JP2009302245A - エッジワイズコイルの巻線方法及び巻線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】巻終えたコイルの保持に好適なエッジワイズコイルの巻線方法及び巻線装置を提供する。
【解決手段】予め設定した長さ毎に送出される平角線３の折曲げ部分を折曲げ手段としてのメインクランプ１１の支点部材とベンダ１２とにより保持し、前記折曲げ手段に連なる平角線３の供給側を固定した状態で、ベンダ１２を支点部材回りに回転させることにより保持した平角線３を折曲げて、エッジワイズコイル４を形成するエッジワイズコイルの巻線方法であり、前記形成されるエッジワイズコイル４の内周側若しくは外周側にコイルガイド３１を係合させ、前記平角線３の送出し動作によるエッジワイズコイル４の移動に追従してコイルガイド３１を移動させ、前記折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイル４の移動に追従させてコイルガイド３１を回転させつつ移動させるようにした。
【選択図】図７

Description

本発明は、平角線を縦巻きするエッジワイズコイルの巻線方法及び巻線装置に関し、特に、巻線されたコイルの暴れ（軸方向、径方向への振動）が生じないように工夫したエッジワイズコイルの巻線方法及び巻線装置に関するものである。

従来から被覆銅線をコイル状に巻回した場合における巻線空間の利用効率を向上させるため、矩形断面の平角線を順次折り曲げて（平角線を幅方向に巻線する）縦巻きしてエッジワイズコイルを形成するエッジワイズコイル巻線装置が提案されている(特許文献１参照)。

これは、所定長繰り出した平角線を、軸中心に回転する支点ローラと支点ローラの外周に設けたベンダとにより挟み、ベンダを支点ローラ回りに回動させて平角線を９０度折曲げ、次いで平角線を所定長繰り出し、再びベンダを支点ローラ回りに回動させて平角線を９０度折曲げる動作を繰返すことにより、順次、平角線を９０度ずつ折り曲げて、エッジワイズコイルを製作するものである。
特開２００７−７４８８１号公報

ところで、上記したエッジワイズコイル巻線装置では、平角線を支点ローラとベンダとにより順次９０度ずつ折曲げてエッジワイズコイルを巻線するものであるため、巻線されたコイルは、平角線の上記折り曲げの都度当該折り曲げ部を中心として９０度ずつ回転され、平角線の繰出しの都度横移動される。

このため、高速に巻線しようとすると、巻線されたコイルが回転に伴い軸方向、径方向に振られて、コイルが暴れる現象を生じ、コイルの変形やコイル間の隙間が大きくなり、きれいに積層した巻線を製作するには巻線速度を下げる必要があった。特に巻線の終盤には、巻き上がったコイルが慣性のために、所定長さ送り時及び曲げの回転時に大きくふらついたり揺れたりして、巻線不能になる場合があり、この点からも、安定したコイル形状を保つためには巻線速度を下げる必要があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、巻終えたコイルの保持に好適なエッジワイズコイルの巻線方法及び巻線装置を提供することを目的とする。

本発明は、予め設定した長さ毎に送出される平角線の折曲げ部分を折曲げ手段の支点部材とベンダとにより保持し、前記折曲げ手段に連なる平角線の供給側を固定した状態で、ベンダを支点部材回りに回転させることにより保持した平角線を折曲げて、エッジワイズコイルを形成するエッジワイズコイルの巻線方法及び巻線装置であって、前記形成されるエッジワイズコイルの内周側若しくは外周側にコイルガイドを係合させ、前記平角線の送出し動作によるエッジワイズコイルの移動に追従してコイルガイドを移動させ、前記折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイルの移動に追従させてコイルガイドを回転させつつ移動させることを特徴とする。

したがって、本発明では、形成されるエッジワイズコイルの内周側若しくは外周側にコイルガイドを係合させ、前記平角線の送出し動作によるエッジワイズコイルの移動に追従してコイルガイドを移動させ、前記折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイルの移動に追従させてコイルガイドを回転させつつ移動させるため、巻線されるエッジワイズコイルと同様の動きをするコイルガイドによりエッジワイズコイルの振れを規制し、コイル形状を維持して、巻線時におけるコイルの暴れを防止できる。また、巻終えたエッジワイズコイルを、順次コイルガイドで規制しながら下方に巻落すので、新たに巻線されたコイルがコイルガイドにより規制され、軸方向、径方向に振動して巻線されたコイル形状が変形されることがない。

以下、本発明におけるエッジワイズコイル（以下では、単に「コイル」という場合もある）を形成するエッジワイズコイルの巻線方法および巻線装置を一実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明を適用したエッジワイズコイルの巻線装置の斜視図である。

図１において、エッジワイズコイルの巻線装置１は、平角線３をメインクランプ１１とベンダ１２とにより保持して所定の角度、例えば、９０度に折曲げる折曲げユニット１０と、折曲げユニット１０により順次折曲げられることにより枠状に巻かれ、折曲げユニット１０の折曲げ動作に伴って平面内で姿勢変化する枠状の平角線３を保持するコイルガイドユニット３０と、を備える。

また、折曲げユニット１０に平角線３を送出す上流側に、折曲げユニット１０に送出した平角線３をクランプして、折曲げユニット１０の折曲げ動作による下流側へ引出されを防止する押えユニット７０と、折曲げユニット１０による巻線に対応してエッジワイズコイル４の各辺の寸法に見合った所定長ずつ折曲げユニット１０へ平角線３を送出し作動する送りユニット５０と、を備える。

また、エッジワイズコイルの巻線装置１は、スプール８１から繰り出される平角線３を幅方向から複数のガイドローラ８２により交互に平角線３を挟んで幅方向に矯正する横ストレーナ部８３及び平角線３の厚さ方向から複数のガイドローラ８４により交互に挟んで厚さ方向に矯正する縦ストレーナ部８５からなる矯正ユニット８０を備え、歪み取りされた平角線３を前記送りユニット５０に送出すようにしている。前記各ユニット１０，３０，５０，７０，８０は、基台としてのテーブル２に取付けられる。

前記平角線３は、前記スプールから矯正ユニット８０、送りユニット５０、押えユニット７０を経由して折曲げユニット１０に送出され、折曲げユニット１０によりエッジワイズコイル４に巻線され、巻線されたエッジワイズコイル４をコイルガイドユニット３０により保持するようにしている。ここで、スプールから折曲げユニット１０への平角線３に沿った方向をＹ軸方向とし、この平角線３に直角な平面方向をＸ軸方向とし、これらに直交する上下方向をＺ軸方向とする。
＜送りユニット５０＞
前記送りユニット５０はテーブル２の側面に下端が固定された縦板５１に配置され、Ｙ軸方向に配置した複数のガイド５５により往復移動可能に配置され且つ折曲げユニット１０へ向かっての前進移動時に平角線３に厚さ方向から係合する送りクランプ５２と、送りクランプ５２を往復移動させる送り駆動機構５３と、前記送り駆動機構５３による送りクランプ５２の前進移動時に送りクランプ５２を平角線３に係合作動させ、送りクランプ５２の後退作動時に平角線３への係合作動を解除する送りクランプ作動手段５４を備える。

前記送りクランプ５２は、複数のガイド５５によりＹ軸方向に一体となって往復移動可能な上板５６と下板５７を備え、これら上下板５６，５７は平角線３を上下方向から挟んで案内する。上板５６には、図２に示すように、上下方向移動可能に保持されて平角線３の上面に接触する係合片５８と、係合片５８との間にスプリング５９を介して上下方向移動可能に配置された押圧片６０と、押圧片６０に回転可能に保持されたローラ６１と、を備える。ローラ６１の一部は上板５６の上面から突出させて配置され、この状態では平角線３と係合片５８とは軽く接触し、送りクランプ５２による平角線３への拘束を解除している。前記送りクランプ作動手段５４によりローラ６１が下方へ押込まれると、押圧片６０が下降されスプリング５９を介して係合片５８を下方に付勢して、下板５７との間で平角線３を挟圧することにより、送りクランプ５２を平角線３へ係合保持させる。

前記送りクランプ作動手段５４は、縦板５１上に昇降可能に配置された上下板６２と、上下板６２をカムローラ６３により下降させる送りクランプモータ６４と、を備える。前記上下板６２は下降時送りクランプ５２のローラ６１に係合してローラ６１を下方へ押込むＹ軸方向のレール６５を備え、上方にはカムローラ６３に接触するローラ６６を備える。そして、送りクランプ５２の前進移動時に、送りクランプモータ６４によりカムローラ６３を介して上下板６２を下降させて、レール６５により送りクランプ５２のローラ６１を押下げて送りクランプ５２を平角線３に係合させ、送りクランプ５２の後退移動時に、送りクランプモータ６４によりカムローラ６３を介して上下板６２を上昇させて、レール６５を送りクランプ５２のローラ６１から離脱させて送りクランプ５２の平角線３への係合を解除させる。

前記送り駆動手段５３は、縦板５１上にＹ軸方向に配置されて送りクランプ５２の上板５６に累合するボールねじ６７と、ボールねじ６７を回転駆動する送り駆動モータ６８と、を備える。送り駆動手段５３は、平角線３を送出す場合には、平角線３に係合した状態の送りクランプ５２をボールねじ６７により折曲げユニット１０に向かって、エッジワイズコイル４の各辺の寸法に見合った所定長だけ初期位置から前進させ、引き続く折曲げユニット１０による折曲げ動作と連動する押えユニット７０作動時に、平角線３への係合を解除した状態の送りクランプ５２を初期位置に後退させる。平角線３は、前記送り駆動機構５３による送りクランプ５２の前進作動時に送出しされ、送りクランプ５２の後退作動時には送りクランプ５２のみが後退する。

なお、前記送りクランプ作動手段５４は、送りクランプモータ６４により作動するカム機構（６３）により上下板６２を昇降させるものについて説明したが、上下板６２をエアシリンダ等により昇降させるようにしてもよく、また、その他の方法で上下板を昇降させるものであってもよい。

また、前記送りユニット５０として、図示しないが、例えば、平角線３の上下面に夫々ローラ面が接する一対のローラを駆動モータ等により駆動して、平角線３を送出すものであってもよい。
＜押えユニット７０＞
前記押えユニット７０は、折曲げユニット１０による平角線の曲げ時に平角線が曲げの力によって引き出されることを防止するものであり、前記縦板５１上に配置された平角線３を下方から支える枠体７１と、枠体７１内で昇降可能に配置された押え板７２と、押え板７２を下降させるカム７３と、カム７３を回転させるモータ７４と、を備える。平角線３が折曲げユニット１０により９０度曲げられる場合に、平角線３の巻線方向に大きな引張力が作用し、この力により平角線３が巻線方向に引き出されてしまうと、エッジワイズコイル４の各辺の長さがばらつきコイル形状が乱れることになる。したがって、押えユニット７０は、折曲げユニット１０による平角線３の９０度折曲げ時に、モータ７４によりカム７３を介して押え板７２を下降させて枠体７１との間で平角線３を挟圧して、巻線方向に引出されないようにする。
＜折曲げユニット１０＞
前記折曲げユニット１０は、前記送りユニット５０及び押えユニット７０が配置された縦板５１に隣接させて、同様にテーブル２の側面に下端が固定された縦板１３からテーブル２上に延設された上下の棚板１４に保持され、棚板１４から下方のテーブル２に向かって突出した位置にメインクランプ１１とベンダ１２とを備える。

前記下側の棚板１４には、図３に示すように、テーブルに向かって突出させて円筒部１４Ａを備え、この円筒部１４Ａの内部に前記ベンダ１２を構成する円筒部材１５を、複数(図示例では上下に配置した２個)の軸受け１５Ａにより軸方向移動を拘束した状態で回転自在に支持して備える。また、円筒部材１５の内部に前記メインクランプ１１を構成する円筒部材１７を、複数(図示例では上下に配置した２個)の軸受け１５Ｂにより軸方向移動を拘束した状態で回転自在に支持して備える。なお、後述するように、円柱部材１６及び円筒部材１７の回転は阻止されている。

前記メインクランプ１１は、図３，４に示すように、前記円筒部材１７と、円筒部材１７にスプライン嵌合等を介して収容されて円筒部材１７と一体となって回転可能であり且つ軸方向には独立して移動可能な円柱部材１６と、を備える。

前記円柱部材１６の下端は、円筒部材１７の下端より突出して露出し、その下端には平角線３を下方から支持するフランジ１８が一体に形成されている。前記フランジ１８の上面と円筒部材１７の下端面とで、平角線３の上下面を拘束する隙間が形成され、この隙間に平角線３を収容し、露出する円柱部材１６を折曲げ時の支点部材とするメインクランプ１１を構成している。前記支点部材を形成する円柱部材１６の半径は、後述するコイルガイド３１の角部に形成される部分円弧の曲率半径と一致させて形成している。

＜メインクランプ作動機構＞
前記円柱部材１６の上端は、連結手段２１を介して昇降可能な枠体２２に連結され、枠体２２にはローラ２３が回転可能に支持されると共に、ローラ２３には棚板１４に固定されたメインクランプモータ２４により回転駆動されるカム２５が係合している。前記連結手段２１は、円柱部材１６と枠体２２とを連結して一体となって昇降可能であり、枠体２２の回転が阻止されていることにより円柱部材１６及び円柱部材１６にスプライン嵌合している円筒部材１７の回転も阻止された状態としている。前記連結手段２１、枠体２２、ローラ２３、カム２５及びメインクランプモータ２４は、メインクランプ作動機構２０を構成する。

そして、平角線３の折曲げ時には、前記メインクランプ作動機構２０のメインクランプモータ２４によりカム２５を回転させてローラ２３を上昇させ、一体となっている枠体２２を引上げ、連結手段２１を介して円柱部材１６を引上げ、メインクランプ１１である下端のフランジ１８上面と円筒部材１７の下端面との間で平角線３を挟み付けるクランプ位置に位置される。このように折曲げ時に平角線３を上下から挟み付けて押圧することにより、平角線３の折曲げ時のふくらみを防止する。フランジ１８上面と円筒部材１７の下端との隙間の間隔は、円筒部材１７の下端部に配置され隙間に差込まれたスペース板１９により、その最小寸法が設定される。

また、メインクランプ作動機構２０のメインクランプモータ２４を回転させてカム２５によりローラ２３を下降させると、一体となって枠体２２が下降され、連結手段２１を介して円柱部材１６が下降され、下端のフランジ１８上面と円筒部材１７の下端面との間隔が拡大され、平角線３に対するメインクランプ１１の拘束を解除し、クランプ開放位置に位置される。

なお、メインクランプ作動機構２０として、上述したカム機構（２２〜２５）を用いることなく、例えば、エアシリンダ等により、フランジ１８（円柱部材１６）を引上げるようにしてもよく、また、その他の方法でフランジ１８（円柱部材１６）を昇降させるものであってもよい。

＜ベンダ１２ 収容部 折曲げモータ＞
前記円筒部材１５の下端には、平角線３のメインクランプ１１の隙間に保持された側とは反対側の外周側面に接する上下片１２Ａと、上下片１２Ａの上下端から円筒部材１７及びフランジ１８に向かって内周側に突出する突出片１２Ｂと、を備えるコ字状のベンダ１２が固定されている。平角線３は、メインクランプ１１側においては、上下面がフランジ１８上面及び円筒部材１７の下端面によりガイドされると共に、その側面が支点部材を構成する円柱部材１６の外周によりガイドされ、ベンダ１２側においては、ベンダ１２の上下片１２Ａと突出片１２Ｂとにより側面および上下面がガイドされる。前記フランジ１８上面と、支点部材を構成する円柱部材１６の外周と、円筒部材１７の下端面と、ベンダ１２の上下片１２Ａ及び突出片１２Ｂとは、平角線３をガイドし且つ折曲げる平角線３の収容部を形成する。

また、前記円筒部材１５の上端には、歯車２７が固定され、棚板１４に固定された折曲げモータ２８のスピンドルに固定された歯車２９が噛合されている。折曲げモータ２８は、噛合っている歯車２７，２９を介して円筒部材１５を初期位置から９０度回転させて、収容部に保持している平角線３を９０度折曲げし、再び円筒部材１５を９０度回転させて初期位置に戻すよう作動する。
＜コイルガイドユニット３０＞
前記コイルガイドユニット３０は、前記折曲げユニット１０により順次折曲げられることにより枠状に巻かれるエッジワイズコイル４を保持するコイルガイド３１と、折曲げユニット１０の折曲げ動作に伴って平面内で姿勢変化する枠状の平角線３に対応してコイルガイド３１を回転させるコイルガイド回転機構３２を備えるコイルガイド受け台３３と、コイルガイド３１の回転に伴ってコイルガイド受け台３３のテーブル２上の平面位置を変化させるＸＹ移動テーブル３４と、を備える。

前記コイルガイド３１は、図５，６に示すように、前記コイルガイド受け台３３に軸受けによりＺ軸回りに回転可能に配置された前記コイルガイド回転機構３２を構成する大傘歯車３５の軸部に内蔵された保持ケース３６内に下部が収容されて抜け止されると共に、保持ケース３６から上部に露出する部分は、巻線された平角線３によるエッジワイズコイル４の内周形状にほぼ等しい外周形状に形成されている。コイルガイド３１の四角部は部分円弧状に形成され、その曲率半径は前記折曲げユニット１０の支点部材を形成する円柱部材１６の半径と一致させて形成している。

＜コイルガイド収縮機構＞
前記コイルガイド３１は、長手方向の分割面により中央から２分割されると共に、分割面間に挿入したスプリング３７により互いに離間するよう付勢されることで、保持ケース３６の内面に押付けられて拡張状態となっている。保持ケース３６内のコイルガイド３１は、長手方向の両側面が下方に移るに連れて保持ケース３６内面から離間する下窄まりの一対の斜面３８Ａに形成され、この一対の斜面３８Ａには保持ケース３６内で昇降可能に設けたストッパ３９に設けた上拡がりの一対の斜面３８Ｂが係合している。

前記ストッパ３９は、前記大傘歯車３５の軸部を貫通して下方に延びる軸３９Ａを一体に備え、軸３９Ａの下端にはスラストベアリング４０を介して、コイルガイド受け台３３に固定したモータ４１により上下動するスライダ４１に連結されている。即ち、モータ４１はボールナット４２を回転駆動して、ボールナット４２にねじ込まれたボールねじ４３を昇降させ、ボールねじ４３に連結されたスライダ４１を昇降させるよう構成している。前記ストッパ３９、軸３９Ａ、スラストベアリング４０、スライダ４１、ボールナット４２、ボールねじ４３、モータ４１は、コイルガイド収縮機構４４を構成する。したがって、コイルガイド収縮機構４４のモータ４１によりスライダ４１を上昇させると、軸３９Ａが上昇してストッパ３９が上昇され、斜面３８Ａ，３８Ｂ同士の係合により、２分割されたコイルガイド３１が拡張状態からその幅寸法を縮小可能となっている。

前記コイルガイド３１は、後述するように、コイルガイド３１の周囲に巻線された平角線３を保持し、上述したように、コイルガイド収縮機構４４により幅寸法が縮むことにより、巻線されたコイルがコイルガイド３１上の下方位置に落下され、巻線が進むに連れ、順次縮んでいくことにより、台形形状のコイルが積層されて巻線される。

＜コイルガイド回転機構３２＞
前記コイルガイド回転機構３２を構成する大傘歯車３５はコイルガイド受け台３３内に内蔵され、コイルガイド受け台３３の側面にＹ軸（若しくはＸ軸）回りに回転可能に配置され、コイルガイド回転モータ４５により回転される小傘歯車４６と噛合っている。したがって、小歯車４６をコイルガイド回転モータ４５により回転させることにより、大傘歯車３５をＺ軸回りに回転させ、コイルガイド３１をＺ軸回りに回転させるよう機能する。

＜ＸＹ移動テーブル＞
前記ＸＹ移動テーブル３４は、テーブル２上に固定した枠体３４Ａを貫通させてＹ軸方向に配置したボールねじ４７ＡをＹ軸モータ４７Ｂにより回転させることによりＹ軸スライダ４７Ｃに沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸テーブル４７Ｄと、前記Ｙ軸テーブル４７Ｄ上において、Ｘ軸方向に配置したボールねじ４８ＡをＸ軸モータ４８Ｂにより回転させることによりＸ軸スライダ４８Ｃに沿ってＸ軸方向に移動するＸ軸テーブル４８Ｄと、を備える。前記Ｘ軸テーブル４８Ｄ上に前記コイルガイド受け台３３が固定されている。

図７はコイルガイド３１のＸＹ平面内での移動状態を示したものであり、エッジワイズコイル４の長辺に対する平角線３の折曲げ時には、コイルガイド３１はその中心位置をＰ１に位置させて実線図示に位置し、エッジワイズコイル４の長辺の折曲げに連れて、その中心位置をＰ１からＰ２に向けて移動させつつＺ軸回りに回転されてその中心位置をＰ２として波線図示に移動する。そして、エッジワイズコイル４の短辺の折曲げに対してはコイルガイド３１の位置をＰ２からＹ軸方向に移動させたＰ３に位置させてエッジワイズコイル４の短辺の折曲げが開始される。

次いで、エッジワイズコイル４の短辺に対する平角線３の折曲げ時には、コイルガイド３１はその中心位置をＰ３に位置させて破線図示に位置し、エッジワイズコイル４の短辺の折曲げに連れて、その中心位置をＰ３からＰ４に向けて移動させつつＺ軸回りに回転されてその中心位置をＰ４として波線図示に移動する。そして、エッジワイズコイル４の長辺の折曲げに対してはコイルガイド３１の位置をＰ４からＹ軸方向に移動させたＰ１に位置させてエッジワイズコイル４の長辺の折曲げが開始される。

以上の動作が繰返されることにより、折曲げユニット１０により折曲げて形成されるエッジワイズコイル４をコイルガイド３１により保持させるよう作動する。上記したＰ１からＰ２への移動時、および、Ｐ３からＰ４への移動時には、図示された直線上の移動されるのではなく、後述するように、インボリュート曲線による移動軌跡を伴って移動される。

以上の構成のエッジワイズコイルの巻線装置の動作について以下に説明する。

まず、スプール８１から平角線３を引き出し、横方向及び縦方向のストレーナ８３，８５、送りユニット５０の上板５６と下板５７の間を通し、押えユニット７０の枠体７１を通過させて、折曲げユニット１０に案内する。

折曲げユニット１０では、メインクランプ１１のフランジ１８上面と、支点部材を構成する円柱部材１６の外周と、円筒部材１７の下端面と、ベンダ１２の上下片１２Ａ及び突出片１２Ｂと、で構成した平角線３の収容部の開口方向を、Ｙ軸方向に向け、メインクランプ作動機構２０によりメインクランプ１１のフランジ１８が下降されて、平角線３の収容部を開いたクランプ開放状態としている。そして、平角線３の先端を、メインクランプ１１のフランジ１８と円筒部材１７との隙間に挿入するとともに、外周方向からコ字状のベンダ１２により平角線３を位置決めして、前記平角線３の収容部に平角線３の先端を収容させる。

次に、送りユニット５０の送りクランプモータ６４を回転させて、カム６３の凸部を上下板６２のローラ６６に当接させて上下板６２を下降させ、上下板６２のレール６５を送りクランプ５２の上板５６から突出している回転可能なローラ６１に当接させてローラ６１を下降させ、係合片５８と下板５７とで平角線３を固定クランプする。

そして、送り駆動モータ６８によりボールねじ６７を回転駆動して、上板５６と下板５７で構成された送りクランプ５２を前進移動させ、平角線３を所定長さだけ送り出す。平角線３は、折曲げユニット１０の収容部より更に先端側に突出される。

そして、押えユニット７０のモータ７４を作動させて押え板７２を下降させて平角線３をクランプすると共に、送りユニット５０の送りクランプモータ６４を回転させて、カム６３の凹部を上下板６２のローラ６６に当接させて上下板６２を上昇させ、上下板６２のレール６５を送りクランプ５２のローラ６１より離間させてローラ６１を上昇させ、係合片５８への押圧力を解除して平角線３へのクランプを開放させ、次いで、送り駆動モータ６８によりボールねじ６７を回転駆動して、上板５６と下板５７で構成された送りクランプ５２を後退移動させて初期位置に復帰させる。この場合に、平角線３は停止した状態を維持する。

次に、コイルガイド３１をＸＹ移動テーブル３４により移動させ且つコイルガイド回転機構３２により回転させて、図８に示すように、収容部より先に突出された平角線３に対してその側面がＸＹ平面上で接触するよう位置させる（なお、平角線３とコイルガイド３１とはＺ軸方向には離間している）と共に、コイルガイド３１の角部（部分円弧となっている）を円柱部材１６で形成する支点部材よりＹ軸方向へ所定距離Ａだけ離間させて位置させる。このＹ軸方向への所定距離Ａは、平角線３が前記支点部材（コイルガイド３１の部分的に円弧状となっている角部）に巻付く（平角線３の中央部の）長さ寸法により設定する。従って、この長さ寸法は、前記支点部材の表面への巻付き長さ（角部の部分円弧の長さ）と平角線３の幅寸法に応じて変化される。

この状態で、折曲げユニット１０のメインクランプ作動機構２０を作動させてメインクランプ１１のフランジ１８を上昇させて、平角線３の収容部を上下方向に狭めてクランプ状態とし、図９に示すように、折曲げモータ２８を回転させて円筒部材１５を９０度回転させ、ベンダ１２を支点部材(回転が阻止されているメインクランプ１１)回りに９０度回転させて、平角線３を９０度折曲げる。

これと並行して、コイルガイド回転機構３２のコイルガイド回転モータ４５によりコイルガイド３１を同様にＺ軸回りに回転させると共に、ＸＹ移動テーブル３４によりコイルガイド３１の中心を前記支点部材に対して９０度だけ巻付くインボリュート曲線の軌跡を持ってＸＹ方向に移動させて、ＸＹ平面上でコイルガイド３１の側面に折曲げされる平角線３が、ＸＹ平面上から見て、ほぼ当接状態を保つように移動させる。

前記平角線３の９０度折曲げの際、平角線３にはベンダ１２との摩擦力により平角線３を引出そうとするテンションが加わるが、押えユニット７０により平角線３は保持されているため、平角線３の折曲げ時に引出されることがなく、コイル形状が不安定になることはない。

また、前記平角線３の９０度折曲げの際、曲げの内周側では平角線３は収縮するので、強く押圧しないと膨らんでしまうが、折曲げユニット１０のメインクランプ１１を、メインクランプ作動機構２０を駆動させてクランプ位置として、平角線３に上下方向から押圧力をかけて、平角線３が寸法以上に膨らむのを防止している。

次いで、折曲げユニット１０のメインクランプ作動機構２０を作動させてメインクランプ１１のフランジ１８を下降させて、平角線３の収容部を上下方向に拡げてクランプ開放状態とし、図１０に示すように、折曲げモータ２８により円筒部材１５を９０度反転させ、ベンダ１２を支点部材回りに９０度回転させて、元の位置に戻す。

図１１は前記平角線３の折曲げ時におけるコイルガイド３１の移動軌跡を示すものである。平角線３の折曲げを開始前のコイルガイド３１は、実線で示され、メインクランプ１１の支点部材である円柱部材１６に沿って延びる平角線３に対して長辺を接触させるよう位置してその中心がＰ１に位置する。また、平角線３の折曲げ後のコイルガイド３１は、破線で示され、折曲げられた平角線３（破線）に対して長辺を接触させるよう位置してその中心がＰ２に位置する。そして、コイルガイド３１の中心位置は、ＸＹ移動テーブル３４によりＰ１から鎖線で示す移動軌跡を持ってＰ２に移動されると共に実線図示状態から波線図示状態に向かってコイルガイド３１回転機構により回転される。前記鎖線で示す移動軌跡は、支点部材の表面に加えて平角線３の曲げに対する中立面（折曲げ時に圧縮力も引張り力も作用しない面）までの厚さを加えた仮想の折曲げ半径に対して、平角線３を９０度だけ巻付けるインボリュート曲線の軌跡を持っている。

次いで、エッジワイズコイル４を形成するための次の折曲げ動作が開始される。即ち、押えユニット７０のモータ７４を作動させて押え板７２を上昇させて平角線３のクランプを解除する。

そして、送りユニット５０の送りクランプモータ６４を回転させて、カム６３の凸部を上下板６２のローラ６６に当接させて上下板６２を下降させ、上下板６２のレール６５を送りクランプ５２の上板５６から突出している回転可能なローラ６１に当接させてローラ６１を下降させ、係合片５８と下板５７とで平角線３を固定クランプする。そして、送り駆動モータ６８によりボールねじ６７を回転駆動して、上板５６と下板５７で構成された送りクランプ５２を前進移動させ、平角線３を所定長さだけ送り出す。そして、押えユニット７０のモータ７４を作動させて押え板７２を下降させて平角線３をクランプすると共に、前記したように、平角線３を開放させた状態で送りユニット５０を初期状態に復帰させる。

前記平角線３は、図１２に示すように、折曲げユニット１０の収容部より更に先端側に所定長だけ突出される。また、前記平角線３の送りに同期して、コイルガイド３１も、平角線３の側面にほぼ接した状態を保つようＹ軸方向に移動される。前記所定長とは、エッジワイズコイル４の直線部の長さと、９０度曲げ時のコイル長さ（中心軸に巻き付けられる前記した長さＡ）を足したものとなる。

そして、再び、メインクランプ作動機構２０によりメインクランプ１１をクランプ状態として平角線３を上下方向から挟圧して、再び、ベンダ１２を軸中心に回転させるとともに、コイルガイド３１を同様にＺ軸中心に回転させるとともに、コイルガイド３１の側面に平角線３がほぼ当接状態を保つように、ＸＹ方向に移動させる（図１３）。

次いで、折曲げユニット１０のメインクランプ作動機構２０を作動させてメインクランプ１１のフランジ１８を下降させて、平角線３の収容部を上下方向に拡げてクランプ開放状態とし、折曲げモータ２８により円筒部材１５を９０度反転させ、ベンダ１２を支点部材回りに９０度回転させて、元の位置に戻す（図１４）。

引き続き、図１５，１６に示すように、エッジワイズコイル４の直線部においては、メインクランプ１１による平角線３の押圧を解除すると共に、送りクランプ５２により平角線３を所定長さ繰り出し、エッジワイズコイル４の曲げ部においては、メインクランプ１１で平角線３を押圧して、曲げ時の平角線３の膨らみを防止して、巻線を継続することにより、エッジワイズコイル４を製作することができる。

また、コイルガイド３１を絶えず巻線される平角線３および巻線されたエッジワイズコイル４にほぼ当接させて巻線することにより、エッジワイズコイル４の振れを規制し、高速に巻線する場合でも、巻かれたエッジワイズコイル４が軸方向（上下方向）や径方向（外周方向）に移動して暴れるのを防止することができる。

なお、上記実施形態において、メインクランプ１１が回転しないものについて説明したが、上端の連結手段２１を回転を許容するスラスト軸受けにより構成すると共に、メインクランプ１１を構成する円筒部材１７を円筒部材１５に、軸受け１５Ｂを介在させることなく一体化させ、円筒部材１５と円筒部材１７とが一体回転するようにしてもよい。また、メインクランプ１１を構成する円筒部材１７と円筒部材１５との間の軸受け１５Ｂを介在させた状態で、上端の連結手段２１を回転を許容するスラスト軸受けにより構成し、円筒部材１５と円筒部材１７(円柱部材１６)とが夫々互いに拘束されずに自由に回転するようにしてもよい。

＜台形コイル＞
また、上記したコイルガイド３１は、台形のエッジワイズコイル４を巻線する場合に、コイルの一巻き毎に、コイルガイド収縮機構４４により２分割したコイルガイド３１を縮小させて、コイルガイド３１上の下方位置に巻き落とすものであるので、連続して台形巻きが可能であり、かつ巻き線されたコイルはコイルガイド３１に規制され高速移動時にも安定して、軸方向（上下方向）や径方向（外周方向）にコイルガイド３１と共に移動してコイル自体が暴れることがない。

なお、この場合には、１巻き毎に、コイルガイド３１の外周形状が小さくなっていくので、メインクランプ１１の回転中心軸である円柱部材１６とコイルガイド３１との距離、及び、９０度折曲げ時のコイルガイド３１の移動軌跡であるインボリュート曲線形状は、絶えず変化していくため、その移動軌跡を設定するプログラムは複雑なものになるが、基本的には、１巻き毎に所定数値に変更を加えることにより実現可能である。

なお、上記実施形態において、コイルガイド３１として、台形のエッジワイズコイル４を巻線するものについて説明したが、例えば、外径が巻初めと巻き終りで寸法が同一のエッジワイズコイル４であれば、図１７，１８に示すように、コイルガイド３１の周囲に平角線３により巻付けられるエッジワイズコイル４の巻初めの端部を受けるとともに、１巻き毎に、下方に移動するコイル受け９０を設ける構造としてもよい。このコイルガイド３１においては、長手方向の分割部により分割してもしなくてもよい。このようにコイルの一巻き毎に、下方に移動させるコイル受け９０を設けるようにすると、巻き終わったコイルが、コイルガイド３１に規制されて、高速移動時にも安定して、軸方向（上下方向）や径方向（外周方向）に移動して暴れることがない。

また、実際には、最初の数ターンの巻線ではコイルの重量も軽く、高速に巻線しても、コイルが暴れることはないので、特に下方に移動させるコイル受け９０を設けない、図１９，２０に示す構造であっても、コイルガイド３１とコイルの内周にわずかな隙間が生じるような形状で巻線するように折曲げユニット１０の動作プログラムを組めば、数ターン後に、コイルは重量で、コイルガイド３１に収容されるため、その後高速に巻線がなされても、コイルはコイルガイド３１に規制されコイルが暴れることがない。

また、コイルガイド３１はコイルを内周から規制するのではなく、外周あるいは両方から規制するものであってもよく、折曲げユニット１０との位置関係は上下反対、即ち、コイルガイド３１は、ベンダ１２の下方に位置させているが、これを逆にして、コイルガイド３１をベンダ１２の上方に位置させ、ベンダ１２を下方に配置してもよい。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）予め設定した長さ毎に送出される平角線３の折曲げ部分を折曲げ手段としてのメインクランプ１１の支点部材とベンダ１２とにより保持し、前記折曲げ手段に連なる平角線３の供給側を固定した状態で、ベンダ１２を支点部材回りに回転させることにより保持した平角線３を折曲げて、エッジワイズコイル４を形成するエッジワイズコイルの巻線方法であり、前記形成されるエッジワイズコイル４の内周側若しくは外周側にコイルガイド３１を係合させ、前記平角線３の送出し動作によるエッジワイズコイル４の移動に追従してコイルガイド３１を移動させ、前記折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイル４の移動に追従させてコイルガイド３１を回転させつつ移動させる。このため、巻線されるエッジワイズコイル４と同様の動きをするコイルガイド３１によりエッジワイズコイル４の振れを規制し、コイル形状を維持して、巻線時におけるコイルの暴れを防止できる。また、巻終えたエッジワイズコイル４を、順次コイルガイド３１で規制しながら下方に巻落すので、新たに巻線されたコイルがコイルガイド３１により規制され、軸方向、径方向に振動して巻線されたコイル形状が変形されることがない。

（イ）平角線３の折曲げ動作に伴うエッジワイズコイル４の移動に追従させるコイルガイド３１の移動は、前記支点部材の外径に対するインボリュート曲線を基準とする移動軌跡上に沿ってコイルガイド３１の回転中心軸を移動させつつ、コイルガイド３１を回転させるものであるため、折曲げユニット１０による平角線３の折曲げ時における巻終えたエッジワイズコイル４の移動に対して、精度よくコイルガイド３１を追従させることができる。

（ウ）インボリュート曲線を基準とする移動軌跡は、エッジワイズコイル４に使用する平角線３の幅寸法に応じて、前記支点部材の仮想の外径を変化させることにより補正することにより、平角線３の断面寸法が変化しても、折曲げユニット１０による平角線３の折曲げ時における巻終えたエッジワイズコイル４の移動に対して、精度よくコイルガイド３１を追従させることができる。

本発明のエッジワイズコイルの巻線方法及び巻線装置は、ステータを構成するものに限らず、例えば、コイル単体を構成するものや、他の電機子を構成するものにも利用できる。

本発明の一実施形態を示すエッジワイズコイル巻線機の概略構成を示す斜視図。 送りクランプの概略断面図。 折曲げユニットの断面図。 メインクランプの斜視図。 コイルガイドの斜視図。 コイルガイドユニットの概略断面図。 コイルガイドの平面内での移動状態を説明する説明図。 巻線装置による巻線状態を説明する作動図。 巻線装置による図８に続く巻線状態を説明する作動図。 巻線装置による図９に続く巻線状態を説明する作動図。 コイルガイドの移動軌跡を説明する説明図。 巻線装置による図１０に続く巻線状態を説明する作動図。 巻線装置による図１２に続く巻線状態を説明する作動図。 巻線装置による図１３に続く巻線状態を説明する作動図。 巻線装置による図１４に続く巻線状態を説明する作動図。 巻線装置による図１５に続く巻線状態を説明する作動図。 コイルガイドの第１の変形例を示す斜視図。 図１８に示すコイルガイドユニットの断面図。 コイルガイドの第２の変形例を示す斜視図。 図１９に示すコイルガイドユニットの断面図。

符号の説明

１ エッジワイズコイルの巻線装置
２ テーブル
３ 平角線
１０ 折曲げユニット
１１ メインクランプ
１２ ベンダ
３０ コイルガイドユニット
３１ コイルガイド
５０ 送りユニット
７０ 押えユニット
８０ 矯正ユニット

Claims (6)

1. 予め設定した長さ毎に送出される平角線の折曲げ部分を折曲げ手段の支点部材とベンダとにより保持し、前記折曲げ手段に連なる平角線の供給側を固定した状態で、ベンダを支点部材回りに回転させることにより保持した平角線を折曲げて、エッジワイズコイルを形成するエッジワイズコイルの巻線方法であって、
   前記形成されるエッジワイズコイルの内周側若しくは外周側にコイルガイドを係合させ、
   前記平角線の送出し動作によるエッジワイズコイルの移動に追従してコイルガイドを移動させ、
   前記折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイルの移動に追従させてコイルガイドを回転させつつ移動させることを特徴とするエッジワイズコイルの巻線方法。
2. 前記平角線の折曲げ動作に伴うエッジワイズコイルの移動に追従させるコイルガイドの移動は、前記支点部材の外径に対するインボリュート曲線を基準とする移動軌跡上に沿ってコイルガイドの回転中心軸を移動させつつ、コイルガイドを回転させるものであることを特徴とする請求項１に記載のエッジワイズコイルの巻線方法。
3. 前記インボリュート曲線を基準とする移動軌跡は、エッジワイズコイルに使用する平角線の幅寸法に応じて、前記支点部材の仮想の外径を変化させることにより補正することを特徴とする請求項２に記載のエッジワイズコイルの巻線方法。
4. 平角線の折曲げ部分を支点部材とベンダとにより保持し、ベンダを支点部材回りに回転させることにより保持した平角線を折曲げる折曲げ手段と、平角線を前記折曲げ手段に予め設定した長さ毎に送出す送り手段と、前記折曲げ手段の折曲げ動作時に折曲げ手段に連なる平角線を固定保持する保持手段と、を備えて、平角線の折曲げによりエッジワイズコイルを形成するエッジワイズコイルの巻線装置であって、
   前記折曲げ手段による平角線の折曲げにより形成されるエッジワイズコイルの内周側若しくは外周側に係合するコイルガイドを備え、
   前記送り手段の送り動作によるエッジワイズコイルの移動に追従してコイルガイドを移動させ、前記折曲げ手段の折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイルの移動に追従してコイルガイドを回転させつつ移動させるコイルガイド移動手段を備えることを特徴とするエッジワイズコイルの巻線装置。
5. 前記平角線の折曲げ動作に伴うエッジワイズコイルの移動に追従させるコイルガイドの移動は、前記支点部材の外径に対するインボリュート曲線を基準とする移動軌跡上に沿ってコイルガイドの回転中心軸を移動させつつ、コイルガイドを回転させるものであることを特徴とする請求項４に記載のエッジワイズコイルの巻線装置。
6. 前記インボリュート曲線を基準とする移動軌跡は、エッジワイズコイルに使用する平角線の幅寸法に応じて、前記支点部材の仮想の外径を変化させることにより補正することを特徴とする請求項５に記載のエッジワイズコイルの巻線装置。