WO2020235378A1

WO2020235378A1 - 巻線装置並びに巻線方法及びそれを用いたコイル製造方法

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Publication number: WO2020235378A1
Application number: PCT/JP2020/018834
Authority: WO
Inventors: 隆人富永; 敬之長谷部
Original assignee: Ｎｉｔｔｏｋｕ株式会社
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2020-11-26
Also published as: US20210351673A1; DE112020000082T5; JP2020191747A; JP7357427B2; KR20210031746A; CN113169644A; KR102586952B1; US11545881B2

Abstract

巻線装置は、回転機構により回転する巻芯に線材を巻回してコイルを作製するものであって、巻芯が、台板と、台板に立設された複数の掛け回しピンとを有し、複数の掛け回しピンの外周に線材が落ち込む周溝がそれぞれ形成される。回転機構が、回転自在な回転板と、回転板を回転させる駆動機構と、回転板に回転中心を挟むように立設された一対の柱状部材とを備え、内台板が、一対の柱状部材の先端にそれぞれ取付けられ、外台板が、一対の柱状部材に回転軸方向に移動可能にそれぞれ設けられ、外台板を移動させる外巻芯移動機構を備える。

Description

巻線装置並びに巻線方法及びそれを用いたコイル製造方法

　本発明は、巻線装置並びに巻線方法及びそれを用いたコイル製造方法に関する。

　従来、発電機やモータの固定子は、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）及びその間に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアと、そのスロットにコイル辺部を納めることによりそのコアに組み付けられたステータコイルとを備える。このステータコイルの組み付けに関しては、ＪＰ２０００－２４５１２０Ａには、ステータコイルをステータコアと別に予め作製し、その後に、このコイルをコアの各スロットに収容するいわゆるインサータ方法が開示されている。

　一方、近年では、省エネのため効率の良い回転電機が市場から求められており、一般にステータコアのスロット内に装着されるコイルの密度、すなわち占積率を向上させることで回転電機の効率の向上が図られている。このような占積率を向上させるために、ＪＰＨ１０－２７１７３３Ａには、予めスロット外でスロットの断面に応じた断面の束に整列巻きされたコイルを、その形状を保持した状態でスロットの幅と同じ幅の開口側から半径方向に挿入して装着することが開示されている。

　しかし、スロット外でスロットの断面に応じた断面の束に整列巻きされたコイルを得たとしても、スロットに挿入されるまでコイル辺部の形状を維持できなければ、そのコイル辺部をスロットに挿入することが困難になる不具合を生じさせる。

　この点を考慮して、本出願人は、作製しようとするコイルの内周に相当する外周を有し、その外周に線材が巻回される巻胴部の両端部にフランジ部が形成された巻芯において、その巻胴部にフランジ部から連続する凹部を形成して、その凹部において線材を浮遊させ、その凹部において浮遊する線材を束ねる束線機構を備えたコイル製造装置を提案した（例えば、ＪＰ２０１６－３９７１９Ａ参照。）。

　このコイル製造装置では、その凹部において浮遊する線材を束ねるので、スロットに挿入されるまでコイル辺部の形状を維持可能としている。

　一方、巻線の占積率を向上させる為には、少なくとも巻胴部に直接巻回される線材は、互いに交差することなく互いに平行に密着した状態で巻回されなければならず、線材が本来の位置からずれたり、線材が交差してしまうと、その整列性が乱れて巻線の占積率を向上させることが困難となる。この整列巻を達成するためには、その線材が落ち込む凹溝を巻胴部に形成して、その凹溝に線材を落とし込んでずれることを防止することが考えられる。

　しかし、コイルの内形に合わせた巻胴部を有する巻芯にあっては、線材を浮遊させる凹部と別に、その巻胴部の全周に線材を落とし込む凹溝を形成すると、その加工工数が著しく増大して、その巻胴部を含む巻芯の単価を著しく押し上げる不具合がある。

　この不具合を解消するために、巻胴部の隅部においてのみ線材を落とし込む凹溝を形成し、全周に凹溝を形成する場合に比較して凹溝の形成箇所を減少させて安価に加工することも考えられる。

　しかし、巻胴部の隅部に凹溝を形成すると、その凹溝は直線的なものになるのに対して、その凹溝に落ち込んだ線材は湾曲することになる。このため、湾曲する線材は直線的に形成された凹溝に密着することは無く、その線材が凹溝から容易に離脱してしまうこともあり、線材をその隅部において所定の位置に維持することが困難となる未だ解決すべき課題が残存している。

　また、発電機やモータ等に用いられるステータコイルにあっては、図１２に示すように、１つの巻線層を形成する各コイル辺部１３ａ，１４ａを分割して、それぞれ複数のスロット１１ｂ（図１２では２つのスロット１１ｂ）に挿通させることがある。

　この場合、ステータコイル１２は、両側におけるコイル辺部１３ａを所定の間隔を開けたスロット１１ｂに納める内コイル１３と、その内コイル１３が納められたスロット１１ｂの外側に隣接するスロット１１ｂにコイル辺部１４ａを納める外コイル１４を備える。ところが、このようなステータコイル１２であっても、それらのコイル１３，１４を構成する線材は、互いに交差することなく互いに平行に密着した状態で巻回されなければ、巻線の占積率を向上させることが困難となる。

　本発明の目的は、巻回された線材のずれを防止して整列巻きされた線材からなるコイルを作製し得る比較的安価な巻線装置並びに巻線方法及びそれを用いたコイル製造方法を提供することにある。

　本発明の別の目的は、内コイルとそれに連続する外コイルから成るコイルであっても、それらの線材のずれを防止して整列巻きし得る巻線装置並びに巻線方法及びそれを用いたコイル製造方法を提供することにある。

　本発明のある態様によれば、回転機構により回転する巻芯に線材を巻回してコイルを作製する巻線装置であって、前記巻芯が、台板と、前記台板に立設された複数の掛け回しピンとを有し、複数の前記掛け回しピンの外周に前記線材が落ち込む周溝がそれぞれ形成された巻線装置が提供される。

　本発明の他の態様によれば、回転機構により回転する巻芯に線材を巻回してコイルを作製する巻線装置であって、前記巻芯が、内台板と、前記内台板に立設されて掛け回される前記線材により内コイルを作製する複数の内掛け回しピンとを有する内巻芯と、前記内台板の外周より大きな外周を有する外台板と、前記外台板に立設されて掛け回される前記線材により前記内コイルを包囲する外コイルを作製する複数の外掛け回しピンとを有する外巻芯とを備え、複数の前記内掛け回しピンと複数の前記外掛け回しピンの双方の外周に前記線材が落ち込む周溝がそれぞれ形成された巻線装置が提供される。

図１は、本発明実施形態における巻線装置の巻芯部の拡大図である。図２は、その巻線装置の正面図である。図３は、図１のＥ－Ｅ線断面図である。図４は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図５は、その外掛け回しピンが内掛け回しピンを包囲した状態を示す図１に対応する図である。図６は、図５のＢ－Ｂ線断面図である。図７は、その線材の端部を線材クリップに把持させた巻初めの状態を示す図２に対応する図である。図８は、その線材が内掛け回しピンに巻回されて内コイルが作製された状態を示す図２に対応する図である。図９は、その線材が外掛け回しピンに巻回されて外コイルが作製された状態を示す図２に対応する図である。図１０は、図８のＣ－Ｃ線断面図である。図１１は、図９のＤ－Ｄ線断面図である。図１２は、内コイルと外コイルを有するステータコイルのコイル辺部が複数のスロットに挿通されたコアを内側から見た図である。図１３は、内コイルと外コイルを有する単一のステータコイルがスロットに挿入された固定子の拡大上面図である。図１４は、ステータコアに複数のステータコイルが装着された固定子を示す上面図である。

　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。

　図２に、本発明の巻線装置２０を示す。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの三軸を設定し、Ｘ軸が水平横方向、Ｙ軸が水平前後方向、Ｚ軸が垂直方向に延びるものとして本発明の巻線装置２０について説明する。

　図１３及び図１４に示すように、発電機やモータの固定子１０は、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース１１ａ（磁極）及び隣接するティース１１ａの間に開口する複数のスロット１１ｂを有する円筒状のステータコア１１と、そのステータコア１１に組み付けられたステータコイル１２とを備える。

　この実施の形態における巻線装置２０は、巻線の対象が三相交流発電機の固定子１０（図１４）に使用されるステータコイル１２を作製するものである。すなわち、巻線装置２０は、発電機やモータ等のステータコア１１のスロット１１ｂに挿入されるステータコイル１２を作製するものである。また、図１３に示すように、巻線装置２０は、それらのコイル辺部１３ａ，１４ａを２つのスロット１１ｂにそれぞれ挿通させる場合に有効なステータコイル１２を作製するに適した巻線装置２０である。

　このステータコイル１２は、１つの巻線層を形成するものではあるものの、図１２に示すように、それらのコイル辺部１３ａ，１４ａを隣接する２つのスロット１１ｂにそれぞれ挿通させるものであることから、ステータコイル１２は、コイル辺部１３ａ、１４ａ間の間隔Ｌ１，Ｌ２が異なる大小２つの連続するコイル１３，１４から成る。

　図２に戻って、このようなステータコイル１２を作製する巻線装置２０は、回転機構２５により回転する巻芯３６，３７を備えるものであって、回転機構２５により回転するそれらの巻芯３６，３７に線材１６を巻回してステータコイル１２（図１２）を作製する。

　この実施の形態における線材１６は被覆導線であって、断面が円形を成すいわゆる丸線が用いられる。なお、この線材１６は断面が方形を成すいわゆる角線であっても良い。そして、線材１６は線材繰り出し部材３１から繰り出される。この実施の形態における線材繰り出し部材３１は、複数の線材１６を並列にした状態で繰り出すようなものとして説明する。

　図示しないが、線材１６はスプールに巻回されてそのスプールに貯線され、スプールから引出された線材１６は図示しない伸張機により真っ直ぐにされ、その後に線材繰り出し部材３１にまで案内される。線材繰り出し部材３１が複数の線材１６を繰り出すようなものであるので、複数の線材１６は別々のスプールに巻回されて貯線され、複数のスプールから別々に線材１６を引出して伸張機によりそれぞれを真っ直ぐにし、そのように真っ直ぐにされた複数の線材１６が線材繰り出し部材３１にまで案内される。

　この実施の形態における線材繰り出し部材３１は、複数の線材１６を並列にした状態で通過させる長方形状又はトラック形状の断面を有する孔が形成された棒状部材である。この線材繰り出し部材３１は、この線材繰り出し部材３１を３軸方向に移動可能な線材繰り出し部材移動機構３２を介して下部テーブル２３に取付けられる。

　この実施の形態における線材繰り出し部材移動機構３２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３３～３５の組み合わせにより構成される。各伸縮アクチュエータ３３～３５は、サーボモータ３３ａ～３５ａによって回動駆動されるボールネジ３３ｂ～３５ｂと、このボールネジ３３ｂ～３５ｂに螺合して平行移動する従動子３３ｃ～３５ｃとを備える。

　Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ３５は、従動子３５ｃがＺ軸方向（鉛直方向）に移動可能に、そのハウジング３５ｄがＸ軸方向伸縮アクチュエータ３３の従動子３３ｃに取付けられる。Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ３３は、従動子３３ｃがＸ軸方向に移動可能に、そのハウジング３３ｄがＹ軸方向伸縮アクチュエータ３４の従動子３４ｃに取付けられる。そして、Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ３４は、従動子３４ｃがＹ軸方向に移動可能に、そのハウジング３４ｄがＹ軸方向に延びて下部テーブル２３に取付けられる。

　そして、Ｚ軸方向伸縮アクチュエータ３５の従動子３５ｃに線材繰り出し部材３１がＸ軸方向に延びて取付けられる。

　なお、図示しないが、線材繰り出し部材３１には、線材繰り出し部材３１から繰り出された線材１６を咬持する咬持機構が設けられる。

　一方、回転機構２５は、巻芯３６，３７を回転させる駆動機構としての電動モータ２６を含む。巻芯は、回転機構２５により回転して巻回される線材１６により内コイル１３（図１０）を得る内巻芯３６と、その内巻芯３６を包囲してその内巻芯３６とともに回転し、巻回される線材１６により外コイル１４（図１１）を得る外巻芯３７とを有する。

　図１に詳しく示すように、この実施の形態における回転機構２５は、電動モータ２６の回転軸２６ａに設けられて水平面内で回転する回転板２７と、その回転板２７に回転板２７の回転中心（以下、単に回転中心と称する場合がある。）を挟むように立設された一対の柱状部材２８，２９とを備える。即ち、一対の柱状部材２８，２９は、回転板２７に回転中心から偏倚（シフト）して下方に向かって立設された一方の柱状部材２８と、その一方の柱状部材２８とともに回転板２７に回転中心を挟むように回転板２７に下方に向かって立設された他方の柱状部材２９とを備える。

　回転板２７には、他方の柱状部材２９が、回転板２７の回転中心を通過する直線上、即ち回転板２７の径方向に移動可能に立設される。この実施の形態における回転板２７は円板状を成し、水平状態の中央が電動モータ２６の回転軸２６ａに取付けられる。

　回転板２７には、回転中心から偏倚（シフト）して一方の柱状部材２８が立設される。回転中心を挟んで一方の柱状部材２８と反対側には、その一方の柱状部材２８と回転中心の双方を通過する直線上、即ち一方の柱状部材２８を通過する直径方向に沿って延びるレール４１が取付けられる。

　一方、他方の柱状部材２９の上部には、レール４１に係合してレール４１の長手方向に往復移動可能な移動ブロック４２が取付けられる。そして、その移動ブロック４２をレール４１に移動可能に係合させることにより、他方の柱状部材２９は、回転板２７の径方向に移動可能に立設される。

　図１及び図３に示すように、この巻線装置２０には、他方の柱状部材２９と一方の柱状部材２８と間隔を所定の値に保つ保持機構４３が備えられる。この実施の形態における保持機構４３は、他方の柱状部材２９に設けられた板カム４４と、一方の柱状部材２８に上下動可能に設けられた接触子としてのローラ４６と、他方の柱状部材２９を一方の柱状部材２８に近づける方向に付勢して板カム４４をローラ４６に接触させる付勢機構としてのコイルスプリング４５と、上部テーブル２２に設けられてそのローラ４６を上下動させるアクチュエータとしての流体圧シリンダ４７とを備える。

　即ち、他方の柱状部材２９の一方の柱状部材２８に臨む面には鉛直方向に延びて板カム４４が設けられる。その板カム４４に接触するローラ４６が可動台４８に枢支される。一方の柱状部材２８の板カム４４に臨む面には鉛直方向にレール４９が設けられる。このレール４９に可動台４８が上下動可能に設けられる。

　可動台４８の上端には回転板２７の直径方向に延びる横材５０ａが設けられる。横材５０ａの両端には回転板２７を移動可能に貫通する縦材５０ｂの下端が取付けられる。回転板２７の上方に突出する縦材５０ｂの上端には、回転軸２６ａを包囲するドーナツ状（円環状）の第一円板５１が回転軸２６ａと同軸になるように取付けられる。

　図１に示すように、上部テーブル２２の上面にはアクチュエータである流体圧シリンダ４７が、その出没ロッド４７ａを下方にして設けられる。その出没ロッド４７ａの下端には、第一円板５１の周囲に係合する係合部材５２が設けられる。そして、流体圧シリンダ４７が出没ロッド４７ａを出没させると、その下端に設けられた係合部材５２を介してドーナツ状の第一円板５１を可動台４８及びローラ４６と共に昇降させる。そして、ローラ４６が接触する板カム４４の傾斜面に従って他方の柱状部材２９を回転板２７の直径方向に移動させる。

　このため、アクチュエータである流体圧シリンダ４７が出没ロッド４７ａを出没させると、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９との間隔は変化する。第一円板５１等の昇降を停止させると、他方の柱状部材２９の移動は停止し、一対の柱状部材２８，２９の間隔を所定の値に保つことができる。

　また、係合部材５２はドーナツ状の第一円板５１の周囲に係合して、その第一円板５１の独立した昇降を禁止する。また、係合部材５２はその第一円板５１の回転を許容するように構成される。具体的には、係合部材５２はその第一円板５１と共に回転板２７が回転することを許容するように構成される。

　図１～図４に示すように、内巻芯３６は、一対の柱状部材２８，２９の下端に取付けられるものである。この内巻芯３６は、一対の柱状部材２８，２９の下端に水平になるようにそれぞれ取付けられた内台板３６ａと、それらの内台板３６ａにそれぞれ立設されて、掛け回される線材１６により内コイル１３（図１０）を作製する複数の内掛け回しピン３６ｂとを備える。

　複数の内掛け回しピン３６ｂは内台板３６ａの下面から下方に突出するように設けられ、それらの内台板３６ａに作製しようとする内コイル１３の内周に沿って立設される。この実施の形態では、一対の内台板３６ａにそれぞれ３本の内掛け回しピン３６ｂが立設されたものを示し、それら合計６本の内掛け回しピン３６ｂは、得ようとする六角形状の内コイル１３（図１０）の内周に沿って立設される。

　このため、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９を内巻芯３６とともに回転させて、これら複数（６本）の内掛け回しピン３６ｂに線材１６を巻回させると、図１０に示すように、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９の下端におけるそれぞれの内掛け回しピン３６ｂに掛け回されて屈折する線材１６がコイルエンド部１３ｂを形成する。その後、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９との間に掛け渡される線材１６がコイル辺部１３ａを構成する内コイル１３を形成する。

　そして、図１に示すように、この複数の内掛け回しピン３６ｂの外周には、掛け回される線材１６の断面形状に相応する断面を有し、掛け回される線材１６が落ち込む周溝３６ｃがそれぞれ形成される。

　具体的に、この周溝３６ｃは、内コイル１３を構成する断面円形の線材１６を落とし込むものである。周溝３６ｃの断面は、線材１６の断面半径に相当する円弧状を成して、周溝３６ｃの深さｄは、線材１６の断面半径未満に形成される。この周溝３６ｃは、内掛け回しピン３６ｂの延び方向（長手方向）に沿って内掛け回しピン３６ｂに掛け回される線材１６の外径に相当するピッチＰで複数連続して形成される。この内掛け回しピン３６ｂに掛け回される複数の線材１６がそれらの周溝３６ｃに落ち込むと、互いに密着して整列するように形成される（図８）。

　図１～図４に示すように、外コイル１４（図１１及び図１２）を得る外巻芯３７は、内台板３６ａの外周より大きな外周を有する外台板３７ａと、内台板３６ａの外周を超える外台板３７ａに立設されて掛け回される線材１６により内コイル１３を包囲する外コイル１４を作製する複数の外掛け回しピン３７ｂとを備える。

　図１に示すように、この実施の形態では、外巻芯３７が一対の柱状部材２８，２９に移動可能に設けられ、一対の柱状部材２８，２９には、回転板２７の回転軸と平行に鉛直方向に延びるレール５３がそれぞれ設けられる。外台板３７ａは、そのレール４１に昇降可能に取付けられた可動体３７ｄに取付けられる。外掛け回しピン３７ｂは、その外台板３７ａの下面から下方に突出して、それらの外台板３７ａに作製しようとする外コイル１４（図１１）の内周に沿って立設される。

　この複数の外掛け回しピン３７ｂは外台板３７ａと共に昇降する。図５及び図６に示すように、下降した状態で外台板３７ａに立設された外掛け回しピン３７ｂが、内台板３６ａに立設された内掛け回しピン３６ｂを周囲から覆う巻位置に至る。すなわち、外掛け回しピン３７ｂが巻位置に位置する際に、外掛け回しピン３７ｂが回転板２７の回転軸方向に沿って内掛け回しピン３６ｂと重なる。図１及び図４に示すように、上昇した状態で外掛け回しピン３７ｂが内台板３６ａに立設された内掛け回しピン３６ｂから回転板２７の回転軸方向にずれて、内巻芯３６の回転半径外側を開放する待機位置に至る。すなわち、外掛け回しピン３７ｂが待機位置に位置する際に、外掛け回しピン３７ｂが回転板２７の回転軸方向に沿って内掛け回しピン３６ｂと重ならない。

　図１に示すように、巻線装置２０は、この外巻芯３７（具体的には、外台板３７ａ）を巻位置と待機位置との間を往復移動させる外巻芯移動機構５５を備える。外巻芯移動機構５５は、回転板２７の上方に位置して外巻芯３７に連結されたドーナツ状（円環状）の第二円板５６と、上部テーブル２２の上面に出没ロッド５７ａを下方にして設けられたアクチュエータとしての流体圧シリンダ５７とを備える。

　外巻芯３７の回転半径外側の回転板２７には、鉛直方向に延びる一対の昇降棒５８が貫通して設けられる。一方の昇降棒５８の下端は、連結横棒５９を介して一方の可動体３７ｄに取付けられる。

　図１～図４に示すように、他方の昇降棒５８の下端には、他方の可動体３７ｄを回転板２７の回転方向から挟む一対の挟持板６０が取付けられる。一対の挟持板６０には、回転板２７の半径方向に延びる長孔６０ａ（図１）がそれぞれ形成される。他方の可動体３７ｄには長孔６０ａに進入可能な丸ピン３７ｅが設けられる。この他方の可動体３７ｄを含む外巻芯３７が一対の挟持板６０と別に独立して昇降することが禁止される。この外巻芯３７が他方の柱状部材２９と共に、回転板２７の回転半径方向へ移動することが許容される。

　一対の昇降棒５８の上端には回転軸２６ａ及びドーナツ状の第一円板５１を同軸に包囲するドーナツ状の第二円板５６が取付けられ、流体圧シリンダ５７の出没ロッドの５７ａ下端には、第二円板５６の周囲に係合する係合部材６１が設けられる。

　そして、流体圧シリンダ５７が出没ロッド５７ａを出没させると、その下端に設けられた係合部材６１を介して第二円板５６を外巻芯３７と共に昇降させることにより、外巻芯３７を図５に示す巻位置と図１に示す待機位置との間を往復移動することができる。

　また、係合部材６１は、ドーナツ状の第二円板５６の周囲に係合して、その第二円板５６の独立した昇降を禁止しているが、その第二円板５６の回転を許容している。その第二円板５６と共に回転板２７が回転することが許容される。

　このため、図９に示すように、巻位置における外巻芯３７は、回転機構２５である電動モータ２６が駆動して回転板２７が回転すると、その回転板２７に立設された一対の柱状部材２８，２９とともに回転して、その外巻芯３７における外掛け回しピン３７ｂに線材１６が巻回される。

　ここで、外掛け回しピン３７ｂは、内台板３６ａの外周を超える外台板３７ａに、作製しようとする外コイル１４の内周に沿って立設される。この実施の形態では、一対の外台板３７ａにそれぞれ３本の外掛け回しピン３７ｂが立設される。それら合計６本の外掛け回しピン３７ｂは、得ようとする六角形状の外コイル１４（図１１）の内周に沿って立設される。

　このため、図１１に示すように、外巻芯３７が巻位置において、それら複数（６本）の外掛け回しピン３７ｂに線材１６を巻回させると、その外台板３７ａにおける外掛け回しピン３７ｂに掛け回されて屈曲する線材１６がコイルエンド部１４ｂを形成する。その後、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９との間に掛け渡される線材１６がコイル辺部１４ａを構成する外コイル１４を形成する。

　そして、図１に示すように、この複数の外掛け回しピン３７ｂの外周にあっても、掛け回される線材１６の断面形状に相応する断面を有し、掛け回される線材１６が落ち込む周溝３７ｃがそれぞれ形成される。

　即ち、この周溝３７ｃは、外コイル１４を構成する断面円形の線材１６を落とし込むものである。周溝３７ｃの断面は、線材１６の断面半径に相当する円弧状を成して、周溝３７ｃの深さｄは、線材１６の断面半径未満に形成される。この周溝３７ｃは、外掛け回しピン３７ｂの延び方向（長手方向）に沿って外掛け回しピン３７ｂに掛け回される線材１６の外径に相当するピッチＰで複数連続して形成される。この外掛け回しピン３７ｂに掛け回される複数の線材１６がそれらの周溝３７ｃに落ち込むと、互いに密着して整列するように形成される（図９）。

　ここで、内掛け回しピン３６ｂや外掛け回しピン３７ｂは断面円形を成すピン状物である。このような断面円形を成すピン状物の外周に周溝３６ｃ，３７ｃを形成することは、従来の巻芯のコイルの内形に合わせた巻胴部に溝を形成する場合に比較して容易であるので、外周に周溝３６ｃ，３７ｃが形成された内掛け回しピン３６ｂや外掛け回しピン３７ｂを用いることにより巻芯３６，３７の単価が押し上げられることはない。

　また、それらの周溝３６ｃ，３７ｃに線材１６が落ち込むと、内掛け回しピン３６ｂや外掛け回しピン３７ｂの長手方向にその線材１６がずれるようなこともないので、内掛け回しピン３６ｂや外掛け回しピン３７ｂに掛け回される線材１６の長手方向のずれを制限する為に従来用いられてきたフランジのようなものも不要となる。このため、部品点数の減少から、比較的安価な巻線装置２０を得ることが可能となる。

　図２に示す様に、下部テーブル２３は、上部テーブル２２と共に内巻芯３６及び外巻芯３７を上下から挟むように支柱２１に設けられる。この下部テーブル２３には、出没軸７１ａを上方に向けた流体圧シリンダ７１が設けられる。流体圧シリンダ７１の出没軸７１ａの上端には基台７２が取付けられる。この基台７２には回転軸７７ａを上方に向けた電動モータ７７が設けられる。

　電動モータ７７は、その回転軸７７ａが回転機構２５を構成する電動モータ２６の回転軸２６ａと同軸になるように基台７２に設けられる。その回転軸７７ａには回転テーブル７３が水平面内で回転するように取付けられる。そして、回転テーブル７３には、線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６の端部を把持する線材クリップ７４が設けられる。

　この線材クリップ７４は、回転テーブル７３の外周近傍の上面に取付けられる。線材クリップ７４は、線材１６が上方から進入可能なスリット７４ａが形成される。このスリット７４ａは、上端に開口して形成される。そのスリット７４ａには、進入した線材１６を拘持する図示しない拘持部材が内蔵される。

　この線材クリップ７４には、その拘持部材を操作して、そのスリット７４ａに侵入した線材１６を拘持する拘持状態と、そのスリット７４ａに侵入した線材１６を拘持せずに解放する解放状態のいずれかに操作する操作レバー７５が設けられる。そして、下部テーブル２３には、この操作レバー７５を操作するアクチュエータ７６が設けられる。

　一方、流体圧シリンダ７１は、この回転テーブル７３をＺ軸方向に昇降可能である点でテーブル移動機構を構成する。このテーブル移動機構である流体圧シリンダ７１は、図５に示すように、その回転テーブル７３が上昇した状態で内巻芯３６における内掛け回しピン３６ｂの下端に上面が当接又は接近する近接位置と、図１に示すように、下降した状態でその内掛け回しピン３６ｂの下端との間に隙間を生じさせる離間位置との間で、その回転テーブル７３を昇降可能に構成される。

　内掛け回しピン３６ｂの下端面には、下方に突出する突起３６ｆが形成される。回転テーブル７３の上面には、それらの突起３６ｆが進入可能な穴７３ａが形成される。このため、図５に示すように、回転テーブル７３が近接位置であると、この突起３６ｆが穴７３ａに侵入して、内掛け回しピン３６ｂと別に独立した回転テーブル７３の回転が禁止され、内巻芯３６及び外巻芯３７の回転とともに、その回転テーブル７３が回転する。

　そして、回転機構２５における電動モータ２６は内巻芯３６や外巻芯３７を回転させるように構成される。下部テーブル２３における電動モータ７７は、内巻芯３６や外巻芯３７とともに、このような線材クリップ７４が設けられた回転テーブル７３を同期して回転させるように構成される。これにより、線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を内巻芯３６や外巻芯３７におけるそれぞれの掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの周囲に巻取ることができる。

　一方、線材繰り出し部材移動機構３２は、内巻芯３６や外巻芯３７の回転とともに線材繰り出し部材３１を回転板２７の軸方向に移動させるように構成される。これにより、線材繰り出し部材３１から繰り出される複数の線材１６を、内巻芯３６や外巻芯３７におけるそれぞれの掛け回しピン３６ｂ，３７ｂに螺旋状に整列させて巻回させることができる。

　次に、本発明の巻線方法について説明する。

　本発明の巻線方法は、巻芯３６，３７を回転させて、その巻芯３６，３７に線材１６を巻回してコイル１３，１４を作製する方法である。当該巻線方法は、得ようとするコイル１３，１４の内周に沿って複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂを台板３６ａ，３７ａに立設させた巻芯３６，３７を用い、その複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃ，３７ｃをそれぞれ形成し、その掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの間に線材１６が浮遊するように複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂに線材１６を巻回するとともに、少なくとも複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂに直接掛け回される線材１６をその周溝３６ｃ，３７ｃに落とし込んで整列巻きさせる。

　図１２に示すように、この方法を用いて内コイル１３とそれに連続して形成された外コイル１４とを有するステータコイル１２を製造する場合には、上記巻線方法により内コイル１３を作製する内巻工程を行った後に、上記巻線方法を再び行って外コイル１４を作製する外巻工程を行うことが必要となる。

　具体的に、上述した巻線装置２０を用いた場合であって、上記巻線方法を用いたコイル製造方法は、内台板３６ａとその内台板３６ａに立設された複数の内掛け回しピン３６ｂとを備えた内巻芯３６を用い、複数の内掛け回しピン３６ｂの外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃをそれぞれ形成し、上記巻線方法により線材１６を複数の内掛け回しピン３６ｂに巻回させて内コイル１３を作製する内巻工程と、内台板３６ａの外周より大きな外周を有する外台板３７ａと、内台板３６ａの外周を超える外台板３７ａに立設され外周に線材１６が落ち込む周溝３７ｃが形成された複数の外掛け回しピン３７ｂとを備えた外巻芯３７を用い、内コイル１３を複数の外掛け回しピン３７ｂにより包囲する包囲工程と、上記の巻線方法により、内台板３６ａとともに外台板３７ａを回転させて線材１６を複数の外掛け回しピン３７ｂに巻回させて外コイル１４を作製する外巻工程とを含む。

　この実施の形態では、上記巻線装置２０における動作は、図示しないコントローラによって自動制御されるものとし、以下に各工程を詳説する。

　＜内巻工程＞
　この内巻工程にあっては、内台板３６ａとその内台板３６ａに立設された複数の内掛け回しピン３６ｂとを備えた内巻芯３６を用い、回転機構２５によりその内巻芯３６を回転させて線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を内巻芯３６における複数の内掛け回しピン３６ｂの周囲に巻回させて内コイル１３を作製する。このため、先ず、線材１６を線材繰り出し部材３１から繰り出させる。

　具体的には、図示しないスプールに巻回されて貯線された線材１６を準備し、そのスプールから線材１６を引出す。そして、図示しない伸張機により真っ直ぐにさせた線材１６を線材繰り出し部材３１に挿通させ、図示しない咬持機構により咬持させる。

　図７に示すように、下部テーブル２３に設けられた電動モータ７７にあっては、回転テーブル７３を回転させ、その外周近傍に取付けられた線材クリップ７４を線材繰り出し部材３１に対峙させる。そして、線材繰り出し部材移動機構３２により線材繰り出し部材３１を移動させ、線材繰り出し部材３１から突出する線材１６の端部を線材クリップ７４におけるスリット７４ａ（図１０）に進入させ、線材クリップ７４に内蔵された図示しない拘持部材により拘持させる。

　一方、保持機構４３にあっては、そのアクチュエータである流体圧シリンダ４７の出没ロッド４７ａを出没させ、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９との間隔を変化させる。そして、所望の間隔とさせた状態でその昇降を停止させ、一対の柱状部材２８，２９の間隔を所定の値に保つ。

　また、流体圧シリンダ７１にあっては、回転テーブル７３を上昇させる。そして、図５に示すように、内巻芯３６における複数の内掛け回しピン３６ｂの下端面に形成された突起３６ｆを回転テーブル７３の上面に形成された穴７３ａに進入させ、内巻芯３６と別に独立した回転テーブル７３の回転を禁止させる。

　更に、外巻芯移動機構５５にあっては、その流体圧シリンダ５７における出没ロッド５７ａを没入させて、外巻芯３７を上昇させ、内掛け回しピン３６ｂの回転半径外側を解放する待機位置に維持させる。

　その後、線材繰り出し部材３１の咬持機構により線材１６の咬持を解消させ、回転機構２５における電動モータ２６を駆動して、回転板２７と共に内巻芯３６を所定の回数回転させる。それとともに、下部テーブル２３に設けられた電動モータ７７を駆動して、線材１６の端部を拘持する線材クリップ７４が設けられた回転テーブル７３も同期して同方向に同じ速度で所定の回数回転させる。

　図８に示すように、これにより線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を内巻芯３６の周囲に所定の回数において巻取るが、線材１６が実際に巻取られる内掛け回しピン３６ｂには、線材１６が落ち込む周溝３６ｃを形成しているので、その拡大図に示すうように、この線材１６の巻取りに対して、線材繰り出し部材移動機構３２は、線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６が内掛け回しピン３６ｂにおける所定の周溝３６ｃに落ち込むようにその線材繰り出し部材３１を移動調整する。

　このように、線材繰り出し部材移動機構３２は、内巻芯３６の回転とともに線材繰り出し部材３１を回転板２７の軸方向に移動させて、線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を、所定の周溝３６ｃに落ち込ませつつ、複数の内掛け回しピン３６ｂの周囲に螺旋状に巻回させて、隣接する線材１６が互いに平行にかつ密着するような整列巻きとする。そして、内掛け回しピン３６ｂに直接掛け回された線材１６からなる第１層のコイルが形成された後には、必要に応じて、その上に線材１６を更に整列巻して第２層目以降のコイルを作製する。

　このようにして、図１０に示すように、この内巻工程において、内台板３６ａに立設された内掛け回しピン３６ｂに掛け回された線材１６から成るコイルエンド部１３ｂと、一対の柱状部材２８，２９との間に掛け渡される線材１６から成るコイル辺部１３ａとを有する多角形状の内コイル１３を作製する。

　ここで、内掛け回しピン３６ｂの外周に形成された周溝３６ｃは、図１０に示すように、その長手方向が内掛け回しピン３６ｂの外周に沿って湾曲して形成されるので、その周溝３６ｃに線材１６が落ち込むと、その線材１６は湾曲する周溝３６ｃに沿って湾曲して、その周溝３６ｃに密着することになる。よって、その線材１６の周溝３６ｃからの離脱は防止される。このため、周溝３６ｃに落ち込んだ線材１６のずれは確実に防止され、線材１６が整列巻きされて得られた内コイル１３の形状は、後の包囲工程や外巻工程においても、確実に維持される。

　＜包囲工程＞
　この工程では、内台板３６ａの外周より大きな外周を有する外台板３７ａと、内台板３６ａの外周を超える外台板３７ａに立設された複数の外掛け回しピン３７ｂとを備えた外巻芯３７を用い、先の工程で得られた内コイル１３を複数の外掛け回しピン３７ｂにより包囲する。

　外巻芯３７を移動可能に構成した上記巻線装置２０を用いるこの実施の形態では、外巻芯移動機構５５における流体圧シリンダ５７から出没ロッド５７ａを突出させて、外巻芯３７を図１に示す待機位置から下方に移動させる。図５に示すように、複数の外掛け回しピン３７ｂを、内巻芯３６における内掛け回しピン３６ｂを包囲する包囲位置（すなわち、内掛け回しピン３６ｂを覆う巻位置）に移動させることにより、その内掛け回しピン３６ｂに巻回された線材１６から成る内コイル１３（図１０）を包囲する包囲位置（巻位置）にまで複数の外掛け回しピン３７ｂを移動させる。

　この時、内コイル１３から線材繰り出し部材３１に延びる線材１６が、複数の外掛け回しピン３７ｂの所望の間に進入するように、線材繰り出し部材３１の位置を線材繰り出し部材移動機構３２により調整して、線材１６を内コイル１３から複数の外掛け回しピン３７ｂの外側にまで案内する。

　＜外巻工程＞
　この工程にあっては、内巻芯３６とともに外巻芯３７を回転させて線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を、外巻芯３７における複数の外掛け回しピン３７ｂの周囲に巻回させて外コイル１４を作製する。

　即ち、図９に示すように、停止していた回転機構２５における電動モータ２６を再び駆動して、回転板２７と共に外巻芯３７を更に所定の回数回転させる。同時に、下部テーブル２３に設けられた電動モータ７７を駆動して、線材１６の端部を拘持する線材クリップ７４が設けられた回転テーブル７３も同期して同方向に同じ速度で所定の回数回転させる。これにより線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を外巻芯３７における複数の外掛け回しピン３７ｂの周囲に所定の回数において巻取る。

　このように、線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を、外巻芯３７における複数の外掛け回しピン３７ｂの周囲に螺旋状に巻回させるが、線材１６が実際に巻取られる外掛け回しピン３７ｂには、線材１６が落ち込む周溝３７ｃを形成しているので、この線材１６の巻取りに対して、線材繰り出し部材移動機構３２は、線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６が外掛け回しピン３７ｂにおける所定の周溝３７ｃに落ち込むようにその線材繰り出し部材３１を移動調整する。

　そして、線材繰り出し部材移動機構３２は、外巻芯３７の回転とともに線材繰り出し部材３１を回転板２７の軸方向に移動させて、線材繰り出し部材３１から繰り出される線材１６を、所定の周溝３７ｃに落ち込ませつつ、複数の外掛け回しピン３７ｂの周囲に螺旋状に巻回させて、隣接する線材１６が互いに平行にかつ密着するような整列巻きとする。そして、外掛け回しピン３７ｂに直接掛け回された線材１６からなる第１層のコイルが形成された後には、必要に応じて、その上に線材１６を更に整列巻して第２層目以降のコイルを作製する。

　このようにして、図１１に示すように、この外巻工程において、外台板３７ａに立設された外掛け回しピン３７ｂに掛け回された線材１６から成るコイルエンド部１４ｂと、一対の柱状部材２８，２９との間に掛け渡される線材１６から成るコイル辺部１４ａとを有する多角形状の外コイル１４を作製する。

　ここで、外掛け回しピン３７ｂの外周に形成された周溝３７ｃは、図１１に示すように、その長手方向が外掛け回しピン３７ｂの外周に沿って湾曲して形成されるので、その周溝３７ｃに線材１６が落ち込むと、その線材１６は湾曲する周溝３７ｃに沿って湾曲して、その周溝３７ｃに密着することになる。よって、その線材１６の周溝３７ｃからの離脱は防止される。このため、周溝３７ｃに落ち込んだ線材１６のずれは確実に防止され、線材１６が整列巻きされて得られた外コイル１４の形状は確実に維持される。

　また、外巻芯３７における外掛け回しピン３７ｂは、内コイル１３のコイルエンド部１３ｂを外側から覆う場所に位置するので、この外掛け回しピン３７ｂに掛け回された線材１６から成る外コイル１４は、所定の隙間を空けて内コイル１３を外側から包囲するような大きさのものとなる。そして、内コイル１３と外コイル１４の大きさは異なる。よって、本発明の実施の形態では、コイルエンド部１３ｂ，１４ｂとなる線材１６の長さが異なる２つの多角形状の内コイル１３及び外コイル１４を連続して作製し得る。

　なお、内コイル１３と外コイル１４を作製した後には、これらを内巻芯３６及び外巻芯３７から離脱させて搬送する。その後の工程において、従来から用いられているインサータ方法を用いて、内コイル１３と外コイル１４のコイル辺部１３ａ，１４ａをコア１１（図１３及び図１４）のスロット１１ｂに挿入する。

　ここで、内コイル１３と外コイル１４を内巻芯３６及び外巻芯３７から離脱させる手順を説明する。先ず、線材繰り出し部材３１における図示しない咬持機構により線材１６を咬持させることにより、線材繰り出し部材３１から新たに線材１６が繰り出されることを禁止する。

　内巻芯３６及び外巻芯３７に形成された内コイル１３と外コイル１４を図示しない形状維持具により把持する。内コイル１３と外コイル１４の形状を維持させた状態で、線材繰り出し部材から外コイル１４に延びる線材１６を切断装置等により切断する。これにより内コイル１３と外コイル１４を線材繰り出し部材３１から独立させる。

　この際、整列巻きされた内コイル１３や外コイル１４の形状を維持するためには、必要に応じて内コイル１３や外コイル１４を構成する線材１６を粘着テープにおいて束ねることが好ましい。この粘着テープによる線材１６の束ねにあっても、本発明の実施の形態では、間隔を開けて立設された複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの周囲に線材１６を巻回するので、掛け回しピン３６ｂ，３７ｂと掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの間において線材１６は浮遊する。このため、その浮遊する線材１６を容易に束ねることが可能となり、線材１６を束ねるために巻芯に従来形成していた凹部などは不要となる。よって、巻線装置２０の価格を押し上げることが防止される。

　また、流体圧シリンダ７１にあっては、回転テーブル７３を下降させ、内掛け回しピン３６ｂ及び外掛け回しピン３７ｂの下端面より下方を解放させる。

　その後、保持機構４３にあっては、アクチュエータである流体圧シリンダ４７の出没ロッド４７ａを出没させることにより、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９との間隔を減少させる。これにより、一方の柱状部材２８と他方の柱状部材２９とに設けられた内掛け回しピン３６ｂと外掛け回しピン３７ｂ間の間隔を減少させる。

　これにより、内掛け回しピン３６ｂと外掛け回しピン３７ｂとに掛け回された線材１６から成る内コイル１３と外コイル１４を緩ませる。そして、内掛け回しピン３６ｂと外掛け回しピン３７ｂにおける周溝３６ｃ，３７ｃから内コイル１３と外コイル１４を構成する線材１６を離脱させる。

　その後、図示しない形状維持具により把持され、必要に応じて粘着テープにより束ねられて形状が維持された内コイル１３と外コイル１４を、その形状維持具と共に下方に移動させる。そして、内コイル１３と外コイル１４を、内掛け回しピン３６ｂ及び外掛け回しピン３７ｂの解放された下端面より下方に抜き出す。

　そして、内コイル１３と外コイル１４を内巻芯３６及び外巻芯３７から離脱させた後には、上述した内巻工程を再開することができる。これにより生産性を向上させることができる。

　外掛け回しピン３７ｂから抜き出された外コイル１４は、所定の隙間を空けて内掛け回しピン３６ｂから抜き出された内コイル１３を、外側から包囲するような大きさのものとなる。このため、内コイル１３及び外コイル１４が整列巻線されていれば、その状態のままでステータコイル１２を受け渡すことにより、整列状態のコイル辺部１３ａ，１４ａをコア１１（図１３及び図１４）のスロット１１ｂに挿入することが可能になる。

　また、内掛け回しピン３６ｂ及び外掛け回しピン３７ｂから抜き出された内コイル１３と外コイル１４は、それらのコイル辺部１３ａ，１４ａ間の長さＬ１，Ｌ２が異なる。このため、図１２に示すように、それらのコイル辺部１３ａ，１４ａを別々のスロット１１ｂに挿入しても、外コイル１４のコイルエンド部１４ｂを超えて、内コイル１３のコイルエンド部１３ｂがコア１１の端面から突出するようなことはなく、その内コイル１３のコイルエンド部１３ｂが外コイル１４のコイルエンド部１４ｂと重合して、コイルエンド部１３ｂ，１４ｂの形成が困難になる様な事態を回避することができる。この結果、得られる発電機やモータの高効率化や小型化などを図ることが可能になる。

　更に、本発明の実施の形態では、このような内コイル１３と外コイル１４を連続して作製する。このため、内コイル１３と外コイル１４を別々に作製した場合に必要となる工程、即ち、内コイル１３と外コイル１４を電気的に接続させる工程も不要となる。よって、製造工程が増加するような事態を回避することもできる。

　以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　本発明のある実施形態に係る巻線装置２０は、回転機構２５により回転する巻芯３６，３７に線材１６を巻回してコイル１３，１４を作製する巻線装置２０であって、巻芯３６，３７が、台板３６ａ，３７ａと、台板３６ａ，３７ａに立設された複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂとを有し、複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃ，３７ｃがそれぞれ形成される。

　この構成によれば、複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃ，３７ｃを形成したので、少なくとも複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂに直接掛け回される線材１６をその周溝３６ｃ，３７ｃに落とし込んで整列巻きさせることにより、巻回された線材１６のずれを防止して整列巻きされた線材からなるコイル１３，１４を作製し得る。

　また、掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に周溝３６ｃ，３７ｃを形成することは、従来の巻芯のコイルの内形に合わせた巻胴部に溝を形成する場合に比較して容易であって、巻芯３６，３７の単価を抑制することができる。掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に形成された周溝３６ｃ，３７ｃは、その長手方向が掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に沿って湾曲して形成されるので、その周溝３６ｃ，３７ｃに線材１６が落ち込むと、その線材１６は湾曲する周溝３６ｃ，３７ｃに沿って湾曲して、その周溝３６ｃ，３７ｃに密着することになる。よって、その線材１６の周溝３６ｃ，３７ｃからの離脱を防止することが可能となる。このため、周溝３６ｃ，３７ｃに落ち込んだ線材１６のずれは確実に防止され、線材１６の整列巻きされた状態を確実に維持することが可能となる。

　本発明の他の実施形態に係る巻線装置２０は、回転機構２５により回転する巻芯３６，３７に線材１６を巻回してコイル１３，１４を作製する巻線装置２０であって、巻芯３６，３７が、内台板３６ａと、内台板３６ａに立設されて掛け回される線材１６により内コイル１３を作製する複数の内掛け回しピン３６ｂとを有する内巻芯３６と、内台板３６ａの外周より大きな外周を有する外台板３７ａと、外台板３７ａに立設されて掛け回される線材１６により内コイル１３を包囲する外コイル１４を作製する複数の外掛け回しピン３７ｂとを有する外巻芯３７とを備える。複数の内掛け回しピンと３６ｂと複数の外掛け回しピン３７ｂの双方の外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃ，３７ｃがそれぞれ形成される。

　この構成によれば、上記効果が得られるに加え、巻芯３６，３７が内巻芯３６と外巻芯３７を有する場合であっても同様であって、内巻芯３６と外巻芯３７の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃ，３７ｃを形成し、内巻芯３６を用いて内コイル１３を作製し、その後に外巻芯３７を用いて外コイル１４を作製することにより、内コイル１３とそれに連続する外コイル１４から成るステータコイル１２であっても、ステータコイル１２の線材１６のずれを防止して整列巻きされた線材１６からなるステータコイル１２を作製することが可能となる。

　本実施の形態では、回転機構２５が、回転自在な回転板２７と、回転板２７を回転させる電動モータ２６と、回転板２７に回転中心を挟むように立設された一対の柱状部材と２８，２９を備える。内台板３６ａが、一対の柱状部材２８，２９の先端にそれぞれ取付けられ、外台板３７ａが、一対の柱状部材２８，２９に回転板２７の回転軸方向に移動可能にそれぞれ設けられる。巻線装置２０は、外掛け回しピン３７ｂが内掛け回しピン３６ｂを覆う巻位置と内掛け回しピン３６ｂから回転板２７の回転軸方向にずれた待機位置との間で往復移動可能に外台板３７ａを移動させる外巻芯移動機構５５をさらに備える。

　この構成によれば、外巻芯３７を一対の柱状部材２８，２９にそれぞれ移動可能に設ければ、外巻芯３７を巻位置と待機位置との間で往復移動させることにより、巻線方法における包囲工程が容易となる。

　本実施の形態では、一対の柱状部材２８，２９のいずれか一方又は双方が回転板２７の径方向に移動可能に立設される。巻線装置２０は、一対の柱状部材２８，２９の間隔を所定の値に保つ保持機構４３をさらに備える。

　この構成によれば、一対の柱状部材２８，２９のいずれか一方又は双方を回転板２７の径方向に移動可能に立設すれば、一対の柱状部材２８，２９の間隔を狭めることにより、得られた内コイル１３と外コイル１４を掛け回しピン３６ｂ，３７ｂにおける周溝３６ｃ，３７ｃから容易に離脱させることができる。

　本実施の形態に係るコイル作製方法は、巻芯３６，３７を回転させて巻芯３６，３７に線材１６を巻回してコイル１３，１４を作製する方法であって、得ようとするコイル１３，１４の内周に沿って複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂを台板３６ａ，３７ａに立設させた巻芯を用い、複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃ，３７ｃをそれぞれ形成する。掛け回しピン３６ｂ、３７ｂ間に線材１６が浮遊するように複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂに線材１６を巻回するとともに、少なくとも複数の掛け回しピン３６ｂ，３７ｂに直接掛け回される線材１６を周溝３６ｃ，３７ｃに落とし込んで整列巻きさせる。

　本実施の形態では、コイル作製方法は、内台板３６ａと内台板３６ａに立設された複数の内掛け回しピン３６ｂとを備えた内巻芯３６を用い、複数の内掛け回しピン３６ｂの外周に線材１６が落ち込む周溝３６ｃをそれぞれ形成し、線材１６を複数の内掛け回しピン３６ｂに巻回させて内コイル１３を作製する内巻工程と、内台板３６ａの外周より大きな外周を有する外台板３７ａと、外台板３７ａに立設され外周に線材１６が落ち込む周溝３７ｃが形成された複数の外掛け回しピン３７ｂとを備えた外巻芯３７を用い、内コイル１３を複数の外掛け回しピン３７ｂにより包囲する包囲工程と、内巻芯３６とともに外巻芯３７を回転させて線材１６を複数の外掛け回しピン３７ｂに巻回させて外コイル１４を作製する外巻工程とを含む。

　本実施の形態では、内巻工程において外巻芯３７を内巻芯３６から回転軸方向にずれた待機位置に位置させ、包囲工程において外巻芯３７を待機位置から移動させて内掛け回しピン３６ｂを覆う巻位置にまで移動させる。

　なお、上述した実施の形態では、線材繰り出し部材３１が複数の線材１６を並列に密着させた状態で通過させる場合を説明した。しかしながら、この線材繰り出し部材３１は、単一の線材１６を通過させるようなものであっても良い。線材繰り出し部材３１が単一の線材１６を繰り出すようなものである場合には、単一の線材１６を通過させる断面丸孔が形成された棒状部材を用いることが好ましい。

　また、上述した実施の形態では、回転テーブル７３をＺ軸方向に昇降させるテーブル移動機構が流体圧シリンダ７１である場合を説明した。しかしながら、近接位置と離間位置との間で回転テーブル７３を移動させ得る限り、テーブル移動機構は流体圧シリンダに限定されず、例えば、サーボモータにより回転テーブル７３を移動させるようにしても良い。

　また、上述した実施の形態では、巻芯が内巻芯３６と外巻芯３７を有し、内コイル１３と外コイル１４を連続して作製する場合を説明した。しかしながら、図示しないが、単一のコイルを得る場合には、台板に作製しようとする単一のコイルの内周に沿って複数の掛け回しピンが立設された単一の巻芯を用いるようにしても良い。単一の巻芯を用いたとしても、複数の掛け回しピンの外周に線材が落ち込む周溝を形成することにより、その掛け回しピンに掛け回される線材をその周溝に落とし込むことにより整列巻が可能となる。よって、巻回された線材のずれが防止された整列巻きされた線材からなるコイルを作製することが可能となる。

　更に、上述した実施の形態では、内台板３６ａ及び外台板３７ａにそれぞれ３本の内及び外掛け回しピン３６ｂ，３７ｂが立設され、合計６本の内及び外掛け回しピン３６ｂ，３７ｂに掛け回される線材１６により六角形状の内コイル１３及び外コイル１４が作製される場合を説明した。しかしながら、必要な形状のコイル１３，１４が作製可能であれば、掛け回しピン３６ｂ，３７ｂの数は６本に限られず、４角形を成すコイルを得る為に合計４本の掛け回しピンを台板に立設させても良く、８角形を成すコイルを得る為に合計８本の掛け回しピンを台板に立設させても良い。また、それ以上の掛け回しピンを台板に立設させても良い。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０１９年５月２３日に日本国特許庁に出願された特願２０１９－０９６５４０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　回転機構により回転する巻芯に線材を巻回してコイルを作製する巻線装置であって、
　前記巻芯が、台板と、前記台板に立設された複数の掛け回しピンとを有し、
　複数の前記掛け回しピンの外周に前記線材が落ち込む周溝がそれぞれ形成された
　巻線装置。
　回転機構により回転する巻芯に線材を巻回してコイルを作製する巻線装置であって、
　前記巻芯が、
　内台板と、前記内台板に立設されて掛け回される前記線材により内コイルを作製する複数の内掛け回しピンとを有する内巻芯と、
　前記内台板の外周より大きな外周を有する外台板と、前記外台板に立設されて掛け回される前記線材により前記内コイルを包囲する外コイルを作製する複数の外掛け回しピンとを有する外巻芯とを備え、
　複数の前記内掛け回しピンと複数の前記外掛け回しピンの双方の外周に前記線材が落ち込む周溝がそれぞれ形成された
　巻線装置。
　請求項２に記載の巻線装置であって、
　前記回転機構が、回転自在な回転板と、前記回転板を回転させる駆動機構と、前記回転板に回転中心を挟むように立設された一対の柱状部材とを備え、
　前記内台板が、一対の前記柱状部材の先端にそれぞれ取付けられ、
　前記外台板が、一対の前記柱状部材に前記回転板の回転軸方向に移動可能にそれぞれ設けられ、
　前記外掛け回しピンが前記内掛け回しピンを覆う巻位置と前記内掛け回しピンから前記回転板の回転軸方向にずれた待機位置との間で往復移動可能に前記外巻芯を移動させる外巻芯移動機構をさらに備えた
　巻線装置。
　請求項３に記載の巻線装置であって、
　一対の前記柱状部材のいずれか一方又は双方が回転板の径方向に移動可能に立設され、
　一対の前記柱状部材の間隔を所定の値に保つ保持機構をさらに備えた
　巻線装置。
　巻芯を回転させて前記巻芯に線材を巻回してコイルを作製する方法であって、
　得ようとする前記コイルの内周に沿って複数の掛け回しピンを台板に立設させた前記巻芯を用い、
　複数の前記掛け回しピンの外周に前記線材が落ち込む周溝をそれぞれ形成し、
　前記掛け回しピン間に前記線材が浮遊するように複数の前記掛け回しピンに前記線材を巻回するとともに、
　少なくとも複数の前記掛け回しピンに直接掛け回される前記線材を前記周溝に落とし込んで整列巻きさせる
　巻線方法。
　内台板と前記内台板に立設された複数の内掛け回しピンとを備えた内巻芯を用い、複数の前記内掛け回しピンの外周に前記線材が落ち込む周溝をそれぞれ形成し、請求項５に記載の巻線方法により前記線材を複数の前記内掛け回しピンに巻回させて内コイルを作製する内巻工程と、
　前記内台板の外周より大きな外周を有する外台板と、前記外台板に立設され外周に前記線材が落ち込む周溝が形成された複数の外掛け回しピンとを備えた外巻芯を用い、前記内コイルを複数の前記外掛け回しピンにより包囲する包囲工程と、
　請求項５に記載の巻線方法により、前記内巻芯とともに前記外巻芯を回転させて前記線材を複数の前記外掛け回しピンに巻回させて外コイルを作製する外巻工程と
　を含むコイル製造方法。
　請求項６に記載のコイル製造方法であって、
　前記内巻工程において前記外巻芯を前記内巻芯から回転軸方向にずれた待機位置に位置させ、
　前記包囲工程において前記外巻芯を前記待機位置から移動させて前記内掛け回しピンを覆う巻位置にまで移動させる
　コイル製造方法。