多連巻きコイル巻線方法及び装置
【課題】α巻コイルを多連に巻線すること、および軸回しコイルを多連に巻線する方法および装置を提供する。
【解決手段】α巻されたコイルの巻終わりリードとフライヤのノズル間の線材を引き出し、巻芯を回転させて引き出した線材を巻芯に巻き取るとともに、フライヤを巻芯の周囲に巻芯と同方向に倍速で回転させて巻線する。この動作を繰りかえして多連のα巻コイルを巻線することができる。また、フライヤの回転速度を巻芯の回転速度と同速度とすることにより、引き出された線材のみ巻芯に巻線され、多連の軸回しコイルを巻線することができる。
【解決手段】α巻されたコイルの巻終わりリードとフライヤのノズル間の線材を引き出し、巻芯を回転させて引き出した線材を巻芯に巻き取るとともに、フライヤを巻芯の周囲に巻芯と同方向に倍速で回転させて巻線する。この動作を繰りかえして多連のα巻コイルを巻線することができる。また、フライヤの回転速度を巻芯の回転速度と同速度とすることにより、引き出された線材のみ巻芯に巻線され、多連の軸回しコイルを巻線することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルを多連に巻線するのに、簡素な構成や小型化をはかるとともに、仕様変更が容易な巻線ができるよう自動化をはかった巻線方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、例えばα巻（巻始め、及び巻終わりリードが共に外周になる。外々巻ともいう）の多連コイルを製造する場合は、１個のα巻コイルを製造し、これらのリード線を半田等で接続することにより多連コイルとしていた。（特許文献１、２参照）
【０００３】
また、α巻きコイルではなく、通常の軸回し巻線方式によるコイルを連結する場合は、回転軸方向に巻芯（ボビン）を配列する必要があるが、コイルの姿勢を保持するために、中継板を介して、左右のスピンドル軸から巻芯を押圧した状態で、一方の巻芯に巻線したのち、中継板を線材が乗り越えて、軸方向に隣接する他方の巻芯に巻線するようにしていた。
【０００４】
【特許文献１】特願平１０−９３５３９号公報
【特許文献２】特願２０００−７９８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、近年、α巻や、通常巻のコイルを多連に巻線することが要求されてきているが、α巻コイルを多連に連結して自動に巻くことは難しく、これを実現した巻線方法及び装置はない。また、通常巻コイルにおいてもフライヤ方式では多連巻きは実現されているが、軸回し方式では２連巻がせいぜいであり、それ以上の多連コイルを巻線しようとすると、巻芯をスピンドルが押さえきれず、巻線中に、巻芯が外れてしまうという問題があった。本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり
▲１▼α巻コイルを多連に連結して自動に巻線する巻線方法及び装置
▲２▼軸回し方式の通常巻コイルを多連に連結して自動に巻線する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】
【０００６】
▲１▼α巻コイルを多連に連結して自動に巻線するために
▲１▼−１：巻芯の周囲を回転する線材供給部の先端から繰り出される線材をチャックして、回転軸に直交する方向に線材を移動させ線材を所定長さ引き出した後、巻芯を回転させて、引き出した線材を巻芯に巻き取るとともに、線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に倍速で回転させることにより、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。この動作により、一つのα巻コイルが巻き線される。この後、連結コイルとするため、まず巻芯に巻かれたα巻コイルを巻芯から外す。そして、α巻コイルの巻終わりリードと線材供給部の間の線材をチャックして、回転軸に直交する方向に移動させて線材を所定長さ引き出す。そして、巻芯を回転し、引き出した線材を巻芯に巻き取るとともに、線材供給部を巻芯の回転方向に倍速で回転させて、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。この動作により二つ目のα巻コイルが一つ目のα巻コイルに連結して巻線される。この後、同様に、巻芯からα巻きコイルを外す。以下同様に同じ動作を繰り返すことにより、連結した多連のα巻コイルを巻線するものとした。なお、連結されたα巻コイル間の渡り線の長さは、線材供給部とα巻コイルの巻き終わりリード間の線材のチャック位置を変えることにより適宜調整できる。この場合は、回転するスピンドル軸は一つであり、巻き終えたα巻コイルを巻芯から取り外すとともに、チャックを持ち替えることにより多連に連結したα巻コイルを巻線できる。
【０００７】
▲１▼−２：複数のスピンドル軸を平行に配列し、線材供給部から繰り出された線材の先端をチャックで保持し、チャックと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸を回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端の巻芯に巻線されるとともに、線材供給部をスピンドル軸の回転方向と同方向に倍速で回転させることにより、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。このとき、引き出された線材は、所定のテンションが付与されて、巻芯に巻き付けられていく。この動作により一つのα巻コイルが巻線される。次に、スピンドル軸を軸方向に直交する方向に移動させ、新たな巻芯を固定したスピンドル軸に線材供給部を対峙させる。ここで、ふたたび、すでに巻芯に巻かれたコイルと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸を回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端の巻芯に巻線されるとともに、線材供給部をスピンドル軸の回転方向と同方向に倍速で回転させることにより、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。この動作により二つ目のα巻コイルが一つ目のα巻コイルに連結して巻線される。ここで、再びスピンドル軸をスピンドル軸を軸方向に直交する方向に移動させ、新たな巻芯を固定したスピンドル軸に線材供給部を対峙させる。以下同様な動作を繰り返し、連結した多連のα巻コイルを巻線するものとした。この場合、保持部の両側から線材が引き出されるので、引き出し方向の高さを低くできるというメリットがある。
【０００８】
▲２▼軸回し方式の通常巻コイルを多連に連結して自動に巻線するために
▲２▼−１：巻芯の回転軸と同期して回転する線材供給部材の先端から繰り出される線材をチャックして、回転軸に直交する方向にチャックを移動して線材を所定長さ引き出す。次に、回転軸と同期して線材供給部材を回転させ、回転軸の巻芯の周囲にチャックにより引き出された線材を巻芯に巻きつける。このとき線材には所定のテンションが付与されて、巻芯に向け移動していく。チャックが巻芯近傍にまで来たら、スピンドル軸の回転を止め、チャックを開放する。次に、巻芯から通常巻コイルを外す。そして、コイルのリードと、線材供給部の間をチャックにより保持し、再びチャックを回転軸に直交する方向に移動して線材を所定長さ引き出す。そして、回転軸と同期して線材供給部を回転させ、回転軸の巻芯の周囲にチャックにより引き出された線材を巻芯に巻きつける。以下同様に巻線を行い、軸回し方式の多連コイルを巻線するものとした。なお、この場合、１軸で多連コイルを巻線できるメリットがあり、巻き終えたコイルのリード部をチャックする位置により、コイル間の渡り線の長さを任意に調整できる。
【０００９】
▲２▼−２：複数のスピンドル軸を平行に配列し、スピンドル軸と同期して回転する線材供給部から繰り出された線材の先端をチャックで保持し、チャックと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸と線材供給部を同期して回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端に固定された巻芯に巻線される。次に、スピンドル軸を軸方向に直交する方向に移動させ、新たな巻芯を固定したスピンドル軸に線材供給部を対峙させる。ここで、ふたたび、すでに巻芯に巻かれたコイルと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸と線材供給部を同期回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端に固定された巻芯に巻線される。このようにして、軸回し方式のコイルが連結して巻線される。以下同様にして、巻線することにより多連の軸回し方式のコイルが巻線されるものとした。この場合、保持部の両側から線材が引き出されるため、引き出し方向の高さを低くできるというメリットがある。
【発明の効果】
【００１０】
連結されたα巻コイルおよび軸回しコイル間の渡り線の長さは、線材供給部とα巻コイル及び軸回しコイルの巻き終わりリード間の線材のチャック位置を変えることにより適宜調整できる。また、回転するスピンドル軸は一つであり、巻き終えたα巻コイルおよび軸回しコイルを巻芯から取り外すとともに、チャックを持ち替えることにより多連に連結したα巻コイルを巻線できる。
【００１１】
α巻コイルおよび軸回しコイルの巻芯に巻かれる引き出し線は、線材の保持部の両側から線材が引き出されるので、引き出し方向の高さを低くできるというメリットがある。またスピンドル軸を多軸としたので、作業タクトを短縮できる。
【実施例】
【００１２】
本発明の第１の実施例につき説明する。第１の実施例の装置の構成は以下の通り。
【００１３】
図１に示すように、軸中心に回転するスピンドル軸１と、これを駆動するスピンドルモータ２と、スピンドル軸１の軸方向への移動機構３と、スピンドル移動モータ４と、スピンドル軸１先端に固定された巻芯５と、スピンドル軸１に対向しスピンドルの周囲を回転するフライヤ６と、フライヤを回転させるフライヤモータ２０と、フライヤ６のスピンドル軸１方向への移動機構８と、フライヤ移動モータ９と、フライヤ６の先端に設けられた線材２１を繰り出すノズル１０と、ノズル１０から繰り出される線材２１の先端を保持するチャック１２とこのチャック１２をスピンドル軸１に直交する方向に移動可能とする線材チャック機構１３と、前記の巻芯をスピンドル軸１内に収容する巻芯移動機構１５とからなる。
【００１４】
以上の構成のもと、α巻コイルの多連コイルの巻線方法につき説明する。
【００１５】
まず、図３のＡからＧの工程図に示されるように、線材２１を図示しない線材スプールから引き出し、図示しないテンション装置を経て、回転するフライヤ６の中空の回転軸から挿入し、フライヤ６先端のアーム７を経て、アーム７に固定された中空のノズル１０に挿通される。
【００１６】
ノズル１０から繰り出された線材２１は、スピンドル軸１に直交する上方向に移動するチャック１２により保持されサーボモータ１４によるチャック１２の移動によりノズル１０から所定長さ線材２１が引き出される。なお、チャック１２はガイドレール２６上の移動台２３及び中継板２４を介してサーボモータ１４のプーリー２７に掛けまわされているベルト２５に固定されており、ベルト２５の移動に伴い移動するようになっている。
【００１７】
一方フライヤ６もフライヤ移動機構８のフライヤ移動モータ９によって、巻芯５の巻胴部の中心部に移動し、フライヤ６のノズル１０から繰り出された線材２１が、巻芯５に１巻きされて線材２１を巻芯５に固定する。
【００１８】
この状態から、巻芯５は例えば時計方向に回転をするとともに、１回転ごとにスピンドル軸１が線径分移動して、多層に整列巻線される。これによりチャック１２により引き出された線材２１は、巻芯５に巻き取られるが、チャック１２も巻芯５の回転に同期して、下方に移動し、巻線に必要な一定のテンションが付与されるように、サーボモータ１４の下方向への移動を制御する。なお、この際、線材２１の移動を正確にするために、スピンドル軸１と共に移動可能な線ガイド部材１７を用いるとより精密に巻線ができる。線ガイド部材１７は線材２１を両側からピンで狭持するようになっており、線ガイド移動シリンダ１８により、移動可能であり、チャック１２が巻線されたコイルの近傍に移動する際に邪魔にならないように退避できるようになっている。
【００１９】
同時に、フライヤ６は、巻芯５の周囲を巻芯５の回転方向と同方向に倍の速度で回転する。これにより、フライヤ６から繰り出される線材２１も同時に巻芯５に巻線される。この際、フライヤ６も巻芯５の軸方向に移動して、多層に整列巻線される。この場合、巻芯５は、１回転ごとに、線径分軸方向に移動するので、フライヤ６は１回転ごとに２線径分移動することになる。これにより、巻き終わりの線材リードは、巻芯５の回転による巻線側もフライヤ６の回転による巻線側も最外周に位置することになる。巻線された多連コイルは図５のＢに示すような形状となる。
【００２０】
もちろん、巻芯５の回転による巻線２１およびフライヤ６の回転による巻線をそれぞれ２列で多層に行うことも可能である。この場合は、巻芯５およびフライヤ６には回転軸方向への送りをかけず、静止位置で巻線を行う。この場合は、スピンドル軸１およびフライヤ６の軸方向への移動機構は不要である。このようにして巻線された多連コイルは図５のＡに示すような形状となる。なお必要によりコイルの巻幅を規制するため、フライヤ６側にセンター押さえ板２２を設けても良い。センター押さえ２２はフライヤ６に対して回転自在になっている。
【００２１】
このように、一つのα巻コイルが巻線されたら、巻芯５をスピンドル軸１内に後退させる。巻芯５は通常はスピンドル軸１内を貫通するシリンダにより突出する方向に押し出されているが、スピンドル軸１内に後退させる場合は、巻芯移動機構１５の巻芯移動シリンダ１６によりスピンドル軸１内に後退させる。この動作により、α巻コイルは巻芯５から外れる。
【００２２】
次に、チャック１２を開放して線材２１を開放し、線材チャック機構１３のチャック１２を移動して、フライヤ６側の巻終わりリードの近傍でフライヤ６のノズル１０から繰り出されている線材２１をチャックする。なお、チャック位置の調整により、コイル間の渡り線の長さは調整可能である。
【００２３】
そして、ふたたび、チャック１２をチャック機構１３のサーボモータ１４により上方向に移動させて、線材２１を所定長さノズル１０から引き出す。この際すでに巻線されたα巻コイルは、チャック１２とともに上方向に移動する。なお、チャック１２の移動はサーボモータ１４でなくても、エアーシリンダ等に置きかえることも可能である。
【００２４】
そして、このような動作を必要回数繰り返すことにより、多連のα巻コイルを製作することができる。
【００２５】
次に第２の実施例につき説明するが、装置の構成は第１の実施例と同様である。
第２の実施例は、多連の通常巻の軸回しコイルの巻線方法についてであるが、この場合、第１の実施例と異なるのは、フライヤ６が、巻芯５の回転方向と同方向に同一速度で回転する点のみが異なる。
【００２６】
フライヤ６が、巻芯５の回転方向と同方向に同一速度で回転することにより、フライヤ６によっては、巻芯５に線材２１は巻線されず、ちょうど、巻芯５の端部に線材２１を固定して軸回しの巻線２１を行うのと同様の作用を呈する。したがって、巻芯５には、ノズル１０からチャック１２により引き出された線材２１が一定のテンションにより巻線されて行く。この場合も、コイルは、多列多層でも、１列多層のいずれも巻線が可能である。この場合のコイル形状は多層多列の場合は図５のＤのような形状となり、１列多層の場合は図５のＣのようになる。
【００２７】
次に第３の実施例につき説明する。これは、第１、第２の実施例において連結されるコイルの形状が異なり、したがって巻芯５の形状や径が異なる場合を想定している。
例えば、一方のコイルが丸形であり、隣接して連結される他方のコイルが四角形のような場合である。
【００２８】
この場合は、例えばスピンドル軸１を平行に２つ配列し、フライヤ６に対して横移動可能に構成する。この場合は、２列のスピンドルを横移動させる横移動モータ１９が追加される。まず、上述の説明で行ったように、一方の丸形の巻芯５にα巻コイルあるいは通常巻の軸回しコイルを巻線する。そして、巻芯５に巻線したコイルを巻芯５から取り外し、スピンドル軸１を横移動させ、他方の四角形の巻芯５をフライヤ６に対峙させる。そして、コイルの巻終わりリードとフライヤ６のノズル１０の間の線材２１をチャック１２で保持し、チャック移動機構１３でチャック１２を巻芯５の上方向に巻線されたコイルと共に移動させ、線材２１を所定長さノズル１０から引き出す。
【００２９】
ここで、α巻コイルの場合は、フライヤ６を巻芯と同方向に２倍の速度で回転させ、通常巻の軸回しコイルの場合は、巻芯と同方向に同じ速度で回転させる。
このように巻線することで、２連の連結コイルが形成される。さらに、次に再び丸形のコイルを連結させたければ、巻線したコイルを巻芯５から取り外し、スピンドル軸１を横方向に移動させてもとに戻し、再び丸形の巻芯５とフライヤ６を対峙させる。
【００３０】
そして、同様の動作を繰り返すことにより、３個のコイルが連結されて巻線される。
したがって、α巻コイルと通常巻の軸回しコイルを任意の配列で混在させて多連の連結コイルを形成することも可能である。
【００３１】
次に第４の実施例について説明する。第４の実施例の巻線装置の構成は図２に示すように以下の通り。複数の軸中心に回転するスピンドル軸１を収容し、ガイドレール上をスピンドル軸と直交する方向にスピンドル横移動機構４５とスピンドル横移動モータ４６により移動可能なスピンドル台２８と、前記のスピンドル軸１と接離可能に構成されるスピンドル駆動機構２９において、出力軸３０がスプライン加工され、スピンドル軸１内の収容部とスプライン結合し、スピンドル軸１と一体に回転するスピンドルモータ３１と、スピンドルモータ移動シリンダ３２と、スピンドル軸１に保持される巻芯５と、前記巻芯５に対峙し巻芯５の周囲を回転するフライヤ６と、フライヤ６をプーリーおよびベルトを介して回転させるフライヤ回転モータ２０と、フライヤ６の先端に取り付けられ線材２１を挿通するノズル１０と、ノズル１０から繰り出される線材２１を保持するクランプ１１と、クランプ１１またはコイルの巻終わりリードとフライヤ６先端のノズル１０間の線材２１をフックして上方向に線材を引き出す線材引き出し機構３４においては、フック部のプーリー３５を保持する中継板３６と中継板３６に固定されるガイドレール３７上を移動するガイド台３８とガイド台３８に固定される移動板３９と移動板３９を固定するベルト４０と、ベルト４０はフック移動モータ４１の出力軸に固定されたプーリー４２に掛けまわされており、フック部のプーリー３５を前後に移動させるフック部移動機構４３が設けられる。また必要に応じて、スピンドル軸１の軸方向へのスピンドル移動機構３３と、フライヤ６の軸方向へのフライヤ移動機構４４が設けられる。
【００３２】
以上の構成のもと図４のＡからＦの工程図に示すように以下のように動作する。
まず、スピンドル台２８の一端のスピンドル軸１をフライヤ６に対峙させる。フライヤ６先端のノズル１０には、図示しない線材スプールから引き出された線材２１が、図示しないテンション装置を経て、回転するフライヤ６の中空の回転軸から挿入され、フライヤ６先端のアーム７を経てアーム７に固定された中空のノズル１０に挿通される。
【００３３】
そして、ノズル１０先端から繰り出された線材２１は、スピンドル台２８の側面に固定されたクランプ１１に保持される。この状態から、クランプ１１とノズル１０間の線材２１を線材引き出し機構３４によりフックして、上方向に引き出す。線材引き出し機構３４のフック部の構造は、例えば、前述の先端にプーリー３５を設けた棒状の部材のようなものであってもよいし、フックピンのようなものであっても良い。
【００３４】
所定長の線材２１を引き出したら、フライヤ６が前進して、フライヤ６から繰り出される線材２１を巻芯５の巻胴部の中央に位置させる。このとき、必要に応じて巻芯５の端部を押さえて巻幅の規制を行うセンター押さえ２２を設けても良い。また、巻線に先立ち、フライヤ６を巻芯５の周囲に１回転させておき、線材２１を固定し、引き続き行なわれる巻芯５の回転と、フライヤ６の回転による巻線を安定させるようにする。
【００３５】
巻芯５の巻胴部の中央にフライヤ６を位置させたら、巻芯５を回転させるとともに、巻芯５の回転方向と同方向に巻芯５の回転の倍速で、フライヤ６を回転させる。こうすることにより、巻芯５には、巻芯５の回転により、線材引き出し機構３４により引き出された線材２１が、巻き取られて行くと共に、フライヤ６の回転により、巻芯５の周囲にフライヤ６から繰り出される線材２１が巻き付けられて行く。前述のように、２列多層に巻線するのであれば、巻芯５およびフライヤ６ともに、同一位置で巻線を行えば良い。そうすることにより、巻芯５には、フライヤ６により、１列多層に巻上げられた線材２１と巻芯５の回転により線材引き出し機構３４により引き出された線材２１が１列多層に巻き上げられていく。こうして、それぞれの巻き終わりのリード部はコイルの最外周に位置することになり、２列のα巻コイルが製造される。
【００３６】
もちろん、それぞれを多列多層に巻線することも可能である。この場合は、スピンドル軸１が巻芯５の軸方向に移動してもスピンドル軸１の回転が伝達されるようにたとえば前述のようなスプライン軸を用いた構成とすれば良い。同様に、フライヤ６も前述のように巻芯５の軸方向に移動可能に構成すれば良い。この場合は、巻芯５の１回転につき、スピンドル軸１を軸方向に線径分移動させて整列巻し、所定の巻幅になったら、軸の移動方向を反転させ、多列多層に線材を巻き上げて行く。同様にフライヤ６側も、前述のごとくフライヤ６の１回転につきフライヤ６を線径の２倍軸方向に移動させる。所定の巻幅になったらフライヤ６の移動方向を反転し、多列多層に整列巻線を行う。このように巻線することにより、線材２１の巻き終わりは互いに最外周になり、多列のα巻コイルが製造される。
【００３７】
以上のように、１個のα巻コイルが巻線されたら、スピンドル台２８を横移動させて、隣接する新たなスピンドル軸１の巻芯５をフライヤ６に対峙させる。そして、巻線されたα巻コイルの巻き終わりリードとフライヤ６のノズル１０間の線材２１を線材引き出し機構３４により、所定長さ上方向に引き出す。そして、前述同様に、巻芯５を回転させると共に、フライヤ６を巻芯５と同方向に倍速で回転させて、新たなα巻コイルを製造する。
【００３８】
このようにして、所定数のα巻コイルを連結して巻線する。なお、各α巻コイル間の渡り線の長さは、スピンドル軸１間の距離により規制されるが、多相のモータコイルとして使用する場合などは、所定長さあったほうが都合が良い場合もあり、その用途により、メリットが生じる。また、上述の実施例では、巻芯５の回転とフライヤ６の回転を同時に行ったが、それぞれの回転を、別々に行っても、本発明の目的は達せられる。
【００３９】
つぎに、第５の実施例として、通常巻の軸回しコイルの多連コイルの巻線方法について説明する。この場合、装置の構成はα巻コイルの巻線の場合と同様である。
違いは、巻芯５の回転と同期して同速度でフライヤ６を同方向に回転させることである。こうする事により、フライヤ６から繰り出されている線材２１は巻芯５の端部に固定されているのと同様の作用を呈する。したがって、巻芯５の周囲に、線材引き出し機構３４から引き出された線材２１を巻きつけることができ、軸回しコイルが巻線される。この場合も、スピンドル軸１を移動させなければ、１列の多層コイルとなり、スピンドル軸を軸方向に移動させれば、多列多層の軸回しコイルが巻線される。このようにして１つの軸回しコイルが製造される。
【００４０】
つぎに、α巻コイルの場合と同様に、スピンドル台２８を横移動させて、新たなスピンドル軸１の巻芯５をフライヤ６に対峙させる。そして、コイルの巻き終わりのリードとフライヤ６のノズル間の線材２１を線材引き出し機構３４により、所定長さ上方向に引き出す。そして、巻芯５の回転と同期して同速度でフライヤ６を同方向に回転させる。そして、巻芯５の周囲に、線材引き出し機構３４から引き出された線材２１を巻きつけることができ、２個目の連結された軸回しコイルが巻線される。以下同様に、所定数の軸回しコイルを巻線し、所定個数の軸回しコイルが連結して製造される。
【００４１】
一連のスピンドル軸１による巻線装置に比べ、装置は大型化するが、巻芯５に巻き付ける引き出し線をフック部材としてのプーリー３５の両側に引き出せるので、引き出し高さを押さえられるというメリットがあり、また作業タクトも動作が少ない分、短縮できるというメリットもある。またこの場合も巻線する多連コイル形状や異なる径のコイルを混在させる場合などは、スピンドル軸に固定する巻芯５の形状や径を適宜変えれば可能である。
【００４２】
以上述べたように、いずれの実施例の場合も、従来実現できなかった、多連のα巻コイルや多連の軸回しコイルの巻線が簡単な構造の巻線機で実現でき、その作用効果には大きいものがある。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の多連α巻コイルおよび軸回しコイルは、例えば、電子機器用各種コイル、特にモータ用コイルに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態を示す多連コイル巻線装置の斜視図
【図２】他の実施の形態を示す多連コイル巻線装置の斜視図
【図３】多連α巻コイルおよび軸回しコイルを形成する工程を示す斜視図
【図４】多連α巻コイルおよび軸回しコイルを形成する他の工程を示す斜視図
【図５】本発明により形成される多連α巻コイルおよび軸回しコイルの斜視図
【符号の説明】
【００４５】
１ スピンドル軸
２ スピンドルモータ
３ スピンドル軸方向移動機構
４ スピンドル移動モータ
５ 巻芯
６ フライヤ
７ アーム
８ フライヤ移動機構
９ フライヤ移動モータ
１０ ノズル
１１ クランプ
１２ チャック
１３ チャック機構
１４ サーボモータ
１５ 巻芯移動機構
１６ 巻芯移動シリンダ
１７ 線ガイド
１８ 線ガイド移動シリンダ
１９ 横移動モータ
２０ フライヤモータ
２１ 線材
２２ センター押さえ板
２３ 移動台
２４ 中継板
２５ ベルト
２６ ガイドレール
２７ プーリー
２８ スピンドル台
２９ スピンドル駆動機構
３０ 出力軸
３１ スピンドルモータ
３２ スピンドルモータ移動シリンダ
３３ スピンドル軸移動機構
３４ 線材引き出し機構
３５ プーリー
３６ 中継板
３７ ガイドレール
３８ ガイド台
３９ 移動板
４０ ベルト
４１ フック移動モータ
４２ プーリー
４３ フック部移動機構
４４ フライヤ移動機構
４５ スピンドル軸横移動機構
４６ スピンドル軸横移動モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルを多連に巻線するのに、簡素な構成や小型化をはかるとともに、仕様変更が容易な巻線ができるよう自動化をはかった巻線方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、例えばα巻（巻始め、及び巻終わりリードが共に外周になる。外々巻ともいう）の多連コイルを製造する場合は、１個のα巻コイルを製造し、これらのリード線を半田等で接続することにより多連コイルとしていた。（特許文献１、２参照）
【０００３】
また、α巻きコイルではなく、通常の軸回し巻線方式によるコイルを連結する場合は、回転軸方向に巻芯（ボビン）を配列する必要があるが、コイルの姿勢を保持するために、中継板を介して、左右のスピンドル軸から巻芯を押圧した状態で、一方の巻芯に巻線したのち、中継板を線材が乗り越えて、軸方向に隣接する他方の巻芯に巻線するようにしていた。
【０００４】
【特許文献１】特願平１０−９３５３９号公報
【特許文献２】特願２０００−７９８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、近年、α巻や、通常巻のコイルを多連に巻線することが要求されてきているが、α巻コイルを多連に連結して自動に巻くことは難しく、これを実現した巻線方法及び装置はない。また、通常巻コイルにおいてもフライヤ方式では多連巻きは実現されているが、軸回し方式では２連巻がせいぜいであり、それ以上の多連コイルを巻線しようとすると、巻芯をスピンドルが押さえきれず、巻線中に、巻芯が外れてしまうという問題があった。本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり
▲１▼α巻コイルを多連に連結して自動に巻線する巻線方法及び装置
▲２▼軸回し方式の通常巻コイルを多連に連結して自動に巻線する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】
【０００６】
▲１▼α巻コイルを多連に連結して自動に巻線するために
▲１▼−１：巻芯の周囲を回転する線材供給部の先端から繰り出される線材をチャックして、回転軸に直交する方向に線材を移動させ線材を所定長さ引き出した後、巻芯を回転させて、引き出した線材を巻芯に巻き取るとともに、線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に倍速で回転させることにより、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。この動作により、一つのα巻コイルが巻き線される。この後、連結コイルとするため、まず巻芯に巻かれたα巻コイルを巻芯から外す。そして、α巻コイルの巻終わりリードと線材供給部の間の線材をチャックして、回転軸に直交する方向に移動させて線材を所定長さ引き出す。そして、巻芯を回転し、引き出した線材を巻芯に巻き取るとともに、線材供給部を巻芯の回転方向に倍速で回転させて、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。この動作により二つ目のα巻コイルが一つ目のα巻コイルに連結して巻線される。この後、同様に、巻芯からα巻きコイルを外す。以下同様に同じ動作を繰り返すことにより、連結した多連のα巻コイルを巻線するものとした。なお、連結されたα巻コイル間の渡り線の長さは、線材供給部とα巻コイルの巻き終わりリード間の線材のチャック位置を変えることにより適宜調整できる。この場合は、回転するスピンドル軸は一つであり、巻き終えたα巻コイルを巻芯から取り外すとともに、チャックを持ち替えることにより多連に連結したα巻コイルを巻線できる。
【０００７】
▲１▼−２：複数のスピンドル軸を平行に配列し、線材供給部から繰り出された線材の先端をチャックで保持し、チャックと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸を回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端の巻芯に巻線されるとともに、線材供給部をスピンドル軸の回転方向と同方向に倍速で回転させることにより、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。このとき、引き出された線材は、所定のテンションが付与されて、巻芯に巻き付けられていく。この動作により一つのα巻コイルが巻線される。次に、スピンドル軸を軸方向に直交する方向に移動させ、新たな巻芯を固定したスピンドル軸に線材供給部を対峙させる。ここで、ふたたび、すでに巻芯に巻かれたコイルと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸を回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端の巻芯に巻線されるとともに、線材供給部をスピンドル軸の回転方向と同方向に倍速で回転させることにより、線材供給部から繰り出される線材を巻芯に巻き付ける。この動作により二つ目のα巻コイルが一つ目のα巻コイルに連結して巻線される。ここで、再びスピンドル軸をスピンドル軸を軸方向に直交する方向に移動させ、新たな巻芯を固定したスピンドル軸に線材供給部を対峙させる。以下同様な動作を繰り返し、連結した多連のα巻コイルを巻線するものとした。この場合、保持部の両側から線材が引き出されるので、引き出し方向の高さを低くできるというメリットがある。
【０００８】
▲２▼軸回し方式の通常巻コイルを多連に連結して自動に巻線するために
▲２▼−１：巻芯の回転軸と同期して回転する線材供給部材の先端から繰り出される線材をチャックして、回転軸に直交する方向にチャックを移動して線材を所定長さ引き出す。次に、回転軸と同期して線材供給部材を回転させ、回転軸の巻芯の周囲にチャックにより引き出された線材を巻芯に巻きつける。このとき線材には所定のテンションが付与されて、巻芯に向け移動していく。チャックが巻芯近傍にまで来たら、スピンドル軸の回転を止め、チャックを開放する。次に、巻芯から通常巻コイルを外す。そして、コイルのリードと、線材供給部の間をチャックにより保持し、再びチャックを回転軸に直交する方向に移動して線材を所定長さ引き出す。そして、回転軸と同期して線材供給部を回転させ、回転軸の巻芯の周囲にチャックにより引き出された線材を巻芯に巻きつける。以下同様に巻線を行い、軸回し方式の多連コイルを巻線するものとした。なお、この場合、１軸で多連コイルを巻線できるメリットがあり、巻き終えたコイルのリード部をチャックする位置により、コイル間の渡り線の長さを任意に調整できる。
【０００９】
▲２▼−２：複数のスピンドル軸を平行に配列し、スピンドル軸と同期して回転する線材供給部から繰り出された線材の先端をチャックで保持し、チャックと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸と線材供給部を同期して回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端に固定された巻芯に巻線される。次に、スピンドル軸を軸方向に直交する方向に移動させ、新たな巻芯を固定したスピンドル軸に線材供給部を対峙させる。ここで、ふたたび、すでに巻芯に巻かれたコイルと線材供給部間の線材を保持し、スピンドル軸に直交する方向に保持した線材を移動させる。この動作により、所定長さの線材が、引き出される。この状態で、スピンドル軸と線材供給部を同期回転させることにより、引き出された線材がスピンドル軸先端に固定された巻芯に巻線される。このようにして、軸回し方式のコイルが連結して巻線される。以下同様にして、巻線することにより多連の軸回し方式のコイルが巻線されるものとした。この場合、保持部の両側から線材が引き出されるため、引き出し方向の高さを低くできるというメリットがある。
【発明の効果】
【００１０】
連結されたα巻コイルおよび軸回しコイル間の渡り線の長さは、線材供給部とα巻コイル及び軸回しコイルの巻き終わりリード間の線材のチャック位置を変えることにより適宜調整できる。また、回転するスピンドル軸は一つであり、巻き終えたα巻コイルおよび軸回しコイルを巻芯から取り外すとともに、チャックを持ち替えることにより多連に連結したα巻コイルを巻線できる。
【００１１】
α巻コイルおよび軸回しコイルの巻芯に巻かれる引き出し線は、線材の保持部の両側から線材が引き出されるので、引き出し方向の高さを低くできるというメリットがある。またスピンドル軸を多軸としたので、作業タクトを短縮できる。
【実施例】
【００１２】
本発明の第１の実施例につき説明する。第１の実施例の装置の構成は以下の通り。
【００１３】
図１に示すように、軸中心に回転するスピンドル軸１と、これを駆動するスピンドルモータ２と、スピンドル軸１の軸方向への移動機構３と、スピンドル移動モータ４と、スピンドル軸１先端に固定された巻芯５と、スピンドル軸１に対向しスピンドルの周囲を回転するフライヤ６と、フライヤを回転させるフライヤモータ２０と、フライヤ６のスピンドル軸１方向への移動機構８と、フライヤ移動モータ９と、フライヤ６の先端に設けられた線材２１を繰り出すノズル１０と、ノズル１０から繰り出される線材２１の先端を保持するチャック１２とこのチャック１２をスピンドル軸１に直交する方向に移動可能とする線材チャック機構１３と、前記の巻芯をスピンドル軸１内に収容する巻芯移動機構１５とからなる。
【００１４】
以上の構成のもと、α巻コイルの多連コイルの巻線方法につき説明する。
【００１５】
まず、図３のＡからＧの工程図に示されるように、線材２１を図示しない線材スプールから引き出し、図示しないテンション装置を経て、回転するフライヤ６の中空の回転軸から挿入し、フライヤ６先端のアーム７を経て、アーム７に固定された中空のノズル１０に挿通される。
【００１６】
ノズル１０から繰り出された線材２１は、スピンドル軸１に直交する上方向に移動するチャック１２により保持されサーボモータ１４によるチャック１２の移動によりノズル１０から所定長さ線材２１が引き出される。なお、チャック１２はガイドレール２６上の移動台２３及び中継板２４を介してサーボモータ１４のプーリー２７に掛けまわされているベルト２５に固定されており、ベルト２５の移動に伴い移動するようになっている。
【００１７】
一方フライヤ６もフライヤ移動機構８のフライヤ移動モータ９によって、巻芯５の巻胴部の中心部に移動し、フライヤ６のノズル１０から繰り出された線材２１が、巻芯５に１巻きされて線材２１を巻芯５に固定する。
【００１８】
この状態から、巻芯５は例えば時計方向に回転をするとともに、１回転ごとにスピンドル軸１が線径分移動して、多層に整列巻線される。これによりチャック１２により引き出された線材２１は、巻芯５に巻き取られるが、チャック１２も巻芯５の回転に同期して、下方に移動し、巻線に必要な一定のテンションが付与されるように、サーボモータ１４の下方向への移動を制御する。なお、この際、線材２１の移動を正確にするために、スピンドル軸１と共に移動可能な線ガイド部材１７を用いるとより精密に巻線ができる。線ガイド部材１７は線材２１を両側からピンで狭持するようになっており、線ガイド移動シリンダ１８により、移動可能であり、チャック１２が巻線されたコイルの近傍に移動する際に邪魔にならないように退避できるようになっている。
【００１９】
同時に、フライヤ６は、巻芯５の周囲を巻芯５の回転方向と同方向に倍の速度で回転する。これにより、フライヤ６から繰り出される線材２１も同時に巻芯５に巻線される。この際、フライヤ６も巻芯５の軸方向に移動して、多層に整列巻線される。この場合、巻芯５は、１回転ごとに、線径分軸方向に移動するので、フライヤ６は１回転ごとに２線径分移動することになる。これにより、巻き終わりの線材リードは、巻芯５の回転による巻線側もフライヤ６の回転による巻線側も最外周に位置することになる。巻線された多連コイルは図５のＢに示すような形状となる。
【００２０】
もちろん、巻芯５の回転による巻線２１およびフライヤ６の回転による巻線をそれぞれ２列で多層に行うことも可能である。この場合は、巻芯５およびフライヤ６には回転軸方向への送りをかけず、静止位置で巻線を行う。この場合は、スピンドル軸１およびフライヤ６の軸方向への移動機構は不要である。このようにして巻線された多連コイルは図５のＡに示すような形状となる。なお必要によりコイルの巻幅を規制するため、フライヤ６側にセンター押さえ板２２を設けても良い。センター押さえ２２はフライヤ６に対して回転自在になっている。
【００２１】
このように、一つのα巻コイルが巻線されたら、巻芯５をスピンドル軸１内に後退させる。巻芯５は通常はスピンドル軸１内を貫通するシリンダにより突出する方向に押し出されているが、スピンドル軸１内に後退させる場合は、巻芯移動機構１５の巻芯移動シリンダ１６によりスピンドル軸１内に後退させる。この動作により、α巻コイルは巻芯５から外れる。
【００２２】
次に、チャック１２を開放して線材２１を開放し、線材チャック機構１３のチャック１２を移動して、フライヤ６側の巻終わりリードの近傍でフライヤ６のノズル１０から繰り出されている線材２１をチャックする。なお、チャック位置の調整により、コイル間の渡り線の長さは調整可能である。
【００２３】
そして、ふたたび、チャック１２をチャック機構１３のサーボモータ１４により上方向に移動させて、線材２１を所定長さノズル１０から引き出す。この際すでに巻線されたα巻コイルは、チャック１２とともに上方向に移動する。なお、チャック１２の移動はサーボモータ１４でなくても、エアーシリンダ等に置きかえることも可能である。
【００２４】
そして、このような動作を必要回数繰り返すことにより、多連のα巻コイルを製作することができる。
【００２５】
次に第２の実施例につき説明するが、装置の構成は第１の実施例と同様である。
第２の実施例は、多連の通常巻の軸回しコイルの巻線方法についてであるが、この場合、第１の実施例と異なるのは、フライヤ６が、巻芯５の回転方向と同方向に同一速度で回転する点のみが異なる。
【００２６】
フライヤ６が、巻芯５の回転方向と同方向に同一速度で回転することにより、フライヤ６によっては、巻芯５に線材２１は巻線されず、ちょうど、巻芯５の端部に線材２１を固定して軸回しの巻線２１を行うのと同様の作用を呈する。したがって、巻芯５には、ノズル１０からチャック１２により引き出された線材２１が一定のテンションにより巻線されて行く。この場合も、コイルは、多列多層でも、１列多層のいずれも巻線が可能である。この場合のコイル形状は多層多列の場合は図５のＤのような形状となり、１列多層の場合は図５のＣのようになる。
【００２７】
次に第３の実施例につき説明する。これは、第１、第２の実施例において連結されるコイルの形状が異なり、したがって巻芯５の形状や径が異なる場合を想定している。
例えば、一方のコイルが丸形であり、隣接して連結される他方のコイルが四角形のような場合である。
【００２８】
この場合は、例えばスピンドル軸１を平行に２つ配列し、フライヤ６に対して横移動可能に構成する。この場合は、２列のスピンドルを横移動させる横移動モータ１９が追加される。まず、上述の説明で行ったように、一方の丸形の巻芯５にα巻コイルあるいは通常巻の軸回しコイルを巻線する。そして、巻芯５に巻線したコイルを巻芯５から取り外し、スピンドル軸１を横移動させ、他方の四角形の巻芯５をフライヤ６に対峙させる。そして、コイルの巻終わりリードとフライヤ６のノズル１０の間の線材２１をチャック１２で保持し、チャック移動機構１３でチャック１２を巻芯５の上方向に巻線されたコイルと共に移動させ、線材２１を所定長さノズル１０から引き出す。
【００２９】
ここで、α巻コイルの場合は、フライヤ６を巻芯と同方向に２倍の速度で回転させ、通常巻の軸回しコイルの場合は、巻芯と同方向に同じ速度で回転させる。
このように巻線することで、２連の連結コイルが形成される。さらに、次に再び丸形のコイルを連結させたければ、巻線したコイルを巻芯５から取り外し、スピンドル軸１を横方向に移動させてもとに戻し、再び丸形の巻芯５とフライヤ６を対峙させる。
【００３０】
そして、同様の動作を繰り返すことにより、３個のコイルが連結されて巻線される。
したがって、α巻コイルと通常巻の軸回しコイルを任意の配列で混在させて多連の連結コイルを形成することも可能である。
【００３１】
次に第４の実施例について説明する。第４の実施例の巻線装置の構成は図２に示すように以下の通り。複数の軸中心に回転するスピンドル軸１を収容し、ガイドレール上をスピンドル軸と直交する方向にスピンドル横移動機構４５とスピンドル横移動モータ４６により移動可能なスピンドル台２８と、前記のスピンドル軸１と接離可能に構成されるスピンドル駆動機構２９において、出力軸３０がスプライン加工され、スピンドル軸１内の収容部とスプライン結合し、スピンドル軸１と一体に回転するスピンドルモータ３１と、スピンドルモータ移動シリンダ３２と、スピンドル軸１に保持される巻芯５と、前記巻芯５に対峙し巻芯５の周囲を回転するフライヤ６と、フライヤ６をプーリーおよびベルトを介して回転させるフライヤ回転モータ２０と、フライヤ６の先端に取り付けられ線材２１を挿通するノズル１０と、ノズル１０から繰り出される線材２１を保持するクランプ１１と、クランプ１１またはコイルの巻終わりリードとフライヤ６先端のノズル１０間の線材２１をフックして上方向に線材を引き出す線材引き出し機構３４においては、フック部のプーリー３５を保持する中継板３６と中継板３６に固定されるガイドレール３７上を移動するガイド台３８とガイド台３８に固定される移動板３９と移動板３９を固定するベルト４０と、ベルト４０はフック移動モータ４１の出力軸に固定されたプーリー４２に掛けまわされており、フック部のプーリー３５を前後に移動させるフック部移動機構４３が設けられる。また必要に応じて、スピンドル軸１の軸方向へのスピンドル移動機構３３と、フライヤ６の軸方向へのフライヤ移動機構４４が設けられる。
【００３２】
以上の構成のもと図４のＡからＦの工程図に示すように以下のように動作する。
まず、スピンドル台２８の一端のスピンドル軸１をフライヤ６に対峙させる。フライヤ６先端のノズル１０には、図示しない線材スプールから引き出された線材２１が、図示しないテンション装置を経て、回転するフライヤ６の中空の回転軸から挿入され、フライヤ６先端のアーム７を経てアーム７に固定された中空のノズル１０に挿通される。
【００３３】
そして、ノズル１０先端から繰り出された線材２１は、スピンドル台２８の側面に固定されたクランプ１１に保持される。この状態から、クランプ１１とノズル１０間の線材２１を線材引き出し機構３４によりフックして、上方向に引き出す。線材引き出し機構３４のフック部の構造は、例えば、前述の先端にプーリー３５を設けた棒状の部材のようなものであってもよいし、フックピンのようなものであっても良い。
【００３４】
所定長の線材２１を引き出したら、フライヤ６が前進して、フライヤ６から繰り出される線材２１を巻芯５の巻胴部の中央に位置させる。このとき、必要に応じて巻芯５の端部を押さえて巻幅の規制を行うセンター押さえ２２を設けても良い。また、巻線に先立ち、フライヤ６を巻芯５の周囲に１回転させておき、線材２１を固定し、引き続き行なわれる巻芯５の回転と、フライヤ６の回転による巻線を安定させるようにする。
【００３５】
巻芯５の巻胴部の中央にフライヤ６を位置させたら、巻芯５を回転させるとともに、巻芯５の回転方向と同方向に巻芯５の回転の倍速で、フライヤ６を回転させる。こうすることにより、巻芯５には、巻芯５の回転により、線材引き出し機構３４により引き出された線材２１が、巻き取られて行くと共に、フライヤ６の回転により、巻芯５の周囲にフライヤ６から繰り出される線材２１が巻き付けられて行く。前述のように、２列多層に巻線するのであれば、巻芯５およびフライヤ６ともに、同一位置で巻線を行えば良い。そうすることにより、巻芯５には、フライヤ６により、１列多層に巻上げられた線材２１と巻芯５の回転により線材引き出し機構３４により引き出された線材２１が１列多層に巻き上げられていく。こうして、それぞれの巻き終わりのリード部はコイルの最外周に位置することになり、２列のα巻コイルが製造される。
【００３６】
もちろん、それぞれを多列多層に巻線することも可能である。この場合は、スピンドル軸１が巻芯５の軸方向に移動してもスピンドル軸１の回転が伝達されるようにたとえば前述のようなスプライン軸を用いた構成とすれば良い。同様に、フライヤ６も前述のように巻芯５の軸方向に移動可能に構成すれば良い。この場合は、巻芯５の１回転につき、スピンドル軸１を軸方向に線径分移動させて整列巻し、所定の巻幅になったら、軸の移動方向を反転させ、多列多層に線材を巻き上げて行く。同様にフライヤ６側も、前述のごとくフライヤ６の１回転につきフライヤ６を線径の２倍軸方向に移動させる。所定の巻幅になったらフライヤ６の移動方向を反転し、多列多層に整列巻線を行う。このように巻線することにより、線材２１の巻き終わりは互いに最外周になり、多列のα巻コイルが製造される。
【００３７】
以上のように、１個のα巻コイルが巻線されたら、スピンドル台２８を横移動させて、隣接する新たなスピンドル軸１の巻芯５をフライヤ６に対峙させる。そして、巻線されたα巻コイルの巻き終わりリードとフライヤ６のノズル１０間の線材２１を線材引き出し機構３４により、所定長さ上方向に引き出す。そして、前述同様に、巻芯５を回転させると共に、フライヤ６を巻芯５と同方向に倍速で回転させて、新たなα巻コイルを製造する。
【００３８】
このようにして、所定数のα巻コイルを連結して巻線する。なお、各α巻コイル間の渡り線の長さは、スピンドル軸１間の距離により規制されるが、多相のモータコイルとして使用する場合などは、所定長さあったほうが都合が良い場合もあり、その用途により、メリットが生じる。また、上述の実施例では、巻芯５の回転とフライヤ６の回転を同時に行ったが、それぞれの回転を、別々に行っても、本発明の目的は達せられる。
【００３９】
つぎに、第５の実施例として、通常巻の軸回しコイルの多連コイルの巻線方法について説明する。この場合、装置の構成はα巻コイルの巻線の場合と同様である。
違いは、巻芯５の回転と同期して同速度でフライヤ６を同方向に回転させることである。こうする事により、フライヤ６から繰り出されている線材２１は巻芯５の端部に固定されているのと同様の作用を呈する。したがって、巻芯５の周囲に、線材引き出し機構３４から引き出された線材２１を巻きつけることができ、軸回しコイルが巻線される。この場合も、スピンドル軸１を移動させなければ、１列の多層コイルとなり、スピンドル軸を軸方向に移動させれば、多列多層の軸回しコイルが巻線される。このようにして１つの軸回しコイルが製造される。
【００４０】
つぎに、α巻コイルの場合と同様に、スピンドル台２８を横移動させて、新たなスピンドル軸１の巻芯５をフライヤ６に対峙させる。そして、コイルの巻き終わりのリードとフライヤ６のノズル間の線材２１を線材引き出し機構３４により、所定長さ上方向に引き出す。そして、巻芯５の回転と同期して同速度でフライヤ６を同方向に回転させる。そして、巻芯５の周囲に、線材引き出し機構３４から引き出された線材２１を巻きつけることができ、２個目の連結された軸回しコイルが巻線される。以下同様に、所定数の軸回しコイルを巻線し、所定個数の軸回しコイルが連結して製造される。
【００４１】
一連のスピンドル軸１による巻線装置に比べ、装置は大型化するが、巻芯５に巻き付ける引き出し線をフック部材としてのプーリー３５の両側に引き出せるので、引き出し高さを押さえられるというメリットがあり、また作業タクトも動作が少ない分、短縮できるというメリットもある。またこの場合も巻線する多連コイル形状や異なる径のコイルを混在させる場合などは、スピンドル軸に固定する巻芯５の形状や径を適宜変えれば可能である。
【００４２】
以上述べたように、いずれの実施例の場合も、従来実現できなかった、多連のα巻コイルや多連の軸回しコイルの巻線が簡単な構造の巻線機で実現でき、その作用効果には大きいものがある。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の多連α巻コイルおよび軸回しコイルは、例えば、電子機器用各種コイル、特にモータ用コイルに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態を示す多連コイル巻線装置の斜視図
【図２】他の実施の形態を示す多連コイル巻線装置の斜視図
【図３】多連α巻コイルおよび軸回しコイルを形成する工程を示す斜視図
【図４】多連α巻コイルおよび軸回しコイルを形成する他の工程を示す斜視図
【図５】本発明により形成される多連α巻コイルおよび軸回しコイルの斜視図
【符号の説明】
【００４５】
１ スピンドル軸
２ スピンドルモータ
３ スピンドル軸方向移動機構
４ スピンドル移動モータ
５ 巻芯
６ フライヤ
７ アーム
８ フライヤ移動機構
９ フライヤ移動モータ
１０ ノズル
１１ クランプ
１２ チャック
１３ チャック機構
１４ サーボモータ
１５ 巻芯移動機構
１６ 巻芯移動シリンダ
１７ 線ガイド
１８ 線ガイド移動シリンダ
１９ 横移動モータ
２０ フライヤモータ
２１ 線材
２２ センター押さえ板
２３ 移動台
２４ 中継板
２５ ベルト
２６ ガイドレール
２７ プーリー
２８ スピンドル台
２９ スピンドル駆動機構
３０ 出力軸
３１ スピンドルモータ
３２ スピンドルモータ移動シリンダ
３３ スピンドル軸移動機構
３４ 線材引き出し機構
３５ プーリー
３６ 中継板
３７ ガイドレール
３８ ガイド台
３９ 移動板
４０ ベルト
４１ フック移動モータ
４２ プーリー
４３ フック部移動機構
４４ フライヤ移動機構
４５ スピンドル軸横移動機構
４６ スピンドル軸横移動モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸回しコイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転に同期して回転する線材供給部から繰り出される線材を保持して所定長さ引き出す工程１と、巻芯と線材供給部を同期して回転させて前記繰り出された線材を巻芯に巻き付ける工程２と、巻線されたコイルを巻芯から外す工程３と、前記コイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を保持して所定長さ引き出す工程４と、巻芯と線供給部材を同期して回転させ前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程５とからなり、以下前記工程３から工程５を繰り返して、所定数の軸回し方式のコイルを連結して巻線する軸回しコイルの多連巻方法。
【請求項２】
軸回しコイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転に同期して回転する線材供給部から繰り出される線材を保持する工程１と、前記保持部と線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程２と、巻芯と線材供給部を同期して回転させて前記繰り出された線材を巻芯に巻き付けてコイルとする工程３と、新たにコイルを巻回する巻芯を線材供給部に向け移動させる工程４と、前記巻線されたコイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程５と、巻芯と線供給部材を同期して回転させ前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程６とからなり、以下前記工程４から工程６を繰り返して、所定数の軸回し方式のコイルを連結して巻線する軸回しコイルの多連巻方法。
【請求項３】
α巻コイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転と同方向に巻芯の周囲を回転する線材供給部から繰り出される線材を保持して所定長さ引き出す工程１と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程２と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い回転数で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程３と、巻線されたコイルを巻芯から外す工程４と、前記コイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を保持して所定長さ引き出す工程５と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程６と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い速度で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程７とからなり、以下前記工程４から工程７を繰り返して、所定数のα巻コイルを連結して巻線するα巻コイルの多連巻方法。
【請求項４】
α巻コイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転方向と同方向に巻芯の周囲を回転する線材供給部から繰り出される線材を保持する工程１と、前記保持部と線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程２と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程３と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い回転数で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程４と、新たにコイルを巻回する巻芯を線材供給部に向け移動させる工程５と、前記巻線されたコイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程６と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程７と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い速度で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程８とからなり、以下前記工程５から工程８を繰り返して、所定数のα巻コイルを連結して巻線するα巻コイルの多連巻方法。
【請求項５】
コイルの多連巻線装置において、軸中心に回転するスピンドルと、スピンドルに保持される巻芯と、巻芯の周囲を回転する線材を繰り出す線材供給部と、線材を保持し前記スピンドルの軸にほぼ直交する方向に移動する線材保持手段と、巻芯に巻線されたコイルを巻芯から外すコイル取り外し手段とからなり、線材保持手段により線材供給部から繰り出される線材を保持して所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させて、コイルを形成したのち、巻線されたコイルをコイル取り外し手段により巻芯から外し、前記コイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を線材保持手段により保持して所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させて連結コイルを形成し、以下同様の動作を繰り返して、多連のコイルを形成するコイルの多連巻線装置。
【請求項６】
コイルの多連巻線装置において、軸中心に回転する複数の平行に配置されたスピンドルを収容するスピンドル機構と、前記スピンドル機構をスピンドル軸にほぼ直交する方向に移動させるスピンドル移動機構と、各スピンドルに保持される巻芯と、巻芯の周囲を回転する線材を繰り出す線材供給部と、線材供給部から繰り出される線材を保持する線材保持手段と、線材保持手段から繰り出される線材をスピンドルと直交する方向に引き出す線材引き出し手段とからなり、線材供給部から繰り出された線材を線材保持手段により保持し、線材引き出し手段により、線材保持部と線材供給部の間の線材を所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させてコイルを形成したのち、スピンドル移動機構により新たなスピンドルを線材供給部に向け移動させ、巻線されたコイルの巻終わりリードと線材供給部の間の線材を、線材引き出し手段により所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させて連結コイルを形成し、以下同様の動作を繰り返して、多連のコイルを形成するコイルの多連巻線装置。
【請求項１】
軸回しコイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転に同期して回転する線材供給部から繰り出される線材を保持して所定長さ引き出す工程１と、巻芯と線材供給部を同期して回転させて前記繰り出された線材を巻芯に巻き付ける工程２と、巻線されたコイルを巻芯から外す工程３と、前記コイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を保持して所定長さ引き出す工程４と、巻芯と線供給部材を同期して回転させ前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程５とからなり、以下前記工程３から工程５を繰り返して、所定数の軸回し方式のコイルを連結して巻線する軸回しコイルの多連巻方法。
【請求項２】
軸回しコイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転に同期して回転する線材供給部から繰り出される線材を保持する工程１と、前記保持部と線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程２と、巻芯と線材供給部を同期して回転させて前記繰り出された線材を巻芯に巻き付けてコイルとする工程３と、新たにコイルを巻回する巻芯を線材供給部に向け移動させる工程４と、前記巻線されたコイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程５と、巻芯と線供給部材を同期して回転させ前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程６とからなり、以下前記工程４から工程６を繰り返して、所定数の軸回し方式のコイルを連結して巻線する軸回しコイルの多連巻方法。
【請求項３】
α巻コイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転と同方向に巻芯の周囲を回転する線材供給部から繰り出される線材を保持して所定長さ引き出す工程１と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程２と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い回転数で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程３と、巻線されたコイルを巻芯から外す工程４と、前記コイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を保持して所定長さ引き出す工程５と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程６と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い速度で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程７とからなり、以下前記工程４から工程７を繰り返して、所定数のα巻コイルを連結して巻線するα巻コイルの多連巻方法。
【請求項４】
α巻コイルの多連巻方法において、コイルを巻回する巻芯の回転方向と同方向に巻芯の周囲を回転する線材供給部から繰り出される線材を保持する工程１と、前記保持部と線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程２と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程３と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い回転数で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程４と、新たにコイルを巻回する巻芯を線材供給部に向け移動させる工程５と、前記巻線されたコイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を所定長さ引き出す工程６と、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付ける工程７と、前記線材供給部を巻芯の回転より速い速度で同方向に回転させて巻芯に線材を巻きつける工程８とからなり、以下前記工程５から工程８を繰り返して、所定数のα巻コイルを連結して巻線するα巻コイルの多連巻方法。
【請求項５】
コイルの多連巻線装置において、軸中心に回転するスピンドルと、スピンドルに保持される巻芯と、巻芯の周囲を回転する線材を繰り出す線材供給部と、線材を保持し前記スピンドルの軸にほぼ直交する方向に移動する線材保持手段と、巻芯に巻線されたコイルを巻芯から外すコイル取り外し手段とからなり、線材保持手段により線材供給部から繰り出される線材を保持して所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させて、コイルを形成したのち、巻線されたコイルをコイル取り外し手段により巻芯から外し、前記コイルの巻終わりリードと線材供給部間の線材を線材保持手段により保持して所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させて連結コイルを形成し、以下同様の動作を繰り返して、多連のコイルを形成するコイルの多連巻線装置。
【請求項６】
コイルの多連巻線装置において、軸中心に回転する複数の平行に配置されたスピンドルを収容するスピンドル機構と、前記スピンドル機構をスピンドル軸にほぼ直交する方向に移動させるスピンドル移動機構と、各スピンドルに保持される巻芯と、巻芯の周囲を回転する線材を繰り出す線材供給部と、線材供給部から繰り出される線材を保持する線材保持手段と、線材保持手段から繰り出される線材をスピンドルと直交する方向に引き出す線材引き出し手段とからなり、線材供給部から繰り出された線材を線材保持手段により保持し、線材引き出し手段により、線材保持部と線材供給部の間の線材を所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させてコイルを形成したのち、スピンドル移動機構により新たなスピンドルを線材供給部に向け移動させ、巻線されたコイルの巻終わりリードと線材供給部の間の線材を、線材引き出し手段により所定長さ引き出し、巻芯を回転させて前記引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、前記線材供給部を巻芯の回転方向と同方向に同速度あるいはそれ以上の速度で回転させて連結コイルを形成し、以下同様の動作を繰り返して、多連のコイルを形成するコイルの多連巻線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３５７１０（Ｐ２０１０−１３５７１０Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３５９５３（Ｐ２００８−３３５９５３）
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【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２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【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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