コイル巻線装置及びコイル巻線方法
【課題】複数のコイルが連結された連結コイルを巻線するにあたり、所望のコイル形状を得易く、かつ効率良く巻線を行うこと。
【解決手段】連結コイルを巻線するコイル巻線装置であって、軸中心に回転可能なスピンドル軸３と、ノズル５を支持すると共にスピンドル軸３の回転に伴ってスピンドル軸３を中心に旋回するフライヤ６と、線材１が巻線される複数の巻治具２と、複数の巻治具２をスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り機構８と、複数の巻治具２を個別にスピンドル軸３の軸方向に移動する巻治具移動機構６０とを備える。
【解決手段】連結コイルを巻線するコイル巻線装置であって、軸中心に回転可能なスピンドル軸３と、ノズル５を支持すると共にスピンドル軸３の回転に伴ってスピンドル軸３を中心に旋回するフライヤ６と、線材１が巻線される複数の巻治具２と、複数の巻治具２をスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り機構８と、複数の巻治具２を個別にスピンドル軸３の軸方向に移動する巻治具移動機構６０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル巻線装置及びコイル巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトディスク等の光ディスクの再生、記録用の装置におけるヘッドの駆動に用いられるコイルとしてフォーカスコイルやトラッキングコイル等が知られている。
【０００３】
この種のコイルを製造するコイル巻線装置として、１本の連続する線材を用いて、連結された複数のコイルを製造する装置が知られており、本出願人は特許出願を行っている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載のコイル巻線装置は、スピンドル先端部に線材を巻き付ける複数の巻治具を並列に配置し、これら巻治具をスピンドル先端部にそれぞれ軸方向へ出入り可能に支持するものである。
【特許文献１】特開平９−２７４３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このコイル巻線装置では、一つのスピンドルに複数の巻治具を設ける構成のため、巻治具はスピンドルの回転中心からずれて配置される。このため、巻治具はスピンドルの軸を中心に円を描くように回転する。これにより、スピンドル回転時におけるノズルから繰り出される線材の繰り出し速度は、巻治具とノズルの距離によって変化することになる。つまり、巻治具とノズルの距離が遠くなるにしたがい線材の繰り出し速度は速くなり、線材の張力は大きくなる。また、巻治具とノズルの距離が近くなるにしたがい線材の繰り出し速度は遅くなり、線材の張力は小さくなる。
【０００６】
このように、スピンドルが１回転する間で線材にかかる張力が変動するため、細線の場合には、スピンドルの回転速度を高速にすると断線することがある。したがって、スピンドルの回転速度を速くするには限界があり、効率の良い巻線を行うことができなかった。
【０００７】
また、線材の張力が大きい箇所では線材が巻治具に巻締り、張力が小さい箇所では線材が巻治具に巻緩むため、所望のコイル形状が得難い。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、所望のコイル形状を得易く、かつ効率良く巻線を行う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】
【０００９】
本発明は、複数のコイルが連結された連結コイルを巻線するコイル巻線装置であって、軸中心に回転可能なスピンドル軸と、線材供給部材を支持すると共に前記スピンドル軸の回転に伴って当該スピンドル軸を中心に旋回するフライヤと、線材が巻線される複数の巻治具と、前記複数の巻治具を前記スピンドル軸と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り手段と、前記複数の巻治具を個別にスピンドル軸の軸方向に移動する巻治具移動手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の巻治具はスピンドル軸と同軸上に対峙された位置に順次送られ、かつ線材はそのスピンドル軸を中心に旋回するフライヤに支持された線材供給部材から繰り出されるため、巻線される巻治具と線材供給部材との距離は、巻線時常に一定に保たれる。したがって、巻線時、線材の張力は一定に保たれるため、より高速で巻線することが可能となり、効率良く巻線を行うことができる。また、巻治具に巻線される線材の張力が一定であるため、所望のコイル形状を得易い。
【００１１】
また、巻治具を個別にスピンドル軸の軸方向に移動する巻治具移動手段を備えるため、複数の巻治具のうち巻線する巻治具を他の巻治具と干渉しない位置に配置することができ、効率良く巻線を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１、図２を参照して本発明の実施の形態に係るコイル巻線装置１００について説明する。図１はコイル巻線装置１００を示す斜視図であり、図２はコイル巻線装置１００を示す断面図である。なお、以下において、「Ｘ軸方向」とは、スピンドル軸の軸方向を指し、「Ｙ軸方向」とは、スピンドル軸と直角水平方向を指すものとする。
【００１４】
コイル巻線装置１００は、複数のコイルが連結された連結コイルを巻線する装置であり、１本の連続する線材１を複数の巻治具２に順番に巻回すことによって連結コイルを製造するものである。なお、本実施の形態では、巻治具２を４つ（２ａ〜２ｄ）備える場合について示すが、巻治具２の個数は所望のコイル数（連数）に対応するように設定すればよい。また、所望のコイル数となるように複数の巻治具２のうちから使用する巻治具２を選択するようにしてもよい。
【００１５】
コイル巻線装置１００は、図示しない線材供給源からの線材１を巻治具２の外周に巻回す線材巻回機構１０１と、その線材巻回機構１０１に対向して配置され、線材１が巻線される巻治具２の配置を調整する巻治具調整機構１０２とを備える。
【００１６】
線材巻回機構１０１は、軸中心に回転するスピンドル軸３と、スピンドル軸３を回転させるスピンドル軸回転機構４と、線材供給部材としてのノズル５を支持すると共にスピンドル軸３の回転に伴ってスピンドル軸３を中心に旋回するフライヤ６とを備える。
【００１７】
巻治具調整機構１０２は、巻治具２をスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り手段としての巻治具送り機構８を備える。
【００１８】
コイル巻線装置１００による巻線は、線材巻回機構１０１及び巻治具調整機構１０２を同期して動作させることによって行われる。具体的には、巻治具調整機構１０２の巻治具送り機構８にて、複数の巻治具２ａ〜２ｄのうちの一つ、例えば巻治具２ａをスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に配置する。そして、線材巻回機構１０１にて、スピンドル軸３を軸中心に回転させることによって、フライヤ６をスピンドル軸３中心に旋回させ、ノズル５から繰り出される線材１を巻治具２ａに巻回す。巻治具２ａへの巻線終了後、巻治具送り機構８にて巻治具２を送り、巻治具２ａの隣の巻治具２ｂをスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に配置する。そして、線材巻回機構１０１にて巻治具２ｂに線材１を巻回す。この動作を繰り返すことによって１本の連続する線材１から任意の連数の連結コイルが得られる。
【００１９】
以下に、線材巻回機構１０１及び巻治具調整機構１０２の詳細な構成について説明する。
【００２０】
まず、線材巻回機構１０１について説明する。コイル巻線装置１００の土台である基台１０には、後述するヘッド移動機構１１が配置され、そのヘッド移動機構１１上にはヘッド載置台１２が固定されている。スピンドル軸３は、ヘッド載置台１２に載置されたヘッド１３に軸受１４を介して支持されている。軸受１４は、スピンドル軸３のヘッド１３に対する相対回転及び軸方向への相対移動が可能となるように構成されている。
【００２１】
スピンドル軸３は円筒形状であり、線材供給源から供給される線材１は、スピンドル軸３の胴部３ａに形成されたガイド穴３ｂを挿通し、ノズル５へと導かれる。
【００２２】
スピンドル軸回転機構４は、スピンドルモータ１６の回転を回転伝達機構１５を介してスピンドル軸３に伝達するものである。スピンドルモータ１６は、出力軸１６ａがスピンドル軸３と平行に延在するように、ヘッド１３の側壁に取り付けられている。
【００２３】
回転伝達機構１５は、スピンドルモータ１６の出力軸１６ａに取付けられたプーリー１７と、プーリー１７とベルト１８を介して連結されたプーリー１９とからなる。スピンドル軸３の端部にはスプライン３ａが形成され、プーリー１９はスプライン３ａを介してスプライン軸３と同軸上にスプライン結合している。これにより、スピンドル軸３は、スピンドルモータ１６の回転と同期して回転し、かつ軸方向へはプーリー１９に対して摺動自在に移動する。
【００２４】
スピンドル軸３における巻治具２に対向する端部には、フライヤ６を支持する円板形状のフライヤ支持板２１がスピンドル軸３と同軸上に連結されている。フライヤ６は、アーム状の部材であり、先端側にて線材を繰り出すノズル５を支持し、基端側はフライヤ支持板２１における巻治具２側の面の外縁に結合されている。これにより、スピンドル軸３の回転に伴ってフライヤ支持板２１が回転し、フライヤ６はスピンドル軸３を中心に旋回する。
【００２５】
フライヤ６は、フライヤ移動機構２３によってＸ軸方向に移動できるように構成されている。フライヤ移動機構２３は、ヘッド１３に取り付けられたフライヤ移動モータ２６と、フライヤ移動モータ２６の出力軸に連結されスピンドル軸３と平行に延在するボールねじ２５と、ボールねじ２５が螺合すると共にスピンドル軸３が軸受２７を介して貫通する移動板２４とを備える。
【００２６】
軸受２７は、スピンドル軸３の移動板２４に対する相対回転が可能である一方、軸方向への移動は一体となるように構成されている。これにより、フライヤ移動モータ２６の駆動によって移動板２４がＸ軸方向に移動した場合、その移動板２４の移動に伴ってスピンドル軸３も軸方向へ移動し、フライヤ支持板２１を介してフライヤ６もＸ軸方向に移動する。
【００２７】
フライヤ移動機構２３によってフライヤ６先端に支持されたノズル５をＸ軸方向、つまり巻治具２の軸方向へ移動させることができるため、巻治具２への巻線時に線材に送りをかけることができる。
【００２８】
このように、フライヤ６は、スピンドル軸回転機構４によってスピンドル軸３を中心に旋回することができ、かつフライヤ移動機構２３によってスピンドル軸３の軸方向に移動することができる。
【００２９】
スピンドル軸３の中空部には、棒状部材であるセンターバー３０が挿通している。センターバー３０は、スピンドル軸３の内周に配置された軸受３２を介して保持され、フライヤ支持板２１の中心軸に形成された貫通孔２１ａを挿通し巻治具２に対峙する。センターバー３０は、軸受３２及び貫通孔２１ａによってスピンドル軸３と同軸上に位置決めされる。
【００３０】
軸受３２は、スピンドル軸３の回転及び移動がセンターバー３０に伝達されないように構成される。また、センターバー３０には、ヘッド１３に設けられた永久磁石３１ａと引き合う永久磁石３１ｂが設けられている。このように、センターバー３０は、回転不能に配置される。
【００３１】
巻治具２への巻線は、巻治具２とセンターバー３０とが当接した状態にて行われる。これにより、巻治具２の軸心と、フライヤ６の回転中心であるスピンドル軸３とが一致する。このように、センターバー３０は巻治具２とフライヤ６の回転中心との位置決め機能を有する。また、センターバー３０の端面は、巻治具２の巻幅を規制する鍔部として機能する。
【００３２】
センターバー３０にはスピンドル軸３の回転及び移動が伝達されず、かつセンターバー３０は、永久磁石３１ａ、３１ｂを介してヘッド１３に連結されている。したがって、センターバー３０の移動は、ヘッド１３を移動させることによって行われる。以下にセンターバー３０の移動機構について説明する。
【００３３】
センターバー３０のＸ軸方向への移動は、ヘッド移動機構１１によってヘッド１３をＸ軸方向へ移動させることによって行う。ヘッド移動機構１１は、基台１０に配置されたヘッド移動モータ３８と、ヘッド移動モータ３８の出力軸に連結されスピンドル軸３と平行に延在するボールねじ３７と、ボールねじ３７が螺合する移動台３６と、基台１０に配置され移動台３６を案内するガイドレール３５とを備える。
【００３４】
移動台３６上にはヘッド載置台１２が固定されているため、ヘッド移動モータ３８が駆動することによって、ヘッド載置台１２に載置されたヘッド１３はＸ軸方向へと移動する。このようにして、センターバー３０をＸ軸方向へ移動させる。
【００３５】
センターバー３０の鉛直方向への移動は、上下移動機構４０によってヘッド１３を鉛直方向へ移動させることによって行う。上下移動機構４０は、ヘッド載置台１２に配置された上下移動モータ４１と、上下移動モータ４１の出力軸に連結され鉛直方向に延在するボールねじ４２と、ボールねじ４２が螺合すると共にヘッド１３に固定されたフォロア４３とを備える。また、上下移動機構４０は、ヘッド載置台１２に取り付けられボールねじ４２と平行に延在するガイド棒４４、及びヘッド１３に固定されガイド棒４４に沿って摺動するガイド４５も備える。
【００３６】
これにより、上下移動モータ４１が駆動すると、ヘッド１３はヘッド載置台１２から離れ、ガイド棒４４に案内されて上昇する。このようにして、センターバー３０を鉛直方向へ移動させる。
【００３７】
次に、巻治具調整機構１０２について説明する。複数の巻治具２ａ〜２ｄは、それぞれ複数の線材ガイド５０（５０ａ〜５０ｄ）にて個別に保持され、線材ガイド５０の端面から突出した部分に線材１が巻線される。このように、線材ガイド５０の端面は巻治具２の鍔部として機能する。線材ガイド５０ａ〜５０ｄは、ホルダー５８にて、巻治具２ａ〜２ｄがその軸方向がＸ軸方向と一致するようにＹ軸方向に配列される。
【００３８】
ホルダー５８は、基台１０に配置された巻治具送り機構８によって巻治具２ａ〜２ｄの配列方向であるＹ軸方向に移動する。このように、ホルダー５８がＹ軸方向に移動することによって、巻治具２ａ〜２ｄがスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送られる。
【００３９】
巻治具２に線材１を巻線するには、巻治具２ａ〜２ｄのうちの一つ、例えば巻治具２ａをスピンドル軸３と同軸上に対峙させて、フライヤ６をその巻治具２ａの周りを旋回させることによって巻線を行う。このとき、巻治具２ａと他の巻治具２ｂ〜２ｄとのＸ軸方向の位置が同じ場合、フライヤ６が隣の巻治具２ｂに干渉してしまう。そこで、フライヤ６と巻線しない巻治具２ｂ〜２ｄとの干渉を防止するため、巻治具２ａのＸ軸方向の位置を他の巻治具２ｂ〜２ｄの位置とずらす、つまり巻治具２ａをスピンドル軸３に向かって前進させる必要がある。この操作を行うのが、巻治具２を個別にスピンドル軸３の軸方向に移動させる巻治具移動手段としての巻治具移動機構６０である。
【００４０】
巻治具２は、巻治具移動機構６０によって、線材ガイド５０内を摺動自在に移動する。線材ガイド５０の端面には、巻線時に線材１を巻治具２に案内するためのガイド部５９がテーパ状に形成され、また、線材ガイド５０の端面は巻治具２の鍔部として機能する。したがって、巻治具移動機構６０による巻治具２の移動と共に、線材ガイド５０も巻治具２に対して最適な位置に移動させる必要がある。この操作を行うのが線材ガイド５０を個別にスピンドル軸３の軸方向に移動させる線材ガイド移動手段としての線材ガイド移動機構７０である。
【００４１】
ホルダー５８は、筐体５３と、Ｙ軸方向に延在し両端が筐体５３の両側壁に取り外し可能に固定されたガイドシャフト５２と、ガイドシャフト５２を介してＹ軸方向に所定間隔で配列され、線材ガイド５０を摺動自在に保持する複数のカバー部材５１（５１ａ〜５１ｄ）とを備える。
【００４２】
ガイドシャフト５２はカバー部材５１ａ〜５１ｄを貫通しているため、カバー部材５１は、Ｘ軸方向への移動は規制されるが、Ｙ軸方向へはガイドシャフト５２に沿って摺動することができる。したがって、隣合うカバー部材５１の間隔を調整することによって、連結コイルの隣合うコイルの間隔を任意に設定することができる。巻治具２への巻線時には、ねじ等の締結部材（図示せず）によってカバー部材５１をガイトシャフト５２に固定する。
【００４３】
線材ガイド５０はカバー部材５１にて摺動自在に保持されているため、ガイドシャフト５２を筐体５３から取り外すことによって、線材ガイド５０をカバー部材５１から取り外すことができる。このように、線材ガイド５０はホルダー５８によって着脱可能に保持されているため、連結コイルの所望の連数に応じて、巻治具２の個数を自由に設定することができる。
【００４４】
巻治具送り機構８は、基台１０に配置されたホルダー移動モータ５４と、ホルダー移動モータ５４の出力軸に連結されＹ軸方向に延在するボールねじ５５と、ホルダー５８の下部に固定されボールねじ５５が螺合するフォロア５６と、ボールねじ５５に沿って延在して配置されフォロア５６を案内するガイドレール５７とを備える。
【００４５】
これにより、ホルダー移動モータ５４が駆動すると、ホルダー５８はガイドレール５７に沿ってＹ軸方向に移動する。このようにして、巻治具２ａ〜２ｄを、スピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る。
【００４６】
次に、巻治具移動機構６０について図２を参照して説明する。巻治具２は、線材ガイド５０をＸ軸方向に貫通する貫通孔７８内に配置され、巻治具２の背面にはばね６１を介して棒状部材６２が連結されている。棒状部材６２の背面部６３は、貫通孔７８から突出し、駆動機構６５に連結している。
【００４７】
駆動機構６５は、ホルダー５８の筐体５３の背面に取り付けられた巻治具移動モータ６６と、巻治具移動モータ６６の出力軸に連結されＸ軸方向に延在するボールねじ６７と、ボールねじ６７が螺合し棒状部材６２の背面部６３と連結する移動板６８とを備える。これにより、巻治具移動モータ６６を駆動することによって、巻治具２をＸ軸方向に移動させることができる。
【００４８】
移動板６８にはＹ軸方向に蟻溝が形成され、棒状部材６２の背面部６３は、その蟻溝に摺動可能に嵌合している。このように、棒状部材６２はＸ軸方向へは移動板６８の移動に伴って移動し、Ｙ軸方向へは移動板６８に拘束されず自由に移動することができる。したがって、隣合うカバー部材５１の間隔を調整する際、カバー部材５１を駆動機構６５に拘束されることなくＹ軸方向に移動させることができる。
【００４９】
次に、線材ガイド移動機構７０について図２を参照して説明する。線材ガイド５０は、カバー部材５１を貫通して配置される。線材ガイド５０の背面端部には鍔部７１が形成されている。
【００５０】
鍔部７１は、線材ガイド５０の前進時に、カバー部材５１の背面に当接することによって所定以上の移動を規制するストッパーとして機能する。鍔部７１とカバー部材５１の背面との間には、ばね７２が介装されている。
【００５１】
線材ガイド５０をスピンドル軸３に向かって前進させるには、鍔部７１を付勢機構７３にて付勢することによって行う。また、前進させた線材ガイド５０を後退させるには、付勢機構７３にて鍔部７１に対する付勢力を解除し、鍔部７１の付勢時に鍔部７１とカバー部材５１の背面によって圧縮されたばね７２の付勢力によって行う。
【００５２】
付勢機構７３は、駆動機構６５と同様の構成であり、線材ガイド移動モータ７４とボールねじ７５と移動板７６とを備え、線材ガイド移動モータ７４が駆動することによって、移動板７６が鍔部７１を付勢する。
【００５３】
以上のように、線材ガイド移動機構７０による線材ガイド５０の移動は、巻治具移動機構６０による巻治具２の移動と独立である。したがって、線材ガイド移動機構７０によって線材ガイド５０を巻治具２に対して相対移動させ、線材ガイド５０の端面と巻治具２に当接しているセンターバー３０の端面との距離を調整することによってコイルの巻幅寸法を調整することが可能となる。
【００５４】
線材巻回機構１０１と巻治具調整機構１０２との間における基台１０上には、ノズル５から繰り出された線材１を保持するクランプ８０が配置される。
【００５５】
次に、巻線装置１００の動作について説明する。巻線装置の動作は、巻線装置１００に搭載された図示しないコントローラにて制御される。
【００５６】
まず、巻治具送り機構８を動作させることによって、ホルダー５８をＹ軸方向に移動させ、巻治具２ａ〜２ｄのうちの端部の巻治具２ａをスピンドル軸３に対峙させる。これにより、巻治具２ａはフライヤ６の回転中心に配置されることになる。なお、巻治具２ａとスピンドル軸３の鉛直方向の位置がずれている場合には、上下移動機構４０を動作させることによって位置調整を行う。
【００５７】
巻治具２ａに対応する巻治具移動機構６０を動作させることによって、巻治具２ａをスピンドル軸３に向かって前進させ、Ｘ軸方向の位置を他の巻治具２ｂ〜２ｄとずらす。また、この動作と同時に線材ガイド移動機構７０を動作させることによって、線材ガイド５０ａもスピンドル軸３に向かって前進させ、線材ガイド５０ａの端面からの巻治具２ａの突出量を調整する。この突出量がコイルの巻幅となる。
【００５８】
次に、ヘッド移動機構１１を動作させることによって、ヘッド１３に永久磁石３１ａ、３１ｂを介して連結されたセンターバー３０を巻治具２ａに向かって移動させ、センターバー３０の端面と巻治具２ａの端面とを当接させる。この際、巻治具２ａの背面にはばね６１が取り付けられているため、センターバー３０を巻治具２ａの端面に当接させた後、さらにセンターバー３０を前進させることによって、巻治具２ａはばね６１を圧縮しながら後退する。これにより、センターバー３０と巻治具２ａとの当接を確実なものとすることができる。
【００５９】
以上の動作によって、巻治具２ａの一端には線材ガイド５０ａ端面が、他端にはセンターバー３０端面がそれぞれ巻治具２ａの鍔部として配置され、この両鍔部間に線材１が巻線されることになる。
【００６０】
次に、巻治具２ａに対して線材１を巻き回す動作について説明する。まず、図示しない線材供給源から供給される線材１をノズル５に通し、線材１先端をクランプ８０により保持する。
【００６１】
ノズル５から繰り出される線材１を線材ガイド５０の端面に設けられた溝６９を介して巻治具２ａに案内する。
【００６２】
この状態にて、スピンドル軸３を回転させ、フライヤ６を回転させることによって、フライヤ６先端に支持されたノズル５が線材１を繰り出しながら巻治具２ａの周りを旋回する。線材ガイド５０ａに形成されたガイド部５９は線材１を巻治具２ａに案内するように傾斜しているため、ノズル５から繰り出される線材１は巻治具２ａの外周に巻き回される。
【００６３】
巻治具２ａは、その軸方向がフライヤ６の回転中心と一致するように配置されているため、巻治具２ａに巻き回される線材１の張力は巻線中一定に保たれる。したがって、フライヤ６を高速に回転させて巻線を行うことができる。
【００６４】
また、巻線中に、フライヤ移動機構２３を動作させることによって、フライヤ６をＸ軸方向に移動させ、巻治具２ａに巻線される線材１に対して送りをかける。
【００６５】
また、巻線中に、図示しない熱風装置によって巻治具２ａに巻線された線材１に対して熱風を吹きかけ、線材１の融着層を溶融して、線材相互間を融着固化させる。
【００６６】
巻治具２ａに対する巻線が終了した後、巻治具移動機構６０及び線材ガイド移動機構７０を同期して動作させることによって、巻治具２ａ及び線材ガイド５０ａを後退させ元の位置に戻す。このとき、フライヤ移動機構２３を動作させ、フライヤ６も巻治具２ａと同方向に同距離だけ移動させる。これは、巻治具２ａの移動に伴ってフライヤ６も移動させない場合には、融着固化された線材１が巻治具２ａ上にて引っ張られ、線材１の融着部が剥がれてしまう可能性があり、これを防止するためである。
【００６７】
そして、巻治具送り機構８を動作させることによって、ホルダー５８をＹ軸方向に移動させ、巻治具２ａの隣りに配置された巻治具２ｂをスピンドル軸３と同軸上に対峙させ、フライヤ６の回転中心に配置する。以降は、上記に示した動作を繰り返し、巻治具２ｂに対して巻線を行う。
【００６８】
以上のように、巻治具２ａ〜２ｄをスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順次送り、巻治具２ａ〜２ｄに対して順番に巻線を行うことによって複数のコイルが連結された連結コイルを巻線する。
【００６９】
巻治具２ａ〜２ｄの巻線が終了した後、線材１における巻治具２ａとクランプ８０の間を切断する。そして、線材１における巻治具２ｄとノズル５の間をクランプ８０にて保持すると共に巻治具２ｄとクランプ８０の間を切断する。これにより、巻治具２ａ〜２ｄに巻線された線材１は、クランプ８０及びノズル５から切り離される。
【００７０】
次に、巻治具移動機構６０における駆動機構６５を動作させることによって、巻治具２ａ〜２ｄを後退させ線材ガイド５０ａ〜５０ｄの貫通孔７８内に収容する。このとき、巻治具２ａ〜２ｄに巻線されたコイルは、線材ガイド５０ａ〜５０ｄの端面にて移動が規制されるため、巻治具２ａ〜２ｄ外周から取り外される。
【００７１】
なお、コイルの取り外しは、線材ガイド移動機構７０を動作させることによって、線材ガイド５０ａ〜５０ｄを前進させ巻治具２ａ〜２ｄを線材ガイド５０ａ〜５０ｄの貫通孔７８内に収容することによっても行うことができる。つまり、コイルの取り外しは、巻治具移動機構６０及び線材ガイド移動機構７０の少なくとも一方を動作させ、巻治具２ａ〜２ｄを線材ガイド５０ａ〜５０ｄ内に収容することによって行われる。
【００７２】
以上の本実施の形態によれば、複数の巻治具２ａ〜２ｄは、スピンドル軸３と同軸上に対峙された位置に順次送られ、かつ線材１はスピンドル軸３を中心に旋回するフライヤ６に支持されたノズル５から繰り出されるため、巻線される巻治具２ａ〜２ｄとノズル５との距離は、巻線時常に一定に保たれる。したがって、巻線時、線材１の張力は一定に保たれるため、より高速で巻線することが可能となり、効率良く巻線を行うことができる。また、巻治具２ａ〜２ｄに巻線される線材の張力が一定であるため、所望のコイル形状を得易い。
【００７３】
また、巻治具２ａ〜２ｄを個別にスピンドル軸３の軸方向に移動させることができるため、複数の巻治具２ａ〜２ｄのうち巻線する巻治具を他の巻治具と干渉しない位置に配置することができ、効率良く巻線を行うことができる。
【００７４】
また、線材ガイド５０はホルダー５８によって着脱可能に保持されているため、巻治具２の個数を自由に設定することができる。したがって、従来の巻線装置のように、連結コイルの連数に応じて別体の巻線装置を用意したり、複数のスピンドル軸を用意したりする必要がなく、一の巻線装置において、所望の連数を有する連結コイルを巻線することができ、連数の違う連結コイルの巻線に柔軟に対応することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態では、各部材の移動がモータによって行われるため、各部材の様々な制御を容易に行うことができる。例えば、連結コイルの寸法等によってホルダー５８におけるカバー部材５１の間隔を変更した場合には、それに併せて巻治具送り機構８による巻治具２のＹ軸方向への移動距離、及び巻治具移動機構６０による巻治具２のＸ軸方向への移動距離を制御する必要がある。しかし、この制御は、ホルダー移動モータ５４及び巻治具移動モータ６６によって行うことができるため、非常に容易である。
【００７６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、連結コイルの巻線装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態に係るコイル巻線装置１００を示す斜視図である。
【図２】同じくコイル巻線装置１００を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００ コイル巻線装置
１０１ 線材巻回機構
１０２ 巻治具調整機構
１ 線材
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 巻治具
３ スピンドル軸
４ スピンドル軸回転機構
５ ノズル
６ フライヤ
８ 巻治具送り機構
１１ ヘッド移動機構
１３ ヘッド
２１ フライヤ支持板
２３ フライヤ移動機構
３０ センターバー
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 線材ガイド
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ カバー部材
５２ ガイドシャフト
５８ ホルダー
６０ 巻治具移動機構
７０ 線材ガイド移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル巻線装置及びコイル巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトディスク等の光ディスクの再生、記録用の装置におけるヘッドの駆動に用いられるコイルとしてフォーカスコイルやトラッキングコイル等が知られている。
【０００３】
この種のコイルを製造するコイル巻線装置として、１本の連続する線材を用いて、連結された複数のコイルを製造する装置が知られており、本出願人は特許出願を行っている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載のコイル巻線装置は、スピンドル先端部に線材を巻き付ける複数の巻治具を並列に配置し、これら巻治具をスピンドル先端部にそれぞれ軸方向へ出入り可能に支持するものである。
【特許文献１】特開平９−２７４３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このコイル巻線装置では、一つのスピンドルに複数の巻治具を設ける構成のため、巻治具はスピンドルの回転中心からずれて配置される。このため、巻治具はスピンドルの軸を中心に円を描くように回転する。これにより、スピンドル回転時におけるノズルから繰り出される線材の繰り出し速度は、巻治具とノズルの距離によって変化することになる。つまり、巻治具とノズルの距離が遠くなるにしたがい線材の繰り出し速度は速くなり、線材の張力は大きくなる。また、巻治具とノズルの距離が近くなるにしたがい線材の繰り出し速度は遅くなり、線材の張力は小さくなる。
【０００６】
このように、スピンドルが１回転する間で線材にかかる張力が変動するため、細線の場合には、スピンドルの回転速度を高速にすると断線することがある。したがって、スピンドルの回転速度を速くするには限界があり、効率の良い巻線を行うことができなかった。
【０００７】
また、線材の張力が大きい箇所では線材が巻治具に巻締り、張力が小さい箇所では線材が巻治具に巻緩むため、所望のコイル形状が得難い。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、所望のコイル形状を得易く、かつ効率良く巻線を行う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】
【０００９】
本発明は、複数のコイルが連結された連結コイルを巻線するコイル巻線装置であって、軸中心に回転可能なスピンドル軸と、線材供給部材を支持すると共に前記スピンドル軸の回転に伴って当該スピンドル軸を中心に旋回するフライヤと、線材が巻線される複数の巻治具と、前記複数の巻治具を前記スピンドル軸と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り手段と、前記複数の巻治具を個別にスピンドル軸の軸方向に移動する巻治具移動手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の巻治具はスピンドル軸と同軸上に対峙された位置に順次送られ、かつ線材はそのスピンドル軸を中心に旋回するフライヤに支持された線材供給部材から繰り出されるため、巻線される巻治具と線材供給部材との距離は、巻線時常に一定に保たれる。したがって、巻線時、線材の張力は一定に保たれるため、より高速で巻線することが可能となり、効率良く巻線を行うことができる。また、巻治具に巻線される線材の張力が一定であるため、所望のコイル形状を得易い。
【００１１】
また、巻治具を個別にスピンドル軸の軸方向に移動する巻治具移動手段を備えるため、複数の巻治具のうち巻線する巻治具を他の巻治具と干渉しない位置に配置することができ、効率良く巻線を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１、図２を参照して本発明の実施の形態に係るコイル巻線装置１００について説明する。図１はコイル巻線装置１００を示す斜視図であり、図２はコイル巻線装置１００を示す断面図である。なお、以下において、「Ｘ軸方向」とは、スピンドル軸の軸方向を指し、「Ｙ軸方向」とは、スピンドル軸と直角水平方向を指すものとする。
【００１４】
コイル巻線装置１００は、複数のコイルが連結された連結コイルを巻線する装置であり、１本の連続する線材１を複数の巻治具２に順番に巻回すことによって連結コイルを製造するものである。なお、本実施の形態では、巻治具２を４つ（２ａ〜２ｄ）備える場合について示すが、巻治具２の個数は所望のコイル数（連数）に対応するように設定すればよい。また、所望のコイル数となるように複数の巻治具２のうちから使用する巻治具２を選択するようにしてもよい。
【００１５】
コイル巻線装置１００は、図示しない線材供給源からの線材１を巻治具２の外周に巻回す線材巻回機構１０１と、その線材巻回機構１０１に対向して配置され、線材１が巻線される巻治具２の配置を調整する巻治具調整機構１０２とを備える。
【００１６】
線材巻回機構１０１は、軸中心に回転するスピンドル軸３と、スピンドル軸３を回転させるスピンドル軸回転機構４と、線材供給部材としてのノズル５を支持すると共にスピンドル軸３の回転に伴ってスピンドル軸３を中心に旋回するフライヤ６とを備える。
【００１７】
巻治具調整機構１０２は、巻治具２をスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り手段としての巻治具送り機構８を備える。
【００１８】
コイル巻線装置１００による巻線は、線材巻回機構１０１及び巻治具調整機構１０２を同期して動作させることによって行われる。具体的には、巻治具調整機構１０２の巻治具送り機構８にて、複数の巻治具２ａ〜２ｄのうちの一つ、例えば巻治具２ａをスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に配置する。そして、線材巻回機構１０１にて、スピンドル軸３を軸中心に回転させることによって、フライヤ６をスピンドル軸３中心に旋回させ、ノズル５から繰り出される線材１を巻治具２ａに巻回す。巻治具２ａへの巻線終了後、巻治具送り機構８にて巻治具２を送り、巻治具２ａの隣の巻治具２ｂをスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に配置する。そして、線材巻回機構１０１にて巻治具２ｂに線材１を巻回す。この動作を繰り返すことによって１本の連続する線材１から任意の連数の連結コイルが得られる。
【００１９】
以下に、線材巻回機構１０１及び巻治具調整機構１０２の詳細な構成について説明する。
【００２０】
まず、線材巻回機構１０１について説明する。コイル巻線装置１００の土台である基台１０には、後述するヘッド移動機構１１が配置され、そのヘッド移動機構１１上にはヘッド載置台１２が固定されている。スピンドル軸３は、ヘッド載置台１２に載置されたヘッド１３に軸受１４を介して支持されている。軸受１４は、スピンドル軸３のヘッド１３に対する相対回転及び軸方向への相対移動が可能となるように構成されている。
【００２１】
スピンドル軸３は円筒形状であり、線材供給源から供給される線材１は、スピンドル軸３の胴部３ａに形成されたガイド穴３ｂを挿通し、ノズル５へと導かれる。
【００２２】
スピンドル軸回転機構４は、スピンドルモータ１６の回転を回転伝達機構１５を介してスピンドル軸３に伝達するものである。スピンドルモータ１６は、出力軸１６ａがスピンドル軸３と平行に延在するように、ヘッド１３の側壁に取り付けられている。
【００２３】
回転伝達機構１５は、スピンドルモータ１６の出力軸１６ａに取付けられたプーリー１７と、プーリー１７とベルト１８を介して連結されたプーリー１９とからなる。スピンドル軸３の端部にはスプライン３ａが形成され、プーリー１９はスプライン３ａを介してスプライン軸３と同軸上にスプライン結合している。これにより、スピンドル軸３は、スピンドルモータ１６の回転と同期して回転し、かつ軸方向へはプーリー１９に対して摺動自在に移動する。
【００２４】
スピンドル軸３における巻治具２に対向する端部には、フライヤ６を支持する円板形状のフライヤ支持板２１がスピンドル軸３と同軸上に連結されている。フライヤ６は、アーム状の部材であり、先端側にて線材を繰り出すノズル５を支持し、基端側はフライヤ支持板２１における巻治具２側の面の外縁に結合されている。これにより、スピンドル軸３の回転に伴ってフライヤ支持板２１が回転し、フライヤ６はスピンドル軸３を中心に旋回する。
【００２５】
フライヤ６は、フライヤ移動機構２３によってＸ軸方向に移動できるように構成されている。フライヤ移動機構２３は、ヘッド１３に取り付けられたフライヤ移動モータ２６と、フライヤ移動モータ２６の出力軸に連結されスピンドル軸３と平行に延在するボールねじ２５と、ボールねじ２５が螺合すると共にスピンドル軸３が軸受２７を介して貫通する移動板２４とを備える。
【００２６】
軸受２７は、スピンドル軸３の移動板２４に対する相対回転が可能である一方、軸方向への移動は一体となるように構成されている。これにより、フライヤ移動モータ２６の駆動によって移動板２４がＸ軸方向に移動した場合、その移動板２４の移動に伴ってスピンドル軸３も軸方向へ移動し、フライヤ支持板２１を介してフライヤ６もＸ軸方向に移動する。
【００２７】
フライヤ移動機構２３によってフライヤ６先端に支持されたノズル５をＸ軸方向、つまり巻治具２の軸方向へ移動させることができるため、巻治具２への巻線時に線材に送りをかけることができる。
【００２８】
このように、フライヤ６は、スピンドル軸回転機構４によってスピンドル軸３を中心に旋回することができ、かつフライヤ移動機構２３によってスピンドル軸３の軸方向に移動することができる。
【００２９】
スピンドル軸３の中空部には、棒状部材であるセンターバー３０が挿通している。センターバー３０は、スピンドル軸３の内周に配置された軸受３２を介して保持され、フライヤ支持板２１の中心軸に形成された貫通孔２１ａを挿通し巻治具２に対峙する。センターバー３０は、軸受３２及び貫通孔２１ａによってスピンドル軸３と同軸上に位置決めされる。
【００３０】
軸受３２は、スピンドル軸３の回転及び移動がセンターバー３０に伝達されないように構成される。また、センターバー３０には、ヘッド１３に設けられた永久磁石３１ａと引き合う永久磁石３１ｂが設けられている。このように、センターバー３０は、回転不能に配置される。
【００３１】
巻治具２への巻線は、巻治具２とセンターバー３０とが当接した状態にて行われる。これにより、巻治具２の軸心と、フライヤ６の回転中心であるスピンドル軸３とが一致する。このように、センターバー３０は巻治具２とフライヤ６の回転中心との位置決め機能を有する。また、センターバー３０の端面は、巻治具２の巻幅を規制する鍔部として機能する。
【００３２】
センターバー３０にはスピンドル軸３の回転及び移動が伝達されず、かつセンターバー３０は、永久磁石３１ａ、３１ｂを介してヘッド１３に連結されている。したがって、センターバー３０の移動は、ヘッド１３を移動させることによって行われる。以下にセンターバー３０の移動機構について説明する。
【００３３】
センターバー３０のＸ軸方向への移動は、ヘッド移動機構１１によってヘッド１３をＸ軸方向へ移動させることによって行う。ヘッド移動機構１１は、基台１０に配置されたヘッド移動モータ３８と、ヘッド移動モータ３８の出力軸に連結されスピンドル軸３と平行に延在するボールねじ３７と、ボールねじ３７が螺合する移動台３６と、基台１０に配置され移動台３６を案内するガイドレール３５とを備える。
【００３４】
移動台３６上にはヘッド載置台１２が固定されているため、ヘッド移動モータ３８が駆動することによって、ヘッド載置台１２に載置されたヘッド１３はＸ軸方向へと移動する。このようにして、センターバー３０をＸ軸方向へ移動させる。
【００３５】
センターバー３０の鉛直方向への移動は、上下移動機構４０によってヘッド１３を鉛直方向へ移動させることによって行う。上下移動機構４０は、ヘッド載置台１２に配置された上下移動モータ４１と、上下移動モータ４１の出力軸に連結され鉛直方向に延在するボールねじ４２と、ボールねじ４２が螺合すると共にヘッド１３に固定されたフォロア４３とを備える。また、上下移動機構４０は、ヘッド載置台１２に取り付けられボールねじ４２と平行に延在するガイド棒４４、及びヘッド１３に固定されガイド棒４４に沿って摺動するガイド４５も備える。
【００３６】
これにより、上下移動モータ４１が駆動すると、ヘッド１３はヘッド載置台１２から離れ、ガイド棒４４に案内されて上昇する。このようにして、センターバー３０を鉛直方向へ移動させる。
【００３７】
次に、巻治具調整機構１０２について説明する。複数の巻治具２ａ〜２ｄは、それぞれ複数の線材ガイド５０（５０ａ〜５０ｄ）にて個別に保持され、線材ガイド５０の端面から突出した部分に線材１が巻線される。このように、線材ガイド５０の端面は巻治具２の鍔部として機能する。線材ガイド５０ａ〜５０ｄは、ホルダー５８にて、巻治具２ａ〜２ｄがその軸方向がＸ軸方向と一致するようにＹ軸方向に配列される。
【００３８】
ホルダー５８は、基台１０に配置された巻治具送り機構８によって巻治具２ａ〜２ｄの配列方向であるＹ軸方向に移動する。このように、ホルダー５８がＹ軸方向に移動することによって、巻治具２ａ〜２ｄがスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送られる。
【００３９】
巻治具２に線材１を巻線するには、巻治具２ａ〜２ｄのうちの一つ、例えば巻治具２ａをスピンドル軸３と同軸上に対峙させて、フライヤ６をその巻治具２ａの周りを旋回させることによって巻線を行う。このとき、巻治具２ａと他の巻治具２ｂ〜２ｄとのＸ軸方向の位置が同じ場合、フライヤ６が隣の巻治具２ｂに干渉してしまう。そこで、フライヤ６と巻線しない巻治具２ｂ〜２ｄとの干渉を防止するため、巻治具２ａのＸ軸方向の位置を他の巻治具２ｂ〜２ｄの位置とずらす、つまり巻治具２ａをスピンドル軸３に向かって前進させる必要がある。この操作を行うのが、巻治具２を個別にスピンドル軸３の軸方向に移動させる巻治具移動手段としての巻治具移動機構６０である。
【００４０】
巻治具２は、巻治具移動機構６０によって、線材ガイド５０内を摺動自在に移動する。線材ガイド５０の端面には、巻線時に線材１を巻治具２に案内するためのガイド部５９がテーパ状に形成され、また、線材ガイド５０の端面は巻治具２の鍔部として機能する。したがって、巻治具移動機構６０による巻治具２の移動と共に、線材ガイド５０も巻治具２に対して最適な位置に移動させる必要がある。この操作を行うのが線材ガイド５０を個別にスピンドル軸３の軸方向に移動させる線材ガイド移動手段としての線材ガイド移動機構７０である。
【００４１】
ホルダー５８は、筐体５３と、Ｙ軸方向に延在し両端が筐体５３の両側壁に取り外し可能に固定されたガイドシャフト５２と、ガイドシャフト５２を介してＹ軸方向に所定間隔で配列され、線材ガイド５０を摺動自在に保持する複数のカバー部材５１（５１ａ〜５１ｄ）とを備える。
【００４２】
ガイドシャフト５２はカバー部材５１ａ〜５１ｄを貫通しているため、カバー部材５１は、Ｘ軸方向への移動は規制されるが、Ｙ軸方向へはガイドシャフト５２に沿って摺動することができる。したがって、隣合うカバー部材５１の間隔を調整することによって、連結コイルの隣合うコイルの間隔を任意に設定することができる。巻治具２への巻線時には、ねじ等の締結部材（図示せず）によってカバー部材５１をガイトシャフト５２に固定する。
【００４３】
線材ガイド５０はカバー部材５１にて摺動自在に保持されているため、ガイドシャフト５２を筐体５３から取り外すことによって、線材ガイド５０をカバー部材５１から取り外すことができる。このように、線材ガイド５０はホルダー５８によって着脱可能に保持されているため、連結コイルの所望の連数に応じて、巻治具２の個数を自由に設定することができる。
【００４４】
巻治具送り機構８は、基台１０に配置されたホルダー移動モータ５４と、ホルダー移動モータ５４の出力軸に連結されＹ軸方向に延在するボールねじ５５と、ホルダー５８の下部に固定されボールねじ５５が螺合するフォロア５６と、ボールねじ５５に沿って延在して配置されフォロア５６を案内するガイドレール５７とを備える。
【００４５】
これにより、ホルダー移動モータ５４が駆動すると、ホルダー５８はガイドレール５７に沿ってＹ軸方向に移動する。このようにして、巻治具２ａ〜２ｄを、スピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る。
【００４６】
次に、巻治具移動機構６０について図２を参照して説明する。巻治具２は、線材ガイド５０をＸ軸方向に貫通する貫通孔７８内に配置され、巻治具２の背面にはばね６１を介して棒状部材６２が連結されている。棒状部材６２の背面部６３は、貫通孔７８から突出し、駆動機構６５に連結している。
【００４７】
駆動機構６５は、ホルダー５８の筐体５３の背面に取り付けられた巻治具移動モータ６６と、巻治具移動モータ６６の出力軸に連結されＸ軸方向に延在するボールねじ６７と、ボールねじ６７が螺合し棒状部材６２の背面部６３と連結する移動板６８とを備える。これにより、巻治具移動モータ６６を駆動することによって、巻治具２をＸ軸方向に移動させることができる。
【００４８】
移動板６８にはＹ軸方向に蟻溝が形成され、棒状部材６２の背面部６３は、その蟻溝に摺動可能に嵌合している。このように、棒状部材６２はＸ軸方向へは移動板６８の移動に伴って移動し、Ｙ軸方向へは移動板６８に拘束されず自由に移動することができる。したがって、隣合うカバー部材５１の間隔を調整する際、カバー部材５１を駆動機構６５に拘束されることなくＹ軸方向に移動させることができる。
【００４９】
次に、線材ガイド移動機構７０について図２を参照して説明する。線材ガイド５０は、カバー部材５１を貫通して配置される。線材ガイド５０の背面端部には鍔部７１が形成されている。
【００５０】
鍔部７１は、線材ガイド５０の前進時に、カバー部材５１の背面に当接することによって所定以上の移動を規制するストッパーとして機能する。鍔部７１とカバー部材５１の背面との間には、ばね７２が介装されている。
【００５１】
線材ガイド５０をスピンドル軸３に向かって前進させるには、鍔部７１を付勢機構７３にて付勢することによって行う。また、前進させた線材ガイド５０を後退させるには、付勢機構７３にて鍔部７１に対する付勢力を解除し、鍔部７１の付勢時に鍔部７１とカバー部材５１の背面によって圧縮されたばね７２の付勢力によって行う。
【００５２】
付勢機構７３は、駆動機構６５と同様の構成であり、線材ガイド移動モータ７４とボールねじ７５と移動板７６とを備え、線材ガイド移動モータ７４が駆動することによって、移動板７６が鍔部７１を付勢する。
【００５３】
以上のように、線材ガイド移動機構７０による線材ガイド５０の移動は、巻治具移動機構６０による巻治具２の移動と独立である。したがって、線材ガイド移動機構７０によって線材ガイド５０を巻治具２に対して相対移動させ、線材ガイド５０の端面と巻治具２に当接しているセンターバー３０の端面との距離を調整することによってコイルの巻幅寸法を調整することが可能となる。
【００５４】
線材巻回機構１０１と巻治具調整機構１０２との間における基台１０上には、ノズル５から繰り出された線材１を保持するクランプ８０が配置される。
【００５５】
次に、巻線装置１００の動作について説明する。巻線装置の動作は、巻線装置１００に搭載された図示しないコントローラにて制御される。
【００５６】
まず、巻治具送り機構８を動作させることによって、ホルダー５８をＹ軸方向に移動させ、巻治具２ａ〜２ｄのうちの端部の巻治具２ａをスピンドル軸３に対峙させる。これにより、巻治具２ａはフライヤ６の回転中心に配置されることになる。なお、巻治具２ａとスピンドル軸３の鉛直方向の位置がずれている場合には、上下移動機構４０を動作させることによって位置調整を行う。
【００５７】
巻治具２ａに対応する巻治具移動機構６０を動作させることによって、巻治具２ａをスピンドル軸３に向かって前進させ、Ｘ軸方向の位置を他の巻治具２ｂ〜２ｄとずらす。また、この動作と同時に線材ガイド移動機構７０を動作させることによって、線材ガイド５０ａもスピンドル軸３に向かって前進させ、線材ガイド５０ａの端面からの巻治具２ａの突出量を調整する。この突出量がコイルの巻幅となる。
【００５８】
次に、ヘッド移動機構１１を動作させることによって、ヘッド１３に永久磁石３１ａ、３１ｂを介して連結されたセンターバー３０を巻治具２ａに向かって移動させ、センターバー３０の端面と巻治具２ａの端面とを当接させる。この際、巻治具２ａの背面にはばね６１が取り付けられているため、センターバー３０を巻治具２ａの端面に当接させた後、さらにセンターバー３０を前進させることによって、巻治具２ａはばね６１を圧縮しながら後退する。これにより、センターバー３０と巻治具２ａとの当接を確実なものとすることができる。
【００５９】
以上の動作によって、巻治具２ａの一端には線材ガイド５０ａ端面が、他端にはセンターバー３０端面がそれぞれ巻治具２ａの鍔部として配置され、この両鍔部間に線材１が巻線されることになる。
【００６０】
次に、巻治具２ａに対して線材１を巻き回す動作について説明する。まず、図示しない線材供給源から供給される線材１をノズル５に通し、線材１先端をクランプ８０により保持する。
【００６１】
ノズル５から繰り出される線材１を線材ガイド５０の端面に設けられた溝６９を介して巻治具２ａに案内する。
【００６２】
この状態にて、スピンドル軸３を回転させ、フライヤ６を回転させることによって、フライヤ６先端に支持されたノズル５が線材１を繰り出しながら巻治具２ａの周りを旋回する。線材ガイド５０ａに形成されたガイド部５９は線材１を巻治具２ａに案内するように傾斜しているため、ノズル５から繰り出される線材１は巻治具２ａの外周に巻き回される。
【００６３】
巻治具２ａは、その軸方向がフライヤ６の回転中心と一致するように配置されているため、巻治具２ａに巻き回される線材１の張力は巻線中一定に保たれる。したがって、フライヤ６を高速に回転させて巻線を行うことができる。
【００６４】
また、巻線中に、フライヤ移動機構２３を動作させることによって、フライヤ６をＸ軸方向に移動させ、巻治具２ａに巻線される線材１に対して送りをかける。
【００６５】
また、巻線中に、図示しない熱風装置によって巻治具２ａに巻線された線材１に対して熱風を吹きかけ、線材１の融着層を溶融して、線材相互間を融着固化させる。
【００６６】
巻治具２ａに対する巻線が終了した後、巻治具移動機構６０及び線材ガイド移動機構７０を同期して動作させることによって、巻治具２ａ及び線材ガイド５０ａを後退させ元の位置に戻す。このとき、フライヤ移動機構２３を動作させ、フライヤ６も巻治具２ａと同方向に同距離だけ移動させる。これは、巻治具２ａの移動に伴ってフライヤ６も移動させない場合には、融着固化された線材１が巻治具２ａ上にて引っ張られ、線材１の融着部が剥がれてしまう可能性があり、これを防止するためである。
【００６７】
そして、巻治具送り機構８を動作させることによって、ホルダー５８をＹ軸方向に移動させ、巻治具２ａの隣りに配置された巻治具２ｂをスピンドル軸３と同軸上に対峙させ、フライヤ６の回転中心に配置する。以降は、上記に示した動作を繰り返し、巻治具２ｂに対して巻線を行う。
【００６８】
以上のように、巻治具２ａ〜２ｄをスピンドル軸３と同軸上でかつ対峙する位置に順次送り、巻治具２ａ〜２ｄに対して順番に巻線を行うことによって複数のコイルが連結された連結コイルを巻線する。
【００６９】
巻治具２ａ〜２ｄの巻線が終了した後、線材１における巻治具２ａとクランプ８０の間を切断する。そして、線材１における巻治具２ｄとノズル５の間をクランプ８０にて保持すると共に巻治具２ｄとクランプ８０の間を切断する。これにより、巻治具２ａ〜２ｄに巻線された線材１は、クランプ８０及びノズル５から切り離される。
【００７０】
次に、巻治具移動機構６０における駆動機構６５を動作させることによって、巻治具２ａ〜２ｄを後退させ線材ガイド５０ａ〜５０ｄの貫通孔７８内に収容する。このとき、巻治具２ａ〜２ｄに巻線されたコイルは、線材ガイド５０ａ〜５０ｄの端面にて移動が規制されるため、巻治具２ａ〜２ｄ外周から取り外される。
【００７１】
なお、コイルの取り外しは、線材ガイド移動機構７０を動作させることによって、線材ガイド５０ａ〜５０ｄを前進させ巻治具２ａ〜２ｄを線材ガイド５０ａ〜５０ｄの貫通孔７８内に収容することによっても行うことができる。つまり、コイルの取り外しは、巻治具移動機構６０及び線材ガイド移動機構７０の少なくとも一方を動作させ、巻治具２ａ〜２ｄを線材ガイド５０ａ〜５０ｄ内に収容することによって行われる。
【００７２】
以上の本実施の形態によれば、複数の巻治具２ａ〜２ｄは、スピンドル軸３と同軸上に対峙された位置に順次送られ、かつ線材１はスピンドル軸３を中心に旋回するフライヤ６に支持されたノズル５から繰り出されるため、巻線される巻治具２ａ〜２ｄとノズル５との距離は、巻線時常に一定に保たれる。したがって、巻線時、線材１の張力は一定に保たれるため、より高速で巻線することが可能となり、効率良く巻線を行うことができる。また、巻治具２ａ〜２ｄに巻線される線材の張力が一定であるため、所望のコイル形状を得易い。
【００７３】
また、巻治具２ａ〜２ｄを個別にスピンドル軸３の軸方向に移動させることができるため、複数の巻治具２ａ〜２ｄのうち巻線する巻治具を他の巻治具と干渉しない位置に配置することができ、効率良く巻線を行うことができる。
【００７４】
また、線材ガイド５０はホルダー５８によって着脱可能に保持されているため、巻治具２の個数を自由に設定することができる。したがって、従来の巻線装置のように、連結コイルの連数に応じて別体の巻線装置を用意したり、複数のスピンドル軸を用意したりする必要がなく、一の巻線装置において、所望の連数を有する連結コイルを巻線することができ、連数の違う連結コイルの巻線に柔軟に対応することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態では、各部材の移動がモータによって行われるため、各部材の様々な制御を容易に行うことができる。例えば、連結コイルの寸法等によってホルダー５８におけるカバー部材５１の間隔を変更した場合には、それに併せて巻治具送り機構８による巻治具２のＹ軸方向への移動距離、及び巻治具移動機構６０による巻治具２のＸ軸方向への移動距離を制御する必要がある。しかし、この制御は、ホルダー移動モータ５４及び巻治具移動モータ６６によって行うことができるため、非常に容易である。
【００７６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、連結コイルの巻線装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態に係るコイル巻線装置１００を示す斜視図である。
【図２】同じくコイル巻線装置１００を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００ コイル巻線装置
１０１ 線材巻回機構
１０２ 巻治具調整機構
１ 線材
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 巻治具
３ スピンドル軸
４ スピンドル軸回転機構
５ ノズル
６ フライヤ
８ 巻治具送り機構
１１ ヘッド移動機構
１３ ヘッド
２１ フライヤ支持板
２３ フライヤ移動機構
３０ センターバー
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 線材ガイド
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ カバー部材
５２ ガイドシャフト
５８ ホルダー
６０ 巻治具移動機構
７０ 線材ガイド移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが連結された連結コイルを巻線するコイル巻線装置であって、
軸中心に回転可能なスピンドル軸と、
線材供給部材を支持すると共に前記スピンドル軸の回転に伴って当該スピンドル軸を中心に旋回するフライヤと、
線材が巻線される複数の巻治具と、
前記複数の巻治具を前記スピンドル軸と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り手段と、
前記複数の巻治具を個別に前記スピンドル軸の軸方向に移動する巻治具移動手段と、
を備えることを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項２】
前記スピンドル軸と同軸上でかつ回転不能に配置されたセンターバーを備え、
前記複数の巻治具のうち前記スピンドル軸に対峙する巻治具と前記センターバーとが当接した状態にて当該巻治具に対して巻線を行うことを特徴とする請求項１に記載のコイル巻線装置。
【請求項３】
前記巻治具送り手段は、
前記巻治具を各々保持し巻線時には線材を前記巻治具に案内する複数の線材ガイドと、
前記複数の線材ガイドを配列すると共に、個別に着脱可能とするホルダーと、
前記ホルダーを前記巻治具の配列方向に移動するホルダー移動機構と、
を備える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】
前記複数の線材ガイドを個別に前記スピンドル軸の軸方向に移動する線材ガイド移動手段を備え、
前記線材ガイド移動手段による線材ガイドの移動は、前記巻治具移動手段による巻治具の移動と独立であり、
前記線材ガイドの端面と前記センターバーの端面との距離を調整することによってコイルの巻幅寸法を調整することを特徴とする請求項３に記載のコイル巻線装置。
【請求項５】
前記巻治具移動手段及び前記線材ガイド移動手段の少なくとも一方を動作させ、前記巻治具を前記線材ガイド内に収容することによって、前記巻治具外周から前記線材が取り外されてなることを特徴とする請求項４に記載のコイル巻線装置。
【請求項６】
複数のコイルが連結された連結コイルを巻線するコイル巻線方法であって、
複数の巻治具のうち所望の巻治具を軸中心に回転可能なスピンドル軸と同軸上でかつ対峙する位置に送る工程と、
前記所望の巻治具を前記スピンドル軸に向かって前進させる工程と、
前記スピンドル軸の回転に伴って当該スピンドル軸を中心に旋回するフライヤを通じて供給される線材を前記所望の巻治具に巻線する工程と、
巻線を終えた前記所望の巻治具を元の位置に後退させる工程と、を備え、
前記各工程を繰り返し、前記複数の巻治具に対して順番に巻線を行うことによって連結コイルを巻線することを特徴とするコイル巻線方法。
【請求項１】
複数のコイルが連結された連結コイルを巻線するコイル巻線装置であって、
軸中心に回転可能なスピンドル軸と、
線材供給部材を支持すると共に前記スピンドル軸の回転に伴って当該スピンドル軸を中心に旋回するフライヤと、
線材が巻線される複数の巻治具と、
前記複数の巻治具を前記スピンドル軸と同軸上でかつ対峙する位置に順番に送る巻治具送り手段と、
前記複数の巻治具を個別に前記スピンドル軸の軸方向に移動する巻治具移動手段と、
を備えることを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項２】
前記スピンドル軸と同軸上でかつ回転不能に配置されたセンターバーを備え、
前記複数の巻治具のうち前記スピンドル軸に対峙する巻治具と前記センターバーとが当接した状態にて当該巻治具に対して巻線を行うことを特徴とする請求項１に記載のコイル巻線装置。
【請求項３】
前記巻治具送り手段は、
前記巻治具を各々保持し巻線時には線材を前記巻治具に案内する複数の線材ガイドと、
前記複数の線材ガイドを配列すると共に、個別に着脱可能とするホルダーと、
前記ホルダーを前記巻治具の配列方向に移動するホルダー移動機構と、
を備える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】
前記複数の線材ガイドを個別に前記スピンドル軸の軸方向に移動する線材ガイド移動手段を備え、
前記線材ガイド移動手段による線材ガイドの移動は、前記巻治具移動手段による巻治具の移動と独立であり、
前記線材ガイドの端面と前記センターバーの端面との距離を調整することによってコイルの巻幅寸法を調整することを特徴とする請求項３に記載のコイル巻線装置。
【請求項５】
前記巻治具移動手段及び前記線材ガイド移動手段の少なくとも一方を動作させ、前記巻治具を前記線材ガイド内に収容することによって、前記巻治具外周から前記線材が取り外されてなることを特徴とする請求項４に記載のコイル巻線装置。
【請求項６】
複数のコイルが連結された連結コイルを巻線するコイル巻線方法であって、
複数の巻治具のうち所望の巻治具を軸中心に回転可能なスピンドル軸と同軸上でかつ対峙する位置に送る工程と、
前記所望の巻治具を前記スピンドル軸に向かって前進させる工程と、
前記スピンドル軸の回転に伴って当該スピンドル軸を中心に旋回するフライヤを通じて供給される線材を前記所望の巻治具に巻線する工程と、
巻線を終えた前記所望の巻治具を元の位置に後退させる工程と、を備え、
前記各工程を繰り返し、前記複数の巻治具に対して順番に巻線を行うことによって連結コイルを巻線することを特徴とするコイル巻線方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１９４４６０（Ｐ２００７−１９４４６０Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２１５８（Ｐ２００６−１２１５８）
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【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１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【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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