JP2003163130A - 巻線装置及び巻線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平角線の縦捲きコイルを倒れることなく、密
着して巻線する。 【解決手段】 巻芯に可動治具を押圧しながら、その間
に、ガイドに導かれた平角線を巻き付けてコイルを製造
する。特に可動治具の先端部をＲとすることにより、平
角線がスムーズにコイルと可動治具の間に導かれ、安定
してコイルを巻線出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平角線の巻線方法
および巻線装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、平角線を幅方向を対向させて軸方
向に巻く、縦捲きコイルにおいては、回転する巻芯に対
し、平角線を回転軸方向に移動させながら巻線してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この巻
線方法では、送りをかけながら平角線を回転軸に巻き付
けるため、線間に隙間が生じて、完全に密着させる事が
出来ず、また平角線の厚みが薄いため、わずかな隙間が
生じても倒れやすいという問題があった。

【０００４】したがって、平角線を隙間なく密着させて
巻線する事が出来て、スペース効率の良い平角線縦捲き
コイルを製造できる簡便な巻線方法および巻線装置が望
まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、回転する
巻芯に平角線の幅方向を対向させて巻芯の軸方向に巻き
付ける巻線方法において、前記巻芯を収容するととも
に、前記巻芯方向に付勢される可動治具と、前記平角線
を前記巻芯に案内するガイドと、前記ガイドと可動治具
を一体に移動させ、前記平角線を可動治具により前記巻
芯方向に押圧しつつ、前記巻芯に巻き付けることを特徴
とする。

【０００６】第２の発明は、第１の発明において、前記
可動治具の外周部先端をＲ形状とし、前記ガイドにより
案内される前記平角線を、前記Ｒ形状の斜面を移動させ
て、前記巻芯に巻き付けることを特徴とする。

【０００７】第３の発明は、第１の発明において、前記
可動治具の先端部外周および内周がＲ形状となっている
ことを特徴とする。

【０００８】第４の発明は、第３の発明において、前記
可動治具の先端部外周のＲの径が内周のＲの径よりも大
きくなっていることを特徴とする。

【０００９】第５の発明は、回転する巻芯に平角線の幅
方向を対向させて巻芯の軸方向に巻き付ける巻線装置に
おいて、前記巻芯を収容するとともに前記巻芯方向に付
勢手段により付勢される可動治具と、前記平角線を案内
するガイドと、前記ガイドと前記可動治具が一体に移動
するよう構成したことを特徴とする。

【００１０】第６の発明は、第５の発明において、前記
可動治具の先端部外周がＲ形状となっていることを特徴
とする。

【００１１】第７の発明は、第５の発明において、前記
可動治具の先端部外周および内周がＲ形状となっている
ことを特徴とする。

【００１２】第８の発明は、第７の発明において、前記
可動治具の先端部外周のＲの径が内周のＲの径よりも大
きくなっていることを特徴とする。

【００１３】第９の発明は、第５の発明において、前記
可動治具を付勢する手段が、エアーシリンダであること
を特徴とする。

【００１４】第１０の発明は、第５の発明において、前
記ガイドが、軸中心に回転する鍔付きローラであること
を特徴とする。

【００１５】第１１の発明は、第５の発明において、前
記ガイドを巻芯の軸に直交する方向に付勢する手段を設
けたことを特徴とする。

【００１６】第１２の発明は、第１０および１１の発明
において、前記ガイドに前記平角線のコイル外周を押さ
える押込みローラを設けたことを特徴とする。

【００１７】第１３の発明は、第１２の発明において、
前記ガイドと押込みローラが首振り可能な板部材に取り
付けられている事を特徴とする。

【００１８】

【発明の作用および効果】第１および５の発明では、ガ
イドと可動治具を一体に移動させたので、平角線を巻く
位置を正確に制御でき、平角線を可動治具により前記巻
芯方向に押圧するので、コイルを密着して巻線すること
ができる。

【００１９】第２および６の発明では、可動治具の先端
をＲ形状としたので、ガイドにより案内される平角線
を、Ｒ形状の斜面を移動させて、既に巻かれたコイルに
隣接した位置に容易に導いて、前記巻芯に巻き付けるこ
とができる。

【００２０】第３および７の発明では、前記可動治具の
先端部外周および内周がＲ形状となっているので、先端
部外周のみＲとなっている場合には、Ｒの径が小さい
と、コイル側面と可動治具の接触面積が大きく、摩擦力
によって平角線がコイルと可動治具の間に移動しにく
く、Ｒの径が大きいと、コイル側面と可動治具の接触面
積が小さくなって、コイルが倒れやすくなってしまうと
いう事態を解決できる。

【００２１】第４および８の発明では、前記可動治具の
先端部外周のＲの径が内周のＲの径よりも大きくなって
いるので、平角線がコイルと可動治具の間に移動しやす
く、かつコイルが倒れにくいという両方の作用効果を奏
する。

【００２２】第９の発明では、可動治具を付勢する手段
をエアーシリンダとしたので、簡便な機構で常に一定の
押圧力をコイルに与えることができる。

【００２３】第１０の発明では、ガイドを軸中心に回転
する鍔付きローラとしたので、平角線がスムーズに案内
されると共に、ローラ両側の鍔により、平角線が倒れる
のを防止できる。

【００２４】第１１の発明では、ガイドに巻芯の軸に直
交する方向に付勢する付勢手段を設けたので、平角線
を、たえず巻芯方向に押圧でき、平角線が巻芯に確実に
巻回される。

【００２５】第１２の発明では、平角線のコイル外周を
押さえる押込みローラを設けたので、コイルの形状が整
形されるとともに、所定の外径寸法に押さえる事が出来
る。

【００２６】第１３の発明では、ガイドと押込みローラ
を首振り可能な板部材に取り付けたので、平角線の巻芯
への巻回時に、径方向への平角線の移動変動に容易に対
応できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に本願の実施の形態につき説
明する。

【００２８】本発明の巻線装置は、ベース（４０）上に
設けられたコイルの巻線部、コイル（４１）の押圧部、
ガイド部、テンション部からなる。

【００２９】コイル（４１）の巻線部は、ボビン（１）
を挿入固定する巻芯（２）、巻芯（２）にその出力軸が
連結固定された駆動モータ（３）、駆動モータ（３）を
ベース（４１）に固定する駆動モータ取付台（４）、ボ
ビン（１）を収容し、ボビン（１）の軸線方向に移動可
能な可動治具（６）とからなり、可動治具（６）はベア
リング（９）を介して摺動軸（２１）と回転可能に連結
されており、摺動軸（２１）はハウジング（２２）に固
定されたスリーブ（２５）の内周に貫通して、摺動可能
になており、摺動軸（２１）の端部には、摺動軸ガイド
（２３）が固定されており、この摺動軸ガイド（２３）
の下端は半円状に切り欠かれておりこの切り欠き部がガ
イド軸（２４）に接触して、摺動軸（２１）の移動時
に、摺動軸ガイド（２３）がガイド軸（２４）にガイド
されて、移動が安定する。

【００３０】なお、可動治具（６）の先端部外周はＲ
（７）となっており、平角線（８）がコイル（４１）と
可動治具（６）との間に移動しやすくなっている。この
場合Ｒ（７）の径が小さいと、コイル（４１）側面と可
動治具（６）の接触面積が大きく、平角線（８）がスム
ーズにコイル（４１）と可動治具（６）の間に移動しな
い。一方、Ｒ（７）の径が大きすぎても、平角線（８）
の移動はスムーズであるが、コイル（４１）側面が可動
治具（６）先端部により支持される面積が少なくなるた
め、コイル（４１）が倒れ易くなるという状態が生じる
ため、Ｒ（７）の径を適当に設定する。

【００３１】また、可動治具（６）先端部の外周ととも
に内周にもＲ（７）を設けることにより、コイル（４
１）と可動治具（６）先端部の接触面積を減らして平角
線（４１）の移動をスムーズにするとともに、コイル
（４１）の倒れを防止する。

【００３２】さらに、可動治具（６）先端部外周のＲ
（７）の径を内周のＲ（７）の径より大きくすることに
より、平角線（８）の移動をよりスムーズにして、かつ
コイル（４１）を倒れにくくすることができる。

【００３３】なお、本願では、ボビン（１）が長円形状
（レーストラック）であるので、巻芯（２）、可動治具
（６）ともに、同様な形状となり、駆動モータ（３）の
回転により、巻芯（２）、ボビン（１）、可動治具
（６）が一体に回転するようになっている。

【００３４】もちろん、ボビン（１）が真円の場合は、
駆動モータ（３）の回転により、巻芯（２）、可動治具
（６）が一体に回転するように、機械的または電気的な
同期回転機構を設ける。

【００３５】なお、本願では、ボビン（１）に平角線
（８）を巻き付ける場合を示しているが、巻芯（２）に
直接、平角線（８）を巻き付けるようにしてもよい。こ
の場合は、巻芯（２）を可動治具（６）が直接収容す
る。

【００３６】次にコイル（４１）の押圧部であるが、こ
れは摺動軸（２１）の端部を押圧シリンダ（２７）のシ
リンダ軸（２９）の伸長により接触させ、図面左側に移
動させてコイル（４１）を押圧するようになっている。
押圧シリンダ（２７）は、取付板（２８）に取り付けら
れており、取付板（２８）は、接続バー（２６）によ
り、ハウジング（２２）に連結固定される。

【００３７】シリンダ軸（２９）により押圧された摺動
軸（２１）は、ハウジング（２２）内のスリーブ（２
５）内径を摺動して図面左側に移動し摺動軸（２１）の
一端にベアリング（９）を介して、接続された可動治具
を同様に図面左側に移動させる。そして、可動治具
（６）の収容穴（４４）にボビン（１）または巻芯
（２）を収容して、さらに移動し、ボビン（１）または
巻芯（２）の端部を押圧することになる。

【００３８】なお、摺動軸（２１）と可動治具（６）は
ベアリング（９）を介して連結されているので、ボビン
（１）または巻芯（２）を可動治具（６）が収容した状
態で、駆動モータ（３）の駆動回転により巻芯（２）ま
たはボビン（１）が回転しても、摺動軸（２１）は回転
しないようになっている。

【００３９】さらに、ガイド部は、平角線（８）を案内
するローラ（１３）とローラ（１３）の両側に平角線
（９）の倒れを防止する鍔１（１４）、鍔２（１５）を
設け、かつこのローラ（１３）を回転支持する支持部材
（１６）を巻芯（２）側に押圧するシリンダ（１７）に
より構成されるガイド（２０）からなり、このガイド
（２０）をシリンダ（１７）に取り付けられた中継バー
（１１）を介してガイド支持板（１０）に固定してい
る。ガイド支持板（１０）は、摺動軸（２１）に固定さ
れているので、ガイド（２０）は、摺動軸（２１）と一
体に移動することになる。

【００４０】なお、図示しないが、コイル（４１）の形
状や大きさにより、このガイド（２０）を平角線（８）
が、巻芯（２）に巻かれるのに最も適した位置に移動で
きるように、上下の移動調整機構をもたせる。これによ
り、さまざまなコイル形状、サイズに対応する事が出来
る。

【００４１】また、テンション部は、平角線（８）が巻
きとられているスプール（３７）と、スプール（３７）
を回転させて繰り出す繰り出しモータ（３９）と、スプ
ール（３７）から繰り出された線材に一定のテンション
を付与し、かつテンションの変動を計測するために、両
端に線材を掛け回したプーリー（３３）を設けたテンシ
ョンアーム（３４）の中心にその出力軸を取り付けたト
ルクモータ（３５）と、トルクモータの出力軸に連結さ
れた角度計測装置（エンコーダ）とからなり、テンショ
ンアーム（３４）の角度の変化を計測して、その計測値
に応じて、繰出しモータ（３９）を回転させ、テンショ
ンアーム（３４）の角度を一定に保つものである。

【００４２】なお、テンションアーム（３４）のプーリ
ー（３３）を介して送り出された平角線（８）は、プー
リー支持台（３２）上に設けられたプーリー２（３１）
およびプーリー支持板（１２）上に設けられたプーリー
１（３０）を介して、ガイド（２０）に導かれる。

【００４３】次に、本願装置の動作につき説明する。

【００４４】まず、平角線（８）を、スプール（３７）
からテンションアーム（３４）のプーリー（３３）に掛
け回し、プーリー支持板２（３２）およびプーリー支持
板１（１２）上のプーリー（３１）、（３０）を経由し
て、ガイド（２０）のローラ（１３）へと導く。

【００４５】次に、平角線（８）の先端を、巻芯（２）
の基端部に設けた、図示しない固定部に固定する。

【００４６】この際、可動治具（６）は、押圧シリンダ
（２７）により、巻芯（２）の基端側に押し付けられて
おり、巻芯（２）にボビン（１）が挿入されている場合
はボビン（１）の鍔に押しつけられている。ガイド（２
０）も、押圧シリンダ（２７）のシリンダ軸（２９）に
押圧されている摺動軸（２１）に固定されたガイド支持
板（１０）に中継バー（１１）を介して固定されている
ので、巻芯（２）の基端部に位置する。

【００４７】なお、可動治具（６）の先端部外周には、
Ｒ（７）がついており、平角線（８）が、ボビン（１）
と可動治具（６）の間に入り込んで巻線される場合に、
平角線（８）がこのＲ部（７）を移動して、ボビン
（１）と可動治具（６）の間に確実に位置決め、巻線さ
れるようになっている。

【００４８】この場合、Ｒ（７）が外周部のみである
と、Ｒ（７）の径が小さいと、コイル（４１）側面と可
動治具（６）先端部の接触面積が増加し、摩擦が大きく
なって、平角線（４１）がスムーズに可動治具（６）と
コイル（４１）の間移動しないという事態が生じ、また
Ｒ（７）が大きくても、移動はスムーズであるが、コイ
ル（４１）が、可動治具（６）先端部に接触する面積が
少なくなり、コイル（４１）が倒れやすくなるという事
態が発生する。したがって、適切なＲ（７）の径を選択
することが望まれる。

【００４９】本願では、この点をさらに追求して、可動
治具（６）の先端部外周および内周にともにＲ（７）を
設けるようにすることも提案されている。これによれ
ば、外周のＲ（７）により平角線（４１）が、コイル
（４１）と可動治具（６）先端部間に移動するが、内周
にもＲ（７）があるため、コイル（４１）側面と可動治
具（６）先端との接触面積が減少して、摩擦の影響が少
なく、移動がスムーズに行われるとともに、コイル（４
１）は、外周、内周のＲ（７）の先端部に接触して支持
されるので、倒れることはない。

【００５０】さらに、外周のＲ（７）の径を内周のＲ
（７）の径より大きくとると、平角線（８）の、コイル
（４１）と可動治具（６）先端間への移動がより容易に
なるととともに、コイル（４１）は、外周のＲ（７）と
内周のＲ（７）の先端部に接触して支持されるので倒れ
ることがなく、より効果的である。

【００５１】なお、巻線は、平角線（８）の先端を、巻
芯（２）の基端部の固定部に固定したのち、駆動モータ
（３）を回転させることによりなされる。

【００５２】駆動モータ（３）を回転させると、巻芯
（２）および可動治具（６）が一体に回転する。する
と、巻芯（２）の基端部に先端が固定された平角線
（８）は、ボビン（１）の外周に巻き付けられるが、こ
のとき、可動治具（６）の先端部が、ボビン（１）の鍔
に押しつけられているので、平角線（８）は、このボビ
ンの鍔と可動治具（６）の間に、可動治具（６）の押圧
力に抗して、巻き付けられる事になる。

【００５３】この際、可動治具（６）の先端部が、Ｒ形
状になっているので、平角線がＲ部（７）を滑り落ち
て、スムーズにボビン（１）の鍔と可動治具（６）の間
に巻線される事になる。

【００５４】このようにして、既に巻かれた平角線
（８）と可動治具（６）の間に、可動治具（６）の押圧
力に抗して、新たな平角線（８）が、可動治具（６）の
Ｒ部（７）を滑り落ちて順次巻線されていく。この際、
可動治具（６）とガイド（２０）は一体に移動するの
で、平角線（８）はガイド（２０）のローラ（１３）に
導かれるとともに、ローラ（１３）の両側の鍔（１
４）、（１５）により姿勢を保持され、倒れることな
く、スムーズに巻線される。特に、平角線（８）の幅方
向は、図面右側の鍔（１５）に接触した状態となり、ま
た、平角線（８）の厚み方向は、ローラ（１３）の外周
に接触した状態となり、かつ、ローラ（１３）は、シリ
ンダ（１７）により、巻芯（２）側に押しつけられた状
態となるので、倒れることなく、ボビン（１）に緩みな
く巻き付けられることになる。

【００５５】この間、平角線（８）のテンションに変動
があった場合は、テンション装置（３６）のテンション
アーム（３４）の変位を検出して、繰出しモータ（３
９）の繰り出し量を可変し、常に一定のテンションを平
角線（９）に付与するため、コイルの巻緩みが生じるこ
とがない。

【００５６】なお、図示しないが、コイル（４１）の形
状や大きさに応じて、ガイド（２０）を最適な位置にセ
ット出来るように、ガイド（２０）の上下移動調整機構
を設ければ、コイル（４１）の形状や大きさが変わって
も、巻芯（２）に対しガイド（２０）が最も効果的に平
角線を接触させる位置に設定することが出来る。

【００５７】また、平角線（８）は、ボビン鍔と可動治
具（６）の間で、押圧シリンダ（２７）の押圧力を絶え
ず受けながら、巻線されるので、隣同士の平角線（８）
が密着し隙間が生じることがなく、ガイド（２０）のロ
ーラ（１３）も、可動治具（６）と一体に移動するので
正確に可動治具（６）のＲ部（３１）に導かれて、巻線
されていく。

【００５８】このようにして、所定巻数を巻き終えた
ら、駆動モータ（３）の回転を停止し、図示しない、カ
ッターにより、平角線（８）をカットし、コイル（４
１）が完成する。

【００５９】なお、ガイド（２０）にローラ（１３）に
加え、コイルの外周を押込む、押込みローラ（４２）を
取り付けると、コイル外周が膨らむことなく、よりボビ
ン（１）に密着し整形されたコイルとすることができ
る。

【００６０】また、このローラ（１３）と押込みローラ
（４２）を一つのブラケット（４３）に支持し、かつこ
れを、シリンダ（１７）の軸に首振り可能に固定するこ
とにより、コイルが異径の場合でも、コイル外径の変動
に良く追従して、コイルをボビン（１）に押し込み、整
形されたコイルを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す巻線装置の斜視図

【図２】同じく巻線装置の側面図

【図３】同じく巻芯およびボビンに平角線を巻線する側
面図

【図４】同じくボビンに順次平角線を巻線する状態の側
面図

【図５】同じくガイド部の拡大平面図

【図６】同じく他の実施例のガイド部の拡大平面図

【図７】同じく他の実施例のガイド部の拡大側面図

【符号の説明】

１ ボビン ２ 巻芯 ３ 駆動モータ ４ 駆動モータ取付台 ５ ベアリング ６ 可動治具 ７ Ｒ部 ８ 平角線 ９ ベアリング １０ ガイド支持板 １１ 中継バー １２ プーリー支持台１ １３ ローラ １４ 鍔１ １５ 鍔２ １６ ローラ支持台 １７ ローラシリンダ １８ スライドベース １９ スライドベース支持台 ２０ ガイド ２１ 摺動軸 ２２ ハウジング ２３ 摺動軸ガイド ２４ ガイド軸 ２５ スリーブ ２６ 接続バー ２７ 押圧シリンダ ２８ 取付板 ２９ シリンダ軸 ３０ プーリー１ ３１ プーリー２ ３２ プーリー支持板２ ３３ テンションプーリー ３４ テンションアーム ３５ トルクモータ ３６ テンション装置 ３７ スプール ３８ スプール支持台 ３９ 繰り出しモータ ４０ ベース ４１ コイル ４２ 押込みローラ ４３ ブラケット ４４ 収容穴

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する巻芯に平角線の幅方向を対向させ
   て巻芯の軸方向に巻き付ける巻線方法であって、前記巻
   芯を収容するとともに、前記巻芯方向に付勢される可動
   治具と、前記平角線を前記巻芯に案内するガイドと、前
   記ガイドと可動治具を一体に移動させ、前記平角線を可
   動治具により前記巻芯方向に押圧しつつ、前記巻芯に巻
   き付けてコイルとすることを特徴とする巻線方法。
2. 【請求項２】前記可動治具の先端部外周がＲ形状となっ
   ており、前記ガイドにより案内される前記平角線を、前
   記Ｒ形状の斜面を移動させて、前記巻芯に巻き付けるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の巻線方法。
3. 【請求項３】前記可動治具の先端部外周および内周がＲ
   形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の巻
   線方法。
4. 【請求項４】前記可動治具の先端部外周のＲの径が内周
   のＲの径よりも大きくなっていることを特徴とする、請
   求項３に記載の巻線方法。
5. 【請求項５】回転する巻芯に平角線の幅方向を対向させ
   て巻芯の軸方向に巻き付ける巻線装置であって、前記巻
   芯を収容するとともに前記巻芯方向に付勢手段により付
   勢される可動治具と、前記平角線を案内するガイドと、
   前記ガイドと前記可動治具が一体に移動するよう構成し
   たことを特徴とする巻線装置。
6. 【請求項６】前記可動治具の先端部外周がＲ形状となっ
   ていることを特徴とする請求項５に記載の巻線装置。
7. 【請求項７】前記可動治具の先端部外周および内周がＲ
   形状となっていることを特徴とする請求項５に記載の巻
   線装置。
8. 【請求項８】前記可動治具の先端部外周のＲの径が内周
   のＲの径よりも大きくなっていることを特徴とする、請
   求項７に記載の巻線装置。
9. 【請求項９】前記可動治具を付勢する手段が、エアーシ
   リンダであることを特徴とする請求項５に記載の巻線装
   置。
10. 【請求項１０】前記ガイドが、軸中心に回転する鍔付き
    ローラであることを特徴とする請求項５に記載の巻線装
    置。
11. 【請求項１１】前記ガイドを、巻芯の軸に直交する方向
    に付勢する手段を設けたことを特徴とする請求項５に記
    載の巻線装置。
12. 【請求項１２】前記ガイドに、前記平角線のコイル外周
    を押さえる押込みローラを設けたことを特徴とする請求
    項１０および１１に記載の巻線装置。
13. 【請求項１３】前記ガイドと押込みローラが首振り可能
    な板部材に取り付けられている事を特徴とする請求項１
    ２に記載の巻線装置。