JP5680977B2 - Coil winding apparatus and coil winding method - Google Patents
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Description
本発明は、巻回始端と巻回終端とが同一の巻層に配線可能な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。 The present invention relates to a coil winding apparatus and a coil winding method in which a winding start end and a winding end can be wired in the same winding layer.
従来、最近、モータの小型化に対応したコイルとして、線材が緊密に巻回されて巻層の間に無用の間隙を形成されないようにするとともに、線材の巻回始端と巻回終端とが同一の巻層に配線されるようにしたいわゆるアルファ巻（又は、「外外巻」ともいう。）からなるものが多用されるようになってきている。このアルファ巻のコイルとして、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内側渡り線とを有する二列渦巻きコイルが知られている。そして、このような二列渦巻きコイルの製造装置として、線材の２本分の隙間を隔てて対向して巻芯の周囲を相互に逆方向に回転する第一及び第二のホイールと、第一のホイールのガイド溝又は穴に向けて線材を繰出す巻線供給部と、線材を巻回状態で蓄えかつ第二のホイールのガイド溝又は穴に向けてその線材を繰出す蓄線部とを備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, as a coil corresponding to the recent miniaturization of the motor, the wire is tightly wound so that no unnecessary gap is formed between the winding layers, and the winding start end and winding end of the wire are the same A so-called alpha winding (or also referred to as an “outer / outer winding”) that is wired in a winding layer of the type has been widely used. As this alpha winding coil, there is known a two-row spiral coil having first and second coils in which a wire is wound in a spiral shape and an inner connecting wire connecting inner peripheral ends of the first and second coils. It has been. And as a manufacturing apparatus of such a two-row spiral coil, a first wheel and a second wheel that face each other with a gap corresponding to two wires and rotate around the core in opposite directions, A winding supply section that feeds the wire toward the guide groove or hole of the wheel, and a storage section that stores the wire in a wound state and feeds the wire toward the guide groove or hole of the second wheel. An apparatus is provided (see, for example, Patent Document 1).
この製造装置では、巻芯の外周に対して線材の任意の位置を巻初めとし、第一及び第二のホイールを相互に逆方向に回転させ、これによりその巻初めの位置から両側に延びる線材を巻芯に同時に相互に逆方向に巻回して、その巻芯の軸方向に２層となる巻線部をその巻芯の外周に形成するとしている。そして、各巻線部の外周から線材を導出することにより、線材の巻回始端と巻回終端とが最外周の同一の巻層から引出された二列渦巻きコイルを比較的容易に製造することができるとしている。 In this manufacturing apparatus, an arbitrary position of the wire is set at the beginning of winding with respect to the outer periphery of the winding core, and the first and second wheels are rotated in opposite directions to each other, thereby extending the wire from the starting position to both sides. Are wound around the core in opposite directions at the same time, and a winding portion having two layers in the axial direction of the core is formed on the outer periphery of the core. And, by deriving the wire from the outer periphery of each winding part, it is possible to relatively easily manufacture a two-row spiral coil in which the winding start end and the winding end of the wire are drawn from the same outermost winding layer. I can do it.
また、上記コイルの製造装置では、第二のホイールのガイド溝又は穴に向けて線材を繰出す蓄線部として、蓄線用ドラムとその蓄線用ドラムの逆転に対し所定のトルクを持たせるバックテンショナーとを有するものが開示されている。この蓄線用ドラムとバックテンショナーとはベルトで相互に連動するように連結され、蓄線用ドラムの正転により巻回状態で蓄えられた線材を蓄線用ドラムを逆転させて繰出す際に、バックテンショナーによりその蓄線用ドラムに所定のトルクを付与し、これによりそのドラムから繰出される線材に一定のテンションを付与するとしている。 Moreover, in the said coil manufacturing apparatus, a predetermined torque is given with respect to reverse rotation of a storage drum and its storage drum as a storage part which pays out a wire toward the guide groove or hole of a 2nd wheel. What has a back tensioner is disclosed. The storage drum and the back tensioner are connected so as to be linked with each other by a belt, and when the wire rod stored in the winding state by the normal rotation of the storage drum is fed out by reversing the storage drum. The back tensioner applies a predetermined torque to the storage drum, thereby applying a constant tension to the wire fed from the drum.
しかし、上記特許文献１におけるコイルの製造装置では、巻芯と別に第一及び第二のホイールを相互に逆方向に回転させるので、第一及び第二コイルの双方における巻数が同じとなる二列渦巻きコイルの製造には適するけれども、第一コイルの巻数と第二コイルの巻数を異ならせたコイルの製造は困難であった。即ち、例えば、第一コイルを巻芯の軸方向に複数層としてその巻数を大幅に増加させる一方で、第二コイルは単層の渦巻きコイルとするようなことはできずに、製造し得るコイルは同一の巻数からなる第一及び第二コイルが内側渡り線により連結された二列渦巻きコイルに限定されるという不具合があった。 However, in the coil manufacturing apparatus in Patent Document 1 described above, the first and second wheels are rotated in opposite directions separately from the winding core, so that the number of turns in both the first and second coils is the same. Although suitable for the manufacture of spiral coils, it has been difficult to manufacture coils in which the number of turns of the first coil and the number of turns of the second coil are different. That is, for example, the first coil is formed in a plurality of layers in the axial direction of the core, and the number of turns is greatly increased, while the second coil cannot be a single-layer spiral coil and can be manufactured. There is a problem that the first and second coils having the same number of turns are limited to the two-row spiral coil in which the inner connecting wires are connected.
また、上記特許文献１におけるコイルの製造装置では、蓄線用ドラムを逆転させて線材を繰出す際にバックテンショナーにより一定のテンションを付与するとしているけれども、蓄線用ドラムに蓄線された線材をその蓄線用ドラムから解きほどいて繰出すと、巻取られた線材からなる外径は徐々に減少することになる。バックテンショナーは蓄線用ドラムに一定のトルクを付与するものであるけれども、その蓄線用ドラムのトルクが一定である場合に、線材が繰出されて巻取られた線材からなる外径が減少すると、その外周から繰出される線材に付与される張力が徐々に増加し、その張力に変動を生じさせるという不具合もあった。この張力の変動は、形成されるコイルにおける線材の密着の程度に差を生じさせて、線材の占積率を低下させる要因となった。 Moreover, in the coil manufacturing apparatus in Patent Document 1 described above, when the wire drum is fed out by reversing the wire drum, a constant tension is applied by the back tensioner, but the wire wire stored in the wire drum is stored. When the wire is unwound from the storage drum and fed out, the outer diameter of the wound wire is gradually reduced. The back tensioner applies a constant torque to the storage drum. However, when the torque of the storage drum is constant, the outer diameter of the wire that is drawn out and wound is reduced. There is also a problem that the tension applied to the wire fed from the outer periphery gradually increases, causing fluctuations in the tension. The fluctuation of the tension causes a difference in the degree of adhesion of the wire in the formed coil, and becomes a factor of reducing the space factor of the wire.
本発明の目的は、内側渡り線により連結される第一及び第二コイルの巻数を個別に容易に変更調整し得るコイル巻線装置及びコイル巻線方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a coil winding apparatus and a coil winding method that can easily and individually change and adjust the number of turns of the first and second coils connected by the inner connecting wire.
本発明の別の目的は、コイルを形成する際に繰出される線材の張力が変動することを防止し得るコイル巻線装置及びコイル巻線方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a coil winding apparatus and a coil winding method capable of preventing fluctuations in the tension of a wire drawn out when forming a coil.
本発明のコイル巻線装置は、線材を一定のテンションでノズルを介して繰出す線材繰出機と、蓄線リールが着脱自在に構成され取付けられた蓄線リールを回転させることによりノズルから繰出される線材を蓄線リールに巻取って蓄線を形成する駆動源と、ノズルから繰出される線材又は蓄線リールの蓄線からほどかれて繰出される線材を回転して巻取る巻取り治具と、その巻取り治具がノズルから繰出される線材を巻取るときに駆動源(75)から取り外された蓄線リールを巻取り治具に固定して巻取り治具とともに回転させる連結機構と、巻取り治具が蓄線リールの蓄線からほどかれて繰出される線材を巻取るときに蓄線リールが取付けられた駆動源を蓄線リールとともに巻取り治具から離間させる方向に付勢して蓄線リールから繰出される線材に一定のテンションを付与する流体圧シリンダとを備える。 The coil winding device of the present invention is fed from a nozzle by rotating a wire reel that is configured so that the wire reel is detachably mounted and a wire reel that feeds the wire through a nozzle with a constant tension. that the driving source of the wire to form a蓄線I winding to蓄線reel and the winding jig for winding by rotating the wire to be unwound from 蓄線of wire or蓄線reel fed from the nozzle by Repetitive out ingredients and, coupling mechanism that the winding jig is rotated together with the winding jig蓄線reel detached from the drive source (75) fixed to the take-up jig when winding the wire fed from the nozzle When the winding jig unwinds from the storage line of the storage reel and winds the wire fed, the drive source to which the storage reel is attached is attached to the storage reel in a direction away from the winding jig. Wire that is fed out from the storage reel And a fluid pressure cylinder for applying a constant tension to the cylinder .
蓄線リールが巻取り治具に接近したときに蓄線リールから線材を繰出し、蓄線リールが巻取り治具から離間したときに蓄線リールからの線材の繰出しを禁止するように駆動源を制御する制御装置を備えることが更に好ましい。 When the storage reel approaches the winding jig, the wire is fed from the storage reel, and when the storage reel is separated from the winding jig, the drive source is prohibited so as not to feed the wire from the storage reel. More preferably, a control device for controlling is provided .
本発明の方法は、上記コイル巻線装置を用いたコイル巻線方法であって、線材繰出機から繰出される線材を蓄線リールに巻取り、その蓄線リールと共に巻取り治具を回転駆動して線材繰出機から繰出される線材を巻取り治具に巻回して第一コイルを形成した後、巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で巻取り治具を回転駆動して蓄線リールからほどかれて繰出される線材を巻取り治具に巻回して第二コイルを形成するコイル巻線方法である。 The method of the present invention is a coil winding method using the above-described coil winding apparatus, in which a wire fed from a wire feeder is wound around a storage reel, and a winding jig is rotationally driven together with the storage reel. Then, after winding the wire fed from the wire feeding machine around the winding jig to form the first coil, the winding jig is rotated and stored with the storage reel removed from the winding jig. This is a coil winding method in which a wire wound around a wire reel is wound around a winding jig to form a second coil.
その特徴ある点は、第一コイルの形成において、線材繰出機から繰出される線材に一定のテンションを線材繰出機において付与し、第二コイルの形成において、巻取り治具から取り外した蓄線リールを巻取り治具から離間させる方向に付勢して蓄線リールから繰出される線材に一定のテンションを付与するところにある。 The characteristic point is that in forming the first coil, a constant tension is applied to the wire fed from the wire feeding machine in the wire feeding machine, and the storage reel removed from the winding jig is formed in the second coil. Is urged in a direction away from the winding jig to apply a certain tension to the wire fed from the storage reel.
本発明のコイル巻線装置及びコイル巻線方法では、線材繰出機から繰出される線材を蓄線リールに巻取り、連結機構により蓄線リールを巻取り治具に固定して、その蓄線リールと共に巻取り治具を回転駆動して線材繰出機から繰出される線材を巻取り治具に巻回して第一コイルを形成するので、巻取り治具の回転数を変更することにより、その第一コイルの巻数を自由に調整することができる。また、第一コイルが形成された後に、巻取り治具から蓄線リールを取り外した状態で巻取り治具を回転駆動し、その蓄線リールからほどかれて繰出される線材を巻取り治具に巻回して第二コイルを形成するので、巻取り治具の回転数を変更することにより、その第二コイルの巻数も自由に調整することができる。よって、内側渡り線により連結される第一及び第二コイルの巻数を個別に容易に変更調整することが可能になる。 In the coil winding apparatus and the coil winding method of the present invention, a wire rod fed from a wire feeder is wound around a storage reel, and the storage reel is fixed to a winding jig by a connecting mechanism, and the storage reel At the same time, the winding jig is rotated and the wire fed from the wire feeding machine is wound around the winding jig to form the first coil. Therefore, by changing the number of revolutions of the winding jig, The number of turns of one coil can be adjusted freely. In addition, after the first coil is formed, the winding jig is rotated with the storage reel removed from the winding jig, and the winding material is unwound from the storage reel and fed out. Since the second coil is formed by winding, the number of turns of the second coil can be freely adjusted by changing the number of rotations of the winding jig. Therefore, the number of turns of the first and second coils connected by the inner connecting wire can be easily changed and adjusted individually.
また、本発明のコイル巻線装置及びコイル巻線方法では、蓄線リールから巻取られた線材を繰出すときに蓄線リールを巻取り治具に対して移動させることにより、その蓄線リールから繰出される線材に一定のテンションを付与するので、たとえ、その蓄線リールに蓄線された線材を解きほどいて繰出し、巻取られた線材からなる外径が減少したとしても、線材に付与される張力に変動を生じさせることはない。よって、形成されるコイルにおける線材の密着の程度に差を生じさせるようなことは無く、コイルを形成する線材の占積率を向上させることができる。そして、この蓄線リールの移動を、流体圧シリンダにより行うようにすれば、その流体圧を調整することにより、比較的容易に線材に付与される張力を調整することができる。 Further, in the coil winding apparatus and the coil winding method of the present invention, the storage reel is moved by moving the storage reel relative to the winding jig when the wire wound from the storage reel is fed out. Since a certain tension is applied to the wire drawn from the wire, even if the outer diameter of the wound wire is reduced by unwinding the wire stored in the storage reel, the wire is applied to the wire. There is no variation in the applied tension. Therefore, there is no difference in the degree of adhesion of the wire in the formed coil, and the space factor of the wire forming the coil can be improved. If the storage reel is moved by a fluid pressure cylinder, the tension applied to the wire can be adjusted relatively easily by adjusting the fluid pressure.
一方、蓄線リールから繰出される線材を巻取り治具により巻取ると、蓄線リール自体は回転しないので、その蓄線リールは巻取り治具に接近することになる。けれども、蓄線リールが巻取り治具に接近したときに蓄線リールを回転させて、その蓄線リールから線材を繰出し、蓄線リールが巻取り治具から離間したときに蓄線リールからの線材の繰出しを禁止するようにすれば、比較的長い線材を蓄線リールに巻取っても、その比較的長い線材を順次繰出すことができる。そして、駆動源がサーボモータであって、蓄線リールがサーボモータの回転軸に着脱自在に構成すれば、蓄線リールを回転させて、線材繰出機から繰出される線材を巻取る駆動源として、そのサーボモータを用いることもできる。 On the other hand, when the wire fed from the storage reel is wound by the winding jig, the storage reel itself does not rotate, so that the storage reel approaches the winding jig. However, when the storage reel approaches the winding jig, the storage reel is rotated to feed the wire from the storage reel, and when the storage reel is separated from the winding jig, If the feeding of the wire is prohibited, even if a relatively long wire is wound around the storage reel, the relatively long wire can be fed out sequentially. If the drive source is a servo motor and the storage reel is configured to be detachably attached to the rotation shaft of the servo motor, the storage reel is rotated to serve as a drive source for winding the wire fed from the wire feeder. The servo motor can also be used.
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図１９（ｂ）に、本発明により得られるコイル１０を示す。このコイル１０は、線材１１を巻回した第一、第二コイル１２，１３を有する。この実施の形態における線材１１は、断面が方形を成し、熱風又は溶剤により融着する絶縁被覆を有する自己融着導線（いわゆるセメントワイヤー）が使用される場合を例示する。この第一コイル１２は線材１１が螺旋状に巻回された巻線がその巻線の径方向に複数層に亘って設けられたものを示し、第二コイル１３は線材１１が渦巻き状に巻回されたものを示す。そして、この第一、第二コイル１２，１３の内周端部はコイル内側渡り線１４によって結ばれ、第一、第二コイル１２，１３の外周端部は径方向に延びるリード部１５，１６となっている。第一、第二コイル１２，１３において巻回方向に隣接する各線材１１は互いに接触するとともに、第一、第二コイル１２，１３の各線材１１どうしが互いに接触しており、これによってコイル１０における線材の占積率を高めるようにしている。
FIG. 19B shows the
本発明の巻線装置２０を図１に示す。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２０の構成を説明する。
A winding
本発明のコイル巻線装置２０は、架台１９上に設けられた巻取り治具２１を備える。この巻取り治具２１は、線材１１を実際に巻取る芯材２２と、その芯材２２が中心軸に貫通して設けられた第一回転体２３と、その第一回転体２３の端部から突出する芯材２２を挿通可能な挿入孔２４ａが中心軸に形成された第二回転体２４とを有する。
The
芯材２２は断面円形の棒状部材である。第一回転体２３は芯材２２よりもその外径が大きく形成され、この第一回転体２３はその芯材２２が中心軸に貫通して設けられた断面円形の棒状部材である。芯材２２は第一回転体２３にスプライン結合して第一回転体２３の長手方向に移動可能であるけれども回転不能に第一回転体２３に挿通される。架台１９には第一支持壁２６が立設され、第一回転体２３はＹ軸方向に伸びてこの第一支持壁２６に回転可能に設けられる。第一支持壁２６には第一回転体２３を回転させるサーボモータ２７が取付けられる。第一回転体２３及びサーボモータ２７の回転軸２７ａにはそれぞれプーリ２８ａ，２８ｂが設けられ、それらのプーリ２８ａ，２８ｂにベルト２８ｃが架設される。これによりサーボモータ２７は、駆動してその回転軸２７ａが回転すると、ベルト２８ｃを介してその回転が第一回転体２３に伝達され、これにより第一回転体２３を芯材２２とともに回転させるように構成される。
The
図７に示すように、芯材２２の全長は第一回転体２３の全長よりも長く形成される。第一回転体２３の一端側から突出する芯材２２は、線材１１（図１）を巻取ってコイル１０を形成するために、その外径は得ようとするコイル１０（図１９）の内径に等しく形成される。第一回転体２３の他端側から突出する芯材２２には、その芯材２２を回転可能であって軸方向に移動不能に保持する保持部材２９が設けられる。また、第一支持壁２６の上部には、その保持部材２９をＹ軸方向に移動させる移動機３１が第一回転体２３に沿って設けられる。移動機３１は、第一支持壁２６の上部にＹ軸方向に伸びて固定されたハウジング３５と、サーボモータ３２よって回転駆動されるボールネジ３３と、このボールネジ３３に螺合して平行移動する従動子３４によって構成され、その従動子３４に保持部材２９が取付けられる。この移動機３１は保持部材２９を介して芯材２２をＹ軸方向に移動させるので、図７に示すように、第一回転体２３の一端側から芯材２２を突出させた状態から、図９に示すように、第一回転体２３の一端側から突出して線材１１が巻取られる部分を第一回転体２３に没入させることも可能に構成される。
As shown in FIG. 7, the entire length of the
図１，図７〜図９に示すように、架台１９には、第一支持壁２６とＹ軸方向に所定の間隔を空けて第二及び第三支持壁３６，３７がその第一支持壁２６に平行に立設され、この第二及び第三支持壁３６，３７に第二回転体２４が第一回転体２３と同軸にＹ軸方向に伸びて長手方向に移動可能に架設される。第三支持壁３７には第二回転体２４を回転させるサーボモータ３８が取付けられる。第二回転体２４及びサーボモータ３８の回転軸３８ａにはそれぞれプーリ３９ａ，３９ｂが設けられ、それらのプーリ３９ａ，３９ｂにベルト３９ｃが架設される。第二回転体２４に設けられるプーリ３９ｂはその第二回転体２４の長手方向に移動可能であって、第三支持壁３７に設けられる。これによりサーボモータ３８が駆動してその回転軸３８ａが回転すると、ベルト３９ｃを介してその回転が第二回転体２４に伝達され、これにより第二回転体２４は回転可能に構成される。
As shown in FIGS. 1 and 7 to 9, on the
また、第二回転体２４の第一回転体２３に臨む端部には、第一回転体２３の端部から突出する芯材２２の先端が進入可能な挿入孔２４ａがその中心軸に形成され、第一及び第二回転体２３，２４に挟まれる芯材２２に線材１１を巻取るように構成される。そして、この巻取り治具２１には、第一回転体２３に対して第二回転体２４をその軸方向に移動させて、第一及び第二回転体２３，２４の間にあって線材１１が巻取られる芯材２２の長さＬ（図７）を変える間隔可変機構４１が備えられる。
In addition, an
この実施の形態における間隔可変機構４１は、第二及び第三支持壁３６，３７に第二回転体２４に平行になるように架設されたボールネジ４２と、そのボールネジ４２を回転させるサーボモータ４３と、そのボールネジ４２に螺合してＹ軸方向に移動する可動台４４とを有する。そして、第二回転体２４が、その可動台４４に軸方向に移動不能であってかつ回転可能に取付けられる。これにより、サーボモータ４３が駆動してボールネジ４２が回転し、可動台４４がＹ軸方向に移動すると、その可動台４４とともに第二回転体２４もＹ軸方向に移動する。そして、第二回転体２４がその軸方向であるＹ軸方向に移動すると、第一回転体２３は移動しないので、その第一及び第二回転体２３，２４に挟まれて線材１１を巻取る芯材２２の長さＬは変更し、例えば図８に示すようにその長さＬが狭くなったり、図７に示すように広くなったりするように構成される。
The
図１及び図６に示すように、架台１９上には、線材１１を繰出す線材繰出機５０が設けられる。この線材繰出機５０は、その線材１１が挿通されるノズル５１と、そのノズル５１を３軸方向に移動させるノズル移動機構５２と、その線材１１に張力を付与するテンション装置５３とを備える。ノズル５１は支持板５４に固定され、ノズル移動機構５２はこの支持板５４を架台１９に対して３軸方向に移動可能に構成される。この実施の形態におけるノズル移動機構５２は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ５６〜５８の組み合わせにより構成される。このノズル移動機構５２を構成する各伸縮アクチュエータ５６〜５８は、細長い箱形ハウジング５６ｄ〜５８ｄと、そのハウジング５６ｄ〜５８ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ５６ａ〜５８ａによって回動駆動されるボールネジ５６ｂ〜５８ｂと、このボールネジ５６ｂ〜５８ｂに螺合して平行移動する従動子５６ｃ〜５８ｃ等によって構成される。そして、これらの各伸縮アクチュエータ５６〜５８は、サーボモータ５６ａ〜５８ａが駆動してボールネジ５６ｂ〜５８ｂが回転すると、このボールネジ５６ｂ〜５８ｂに螺合する従動子５６ｃ〜５８ｃがハウジング５６ｄ〜５８ｄの長手方向に沿って移動可能に構成される。
As shown in FIGS. 1 and 6, a
この実施の形態では、ノズル５１が設けられる支持板５４をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ５６のハウジング５６ｄに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ５６とともにその支持板５４をＺ軸方向に移動可能に、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ５６の従動子５６ｃがＺ軸方向伸縮アクチュエータ５７の従動子５７ｃに取付けられる。また、そのＸ軸及びＹ軸方向伸縮アクチュエータ５６，５７とともにその支持板５４をＹ軸方向に移動可能に、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ５７のハウジング５７ｄがＹ軸方向伸縮アクチュエータ５８の従動子５８ｃに取付けられる。そして、Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ５８のハウジング５８ｄがＹ軸方向に伸びて架台１９に固定される。それらの各伸縮アクチュエータ５６〜５８における各サーボモータ５６ａ〜５８ａは、これらを制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。
In this embodiment, a
図６に示すように、支持板５４には、ノズル５１の他にノズル５１を通過した線材１１をエア圧により切断するカッタ装置５９（特許出願番号；特願２０１０−８７６６８）と、その線材１１を把持片６０ａにより把持してノズル５１を通過する線材１１の移動を禁止する把持装置６０が設けられる。カッタ装置５９は、図示しないコントローラからの指令により駆動するエアシリンダ５９ａを介して支持板５４に取付けられる。このエアシリンダ５９ａによりカッタ装置５９は、そのカッタ歯５９ｂが線材１１を切断する切断位置と、その線材１１から離間する待機位置との間を移動可能に構成される。これにより、このカッタ装置５９と把持装置６０はノズル５１とともに移動し、図示しないコントローラにより制御可能に構成される。
As shown in FIG. 6, the
一方、テンション装置５３は、繰出される線材１１に張力を与えるとともにその線材１１を引き戻し可能なものである。この実施の形態におけるテンション装置５３は、架台１９に設けられたケーシング６１と、そのケーシング６１のＹ軸方向における側面に設けられたドラム６２及びテンションバー６３とを備える。線材１１はドラム６２に巻き付けられ、そのドラム６２を回転させて線材１１を繰出す繰出し制御モータ６４がケーシング６１の内部に設けられ、ドラム６２から繰出された線材１１はテンションバー６３の先端における線材ガイド６３ａに導かれる。線材ガイド６３ａに導かれた線材１１はその線材ガイド６３ａからノズル５１を貫通するように配線される。
On the other hand, the
テンションバー６３は、基端の回動軸６３ｂを支点としてＸ軸方向に回動可能となっている。この回動軸６３ｂの回動角度は、ケーシング６１内に収容され回動軸６３ｂに取付けられた回動角度検出手段としてのポテンショメータ６５により検出される。ポテンショメータ６５の検出出力は図示しないコントローラに入力され、コントローラからの制御出力が繰出し制御モータ６４に接続される。
The
また、テンションバー６３の回動軸６３ｂと線材ガイド６３ａとの間の所定位置には、テンションバー６３の回動方向に付勢力を与える付勢手段としての弾性部材であるスプリング６６の一端が取付けブラケット６３ｃを介して取付けられる。テンションバー６３は、弾性部材であるスプリング６６によって回動角度に応じた弾性力が及ぼされる。このスプリング６６の他端は、移動部材６７に固定される。この移動部材６７はテンション調節ネジ６８の雄ネジ６８ａに螺合しており、この雄ネジ６８ａの回転に従って移動調整が可能に構成される。このように、スプリング６６の他端の固定位置は変位でき、テンションバー６３によって付与される線材１１の張力が調節可能に構成される。
Further, one end of a
図示しないコントローラは、回動角度検出手段であるポテンショメータ６５により検出された回動角度が所定の角度となるように繰出し制御モータ６４を制御するように構成される。従って、このテンション装置５３では、スプリング６６によりテンションバー６３を介して線材１１に張力を与えて、そのテンションバー６３が所定の角度になるようにドラム６２が回転して所定量の線材１１が繰出される。よって、線材１１の張力は所定の値に維持されるようになっている。
A controller (not shown) is configured to control the
図１に示すように、本発明の巻線装置２０は、線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻取る蓄線リール７０を備える。図１０及び図１１に示すように、この蓄線リール７０は、線材１１が実際にその周囲に巻取られる有底筒状の巻取り材７０ａと、その巻取り材７０ａの周囲に形成され線材１１の線径より僅かに広い隙間７０ｎを空けて対向する一対のフランジ部７０ｂ，７０ｃとを有する。一方のフランジ部７０ｂには線材１１の始端が進入して係止するスリット７０ｄが形成される。これにより、この蓄線リール７０は、その中心軸を回転中心として正転すると、線材繰出機５０から繰出されて始端がスリット７０ｄに係止した線材１１を一対のフランジ部７０ｂ，７０ｃの間の隙間７０ｎに巻取ることになる。そして、巻取り材７０ａにおける底部にはその中心軸上にカップリング軸７０ｅ，７０ｆが内部と外部の双方に突出して形成される。
As shown in FIG. 1, the winding
図１に戻って、巻取り治具２１が線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻取るときに、その蓄線リール７０を巻取り治具２１に固定してその巻取り治具２１とともに回転させる連結機構７１がその巻取り治具２１に設けられる。この連結機構７１は、第一回転体２３の回転径方向に突出するアーム７２と、このアーム７２の先端部に設けられた第一ロック機構７３とを備える。図１０に示すように、この第一ロック機構７３は、蓄線リール７０における外部カップリング軸７０ｆが挿入可能なカップリング孔７３ｂを有する筒体７３ａと、その筒体７３ａに設けられ外部カップリング軸７０ｆに形成された環状溝７０ｈに係合するロック部材７３ｃと、このロック部材７３ｃを環状溝７０ｈに押し付けるスプリング７３ｄ等を備える。
Returning to FIG. 1, when the winding
筒体７３ａには、その端部から軸方向に伸びるスリット７３ｅが形成され、そのスリット７３ｅに進入可能な突起７０ｋがその外部カップリング軸７０ｆに形成される。このため、スプリング７３ｄの付勢力に抗して外部カップリング軸７０ｆがこのカップリング穴７３ｂに差し込まれると、ロック部材７３ｃがスプリング７３ｄの付勢力によって環状溝７０ｈに押し付けられることにより、外部カップリング軸７０ｆがこのカップリング穴７３ｂから抜けないように構成される。そして、カップリング孔７３ｂに外部カップリング軸７０ｆが挿入状態でスリット７３ｅに突起７０ｋが進入するので、蓄線リール７０は巻取り治具２１に回転不能に取付けられることになる。
The cylindrical body 73a is formed with a
一方、図１２に示すように、第一ロック機構７３により蓄線リール７０がアーム７２の先端部に取付けられた状態で、その蓄線リール７０が巻取り治具２１とともに回転した場合に、その蓄線リール７０が線材繰出機５０から繰出される線材１１と干渉しないような位置になるように、アーム７２が第一回転体２３に固定される。
On the other hand, as shown in FIG. 12, when the
また、図１４に示すように、線材１１を巻取る芯材２２が突出する第一回転体２３の端部には、その芯材２２の外周に接する凹溝２３ａがアーム７２に沿うように形成される。この凹溝２３ａは、線材１１を収容可能な幅及び深さを有し、第一回転体２３の外周であって、第一ロック機構７３（図１）側の方向に開口するように形成される。そして、第一ロック機構７３（図１）を介して蓄線リール７０がアーム７２の先端部に取付けられた状態で、その蓄線リール７０から延びる線材１１はこの開口から凹溝２３ａに進入するように形成される。
Further, as shown in FIG. 14, a
図１に示すように、このコイル巻線装置２０には、蓄線リール７０を回転させる駆動源７５を備える。この実施の形態における駆動源７５は、その回転軸７５ａの正転及び逆転の双方が可能なサーボモータである。図１０に示すように、蓄線リール７０はこのサーボモータ７５の回転軸７５ａに第二ロック機構７６を介して着脱自在に構成される。この第二ロック機構７６は、サーボモータ７５の回転軸７５ａに同軸に連結され蓄線リール７０における内部カップリング軸７０ｅが挿入可能なカップリング孔７６ｂを有する筒体７６ａと、その筒体７６ａに設けられ内部カップリング軸７０ｅに形成された環状溝７０ｇに係合する図示しないロック部材と、筒体７６ａに嵌入され軸方向に移動して図示しないロック部材を環状溝７０ｇに挿入し又は離脱させる操作部材７６ｃと、ロック部材を環状溝７０ｇに挿入する方向に操作部材７６ｃを付勢するスプリング７６ｄ等を備える。
As shown in FIG. 1, the
筒体７６ａには、その端部から軸方向に伸びるスリット７６ｅが形成され、そのスリット７６ｅに進入可能な突起７０ｊがその内部カップリング軸７０ｅに形成される。このため、内部カップリング軸７０ｅがこのカップリング穴７６ｂに差し込まれて蓄線リール７０が駆動源７５であるサーボモータに取付けられると、スリット７６ｅに突起７０ｊが進入し、サーボモータ７５の回転軸７５ａに対する蓄線リール７０の回転は禁止されることになる。これにより、蓄線リール７０がサーボモータ７５に取付けられた状態では、そのサーボモータ７５が駆動して回転軸７５ａが回転すると蓄線リール７０もその回転軸７５ａとともに回転し、サーボモータ７５が停止すると、停止する回転軸７５ａとともにその蓄線リール７０の回転も停止するように構成される。
The
図１に戻って、架台１９には可動台７７が３軸方向に移動可能に設けられる。この可動台７７は可動台移動機構７８を介して架台１９に設けられ、この実施の形態における可動台移動機構７８は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ７９〜８１の組み合わせにより構成される。この可動台移動機構７８は、前述したノズル移動機構５２と同一構造であるので、繰り返しての説明は省略する。
Returning to FIG. 1, a
図４及び図５に示すように、この可動台７７には、巻取り治具２１から取り外された蓄線リール７０をその巻取り治具２１に対して移動させることにより、その蓄線リール７０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与するテンション付与装置９１が設けられる。この実施の形態におけるテンション付与装置９１は、可動台７７に設けられて蓄線リール７０を巻取り治具２１から離間させる方向に移動させる流体圧シリンダ９２を備える。流体圧シリンダ９２は、可動台７７にＸ軸方向に伸びて実際に取付けられるシリンダ本体９２ｂと、そのシリンダ本体９２ｂに給排される流体圧によりそのシリンダ本体９２ｂに沿ってＸ軸方向に往復移動可能なスライダ９２ａとを有する。そして、そのスライダ９２ａに駆動源７５であるサーボモータが取付けられる。このサーボモータ７５は取付板９４を介してスライダ９２ａに取付けられ、この取付板９４にはサーボモータ７５の他に、そのサーボモータ７５の回転軸７５ａ（図１０）に設けられた第二ロック機構７６（図１０）を操作する操作用シリンダ９５が更に設けられる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図１０に示すように、操作用シリンダ９５におけるロッド９５ａには第二ロック機構７６における操作部材７６ｃに係合する係合部材９６が取付けられる。そして、この操作用シリンダ９５がそのロッド９５ａを実線矢印で示すように没入させると、スプリング７６ｄの付勢力に抗して操作部材７６ｃが後退し、内部カップリング軸７０ｅの筒体７６ａにおけるカップリング穴７６ｂへの差し込みが可能となるように構成される。そして、内部カップリング軸７０ｅがカップリング穴７６ｂへ差し込まれた状態でロッド９５ａを破線矢印で示すように突出させると、操作部材７６ｃが再び前進して図示しないロック部材が環状溝７０ｇに押し付けられ、これにより、カップリング軸７０ｅがこのカップリング穴７６ｂから抜けないように構成される。
As shown in FIG. 10, an
一方、内部カップリング軸７０ｅがカップリング穴７６ｂへ差し込まれた状態で、操作用シリンダ９５がそのロッド９５ａを実線矢印で示すように再び没入させると、既に差し込まれていた内部カップリング軸７０ｅのそのカップリング穴７６ｂからの抜き出しが可能になるように構成される。このように、この第二ロック機構７６により蓄線リール７０は駆動源であるサーボモータ７５の回転軸７５ａに着脱可能に構成される。サーボモータ７５の回転軸７５ａに連結された蓄線リール７０は、そのサーボモータ７５によってＹ軸まわりに正転及び逆転の双方が可能になる。そして、その蓄線リール７０は、正転することにより線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻取って蓄線し、その蓄線の後、逆転することにより、巻取られた線材１１を解きほぐしてその蓄線リール７０から繰出すことになる。
On the other hand, when the operating
図４及び図５に示すように、流体圧シリンダ９２は、そのサーボモータ７５が取付けられたスライダ９２ａをＸ軸方向に移動させるものである。このため、サーボモータ７５の回転軸７５ａ（図１０）に蓄線リール７０が取付けられた状態で、そのサーボモータ７５が巻取り治具２１から離れる方向に移動すると、蓄線リール７０も巻取り治具から離れる方向に移動し、その蓄線リール７０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与することになる。なお、このテンションを付与する際にサーボモータ７５は駆動させずに、蓄線リール７０を回転させない。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、可動台７７には、そのスライダ９２ａが巻取り治具２１に接近したことを検出する接近センサ９７と、そのスライダ９２ａが巻取り治具２１から離間したことを検出する離間センサ９８が設けられる。各センサ９７，９８は、スライダ９２ａに設けられた第一突起９２ｄが対向するとオン信号を出力するセンサであって、図３に示すように、スライダ９２ａが巻取り治具２１に接近した時の第一突起９２ｄに対向する位置に接近センサ９７が設けられ、図２に示すように、そのスライダ９２ａが巻取り治具２１から離間した時の第一突起９２ｄに対向する位置に離間センサ９８が設けられる。各センサ９７，９８の検出出力は駆動源であるサーボモータ７５の制御装置である図示しないコントローラに接続される。そして、そのコントローラは、図３に示すように、蓄線リール７０が巻取り治具２１に接近して接近センサ９７がオン信号を出力すると、サーボモータ７５を駆動させ、図２に示すように、蓄線リール７０が巻取り治具２１から離間して離間センサ９８がオン信号を出力すると、駆動しているサーボモータ７５を停止させるように構成される。このようにコントローラがサーボモータ７５を制御することにより、蓄線リール７０が巻取り治具２１に接近すると、蓄線リール７０から線材１１が繰出され、蓄線リール７０が巻取り治具２１から離間したときに蓄線リール７０からの線材１１の繰出しが禁止されることになる。
The
また、この可動台７７には、流体圧シリンダ９２におけるスライダ９２ａの移動を禁止可能に許容する移動制限用シリンダ９３が更に設けられる。この移動制限用シリンダ９３は、可動台７７に、流体圧シリンダ９２と直交するようにＺ軸方向に伸びて設けられる。一方、流体圧シリンダ９２のスライダ９２ａには、蓄線リール７０が巻取り治具２１から離間した図４に示すときに、移動制限用シリンダ９３に臨む第二突起９２ｃが取付けられている。移動制限用シリンダ９３のスライダ９３ａには流体圧の供給の有無によりその第二突起９２ｃに係合し又はその第二突起９２ｃから離脱する係合片９３ｃが設けられる。そして、移動制限用シリンダ９３の本体９３ｂに流体が供給されてスライダ９３ａが図４の実線矢印で示すように移動し、そこに設けられた係合片９３ｃが第二突起９２ｃに係合すると、流体圧シリンダ９２におけるスライダ９２ａの移動を禁止し、流体の供給が停止されるとスライダ９３ａが図４の破線矢印で示すように復元して係合片９３ｃが第二突起９２ｃから離脱すると、流体圧シリンダ９２におけるスライダ９２ａの移動が許容されるように構成される。
The
なお、図示しないが、巻取り治具２１である芯材２２に巻取られた線材１１を加熱して融着させる熱風発生器が架台１９上に設けられる。
Although not shown, a hot air generator for heating and fusing the
次に、上記巻線装置を用いた本発明の巻線方法について説明する。 Next, the winding method of the present invention using the winding device will be described.
本発明の巻線方法は、線材繰出機５０から繰出される線材１１を蓄線リール７０に巻取り、その蓄線リール７０と共に巻取り治具２１を回転駆動して線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻取り治具２１に巻回して第一コイル１２を形成した後、巻取り治具２１から蓄線リール７０を取り外した状態で巻取り治具２１を回転駆動して蓄線リール７０からほどかれて繰出される線材１１を巻取り治具２１に巻回して第二コイル１３を形成する方法である。以下に、各工程を詳説する。
In the winding method of the present invention, the
＜蓄線工程＞
この工程では、線材繰出機５０から繰出される線材１１を蓄線リール７０に巻取る。この巻取りは駆動源７５により行われ、蓄線リール７０は駆動源であるサーボモータ７５の回転軸７５ａに第二ロック機構７６により回転不能に取付けられる。この取付けは、図１０に示す操作用シリンダ９５のロッド９５ａを実線矢印で示すように没入させてスプリング７６ｄの付勢力に抗して操作部材７６ｃを後退させ、この状態で内部カップリング軸７０ｅをカップリング穴７６ｂに差し込み、その後ロッド９５ａを破線矢印で示すように突出することにより行われる。このとき、図４に示す移動制限用シリンダ９３により、その係合片９３ｃを第二突起９２ｃに係合させて、サーボモータ７５が設けられた流体圧シリンダ９２におけるスライダ９２ａの移動を禁止しておくことが、サーボモータ７５の無用な移動を禁止し得るため、好ましい。
<Storage process>
In this step, the
そして、サーボモータ７５を駆動してその回転軸７５ａを蓄線リール７０とともに回転させ、これにより線材繰出機５０から繰出される線材１１を蓄線リール７０に巻取る。その詳細な手順にあっては、先ず、カッタ装置５９を待機位置に維持させる。そして把持装置６０の把持片６０ａにより線材１１を把持し、ノズル５１から線材１１を突出させた状態でノズル移動機構５２によりそのノズル５１を移動させ、図１１に示すようにその線材１１の端縁をスリット７０ｄに挿入させる。この状態からサーボモータ７５を駆動して蓄線リール７０を僅かに正転させ（例えば、４５度〜９０度程度回転させる。）、その正転した蓄線リール７０によりスリット７０ｄに挿入された線材１１の端縁を折り曲げ、それによりその線材１１の端部をそのスリット７０ｄに係止させる。このように、線材１１の端部をスリット７０ｄに係止させた後、把持装置６０は、図１に示すように把持片６０ａによる線材１１の把持を解消して、線材繰出機５０からの線材１１の繰出しを許容する。その後、蓄線リール７０を更に正転させることにより、その後に線材繰出機５０から繰出される線材１１を一対のフランジ７０ｂ，７０ｃの間の巻取り材７０ａに巻取る。そして、所定量の線材１１を巻取った後にサーボモータ７５を停止して、蓄線リール７０の正転を停止させる。
Then, the
＜第一蓄線リール移動工程＞
この工程では、駆動源であるサーボモータ７５の回転軸７５ａに取付けられた蓄線リール７０を巻取り治具２１に固定する。この固定は連結機構７１により行われ、これに際してサーボモータ２７を駆動して第一回転体２３とともにアーム７２を回転させ、そこに取付けられた第一ロック機構７３を、図１０に示すように蓄線リール７０に対向させる。そして、可動台移動機構７８によりサーボモータ７５とともに蓄線リール７０を移動させて、その外部カップリング軸７０ｆをカップリング穴７３ｂに差し込んで蓄線リール７０をその第一ロック機構７３に取付ける。
<First storage reel moving process>
In this step, the
その後、操作用シリンダ９５のロッド９５ａを没入させて操作部材７６ｃを後退させ、第二ロック機構７６を解除する。この状態で可動台移動機構７８によりサーボモータ７５を第一ロック機構７３から遠ざける。これによりサーボモータ７５から離脱した蓄線リール７０は連結機構７１により巻取り治具２１に固定されることになる。このとき、図１２に示すように、ノズル移動機構５２は、芯材２２の接線方向に伸びる線材１１が芯材２２と直交するようにノズル５１を位置させる。そして、図１４に示すように、線材繰出機５０から蓄線リール７０へと延びる線材１１を第一回転体２３に形成された凹溝２３ａに収容しておく。
Thereafter, the
＜第一コイル形成工程＞
この工程では、蓄線リール７０と共に巻取り治具２１を回転駆動して線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻取り治具２１に巻取って第一コイル１２を形成する。具体的には、サーボモータ２７，３８を同期して回転駆動し、図１５の実線矢印で示すように第一及び第二回転体を芯材２２とともに回転させ、線材繰出機５０からノズル５１を経て繰出される線材１１を第一及び第二回転体２３，２４に挟まれる芯材２２に巻取る。
<First coil formation process>
In this process, the winding
巻取りを開始すると、その芯材２２が一回転して線材１１を１回巻取る毎に、ノズル移動機構５２はノズル５１を芯材２２の軸方向にその線材１１の線径に等しい量だけ移動させる。また、間隔可変機構４１は、巻初めの当初、第一及び第二回転体２３，２４の間の線材１１が巻取られる芯材２２の長さＬ（図８）を、線材１１の線径より僅かに広いものとして巻初め、その芯材２２が一回転して線材１１を１回巻取る毎に、第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬを、その線材１１の線径に等しい量だけ拡げる。これにより、図１５に示すように、線材１１は芯材２２の長手方向に互いが密着するように巻取ることができる。
When winding is started, each time the
この実施の形態では、芯材２２の軸方向に線材１１が螺旋状に巻回された巻線が芯材２２の径方向に複数層に亘って設けられる第一コイル１２を示す。このため、予め定められた所定の長さの線材１１を芯材２２に巻取ることにより、図１５に示す第一層目の巻線１２ａを得ることができる。この第一層目の巻線１２ａが得られた段階で、第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬは、巻幅、即ち、線材１１の巻数に線径を乗じた長さより僅かに長いものとなる。この第一層目の巻線１２ａが得られた後に、間隔可変機構４１により、第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬを一旦僅かに縮めた後に再び元の長さに戻すことにより、芯材２２に整列に巻取られて芯材２２の軸方向に並ぶ線材１１を芯材２２の軸方向に圧縮して、第一層目の巻線１２ａにおける線材１１を互いに密着させる。そして、図示しない熱風発生器は、巻取り治具２１である芯材２２に巻取られた線材１１を加熱して密着する線材１１を互いに融着させる。
In the present embodiment, the
図１５に示すように、芯材２２に線材１１が巻取られて第一層目の巻線が成されると、その第一層目の巻線１２ａの上に第二層目の巻線１２ｂとして、線材１１を更に巻取る。この第二層目の巻線１２ｂを構成する線材１１の巻取りにあっては、間隔可変機構４１（図７）は駆動しない。即ち、第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬ（図７）の変更は行わない。一方、図１６の実線矢印で示すように、この第二層目の巻線１２ｂにあって、ノズル移動機構５２（図７）は、その芯材２２が一回転して線材１１を１回巻取る毎に、ノズル５１を、第一層目の巻線１２ａの時の移動方向と逆の方向に、その線材１１の線径に等しい量だけ移動させる。そして、第二層目の巻線１２ｂにおいて線材１１を所定の回数だけ芯材２２に巻取り、第一層目の巻線１２ａの上に、その第一層目の巻線１２ａの全巻幅の亘って線材１１を巻取る。
As shown in FIG. 15, when the
図１６に示すように、第一層目の巻線１２ａの上に第二層目の巻線１２ｂを構成する所定量の線材１１が整列して巻取られた状態で、その第二層目の巻線１２ｂを終了させる。このように、第二層目の巻線が完了した後に、一旦、間隔可変機構４１（図７）により、再び第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬを僅かに縮めた後に再び元の長さに戻すことにより、その二層目の巻線１２ｂを構成する線材１１を互いに密着させることができる。このようなことを交互に繰り返して、第二層目の巻線１２ｂの上に第三層目以降の巻線を順次形成することにより、図１７に示すように、所望の層数を有する第一コイル１２を得る。
As shown in FIG. 16, in a state where a predetermined amount of
このように、本発明では、連結機構７１により蓄線リール７０を巻取り治具に固定して、その蓄線リール７０と共に巻取り治具２１を回転駆動する。そして、線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻回して第一コイル１２を形成するので、巻取り治具２１を回転数を変更調整することにより、その第一コイル１２の巻数を自由に調整することができる。
Thus, in the present invention, the
この第一コイル１２の形成において、線材繰出機５０から繰出される線材１１に一定のテンションを線材繰出機５０において付与する。図６に示すように、このテンションの付与は線材繰出機５０におけるテンション装置５３により行われ、このテンション装置５３では、スプリング６６によりテンションバー６３を介して線材１１に張力を与える。よって、この第一コイル１２の形成において、線材１１の張力は所定の値に維持され、第一コイル１２における線材１１の層間における密着の程度に差が生じるようなことを防止することができる。
In forming the
なお、第一コイル１２が得られた後には、図１３に示すように、把持装置６０の把持片６０ａにより線材１１を把持して線材繰出機５０から線材１１が繰出されることを防止した上で、カッタ装置５９（図６）をエアシリンダ５９ａにより切断位置に移動し、その第一コイル１２から線材繰出機５０へと延びる線材１１を切断する。これにより、図１９（ａ）に示すように、その線材からなるリード部１５が外周から径方向に伸びる第一コイル１２を得ることができる。
After the
＜第二蓄線リール移動工程＞
この工程では、巻取り治具２１から蓄線リール７０を離脱させて、駆動源であるサーボモータ７５の回転軸７５ａにその蓄線リール７０を取付ける。具体的には、先ず、サーボモータ２７を駆動して第一回転体２３とともにアーム７２を回転させ、第一ロック機構７３を介して取付けられた蓄線リール７０を、図１０に示すようにサーボモータ７５に対向させる。そして、操作用シリンダ９５のロッド９５ａを実線矢印で示すように没入させて第二ロック機構７６を解除し、その状態で可動台移動機構７８によりサーボモータ７５を移動させて、蓄線リール７０の内部カップリング軸７０ｅに、第二ロック装置７６におけるカップリング穴７６ｂを嵌入させる。その後、操作用シリンダ９５のロッド９５ａを破線矢印で示すように突出させて第二ロック機構７６により、その蓄線リール７０をサーボモータ７５の回転軸７５ａに取付ける。この状態で可動台移動機構７８によりサーボモータ７５を第一ロック機構７３から遠ざけ、巻取り治具２１から蓄線リール７０を離脱させる。その後、図１３に示すように、第一コイル１２から蓄線リール７０へと延びる線材１１が芯材２２と直交するように蓄線リール７０を位置させておく。
<Second storage reel moving process>
In this step, the
＜第二コイル形成工程＞
この工程では、巻取り治具２１を回転駆動して蓄線リール７０から繰出される線材１１を巻取って第二コイル１３を形成する。この巻取りに際して、移動機３１により、図１８の実線矢印で示すように、芯材２２を第一回転体２３から線材１１の線径分より僅かに多く突出させ、それとともに、間隔可変機構４１は、第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬを、線材１１の線径より僅か多くなるように拡げる。このようにして、その芯材２２に巻取られた線材１１からなる第一コイル１２と第一回転体２３との間に、線材１１の線径より僅かに広い隙間を生じさせる。そして、凹溝２３ａに収納されていた線材１１をその凹溝２３ａから離脱させる。
<Second coil forming process>
In this step, the winding
その後サーボモータ２７，３８を同期して回転駆動し、図１８の破線矢印で示すように、第一コイルの１２の形成時とは逆方向に第一及び第二回転体を芯材２２とともに回転させ、蓄線リール７０から繰出される線材１１を第一コイル１２に隣接する芯材２２に巻取る。このとき、可動台移動機構７８は駆動せずに、可動台７７を移動させない。そして、その第一コイル１２と第一回転体２３との間の芯材２２に蓄線リール７０からほどかれて繰出される線材１１を巻取る。ここで、蓄線リール７０における一対のフランジ部７０ｂ，７０ｃは、線材１１の線径より僅かに広い隙間７０ｎ（図１０）を空けて対向し、その間の巻取り材７０ａに線材１１が巻取られているので、その蓄線リール７０から繰出される線材１１が蓄線リール７０の軸方向にずれるようなことはない。このため、蓄線リール７０からほどかれて繰出される線材１１は、その線材１１と直交する芯材２２の部分、即ち、第一コイル１２と第一回転体２３との間の芯材２２に正確に案内され、その芯材２２に巻取られて第二コイル１３が形成されることになる。
Thereafter, the
この第二コイル１３の形成において、巻取り治具２１から取り外した蓄線リール７０を巻取り治具２１に対して移動させて蓄線リール７０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与する。この実施の形態では、蓄線リール７０の移動が、蓄線リール７０を巻取り治具２１から離間させる方向に付勢する流体圧シリンダ９２により行われる。即ち、図５に示す移動制限用シリンダ９３のスライダ９３ａを実線矢印で示すように復元して、そこに設けられた係合片９３ｃを第二突起９２ｃから離脱させる。これにより、サーボモータ７５が設けられた流体圧シリンダ９２におけるスライダ９２ａの移動を可能にする。一方、駆動源であるサーボモータ７５は停止させ、その回転軸７５ａとともに蓄線リール７０が回転して線材１１が新たに繰出されるようなことを禁止する。そして、その流体圧シリンダ９２に所定圧の流体、この実施の形態では、所定の圧力に調整された圧縮エアを供給し、図２の破線矢印で示すように、そのスライダ９２ａとともに蓄線リール７０自体を巻取り治具２１から遠ざかる方向に付勢する。これにより、蓄線リール７０から延びて芯材２２に巻取られる線材１１に一定のテンションを付与する。
In the formation of the
このように、巻取り治具２１から離れる方向に蓄線リール７０を移動させて、その蓄線リール７０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与することにより、線材１１に付与される張力に変動を生じさせない。即ち、本発明では、蓄線リール７０を回転させる際のバックテンショナーにより一定のテンションを線材１１に付与するものではない。本発明では、蓄線リール７０を回転させることなく、その蓄線リール７０自体を巻取り治具２１から離れる方向に一定の力で付勢することにより、その蓄線リール７０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与するのである。このため、その蓄線リール７０に蓄線された線材１１を解きほどいて繰出し、その蓄線リール７０に巻取られた線材１１からなる外径が減少したとしても、線材１１に付与される張力に変動を生じさせることはない。よって、この第二コイル１３の形成においても、線材１１の張力は所定の値に維持され、第二コイル１３における線材１１における密着の程度に差が生じるようなことを回避することができ、コイル１０を形成する線材１１の占積率を向上させることができる。そして、蓄線リール７０への付勢を、その蓄線リール７０を巻取り治具２１から離間させる方向に移動させる流体圧シリンダ９２により行うので、その流体圧を調整することにより、線材１１に付与される張力を容易に調整することが可能となる。
Thus, the tension applied to the
一方、蓄線リール７０を回転させずに線材１１を芯材２２に巻取ると、流体圧シリンダ９２における付勢力に抗して、蓄線リール７０はスライダ９２ａとともに芯材２２に接近することになる。そして、図３に示すように、スライダ９２ａが巻取り治具２１に接近して第一突起９２ｄが接近センサ９７に対向することになる。このように蓄線リール７０が芯材２２に接近したことを接近センサ９７が検出すると、図示しないコントローラは駆動源であるサーボモータ７５を駆動してその回転軸７５ａとともに蓄線リール７０を実線矢印で示すように逆転させ、芯材２２に巻取られる量より多くの線材１１をその蓄線リール７０から解きほぐして新たに繰出す。このように蓄線リール７０を逆転させて線材１１を繰出すと、流体圧シリンダ９２における付勢力により、蓄線リール７０はスライダ９２ａとともに、図３の実線矢印で示すように移動して芯材２２から離れる。この新たな線材１１の繰出し時にあっても、流体圧シリンダ９２は、逆転する蓄線リール７０を巻取り治具２１から離れる方向に一定の力で付勢しているので、その蓄線リール７０から繰出される線材１１には一定のテンションが付与されて維持される。
On the other hand, when the
蓄線リール７０が逆転して線材１１が新たに繰出されると、流体圧シリンダ９２の付勢力によりそのスライダ９２ａは巻取り治具２１から徐々に離間し、その後、図２に示すように、第一突起９２ｄが離間センサ９８に対向することになる。すると、蓄線リール７０が芯材２２から離間したことを離間センサ９８が検出し、図示しないコントローラは再び駆動源であるサーボモータ７５を停止させ、蓄線リール７０からの線材１１の繰出しを再び停止させる。このような蓄線リール７０からの線材１１の繰出し及び停止を繰り返すことにより、接近センサ９７と離間センサ９８の間隔を越える長さの線材１１を蓄線リール７０に巻取っても、繰出される線材１１に一定のテンションを付与した状態で、その線材１１を順次繰出すことが可能となる。そして、駆動源がサーボモータ７５であって、蓄線リール７０がサーボモータ７５の回転軸７５ａに着脱自在であるので、蓄線リール７０を正転させて、線材繰出機５０から繰出される線材１１を巻取る駆動源として、そのサーボモータ７５を用いることもできる。このため、線材繰出機５０から繰出される線材１１を蓄線リール７０に巻取るための別の駆動源を設けることを省くことができる。
When the
この実施の形態における第二コイル１３は、その芯材２２に渦巻き状に巻取られるものである場合を示し、蓄線リール７０に蓄えられた全ての線材１１が芯材２２に巻取られた状態で、所定の回数巻回された第二コイル１３が得られる場合を示す。そして、蓄線リール７０のスリット７０ｄ（図１１）から最後に離脱する線材１１の端部が、図１９（ｂ）に示す第二コイル１３の外周から径方向に伸びるリード部１６となる。そして、第二コイルが１３が得られた後に、間隔可変機構４１により、第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬを一旦僅かに縮めた後に再び元の長さに戻すことにより、第二コイル１３を第一コイル１２に密着させ、これにより線材１１の占積率を高め、この状態で図示しない熱風発生器は、線材１１を加熱して占積率が高められて互いに密着する線材１１を相互に融着させる。これにより、複数層の線材１１からなる第一コイル１２と、渦巻き状に巻回された線材１１からなる第二コイル１３が、内側渡り線１４により結ばれた図１９に示すコイル１０が形成される。
The
このように、本発明では、第一コイル１２が形成された後に、巻取り治具２１から蓄線リール７０を取り外した状態で巻取り治具２１を回転駆動し、その蓄線リール７０からほどかれて繰出される線材１１を巻回して第二コイル１３を形成するので、巻取り治具２１の回転数を変更調整することにより、その第二コイル１３の巻数も自由に調整することができる。よって、第一コイル１２のみならず、その第一コイル１２に内側渡り線１４により連結される第二コイル１３の巻数にあっても容易に変更調整することが可能になる。
Thus, in the present invention, after the
上述したように第二コイル１３を得て、その第二コイル１３を第一コイル１２に密着させて融着させ、第一コイル１２と第二コイル１３が内側渡り線１４により結ばれた図１９に示すコイル１０が形成された後には、図９に示すように、移動機３１により、第一回転体２３の一端側から突出してコイル１０が形成された芯材２２を第一回転体２３に没入させ、そのコイル１０を巻取り治具２１から強制的に離脱させる。これにより一連のコイル巻線を終了させ、次のコイル巻きを、前述した蓄線工程から再び開始させる。このようにすれば、線材１１の占積率を高めたコイル１０を連続的に得ることが可能となる。
As described above, the
なお、上述した実施の形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータの組み合わせにより構成されたノズル移動機構５２及び可動台移動機構７８を説明したけれども、これらの移動機構はこの構造のものに限るものではなく、ノズル５１及び可動台７７が架台１９に対して３軸方向に移動可能である限り、他の形式のものであっても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、第一コイル１２の第一層目の巻線１２ａの形成において、芯材２２が一回転して線材１１を１回巻取る毎に、間隔可変機構４１により第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬを、その線材１１の線径に等しい量だけ拡げる場合を説明したが、ノズル移動機構５２によりノズル５１を移動させるだけでいわゆる整列巻きが可能であれば、間隔可変機構４１により第一及び第二回転体２３，２４の間の芯材２２の長さＬを、当初より得ようとする第一コイル１２の全長又はそれより僅かに大きな長さに合わせ、その状態から巻初めても良い。
In the above-described embodiment, in the formation of the first layer winding 12 a of the
また、上述した実施の形態では、図４に示すように、蓄線リール７０が巻取り治具２１から離間した状態で、流体圧シリンダ９２による蓄線リール７０の移動を移動制限用シリンダ９３が禁止可能である場合を説明したが、移動制限用シリンダ９３は、図３に示すように蓄線リール７０が巻取り治具２１に接近した状態で、流体圧シリンダ９２による蓄線リール７０の移動を禁止可能に構成しても良い。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the
また、上述した実施の形態では、線材１１が螺旋状に巻回された巻線がその巻線の径方向に複数層に亘って設けられた第一コイル１２と、線材１１が渦巻き状に巻回された第二コイル１３とを備えたコイル１０を用いて説明したが、第一コイル１２を線材１１が渦巻き状に巻回されたものとし、第二コイル１３を、線材１１が螺旋状に巻回された巻線がその巻線の径方向に複数層に亘って設けられたものとしても良い。また、第一コイル１２と第二コイル１３の双方が、渦巻き状に巻回された線材１１からなるものであっても良く、第一コイル１２と第二コイル１３の双方が、線材１１が螺旋状に巻回された巻線がその巻線の径方向に複数層に亘って設けられたものであっても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、線材繰出し機構５０におけるテンション装置５３がスプリング６６により線材１１に一定のテンションを付与し、蓄線リール７０の移動を流体圧シリンダ９２により行って、その蓄線リール７０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与する場合を説明したが、図示しないが、線材繰出し機構５０におけるテンション装置５３が、ドラム６２を移動させて線材１１に一定のテンションを付与する流体圧シリンダを備えるものであっても良く、蓄線リール７０の移動をスプリングにより行って、その蓄線リール７０から繰出される線材１１に一定のテンションを付与するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、断面が方形を成す線材１１を用いて説明したが、線材１１はその断面が円形を成すいわゆる丸線であっても良い。
Moreover, in embodiment mentioned above, although demonstrated using the
更に、上述した実施の形態では、所定の圧力に調整された気体である圧縮エアによりスライダ９２ａを移動させる流体圧シリンダ９２を説明したが、流体圧シリンダは、油圧又は水圧のような液体によりスライダを移動させるようなものであっても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
１１ 線材
２０ コイル巻線装置
２１ 巻取り治具
５０ 線材繰出機
７０ 蓄線リール
７１ 連結機構
７５ サーボモータ（駆動源）
９１ テンション付与装置
９２ 流体圧シリンダ
DESCRIPTION OF
91
Claims (3)
蓄線リール(70)が着脱自在に構成され取付けられた前記蓄線リール(70)を回転させることにより前記ノズル(51)から繰出される線材(11)を前記蓄線リール(70)に巻取って蓄線を形成する駆動源(75)と、
前記ノズル(51)から繰出される線材(11)又は蓄線リール(70)の蓄線からほどかれて繰出される線材(11)を回転して巻取る巻取り治具(21)と、
前記巻取り治具(21)が前記ノズル(51)から繰出される線材(11)を巻取るときに前記駆動源(75)から取り外された前記蓄線リール(70)を前記巻取り治具(21)に固定して前記巻取り治具(21)とともに回転させる連結機構(71)と、
前記巻取り治具(21)が前記蓄線リール(70)の蓄線からほどかれて繰出される線材(11)を巻取るときに前記蓄線リール(70)が取付けられた前記駆動源(75)を前記蓄線リール(70)とともに前記巻取り治具(21)から離間させる方向に付勢して前記蓄線リール(70)から繰出される線材(11)に一定のテンションを付与する流体圧シリンダ(92)と
を備えたコイル巻線装置。 A wire feeder (50) for feeding the wire (11) through the nozzle (51 ) with a constant tension;
A wire rod (11) fed from the nozzle (51) is wound around the wire reel (70) by rotating the wire reel (70) to which the wire reel (70) is detachably configured . a driving source to form a蓄線I Removing and (75),
A winding jig (21) for rotating and winding the wire (11) fed from the nozzle (51) or the wire (11) unwound from the storage of the storage reel (70);
When the winding jig (21) winds the wire (11) fed from the nozzle (51), the storage reel (70) removed from the drive source (75) is used as the winding jig. A coupling mechanism (71) fixed to (21) and rotated together with the winding jig (21);
The drive source to which the storage reel (70) is attached when the winding jig (21) winds up the wire (11) unwound from the storage of the storage reel (70) 75) is urged together with the storage reel (70) in a direction away from the winding jig (21) to apply a certain tension to the wire rod (11) fed out from the storage reel (70). With hydraulic cylinder (92)
Coil winding apparatus equipped with.
線材繰出機(50)から繰出される線材(11)を蓄線リール(70)に巻取り、その蓄線リール(70)と共に巻取り治具(21)を回転駆動して前記線材繰出機(50)から繰出される線材(11)を前記巻取り治具(21)に巻回して第一コイル(12)を形成した後、前記巻取り治具(21)から前記蓄線リール(70)を取り外した状態で前記巻取り治具(21)を回転駆動して前記蓄線リール(70)からほどかれて繰出される線材(11)を前記巻取り治具(21)に巻回して第二コイル(13)を形成し、
前記第一コイル(12)の形成において、前記線材繰出機(50)から繰出される線材(11)に一定のテンションを前記線材繰出機(50)において付与し、
前記第二コイル(13)の形成において、前記巻取り治具(21)から取り外した前記蓄線リール(70)を巻取り治具(21)から離間させる方向に付勢して前記蓄線リール(70)から繰出される線材(11)に一定のテンションを付与する
ことを特徴とするコイル巻線方法。 A coil winding method using the coil winding apparatus according to claim 1 or 2,
The wire rod (11) fed from the wire rod feeding machine (50) is wound around a storage reel (70), and the winding jig (21) is rotated together with the storage reel (70) to rotate the wire rod feeding machine ( 50) is wound around the winding jig (21) to form the first coil (12), and then the storage reel (70) from the winding jig (21) With the wire removed, the winding jig (21) is rotationally driven to unwind the wire rod (11) unwound from the storage reel (70) and wind it around the winding jig (21). Forming two coils (13) ,
In the formation of the first coil (12), a constant tension is applied to the wire rod (11) fed from the wire rod feeder (50) in the wire rod feeder (50),
In the formation of the second coil (13), the storage reel is biased in a direction to separate the storage reel (70) removed from the winding jig (21) from the winding jig (21). A coil winding method comprising applying a certain tension to the wire (11) fed from (70).
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