JP2006290479A - コイル巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １回の巻取工程で両側にコイル部を有するコイルを容易に形成することができるコイル巻取装置を提供する。
【解決手段】 線材１０をコイル状に巻く芯金２、芯金を回転可能かつＹ方向に移動可能に支持する支持部３、芯金を回転させる第１駆動部４、線材を芯金に押圧する押え部５、押え部を駆動する第２駆動部６、支持部を載置保持し、Ｘ及びＹ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル７及びＸ−Ｙテーブルを一方に押圧する第３駆動部８とから構成されるコイル巻取機構１を２つ向かい合わせてベース９上に移動可能に載置し、線材の両端から各コイル巻取機構１Ａ，１Ｂがベースの中央に向けて線材をコイル状に巻き上げて、コイル部１００Ａと１００Ｂとを有するコイル１００を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、断面積の大きい、太い平角線を巻き付けてコイルを形成するためのコイル巻取装置に関する。

従来の平角線のコイル巻取装置として、特許文献１によるものが知られている。このコイル巻取装置は、図６に示すように、芯金Ｂと、この芯金Ｂを回転させる駆動部Ｃと、繰り出し用の平角線Ａを保持する保持部Ｄと、平角線Ａに引張力を与えるテンション部Ｅ等より構成されている。

特開２００３−１６３１３０号公報

しかしながら、上記した従来のコイル巻取装置では、平角線Ａの一方の端から順に巻いてコイルにするために、図４に示すような２つのコイル部を両側に有するようなコイルを成形する場合には、コイルの巻線作業を２回行う必要があった。しかも、一方のコイル部を有した状態で他方のコイルの巻線作業を行うか、或いは２回の巻線作業で得られた２つのコイル部を接続する必要があり、作業に手間が掛っていた。
また、平角線が太くなると大掛りなテンション部が必要となるという問題もある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１回の巻取り作業で両側にコイル部を有するコイルを容易にかつ簡単な構成で形成することができるコイル巻取装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のコイル巻取装置を提供する。
請求項１に記載のコイル巻取装置は、線材１０をコイル状に巻く芯金２、この芯金２を回転可能かつＹ方向に移動可能に支持する支持部３、芯金２を回転させる第１駆動部４、線材１０を芯金２に押圧する押え部５、この押え部５を駆動する第２駆動部６、支持部３を載置保持し、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル７及びＸ−Ｙテーブル７を一方に押圧する第３駆動部８とから構成されるコイル巻取機構１を２つ向かい合わせてベース９上に移動可能に載置し、直線状の線材１０の両端から各コイル巻取機構がベース９の中央に向けて線材１０をコイル状に巻き上げるようにしたものであり、これにより、左右の芯金２Ａ，２Ｂの回転が線材１０に引張力を発生させ、左右バランス良く巻き取れ、両側にコイル部１００Ａ，１００Ｂを有するコイル１００を１回の巻き取り動作で得ることができる。

請求項２のコイル巻取装置は、第３駆動部８を加圧シリンダとしたものであり、これにより、従来のコイル巻取装置のような特別なテンション部を設けることなく、線材１０に一定の引張力を与えながら巻き取ることができる。
請求項３のコイル巻取装置は、押え部５がその先端にローラ５１を有していて、ローラ５１で線材１０を芯金２に押圧するようにしたものであり、これにより、線材１０に働く引張力を小さくしても、線材１０を芯金２に密着させて巻くことができるようになる。

請求項４のコイル巻取装置は、ローラ５１の円周面に線材１０の断面形状と略同様の断面形状の溝５１ａを形成したものであり、これにより、芯金２上での線材１０の倒れを防止することができると共に、小さな曲率で線材１０を曲げてもその変形を防止できるようになる。
請求項５のコイル巻取装置は、支持部３が内周面にネジが形成されている第２円筒部３３を有しており、また、芯金２が取り付けられる支持部３の回転軸３１の一部が外周面にネジが形成された螺子部３１ａとなっていて、第２円筒体３３に螺子部３１ａを螺子嵌合させて、芯金２が回転と同時にＹ方向に移動できるようにしたものであり、これにより、芯金２に線材１０を螺旋状（コイル状）に巻き付けることができるようになる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態のコイル巻取装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態のコイル巻取装置の全体構成を示す正面図であり、図２は、その平面図であり、図３は、その側面図である。図４は、本発明のコイル巻取装置を使用した巻き取り工程を示す図である。本発明のコイル巻取装置は、直線状の線材１０をその両端からコイル状に巻き取り、図４に示すように２つのコイル部１００Ａ，１００Ｂを両側に有するコイル１００を１回の巻き取り操作で得ることができる装置である。この場合、コイル巻取装置の線材１０としては、断面形状が長方形の平角線の巻き取りに好適であるが、他の断面形状である円形、長円形及び多角形等の線材の巻き取りにも使用可能である。
コイル巻取装置は、コイル巻取機構１を２つ有していて、両コイル巻取機構１Ａ，１Ｂが互いに向き合う形で、接近したり離れたりできるように移動可能にベース７上に載置されている。この両コイル巻取機構１Ａ，１Ｂは全く同じ構成及び形状をしているコイル巻取機構１である。

コイル巻取機構１は、少なくとも、線材１０をコイル状に巻く芯金２と、この芯金２を回転可能かつＹ方向に移動可能に支持する支持部３と、芯金２を回転させる第１駆動部４と、線材１０を芯金２に押圧する押え部５と、この押え部５を駆動する第２駆動部６と、支持部３を載置保持し、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル７と、このＸ−Ｙテーブル７を一方に押圧する第３駆動部８等から構成されている。
線材１０をコイル状に巻き取る芯金２には、巻き始めに線材１０の一端を引っ掛ける引掛爪（図示せず）が設けられた端板２１が設けられている。

支持部３は、回転軸３１、第１円筒部３２及び第２円筒部３３等を有している。
芯金２及び端板２１は、支持部３の回転軸３１の一端に着脱自在にボルト等により取り付けられている。回転軸３１の他端側は、その外周面にネジが形成された螺子部３１ａを有している。また、回転軸３１の外周面には、軸方向に延在する所定の長さの長溝３１ｂが設けられている。回転軸３１は、第１円筒部３２及び第２円筒部３３内を貫通している。回転軸３１と第１円筒部３２との間にはブッシュ３５が介装されていると共に、両者は、長溝３１ｂ内に突入するピン３４によって係合している。更に、第２円筒部３３の内周面にはネジが形成されていて、回転軸３１の螺子部３１ａと第２円筒部３３とは螺子嵌合している。

第１円筒部３２のピン３４と反対側の端部には、第２ギア３７が固定されている。この第１円筒部３２は、軸受３６を介して支持部３に回転可能に取り付けられている。一方、第２円筒部３３は、シャフト３８によって支持部３に固定して取り付けられている。なお、支持部３には、第２ギア３７に噛合するように手動用の第３ギア３９が取り付けられている。したがって、ハンドル（図示せず）操作によって、第１円筒部３２、回転軸３１及び芯金２を回転させることもできる。

第１駆動部４は、支持部３に取り付けられているモータ４１と、このモータ４１の駆動軸４２と、駆動軸４２の先端に固定された第１ギア４３とよりなる。第１ギア４３は、第１円筒部３２に固定された第２ギア３７と噛合している。したがって、モータ４１の回転が、第１円筒部３２を回転させ、ピン３４を介して回転軸３１を回転させ、最終的に芯金２を回転させる。更に、回転軸３１の螺子部３１ａが支持部３に固定された第２円筒部３３と螺子嵌合していることから、回転軸３１は回転と共に回転軸３１の軸方向（Ｙ方向）に長溝３１ｂに沿って移動する。即ち、芯金２が１回転すると線材１０の厚さ分だけ１ピッチ、芯金２が軸方向にトラバースする。これにより、芯金２上に線材１０を互いに密着させてコイル状に巻くことができる。

押え部５は、その先端部にあって線材１０を芯金２に押し付けるローラ５１と、このローラ５１を回転可能に支持しているアーム部５２と、アーム部５２の他端側に連結しているリンク部５３とより構成されている。リンク部５３が第２駆動部６に結合している。ローラ５１の円周面には、図５に示すように、線材１０の断面形状と略同じ断面形状の溝５１ａが形成されている。これにより芯金２上での線材１０の倒れ等を防止することができる。
第２駆動部６は、支持部３に取り付けられていて、シリンダ６１とピストン（図示せず）及びピストンロッド６２とよりなるピストン−シリンダ機構であり、リンク部５３がピストンロッド６２に連結している。したがって、例えば空気圧でピストンロッド６２を駆動することによってリンク部５３及びアーム部５２を介してローラ５１が、線材１０を芯金２に対して所定の圧力で押し付けることができる。

Ｘ−Ｙテーブル７は、支持部３を載置保持するＹテーブル７１と、このＹテーブル７１をＹ方向に移動可能に載置支持しているＸテーブル７３とより基本的に構成されている。Ｙテーブル７１の下面には、第２案内体７２が取り付けられていて、Ｘテーブル７３上に固定されている第２レール７４上にＹ方向に移動可能に係合している。Ｘテーブル７３の下面にも、第１案内体７５が取り付けられており、ベース９上に設けられた第１レール９１上にＸ方向に移動可能に係合している。このようにして、Ｘ−Ｙテーブル７上の支持部３は、Ｘ方向とＹ方向に直線的に往復移動可能である。
また、Ｙテーブル７１を貫通しているピン７６が設けられていて、このピン７６がＸテーブル７３に打ち込まれることによって、両テーブル７１，７３は一体化されるようになり、Ｙテーブル７１のＹ方向への移動がロックされることになる。ピン７６を抜き去ることによって、ロックが解除され、Ｙテーブル７１のＹ方向への移動が可能となる。

第３駆動部８は、シリンダ８１、ピストン（図示せず）及びピストンロッド８２よりなる加圧シリンダ（ピストン−シリンダ機構）であり、例えば空気圧によって駆動される。シリンダ８１は、ベース９に固定して取り付けられ、一方、ピストンロッド８２はＸ−Ｙテーブル７のＸテーブル７３に取り付けられている。したがって、空気圧によってピストンロッド８２の進退動作に伴ってＸ−Ｙテーブル７、即ちコイル巻取機構１が前後（Ｘ方向）に移動する。
なお、符号９２は、ベース９に取り付けられたストッパであり、ピストンロッド８２の引き出しの上限、即ちコイル巻取機構１のＸ方向への移動範囲を制限している。
また、符号４４は、モータ４１の停止用のスイッチであり、芯金２が回転軸３１と共にＹ方向に移動にスイッチ４４に当接することによってモータ４１が停止する。

上記構成よりなる本発明のコイル巻取装置の作動について、図１〜４に基づいて説明する。なお、一方のコイル巻取機構側に符号Ａを、他方のコイル巻取機構側に符号Ｂを付して両者の関係を明らかにしている。まず、直線状の線材１０の一端をコイル巻取機構１Ａの芯金２Ａの端板２１に引っ掛けて固定する。同じく線材１０の他端をコイル巻取機構１Ｂの芯金２Ｂの端板２１に引っ掛けて固定する。次に各コイル巻取機構１Ａ，１Ｂの第２駆動部６Ａ，６Ｂを駆動して、それぞれの押え部５Ａ，５Ｂのローラ５１で線材１０をそれぞれの芯金２Ａ，２Ｂに押圧する。

次に各コイル巻取機構１Ａ，１Ｂのそれぞれの第１駆動部４Ａ，４Ｂのモータ４１を作動し、各回転軸３１を回転して芯金２Ａ，２Ｂを回転させる。この場合、各芯金２Ａ，２Ｂが１回転する間にそれぞれの芯金２Ａ，２ＢはＹ方向に１ピッチ分だけ（線材１０の厚さ分）移動する。このようにして、線材１０は両端から各芯金２Ａ，２Ｂにトラバースしながら巻き取られて行く。

各第１駆動部４Ａ，４Ｂの作動と共に、それぞれの第３駆動部８Ａ，８Ｂも作動し始める。第３駆動部８Ａ，８Ｂは所定の張力を与えている。したがって、両端から線材１０が各芯金２Ａ，２Ｂに巻き取られながら、Ｘ−Ｙテーブル７Ａ，７Ｂ上の各支持部３Ａ，３Ｂが互いに接近するように線材１０が所定の張力を保った状態でＸ方向に移動する。即ち、芯金２Ａ，２Ｂの回転と共に、支持部３Ａ，３Ｂ間の距離が減少するのは、支持部３Ａ，３Ｂが互いに移動することで吸収する。

所定の回数芯金２Ａ，２Ｂを回転させた後、各押え部５Ａ，５Ｂを芯金２Ａ，２Ｂから離し（押圧を解除）、各芯金２Ａ，２Ｂからコイル部１００Ａ，１００Ｂを取り出すことで、コイル部１００Ａとコイル部１００Ｂとを両側に有するコイル１００が得られる。芯金２Ａ，２Ｂからコイル部１００Ａ，１００Ｂを取り出す際は、ピン７６をＸテーブル７３から引き抜き、Ｙテーブル７１を手動でＹ方向に移動させながら、芯金２Ａ，２Ｂからコイル部１００Ａ，１００Ｂをそれぞれ取り出す。これは、両コイル部１００Ａ，１００Ｂをつなぐ部分の変形を防止するためである。

芯金２Ａ，２Ｂから取り出されたコイル１００は、その後、図４に示すように折曲げ工程、Ｒ成形工程が加えられる等をして、製品として完成する。このようにして、両側にコイル部１００Ａ，１００Ｂを有したコイル１００を１回のコイル巻取工程で形成することができる。

以上説明したように、本発明では、コイル巻取機構を互いに向い合わせて設置し、線材に所定の張力を与えながら両側から巻き取ることによって、簡単な構成で、両側にコイル部を有するコイルを１回の巻取工程で容易に形成することができる。

本発明の実施の形態のコイル巻取装置の全体構成を示す正面図である。 図１のコイル巻取装置の平面図である。 図１のコイル巻取装置の側面図である。 コイルの巻取工程を説明する図である。 ローラと線材及び芯金との関係を示す図である。 従来のコイル巻取装置の全体構成を示す斜視図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ コイル巻取機構
２，２Ａ，２Ｂ 芯金
２１ 端板
３，３Ａ，３Ｂ 支持部
３１ 回転軸
３１ａ 螺子部
３１ｂ 長溝
３２ 第１円筒部
３３ 第２円筒部
３４ ピン
３７ 第２ギア
３９ 手動用ギア
４，４Ａ，４Ｂ 第１駆動部
４１ モータ
４３ 第１ギア
５，５Ａ，５Ｂ 押え部
５１ ローラ
６，６Ａ，６Ｂ 第２駆動部
７，７Ａ，７Ｂ Ｘ−Ｙテーブル
７１ Ｙテーブル
７２ 第２案内体
７３ Ｘテーブル
７４ 第２レール
７５ 第１案内体
７６ ピン
８，８Ａ，８Ｂ 第３駆動部
９ ベース
９１ 第１レール
９２ ストッパ

Claims (5)

1. 線材（１０）をコイル状に巻く芯金（２）と、
   前記芯金（２）を回転可能かつＹ方向に移動可能に支持する支持部（３）と、
   前記支持部（３）に固定され、前記芯金（２）を回転させる第１駆動部（４）と、
   前記線材（１０）を前記芯金（２）に押圧する押え部（５）と、
   前記押え部（５）を駆動する第２駆動部（６）と、
   前記支持部（３）を載置保持し、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル（７）と、
   前記Ｘ−Ｙテーブル（７）を一方に押圧する第３駆動部（８）と、
   とから構成されるコイル巻取機構（１）を２つ向かい合わせてベース（９）上に移動可能に載置し、直線状の前記線材（１０）の両端から前記各コイル巻取機構（１Ａ，１Ｂ）が前記ベースの中央に向けて前記線材（１０）をコイル状に巻き上げることを特徴とするコイル巻取装置。
2. 前記第３駆動部（８）が加圧シリンダであることを特徴とする請求項１に記載のコイル巻取装置。
3. 前記押え部（５）がその先端にローラ（５１）を有していて、前記ローラ（５１）で前記線材（１０）を前記芯金（２）に押圧していることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル巻取装置。
4. 前記ローラ（５１）の円周面には、前記線材（１０）の断面形状と略同様の断面形状の溝（５１ａ）が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコイル巻取装置。
5. 前記支持部（３）が内周面にネジが形成された第２円筒部（３３）を有しており、他方では、前記芯金（２）が取り付けられる前記支持部（３）の回転軸（３１）の一部が外周面にネジが形成された螺子部（３１ａ）となっていて、前記第２円筒体（３３）と前記螺子部（３１ａ）とが螺子嵌合されることにより、前記芯金（２）が、回転と同時にＹ方向に移動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のコイル巻取装置。

Images