JP2005124313A

JP2005124313A - コイル形成装置

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Publication number: JP2005124313A
Application number: JP2003356828A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Mishina; 徳久三品; Shingo Hashimoto; 伸吾橋本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】巻枠自体を回転させる方法を採用した装置において、より安定したコイル形成を実現することができるコイル形成装置を提供すること。
【解決手段】電線９９を巻き付けるための巻枠３を備え、巻枠３の軸線Ｃ１又は軸線に略平行な線を中心に回転可能に構成してなる巻き取り治具２と、巻枠３に対して、複数本の電線９９を並列させた状態で供給する電線供給装置５とを有している。電線供給装置５は、複数本の電線９９を並列させて導出する第１ノズル部５１と、第１ノズル部５１と巻枠３との間に配設され複数本の電線９９の並列形状を矯正するための第２ノズル部５２とを有する。第２ノズル部５２は、巻枠３に対して第１ノズル部５１から送り出される複数本の電線９９の通過位置が変動した場合に、少なくとも、巻枠３の回転中心軸線Ｃ１に直交する方向において通過位置の変動に追従して移動可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ（電動機）に用いられるコイルの形成装置に関する。

例えばステータコアのスロットに単極コイルを複数挿入してなるステータを有するモータを製造するに当たっては、上記単極コイルを複数連ねたコイルを形成することが必要である。
従来のコイル形成方法では、固定の巻枠の周りを回りながら電線（ワイヤー）を導出するワインダーを用いて、上記巻枠の周りに電線を巻回して単極コイルを形成する。そして、得られた単極コイルに連ねて別の単極コイルを形成するには、再び固定した巻枠の周りに上記ワインダーを反対方向に回して巻き方向が逆の単極コイルを形成する。

巻枠の周りをワインダーが回りながら電線を供給するコイル形成方法としては、例えば、特許文献１に示すものがある。この特許文献１においては、電線の巻回を行う巻枠の外径を変更可能にしており、この巻枠の回りを上記ワインダーとしてのフライヤを回転させ、巻回を行った単極コイルを逐次ブレードに巻き落として、上記モータに用いるコイルを形成している。

しかしながら、上記従来のコイル形成方法においては、次のような問題がある。すなわち、上記ワインダーを回転させながら電線を供給するので、電線がワインダーの回転に伴って捩れながら巻枠に巻回される。電線が捩れたままコイルを形成した場合には、スロット中において電線が単独で移動できない、あるいは捩れによって無駄なスペースが生まれてしまう等の理由によりコイルの占積率向上を阻害してしまう。

このような問題を解消する手段として、本発明者らは、電線を送る側を回転させるのではなく、巻枠自体を回転させて電線を巻き取るという画期的な新しい方法および装置を開発している。この方法によれば、コイル形成時に電線が捩れることを防止することができ、優れたコイルを形成することができる。

特開２０００−２５３６３１号公報

本発明はこのような背景のもと、上記の巻枠自体を回転させる方法を採用した装置において、より安定したコイル形成を実現することができるコイル形成装置を提供しようとするものである。

第１の発明は、複数本の電線を並列させた状態でループ状に巻回してなる単極コイルを有するモータ用のコイルを形成する装置であって、
上記電線を巻き付けるための巻枠を備え、該巻枠の軸線又は該軸線に略平行な線を中心に回転可能に構成してなる巻き取り治具と、
上記巻枠に対して、複数本の電線を並列させた状態で供給する電線供給装置とを有しており、
該電線供給装置は、複数本の電線を並列させて導出する第１ノズル部と、該第１ノズル部と上記巻枠との間に配設され上記複数本の電線の並列形状を矯正するための第２ノズル部とを有し、
該第２ノズル部は、上記巻枠に対して上記第１ノズル部から送り出される上記複数本の電線の通過位置が変動した場合に、少なくとも、上記巻枠の回転中心軸線に直交する方向において上記通過位置の変動に追従して移動可能に構成されていることを特徴とするコイル形成装置にある（請求項１）。

本発明のコイル形成装置は、上記のごとく、巻枠の軸線又はこれに略平行な線を中心に回動可能に構成した上記巻き取り治具と、複数の電線を並列させた状態で巻枠に供給する電線供給装置を有している。そして、この電線供給装置には、上記のごとく第１ノズル部の他に、上記第２ノズル部を備えている。
本発明では、この第２ノズル部の存在により、複数の電線を所望の並列形状に安定的に維持したまま巻枠に供給することができ、かつ、電線に対する負担も軽減することができる。

すなわち、上記巻枠を回転させる場合には、その巻枠の外形状が真円形状でない限り、巻枠の外周面の位置が変動する。そのため、上記電線供給装置から導出される電線を、巻枠を回転させて巻き取る際には、その外周面の位置の変動に伴って、電線が巻枠に到達するまでの上記通過位置が変動する。この変動によって、電線供給装置から導出された電線には振動や曲げ応力が少なからず付与され、並列させた形状の乱れが生じたり、曲げ応力による電線へのダメージが生じたりするおそれがある。

ここで、本発明では、上記のごとく、電線供給装置が第１ノズル部と第２ノズル部を有し、第２ノズル部を、上記第１ノズル部と巻枠との間に配している。そのため、第１ノズル部から導出された並列した複数の電線は、途中でその並列形状を乱したとしても、第２ノズル部を通過することによって並列形状が矯正され、つまり、並列形状が乱れていた場合には、所望の並列形状に修正し、並列形状が乱れていない場合には所望の並列形状を維持したまま巻枠まで到達する。また、第２ノズル部は、電線の通過位置の変動に追従して変動するようにしてある。そのため、第２ノズル部による電線への不要なダメージの付与を抑制することができる。

さらに、上記第２ノズル部の存在によって、第１ノズル部は、上記巻枠から比較的遠い位置に離隔させて設置することができる。そのため、第１ノズル部から導出される際に電線に曲げ応力が付与される場合でも、この曲げの角度を、比較的小さくすることができる。それ故、電線へ与えるダメージを小さくすることができる。

このように、本発明のコイル形成装置を用いれば、巻枠自体を回転させる方法を採用した装置において、電線にダメージを与えることなく、所望の並列形状を維持したまま安定的に巻枠まで供給させることができ、巻き形状に優れたコイルを容易に形成することができる。

本発明のコイル形成装置において、上記電線供給装置は、上記第１ノズル部の下流側に上記第２ノズル部を有している。この構成を具備すれば、上記第１ノズル部のさらに上流側において電線を並列させる機能を持たせても勿論よい。また、上記第１ノズル部は、動かないように固定することもできるし、第１ノズル部近傍の旋回中心を中心にして旋回可能に構成することもできる。

また、上記第２ノズル部は、上記のごとく、少なくとも巻枠の回転中心軸に直交する方向において、電線の通過位置の変動に追従するようにしてあるが、さらに他の方向においても追従するよう構成してもよい。例えば、３６０度どの方向においても電線の通過位置の変動に追従して第２ノズル部の移動するように構成することができる。
一方において、例えば、巻き線の回転中心軸の方向（軸方向）においては上記通過位置の変動に追従させることなく、上記第２ノズル部の位置を積極的に制御して、第２ノズル部から導出する電線の軸方向位置を規制することも可能である。この場合には、巻枠の軸方向位置における電線の供給位置をきめ細かく制御することができる。

また、上記第２ノズル部を移動可能に保持する構成としては、紐状の連結部材によって第１ノズル部と第２ノズル部とを連結する構成（実施例参照）、互いの相対的移動を可能にするリンク機構を介して第１ノズル部と第２ノズル部とを連結する構成、その他、様々な構成をとることができる。

また、上記第１ノズル部は、該第１ノズル部の出口を支点にして上記電線の上記通過位置が変動する角度が１０度以下となるように、上記巻枠から所定距離以上離隔して配設してあることが好ましい（請求項２）。この場合には、第１ノズル部から導出される際に電線に付与されるダメージをほとんどなくすことができる。上記の角度が１０度を超える場合には、電線に付与される曲げ動作によって、電線そのものあるいはこれを被覆している被覆膜にダメージを与えるおそれがある。

また、上記第２ノズル部は、上記複数本の電線の所望の並列形状に対応して形成されたスリット部を有していることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記複数の電線を上記スリット部を通過させるだけで、容易にその並列形状を矯正することができる。
ここで、上記電線の所望の並列形状に対応するスリット部としては、例えば、並列形状が、横一列に１０本の電線を並べた形状である場合には、その１０本の電線が重なり合うことなく、また、必要以上に大きな隙間をあけることなく通過しうる空間形状をいう。

また、上記スリット部の入口及び出口の少なくとも一方は、内方から外方に向けて開口面積が拡大するように傾斜させた面取り部を設けてあることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記スリット部を通過する電線に対して上記面取り部が接する角度が鈍角となり、電線への負担をより軽減させることができる。また、上記スリット部の入口に上記面取り部を設けた場合には、スリット部に電線の先端を挿入してセットする作業をより簡単にすることができる。

また、上記電線供給装置は、上記第１ノズル部の上流側に、上記第１ノズル部から導出する上記複数の電線に張力を付与する張力発生部を有していることが好ましい（請求項４）。この場合には、電線を巻枠に巻き付ける際に張力を付与した状態で巻き付けることができ、より安定して巻き付け作業を行うことができる。そして、上記張力発生部を上記第１ノズル部の上流側に設けている場合には、張力発生部と共に第１ノズル部を大きく移動させること、あるいは張力発生部と別に上記第１ノズル部を大きく移動させる構造をとることが困難であるので、本発明のように、上記第２ノズル部を第１ノズル部と別に設けてこれを積極的に移動可能に構成することが非常に有効である。

（実施例１）
本発明の実施例に係るコイル形成装置につき、図１〜図３７を用いて説明する。
本例のコイル形成装置１は、図１に示すごとく、複数本の電線９９を並列させた状態でループ状に巻回してなる単極コイル９０を有するモータ用のコイル９（図１４）を形成する装置である。

コイル形成装置１は、電線９９を巻き付けるための巻枠３を備え、該巻枠３の軸線Ｃ１（以下、適宜巻回軸Ｃ１ともいう）を中心に回転可能に構成してなる巻き取り治具２（図４）と、上記巻枠３に対して、複数本の電線９９を並列させた状態で供給する電線供給装置５とを有している。
該電線供給装置５は、図１に示すごとく、複数本の電線９９を並列させて導出する第１ノズル部５１と、該第１ノズル部５１と上記巻枠３との間に配設され上記複数本の電線９９の並列形状を矯正するための第２ノズル部５２とを有している。
該第２ノズル部５２は、上記巻枠３に対して送り出される上記複数本の電線９９の通過位置が変動した場合に、少なくとも、上記巻枠３の軸線Ｃ１に直交する方向において上記通過位置の変動に追従して移動可能に構成されている。

また、図２に示すごとく、上記第１ノズル部５１は、第１ノズル部５１の出口を支点にして上記電線９９の上記通過位置が変動する最大の角度Ａ₀が１０度以下となるように、上記巻枠３から所定距離Ｌ以上離隔して配設してある。上記の角度Ａ₀は、巻枠３の最大外径ｄによって変動するので、最大外径ｄが大きいほどＬを大きくすることによって、Ａ₀の大きさを１０度以下に保持することができる。
ここで、上記の角度Ａ₀は、巻枠３をその巻回軸Ｃ１を中心に矢印Ｘ方向に回転させた場合には、実際には角度Ａ₁の範囲で電線９９の通過位置が変動する。これに対して、反対方向に巻枠３を回転させた場合を含めると、最大Ａ₀の角度の範囲で電線９９の通過位置が変動する。そのため、本例では、電線９９の通過位置の変動の角度は、全ての変動領域を含む角度Ａ₀によって示した。

また、図１、図３に示すごとく、上記第２ノズル部５２は、上記複数本の電線９９の所望の並列形状に対応して形成されたスリット部５３を有している。このスリット部５３は、図３に示すごとく、その入口５３１及び出口５３２の両方において、内方から外方に向けて開口面積が拡大するように傾斜させた面取り部５４１、５４２を有している。

また、図２に示すごとく、上記電線供給装置５は、上記第１ノズル部５１の上流側に、第１ノズル部５１から導出する電線９９に張力を付与する張力発生部５５を有している。本例の張力発生部５５は、２つの滑車５５１、５５２を連ねてこの間隔を調整することによって所定張力を発生するように構成してある。
そして、図２に示すごとく、本例の電線供給装置５１は、支持台５０上に上記張力発生部５５と第１ノズル部５１を設けて固定してあり、第２ノズル部５２は、紐状の連結部材５６を介して第１ノズル部１１に連結してある。この構造を実現するために、図３に示すごとく、第２ノズル部５２には、連結部材５６を係合するための係合穴５９を２つ設けてある。

以下、本例のコイル形成装置１についてさらに詳しく説明する。
本例のコイル形成装置１は、図４、図５に示すごとく、旋回装置（図示略）に接続される旋回中心軸Ｃ２を中心にして旋回可能なように、架台（図示略）に配設された旋回アーム２１と、巻き取り治具２とを有してなる。また、巻き取り治具２は、旋回アーム２１に対して移動可能に配設されたインデックスホルダー２２と、このインデックスホルダー２２の外周面に配設した複数のコイル巻枠３とを有している。

また、各コイル巻枠３における上記電線９９の巻回を行う各巻回軸Ｃ１は、互いに略平行であると共に上記旋回中心軸Ｃ２に対しても略平行である。そして、コイル形成装置１は、上記インデックスホルダー２２を移動させて、上記電線９９の巻回を行うコイル巻枠３を順次上記旋回中心軸Ｃ２に接近させることができるよう構成されている。

図４、図５に示すごとく、上記インデックスホルダー２２は、上記旋回中心軸Ｃ２に対して略平行にオフセットした位置に形成した回動中心軸Ｃ３を中心にして、上記旋回アーム２１に回動移動可能に配設されている。また、上記各コイル巻枠３は、上記回動中心軸Ｃ３から略同一の距離に円弧状に上記インデックスホルダー２２に配設されている。
また、上記回動中心軸Ｃ３から各コイル巻枠３における巻回軸Ｃ１までの巻枠距離Ｌ１は、上記旋回アーム２１の旋回中心軸Ｃ２から上記インデックスホルダー２２の回動中心軸Ｃ３までのオフセット距離Ｌ２と略同一になっている。

そして、上記インデックスホルダー２２を旋回アーム２１に対して、所定の角度回動させることによって、上記電線９９の巻回を行うコイル巻枠３の巻回軸Ｃ１を順次上記旋回中心軸Ｃ２にほぼ合わせることができ、この状態で電線９９の巻回を行うことができる。
また、上記円弧状に配設した各コイル巻枠３により、円弧状に連なる連極コイル９を形成することができる（図１４参照）。

また、上記各コイル巻枠３は、上記インデックスホルダー２２に対して上記旋回中心軸Ｃ２の方向に進退可能に配設してある。そして、上記電線９９の巻回を行うコイル巻枠３は、残りのコイル巻枠３に対して上記旋回アーム２１から離れる前進方向に前進させることにより、残りのコイル巻枠３よりも突出させることができる。そのため、上記突出させたコイル巻枠３に対して、その巻回軸Ｃ１に直交する方向から容易に電線９９を供給することができ、電線９９の供給が容易であると共にコイル巻枠３への電線９９の巻回も容易である。

また、図５に示すごとく、上記各コイル巻枠３は、上記インデックスホルダー２２の外周面に円周状に配設されている。本例では、各コイル巻枠３は、インデックスホルダー２２の外周面に略等間隔に放射状に配設されている。また、本例では、単極コイル９０を４つ連ねてなる連極コイル９を形成するため、コイル巻枠３は４つ配設されている。

また、図６、図７に示すごとく、各コイル巻枠３は、インデックスホルダー２２に取り付けた内側巻枠部３１と、この内側巻枠部３１に対向配設した外側巻枠部３２とを有している。外側巻枠部３２は、図６に示すごとく、上記電線９９の巻回を行う際の巻回位置３０１と、図７に示すごとく、上記巻回を行った後の単極コイル９０を当該コイル巻枠３から離脱させる際の離脱位置３０２との間で、内側巻枠部３１との間の距離を変更するよう移動可能である。また、外側巻枠部３２は、上記旋回アーム２１から離れる前進方向に向けて段階的に拡径している。

そして、図６に示すごとく、外側巻枠部３２を巻回位置３０１にしたときには、当該コイル巻枠３の外径が上記前進方向に向けて段階的に大きい状態を形成することができる。そして、前進方向に向けて電線９９の巻き径が大きくなる単極コイル９０を形成することができ、外側巻枠部３２と内側巻枠部３１との間の距離で決定される正規寸法の巻き径を有する単極コイル９０を形成することができる。

また、図７に示すごとく、外側巻枠部３２を離脱位置３０２にしたときには、当該コイル巻枠３の外径が上記前進方向に向けて小さくなる状態を形成することができる。そして、外側巻枠部３２と内側巻枠部３１との間の距離を縮小させて、各単極コイル９０を容易に離脱することができる。

また、図６、図７に示すごとく、本例においては、上記各コイル巻枠３は、これにハンドル３５を設けて手動で進退させて、位置決めピン３４で進退位置を固定する構成とした。これ以外にも、各コイル巻枠３の進退は、シリンダー又はモータ等を用いて行うこともできる。
また、本例においては、各コイル巻枠３において、各内側巻枠部３１に回動可能にカム３３を配設しており、図６に示すごとく、上記巻回位置３０１は、カム３３を各外側巻枠部３２に向けて起立させたときに形成し、図７に示すごとく、上記離脱位置３０２は、カム３３を各内側巻枠部３１に向けて倒したときに形成した。これ以外にも、外側巻枠部３２の巻回位置３０１と離脱位置３０２との間での移動は、シリンダー又はモータ等を用いて行うこともできる。

また、図４、図５に示すごとく、上記インデックスホルダー２２において、上記各コイル巻枠３同士の間には、各単極コイル９０同士の間を結ぶ渡り線９９５を巻き付けるための渡線巻枠４１が配設されている。本例では、上記４つのコイル巻枠３同士の各間において、３つの渡線巻枠４１が配設されている。そして、渡線巻枠４１に電線９９の巻付けを行うことにより、各コイル巻枠３に形成した単極コイル９０同士の間に、規定の長さの渡り線９９５を形成することができる（図１４参照）。
なお、この渡線巻枠４１は、必須のものではなく、渡り線９９５の長さを制御することができる他の様々な構成を採用することができる。

また、図４、図５に示すごとく、本例においては、一番目に電線９９の巻回を行う第１のコイル巻枠３ａと、最後に巻回を行う第４のコイル巻枠３ｄとの間には、第１のコイル巻枠３ａに巻回を行う前に、上記電線９９を巻回して予め所定長さのリード線９９６を確保しておくためのリード巻枠４２が配設されている。このリード線９９６とは、第１のコイル巻枠３ａにおいて形成する第１の単極コイル９０ａの巻き端部に繋がる電線９９のことをいう（図１４参照）。
また、本例では、リード巻枠４２の断面形状は略円形状としており、電線９９に折れ曲がり等を発生させることなく、安定して所定長さのリード線９９６を第１の単極コイル９０ａの巻き端部に確保することができる。
なお、上記リード巻枠４２についても必須の構成ではなく、他の構成に置き換えることが可能である。

また、上記渡線巻枠４１及びリード巻枠４２も、上記コイル巻枠３と同様に、上記インデックスホルダー２２に対して上記旋回中心軸Ｃ２の方向に進退可能であり、残りのコイル巻枠３及び渡線巻枠４１に対して上記旋回アーム２１から離れる前進方向に前進して、残りのコイル巻枠３及び渡線巻枠４１よりも突出させることが可能である。

図４、図５に示すごとく、上記旋回アーム２１は、上記旋回中心軸Ｃ２を中心にして正逆両回転方向に旋回可能である。そして、本例では、同一巻き方向に巻回された４つの単極コイル９０が連なった連極コイル９を形成する。そのため、上記コイル巻枠３に巻回するときの旋回アーム２１の回転方向と、上記渡線巻枠４１に巻回するときの旋回アーム２１の回転方向とは逆であり、上記コイル形成装置１は、正逆両回転方向に交互に回動して上記連極コイル９を形成する。
以下に、コイル巻枠３に巻回を行うときの旋回アーム２１の旋回方向を正回転方向といい、渡線巻枠４１及びリード巻枠４２に巻回を行うときの旋回アーム２１の旋回方向を逆回転方向という。

また、図示は省略するが、上記架台には、上記旋回アーム２１をその旋回中心軸Ｃ２を中心に旋回させるための旋回装置が配設されている。そして、旋回中心軸Ｃ２は旋回装置に接続されている。なお、本例においては、旋回装置としては、旋回アーム２１にハンドルを設けて手動で旋回させることができる構成とした。これ以外にも、旋回装置としては、電動、油圧又はエアー等を用いて作動する各種モータ又はインデックスシリンダー等を用いることもできる。

以下に、上記コイル形成装置１を用いて連極コイル９を形成するコイル形成工程につき説明する。
このコイル形成工程においては、上記コイル形成装置１を用いて、以下のインデックス工程、突出工程及び巻回工程を上記各コイル巻枠３に順次行って上記単極コイル９０を形成し、この単極コイル９０が連なった連極コイル９を形成する。

図４に示すごとく、上記コイル形成装置１は、上記インデックスホルダー２２の原位置においては、上記リード巻枠４２が上記旋回アーム２１における旋回中心軸Ｃ２に最も近接した位置にある。この原位置においては、リード巻枠４２における巻回軸Ｃ１が、旋回アーム２１における旋回中心軸Ｃ２とほぼ合っている。

そして、前処理工程として、リード巻枠４２を前進させて、これを各コイル巻枠３及び各渡線巻枠４１よりも突出させる。そして、上記リード巻枠４２に電線９９を供給すると共に旋回アーム２１を逆回転方向に旋回させて、リード巻枠４２に電線９９を巻回し、所定長さのリード線９９６を形成する。
上記電線９９の供給は、上記コイル形成装置１の横方向、すなわち各コイル巻枠３、各渡線巻枠４１及びリード巻枠４２の電線９９の巻回を行う巻回面に直交する方向から行う。

次いで、図８に示すごとく、上記インデックス工程として、インデックスホルダー２２を所定角度回動させて、第１のコイル巻枠３ａの巻回軸Ｃ１を上記旋回中心軸Ｃ２にほぼ合わせる。
また、上記突出工程として、第１のコイル巻枠３ａを前進させて、この第１のコイル巻枠３ａを突出させると共にリード巻枠４２を後退させる。

そして、図９に示すごとく、上記巻回工程として、第１のコイル巻枠３ａに電線９９を供給すると共に旋回アーム２１を正回転方向に旋回させて、第１のコイル巻枠３ａに電線９９を複数回巻回して第１の単極コイル９０ａを形成する。また、第１のコイル巻枠３ａにおける外側巻枠部３２は上記巻回位置３０１にあり、この第１のコイル巻枠３ａの外径が上記前進方向に向けて段階的に大きい状態を形成している。そして、前進方向に向けて電線９９の巻き径が大きくなる単極コイル９０を形成することができる。

次いで、図１０に示すごとく、上記インデックス工程を再び行って、インデックスホルダー２２を所定角度回動させて、第１の渡線巻枠４１ａの巻回軸Ｃ１を上記旋回中心軸Ｃ２にほぼ合わせる。また、突出工程として、第１の渡線巻枠４１ａを前進させて、この第１の渡線巻枠４１ａを突出させると共に第１のコイル巻枠３ａを後退させる。
次いで、渡線形成工程として、第１の渡線巻枠４１ａに電線９９を供給すると共に旋回アーム２１を逆回転方向に旋回させて、第１の渡線巻枠４１ａに電線９９を巻き付けて上記渡り線９９５を形成する。

次いで、図１１に示すごとく、上記インデックス工程を再び行って、インデックスホルダー２２を所定角度回動させて、第２のコイル巻枠３ｂの巻回軸Ｃ１を上記旋回中心軸Ｃ２にほぼ合わせる。また、突出工程として、第２のコイル巻枠３ｂを前進させて、この第２のコイル巻枠３ｂを突出させると共に第１の渡線巻枠４１ａを後退させる。
そして、図１２に示すごとく、上記巻回工程を再び行って、第２のコイル巻枠３ｂに電線９９を供給すると共に旋回アーム２１を正回転方向に旋回させて、第２のコイル巻枠３ｂに電線９９を複数回巻回して第２の単極コイル９０ｂを形成する。

以降、図１３に示すごとく、上記と同様に、第２の渡線巻枠４１ｂ及び第３の渡線巻枠４１ｃに上記インデックス工程、突出工程及び渡線形成工程を行って各渡り線９９５を形成し、第３のコイル巻枠３ｃ及び第４のコイル巻枠３ｄに上記インデックス工程、突出工程及び巻回工程を行って第３の単極コイル９０ｃ及び第４の単極コイル９０ｄを形成する。

そして、図１４に示すごとく、第１〜第４の単極コイル９０ａ〜ｄが上記各渡り線９９５によって連なる連極コイル９を形成する。同図は、上記第１〜第４のコイル巻枠３ａ〜ｄに各単極コイル９０ａ〜ｄを形成し、各巻枠３ａ〜ｄ、４１ａ〜ｄ、４２の全体に連極コイル９を形成した状態を模式的に示す説明図である。

なお、本例においては、図４に示したように、巻き取り治具２は、上記複数のコイル巻枠３のうちの巻回を行ういずれか１つのコイル巻枠３を他のコイル巻枠３よりも突出させた状態で上記電線９９の巻回を行うよう構成したものである。
また、図５に示したように、上記複数のコイル巻枠３は、上記インデックスホルダー２２に対して、各コイル巻枠３の巻回軸Ｃ１を結んだ仮想線Ｒが略円形状になるよう配設した。また、各巻枠３は、その各巻回軸Ｃ１が互いに略平行になるようインデックスホルダー２２に配設した。

そして、本例においては、上記巻回を行うコイル巻枠３に、電線９９を供給すると共に、このコイル巻枠３の軸線としての巻回軸Ｃ１又は巻回軸Ｃ１に略平行な線を中心に巻き取り治具２の全体を回転させて、このコイル巻枠３を他のコイル巻枠３よりも突出させた状態で電線９９を巻回して単極コイル９０を形成して、モータ用のコイルとしての連極コイル９を形成することができた。また、上記電線９９の巻回は、電線９９の巻回を行うコイル巻枠３の巻回軸Ｃ１を順次上記巻き取り治具２の回転中心としての旋回中心軸Ｃ２に接近させて行うことができた。

上記コイル形成装置１は、上記旋回アーム２１により上記複数のコイル巻枠３の全体を旋回させることにより、上記旋回中心軸Ｃ２に最も接近させたコイル巻枠３に対して上記電線９９の巻回を行って上記単極コイル９０を形成していくものである。
そして、上記旋回アーム２１を旋回させることにより、この旋回アーム２１に配設したインデックスホルダー２２及び複数のコイル巻枠３の全体を回転させて、電線９９の巻回を行う。そのため、従来のように、固定した巻枠の外周からワインダー等を回転させながら電線９９を巻回することがなく、電線９９に捩りをほとんど発生させることなく各コイル巻枠３に各単極コイル９０を形成することができる。

また、上記インデックスホルダー２２を回動させることにより、上記電線９９の巻回を行うコイル巻枠３の巻回軸Ｃ１を、順次上記旋回アーム２１の旋回中心軸Ｃ２にほぼ合わせることができる。そのため、上記コイル形成装置１は、連極コイル９を形成するためにコイル巻枠３を複数有していながらも、巻回を行うコイル巻枠３が旋回中心軸Ｃ２からあまり偏心していない状態で、電線９９の巻回を行うことができる。
そして、いずれかのコイル巻枠３に単極コイル９０を形成した後には、上記インデックスホルダー２２を回動させて、上記いずれかのコイル巻枠３に隣接する次のコイル巻枠３の巻回軸Ｃ１を上記旋回中心軸Ｃ２にほぼ合わせて、上記と同様に単極コイル９０を形成することができる。

そのため、上記電線９９の供給は、巻回を行うコイル巻枠３の巻回軸Ｃ１に直交するほぼ一定の方向から行うことができ、安定して各コイル巻枠３に電線９９の巻回を行うことができる。それ故、上記捩りの発生がほとんどない単極コイル９０を、いずれのコイル巻枠３に対しても安定して形成することができ、捩りの発生がほとんどない連極コイル９を安定して形成することができる。

そして、本例において注目すべき点は、上記のごとく、巻枠３に電線９９の巻回を行う際に、上記第１ノズル部５１と、該第１ノズル部５１と上記巻枠３との間に配設された第２ノズル部５２とを備えた電線供給装置５を用いたことである。これにより、上述したどの巻回工程においても、複数の電線９９にダメージを与えることなく、所望の並列形状を維持したまま安定的に巻枠３まで供給することができ、巻き形状に優れた単極コイル９０を容易に形成することができる。

すなわち、上記巻枠３を回転させる場合には、その巻枠３の外形状が真円形状でないので、図２に示すごとく、巻枠３の外周面の位置が変動する。そのため、上記電線供給装置５から導出される電線９９を、巻枠３を回転させて巻き取る際には、その外周面の位置の変動に伴って、電線９９が巻枠３に到達するまでの上記通過位置が変動する。

ここで、本例では、上記のごとく、電線供給装置５が第１ノズル部５１と第２ノズル部５２を有し、第２ノズル部５２を、第１ノズル部５１と巻枠３との間に配している。そのため、第１ノズル部５１から導出された並列した複数の電線９９は、途中でその並列形状を乱したとしても、第２ノズル部５２を通過することによって並列形状が矯正され、つまり、並列形状が乱れていた場合には、所望の並列形状に修正され、並列形状が乱れていない場合には所望の並列形状を維持したまま巻枠３まで到達する。また、第２ノズル部５２は、第１ノズル部５１に対して紐状の連結部材５６を介して連結されており、左右上下に自由に移動可能であり、電線９９の通過位置の変動に追従して変動するようにしてある。そのため、第２ノズル部５２による電線９９への不要なダメージの付与を抑制することができる。特に、本例では、第２ノズル部５２のスリット部５３の入口及び出口に面取り部５４１、５４２を設けてあるので、電線９９の貫通移動をよりスムーズにすることができる。

さらに、図２に示すごとく、上記第２ノズル部５２の存在によって、第１ノズル部５１は、上記巻３枠から比較的遠い位置に離隔させて設置することができる。そのため、第１ノズル部５１から導出される際に電線９９に曲げ応力が付与される場合でも、この曲げの角度を、比較的小さくすることができる。それ故、電線９９へ与えるダメージを小さくすることができる。

以上のように、本例のコイル形成装置１を用いれば、巻枠３自体を回転させる方法を採用した装置において、複数の電線９９にダメージを与えることなく、所望の並列形状を維持したまま安定的に巻枠３まで供給させることができ、巻き形状に優れたコイルを容易に形成することができる。

（比較例１、２）
次に、図１５、図１６に示すごとく、比較例１、２として、電線供給装置の構成を変更した例を示す。
まず比較例１は、図１５に示すごとく、実施例１における電線供給装置５から第２ノズル部５２を除いて、第１ノズル部５１から直接電線９９を巻枠３に供給するように構成したものである。
比較例２は、図１６に示すごとく、実施例１の電線供給装置５から第２ノズル部５２を除くと共に、さらに、第１ノズル部５１及び張力発生部５５を含む支持台５０全体を巻枠３に向けて接近させた例である。

比較例１の場合には、電線９９を巻枠３によって巻回する際に、第１ノズル部５１から巻枠３までの距離が実施例１の場合と同様に長く、一方、その間において実施例１の場合のような第２ノズル部５２による矯正機能がない。そのため、第１ノズル部５１から巻枠３の間において複数の電線９９の並列状態が乱れる場合があり、得られる単極コイル９０の巻き形状が所望の形状にならない場合が生じる。

比較例２の場合には、図１６に示すごとく、第１ノズル部５１が巻枠３に近づいているので電線９９の並列状態を維持することができるが、第１ノズル部５１を支点とする電線９９の通過位置の変動の角度Ｂが、実施例１に比べて各段に大きくなる。そのため、電線９９に対して大きな曲げ応力が付与され、電線自身、あるいは電線を被覆する被覆膜にダメージを与える場合がある。
このように、比較例１、比較例２に比べ、上述した実施例１は、電線９９への負担を軽減しつつ、複数の電線９９の並列状態を向上させるという優れた効果を発揮する。

実施例１における、第１ノズル部と第２ノズル部の配置状態を示す説明図。実施例１における、コイル形成装置によりコイルを形成している状態を示す説明図。実施例１における、（ａ）第２ノズル部の正面図、（ｂ）第２ノズル部の断面図（（ａ）のＹ−Ｙ線矢視断面図）。実施例１における、コイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、各コイル巻枠に各単極コイルを形成して連極コイルを形成した状態のコイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、外側巻枠部が巻回位置にある状態の各巻枠を示す説明図。実施例１における、外側巻枠部が離脱位置にある状態の各巻枠を示す説明図。実施例１における、第１のコイル巻枠の巻回軸を旋回アームの旋回中心軸にほぼ合わせ、残りのすべての巻枠よりも突出させた状態のコイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、第１のコイル巻枠に電線を巻回して単極コイルを形成している状態のコイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、第１の渡線巻枠の巻回軸を旋回アームの旋回中心軸にほぼ合わせると共に残りのすべての巻枠よりも突出させ、この第１の渡線巻枠に電線を巻回している状態のコイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、第２のコイル巻枠の巻回軸を旋回アームの旋回中心軸にほぼ合わせ、残りのすべての巻枠よりも突出させた状態のコイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、第２のコイル巻枠に電線を巻回して単極コイルを形成している状態のコイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、すべての巻枠に電線を巻回して連極コイルを形成した状態のコイル形成装置を示す斜視図。実施例１における、すべての巻枠に電線を巻回して連極コイルを形成した状態を模式的に示す説明図。比較例１における、コイル形成装置によりコイルを形成している状態を示す説明図。比較例２における、コイル形成装置によりコイルを形成している状態を示す説明図。

符号の説明

１コイル形成装置
２巻き取り治具
２０ベースホルダー
３巻枠
４回転装置
５電線供給装置
５１第１ノズル部
５２第２ノズル部
５３スリット部
９コイル
９０単極コイル

Claims

複数本の電線を並列させた状態でループ状に巻回してなる単極コイルを有するモータ用のコイルを形成する装置であって、
上記電線を巻き付けるための巻枠を備え、該巻枠の軸線又は該軸線に略平行な線を中心に回転可能に構成してなる巻き取り治具と、
上記巻枠に対して、複数本の電線を並列させた状態で供給する電線供給装置とを有しており、
該電線供給装置は、複数本の電線を並列させて導出する第１ノズル部と、該第１ノズル部と上記巻枠との間に配設され上記複数本の電線の並列形状を矯正するための第２ノズル部とを有し、
該第２ノズル部は、上記巻枠に対して上記第１ノズル部から送り出される上記複数本の電線の通過位置が変動した場合に、少なくとも、上記巻枠の回転中心軸線に直交する方向において上記通過位置の変動に追従して移動可能に構成されていることを特徴とするコイル形成装置。
請求項１において、上記第１ノズル部は、該第１ノズル部の出口を支点にして上記電線の上記通過位置が変動する角度が１０度以下となるように、上記巻枠から所定距離以上離隔して配設してあることを特徴とするコイル形成装置。
請求項１又は２において、上記第２ノズル部は、上記複数本の電線の所望の並列形状に対応して形成されたスリット部を有していることを特徴とするコイル形成装置。
請求項３において、上記スリット部の入口及び出口の少なくとも一方は、内方から外方に向けて開口面積が拡大するように傾斜させた面取り部を設けてあることを特徴とするコイル形成装置。
請求項１〜４のいずれか１項において、上記電線供給装置は、上記第１ノズル部の上流側に、上記第１ノズル部から導出する上記複数の電線に張力を付与する張力発生部を有していることを特徴とするコイル形成装置。