JP2012015459A

JP2012015459A - コイル製造方法、及びコイル製造装置

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Publication number: JP2012015459A
Application number: JP2010153214A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Mochizuki; 和彦望月
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-01-19

Abstract

【課題】平角導線を高速で正確に送ることのできるコイル製造方法、及びコイル製造装置を提供する。
【解決手段】直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造方法において、円周に等間隔で溝１２ｃ１〜１２ｃ５が形成された円板１２ｂと、一端１３ａが駆動モータの駆動軸に連結された第１リンク１３と、第１リンク１３の他端１３ｂが中央部１４ｃに連結された第２リンク１４と、第２リンク１４の一端１４ａに連結されたローラフォロア２３、連結板２２、スライダ２１から成る直線運動体と、第２リンク１４の他端１４ｂに付設され、円板１２ｂの溝１２ｃと着脱するカムフォロア１５とを備えるゼネバ機構１０を有し、ゼネバ機構１０は、駆動モータが一定方向に定速回転することにより、出力軸に所定の回転角度と、所定の停止角度とを交互に生成し、リンク機構により出力軸の回転を直進運動に変換する。
【選択図】図１

Description

本発明は、平角導線に対して、直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造方法、及びコイル製造装置に関する。

例えばモータのステータコイルとして、断面が約１ｍｍ×約１０ｍｍの平角導線を、エッジワイズ方向で矩形状に巻回したものが用いられている。
こうしたコイルの製造工程では、平角導線に対して、所定量の送りと、９０度の曲げ加工とを繰り返し行うことにより、平角導線をコイル状に巻回している。
平角導線を送る場合、例えば特許文献１に記載されるようなクランクフィーダーが用いられている。このクランクフィーダーは、クランプ爪、エアシリンダ、サーボモータ等から構成されている。そして、送り部のクランプ爪が平角導線の側面部をクランプした状態で、サーボモータを正転させて、送り部を送り方向に平行移動させる。平行移動の終了後、送り部のクランプ爪が平角導線をアンクランプする。その後、サーボモータを逆転させて、送り部を元の位置に戻す。送出し量は、サーボモータをコンピュータ制御することにより、数値的に制御されている。

特開2005-093852号公報

しかしながら、上記した従来のコイル製造方法には、次のような問題があった。
（１）コイルを送り出すサーボモータの正逆間欠運転と、クランプ・アンクランプの動作タイミングとを同期させるためには、サーボモータを一時的に停止させて、回転を反転させる必要があった。このようにサーボモータを停止・反転させることで無駄な時間を費やし、全体として、コイルの製造時間が長くなるという問題があった。
一般に、製品の製造スピードが遅い場合、製造設備にかかる費用が、製品コストへと大きく跳ね返ってしまう。それ故、製品コストを低減するためにも、製造工程のスピードアップが強く望まれている。
例えば、モータ用の平角導線の送りスピードとしては、１００ｍｍ送るのに、モータを停止させることなく、０．１秒程度とすることが望まれているが、従来のコイル製造方法では、夢のような話であった。

（２）また、モータステータ用のコイルは、先細り形状のティースに巻回される場合がある。この場合には、巻回する各周の長さを変化させる必要があるため、平角導線の送り量を任意に変化させられることが望まれている。
ところが、常に一定量の長さを正確に送るのでさえ容易ではなく、その上、送り量を任意に変更できるようにすることは、きわめて困難であった。
もちろん、ゆっくり送る場合であれば、従来の技術でも可能かもしれないが、１００ｍｍを０．１秒という高速で送りながら送り量を任意に変更可能とすることは、きわめて困難であった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、平角導線を高速で正確に送ることのできるコイル製造方法、及びコイル製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のコイル製造方法は、次のような構成を有している。
（１）平角導線に対して、直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造方法において、（ａ）円周に等間隔で溝が形成された円板と、一端が駆動モータの駆動軸に連結された第１リンクと、第１リンクの他端が中央部に連結された第２リンクと、第２リンクの一端に連結された直線運動体と、第２リンクの他端に付設され、円板の溝と着脱するカムフォロアとを備えるゼネバ機構を有すること、（ｂ）ゼネバ機構は、駆動モータが駆動軸を一定方向に回転させることにより、出力軸に所定の回転角度と、所定の停止角度とを交互に生成すること、（ｃ）出力軸の回転を直進運動に変換するリンク機構を有すること、を特徴とする。

（２）（１）に記載するコイル製造方法において、（ｄ）前記リンク機構は、一端が前記出力軸に連結された自在継手と、一端が前記自在継手の他端に連結された第３リンクと、一端が前記第３リンクの他端に連結された第４リンクと、前記第４リンクの他端に連結され、平角導線を直進させて送る直進送り手段と、前記第３リンクを直進移動させる直進移動手段とを有すること、（ｅ）前記直進移動手段により、前記第３リンクの位置を変化させ、前記直進送り手段の送り量を変化させること、を特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明のコイル製造装置は、次のような構成を有している。
（３）平角導線に対して、直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造装置において、（ａ）円周に等間隔で溝が形成された円板と、一端が駆動モータの駆動軸に連結された第１リンクと、第１リンクの他端が中央部に連結された第２リンクと、第２リンクの一端に連結された直線運動体と、第２リンクの他端に付設され、円板の溝と着脱するカムフォロアとを備えるゼネバ機構を有すること、（ｂ）ゼネバ機構は、駆動モータが駆動軸を一定方向に回転させることにより、出力軸に所定の回転角度と、所定の停止角度とを交互に生成すること、（ｃ）出力軸の回転を直進運動に変換するリンク機構を有すること、を特徴とする。

（４）（３）に記載するコイル製造装置において、（ｄ）前記リンク機構は、一端が前記出力軸に連結された自在継手と、一端が前記自在継手の他端に連結された第３リンクと、一端が前記第３リンクの他端に連結された第４リンクと、前記第４リンクの他端に連結され、平角導線を直進させて送る直進送り手段と、前記第３リンクを直進移動させる直進移動手段とを有すること、（ｅ）前記直進移動手段により、前記第３リンクの位置を変化させ、前記直進送り手段の送り量を変化させる制御手段を有すること、を特徴とする。

次に、本発明に係るコイル製造方法、及びコイル製造装置の作用及び効果について説明する。
（１）平角導線に対して、直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造方法において、（ａ）円周に等間隔で溝が形成された円板と、一端が駆動モータの駆動軸に連結された第１リンクと、第１リンクの他端が中央部に連結された第２リンクと、第２リンクの一端に連結された直線運動体と、第２リンクの他端に付設され、円板の溝と着脱するカムフォロアとを備えるゼネバ機構を有すること、（ｂ）ゼネバ機構は、駆動モータが駆動軸を一定方向に回転させることにより、出力軸に所定の回転角度と、所定の停止角度とを交互に生成すること、（ｃ）出力軸の回転を直進運動に変換するリンク機構を有すること、を特徴とするので、駆動モータが駆動軸を一定方向に回転させているため、駆動軸の回転角度に応じて、予め出力軸の回転・停止タイミングを決定しておけば、送り動作、アンクランプ動作、戻し動作及びクランプ動作を、必ず同じタイミング（駆動軸の回転角度）で繰り返し行うことができる。これにより、動作全体のスピードを速めることができ、平角導線を０.１秒で１００ｍｍ送ることが可能となる。

（２）（１）に記載するコイル製造方法において、（ｄ）前記リンク機構は、一端が前記出力軸に連結された自在継手と、一端が前記自在継手の他端に連結された第３リンクと、一端が前記第３リンクの他端に連結された第４リンクと、前記第４リンクの他端に連結され、平角導線を直進させて送る直進送り手段と、前記第３リンクを直進移動させる直進移動手段とを有すること、（ｅ）前記直進移動手段により、前記第３リンクの位置を変化させ、前記直進送り手段の送り量を変化させること、を特徴とするので、直進移動手段の動作を、送り動作、アンクランプ動作、戻し動作及びクランプ動作と並列に行うことができ、平角導線を０．１秒で１００ｍｍ送っているときでも、平角導線の送り量を任意かつ正確に変化させることができる。

本実施形態に係るコイル製造装置のゼネバ機構を示す平面図である。図１に示すゼネバ機構のＡ−Ｏ１−Ａ断面図である。本実施形態に係るコイル製造装置のリンク機構を示す平面図である。図３に示すリンク機構の断面図である。ゼネバ機構の第１動作の様子を示す平面図である。ゼネバ機構の第２動作の様子を示す平面図である。ゼネバ機構の第３動作の様子を示す平面図である。ゼネバ機構の第４動作の様子を示す平面図である。リンク機構の第１動作の様子を示す平面図である。リンク機構の第２動作の様子を示す平面図である。リンク機構の第３動作の様子を示す平面図である。リンク機構の第４動作の様子を示す平面図である。送り量の変更態様に係るリンク機構の第１動作の様子を示す平面図である。送り量の変更態様に係るリンク機構の第２動作の様子を示す平面図である。送り量の変更態様に係るリンク機構の第３動作の様子を示す平面図である。

以下、本発明に係るコイル製造方法、及びコイル製造装置を具体化した実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態のコイル製造装置は、モータステータ用のコイルを製造するためのものであり、断面が約１ｍｍ×約１０ｍｍの平角導線に対して、直進送りと曲げ工程とを繰り返すことにより、エッジワイズ方向で矩形状にコイルを巻回するものである。このコイル製造装置は、入力される連続回転を断続回転に変換して出力するためのゼネバ機構と、ゼネバ機構により出力された断続回転を直進運動に変換するためのリンク機構とを備えている。

［ゼネバ機構の構成］
まず、本実施形態のゼネバ機構の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のゼネバ機構を示す平面図である。図２は、図１に示すゼネバ機構のＡ−Ｏ１−Ａ断面図である。
ゼネバ機構１０は、図２に示すように、駆動モータ１の動力を入力するための入力軸１１と、入力軸１１に入力された動力を変換するための第１リンク１３、第２リンク１４と、変換された動力を出力するための第１出力軸１２（１２ａ，１２ｂ）とを備えている。

入力軸１１は、駆動モータ１の駆動軸２と平行になるよう上下方向に設けられている。入力軸１１に固定されたプーリ９は、タイミングベルト３を介して、駆動モータ１の駆動軸２に固定されたプーリ６と連結されている。入力軸１１の下端１１ａは、保持部１８により回転可能に保持されている。入力軸１１の上端１１ｂには、第１リンク１３の一端１３ａ（図１参照）が、一体に固定されている。
第１出力軸１２は、中空形状をなす円筒部１２ａと、円筒部１２ａの上端にフランジ状に形成された円板部１２ｂとを備えている。第１出力軸１２の内部には、入力軸１１が、ベアリング１９を介して貫挿されている。すなわち、入力軸１１と第１出力軸１２とは、同じ回転中心Ｏ１を軸として、互いに相対回転可能に設けられている。円筒部１２ａの下端には、プーリ８が固定されている。また、円板部１２ｂには、図１に示すように、円周を５等分した各位置に、中心方向へ延びるカム溝１２ｃ（１２ｃ１〜１２ｃ５）が形成されている。

第１リンク１３は、棒状部材である。第１リンクの他端１３ｂには、第２リンク１４の中央部１４ｃが、水平面内で相対回転可能に連結されている。第２リンク１４は、第１リンク１３より長尺な棒状部材である。第２リンク１４の一端１４ａには、後述する直線運動体２０（２１，２２，２３）が連結されている。第２リンク１４の他端１４ｂの下面には、カムフォロア１５が付設されている。カムフォロア１５は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃと着脱可能に設けられている。
直進運動体２０は、リニアガイド７に沿ってスライドするスライダ２１と、スライダ２１に固定された連結板２２と、連結板２２に取り付けられたローラフォロア２３とを備えている。ローラフォロア２３は、第２リンク１４の一端１４ａの下面に、水平面内で相対回転可能となるように連結されており、円板部１２ｂのカム溝１２ｃと着脱可能に設けられている。

［リンク機構の構成］
続いて、本実施形態のリンク機構の構成について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、本実施形態のリンク機構を示す平面図である。図４は、図３に示すリンク機構の断面図である。
図４に示すリンク機構３０は、ゼネバ機構１０の第１出力軸１２と連動する第２出力軸３１を備えている。第２出力軸３１は、第１出力軸１２と平行に設けられている。第２出力軸３１に固定されたプーリ３９は、タイミングベルト４を介して、第１出力軸１２に固定されたプーリ８と連結されている。第１出力軸１２のプーリ８と、第２出力軸３１のプーリ３９との径比は、５：２に設定されている。すなわち、第２出力軸３１の回転角度は、第１出力軸１２の回転角度を２．５倍したものとなる。第２出力軸３１の下端３１ａは、保持部３６により回転可能に保持されている。第２出力軸３１の上端３１ｂは、自在継手３２を介して可動軸３３の下端３３ａと連結されている。

自在継手３２は、軸心の異なる回転軸間で回転を伝達するためのものである。本実施形態の自在継手３２は、第２出力軸３１の上端３１ｂに固定されたリング状の継手部３２ａと、可動軸３３の下端３３ａに固定されたリング状の継手部３２ｂとを、平板状のバネからなる回転伝達部３２ｃにより連結したものである。これにより、第２出力軸３１と可動軸３３との軸心をずらした場合であっても、第２出力軸３１の回転が、可動軸３３に同じ回転角度で伝達されるようになっている。

可動軸３３は、第２出力軸３１と平行に設けられている。この可動軸３３は、水平面内で直進移動可能なホルダ３７により、ベアリング３８を介して回転可能に保持されている。可動軸３３の上端３３ｂには、第３リンク３４の一端３４ａが、一体に固定されている。第３リンク３４は、棒状部材である。第３リンク３４の他端３４ｂには、第４リンク３５の一端３５ａが、水平面内で相対回転可能となるように連結されている。第４リンク３５は、第３リンク３４より長尺な棒状部材である。第４リンク３４の他端３５ｂには、直進送り手段４０（４１，４２，４４）が連結されている。

直進送り手段４０は、平角導線５を方向Ｘに直進させて送るためのものである。この直進送り手段４０は、リニアガイド４３に沿ってスライドするスライダ４１と、スライダ４１に固定された可動テーブル４２と、可動テーブル４２上に取り付けられた可動クランプユニット４４（４５ａ，４５ｂ，４６，４７，４８）とを備えている。リニアガイド４３は、その中心線が平角導線５の送り方向Ｘと平行に設けられている。可動テーブル４２には、第４リンク３５の他端３５ｂが、水平面内で相対回転可能に連結されている。
可動クランプユニット４４は、平角導線５をクランプするための固定挟持部４５ａ及び可動挟持部４５ｂと、可動挟持部４５ｂをバネ４６を介して押圧する回転カム４７と、回転カム４７を回転駆動するクランプ用モータ４８とを備えている。
また、可動クランプユニット４４より送り方向Ｘ側には、装置側に固定された固定クランプユニット６０（６２ａ，６２ｂ，６３，６４，６５）が設けられている。この固定クランプユニット６０は、平角導線５をクランプするための固定挟持部６２ａ及び可動挟持部６２ｂと、可動挟持部６２ｂをバネ６３を介して押圧する回転カム６４と、回転カム６４を回転駆動するクランプ用モータ６５とを備えている。固定挟持部６２ａは、装置側に取り付けられた支持台６１に固定されている。また、固定クランプユニット６０より送り方向Ｘ側には、平角導線５の曲げ加工を行う周知の曲げ加工部（図示略）が設けられている。

さらに、本実施形態のリンク機構３０には、可動軸３３及びそれに固定された第３リンク３４を直進移動させるための直進移動手段５０（３７ａ，５２，５１）が備えられている。この直進移動手段５０は、可動軸３３のホルダ３７の下端に固定されたスライダ３７ａと、スライダ３７ａをスライドさせるリニアガイド５２と、可動軸３３をボールネジ機構５４により直進移動させる補正用モータ５１とを有している。リニアガイド５２は、図３に示すように、その中心線が水平面内で平角導線５の送り方向Ｘと直交する方向Ｙに設けられている。補正用モータ５１の軸５６は、リニアガイド５２と平行に設けられている。ボールネジ機構５４は、補正用モータ５１の軸５６の外周面に形成された雄ネジと、可動軸３３を保持するホルダ３７に形成された雌ネジと、これら雄ネジ及び雌ネジの間に配置されたボールとを有している。

「コイル製造装置の動作」
次に、上記構成を有するコイル製造装置のゼネバ機構１０及びリンク機構３０における動作の様子について、図５〜図１２を参照しながら説明する。以下では、各機構１０，３０における動作を、入力軸１１の回転角度に応じて、第１動作（回転角度：０°〜１４４°）、第２動作（回転角度：１４４°〜３６０°）、第３動作（回転角度：３６０°〜５０４°）及び第４動作（回転角度：５０４°〜７２０°）の４つに分けて説明する。図５は、ゼネバ機構の第１動作の様子を示す平面図である。図６は、ゼネバ機構の第２動作の様子を示す平面図である。図７は、ゼネバ機構の第３動作の様子を示す平面図である。図８は、ゼネバ機構の第４動作の様子を示す平面図である。図９は、リンク機構の第１動作の様子を示す平面図である。図１０は、リンク機構の第２動作の様子を示す平面図である。図１１は、リンク機構の第３動作の様子を示す平面図である。図１２は、リンク機構の第４動作の様子を示す平面図である。ここでは、図１及び図３に示す各機構１０，３０の状態を、回転角度０°の初期状態として説明する。

＜第１動作＞
第１動作は、平角導線５を送り方向Ｘへ直進移動させて送る動作である。この第１動作は、可動クランプユニット４４で平角導線５をクランプし、固定クランプユニット６０で平角導線５をアンクランプした状態で行われる（図９参照）。なお、図９〜１２では、クランプユニット４４，６０の動作状態を簡単に表示すべく、平角導線５のアンクランプ時には固定挟持部４５ａ，６２ａを図示し、平角導線５のクランプ時には可動挟持部４５ｂ，６２ｂを図示している。
まず、ゼネバ機構１０側では、駆動モータ１により駆動軸２を駆動して、駆動軸２と連結した入力軸１１を、０°〜１４４°まで反時計回りに定速回転させる。これにより、図５に太線矢印Ａ１で示すように、入力軸１１と一体に固定された第１リンク１３を、回転中心Ｏ１を軸として、０°〜１４４°まで反時計回りに定速回転させる。ここで、第１リンク１３の他端１３ｂには、第２リンク１４の中央部１４ｃが連結されている。そのため、第２リンク１４の中央部１４ｃも、第１リンク１３の他端１３ｂとともに、回転中心Ｏ１を軸として反時計回りに回転する。このとき、第２リンク１４の一端１４ａに付設されたローラフォロア２３は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ３から外れ、リニアガイド７に沿って左右方向へ往復移動する。一方、第２リンク１４の他端１４ｂに付設されたカムフォロア１５は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ１に入り込みながら、太線矢印Ｂ１に示す軌道を描いて移動する。これにより、円板部１２ｂは、太線矢印Ｃ１に示すように、回転中心Ｏ１を軸として７２°時計回りに回転する。こうして、第１出力軸１２を、回転中心Ｏ１を軸として、時計回りに７２°回転させることができる。

ここで、ゼネバ機構１０の第１出力軸１２と、リンク機構３０の第２出力軸３１とは、タイミングベルト４を介して２：５の回転比で連結されている。したがって、第１出力軸１２が時計回りに７２°回転すると、リンク機構３０側では、第２出力軸３１が時計回りに１８０°回転する。このとき、自在継手３２を介して第２出力軸３１に連結された可動軸３３も、回転中心Ｏ２を軸として１８０°時計回りに回転する。これにより、図９に太線矢印Ｄ１で示すように、可動軸３３に固定された第３リンク３４が、回転中心Ｏ２を軸として、１８０°時計回りに回転する。ここで、第３リンク３４の他端３４ｂには、第４リンク３５の一端３５ａが連結されている。そのため、第４リンク３５の一端３５ａも、回転中心Ｏ２を軸として１８０°時計回りに回転する。これにより、第４リンク３５の他端３５ｂに連結された可動テーブル４２は、太線矢印Ｅ１で示すように、リニアガイド４３に沿って送り方向Ｘへ直進移動する。これに伴い、可動クランプユニット４４にクランプされた平角導線５も、可動テーブル４２とともに送り方向Ｘへと直進移動する。こうして、平角導線５を方向Ｘへ距離Ｌ１だけ送ることができる。

＜第２動作＞
第２動作は、平角導線５の送りを停止した状態で、可動クランプユニット４４により平角導線５をアンクランプするとともに、固定クランプユニット６０により平角導線５をクランプする動作である。この第２動作は、第１動作により平角導線５を送り終わった状態で行われる。
まず、ゼネバ機構１０側では、駆動モータ１により駆動軸２を駆動して、駆動軸２と連結した入力軸１１を、１４４°〜３６０°まで反時計周りに定速回転させる。これにより、図６に太線矢印Ａ２で示すように、入力軸１１と一体に固定された第１リンク１３を、回転中心Ｏ１を軸として、１４４°〜３６０°まで反時計周りに定速回転させる。ここで、第１リンク１３の他端１３ｂには、第２リンク１４の中央部１４ｃが連結されている。そのため、第２リンク１４の中央部１４ｃも、第１リンク１３の他端１３ｂとともに、回転中心Ｏ１を軸として反時計回りに回転する。このとき、第２リンク１４の一端１４ａに付設されたローラフォロア２３は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ４に入り込みながら、リニアガイド７に沿って左右方向へ往復移動する。これにより、円板部１２ｂは、ローラフォロア２３により回転しないように固定される。一方、第２リンク１４の他端１４ｂに付設されたカムフォロア１５は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ１から外れ、太線矢印Ｂ２で示す軌道を描いてカム溝１２ｃ２へと移動する。つまり、この第２動作では、ローラフォロア２３により円板部１２ｂを固定しながら、カムフォロア１５を空回りさせている。したがって、第１出力軸１２は、回転せず固定された状態となる。

一方、第１出力軸１２が固定されると、リンク機構３０側では、第１出力軸１２と連結された第２出力軸３１も固定されて回転しない。つまり、平角導線５の送り動作は、停止した状態となる。この状態で、図１０に示すように、可動クランプユニット４４により平角導線５をアンクランプし、固定クランプユニット６０により平角導線５をクランプする。このように平角導線５の送り動作を停止した状態で、各ユニット４４，６０を作動させることにより、平角導線５のクランプ・アンクランプ動作を正確かつ確実に行うことができる。そして、固定クランプユニット６０で平角導線５をクランプした後、曲げ加工部により平角導線５の曲げ加工が行われる。

＜第３動作＞
第３動作は、第１動作にて移動した可動クランプユニット４４を、元の位置まで戻す動作である。この第３動作は、第２動作完了後、すなわち可動クランプユニット４４で平角導線５をアンクランプし、固定クランプユニット６０で平角導線５をクランプした状態で行われる。
ます、ゼネバ機構１０側では、駆動モータ１により駆動軸２を駆動して、駆動軸２と連結した入力軸１１を、３６０°〜５０４°まで反時計回りに定速回転させる。これにより、図７に太線矢印Ａ３で示すように、入力軸１１と一体に固定された第１リンク１３を、回転中心Ｏ１を軸として、３６０°〜５０４°まで反時計回りに定速回転させる。ここで、第１リンク１３の他端１３ｂには、第２リンク１４の中央部１４ｃが連結されている。そのため、第２リンク１４の中央部１４ｃも、第１リンク１３の他端１３ｂとともに、回転中心Ｏ１を軸として反時計回りに回転する。このとき、第２リンク１４の一端１４ａに付設されたローラフォロア２３は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ４から外れ、リニアガイド７に沿って左右方向へ往復移動する。一方、第２リンク１４の他端１４ｂに付設されたカムフォロア１５は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ２に入り込みながら、太線矢印Ｂ３に示す軌道を描いて移動する。これにより、円板部１２ｂは、太線矢印Ｃ２に示すように、回転中心Ｏ１を軸として７２°時計回りに回転する。こうして、第１出力軸１２を、回転中心Ｏ１を軸として、時計回りに７２°回転させることができる。

ここで、ゼネバ機構１０の第１出力軸１２と、リンク機構３０の第２出力軸３１とは、タイミングベルト４を介して２：５の回転比で連結されている。したがって、第１出力軸１２が時計回りに７２°回転すると、リンク機構３０側では、第２出力軸３１が時計回りに１８０°回転する。このとき、自在継手３２を介して第２出力軸３１に連結された可動軸３３も、回転中心Ｏ２を軸として１８０°時計回りに回転する。これにより、図１１に太線矢印Ｄ２で示すように、可動軸３３に固定された第３リンク３４が、回転中心Ｏ２を軸として、１８０°時計回りに回転する。ここで、第３リンク３４の他端３４ｂには、第４リンク３５の一端３５ａが連結されている。そのため、第４リンク３５の一端３５ａも、回転中心Ｏ２を軸として１８０°時計回りに回転する。これにより、第４リンク３５の他端３５ｂに連結された可動テーブル４２は、太線矢印Ｅ２で示すように、リニアガイド４３に沿って送り方向Ｘへ直進移動して初期位置まで戻る。なお、この第３動作では、可動クランプユニット４４により平角導線５をアンクランプしているため、可動テーブル４２だけを元の位置まで戻すことができる。

＜第４動作＞
第４動作は、平角導線５の送りを停止した状態で、可動クランプユニット４４により平角導線５をクランプするとともに、固定クランプユニット６０により平角導線５をアンクランプする動作である。この第２動作は、第３動作により可動クランプユニット４４を戻し終わった状態で行われる。
まず、ゼネバ機構１０側では、駆動モータ１により駆動軸２を駆動して、駆動軸２と連結した入力軸１１を、５０４°〜７２０°まで反時計周りに定速回転させる。これにより、図８に太線矢印Ａ４で示すように、入力軸１１と一体に固定された第１リンク１３を、回転中心Ｏ１を軸として、５０４°〜７２０°まで反時計周りに定速回転させる。ここで、第１リンク１３の他端１３ｂには、第２リンク１４の中央部１４ｃが連結されている。そのため、第２リンク１４の中央部１４ｃも、第１リンク１３の他端１３ｂとともに、回転中心Ｏ１を軸として反時計回りに回転する。このとき、第２リンク１４の一端１４ａに付設されたローラフォロア２３は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ５に入り込みながら、リニアガイド７に沿って左右方向へ往復移動する。これにより、円板部１２ｂは、ローラフォロア２３により回転しないように固定される。一方、第２リンク１４の他端１４ｂに付設されたカムフォロア１５は、円板部１２ｂのカム溝１２ｃ２から外れ、太線矢印Ｂ４で示す軌道を描いてカム溝１２ｃ３へと移動する。つまり、この第２動作では、ローラフォロア２３により円板部１２ｂを固定しながら、カムフォロア１５を空回りさせている。したがって、第１出力軸１２は、回転せず固定された状態となる。

一方、第１出力軸１２が固定されると、リンク機構３０側では、第１出力軸１２と連結された第２出力軸３１も固定されて回転しない。つまり、平角導線５の送り動作は、停止した状態となる。この状態で、図１２に示すように、可動クランプユニット４４により平角導線５をクランプし、固定クランプユニット６０により平角導線５をアンクランプする。このように平角導線５の送り動作を停止した状態で、各ユニット４４，６０を作動させることにより、平角導線５のクランプ・アンクランプ動作を正確かつ確実に行うことができる。なお、この第４動作を完了した状態が、第１動作を開始するための状態となっている。

そして、上記した第１〜第４動作を繰り返し行うことにより、平角導線５の送り動作、アンクランプ動作、戻し動作、及びクランプ動作、を、入力軸１１（又は駆動軸２）の回転角度に応じて必ず同じタイミングで行うことができる。つまり、本実施形態では、駆動モータ１を常に一定方向に定速回転させることで各動作を行えるようになる。こうして、従来技術のように送り用のモータを停止・反転させる場合に比べ、動作全体のスピードを速めることができ、平角導線５を０．１秒で１００ｍｍ送ることが可能となる。

＜送り量の変更＞
ところで、本実施形態のコイルは、エッジワイズ方向で矩形状に例えば８回巻かれるものである。そのため、巻回する各周の長さは、徐々に短く（又は長く）なっていき、例えば８回巻いた後、再びもとの長さに戻される。こうした送り量の変更を、０．１秒で１００ｍｍという高速で平角導線５を送りながら行う必要がある。
そこで、以下では本実施形態に係る平角導線５の送り量の変更態様について、図１３〜図１５を参照しながら説明する。図１３は、送り量の変更態様に係るリンク機構の第１動作の様子を示す平面図である。図１４は、送り量の変更態様に係るリンク機構の第２動作の様子を示す平面図である。図１５は、送り量の変更態様に係るリンク機構の第３動作の様子を示す平面図である。なお、送り量の変更態様においても、基本的な動作は上記した第１〜第４動作と同様であるため、以下では相違点を中心に説明する。

本実施形態では、直進移動手段５０により第３リンク３４を方向Ｙへ直進移動させることで、平角導線５の送り量を変更している。上記したように、リンク機構３０の可動軸３３を保持するホルダ３７は、ボールネジ機構５４を介してモータ軸５６に連結されるとともに、リニアガイド５２に沿って移動可能に設けられている。したがって、補正用モータ５１によりモータ軸５６を回転させると、ホルダ３７、可動軸３３及び第３リンク３４が、リニアガイド５２の延設された方向Ｙへと直進移動する。なお、補正用モータ５１の駆動タイミングは、第１〜第４動作のいずれを行っているときでも可能であるが、ここでは第１動作及び第３動作と並列して補正用モータ５１を駆動した場合を例に挙げて説明する。

送り量の変更態様に係る第１動作では、上記した第１動作中に補正用モータ５１を駆動して、図１３に太線矢印Ｆ１で示すように、ホルダ３７をリニアガイド５２の延設方向Ｙへと移動させる。これにより、第３リンク３４は、太線矢印Ｆ１で示すように方向Ｙへと直進移動しながら、太線矢印Ｄ３で示すように回転中心Ｏ２を軸として１８０°時計回りに回転する。ここで、第３リンク３４の他端３４ｂには、第４リンク３５の一端３５ａが連結されている。そのため、第４リンク３５の一端３５ａも、方向Ｙへと直進移動しながら、回転中心Ｏ２を軸として１８０°時計回りに回転する。これにより、第４リンク３５の他端３５ｂに連結された可動テーブル４２は、太線矢印Ｅ３で示すように、リニアガイド４３に沿って送り方向Ｘに直進移動する。これに伴い、可動クランプユニット４４にクランプされた平角導線５も、可動テーブル４２とともに送り方向Ｘへと直進移動する。こうして、平角導線５を送り方向Ｘへ距離Ｌ２だけ送ることができる（図１４参照）。

ここで、図９及び図１４を参照しながら、送り量の変更前と変更後とを比較する。送り量の変更前では、図９に示すように、平角導線５がＸ方向へ距離Ｌ１だけ送られている。これに対して、送り量変更後では、図１４に示すように、平角導線５がＸ方向へ距離Ｌ２だけ送られている。このように送り量が変化したのは、第１動作を完了した状態が、送り量の変更前と変更後とで異なるからである。すなわち、送り量変更前の第１動作完了状態では、図１０に示すように、第４リンク３５が送り方向Ｘと平行となっている。これに対し、送り量変更後の第１動作完了状態では、図１４に示すように、第４リンク３５が送り方向Ｘに対して所定角度だけ傾いている。その結果、第４リンク３５の他端３５ｂに連結された可動テーブル４２の移動距離が短くなり、その分だけ平角導線５の送り量が減少するのである。なお、この送り量は、第３リンク３４の移動量を調節することで自由に変更することができる。また、リニアガイド５２の長さを長くすれば、送り量の調節範囲を拡大することができる。

送り量の変更態様に係る第３動作では、上記した第３動作中に補正用モータ５１を駆動して、図１５に太線矢印Ｆ２で示すように、ホルダ３７をリニアガイド５２の延設方向Ｙへ移動させる。これにより、第３リンク３４は、太線矢印Ｆ２で示すように方向Ｙへと直進移動しながら、太線矢印Ｄ４で示すように回転中心Ｏ２を軸として１８０°時計回りに回転する。ここで、第３リンク３４の他端３４ｂには、第４リンク３５の一端３５ａが連結されている。そのため、第４リンク３５の一端３５ａも、方向Ｙへと直進移動しながら、回転中心Ｏ“を軸として１８０°時計回りに回転する。これにより、第４リンク３５の他端３５ｂに連結された可動テーブル４２は、太線矢印Ｅ４で示すように、リニアガイド４３に沿って送り方向Ｘとは逆方向に直進移動する。こうして、可動テーブル４２を初期位置（図３参照）まで戻すことができる。

なお、送り量の変更を第２動作と並行して行う場合には、図８に示すように、可動クランプユニット４４によるアンクランプ及び固定クランプユニット６０によるクランプが完了した後に、補正用モータ５１を駆動するとよい。また、送り量の変更を第４動作と並行して行う場合には、図１０に示すように、可動クランプユニット４４によるクランプ及び固定クランプユニット６０によるアンクランプが完了した後に補正用モータ５１を駆動するとよい。
上記のように、本実施形態によれば、直進移動手段５０による送り量の変更を、第１〜第４動作と並列に行うことができる。これにより、平角導線５を０．１秒という高速で送っているときでも、平角導線の送り量を任意かつ正確に変化させることができる。

以上、詳細に説明したとおり、本実施形態によれば、平角導線５に対して、直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造方法において、円周に等間隔で溝１２ｃが形成された円板１２ｂと、一端１３ａが駆動モータ１の駆動軸２に連結された第１リンク１３と、第１リンク１３の他端１３ｂが中央部１４ｃに連結された第２リンク１４と、第２リンク１４の一端１４ａに連結された直線運動体２０と、第２リンク１４の他端１４ｂに付設され、円板１２ｂの溝１２ｃと着脱するカムフォロア１５とを備えるゼネバ機構１０を有し、ゼネバ機構１０は、駆動モータ１が駆動軸２を一定方向に定速回転させることにより、出力軸１２，３１に所定の回転角度と、所定の停止角度とを交互に生成し、出力軸１２，３１の回転を直進運動に変換するリンク機構３０を有しているので、駆動モータ１を駆動軸２を一定方向に回転させた時の、駆動軸２や入力軸１１の回転角度に応じて、予め出力軸１２，３１の回転・停止タイミングを決定しておけば、送り動作、アンクランプ動作、戻し動作及びクランプ動作を、必ず同じタイミング（軸の回転角度）で繰り返し行うことができる。これにより、動作全体のスピードを速めることができ、平角導線を０.１秒で１００ｍｍ送ることが可能となる。

また、本実施形態のリンク機構３０は、一端３２ａが出力軸３１に連結された自在継手３２と、一端３４ａが自在継手３２の他端３２ｂに連結された第３リンク３４と、一端３５ａが第３リンク３４の他端３４ｂに連結された第４リンク３５と、第４リンク３５の他端３５ｂに連結され、平角導線５を直進させて送る直進送り手段４０と、第３リンク３４を直進移動させる直進移動手段５０とを有し、直進移動手段５０により、第３リンク３４の位置を変化させ、直進送り手段４０による平角導線５の送り量を変化させているので、直進移動手段５０の動作を、送り動作、アンクランプ動作、戻し動作及びクランプ動作と並列に行うことができ、平角導線５を０．１秒で１００ｍｍ送っているときでも、平角導線５の送り量を任意かつ正確に変化させることができる。

なお、本発明に係るコイル製造方法、及びコイル製造装置は、上記実施例に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、円板１２ｂのカム溝１２ｃが円周を５等分した各位置に中心方向へ延設された場合を示したが、カム溝１２ｃの数や位置、形状等を変更しても良く、それにより入力軸１１に対する出力軸１２，３１の回転・停止タイミングを変更することが可能である。同様に、第１〜第４リンク１３，１４，３４，３５の長さやプーリ径を変更すれば、入力軸１１に対する出力軸１２，３１の回転・停止タイミングを変更したり、平角導線５の送り量を変更することができる。
また、上記実施形態では、直進移動手段５０により第３リンク３４を平角導線５の送り方向Ｘと直交する方向Ｙへ移動させる場合を示したが、ＬＭガイド５２の延設方向を変更して第３リンク３４を他方向へ移動させてもよい。

１…駆動モータ
２…駆動軸
５…平角導線
１０…ゼネバ機構
１１…入力軸
１２…出力軸
１２ａ…円筒部
１２ｂ…円板部
１２ｃ１〜１２ｃ５…カム溝
１３…第１リンク
１３ａ…一端
１３ｂ…他端
１４…第２リンク
１４ａ…一端
１４ｂ…他端
１４ｃ…中央部
１５…カムフォロア
２０…直線運動体
３０…リンク機構
３１…第２出力軸
３２…自在継手
３３…可動軸
３４…第３リンク
３４ａ…一端
３４ｂ…他端
３５…第４リンク
３５ａ…一端
３５ｂ…他端
３６…保持部
３７…ホルダ
３７ａ…スライダ
４０…平角導線直進送り手段
４１…スライダ
４２…可動テーブル
４３…リニアガイド
４４…可動クランプユニット
５０…送り量補正機構
５１…補正用モータ
５２…リニアガイド
５４…ボールネジ機構
５６…軸

Claims

平角導線に対して、直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造方法において、
円周に等間隔で溝が形成された円板と、一端が駆動モータの駆動軸に連結された第１リンクと、前記第１リンクの他端が中央部に連結された第２リンクと、前記第２リンクの一端に連結された直線運動体と、前記第２リンクの他端に付設され、前記円板の溝と着脱するカムフォロアとを備えるゼネバ機構を有すること、
前記ゼネバ機構は、前記駆動モータが前記駆動軸を一定方向に回転させることにより、出力軸に所定の回転角度と、所定の停止角度とを交互に生成すること、
前記出力軸の回転を直進運動に変換するリンク機構を有すること、
を特徴とするコイル製造方法。
請求項１に記載するコイル製造方法において、
前記リンク機構は、
一端が前記出力軸に連結された自在継手と、
一端が前記自在継手の他端に連結された第３リンクと、
一端が前記第３リンクの他端に連結された第４リンクと、
前記第４リンクの他端に連結され、平角導線を直進させて送る直進送り手段と、
前記第３リンクを直進移動させる直進移動手段とを有すること、
前記直進移動手段により、前記第３リンクの位置を変化させ、前記直進送り手段の送り量を変化させること、
を特徴とするコイル製造方法。
平角導線に対して、直進送りと曲げ加工とを繰り返すことにより、コイルを製造するコイル製造装置において、
円周に等間隔で溝が形成された円板と、一端が駆動モータの駆動軸に連結された第１リンクと、前記第１リンクの他端が中央部に連結された第２リンクと、前記第２リンクの一端に連結された直線運動体と、前記第２リンクの他端に付設され、前記円板の溝と着脱するカムフォロアとを備えるゼネバ機構を有すること、
前記ゼネバ機構は、前記駆動モータが前記駆動軸を一定方向に回転させることにより、出力軸に所定の回転角度と、所定の停止角度とを交互に生成すること、
前記出力軸の回転を直進運動に変換するリンク機構を有すること、
を特徴とするコイル製造装置。
請求項３に記載するコイル製造装置において、
前記リンク機構は、
一端が前記出力軸に連結された自在継手と、
一端が前記自在継手の他端に連結された第３リンクと、
一端が前記第３リンクの他端に連結された第４リンクと、
前記第４リンクの他端に連結され、平角導線を直進させて送る直進送り手段と、
前記第３リンクを直進移動させる直進移動手段とを有すること、
前記直進移動手段により、前記第３リンクの位置を変化させ、前記直進送り手段の送り量を変化させる制御手段を有すること、
を特徴とするコイル製造装置。