２】同じくコイル巻線方法及び装置の斜視図。
【図３】同じく第一巻取り治具の平面図と側面図。
【図４】同じく第二巻取り治具の平面図と側面図。
【図５】同じく蓄線工程を示す側面図。
【図６】同じく渡り線形成工程を示す側面図。
【図７】同じく第一、第二巻取り治具間隔拡大工程を示す側面図。
【図８】同じくフォーミング機の作動を示す平面図。
【図９】同じく二列渦巻きコイルの一部を示す平面図と側面図。
【図１０】従来例を示す二列渦巻きの斜視図と側面図。
【符号の説明】
【００７６】
１ コイル巻線装置
１０ 第一巻取り治具
１２ 第一平面部
１３ 第一巻芯部
１４ 第一突起
２０ 第二巻取り治具
２２ 第二平面部
２３ 第二巻芯部
２４ 第二突起
２５ 線材収容溝
２６ 巻芯収容凹部
２８ スプリング
５０ 蓄線リール連結機構
６０ フォーミング機
６２ フォーミング回転体
６３ フォーミングピン
７０ 蓄線リール
９０ 線材繰出機
１００ 二列渦巻きコイル
１０１ 線材
１０２ 第一コイル
１０３ 第二コイル
１０７ 段付き部
１０８ 第一曲折部
１０９ 第二曲折部
１０４ コイル内側渡り線
１０７ 段付き部
１２１〜１２５ 巻線部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル巻線方法及び装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
断面が四角形の平角線を巻回して形成される渦巻き状コイルは、巻回方向に隣接する線材の面同士が接触し、線材の占積率（密度）を高められることが知られている。
【０００３】
従来、特許文献１には、図１０に示すように、平角線を渦巻き状に巻回した第一、第二コイル１００ａ，１００ｂを有する二列渦巻き（外外巻き）コイル１００を形成するコイル製造装置が開示されている。
【０００４】
この装置は、中央の巻取り部材を挟んで第一、第二挟み部材が同軸上に設けられる。線材源から供給される平角線の線材を予め蓄線リールに巻き取り、この蓄線リールを第二挟み部材に取り付、線材の中程１０４を巻取り部材のスリットに通して保持する。そして、中央の巻取り部材と第一挟み部材が同期回転することにより線材源から供給される線材を巻取り部材と第一挟み部材の間に渦巻き状に巻回する一方、第二挟み部材が２倍の速度で回転することにより蓄線リールから供給される線材を巻取り部材と第二挟み部材の間に渦巻き状に巻き取り、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂを同時に巻回するようになっている。
【０００５】
第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの巻芯部において第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの始点となる部位には第一、第二巻付け案内部材がそれぞれ突出して設けられており、線材が第一、第二巻付け案内部材に沿って非円形に巻回される。
【特許文献１】特開平４−１９２５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来のコイル巻線方法にあっては、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂが中央の巻取り部材を挟んで巻回されるため、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの間に間隙ができ、線材の占積率を高められないという問題点があった。
【０００７】
また、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂは巻芯部に設けられる第一、第二巻付け案内部材に沿って巻回されると、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂが非円形に形成されるため、第一、第二コイル１００ａ，１００ｂの内外周部に間隙ができ、線材の占積率を高められないという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、線材の占積率を高められるコイル巻線方法及び装置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】
【０００９】
本発明は、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コイル内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線方法またはコイル巻線装置において、線材を繰り出す線材繰出機と、この線材繰出機から繰り出される線材を巻き取る蓄線リールと、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具と、この第一、第二巻取り治具の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、蓄線リールをこの第二巻取り治具に連結する蓄線リール連結機構とを用い、またはこれらを備え、巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リールから線材繰出機へと延びる線材を第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、第一、第二巻取り治具を蓄線リールと共に回転駆動して線材繰出機から繰り出される線材を第一巻取り治具に巻回して第一コイルを形成した後、第二巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で第一、第二巻取り治具を回転駆動して蓄線リールから繰り出される線材を第二巻取り治具に巻回して第二コイルを形成するものとしたことを特徴とするものとした。
【００１０】
また、本発明は、巻芯部に線材を渦巻き状に巻回するコイル巻線方法またはコイル巻線装置において、巻芯部に送られる線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成するフォーミング機を用い、またはこれを備え、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成するものとしたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、蓄線リールから線材繰出機へと延びる線材を第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成するようにしたため、第一、第二コイルの間に間隙を持たない渦巻きコイルを形成することが可能となり、二列渦巻きコイルにおける線材の占積率を高められる。
【００１２】
また、本発明によると、フォーミング機によって線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成し、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成するようにしたため、渦巻きコイルを例えば円形に形成することが可能となり、渦巻きコイルにおける線材の占積率を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１の（ａ）は二列渦巻き（外外巻き）コイル１００の平面図であり、図１の（ｂ）は同図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。この二列渦巻きコイル１００は平角線の線材１０１を渦巻き状に巻回した第一、第二コイル１０２，１０３を有する。
【００１５】
第一、第二コイル１０２，１０３の内周端部はコイル内側渡り線１０４によって結ばれ、第一、第二コイル１０２，１０３の外周端部は径方向に延びるように折り曲げられてリード部１０５，１０６となっている。
【００１６】
第一、第二コイル１０２，１０３において巻回方向に隣接する各線材１０１が互いに接触するとともに、第一、第二コイル１０２，１０３の各線材１０１どうしが互いに接触しており、これによって渦巻きコイル１００における線材の占積率を高められる。
【００１７】
図２は二列渦巻きコイル１００を製造するコイル巻線装置１を示す全体図である。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１の構成を説明する。
【００１８】
コイル巻線装置１は、架台１９の中央部に二列渦巻きコイル１００を形成する第一、第二巻取り治具１０，２０が設けられる。
【００１９】
架台１９上には、線材１０１を繰り出す線材繰出機９０と、この線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を巻き取る蓄線リール７０と、この蓄線リール７０を回転駆動する蓄線スピンドル７１と、線材１０１の中程を折り曲げるフォーミング機６０と、線材１０１を切断するカッタ８０とが設けられる。
【００２０】
蓄線リール７０の回転軸７４は蓄線スピンドル７１に着脱可能に連結され、この蓄線スピンドル７１はサーボモータ７２によってＺ軸まわりに回転駆動される。蓄線リール７０は蓄線スピンドル７１によって回転駆動されることにより、線材繰出機９０から繰り出される線材１０１が巻回される。
【００２１】
蓄線スピンドル７１は移動機７によって図中矢印で示すようにＹ、Ｚ軸方向に移動する。
【００２２】
第二巻取り治具２０には蓄線リール７０が連結される蓄線リール連結機構５０が設けられる。この蓄線リール連結機構５０は第二巻取り治具２０の回転径方向に突出するアーム５２を備え、このアーム５２の先端部にカップリング穴５１が形成され、このカップリング穴５１に差し込まれる蓄線リール７０のカップリング軸７３を抜けないように係止する図示しないロック機構とを備える。
【００２３】
このロック機構はカップリング軸７３に形成された環状溝７５に係合するロック部材と、このロック部材を環状溝７５に押し付けるスプリング等を備える。カップリング軸７３がこのカップリング穴５１に差し込まれる際には架台１９上に設けられる図示しない駆動機構によってロック部材がスプリングに抗して一時的に後退する一方、カップリング軸７３がこのカップリング穴５１に差し込まれるとロック部材がスプリングの付勢力によって環状溝７５に押し付けられることにより、カップリング軸７３がこのカップリング穴５１から抜けないように係止される。
【００２４】
第一巻取り治具１０はスピンドル１１に連結される。このスピンドル１１は架台１９に対してＺ軸まわりに回転可能に支持され、サーボモータ３２によって回転駆動される。
【００２５】
図３の（ａ），（ｂ）に示すように、第一巻取り治具１０はＸ、Ｙ軸方向に延びる第一平面部１２と、この第一平面部１２からＺ軸方向に円盤状に突出する第一巻芯部１３と、この第一巻芯部１３の外周面から径方向に突出する第一突起１４とを有する。
【００２６】
第一巻芯部１３と第一突起１４はそれぞれ線材１０１の幅と同等の高さＨを持って第一平面部１２からＺ軸方向に突出する。第一突起１４の周方向の幅はできるだけ小さく設定される。第一突起１４の先端部は後述する第一コイル１０２の段付き部１０７に沿って円弧状に面取りされている。
【００２７】
第二巻取り治具２０はスピンドル２１に連結される。このスピンドル２１は昇降台２９に対してＺ軸まわりに回転可能に支持され、サーボモータ３１によって回転駆動される。
【００２８】
第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構として、昇降台２９は架台１９に対して図中矢印で示すようにＺ軸方向に移動する移動機５が設けられる。
【００２９】
図４の（ａ），（ｂ）に示すように、第二巻取り治具２０はＸ、Ｙ軸方向に延びる第二平面部２２と、この第二平面部２２からＺ軸方向に円盤状に突出する第二巻芯部２３と、この第二巻芯部２３の外周面から径方向に突出する第二突起２４と、第二平面部２２に開口して線材１０１が収まる線材収容溝２５とを有する。
【００３０】
第二巻取り治具２０の第二平面部２２には第二巻芯部２３が収まる巻芯収容凹部２６が開口し、円盤状の第二巻芯部２３は第二巻取り治具２０に対して複数のピン２７を介してＺ軸方向に摺動可能に支持される。
【００３１】
第二巻取り治具２０には第二巻芯部２３を第二平面部２２から突出させる方向に付勢する複数のスプリング２８が介装される。第二平面部２２に対する第二巻芯部２３の突出高さを規制するストッパ（図示せず）を備え、第二巻芯部２３と第二突起２４はそれぞれ線材１０１の幅と同等の高さＨを持って第二平面部２２から突出する。第二突起２４の周方向の幅はできるだけ小さく設定される。第二突起２４の先端部は後述する第二コイル１０３の段付き部１０７に沿って円弧状に面取りされている。
【００３２】
線材収容溝２５は第二巻芯部２３の外周面に接するように直線状に延び、これに線材繰出機９０からアーム５２に取り付けられた蓄線リール７０へと延びる線材１０１が収まるようになっている（図６参照）。
【００３３】
第二巻取り治具２０を下降させ、第一、第二巻芯部１３，２３を当接させ、第二巻芯部２３が各スプリング２８を圧縮しながら巻芯収容凹部２６内に収まるとき、第二突起２４が線材収容溝２５の端部に収まる一方、第一突起１４によって線材１０１が線材収容溝２５に押し込まれるとともに、第二突起２４によって線材１０１が第一平面部１２に押し付けられ、第一、第二突起１４，２４の間で線材１０１が折り曲げられることによって図９の（ｂ）に示すように二列渦巻きコイル１００のコイル内側渡り線１０４が形成される。
【００３４】
線材繰出機９０は複数のローラ９１を図示しないモータによって回転駆動して線材１０１をＹ軸方向に繰り出したり引き込むようになっている。
【００３５】
なお、線材繰出機９０はこれに限らず、ローラ９１を回転駆動するモータを備えないで、ローラ９１が線材１０１の動きに従動して案内するように構成しても良い。
【００３６】
線材繰出機９０は移動機９によって図中矢印で示すようにＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する。
【００３７】
フォーミング機６０はサーボモータ６１によってＺ軸まわりに回転駆動されるフォーミング回転体６２と、このフォーミング回転体６２の先端からＺ軸方向に突出する一対のフォーミングピン６３とを備える。
【００３８】
フォーミング機６０は移動機６によって図中矢印で示すようにＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する。
【００３９】
第一、第二コイル１０２，１０３を巻回する過程でフォーミング機６０が作動して線材１０１の中程に各段付き部１０７を形成する。図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第二コイル１０３を巻回する過程で行われるフォーミング機６０の動作を示し、これについて説明する。
【００４０】
まず、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８の（ａ）に示すように、各フォーミングピン６３の間に線材１０１を介在させる。
【００４１】
図８の（ｂ）に矢印で示すようにフォーミング回転体６２を上方から見て左方向に所定角度だけ回転駆動し、各フォーミングピン６３が線材１０１の中程を所定角度で一方向に折り曲げて第一曲折部１０８を形成する。
【００４２】
フォーミング機６０を線材１０１に沿って所定距離だけ移動した後、図８の（ｃ）に矢印で示すようにフォーミング回転体６２を上方から見て右方向に所定角度だけ回転駆動し、各フォーミングピン６３が線材１０１の中程を所定角度で逆方向に折り曲げて第二曲折部１０９を形成する。
【００４３】
なお、第一曲折部１０８を形成した後にフォーミング機６０を線材１０１に沿って移動させずに第二曲折部１０９を形成しても良い。
【００４４】
こうして線材１０１の中程には第一曲折部１０８と第二曲折部１０９が所定の間隔を持って並ぶことによってクランク状に折り曲がる段付き部１０７が形成される。
【００４５】
図１の（ａ）に示すように、第一、第二コイル１０２，１０３は５条の円弧状の巻線部１２１〜１２５が形成され、各巻線部１２１〜１２５の間に４つの段付き部１０７が形成される。段付き部１０７は各巻線部１２１〜１２５のうち隣り合うものどうしを段差を持って結び、隣り合う各段付き部１０７は互いに係合して並ぶように配置される。
【００４６】
図９の（ａ）に示すように、第二コイル１０３は１条目の巻線部１２１と２条目の巻線部１２２を結ぶ段付き部１０７が第二突起２４に沿って折り曲げられる。第一コイル１０２は１条目の巻線部１２１と２条目の巻線部１２２を結ぶ段付き部１０７が第一突起１４に沿って折り曲げられている。
【００４７】
カッタ８０は図示しないエアシリンダによって駆動され、線材１０１を切断する。カッタ８０は移動機８によって架台１９に対して図中矢印で示すようにＸ軸方向に移動する。
【００４８】
各移動機５〜９は、サーボモータ２によって回転駆動されるボールネジ３と、このボールネジ３に螺合して平行移動する従動子４等によって構成される。
【００４９】
コントローラは、各移動機５〜９の各サーボモータ２、第一、第二巻取り治具１０，２０のサーボモータ１２，２２、フォーミング機６０のサーボモータ６１、蓄線スピンドル７１のサーボモータ７２、線材繰出機９０のサーボモータ、カッタ８０等の作動をシーケンス制御し、第一、第二巻取り治具１０，２０に対して線材１０１を巻回して二列渦巻きコイル１００を自動的に形成する。
【００５０】
コイル巻線装置１は、次の各工程を順に行い、二列渦巻きコイル１００を形成する。
【００５１】
・蓄線リール７０に線材１０１を巻き取る蓄線工程。
これは、図５に示すように、蓄線リール７０の回転軸７４を蓄線スピンドル７１に差し込んで連結した状態で、サーボモータ７２とローラ９１を同期して回転駆動し、線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を回転する蓄線リール７０に巻き取る。
【００５２】
・蓄線リール７０をアーム５１に取り付ける蓄線リール取り付け工程。
これは、移動機７、９を駆動して蓄線リール７０と線材繰出機９０を所定の巻取り位置に移動し、移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を下降させ、蓄線リール７０を第二巻取り治具２０のアーム５１に連結する。このとき、線材繰出機９０から蓄線リール７０へと延びる線材１０１が線材収容溝２５に沿って第一、第二巻芯部１３，２３の接線方向に延びている。
【００５３】
・線材１０１を第一、第二巻取り治具１０，２０の間に挟んで二列渦巻きコイル１００のコイル内側渡り線１０４を形成する渡り線形成工程。
これは、図６に示すように、移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を下降させて第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を狭め、第一突起１４によって線材１０１が線材収容溝２５に押し込まれるとともに、第二突起２４によって線材１０１が第一平面部１２に押し付けられ、図９の（ｂ）に示すように、第一、第二突起１４，２４の間で線材１０１がクランク状に折り曲げられることによってコイル内側渡り線１０４が形成される。このとき、第二巻芯部２３が各スプリング２８を圧縮しながら巻芯収容凹部２６内に収まり、第二巻芯部２３の下端面２３ａが第二平面部２２と同一平面上に保持される。
【００５４】
・線材１０１を第一巻取り治具１０に巻回して第一コイル１０２を形成する第一コイル形成工程。
これは、サーボモータ１２，３１を同期して回転駆動し、第一、第二巻取り治具１０，２０を蓄線リール７０と共に回転し、線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を第一巻芯部１３に巻回して第一コイル１０２を形成する。
【００５５】
この第一コイル形成工程において、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８に示すように、フォーミング機６０を駆動して線材１０１をクランク状に折り曲げた段付き部１０７を形成する。
【００５６】
・第一コイル１０２から線材繰出機９０へと延びる線材１０１をカッタ８０によって切断する線材切断工程。
これは、移動機８を駆動してカッタ８０を線材１０１を挟む位置に移動し、エアシリンダを駆動して駆動カッタ８０が線材１０１を切断する。
【００５７】
・蓄線リール７０を第二巻取り治具２０から取り外し、蓄線スピンドル７１に支持させる蓄線リール取り外し工程。
これは、移動機７を駆動して蓄線スピンドル７１を上昇させ、蓄線リール７０の回転軸７４を蓄線スピンドル７１に挿入し、アーム５２上に設けられロック部材をスプリングに抗して一時的に後退させ、蓄線スピンドル７１を下降させて蓄線リール７０のカップリング軸７３をカップリング穴５１から抜き取る。
【００５８】
・第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を拡げる第一、第二巻取り治具間隔拡大工程。
これは、図７に示すように、移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を上昇させ、第二巻芯部２３の下端面２３ａから第二巻芯部２３と第二突起２４を突出させ、この第二突起２４によって線材収容溝２５に収まっていた線材１０１を第二平面部２２の下に押し出す。このとき、第一巻芯部１３に巻回された第一コイル１０２と第二平面部２２の間隔が線材１０１の幅と同等になる。
【００５９】
・線材１０１を第二巻取り治具２０に巻回して第二コイル１０３を形成する第二コイル形成工程。
これは、サーボモータ１２，３１を同期して回転駆動し、第一、第二巻取り治具１０，２０を回転し、蓄線リール７０から繰り出される線材１０１を第二巻芯部２３に巻回して第二コイル１０３を形成する。
【００６０】
この第二コイル形成工程において、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８に示すように、フォーミング機６０を駆動して線材１０１をクランク状に折り曲げた段付き部１０７を形成する（図１、図９の（ａ）参照）。
【００６１】
・リード部１０５，１０６を形成するリード部形成工程。
これは、第一、第二コイル１０２，１０３から延びる線材１０１を図示しないローラによって第二コイル１０２，１０３の径方向に延びるように折り曲げてリード部１０５，１０６を形成する（図１参照）。
【００６２】
・二列渦巻きコイル１００の第一、第二コイル１０２，１０３を図示しないテープによって複数箇所で縛る結束工程。
【００６３】
・移動機５を駆動して第二巻取り治具２０を上昇させ、第一巻取り治具１０上から二列渦巻きコイル１００を取り出す搬出工程。
【００６４】
以上の各工程が繰り返して行われることによって、二列渦巻きコイル１００が自動的に形成されるが、一部の工程を手動で行うことも可能である。
【００６５】
本実施形態では、線材１０１を渦巻き状に巻回した第一、第二コイル１０２，１０３と、この第一、第二コイル１０２，１０３の内周端部どうしを結ぶコイル内側渡り線１０４とを有する二列渦巻きコイル１００を形成するコイル巻線方法またはコイル巻線装置１において、線材１０１を繰り出す線材繰出機９０と、この線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を巻き取る蓄線リール７０と、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具１０，２０と、この第一、第二巻取り治具１０，２０の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、蓄線リール７０をこの第二巻取り治具２０に連結する蓄線リール連結機構５０とを用い、またはこれらを備え、巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リール７０から線材繰出機９０へと延びる線材１０１を第一、第二巻取り治具１０，２０の間に挟んでコイル内側渡り線１０４を形成し、第一、第二巻取り治具１０，２０を蓄線リール７０と共に回転駆動して線材繰出機９０から繰り出される線材１０１を第一巻取り治具１０に巻回して第一コイル１０２を形成した後、第二巻取り治具２０から蓄線リール７０を取り外した状態で第一、第二巻取り治具１０，２０を回転駆動して蓄線リール７０から繰り出される線材１０１を第二巻取り治具２０に巻回して第二コイル１０３を形成するものとしたため、第一、第二コイル１０２，１０３の間に間隙を持たない渦巻きコイル１００を形成することが可能となり、二列渦巻きコイル１００における線材１０１の占積率を高められる。
【００６６】
本実施形態では、第一巻取り治具１０は第一コイル１０２に沿って延びる第一平面部１２と、この第一平面部１２から円盤状に突出する第一巻芯部１３と、この第一巻芯部１３の外周面から径方向に突出する第一突起１４とを有する一方、第二巻取り治具２０は第二コイル１０３に沿って延びる第二平面部２２と、この第二平面部２２から円盤状に突出する第二巻芯部２３と、第二平面部２２に開口しこの第二巻芯部２３が収まる巻芯収容凹部２６と、第二巻芯部２３を第二平面部２２から突出させる方向に付勢する複数のスプリング２８と、第二巻芯部２３の外周面から径方向に突出する第二突起２４と、第二平面部２２に開口して線材１０１が収まる線材収容溝２５とを備え、第一、第二巻取り治具１０，２０を互いに接近させて第二巻芯部２３が第一巻芯部１３に押されて各スプリング２８を圧縮しながら巻芯収容凹部２６内に収まるとき、第二突起２４が線材収容溝２５の端部に収まり、第一突起１４によって線材１０１が線材収容溝２５に押し込まれるとともに、第二突起２４によって線材１０１が第一平面部１２に押し付けられ、第一、第二突起１４，２４の間で線材１０１を折り曲げてコイル内側渡り線１０４を形成する構成としたため、クランク状に曲折されるコイル内側渡り線１０４を小型化することが可能となり、二列渦巻きコイル１００における線材１０１の占積率を高められる。
【００６７】
また、コイル巻線装置１を用いて第一コイル１０２のみを形成し、第二コイル１０３を持たない一列の渦巻きコイルを形成することも可能である。
【００６８】
この場合、前記蓄線リール７０に線材１０１を巻き取る蓄線工程等が不要になり、線材１０１の端部を第二巻取り治具２０のアーム５１に係止する。
【００６９】
その後、渡り線形成工程、第一コイル形成工程を行い、この第一コイル形成工程において、第一、第二巻取り治具１０，２０の回転を一時的に停止し、図８に示すように、フォーミング機６０を駆動して線材１０１をクランク状に折り曲げた段付き部１０７を形成する。
【００７０】
その後、前記蓄線リール取り外し工程、第一、第二巻取り治具間隔拡大工程、第二コイル形成工程を行わず、線材繰出機９０から第一コイル１０２へと延びる線材１０１をカッタ８０により切断する切断工程を行い、続いてリード部形成工程、結束工程、搬出工程を行う。
【００７１】
以上の各工程が繰り返して行われることによって、一列の渦巻きコイルが自動的に形成されるが、一部の工程を手動で行うことも可能である。
【００７２】
本実施形態では、第一巻芯部１３に線材１０１を渦巻き状に巻回するコイル巻線方法またはコイル巻線装置１において、第一巻芯部１３に送られる線材１０１の中程をクランク状に曲折させて段付き部１０７を形成するフォーミング機６０を用い、またはこれを備え、この段付き部１０７が隣り合う巻線部１２１〜１２５どうしを段差を持って結ぶように線材１０１を巻回して第一コイル１０２を形成するものとしたため、第一コイル１０２を円形に形成することが可能となり、第一コイル１０２における線材１０１の占積率を高められる。
【００７３】
本実施形態では、フォーミング機６０は回転駆動されるフォーミング回転体６２と、このフォーミング回転体６２の回転軸方向に突出する一対のフォーミングピン６３とを備え、各フォーミングピン６３の間に線材１０１を介在させた状態でフォーミング回転体６２を一方向に回転駆動して第一曲折部１０８を形成し、フォーミング回転体６２を他方向に回転駆動して第二曲折部１０９を形成する構成としたため、線材１０１に対して所定の位置にクランク状に折り曲がる段付き部１０７を高い精度を持って形成することが可能となり、各段付き部１０７の間隙を小さくし、第一コイル１０２における線材１０１の占積率を高められる。
【００７４】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態を示す二列渦巻きコイルの平面図と断面図。
【図２】同じくコイル巻線方法及び装置の斜視図。
【図３】同じく第一巻取り治具の平面図と側面図。
【図４】同じく第二巻取り治具の平面図と側面図。
【図５】同じく蓄線工程を示す側面図。
【図６】同じく渡り線形成工程を示す側面図。
【図７】同じく第一、第二巻取り治具間隔拡大工程を示す側面図。
【図８】同じくフォーミング機の作動を示す平面図。
【図９】同じく二列渦巻きコイルの一部を示す平面図と側面図。
【図１０】従来例を示す二列渦巻きの斜視図と側面図。
【符号の説明】
【００７６】
１ コイル巻線装置
１０ 第一巻取り治具
１２ 第一平面部
１３ 第一巻芯部
１４ 第一突起
２０ 第二巻取り治具
２２ 第二平面部
２３ 第二巻芯部
２４ 第二突起
２５ 線材収容溝
２６ 巻芯収容凹部
２８ スプリング
５０ 蓄線リール連結機構
６０ フォーミング機
６２ フォーミング回転体
６３ フォーミングピン
７０ 蓄線リール
９０ 線材繰出機
１００ 二列渦巻きコイル
１０１ 線材
１０２ 第一コイル
１０３ 第二コイル
１０７ 段付き部
１０８ 第一曲折部
１０９ 第二曲折部
１０４ コイル内側渡り線
１０７ 段付き部
１２１〜１２５ 巻線部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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コイル内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線方法において、
線材を繰り出す線材繰出機と、この線材繰出機から繰り出される線材を巻き取る蓄線リールと、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具と、この第一、第二巻取り治具の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、前記蓄線リールをこの第二巻取り治具に連結する蓄線リール連結機構とを用い、前記巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リールから前記線材繰出機へと延びる線材を前記第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、前記第一、第二巻取り治具を前記蓄線リールと共に回転駆動して前記線材繰出機から繰り出される線材を前記第一巻取り治具に巻回して第一コイルを形成した後、前記第二巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で前記第一、第二巻取り治具を回転駆動して前記蓄線リールから繰り出される線材を前記第二巻取り治具に巻回して第二コイルを形成することを特徴とするコイル巻線方法。
【請求項２】
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コイル内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線装置において、
線材を繰り出す線材繰出機と、この線材繰出機から繰り出される線材を巻き取る蓄線リールと、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具と、この第一、第二巻取り治具の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、前記蓄線リールをこの第二巻取り治具に連結する蓄線リール連結機構とを備え、前記巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リールから前記線材繰出機へと延びる線材を前記第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、前記第一、第二巻取り治具を前記蓄線リールと共に回転駆動して前記線材繰出機から繰り出される線材を前記第一巻取り治具に巻回して第一コイルを形成した後、前記第二巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で前記第一、第二巻取り治具を回転駆動して前記蓄線リールから繰り出される線材を前記第二巻取り治具に巻回して第二コイルを形成する構成としたことを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項３】
前記第一巻取り治具は第一コイルに沿って延びる第一平面部と、この第一平面部から円盤状に突出する第一巻芯部と、この第一巻芯部の外周面から径方向に突出する第一突起とを有する一方、前記第二巻取り治具は第二コイルに沿って延びる第二平面部と、この第二平面部から円盤状に突出する第二巻芯部と、前記第二平面部に開口しこの第二巻芯部が収まる巻芯収容凹部と、前記第二巻芯部を前記第二平面部から突出させる方向に付勢するスプリングと、前記第二巻芯部の外周面から径方向に突出する第二突起と、前記第二平面部に開口して線材が収まる線材収容溝とを備え、前記巻取り治具間隔可変機構を駆動して前記第一、第二巻取り治具を互いに接近させることにより前記第二巻芯部が前記第一巻芯部に押されて前記スプリングに抗して前記巻芯収容凹部内に収まるとき、前記第二突起が前記線材収容溝に収まり、前記第一突起によって線材が前記線材収容溝に押し込まれるとともに、前記第二突起によって線材が前記第一平面部に押し付けられ、前記第一、第二突起の間で線材を折り曲げてコイル内側渡り線を形成する構成としたことを特徴とする請求項２に記載のコイル巻線装置。
【請求項４】
巻芯部に線材を渦巻き状に巻回するコイル巻線方法において、
前記巻芯部に送られる線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成するフォーミング機を用い、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成することを特徴とするコイル巻線方法。
【請求項５】
巻芯部に線材を渦巻き状に巻回するコイル巻線装置において、
前記巻芯部に送られる線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成するフォーミング機を備え、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成する構成としたことを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項６】
前記フォーミング機は回転駆動されるフォーミング回転体と、このフォーミング回転体の回転軸方向に突出する一対のフォーミングピンとを備え、この各フォーミングピンの間に線材を介在させた状態で前記フォーミング回転体を一方向に回転駆動して第一曲折部を形成し、前記フォーミング回転体を他方向に回転駆動して第二曲折部を形成し、前記第一曲折部と前記第二曲折部によって前記段付き部を形成することを特徴とする請求項５に記載のコイル巻線装置。
【請求項１】
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コイル内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線方法において、
線材を繰り出す線材繰出機と、この線材繰出機から繰り出される線材を巻き取る蓄線リールと、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具と、この第一、第二巻取り治具の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、前記蓄線リールをこの第二巻取り治具に連結する蓄線リール連結機構とを用い、前記巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リールから前記線材繰出機へと延びる線材を前記第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、前記第一、第二巻取り治具を前記蓄線リールと共に回転駆動して前記線材繰出機から繰り出される線材を前記第一巻取り治具に巻回して第一コイルを形成した後、前記第二巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で前記第一、第二巻取り治具を回転駆動して前記蓄線リールから繰り出される線材を前記第二巻取り治具に巻回して第二コイルを形成することを特徴とするコイル巻線方法。
【請求項２】
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コイル内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルを形成するコイル巻線装置において、
線材を繰り出す線材繰出機と、この線材繰出機から繰り出される線材を巻き取る蓄線リールと、同一軸上で回転駆動される第一、第二巻取り治具と、この第一、第二巻取り治具の間隔を軸方向に変える巻取り治具間隔可変機構と、前記蓄線リールをこの第二巻取り治具に連結する蓄線リール連結機構とを備え、前記巻取り治具間隔可変機構を駆動して蓄線リールから前記線材繰出機へと延びる線材を前記第一、第二巻取り治具の間に挟んでコイル内側渡り線を形成し、前記第一、第二巻取り治具を前記蓄線リールと共に回転駆動して前記線材繰出機から繰り出される線材を前記第一巻取り治具に巻回して第一コイルを形成した後、前記第二巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で前記第一、第二巻取り治具を回転駆動して前記蓄線リールから繰り出される線材を前記第二巻取り治具に巻回して第二コイルを形成する構成としたことを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項３】
前記第一巻取り治具は第一コイルに沿って延びる第一平面部と、この第一平面部から円盤状に突出する第一巻芯部と、この第一巻芯部の外周面から径方向に突出する第一突起とを有する一方、前記第二巻取り治具は第二コイルに沿って延びる第二平面部と、この第二平面部から円盤状に突出する第二巻芯部と、前記第二平面部に開口しこの第二巻芯部が収まる巻芯収容凹部と、前記第二巻芯部を前記第二平面部から突出させる方向に付勢するスプリングと、前記第二巻芯部の外周面から径方向に突出する第二突起と、前記第二平面部に開口して線材が収まる線材収容溝とを備え、前記巻取り治具間隔可変機構を駆動して前記第一、第二巻取り治具を互いに接近させることにより前記第二巻芯部が前記第一巻芯部に押されて前記スプリングに抗して前記巻芯収容凹部内に収まるとき、前記第二突起が前記線材収容溝に収まり、前記第一突起によって線材が前記線材収容溝に押し込まれるとともに、前記第二突起によって線材が前記第一平面部に押し付けられ、前記第一、第二突起の間で線材を折り曲げてコイル内側渡り線を形成する構成としたことを特徴とする請求項２に記載のコイル巻線装置。
【請求項４】
巻芯部に線材を渦巻き状に巻回するコイル巻線方法において、
前記巻芯部に送られる線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成するフォーミング機を用い、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成することを特徴とするコイル巻線方法。
【請求項５】
巻芯部に線材を渦巻き状に巻回するコイル巻線装置において、
前記巻芯部に送られる線材の中程をクランク状に曲折させて段付き部を形成するフォーミング機を備え、この段付き部が隣り合う巻線部どうしを段差を持って結ぶように線材を巻回して渦巻きコイルを形成する構成としたことを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項６】
前記フォーミング機は回転駆動されるフォーミング回転体と、このフォーミング回転体の回転軸方向に突出する一対のフォーミングピンとを備え、この各フォーミングピンの間に線材を介在させた状態で前記フォーミング回転体を一方向に回転駆動して第一曲折部を形成し、前記フォーミング回転体を他方向に回転駆動して第二曲折部を形成し、前記第一曲折部と前記第二曲折部によって前記段付き部を形成することを特徴とする請求項５に記載のコイル巻線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２１８９８（Ｐ２００８−２１８９８Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９３７６２（Ｐ２００６−１９３７６２）
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
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