WO2016027823A1 - コイル製造方法、コイル製造装置 - Google Patents

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WO2016027823A1
WO2016027823A1 PCT/JP2015/073202 JP2015073202W WO2016027823A1 WO 2016027823 A1 WO2016027823 A1 WO 2016027823A1 JP 2015073202 W JP2015073202 W JP 2015073202W WO 2016027823 A1 WO2016027823 A1 WO 2016027823A1
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winding
coil
mark
defective
inspection
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PCT/JP2015/073202
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睦 伊藤
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住友電装株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines

Definitions

  • the present invention relates to a coil manufacturing method and a coil manufacturing apparatus for manufacturing a coil by winding a winding.
  • the present invention relates to a coil manufacturing method and a coil manufacturing apparatus that can improve productivity.
  • a winding in which an insulating film is formed on the surface of a conductor made of a metal wire is known.
  • the winding is used as a coil of various electric devices. Examples of the electric device using the coil include a reactor, a choke coil, a motor, and a transformer.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose techniques related to winding manufacturing.
  • the winding is manufactured as follows (see Patent Document 1). First, by drawing a wire rod from a drum around which a metal wire (wire rod) as a starting material of a conductor is wound by a feeding device and passing it through a wire drawing machine using a wire drawing die or the like, A metal wire (conductor) having a predetermined cross-sectional shape and wire diameter is produced. Next, after applying an insulating varnish to the surface of the conductor, the insulating varnish is baked by passing it through a baking furnace to form an insulating film on the surface of the conductor.
  • winding which formed the insulating film in the surface of a conductor is wound up on a drum with a winding device.
  • a round wire having a circular cross section and a rectangular wire having a rectangular cross section are typical.
  • a defective portion (swelling, peeling, pinhole, etc.) may occur in the insulating coating due to manufacturing, and the defective portion is inspected from the viewpoint of quality assurance (see Patent Document 2).
  • the inspection of the defective portion of the insulating coating is performed by various inspection devices while the winding wound around the drum is wound around another drum by a rewinding device.
  • the rewinding operation is interrupted and the winding is cut to remove the defective part where the defective part exists.
  • the drum wound up to the middle of the winding is removed from the rewinding device and replaced with a new drum, and the rewinding is started from the middle of the winding to the new drum.
  • the coil is manufactured by winding the winding into a predetermined shape.
  • a circular shape cylindrical shape
  • a polygonal shape square tube shape
  • the coil is usually formed by bending into a predetermined shape while winding the winding and winding it in a spiral shape.
  • a corner portion is formed by bending while sequentially feeding windings, and a square portion coil having a corner portion and a straight line portion formed by bending is obtained by repeating this process.
  • An apparatus for manufacturing a square cylindrical edgewise coil using a flat wire is disclosed in Patent Document 3.
  • Patent Document 3 includes a winding mechanism having a bender that bends a flat wire, a feed mechanism that sends a flat wire to the winding mechanism, a bending step of bending the flat wire, and a feed step of sending a flat wire.
  • a coil manufacturing apparatus that repeatedly forms an edgewise coil is described.
  • the winding is manufactured by the winding manufacturer, and the coil is manufactured by the coil manufacturer.
  • the coil manufacturer purchases the winding from the winding manufacturer and manufactures the coil.
  • the windings are shipped and delivered in the state of being wound on a drum.
  • the manufactured winding is inspected for a defective portion of the insulating coating, and is cut at a portion where the defective portion exists, and the defective portion is removed. It is difficult to completely prevent the occurrence of defective portions of the insulating coating during the manufacturing process of the winding, and the positions where the defective portions of the insulating coating are generated are also different. Therefore, the winding wound around the drum in the end often has a winding amount smaller than the standard winding amount of the drum, and when individual windings wound around a plurality of drums are compared, There is a large amount of winding variation.
  • a coil When manufacturing a coil, a coil is formed by winding a winding while sequentially winding the coil from a drum, and is cut at a position to be the end of the coil, and a plurality of coils are wound from the winding wound on one drum. Is manufactured continuously. Therefore, if the winding amount of the winding wound around one drum is small, not only the number of coils manufactured from the winding is reduced, but also the drum replacement work frequently occurs, which hinders stable production. Bring In addition, since the winding amount of the winding wound around the drum is small and the variation thereof is large, a gap formed between the drums when a plurality of drums are arranged side by side when the winding is transported. May increase and transportation costs may increase.
  • one of the objects of the present invention is to provide a coil manufacturing method and a coil manufacturing apparatus that can improve productivity.
  • the coil manufacturing method includes the following feeding process, winding process, and inspection process.
  • the unwinding step unwinds the winding from a drum that has wound a winding having a conductor, an insulating film covering the conductor, and a mark indicating a defective portion of the insulating film.
  • a coil is formed by winding the wound winding.
  • the inspection step inspects the defective portion of the winding.
  • the inspection step includes a mark detection step for detecting the mark, and a defective portion cutting step for cutting the winding at a position corresponding to the defective portion based on the mark detected in the mark detection step.
  • the coil manufacturing apparatus includes the following feeding device, a winding device, and an inspection device.
  • the feeding device feeds the winding from a drum on which a winding having a conductor, an insulating coating covering the conductor, and a mark indicating a defective portion of the insulating coating is wound.
  • the winding device winds the wound winding to form a coil.
  • the inspection device inspects the defective portion of the winding.
  • the inspection apparatus includes: a mark detector that detects the mark; a cutter that cuts the winding; and the cutter that detects the mark based on the mark detected by the mark detector at a position corresponding to the defective portion.
  • the coil manufacturing method and the coil manufacturing apparatus can improve coil productivity.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coil manufacturing apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic process diagram of the coil manufacturing method according to the first embodiment. It is a schematic flowchart of the test process in the coil manufacturing method which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic block diagram of the coil manufacturing apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic flow diagram of an inspection process in a coil manufacturing method according to Embodiment 2.
  • the present inventor has studied to improve the productivity of the coil by reducing the number of times the drum is replaced when manufacturing the coil.
  • the inventor considered increasing the winding amount of the winding wound around the drum.
  • the defective portion where the defective portion exists is cut and removed, so that it is wound around the drum with a predetermined winding amount. If an attempt is made to produce only the windings that have been taken, windings that do not meet that requirement must be discarded, which in turn increases production costs.
  • this winding does not have a defective portion removed, and only has a mark on the defective portion. Therefore, the winding can be wound around the drum with a predetermined winding amount. Then, the present inventors have found that the coil productivity can be improved by preparing the winding in a state wound on a drum and inspecting the defective portion based on the mark in the coil manufacturing process.
  • a coil manufacturing method includes the following feeding process, winding process, and inspection process.
  • the feeding step the winding is fed out from a drum that has wound a winding having a conductor, an insulating coating covering the conductor, and a mark indicating a defective portion of the insulating coating.
  • the wound winding is wound to form a coil.
  • the inspection process a defective portion of the winding is inspected. This inspection process includes a mark detection process for detecting a mark, and a defective part cutting process for cutting the winding at a position corresponding to the defective part based on the mark detected in the mark detection process.
  • the above coil manufacturing method by using a drum in which a winding having a mark indicating a defective portion of an insulating coating (hereinafter sometimes simply referred to as “coating defective portion”) is wound with a predetermined winding amount.
  • the number of drum replacements can be reduced.
  • the productivity of the coil can be improved.
  • an inspection process for inspecting the defective film portion of the winding is provided. In this inspection process, a mark attached to the winding is detected, and the winding is cut at a position corresponding to the defective film portion based on the mark. By doing so, it is possible to remove a defective portion of the winding that becomes a film defect when the coil is formed. Further, by making the winding amount of each winding wound around the plurality of drums constant, it is easy to make the timing for replacing the drums constant and easy to predict.
  • the amount of discarded winding can be reduced as compared with the case where the coil including the defective coating portion is sorted and removed after the coil is manufactured.
  • the position corresponding to the defective film portion may be a position where the defective portion is included on the side to be cut and removed.
  • the inspection process includes the following mark position measurement process and formation position determination process.
  • the mark position measurement step the distance from the position that is the starting end of the coil in the winding to the detection position of the mark is measured.
  • the formation position determination step determines whether or not the defective portion is located at a predetermined position when the coil is formed based on the detection position of the mark. And the aspect which cut
  • the position of the coil corresponding to the specific position of the coil is determined by the start of the coil. It can be determined if the distance from the position becomes known. Therefore, by measuring the distance from the starting position of the coil in the winding to the detection position of the mark, when the coil is formed based on the detection position of the mark, the defective coating portion of the winding becomes the predetermined coil position. It can be determined whether or not it is located at the position.
  • the predetermined position is a place where a problem of coating failure is likely to occur due to the presence of a coating failure portion when the coil is used, and is set in advance.
  • the predetermined position examples include a bent portion (corner portion) to be bent and both end portions of the coil.
  • a connecting part crossing part that connects the winding parts.
  • the winding step includes a corner portion that forms a corner portion by bending a winding.
  • a mode in which the predetermined position in the formation position determining step is a corner is included.
  • the corner of the coil is given as a predetermined position where the problem of coating failure is likely to occur.
  • the corner is formed by bending the winding, the insulating film is pulled outside the corner by the bending, and therefore, if there is a defective film part (especially a bulging defect) at that position, it is caused by this.
  • the insulating coating is easily cracked outside the corners, and the problem of defective coating tends to occur.
  • this problem appears remarkably.
  • the straight part of the coil that is not bent for example, it is difficult for the film cracking due to the defective film part to occur, so that the problem of the defective film is less likely to occur than the corner part.
  • the winding amount is reduced while avoiding the problem of defective coating at the coil corner. it can.
  • the winding is a rectangular wire having a rectangular cross section.
  • the space factor of the coil can be increased compared to a round wire.
  • the winding step may include forming an edgewise coil by winding the winding edgewise.
  • Edgewise coils with edgewise winding of rectangular wires have a high space factor and can be miniaturized.
  • the above inspection process is performed on a winding having a length corresponding to a series of coils to be formed. After securing, the aspect which implements the said winding process is mentioned.
  • the timing of starting winding of the winding while inspecting the winding, start winding from the side of the starting end of the winding that passed the inspection, or the winding of a predetermined length passes the inspection And then starting winding.
  • the winding inspection and winding winding are partially overlapped, and in the latter case, the winding winding is performed after the inspection of the predetermined length winding is completed.
  • the former may be referred to as “simultaneous implementation method” and the latter as “individual implementation method”).
  • the inspection process is performed on the winding having the length of the series of coils to be formed, and the winding of the length of the coil that has passed the inspection process is performed.
  • the winding is not cut in the middle of the winding, and the coil can be formed.
  • the winding may be cut off during the winding process by the inspection process, and the winding wound halfway is treated as a defective product.
  • the above-described aspect corresponds to the above-described individual implementation method, and before starting winding, the defective part of the winding can be cut and removed in the inspection process in advance, and the winding is cut in the middle of winding. Therefore, there is no need for separation work when recycling the winding including the removed defective film portion, which is excellent in recyclability.
  • a coil manufacturing apparatus includes the following feeding device, a winding device, and an inspection device.
  • the feeding device feeds the winding from a drum around which a winding having a conductor, an insulating coating covering the conductor, and a mark indicating a defective portion of the insulating coating is wound.
  • the winding device forms a coil by winding the wound winding.
  • the inspection device inspects a defective portion of the winding.
  • This inspection device includes a mark detector that detects a mark, a cutter that cuts the winding, and a cutting control that cuts the winding with the cutter at a position corresponding to the defective portion based on the mark detected by the mark detector. Part.
  • the number of times of replacing the drum can be reduced, and the productivity of the coil can be reduced. Can improve.
  • an inspection device that inspects the defective coating portion of the winding is provided. With this inspection device, a mark attached to the winding is detected, and the winding is cut at a position corresponding to the defective coating portion based on the mark. By doing so, it is possible to remove a defective portion of the winding that becomes a film defect when the coil is formed.
  • the inspection apparatus includes the following mark position measurement unit and formation position determination unit.
  • the mark position measurement unit measures the distance from the position that is the starting end of the coil in the winding to the mark detection position.
  • the formation position determination unit determines whether or not the defective portion is located at a predetermined position when the coil is formed based on the detection position of the mark.
  • the winding device is configured to form a corner by bending a winding.
  • a formation mechanism is provided and the predetermined position in the formation position determination unit is the corner.
  • the winding amount is reduced while avoiding the problem of defective coating at the coil corner. it can.
  • the space factor of the coil can be increased compared to a round wire.
  • the winding apparatus may form an edgewise coil by winding the winding edgewise.
  • Edgewise coils with edgewise winding of rectangular wires have a high space factor and can be miniaturized.
  • the winding is sent to the winding device after having a long path, passing through the inspection device, and securing the winding of the length of the coil.
  • the length of a series of coils to be formed before the winding is sent to the winding device. It is possible to secure a winding having a length equivalent to the coil that has passed through the inspection device. Therefore, since the winding for the length of the coil that has passed the inspection of the defective coating portion is sent to the winding device, the winding can be formed without being cut during the winding.
  • the above aspect corresponds to the above-described individual implementation method, and before the winding is sent to the winding device, the defective portion of the winding is cut and removed in advance by the inspection device, and the winding is cut in the middle of winding. Since it is never used, it is excellent in recyclability.
  • the winding has a conductor, an insulating coating covering the conductor, and a mark indicating a defective coating portion, and is prepared in a state wound on a drum.
  • a defective portion where a defective coating portion is present is marked, and the defective portion remains without being removed, and is wound around the drum with a predetermined winding amount.
  • the winding amount of the winding wound around the drum may be a standard winding amount of the drum.
  • Examples of the conductor forming material include copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy, and the like.
  • Examples of the insulating film forming material include polyimide resin, polyamideimide resin, and polyesterimide resin.
  • As the shape of the winding for example, various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, a race track shape, a polygonal shape such as a triangular shape or a quadrangular shape can be adopted as a cross-sectional shape.
  • a round wire having a circular cross section and a rectangular wire having a rectangular cross section can be given.
  • the winding manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a feeding apparatus 110, a wire drawing machine 120, a softening furnace 130, a varnish coating apparatus 140, a baking furnace 150, a defective portion inspection apparatus 160, a marking apparatus 170, A winding device 180.
  • the drawn wire rod R is drawn and softened to form a conductor E
  • an insulating film is formed on the surface of the conductor E to form a winding W
  • inspection / marking of a defective film portion is then performed.
  • a series of steps of winding the winding W around the drum is performed.
  • the winding manufacturing apparatus 100 includes a feeding apparatus 110, a wire drawing machine 120, a softening furnace 130, a varnish coating apparatus 140, a baking furnace 150, and a winding apparatus 180. As for each of these configurations, a known configuration can be adopted. Hereinafter, each structure of the coil
  • the feeding device 100 is a device that feeds the wire rod R from the drum A around which the wire rod R serving as a conductor starting material is wound.
  • the feeding device 100 includes a tension adjusting mechanism (dancer) (not shown) that adjusts the tension applied to the fed wire rod R.
  • the wire drawing machine 120 is a device that draws the wire rod R to a predetermined cross-sectional shape and wire diameter.
  • the wire drawing machine 120 has a plurality of wire drawing dies 121, and by gradually inserting the wire rod R through the wire drawing dies 121, the wire drawing machine 120 gradually approaches a predetermined cross-sectional shape and wire diameter.
  • As the wire drawing die 121 a wire drawing die or a roller die can be used.
  • the conductor E is obtained by this wire drawing process.
  • the softening furnace 130 is an apparatus that heats and softens the drawn conductor E. By heating the conductor E in the softening furnace 130, the processing strain introduced by wire drawing is removed, and the conductor E is softened.
  • the varnish applying device 140 is a device that applies an insulating varnish to the surface of the conductor E.
  • the varnish coating apparatus 140 includes an insulating varnish tank 141 that stores the insulating varnish, and a coating die 142 through which the conductor E that has passed through the insulating varnish tank 141 is inserted.
  • the conductor E passes through the insulating varnish tank 141 so that the surface is coated with the insulating varnish.
  • the coating die 142 By passing through the coating die 142, the thickness of the coated insulating varnish is adjusted.
  • the baking furnace 150 is an apparatus for heating the conductor E coated with an insulating varnish to form an insulating film.
  • the insulating varnish is baked on the surface of the conductor E and an insulating film is formed on the surface of the conductor E.
  • the insulating coating with a predetermined thickness is formed by repeatedly applying and baking the insulating varnish. The winding W is obtained by this baking process.
  • the defective part inspection device 160 is an apparatus for inspecting a defective part of the insulating coating.
  • Examples of defective portions of the insulating coating include swelling and peeling of the coating, pinholes, and the like.
  • the defective portion inspection device 160 may be a combination of a plurality of inspection devices.
  • a method for inspecting a defective portion of the insulating film for example, if it is swollen or peeled off, for example, the surface of the winding is imaged with a CCD camera or the like, and the captured image is detected by processing with an image processing device.
  • the thickness of the insulating coating formed on the surface of the wire may be detected by measuring with a laser displacement meter.
  • pinholes can be detected by measuring insulation resistance using a withstand voltage tester (spark tester).
  • the marking device 170 is a device that attaches to the winding W a mark indicating that there is a defective portion of the insulating coating detected by the defective portion inspection device 160. Specifically, when a defective film portion is detected by the defective portion inspection device 160, a defective portion detection signal is sent from the defective portion inspection device 160 to the marking device 170, and the marking device 170 marks the winding W based on the signal. Add. Since the moving distance of the winding W between the defective portion inspection device 160 and the marking device 170 is determined, if the moving speed of the winding W is known, there is a coating defect portion detected by the defective portion inspection device 160. It is possible to calculate the time until the part to be reached reaches the marking device 170.
  • a speed sensor (not shown) for measuring the moving speed of the winding W is attached, and a timer for measuring the elapsed time since the marking device 170 received the defective portion detection signal is provided. From the moving speed and the elapsed time, it is determined that the defective portion has reached the marking device 170.
  • the moving speed of the winding W can be detected using, for example, an encoder. By this inspection process, the defective film portion is inspected, and a mark indicating the defective film portion is applied to the winding W.
  • the mark is not particularly limited as long as it can be automatically detected later.
  • coloring the surface of the winding W can be mentioned.
  • an ink jet printer is employed for the marking device 170, and a defective portion where a defective coating portion exists is colored.
  • the position and range for marking can be selected as appropriate.
  • the position to be marked may be, for example, the entire circumference of the surface of the winding W or a part of the surface of the winding W.
  • the range to which the mark is applied is, for example, within a range of ⁇ 1.0 cm centering on the position where the defective film portion exists.
  • the winding device 180 is a device that winds the winding W, which has been inspected / marked on the defective film portion, onto the drum D.
  • the winding amount of the winding W can be set to the standard winding amount of the drum D.
  • Embodiment 1 A coil manufacturing method and a coil manufacturing apparatus according to Embodiment 1 will be described. Below, a coil manufacturing apparatus is first demonstrated with reference to FIG.
  • the coil manufacturing apparatus 1 includes a feeding device 10, an inspection device 30, and a winding device 50.
  • the coil manufacturing apparatus 1 uses the drum D around which the winding W having a mark indicating a defective portion of the insulating coating is wound, and uses the winding W while inspecting and cutting the defective coating portion of the winding W. To manufacture a coil.
  • the feeding device 10 is a device that feeds the winding W from the drum D around which the winding W having a mark indicating a defective coating portion is wound.
  • the feeding device 10 includes a tension adjusting mechanism (dancer) (not shown) that adjusts the tension applied to the wound winding W.
  • a correction device (straightener) 20 that corrects the winding wrinkles of the winding W is provided on the downstream side (rear stage) of the feeding device 10.
  • the winding device 50 is a device that forms the coil C by winding the wound winding W.
  • the winding device 50 includes a feeding mechanism 51 that sends the winding W, a winding mechanism 52 that bends the winding W sent from the feeding mechanism 51 and spirally winds, and a cutter that cuts the winding W. 53.
  • the feed mechanism 51 is configured to sandwich the winding W with a pair of rollers and move the winding W by rotating the roller with a drive motor.
  • the drive motor uses a servo motor.
  • the rotation speed (rotation speed) of the servo motor By controlling the rotation speed (rotation speed) of the servo motor, the rotation speed (rotation speed) of the roller is controlled, and the amount of movement of the winding W (movement speed) ) Can be controlled.
  • the feed mechanism 51 can perform forward feed for sending the winding W to the winding mechanism 52 and reverse feed for rotating the roller in the reverse direction to return the winding W to the reverse direction.
  • the shape of the coil for example, various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, a race track shape, a polygonal shape such as a triangular shape or a quadrangular shape can be adopted as the end face shape viewed from the axial direction of the coil.
  • a cylindrical coil can be formed by bending the winding W into a circular shape with the winding mechanism 52
  • a rectangular tube coil can be formed by bending the winding W into a polygonal shape. it can.
  • an edgewise coil can be formed by using a rectangular wire for the winding W and winding the winding W edgewise.
  • Examples of the winding mechanism 52 include a configuration in which the winding W is wound around a winding shaft having an outer shape corresponding to the shape of the coil.
  • a bobbin core
  • the winding mechanism 52 may include a corner forming mechanism that forms the corner by bending the winding W.
  • the corner portion forming mechanism include a configuration having a bending axis corresponding to the corner portion and a bender that bends along the bending axis while pressing the winding against the bending axis so as to be a predetermined corner portion.
  • the cutter 53 winds the winding W with the winding mechanism 52, and then cuts the winding W at a position that is the end of the coil. By cutting the winding W and disconnecting the coil C from the winding W, the coil C is discharged from the winding device 50.
  • the feed mechanism 51 adjusts the feed amount of the winding W so that the length of the both ends of the coil (the amount of winding drawn from the winding portion to the start or end) becomes a specified length. Cut with a cutter 53. Specifically, after the winding of the winding W by the winding mechanism 52 is completed (after the final bending process), the winding W is moved to a predetermined position so that the length of the terminal end of the coil becomes a specified length. It is sent to the cutter 53 and cut.
  • the tip of the cut winding W is returned to a predetermined position of the winding mechanism 52 so that the length of the start end of the coil becomes a specified length.
  • Start winding In addition, the winding W sent from the feeding mechanism 51 is not bent by the winding mechanism 52, and the winding W can be passed through the winding mechanism 52 while being straight and sent to the cutter 53.
  • the cutter 53 also functions as a cutter (cutter for cutting a defective portion) that cuts the winding W at a position corresponding to the defective coating portion in the inspection apparatus 30 described later.
  • a known configuration can be adopted as the configuration of the winding device 50.
  • the inspection apparatus 30 is an apparatus for inspecting a defective film portion of the wound winding W.
  • the inspection device 30 includes a mark detector 31 that detects a mark applied to the winding W, and a cutter 53 that forms the winding W at a position corresponding to the defective film portion based on the mark detected by the mark detector 31.
  • the inspection device 30 (mark detector 31) is disposed between the feeding device 10 and the cutter 53. In this example, the mark detector 31 is disposed between the feeding mechanism 51 and the winding mechanism 52, and the inspection device 30 is incorporated in the winding device 50.
  • the mark detector 31 detects a mark using a color sensor, for example.
  • a mark detection signal is sent from the mark detector 31 to the cutting control unit 35, and the bending process by the winding mechanism 52 is stopped.
  • the cutting control unit 35 controls the feed mechanism 51 based on the mark detection position detected by the mark detector 31 to send the winding W to the cutter 53, and the position corresponding to the defective film portion indicated by the mark.
  • the cutter 53 is controlled to cut the winding W. For example, after the mark passes through the cutter 53, the winding W is cut at a position on the upstream side (left side in the drawing) of the range where the mark is attached.
  • the coil manufacturing method includes an unwinding step (S1), an inspection step (S2), and a winding step (S3). To manufacture a coil.
  • the drum D around which the winding W having the mark indicating the defective portion of the insulating coating is wound is used.
  • the feeding process S1 is a process of feeding the winding W from the drum D. Specifically, the drum D around which the winding W is wound is attached to the feeding device 10, and the winding W is fed out from the drum D.
  • the inspection step S2 is a step of inspecting a coating defect portion of the wound winding W.
  • the inspection step S2 includes a mark detection step S21 for detecting a mark, and a defective portion cutting step S22 for cutting the winding W at a position corresponding to the coating failure portion based on the mark detected in the mark detection step (FIG. 4).
  • the flow of the inspection step S2 of Embodiment 1 will be described using FIG.
  • a mark is detected by the mark detector 31.
  • a mark detection signal is sent from the mark detector 31 to the cutting control unit 35.
  • the cutting control unit 35 cuts the winding W with the cutter 53 based on the mark detection signal from the mark detector 31. As described above, the cutting control unit 35 controls the feed mechanism 51 based on the mark detection position to feed the winding W to the cutter 53, for example, at a position where the mark indicating the defective film portion has passed the cutter 53. The winding W is cut. The winding W is cut by the cutter 53 at a position corresponding to the defective film portion. The feed amount of the winding W after the mark is detected by the mark detector 31 is determined based on the distance between the mark detector 31 and the cutter 53. The winding including the cut film defective portion is collected.
  • the winding step S3 is a step of forming the coil C by winding the winding W after the inspection step S2.
  • the winding W that has passed through the inspection device 30 (mark detector 31) is sent to the winding mechanism 52.
  • the winding W is wound by the winding mechanism 52 to form the coil C.
  • the winding mechanism 52 performs winding while feeding the winding W by the feeding mechanism 51.
  • the feeding mechanism 51 is controlled to send the winding W to the cutter 53, and the winding W is cut at a position where the coil ends, and the coil C is cut off.
  • the winding W is returned to the winding mechanism 52 side, and the next winding is started.
  • the formed coil C is discharged from the winding device 50.
  • the winding W is cut by the inspection step S2 during the winding step S3, the winding wound halfway is collected from the winding device 50.
  • the coil manufacturing method according to Embodiment 1 has the following effects. (1) By using a drum wound with a winding having a mark indicating a defective film portion, it is possible to reduce the number of times the drum is replaced as compared with the conventional case, and to realize stable coil production. Therefore, the productivity of the coil can be improved and the production cost of the coil can be reduced. (2) An inspection process for inspecting a defective coating portion of the winding is provided. In this inspection step, a mark attached to the winding is detected, and the winding is formed at a position corresponding to the defective coating portion based on the mark.
  • the coil manufacturing apparatus can implement the above-described coil manufacturing method.
  • Embodiment 2 is a form applied when manufacturing the coil which has a corner
  • the coil manufacturing apparatus and the coil manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 shows an apparatus configuration of the coil manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment.
  • symbol is attached
  • the winding device 50 has a corner forming mechanism that forms the corners by bending the winding W.
  • the corner portion forming mechanism for example, a configuration having a bending axis corresponding to the corner portion and a vendor that bends the winding along the bending axis can be given.
  • the inspection apparatus 30 further includes a mark position measurement unit 33 and a formation position determination unit 34 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • the mark position measurement unit 33 measures the distance from the position at the start of the coil in the winding W to the mark detection position.
  • the position that becomes the starting end of the coil is the tip of the winding W (the cutting position when the winding W is cut), and the distance from the position that becomes the starting end of the coil to the mark detection position is the starting end of the coil. It can be calculated from the amount of movement (feed amount) of the winding W from when the position passes the mark detector 31 until the mark detector 31 detects the mark.
  • the mark position measurement unit 33 acquires motor control information such as the rotation speed of the servo motor detected by the encoder from the feed mechanism 51, and measures the movement amount of the winding W that has passed through the mark detector 31. Keep it.
  • a mark detection signal is sent from the mark detector 31 to the mark position measuring unit 33, and the mark position measuring unit 33 determines the start end of the coil from the amount of movement of the winding W.
  • a distance L from the position to the mark detection position is calculated.
  • the formation position determination unit 34 determines whether or not the defective film portion is located at a predetermined position (here, a corner) when the coil C is formed, based on the detection position of the mark.
  • the formation position determination unit 34 has determination information for determining which position of the winding W corresponds to which position of the coil C based on the shape of the coil C formed by the winding device 50. Yes. For example, the outline of each of the straight part and one corner constituting one turn of the coil, the number of turns of the coil, and the number of straight parts and corners per turn are set in advance as determination information. If the winding is wound to form a coil, does the mark detection position (coating defect part) at a distance L from the starting position of the coil correspond to the corner of any turn? Can be calculated. Based on this determination information, the formation position determination unit 34 determines whether or not the detection position of the mark of the winding W corresponds to, for example, the position of the corner of the coil.
  • the cutting control unit 35 cuts the winding W when the formation position determining unit 34 determines that the defective film portion is located at a predetermined position (here, a corner).
  • the cutting control unit 35 cuts the winding W by the cutter 53 when the formation position determining unit 34 determines that the mark detection position is located at the corner of the coil.
  • the bending process in the winding mechanism 52 is stopped, and the feed mechanism 51 is controlled based on the mark detection position to feed the winding W to the cutter 53, and the mark indicating the defective film portion is cut.
  • the winding W is cut at a position passing through 53.
  • the winding W is not cut when the defective coating portion of the winding is located in the straight portion.
  • the coil manufacturing method according to the second embodiment has the same basic steps as the coil manufacturing method according to the first embodiment shown in FIG.
  • the winding step S3 includes a corner portion forming step of bending the winding W to form a corner portion, and the winding step S3 forms a coil having the corner portion.
  • the winding device 50 having the above-described corner portion forming mechanism is bent while feeding the winding W to form the corner portion.
  • the inspection process S2 further includes a mark position measurement process S23 and a formation position determination process S24 in addition to the inspection process of the first embodiment shown in FIG. 4 (see FIG. 6).
  • the mark position measuring step S23 the distance from the position at the starting end of the coil in the winding W to the mark detection position is measured.
  • the formation position determination step S24 it is determined whether or not the defective film portion is located at a predetermined position (here, a corner) when the coil C is formed, based on the detection position of the mark.
  • the defective portion cutting step S22 cuts the winding W when it is determined in the formation position determining step S24 that the defective film portion is located at a predetermined position (here, a corner).
  • the mark detection step S21 when a mark is detected by the mark detector 31, a mark detection signal is sent from the mark detector 31 to the mark position measuring unit 33.
  • the mark position measurement step S23 the movement amount of the winding W is measured by the mark position measurement unit 33, and the distance L from the movement amount of the winding W to the position where the mark is detected from the position at the starting end of the coil. Is calculated.
  • the formation position determination step S24 when the coil C is formed by the formation position determination unit 34 based on the mark detection position (distance L) measured by the mark position measurement unit 33, the mark detection position is the coil position. It is determined whether or not it is located at a corner.
  • the defective portion cutting step S22 when the formation position determining unit 34 determines that the mark detection position is located at the corner of the coil, the cutting control unit 35 winds with the cutter 53 at a position corresponding to the film defective portion. Cut the line W.
  • the coating defect portion of the winding is located at a predetermined position (for example, a corner portion of the coil) where the problem of the coating defect is likely to occur.
  • the winding can be cut if Therefore, it is possible to reduce the amount of discarded windings while avoiding the problem of defective coating of the coil due to the defective coating portion of the winding.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, a mode in which winding of a winding is started after securing a winding having a length corresponding to the coil will be described.
  • a coil manufacturing method and a coil manufacturing apparatus according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 shows an apparatus configuration of the coil manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment.
  • symbol is attached
  • the inspection device 30 is disposed between the feeding device 10 and the winding device 50, and the inspection device 30 is provided on the upstream side (previous stage) of the winding device 50. Further, a correction device (straightener) 20 is provided between the inspection device 30 and the winding device 50.
  • the inspection apparatus 30 apart from the cutter 53 of the winding apparatus 50, the inspection apparatus 30 has a defective part cutting cutter 32 that cuts the winding W.
  • the defective part cutting cutter 32 is controlled by the cutting control unit 35 and functions as a cutter for cutting the winding W at a position corresponding to the defective film part based on the mark detected by the mark detector 31.
  • the defective part cutting cutter 32 is provided on the downstream side (back stage) of the mark detector 31.
  • the coil manufacturing apparatus 3 is formed on the upstream side (front stage) of the winding apparatus 50 and on the path through which the winding W between the mark detector 31 of the inspection apparatus 30 and the winding apparatus 50 passes. And a surplus length path 40 that secures a length corresponding to a series of long coils. Then, after passing through the inspection device 30 and a winding W having a length corresponding to the coil is secured, the winding is sent to the winding device 50. That is, the winding W is sent to the coil winding device 50 in a state where the winding W having a length corresponding to the coil is secured in the extra length path 40.
  • a surplus length path 40 is provided between the mark detector 31 and the defective part cutting cutter 32, and a second feed mechanism 41 that feeds the winding W is provided on the exit side of the surplus length path 40. Is provided.
  • a mark detection signal is sent from the mark detector 31 to the cutting control unit 35, and a defective portion cutting cutter is formed at a position corresponding to the defective film portion based on the detected position of the mark.
  • the winding W is cut by 32.
  • the winding W is sent to the defective portion cutting cutter 32 by the feed mechanism 41, and the winding W is cut at a position where the mark indicating the defective coating portion has passed the defective portion cutting cutter 32.
  • the winding including the cut film defective portion may be separately provided with a discharge path (not shown) downstream of the defective portion cutting cutter 32 (not shown), and transferred to the discharge path to be collected. Is also possible.
  • the extra length path 40 of the coil manufacturing apparatus 3 is not particularly limited as long as the length of a series of coils to be formed can be secured.
  • the extra length path 40 can be provided by arranging the inspection apparatus 30 and the winding apparatus 50 apart from each other and lengthening the path of the winding W between the both apparatuses.
  • the size of the entire manufacturing apparatus increases. Therefore, it is preferable to provide the necessary extra length path 40 on the path of the winding W between the two apparatuses while shortening the linear distance between the two apparatuses.
  • a method of providing such an extra length path 40 for example, as shown in the upper part of FIG.
  • the winding W is temporarily wound around the roller 40a, or as shown in the middle part of FIG.
  • a loop-shaped extra-length path may be provided by rotating the winding W between the wires 40b.
  • a zigzag surplus length path may be provided so as to travel along a plurality of rollers 40 c that are shifted in the vertical direction or the horizontal direction.
  • the inspection step S ⁇ b> 2 is further performed on a winding having a length corresponding to a series of coils to be formed.
  • the winding step S3 is performed after securing a winding having a length corresponding to the coil.
  • the coil manufacturing method and the coil manufacturing apparatus since the winding that passed the inspection of the defective film portion can be wound, the winding is cut in the middle of winding when the winding is wound. And the coil can be formed.
  • the winding is defective in the inspection process (inspection device) before starting winding. Since the location can be cut and removed in advance, the winding including the defective coating portion can be easily collected. Further, the winding having the defective coating portion is not wound halfway, and the substantial equipment operation time can be lengthened.
  • the coil manufacturing apparatus (coil manufacturing method) according to the third embodiment further includes the mark position measurement unit (mark position measurement step) and the formation position determination unit (formation position determination step) described in the second embodiment. Is also possible.
  • the coil manufacturing method and the coil manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention can be suitably used for manufacturing coils used in various electric devices such as a reactor, a choke coil, a motor, and a transformer.

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Abstract

生産性を改善できるコイル製造方法及びコイル製造装置を提供する。 導体と、前記導体を覆う絶縁被膜と、前記絶縁被膜の不良部を示すマークとを有する巻線を巻き取ったドラムから前記巻線を繰り出す繰り出し工程と、繰り出した前記巻線を巻回してコイルを形成する巻回工程と、前記巻線の前記不良部を検査する検査工程と、を備え、前記検査工程は、前記マークを検出するマーク検出工程と、前記マーク検出工程で検出した前記マークに基づいて、前記不良部に対応した位置で前記巻線を切断する不良部切断工程と、を有するコイル製造方法。

Description

コイル製造方法、コイル製造装置
 本発明は、巻線を巻回してコイルを製造するコイル製造方法及びコイル製造装置に関する。特に、生産性を改善できるコイル製造方法及びコイル製造装置に関する。
 従来、金属線からなる導体の表面に絶縁被膜が形成された巻線(エナメル線)が知られている。巻線は、各種電気機器のコイルとして使用されている。コイルを使用した電気機器としては、例えば、リアクトル、チョークコイル、モータ、トランスなどが挙げられる。
 巻線の製造に関する技術が、特許文献1及び2に開示されている。一般に、巻線は次のようにして製造されている(特許文献1を参照)。まず、導体の出発材となる金属線材(ワイヤロッド)が巻き取られたドラムから繰り出し装置によってワイヤロッドを繰り出し、伸線ダイスなどを用いた伸線機に通過させて伸線加工することにより、所定の断面形状・線径の金属線(導体)を作製する。次に、この導体の表面に絶縁ワニスを塗布した後、焼付炉に通過させて絶縁ワニスを焼き付けることにより、導体の表面に絶縁被膜を形成する。そして、導体の表面に絶縁被膜を形成した巻線を巻き取り装置によりドラムに巻き取る。巻線(導体)の形状としては、断面円形状の丸線や断面矩形状の平角線が代表的である。
 巻線には、製造上、絶縁被膜に不良部(膨れや剥離、ピンホールなど)が発生することがあり、品質保証上の観点から不良部の検査が行われる(特許文献2を参照)。一般に、絶縁被膜の不良部の検査は、ドラムに巻き取られた巻線を巻き替え装置により別のドラムに巻き替えながら、各種検査機器により実施する。通常、巻線の途中に不良部を発見したときは、巻き替え作業を中断し、巻線を切断して不良部が存在する不良箇所を除去する。そして、巻線の途中まで巻き取ったドラムを巻き替え装置から取り外して新たなドラムに取り替え、巻線の途中から新たなドラムに巻き替えを開始する。
 一方、コイルは、巻線を所定の形状に巻回することで製造されている。コイルの形状としては、円形状(円筒状)や多角形状(角筒状)のものが知られている。コイルは、通常、巻線を送りながら所定の形状に曲げ加工して螺旋状に巻回することで形成されている。例えば、巻線を順次送りながら曲げ加工して角部を形成し、これを繰り返すことで、曲げ加工により形成された角部と直線状の直線部とを有する角筒状のコイルが得られる。平角線を用いて四角筒状のエッジワイズコイルを製造する装置が、特許文献3に開示されている。特許文献3には、平角線を折り曲げるベンダを有する巻線機構と、巻線機構に対して平角線を送る送り機構とを備え、平角線を折り曲げる折り曲げ工程と、平角線を送る送り工程とを繰り返してエッジワイズコイルを形成するコイル製造装置が記載されている。
特開2011-48956号公報 特開2003-272457号公報 特開2007-74881号公報
 コイルの生産コストを低減する観点から、生産性を改善することが望まれている。
 一般に、巻線の製造は巻線メーカーで行われ、コイルの製造はコイルメーカーで行われており、コイルメーカーは巻線メーカーから巻線を購入してコイルを製造している。巻線はドラムに巻き取られた状態で出荷・納品される。上述したように、製造した巻線は、絶縁被膜の不良部の検査が行われ、不良部が存在する箇所で切断され、不良箇所が除去される。巻線の製造過程で、絶縁被膜の不良部の発生を完全に防止することは困難であり、また、絶縁被膜の不良部が発生する位置もバラバラである。そのため、最終的にドラムに巻き取られた巻線は、その巻量がドラムの標準巻量より少なくなることが多く、また、複数のドラムに巻き取られた個々の巻線を比較した場合、巻量のバラツキも大きい。
 コイルを製造する際、ドラムから巻線を順次繰り出しながら巻線を巻回してコイルを形成し、コイルの終端となる位置で切断して、1つのドラムに巻き取られた巻線から複数のコイルを連続的に製造している。したがって、1つのドラムに巻き取られた巻線の巻量が少ないと、その巻線から製造されるコイルの数が少なくなるだけでなく、ドラムの取り替え作業が頻発するため、安定した生産に支障をきたす。また、ドラムに巻き取られた巻線の巻量が少なく、そのバラツキも大きいことで、巻線を輸送する際、複数のドラムを並べて配置したときに、ドラムとドラムの間に形成される隙間が大きくなり、輸送コストが上昇する場合がある。
 そこで、本発明の目的の一つは、生産性を改善できるコイル製造方法及びコイル製造装置を提供することにある。
 本発明の一態様に係るコイル製造方法は、以下の繰り出し工程と、巻回工程と、検査工程とを備える。前記繰り出し工程は、導体と、前記導体を覆う絶縁被膜と、前記絶縁被膜の不良部を示すマークとを有する巻線を巻き取ったドラムから前記巻線を繰り出す。前記巻回工程は、繰り出した前記巻線を巻回してコイルを形成する。前記検査工程は、前記巻線の前記不良部を検査する。この検査工程は、前記マークを検出するマーク検出工程と、前記マーク検出工程で検出した前記マークに基づいて、前記不良部に対応した位置で前記巻線を切断する不良部切断工程とを有する。
 本発明の一態様に係るコイル製造装置は、以下の繰り出し装置と、巻回装置と、検査装置とを備える。前記繰り出し装置は、導体と、前記導体を覆う絶縁被膜と、前記絶縁被膜の不良部を示すマークとを有する巻線が巻き取られたドラムから前記巻線を繰り出す。前記巻回装置は、繰り出された前記巻線を巻回してコイルを形成する。前記検査装置は、前記巻線の前記不良部を検査する。この検査装置は、前記マークを検出するマーク検出器と、前記巻線を切断するカッタと、前記マーク検出器で検出された前記マークに基づいて、前記不良部に対応した位置で前記カッタにより前記巻線を切断する切断制御部とを有する。
 上記コイル製造方法及びコイル製造装置は、コイルの生産性を改善できる。
巻線製造装置の一例を示す概略構成図である。 実施形態1に係るコイル製造装置の概略構成図である。 実施形態1に係るコイル製造方法の概略工程図である。 実施形態1に係るコイル製造方法における検査工程の概略フロー図である。 実施形態2に係るコイル製造装置の概略構成図である。 実施形態2に係るコイル製造方法における検査工程の概略フロー図である。 実施形態3に係るコイル製造装置の概略構成図である。 実施形態3に係るコイル製造装置における余長経路の構成例を示す模式図である。
 本発明者は、コイルを製造する際に、ドラムを取り替える回数を減らすことで、コイルの生産性を改善することを検討した。まず、本発明者は、ドラムに巻き取られた巻線の巻量を増やすことを考えた。しかし、巻線の製造過程において絶縁被膜の不良部を完全になくすことは現実的に難しく、従来では不良部が存在する不良箇所を切断して除去することから、所定の巻量でドラムに巻き取られた巻線のみを製造しようとすると、それに満たない巻線は廃棄せざるを得ず、却って生産コストの増加を招く。そこで、本発明者は、絶縁被膜の不良部が存在することを示すマークを不良箇所に施した巻線をドラムに巻き取って使用することを考えた。この巻線は、従来と異なり、不良箇所が除去されておらず、不良箇所にマークが施されているだけであるので、所定の巻量でドラムに巻き取ることができる。そして、この巻線をドラムに巻き取った状態で準備し、コイルの製造過程においてマークに基づいて不良部を検査することで、コイルの生産性を改善できることを見出した。
 [本発明の実施形態の説明]
 最初に、本発明の実施態様を列記して説明する。
 (1)本発明の一態様に係るコイル製造方法は、以下の繰り出し工程と、巻回工程と、検査工程とを備える。繰り出し工程は、導体と、導体を覆う絶縁被膜と、絶縁被膜の不良部を示すマークとを有する巻線を巻き取ったドラムから巻線を繰り出す。巻回工程は、繰り出した巻線を巻回してコイルを形成する。検査工程は、巻線の不良部を検査する。この検査工程は、マークを検出するマーク検出工程と、マーク検出工程で検出したマークに基づいて、不良部に対応した位置で巻線を切断する不良部切断工程とを有する。
 上記コイル製造方法によれば、絶縁被膜の不良部(以下、単に「被膜不良部」と呼ぶ場合がある)を示すマークを有する巻線を所定の巻量で巻き取ったドラムを使用することで、ドラムを取り替える回数を減らすことができる。その結果、コイルの生産性を改善できる。また、巻線の被膜不良部を検査する検査工程を備え、この検査工程で、巻線に付されたマークを検出して、そのマークに基づいて被膜不良部に対応した位置で巻線を切断することで、コイルを形成したときに被膜不良となる巻線の不良箇所を除去できる。また、複数のドラムに巻き取られたそれぞれの巻線の巻量を一定量とすることで、ドラムを取り替えるタイミングを一定にし易く、予測し易い。
 被膜不良部に対応した位置で巻線を切断することで、コイルを製造した後に被膜不良部が含まれるコイルを仕分けて除去する場合に比べて、巻線の廃棄量を低減できる。その他、所定の巻量で巻線をドラムに巻き取ることで、輸送コストの低減を図ることが可能である。巻線を切断する際、被膜不良部に対応した位置としては、切断して除去される側に不良部が含まれる位置とすることが挙げられる。
 (2)上記コイル製造方法の一例として、上記検査工程は、以下のマーク位置測定工程と、形成位置判定工程とを有する。マーク位置測定工程は、巻線におけるコイルの始端となる位置からマークの検出位置までの距離を測定する。形成位置判定工程は、マークの検出位置に基づいて、コイルを形成したときに不良部が所定の位置に位置するか否かを判定する。そして、上記不良部切断工程は、形成位置判定工程により不良部が所定の位置に位置すると判定した場合に、巻線を切断する態様が挙げられる。
 形成するコイルの形状・サイズは、予め決められていることから、巻線を巻回してコイルを形成したときに、巻線の特定の位置がコイルのどの位置に対応するかは、コイルの始端となる位置からの距離が分かれば判定できる。したがって、巻線におけるコイルの始端となる位置からマークの検出位置までの距離を測定することで、そのマークの検出位置に基づいて、コイルを形成したときに巻線の被膜不良部がコイルの所定の位置に位置するか否かを判定できる。ここで、所定の位置は、コイルとしたときに被膜不良部が存在することで被膜不良の問題が生じ易い箇所のことであり、予め設定しておく。所定の位置としては、例えば、曲げ加工される曲げ部(角部)やコイルの両端部が挙げられる。その他、所定の位置としては、例えば、一連長の巻線で形成され、巻線が巻回された複数の巻回部を有するコイルであれば、巻回部同士を繋ぐ連結部(渡り部)などが挙げられる。上記態様によれば、被膜不良部による被覆不良の問題が顕在化し易いコイルの所定の位置に被膜不良部が位置することになる場合に巻線を切断することで、コイルの被膜不良の問題を回避しつつ、巻線の廃棄量を低減できる。
 (3)上記コイル製造方法の一例として、上記マーク位置測定工程と、上記形成位置判定工程とを有する上記態様において、上記巻回工程は、巻線を曲げ加工して角部を形成する角部形成工程を含み、上記形成位置判定工程における上記所定の位置が、角部である態様が挙げられる。
 上述したように、被膜不良の問題が生じ易い所定の位置として、コイルの角部が挙げられる。巻線を曲げ加工して角部を形成した場合、曲げ加工によって角部の外側で絶縁被膜が引っ張られることから、その位置に被膜不良部(特に、膨れ不良)が存在すると、これに起因して角部の外側で絶縁被膜に割れが発生し易く、被膜不良の問題が生じ易い。特に、エッジワイズコイルの場合、この問題が顕著に現れる。これに対して、曲げ加工されないような、例えばコイルの直線部では、被膜不良部に起因する被膜割れが発生し難いことから、角部よりも被膜不良の問題が生じ難い。つまり、コイルを形成したときに被膜不良部がコイルの角部に位置する場合は、被膜不良の問題が顕在化し易い事例の1つといえる。上記態様によれば、被膜不良部がコイルの角部に位置することになる場合に巻線を切断することで、コイル角部の被膜不良の問題を回避しつつ、巻線の廃棄量を低減できる。
 (4)上記コイル製造方法の一例として、上記巻線が断面矩形状の平角線である態様が挙げられる。
 平角線を使用することで、丸線に比較して、コイルの占積率を上げることができる。
 (5)上記コイル製造方法の一例として、巻線が平角線である上記態様において、上記巻回工程は、巻線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズコイルを形成することが挙げられる。
 平角線をエッジワイズ巻きしたエッジワイズコイルは、占積率が高く、小型化が可能である。
 (6)上記コイル製造方法の一例として、形成する一連長のコイル分の長さの巻線に対して上記検査工程を実施し、検査工程を通過した後、コイル分の長さの巻線を確保してから、上記巻回工程を実施する態様が挙げられる。
 巻線の巻回を開始するタイミングとしては、巻線を検査しながら、検査を通過した巻線の始端となる側から巻回を開始する、或いは、所定の長さの巻線が検査を通過した後に巻回を開始することが挙げられる。前者の場合は、巻線の検査と巻線の巻回とが一部重複して実施され、後者の場合は、所定の長さの巻線の検査が完了した後に巻線の巻回が実施される(以下、前者を「同時実施方式」、後者を「個別実施方式」と呼ぶ場合がある)。
 上記態様によれば、巻回工程で巻回を開始する前に、形成する一連長のコイル分の長さの巻線について検査工程を実施し、検査工程を通過したコイル分の長さの巻線を確保しておくことで、巻回工程において、被膜不良部の検査をパスしたコイル長さ分の巻線を巻回できる。そのため、巻回工程で巻線を巻回している際、巻回の途中で巻線が切断されることがなく、コイルを形成できる。上記の同時実施方式では、検査工程によって巻回工程の途中で巻線が切断されることがあり、途中まで巻回した巻線は不良品として処理する。よって、巻線をボビン(巻芯)に巻回したり、巻線をコア(磁心)に直接巻回するような場合、上記の同時実施方式では、途中まで巻回した巻線をリサイクルすることを考えると、巻線とボビンやコアとを分別する必要があり、リサイクル性の点で劣る。これに対し、上記態様は、上記の個別実施方式に該当し、巻回を開始する前に検査工程で巻線の不良箇所を予め切断・除去でき、巻回の途中で巻線が切断されることがないので、除去された被膜不良部を含む巻線をリサイクルする際に分別作業の必要がなく、リサイクル性の点で優れる。
 (7)本発明の一態様に係るコイル製造装置は、以下の繰り出し装置と、巻回装置と、検査装置とを備える。繰り出し装置は、導体と、導体を覆う絶縁被膜と、絶縁被膜の不良部を示すマークとを有する巻線が巻き取られたドラムから巻線を繰り出す。巻回装置は、繰り出された巻線を巻回してコイルを形成する。検査装置は、巻線の不良部を検査する。この検査装置は、マークを検出するマーク検出器と、巻線を切断するカッタと、マーク検出器で検出されたマークに基づいて、不良部に対応した位置でカッタにより巻線を切断する切断制御部とを有する。
 上記コイル製造装置によれば、被膜不良部を示すマークを有する巻線が所定の巻量で巻き取られたドラムを使用することで、ドラムを取り替える回数を減らすことができ、コイルの生産性を改善できる。また、巻線の被膜不良部を検査する検査装置を備え、この検査装置で、巻線に付されたマークを検出して、そのマークに基づいて被膜不良部に対応した位置で巻線を切断することで、コイルを形成したときに被膜不良となる巻線の不良箇所を除去できる。
 (8)上記コイル製造装置の一例として、上記検査装置は、以下のマーク位置測定部と、形成位置判定部とを有する。マーク位置測定部は、巻線におけるコイルの始端となる位置からマークの検出位置までの距離を測定する。形成位置判定部は、マークの検出位置に基づいて、コイルを形成したときに不良部が所定の位置に位置するか否かを判定する。そして、上記切断制御部は、形成位置判定部により不良部が所定の位置に位置すると判定された場合に、巻線を切断する態様が挙げられる。
 上記態様によれば、被膜不良部がコイルの所定の位置に位置することになる場合に巻線を切断することで、コイルの被膜不良の問題を回避しつつ、巻線の廃棄量を低減できる。
 (9)上記コイル製造装置の一例として、上記マーク位置測定部と、上記形成位置判定部とを有する上記態様において、上記巻回装置は、巻線を曲げ加工して角部を形成する角部形成機構を有し、上記形成位置判定部における上記所定の位置が、前記角部である態様が挙げられる。
 上記態様によれば、被膜不良部がコイルの角部に位置することになる場合に巻線を切断することで、コイル角部の被膜不良の問題を回避しつつ、巻線の廃棄量を低減できる。
 (10)上記コイル製造装置の一例として、上記巻線が断面矩形状の平角線である態様が挙げられる。
 平角線を使用することで、丸線に比較して、コイルの占積率を上げることができる。
 (11)上記コイル製造装置の一例として、巻線が平角線である上記態様において、上記巻回装置は、巻線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズコイルを形成することが挙げられる。
 平角線をエッジワイズ巻きしたエッジワイズコイルは、占積率が高く、小型化が可能である。
 (12)上記コイル製造装置の一例として、上記検査装置のマーク検出器と上記巻回装置との間の巻線が通過する経路上に、形成する一連長のコイル分の長さを確保する余長経路を有し、検査装置を通過し、コイル分の長さの巻線が確保されてから、巻回装置に巻線が送られる態様が挙げられる。
 上記態様によれば、検査装置(マーク検出器)と巻回装置との間に余長経路を有することで、巻回装置に巻線が送られる前に、形成する一連長のコイル分の長さの巻線を検査装置に通して検査を実施し、検査装置を通過したコイル分の長さの巻線を確保できる。そのため、被膜不良部の検査をパスしたコイル長さ分の巻線が巻回装置に送られるので、巻回の途中で巻線が切断されることがなく、コイルを形成できる。上記態様は、上述の個別実施方式に該当し、巻回装置に巻線が送られる前に検査装置によって巻線の不良箇所が予め切断・除去されており、巻回の途中で巻線が切断されることがないので、リサイクル性に優れる。
 [本発明の実施形態の詳細]
 本発明の実施形態に係るコイル製造方法及びコイル製造装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。まず、実施形態に係るコイル製造方法及びコイル製造装置に使用する巻線について説明し、次いで、実施形態に係るコイル製造方法及びコイル製造装置について説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 <巻線>
 巻線は、導体と、導体を覆う絶縁被膜と、被膜不良部を示すマークとを有し、ドラムに巻き取った状態で準備する。この巻線は、被膜不良部が存在する不良箇所にマーキングが施されているだけで、不良箇所が除去されずに残っており、所定の巻量でドラムに巻き取られている。ドラムに巻き取られた巻線の巻量は、例えばドラムの標準巻量とすることが挙げられる。
 導体の形成材料としては、例えば、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金などが挙げられる。絶縁被膜の形成材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂などが挙げられる。巻線の形状としては、例えば断面形状が、円形状、楕円形状、レーストラック形状、三角形状や四角形状といった多角形状など種々の形状を採用できる。代表的には、断面円形状の丸線や断面矩形状の平角線が挙げられる。
 <巻線製造装置>
 被膜不良部を示すマークを有する上記巻線の製造工程について、図1を参照しながら説明する。図1に示す巻線製造装置100は、繰り出し装置110と、伸線機120と、軟化炉130と、ワニス塗布装置140と、焼付炉150と、不良部検査装置160と、マーキング装置170と、巻き取り装置180とを備える。この巻線製造装置100では、繰り出されたワイヤロッドRを伸線・軟化して導体Eとし、導体Eの表面に絶縁被膜を形成して巻線Wとした後、被膜不良部の検査・マーキングを行った上で、巻線Wをドラムに巻き取るという一連の工程を実施する。巻線製造装置100において、繰り出し装置110と、伸線機120と、軟化炉130と、ワニス塗布装置140と、焼付炉150と、巻き取り装置180とを備える点は、従来の巻線製造装置と同様であり、これらの各構成については公知の構成を採用できる。以下、巻線製造装置100の各構成について詳しく説明する。
 (繰り出し装置)
 繰り出し装置100は、導体の出発材となるワイヤロッドRが巻き取られたドラムAからワイヤロッドRを繰り出す装置である。繰り出し装置100は、繰り出されたワイヤロッドRにかかる張力を調整する図示しない張力調整機構(ダンサー)などを有する。
 (伸線機)
 伸線機120は、ワイヤロッドRを所定の断面形状・線径に伸線する装置である。この伸線機120は、複数の伸線ダイス121を有し、ワイヤロッドRを伸線ダイス121に挿通することで、所定の断面形状・線径に徐々に近づける。伸線ダイス121には、線引きダイスやローラダイスを用いることができる。この伸線工程により、導体Eが得られる。
 (軟化炉)
 軟化炉130は、伸線された導体Eを加熱して軟化する装置である。軟化炉130で導体Eを加熱することで、伸線により導入された加工歪みを除去して、導体Eを軟化する。
 (ワニス塗布装置)
 ワニス塗布装置140は、導体Eの表面に絶縁ワニスを塗布する装置である。ワニス塗布装置140は、絶縁ワニスを貯留する絶縁ワニス槽141と、絶縁ワニス槽141を通過した導体Eが挿通される塗布ダイス142とを有する。導体Eは、絶縁ワニス槽141を通過することで、表面に絶縁ワニスが塗布され、塗布ダイス142を通過することで、塗布された絶縁ワニスの厚さが調整される。
 (焼付炉)
 焼付炉150は、絶縁ワニスが塗布された導体Eを加熱して絶縁被膜を形成する装置である。焼付炉150で導体Eを加熱することで、導体Eの表面に絶縁ワニスを焼き付けて、導体Eの表面に絶縁被膜を形成する。この例では、ワニス塗布装置140と焼付炉150との間で巻線Wを周回させることにより、絶縁ワニスの塗布と焼付けを繰り返し行うことで、所定の厚さの絶縁被膜を形成する。この焼付工程により、巻線Wが得られる。
 (不良部検査装置)
 不良部検査装置160は、絶縁被膜の不良部を検査する装置である。絶縁被膜の不良部としては、被膜の膨れや剥離、ピンホールなどが挙げられ、これら検出対象に応じて、不良部検査装置160は複数の検査機器の組み合わせでもよい。絶縁被膜の不良部の検査方法としては、膨れや剥離などであれば、例えば、巻線の表面をCCDカメラなどで撮像し、撮像した画像を画像処理装置で処理することで検出したり、巻線の表面に形成された絶縁被膜の膜厚をレーザ式変位計で測定することで検出することが挙げられる。ピンホールは、例えば、耐電圧試験機(スパークテスタ)を用いて絶縁抵抗を測定することで検出することが挙げられる。
 (マーキング装置)
 マーキング装置170は、不良部検査装置160で検出された絶縁被膜の不良部が存在することを示すマークを巻線Wに付ける装置である。具体的には、不良部検査装置160で被膜不良部が検出されると、不良部検査装置160からマーキング装置170に不良部検出信号が送られ、それに基づいてマーキング装置170が巻線Wにマークを付ける。不良部検査装置160とマーキング装置170との間の巻線Wの移動距離は決まっていることから、巻線Wの移動速度が分かれば、不良部検査装置160で検出された被膜不良部が存在する箇所がマーキング装置170に到達するまでの時間を算出することができる。この例では、巻線Wの移動速度を測定する図示しない速度センサを取り付けると共に、マーキング装置170が不良部検出信号を受信してからの経過時間を計時するタイマを有し、マーキング装置170において、移動速度と経過時間とから、不良箇所がマーキング装置170に到達したことを判断する。巻線Wの移動速度は、例えばエンコーダを用いて検出できる。この検査工程により、被膜不良部の検査が行われ、被膜不良部を示すマークが巻線Wに施される。
 マークとしては、後で自動検出できるものであれば、特に問わない。例えば、巻線Wの表面に色を付けることが挙げられる。この例では、マーキング装置170にインクジェットプリンタを採用し、被膜不良部が存在する不良箇所に色を付ける。マークを付ける位置や範囲は、適宜選択できる。マークを付ける位置は、例えば、巻線Wの表面の全周であっても、巻線Wの表面の一部であってもよい。また、マークを付ける範囲は、例えば、被膜不良部が存在する位置を中心に±1.0cmの範囲内とすることが挙げられる。
 巻き取り装置180は、被膜不良部の検査・マーキングを完了した巻線WをドラムDに巻き取る装置である。巻線Wの巻量は、ドラムDの標準巻量とすることが挙げられる。
 上述の巻線製造装置100で製造した巻線Wは、検査工程で不良箇所にマークが付けられるだけであり、従来のように、不良箇所を切断して除去しないので、所定の巻量でドラムDに巻き取ることができる。そのため、輸送コストを低減できる。また、巻線製造装置100では、インラインで被膜不良部の検査・マーキングを行うことから、従来のように、巻き替え作業を必要としないので、巻線の生産コストを低減できる。
 [実施形態1]
 実施形態1に係るコイル製造方法及びコイル製造装置について説明する。以下では、まず、コイル製造装置について、図2を参照しながら説明する。
 <コイル製造装置>
 コイル製造装置1は、繰り出し装置10と、検査装置30と、巻回装置50とを備える。このコイル製造装置1では、絶縁被膜の不良部を示すマークを有する上述の巻線Wが巻き取られたドラムDを使用し、巻線Wの被膜不良部の検査・切断しながら、巻線Wを巻回してコイルを製造する。
 (繰り出し装置)
 繰り出し装置10は、被膜不良部を示すマークを有する巻線Wが巻き取られたドラムDから巻線Wを繰り出す装置である。繰り出し装置10は、繰り出された巻線Wにかかる張力を調整する図示しない張力調整機構(ダンサー)などを有する。繰り出し装置10の下流側(後段)には、巻線Wの巻癖を矯正する矯正装置(ストレートナー)20が設けられている。
 (巻回装置)
 巻回装置50は、繰り出された巻線Wを巻回してコイルCを形成する装置である。巻回装置50は、巻線Wを送る送り機構51と、送り機構51から送られた巻線Wを曲げ加工して螺旋状に巻回する巻回機構52と、巻線Wを切断するカッタ53とを有する。
 この例では、送り機構51は、1対のローラで巻線Wを挟み込み、駆動用モータでローラを回転させることで巻線Wを移動させる構成である。駆動用モータには、サーボモータを用いており、サーボモータの回転数(回転速度)を制御することで、ローラの回転数(回転速度)を制御して、巻線Wの移動量(移動速度)を制御できる。サーボモータの回転数(回転速度)をエンコーダで検出することにより、巻線Wの移動量(移動速度)を測定できる。また、この送り機構51は、巻線Wを巻回機構52に送る順送りと、ローラを逆回転させて巻線Wを順送りとは逆方向に戻す逆送りが可能である。
 コイルの形状としては、例えばコイルの軸方向から見た端面形状が、円形状、楕円形状、レーストラック形状、三角形状や四角形状といった多角形状など種々の形状を採用できる。例えば、巻回機構52で、巻線Wを円形状に曲げ加工すれば、円筒状のコイルを形成することができ、巻線Wを多角形状に曲げ加工すれば、角筒状のコイルを形成できる。また、巻線Wに平角線を使用し、巻線Wをエッジワイズ巻きすることで、エッジワイズコイルを形成できる。更には、一連長の巻線Wで形成され、複数のコイルが連なった形状を持つ連結コイルを形成することも可能である。
 巻回機構52としては、例えば、コイルの形状に対応する外形を有する巻軸に巻線Wを巻き付ける構成が挙げられる。その他、巻軸にボビン(巻芯)を取り付けて、ボビンに巻線Wを巻き付けたり、コア(磁心)を巻軸として、コアに巻線Wを直接巻き付ける構成とすることも可能である。
 また、角部を有するコイルを形成する場合、巻回機構52として、巻線Wを曲げ加工して角部を形成する角部形成機構を有することが挙げられる。角部形成機構としては、例えば、角部に対応する曲げ軸と、所定の角部となるように巻線を曲げ軸に押し付けながら曲げ軸に沿って折り曲げるベンダとを有する構成が挙げられる。直線状の巻線Wを角部形成機構に順次送りながら曲げ加工を繰り返すことで、角部と直線部とを有する角筒状のコイルが得られる。
 カッタ53は、巻回機構52で巻線Wを巻回した後、コイルの終端となる位置で巻線Wを切断する。巻線Wを切断して、巻線WからコイルCを切り離すことで、巻回装置50からコイルCが排出される。この例では、送り機構51によってコイルの両端部の長さ(巻回部から始端又は終端までの巻線の引出量)が指定の長さになるように巻線Wの送り量を調整してカッタ53で切断する。具体的には、巻回機構52での巻線Wの巻回終了後(最終曲げ加工後)、コイルの終端部の長さが指定の長さになるように所定の位置まで巻線Wをカッタ53に送り、切断する。その後、次のコイルを形成するため、コイルの始端部の長さが指定の長さになるように、切断された巻線Wの先端を巻回機構52の所定の位置まで戻し、次のコイルの巻回を開始する。また、送り機構51から送られた巻線Wを巻回機構52で曲げ加工せずに、巻線Wを直線状のまま巻回機構52を通過させて、カッタ53に送ることも可能である。このカッタ53は、後述する検査装置30において、被膜不良部に対応した位置で巻線Wを切断するカッタ(不良部切断用カッタ)としても機能する。
 巻回装置50の構成は、公知の構成を採用できる。
 (検査装置)
 検査装置30は、繰り出された巻線Wの被膜不良部を検査する装置である。検査装置30は、巻線Wに施されたマークを検出するマーク検出器31と、マーク検出器31で検出されたマークに基づいて、被膜不良部に対応した位置でカッタ53により巻線Wを切断する切断制御部35とを有する。検査装置30(マーク検出器31)は、繰り出し装置10とカッタ53との間に配置される。この例では、マーク検出器31が送り機構51と巻回機構52との間に配置され、検査装置30が巻回装置50に組み込まれている。
 マーク検出器31は、例えばカラーセンサを利用して、マークを検出する。この例では、マーク検出器31でマークが検出されると、マーク検出器31から切断制御部35にマーク検出信号が送られ、巻回機構52での曲げ加工を中止する。そして、切断制御部35は、マーク検出器31で検出されたマークの検出位置に基づいて、送り機構51を制御して巻線Wをカッタ53に送り、マークが示す被膜不良部に対応した位置でカッタ53を制御して巻線Wを切断する。例えば、マークがカッタ53を通過した後、マークが付けられた範囲の上流側(図中の左側)の位置で巻線Wを切断することが挙げられる。これにより、切断して除去される側に被膜不良部が含まれる位置で切断できる。ここで、マーク検出器31とカッタ53との間の巻線Wの移動距離は決まっているので、マーク検出器31でマークを検出してから、巻線Wをカッタ53にどれだけ送るかは、マーク検出器31とカッタ53との間の距離に基づいて算出できる。
 <コイル製造方法>
 次に、図2に示すコイル製造装置1を適宜参照すると共に、図3、図4を参照しつつ、コイル製造方法を説明する。コイル製造方法は、繰り出し工程(S1)と、検査工程(S2)と、巻回工程(S3)とを備え、これら各工程を経て、巻線の被膜不良部を検査・切断しながら、巻線を巻回してコイルを製造する。このコイル製造方法では、絶縁被膜の不良部を示すマークを有する上述の巻線Wを巻き取ったドラムDを使用する。
 (繰り出し工程)
 繰り出し工程S1は、ドラムDから巻線Wを繰り出す工程である。具体的には、巻線Wが巻き取られたドラムDを繰り出し装置10に取り付け、ドラムDから巻線Wを繰り出す。
 (検査工程)
 検査工程S2は、繰り出した巻線Wの被膜不良部を検査する工程である。検査工程S2は、マークを検出するマーク検出工程S21と、マーク検出工程で検出したマークに基づいて、被膜不良部に対応した位置で巻線Wを切断する不良部切断工程S22とを有する(図4を参照)。図4を用いて実施形態1の検査工程S2のフローを説明する。マーク検出工程S21では、マーク検出器31によりマークの検出を行い、マーク検出器31でマークを検出すると、マーク検出器31から切断制御部35にマーク検出信号を送る。不良部切断工程S22では、マーク検出器31からのマーク検出信号に基づいて、切断制御部35がカッタ53により巻線Wを切断する。上述したように、切断制御部35は、マークの検出位置に基づいて、送り機構51を制御して巻線Wをカッタ53に送り、例えば被膜不良部を示すマークがカッタ53を通過した位置で巻線Wを切断する。被膜不良部に対応した位置でカッタ53により巻線Wを切断する。マーク検出器31でマークを検出してからの巻線Wの送り量は、マーク検出器31とカッタ53との間の距離に基づいて決定する。切断された被膜不良部が含まれる巻線は回収する。
 (巻回工程)
 巻回工程S3は、検査工程S2の後、巻線Wを巻回してコイルCを形成する工程である。検査装置30(マーク検出器31)を通過した巻線Wは巻回機構52に送られ、巻回工程S3では、巻回機構52で巻線Wを巻回してコイルCの形成を行う。具体的には、送り機構51で巻線Wを送りながら、巻回機構52で巻回を行う。巻回機構52で巻線Wの巻回が完了したら、送り機構51を制御して巻線Wをカッタ53に送り、コイルの終端となる位置で巻線Wを切断してコイルCを切り離す。その後、巻線Wを巻回機構52側に戻し、次の巻回を開始する。形成したコイルCは、巻回装置50から排出される。ここで、巻回工程S3の途中で、検査工程S2によって巻線Wが切断された場合は、途中まで巻回した巻線を巻回装置50から回収する。
 <効果>
 実施形態1に係るコイル製造方法は、以下の効果を奏する。
 (1)被膜不良部を示すマークを有する巻線を巻き取ったドラム使用することで、従来に比べてドラムを取り替える回数を減らすことができ、安定したコイルの生産を実現できる。よって、コイルの生産性を改善でき、コイルの生産コストを低減できる。
 (2)巻線の被膜不良部を検査する検査工程を備え、この検査工程で、巻線に付されたマークを検出して、そのマークに基づいて被膜不良部に対応した位置で巻線を切断することで、コイルを形成したときに被膜不良となる巻線の不良箇所を除去でき、従来と比べてコイルの品質を低下させることがない。
 (3)被膜不良部に対応した位置で巻線を切断することで、コイルを製造した後に被膜不良部が含まれるコイルを仕分けて除去する場合に比べて、巻線の廃棄量を低減できる。
 実施形態1に係るコイル製造装置は、上述したコイル製造方法を実施できる。
 [実施形態2]
 実施形態2は、角部を有するコイルを製造する場合に適用する形態である。以下、実施形態2に係るコイル製造装置及びコイル製造方法について、図5及び図6を参照しながら説明する。
 <コイル製造装置>
 実施形態2に係るコイル製造装置2の装置構成を図5に示す。以下では、図2に示す実施形態1のコイル製造装置1と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明する。
 コイル製造装置2は、角部を有するコイルCを形成するため、巻回装置50は、巻線Wを曲げ加工して角部を形成する角部形成機構を有する。角部形成機構としては、上述したような、例えば、角部に対応する曲げ軸と、巻線を曲げ軸に沿って折り曲げるベンダとを有する構成が挙げられる。
 (検査装置)
 検査装置30は、実施形態1の構成に更に、マーク位置測定部33と、形成位置判定部34とを有する。マーク位置測定部33は、巻線Wにおけるコイルの始端となる位置からマークの検出位置までの距離を測定する。コイルの始端となる位置は巻線Wの先端(巻線Wが切断された場合はその切断位置)であり、コイルの始端となる位置からマークの検出位置までの距離は、コイルの始端となる位置がマーク検出器31を通過してからマーク検出器31でマークを検出するまでの巻線Wの移動量(送り量)から算出できる。この例では、マーク位置測定部33は、エンコーダで検出したサーボモータの回転数などのモータ制御情報を送り機構51から取得して、マーク検出器31を通過した巻線Wの移動量を測定しておく。そして、マーク検出器31でマークが検出されると、マーク検出器31からマーク位置測定部33にマーク検出信号が送られ、マーク位置測定部33は、巻線Wの移動量から、コイルの始端となる位置からマークの検出位置までの距離Lを算出する。
 形成位置判定部34は、マークの検出位置に基づいて、コイルCを形成したときに被膜不良部が所定の位置(ここでは、角部)に位置するか否かを判定する。この例では、形成位置判定部34は、巻回装置50で形成するコイルCの形状に基づいた、巻線Wのどの位置がコイルCのどの位置に対応するかを判定する判定情報を持っている。例えば、コイルの1ターンを構成する1辺の直線部と1つの角部の各々の要尺、コイルのターン数、及び1ターンあたりの直線部と角部の数を判定情報として予め設定しておけば、巻線を巻回してコイルを形成した場合に、コイルの始端となる位置から距離Lの位置にあるマークの検出位置(被膜不良部)がいずれかのターンの角部に対応するかを算出できる。形成位置判定部34は、この判定情報に基づいて、巻線Wのマークの検出位置が例えばコイルの角部の位置に対応するか否かを判定する。
 切断制御部35では、形成位置判定部34により被膜不良部が所定の位置(ここでは、角部)に位置すると判定された場合に、巻線Wを切断する。この例では、切断制御部35は、マークの検出位置がコイルの角部に位置すると形成位置判定部34で判定された場合に、カッタ53により巻線Wを切断する。具体的には、巻回機構52での曲げ加工を中止する共に、マークの検出位置に基づいて、送り機構51を制御して巻線Wをカッタ53に送り、被膜不良部を示すマークがカッタ53を通過した位置で巻線Wを切断する。一方、例えば角部と直線部とを有するコイルの場合、巻線の被膜不良部が直線部に位置するときは、巻線Wを切断しない。
 <コイル製造方法>
 実施形態2に係るコイル製造方法は、図3に示す実施形態1のコイル製造方法と基本的な工程は同様であるので、以下では相違点を中心に説明する。
 巻回工程S3は、巻線Wを曲げ加工して角部を形成する角部形成工程を含み、巻回工程S3は、角部を有するコイルを形成する。例えば、上述した角部形成機構を有する巻回装置50によって、巻線Wを送りながら曲げ加工して角部を形成する。
 (検査工程)
 検査工程S2は、図4に示す実施形態1の検査工程に更に、マーク位置測定工程S23と、形成位置判定工程S24とを有する(図6を参照)。マーク位置測定工程S23は、巻線Wにおけるコイルの始端となる位置からマークの検出位置までの距離を測定する。形成位置判定工程S24は、マークの検出位置に基づいて、コイルCを形成したときに被膜不良部が所定の位置(ここでは、角部)に位置するか否かを判定する。そして、不良部切断工程S22は、形成位置判定工程S24により被膜不良部が所定の位置(ここでは、角部)に位置すると判定した場合に、巻線Wを切断する。
 図6を用いて実施形態2の検査工程S2のフローを説明する。マーク検出工程S21では、マーク検出器31によりマークを検出したときに、マーク検出器31からマーク位置測定部33にマーク検出信号を送る。マーク位置測定工程S23では、マーク位置測定部33により、巻線Wの移動量を測定しておき、巻線Wの移動量から、コイルの始端となる位置からマークを検出した位置までの距離Lを算出する。次に、形成位置判定工程S24では、形成位置判定部34により、マーク位置測定部33で測定したマーク検出位置(距離L)に基づいて、コイルCを形成したときにマークの検出位置がコイルの角部に位置するか否かを判定する。そして、不良部切断工程S22では、形成位置判定部34でマークの検出位置がコイルの角部に位置すると判定された場合に、切断制御部35が被膜不良部に対応した位置でカッタ53により巻線Wを切断する。
 <効果>
 実施形態2に係るコイル製造方法及びコイル製造装置では、コイルを形成したときに巻線の被膜不良部が、被膜不良の問題が生じ易い所定の位置(例、コイルの角部)に位置することになる場合に巻線を切断することできる。よって、巻線の被膜不良部に起因するコイルの被膜不良の問題を回避しつつ、巻線の廃棄量を低減できる。
 [実施形態3]
 実施形態3では、コイル分の長さの巻線を確保してから巻線の巻回を開始する形態について説明する。以下、実施形態3に係るコイル製造方法及びコイル製造装置について、図7を参照しながら説明する。
 <コイル製造装置>
 実施形態3に係るコイル製造装置3の装置構成を図7に示す。以下では、図2に示す実施形態1のコイル製造装置1と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明する。
 コイル製造装置3は、繰り出し装置10と巻回装置50との間に検査装置30が配置され、巻回装置50の上流側(前段)に検査装置30が設けられている。また、検査装置30と巻回装置50との間に矯正装置(ストレートナー)20が設けられている。このコイル製造装置3では、巻回装置50のカッタ53とは別に、検査装置30には、巻線Wを切断する不良部切断用カッタ32を有する。不良部切断用カッタ32は、切断制御部35により制御され、マーク検出器31で検出されたマークに基づいて、被膜不良部に対応した位置で巻線Wを切断するカッタとして機能する。不良部切断用カッタ32は、マーク検出器31の下流側(後段)に設けられている。
 また、コイル製造装置3では、巻回装置50の上流側(前段)であって、検査装置30のマーク検出器31と巻回装置50との間の巻線Wが通過する経路上に、形成する一連長のコイル分の長さを確保する余長経路40を有している。そして、検査装置30を通過し、コイル分の長さの巻線Wが確保されてから、巻回装置50に巻線が送られるようになっている。つまり、余長経路40にコイル分の長さの巻線Wが確保された状態で、その巻線Wがコイル巻回装置50に送られる。そのため、被膜不良部の検査をパスしたコイル分の長さの巻線Wが巻回装置50に送られるので、巻回装置50で確実にコイルCを形成できる。この例では、マーク検出器31と不良部切断用カッタ32との間に余長経路40が設けられると共に、この余長経路40の出口側には、巻線Wを繰り出す第2送り機構41が設けられている。
 マーク検出器31でマークが検出されると、マーク検出器31から切断制御部35にマーク検出信号が送られ、マークの検出位置に基づいて、被膜不良部に対応した位置で不良部切断用カッタ32により巻線Wを切断する。この例では、送り機構41により巻線Wを不良部切断用カッタ32に送り、被膜不良部を示すマークが不良部切断用カッタ32を通過した位置で巻線Wを切断する。切断された被膜不良部が含まれる巻線は、例えば、不良部切断用カッタ32の下流側(後段)に排出経路(図示なし)を別途設けておき、この排出経路に移送して回収することも可能である。
 コイル製造装置3の余長経路40は、形成する一連長のコイル分の長さを確保することができれば、特に限定されない。例えば、検査装置30と巻回装置50とを離して配置し、両装置間の巻線Wの経路を長くすることで、余長経路40を設けることができる。しかし、両装置間の直線距離を長くして、直線状の余長経路40を設けた場合、製造装置全体のサイズが大きくなる。そこで、両装置間の直線距離を短くしながら、両装置間の巻線Wの経路上に、必要な余長経路40を持たせることが好ましい。このような余長経路40を設ける方法としては、例えば、図8の上段に示すように、巻線Wをローラ40aに一旦巻き取ったり、或いは、図8の中段に示すように、複数のローラ40b間に巻線Wを周回させることによって、ループ状の余長経路を設けることが挙げられる。その他、図8の下段に示すように、鉛直方向又は水平方向にずらして配置された複数のローラ40cに沿って走行するように、ジグザグ状の余長経路を設けることが挙げられる。
 <コイル製造方法>
 実施形態3に係るコイル製造方法は、図3に示す実施形態1のコイル製造方法において、更に、形成する一連長のコイル分の長さの巻線に対して検査工程S2を実施し、検査工程S2を通過した後、コイル分の長さの巻線を確保してから、巻回工程S3を実施する。これにより、検査工程S2を通過した後、コイル分の長さの巻線を確保しておくことで、巻回工程S3において、被膜不良部の検査をパスした巻線Wを巻回できる。
 <効果>
 実施形態3に係るコイル製造方法及びコイル製造装置では、被膜不良部の検査をパスした巻線を巻回できるため、巻線を巻回している際に、巻回の途中で巻線が切断されることがなく、コイルを形成できる。特に、巻線をボビン(巻芯)に巻回したり、巻線をコア(磁心)に直接巻回するような場合は、巻回を開始する前に検査工程(検査装置)で巻線の不良箇所を予め切断・除去できるので、被膜不良部を含む巻線の回収が容易になる。また、被膜不良部を有する巻線を途中まで巻回することがなくなり、実質的な設備稼働時間を長くできる。実施形態3に係るコイル製造装置(コイル製造方法)において、更に、実施形態2で説明したマーク位置測定部(マーク位置測定工程)及び形成位置判定部(形成位置判定工程)を備える構成とすることも可能である。
 本発明の一態様に係るコイル製造方法及びコイル製造装置は、リアクトル、チョークコイル、モータ、トランスなどの各種電気機器に使用されるコイルの製造に好適に利用可能である。
 1,2,3 コイル製造装置
 10 繰り出し装置  20 矯正装置
 30 検査装置
  31 マーク検出器  32 不良部切断用カッタ
  33 マーク位置測定部 34 形成位置判定部
  35 切断制御部
 40 余長経路  40a,40b,40c ロール
  41 第2送り機構
 50 巻回装置
  51 送り機構  52 巻回機構
  53 カッタ
 100 巻線製造装置
 110 繰り出し装置
 120 伸線機  121 伸線ダイス
 130 軟化炉
 140 ワニス塗布装置
  141 絶縁ワニス槽  142 塗布ダイス
 150 焼付炉
 160 不良部検査装置  170 マーキング装置
 180 巻き取り装置
 A,D ドラム
 R ワイヤロッド  E 導体
 W 巻線  C コイル

Claims (12)

  1.  導体と、前記導体を覆う絶縁被膜と、前記絶縁被膜の不良部を示すマークとを有する巻線を巻き取ったドラムから前記巻線を繰り出す繰り出し工程と、
     繰り出した前記巻線を巻回してコイルを形成する巻回工程と、
     前記巻線の前記不良部を検査する検査工程と、を備え、
     前記検査工程は、
      前記マークを検出するマーク検出工程と、
      前記マーク検出工程で検出した前記マークに基づいて、前記不良部に対応した位置で前記巻線を切断する不良部切断工程と、を有するコイル製造方法。
  2.  前記検査工程は、
      前記巻線における前記コイルの始端となる位置から前記マークの検出位置までの距離を測定するマーク位置測定工程と、
      前記マークの検出位置に基づいて、前記コイルを形成したときに前記不良部が所定の位置に位置するか否かを判定する形成位置判定工程と、を有し、
     前記不良部切断工程は、前記形成位置判定工程により前記不良部が前記所定の位置に位置すると判定した場合に、前記巻線を切断する請求項1に記載のコイル製造方法。
  3.  前記巻回工程は、前記巻線を曲げ加工して角部を形成する角部形成工程を含み、
     前記形成位置判定工程における前記所定の位置が、前記角部である請求項2に記載のコイル製造方法。
  4.  前記巻線が断面矩形状の平角線である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のコイル製造方法。
  5.  前記巻回工程は、前記巻線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズコイルを形成する請求項4に記載のコイル製造方法。
  6.  形成する一連長のコイル分の長さの前記巻線に対して前記検査工程を実施し、前記検査工程を通過した後、前記コイル分の長さの前記巻線を確保してから、前記巻回工程を実施する請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のコイル製造方法。
  7.  導体と、前記導体を覆う絶縁被膜と、前記絶縁被膜の不良部を示すマークとを有する巻線が巻き取られたドラムから前記巻線を繰り出す繰り出し装置と、
     繰り出された前記巻線を巻回してコイルを形成する巻回装置と、
     前記巻線の前記不良部を検査する検査装置と、を備え、
     前記検査装置は、
      前記マークを検出するマーク検出器と、
      前記巻線を切断するカッタと、
      前記マーク検出器で検出された前記マークに基づいて、前記不良部に対応した位置で前記カッタにより前記巻線を切断する切断制御部と、を有するコイル製造装置。
  8.  前記検査装置は、
      前記巻線における前記コイルの始端となる位置から前記マークの検出位置までの距離を測定するマーク位置測定部と、
      前記マークの検出位置に基づいて、前記コイルを形成したときに前記不良部が所定の位置に位置するか否かを判定する形成位置判定部と、を有し、
     前記切断制御部は、前記形成位置判定部により前記不良部が前記所定の位置に位置すると判定された場合に、前記巻線を切断する請求項7に記載のコイル製造装置。
  9.  前記巻回装置は、前記巻線を曲げ加工して角部を形成する角部形成機構を有し、
     前記形成位置判定部における前記所定の位置が、前記角部である請求項8に記載のコイル製造装置。
  10.  前記巻線が断面矩形状の平角線である請求項7~請求項9のいずれか1項に記載のコイル製造装置。
  11.  前記巻回装置は、前記巻線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズコイルを形成する請求項10に記載のコイル製造装置。
  12.  前記検査装置のマーク検出器と前記巻回装置との間の前記巻線が通過する経路上に、形成する一連長のコイル分の長さを確保する余長経路を有し、
     前記検査装置を通過し、前記コイル分の長さの前記巻線が確保されてから、前記巻回装置に前記巻線が送られる請求項7~請求項11のいずれか1項に記載のコイル製造装置。
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