JP2013162107A - コイルの多連巻線装置及びその多連巻線方法 - Google Patents

コイルの多連巻線装置及びその多連巻線方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数のコイルを連結する渡り線の長さを容易に調整するとともに、その渡り線の長さをコイルの外径より短くすることもできる。
【解決手段】コイルの多連巻線装置２０は、巻芯２１と、巻芯が先端に取外し可能に装着され巻芯と共に回転するスピンドル軸３１と、スピンドル軸に装着された巻芯の周囲において回転しつつ線材１１を繰り出す線材供給フライヤ４１と、巻芯を軸方向に移動させてスピンドル軸から取外す巻芯取外し手段６０と、スピンドル軸に対向し巻芯取外し手段６０により取外された巻芯を軸方向に所望の間隔をあけて複数支持する支持部材６６と、巻芯を支持する支持部材６６をスピンドル軸に対向する位置からスピンドル軸３１から離れる方向に移動させる線材端部移動手段７０とを備える。その方法は、スピンドル軸３１から取外された巻芯２１を、スピンドル軸３１に対向する支持部材６６に所望の間隔をあけて順次支持させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、石油掘削用のモータコイルに用いられるようなものであって、巻始めと巻終わりの線材が共に外周になる、いわゆるアルファ巻から成るコイル（以下、「α巻コイル」という。）を連続して形成するコイルの多連巻線装置及びその多連巻線方法に関するものである。
従来、巻始めと巻終わりの線材が共に外周になるα巻コイルが連なった多連コイルを製造する場合は、１個のα巻コイルを製造し、これらのリード線を半田等で接続することにより多連コイルとしていた。しかし、近年、このようなα巻コイルを連なった状態で多連に巻線したものが要求された。このため、本出願人は、軸中心に回転する複数の平行に配置されたスピンドルを収容するスピンドル機構と、そのスピンドル機構をスピンドル軸にほぼ直交する方向に移動させるスピンドル移動機構と、各スピンドルに保持される巻芯と、巻芯の周囲を回転する線材を繰り出す線材供給部と、線材供給部から繰り出される線材を保持する線材保持手段と、線材保持手段から繰り出される線材をスピンドルと直交する方向に引き出す線材引き出し手段とを備えるコイルの多連巻線装置を提案した（例えば、特許文献１参照。）。
この多連巻線装置では、線材供給部から繰り出された線材を線材保持手段により保持し、線材引き出し手段により、線材保持部と線材供給部の間の線材を所定長さ引き出し、巻芯を回転させて引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、線材供給部を巻芯の回転方向と同方向にそれ以上の速度で回転させてコイルを形成する。その後、スピンドル移動機構により新たなスピンドルを線材供給部に向け移動させ、巻線されたコイルの巻終わりリードと線材供給部の間の線材を、線材引き出し手段により所定長さ引き出し、巻芯を回転させて引き出された線材を巻芯に巻き付けるとともに、線材供給部を巻芯の回転方向と同方向にそれ以上の速度で回転させて連結コイルを形成する。以下このような動作を繰り返して、多連のコイルを形成するとした。
特開２０１０−１３５７１０号公報
しかし、上記従来の多連巻線装置では、連続して得ようとするコイルの数以上の複数のスピンドル軸を平行に配置するので、その複数のスピンドル軸にそれぞれ取付けられた巻芯に巻回されて連続するコイルは、そのスピンドル軸の間隔に等しい長さの渡り線により連結されることになり、その渡り線の長さスピンドル軸の間隔により定められて、その渡り線の長さを調整することが困難である不具合があった。
また、上記従来の多連巻線装置では、隣接するコイルとの干渉を回避する必要から、平行に設けられた複数のスピンドル軸の間隔は、得られるコイルの外径より広くして、隣接するコイルとの干渉を回避している。してみると、コイルを連結する渡り線の長さはコイルの外径よりも必ず大きくなってしまい、コイルの外径より短い渡り線によって連結された複数のコイルを得ることはできないという不具合もあった。
本発明の目的は、複数のコイルを連結する渡り線の長さを容易に調整し得るコイルの多連巻線装置及びその多連巻線方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、コイルの外径より短い渡り線によって連結された複数のコイルを得ることができるコイルの多連巻線装置及びその多連巻線方法を提供することにある。
本発明のコイルの多連巻線装置は、巻芯と、巻芯が先端に取外し可能に装着され巻芯と共に回転するスピンドル軸と、スピンドル軸に装着された巻芯の周囲において回転しつつ線材を繰り出す線材供給フライヤと、巻芯を軸方向に移動させてスピンドル軸から取外す巻芯取外し手段と、スピンドル軸に対向し巻芯取外し手段により取外された巻芯を軸方向に所望の間隔をあけて複数支持する支持部材と、巻芯を支持する支持部材をスピンドル軸に対向する位置からスピンドル軸から離れる方向に移動させる線材端部移動手段とを備える。
この場合、線材端部移動手段は、スピンドル軸に直交する方向に移動可能に設けられた可動台と、可動台にスピンドル軸に平行に移動可能に設けられた移動板とを有し、移動板に支持部材を設けることが好ましい。また、巻芯が、スピンドル軸の先端に一端が装着され外周に線材が巻回される芯本体と、芯本体の他端に形成された第１フランジ部とを有する場合、スピンドル軸の先端に第１フランジ部と所望の間隔をあけて芯本体に巻回される線材の巻幅を決定する第２フランジ部を形成することが好ましい。また、芯本体の一端に芯本体の軸に直交するように挿通され挿通状態で芯本体に巻回される線材から成るコイルの幅方向の一方が当接する押さえ部材を更に備えて、巻芯が装着状態で押さえ部材との干渉を回避する凹溝を第２フランジ部に形成することが好ましい。
また、巻芯取外し手段は、スピンドル軸に挿通された押し出し棒と、押し出し棒の先端をスピンドル軸の先端縁から突出させる移動機とを備えることが好ましく、支持部材に軸方向に所望の間隔をあけて支持された巻芯の軸方向の移動を禁止可能な櫛部材と、巻芯の軸方向の移動を禁止する第１位置と巻芯の移動を許容する第２位置との間でその櫛部材を往復移動させる可動機構とを更に備えることが好ましい。
一方、本発明のコイルの多連巻線方法は、線材供給フライヤから繰り出される線材を保持して所定長さ引き出す第１引き出し工程と、巻芯をスピンドル軸の先端に装着して回転させ、引き出された線材を巻芯に巻き付ける巻き付け工程と、線材供給フライヤを巻芯と同方向に回転させて線材供給フライヤから繰り出される線材を巻芯に巻き付けてα巻コイルを形成するα巻コイル形成工程と、α巻コイルを巻芯とともにスピンドル軸から取外す取外し工程と、スピンドル軸から取外された巻芯をα巻コイルとともに移動して線材供給フライヤから新たな線材を所定長さ引き出す第２引き出し工程とを有する。
以下巻き付け工程から第２引き出し工程を繰り返すけれども、その特徴ある点は、繰り返される取外し工程において、スピンドル軸から取外された巻芯を、スピンドル軸に対向する支持部材に所望の間隔をあけて順次支持させるところにある。
そして、巻き付け工程とα巻コイル形成が同時に行われ、α巻コイル形成における線材供給フライヤの回転が巻き付け工程における巻芯の回転より速い回転数で同方向に回転させるることが好ましい。また、巻き付け工程において、引き出された線材を巻芯の回転中心に直交する線に沿わせつつかつ巻芯から遠ざかるに従ってスピンドル軸から遠ざかる方向に傾斜させることが好ましく、取外し工程においては、取外される巻芯に形成されたα巻コイルからフライヤに延びる線材をクランク状に折曲げることが更に好ましい。
本発明のコイルの多連巻線装置及びコイルの多連巻線方法では、巻芯取外し手段により軸方向に移動して、スピンドル軸から取外された巻芯をその軸方向に所望の間隔をあけて複数支持する支持部材を備えるので、巻芯取外し手段による巻芯の軸方向への移動距離が、その支持部材に支持された複数の巻芯に巻回されたコイル間における渡り線の長さとなる。このため、本発明のコイルの多連巻線装置及びその多連巻線方法では、巻芯取外し手段による巻芯の軸方向への移動距離を調整することにより、得られる渡り線の長さを容易に調整することができる。そして、その巻芯取外し手段による巻芯の軸方向への移動距離をコイルの外径より小さくすることにより、コイルの外径より短い渡り線によって連結された多連コイルを得ることもできる。
本発明実施形態の多連巻線装置を示す斜視図である。 その多連巻線装置を示す平面図である。 その多連巻線装置を示す正面図である。 その多連巻線装置を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 そのスピンドル軸と巻芯との関係を示す斜視図である。 そのスピンドル軸と巻芯との関係を示す一部断面図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 その係止部材を示す斜視図である。 その巻芯に線材が巻回されて得られたα巻コイルの崩れを押さえ部材により防止させた状態を示す斜視図である。 本発明により得られる多連コイルの斜視図である。 その線材供給フライヤから繰り出される線材を保持して引き出す状態を示す多連巻線装置の正面図である。 その線材の引き出しが完了した状態を示す多連巻線装置の平面図である。 その巻芯に線材が巻回されてα巻コイルが得られた状態を示す拡大平面図である。 そのα巻コイルの崩れを押さえ部材により防止させた状態を示す図１３に対応する平面図である。 その巻芯に線材が巻回されて支持部材が巻芯に対向し、かつ係止部材が巻芯の上方に位置した状態を示す斜視図である。 その第２ロック機構を移動させて係止部材８６をその第２ロック機構に取付ける状態を示す図１５に対応する斜視図である。 その昇降台を上昇させて係止部材を第１ロック機構から外した状態を示す図１５に対応する斜視図である。 その係止部材をフライヤ側に移動させて、そのフライヤから繰り出される線材に沿わせる状態を示す斜視図である。 その巻芯の押し出しとともに係止部材を移動させて、線材をクランク状に折曲げる状態を示す図１８に対応する斜視図である。 そのα巻コイルとともに巻芯を押し出した状態を示す図１３に対応する平面図である。 その押し出した押し出し棒と共に支持部材を復元させる状態を示す図１３に対応する平面図である。 α巻コイルとともに巻芯を移動させて線材供給フライヤから線材を引き出す状態を示す図１１に対応する正面図である。 次の巻芯に線材が巻回されて次のα巻コイルが得られた状態を示す図１３に対応する平面図である。 その次のα巻コイルの崩れを押さえ部材により防止させた状態を示す図１４に対応する平面図である。 その次のα巻コイルとともに巻芯を押し出した状態を示す図２０に対応する平面図である。 その押し出した押し出し棒と共に支持部材を復元させる状態を示す図２１に対応する平面図である。
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１０に、本発明により得られる多連コイル１０を示す。この多連コイル１０は、線材１１を巻回することにより得られた巻始めと巻終わりの線材が共に外周になる、いわゆるα巻コイル１２が複数連なったものであって、このようなα巻コイル１２は、そのコイル１２の外径Ｄより短い渡り線１２ｃによって複数のコイルが連結したようなものである。この実施の形態における線材１１は、断面が長方形を成し、熱風又は溶剤により融着する絶縁被覆を有する自己融着導線（いわゆるセメントワイヤー）が使用される場合であって、４個のα巻コイル１２が渡り線１２ｃを介して連なった多連コイル１０を例示する。
単一のα巻コイル１２は、線材１１が渦巻き状に巻回されて重なり合う第１及び第２コイル１２ａ，１２ｂからなり、この第１及び第２コイル１２ａ，１２ｂの内周端部はコイル内側渡り線１２ｄによって結ばれる。第１、第２コイル１２ａ，１２ｂにおいて巻回方向に隣接する各線材１１は互いに接触するとともに、第１、第２コイル１２ａ，１２ｂの各線材１１同士は互いに接触しており、これによってα巻コイル１２における線材１１の占積率を高めるようにしている。そして、第１、第２コイル１２ａ，１２ｂの外周端部における線材１１は周方向から折曲げられて軸線方向に延び、隣接するα巻コイル１２にまで延びる線材１１が複数の各α巻コイル１２を連結する渡り線１２ｃとなっている。
本発明におけるコイルの多連巻線装置２０を図１〜図４に示す。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、コイルの多連巻線装置２０の構成を説明する。
本発明の多連巻線装置２０は、巻芯２１と、その巻芯２１が先端に取外し可能に装着されその巻芯２１と共に回転するスピンドル軸３１と、そのスピンドル軸３１に装着された巻芯２１の周囲において回転しつつ線材を繰り出す線材供給フライヤ４１とを備える。水平な架台１９上には、Ｙ軸方向に延びて取付板１８が立設され、この取付板１８には比較的大径な円板４２がその中心軸をＸ軸方向に向けて回転可能にその取付板１８に設けられる。スピンドル軸３１は、この円板４２の中央を貫通してＸ軸方向に伸びて、この円板４２に対して更に回転可能に設けられる。
フライヤ４１はこの円板４２に径方向外側に突出するように設けられる。具体的に説明すると、フライヤ４１は、取付板１８の前面側における円板４２から径方向に延びてその取付板１８に平行な支持片４３と、その支持片４３の突出端からスピンドル軸３１に平行に設けられた一対の突出片４４と、その一対の突出片４４の突出端から径方向外側に延びる枢支片４６とを有する。このフライヤ４１が設けられた円板４２の反対側、即ち取付板１８の裏面側における円板４２には、線材１１が巻回された貯線ドラム１３を枢支する枢支部材４７が設けられ、この貯線ドラム１３から繰り出される線材１１をフライヤ４１まで導く連通孔（図示せず）がその円板４２に形成される。フライヤ４１の枢支片４６には線材１１を転向させる第１転向プーリ４８が枢支され、フライヤ４１における支持片４３には、円板４２の図示しない連通孔を通過した線材１１をその第１転向プーリ４８に向けて転向させる第２転向プーリ４９が枢支される（図４）。
これにより、貯線ドラム１３から繰り出された線材１１は円板４２の図示しない連通孔を通過して第２転向プーリ４９により転向して一対の突出片４４の間を通過し、第１転向プーリ４８により転向して後述する巻芯２１にまで案内されるように構成される。そして、枢支片４６には、第１転向プーリ４８により転向して巻芯２１に向かう線材１１を捻って厚さ方向の両側から挟持し、その線材１１が繰り出される抵抗を付与すると共に、その線材１１が第１転向プーリ４８側に戻ることを防止する挟持片４６ａが設けられる（図３）。また、この枢支片４６には、その挟持片４６ａを通過した線材１１を転向させるプーリ４６ｂがその線材１１を挟むようにその線材１１の両側に設けられる（図３）。
一方、取付板１８を貫通してスピンドル軸３１が更に貫通する円板４２には、取付板１８の裏面側に回転駆動プーリ５１がその円板４２と同軸に設けられ、その架台１９にはこの円板４２をフライヤ４１と共に回転させるフライヤ用サーボモータ５２が取付けられる（図４）。このフライヤ用サーボモータ５２の回転軸５２ａにはプーリ５３が設けられ、このプーリ５３と円板４２に設けられたプーリ５１との間にはベルト５４が架け渡される。これによりフライヤ用サーボモータ５２は、駆動してその回転軸５２ａが回転すると、ベルト５４を介してその回転が円板４２に伝達され、この円板４２に設けられたフライヤ４１をその円板４２と共に回転させるように構成される。
図５に示すように、巻芯２１は、スピンドル軸３１の先端における装着具３２に一端が装着されてその外周に実際に線材１１が巻回される芯本体２２と、その芯本体２２の他端に形成されて芯本体２２に巻回される線材１１から成るα巻コイル１２の片面が当接する第１フランジ部２３を有する。芯本体２２は形成されるα巻コイル１２の内側形状を成す例えば円柱状を成して、線材１１を巻取ってコイル１０を形成するために、その外径は得ようとするα巻コイル１２（図１０）の内側形状に等しく形成される。また、この芯本体２２には、後述する押し出し棒６１が挿通可能な貫通孔２２ａ、例えば角孔２２ａがその中心軸に沿って形成され、後述する係止爪３５ａが係止する係止穴２２ｂがその中心軸に直交する方向の両側に形成される。
図５及び図６に示すように、円板４２を貫通して設けられたスピンドル軸３１のフライヤ４１が設けられた側の先端には、巻芯２１を取外し可能に装着する装着具３２が設けられる。この装着具３２は、巻芯２１の芯本体２２に巻回される線材１１から成るα巻コイル１２（図１０）の幅方向の一方が当接する第２フランジ部３３と、その第２フランジ部３３をスピンドル軸３１に取付ける筒部３４と有し、その筒部３４には、スピンドル軸３１と平行なレバー３５がその第２フランジ部３３を挟むように一対設けられる。一対のレバー３５はその筒部３４に中央部分が枢支され、第２フランジ部３３の中央部分には巻芯２１における芯本体２２の一端が進入可能は有底の丸穴３３ａが形成される。
巻芯２１における芯本体２２の丸穴３３ａに進入可能な一端側には、その両側に外側から中央に向かう係止穴２２ｂがそれぞれ形成される。図６に詳しく示すように、巻芯２１における芯本体２２の一端がその丸穴３３ａに進入して先端縁が丸穴３３ａの底面に当接した状態でその係止穴２２ｂに一端が係止する係止爪３５ａが一対のレバー３５の先端にそれぞれ取付けられる。一対のレバー３５の基端には、筒部３４との間にコイルスプリング３６が介装され、このコイルスプリング３６の付勢力により、一対のレバー３５は先端に設けられた係止爪３５ａを互い近づける方向に付勢して、その係止爪３５ａを芯本体２２における係止穴２２ｂに係止させるように構成される。
係止爪３５ａが係止穴２２ｂに係止された状態で巻芯２１はスピンドル軸３１の先端に装着され、この状態で、第１及び第２フランジ部２３，３３の間隔が、得ようとするα巻コイル１２の巻幅Ｈ（図１０）より僅かに広く成るように形成される。これにより、この第１及び第２フランジ部２３，３３により挟まれた芯本体２２に線材１１が巻回可能になる。一方、コイルスプリング３６の付勢力に抗して一対のレバー３５における先端を広げると、係止爪３５ａが芯本体２２における係止穴２２ｂから離脱するので、この巻芯２１をスピンドル軸３１の先端から取外すことができるように構成される。
図５、図７及び図９に示すように、巻芯２１における芯本体２２には、その一端における丸穴３３ａに進入する部分に、中央から偏倚して軸方向に直交する挿通孔２２ｃが形成される。図５に示すように、この挿通孔２２ｃから第１フランジ部２３間での距離ｈは、得ようとするα巻コイル１２の巻幅Ｈ（図１０）より僅かに広く成るように形成される。この挿通孔２２ｃは断面が方形を成し、この挿通孔２２ｃに挿通され、挿通状態で芯本体２２に巻回される線材１１から成るα巻コイル１２の幅方向の一方が当接する押さえ部材２４が設けられる。この押さえ部材２４は、断面が方形を成して挿通孔２２ｃに挿通される挿通棒２４ａと、その挿通棒２４ａの基端に一端が取付けられ挿通棒２４ａが挿通孔２２ｃに挿通状態で他端が第１フランジ部２３の外周に対向する板材２４ｂと、その板材２４ｂの第１フランジ部２３の外周に対向する他端に設けられて第１フランジ部２３の外周に直接接触するピン２４ｃとを有する。
図２０に詳しく示すように、板材２４ｂはＬ字状に形成され、その一端が取付けられた挿通棒２４ａを支点としてＸ軸方向に折曲げられた線材１１と、その他端に設けられたピン２４ｃを支点としてＸ軸方向に折曲げられた線材１１が同一線上になるように形成される。そして、図９に示すように、そのピン２４ｃが第１フランジ部２３の外周に接触した状態で挿通棒２４ａは、芯本体２２に巻回される線材１１から成るα巻コイル１２の片面に当接して、そのコイル１２の外径Ｄ（図１０）より僅かに長く成るように形成される。
図５に戻って、巻芯２１がスピンドル軸３１の先端に装着状態で、第２フランジ部３３と押さえ部材２４との干渉を回避する凹溝３３ｂが、その第２フランジ部３３に形成される。また、図５及び図７に示すように、巻芯２１における第１フランジ部２３には、この巻芯２１に巻回されたα巻コイル１２における引き出し線材１１が引き出されるとともに、押さえ部材２４におけるピン２４ｃが当接する平面部２３ｂが形成される。更に、巻芯２１における芯本体２２には、その周囲に巻回された線材１１から成るα巻コイル１２の型くずれを防止するための粘着テープをそのコイル１２に巻回させるための中心軸に平行な４本のテープ溝２２ｄが、中心に対して９０度毎にその外周に形成される。また第１フランジ部２３には、このテープ溝２２ｄに連続する４本の切り欠き２３ａが放射状に形成され、その切り欠き２３ａを介して粘着テープをこのテープ溝２２ｄにまで案内可能に構成される。けれども、α巻コイル１２の型くずれを防止するためには、粘着テープを用いることなく接着剤で固定するようにしても良い。
図１〜図４に示すように、この多連巻線装置２０は、巻芯２１を軸方向に移動させてスピンドル軸３１から取外す巻芯取外し手段６０を備える。この実施の形態における巻芯取外し手段６０は、スピンドル軸３１に挿通されて先端が巻芯２１に当接可能な押し出し棒６１と、巻芯２１に先端が当接する押し出し棒６１をスピンドル軸３１の先端から突出させる移動機６２とを備える。押し出し棒６１はスピンドル軸３１にスプライン結合してスピンドル軸３１の長手方向に移動可能であるけれども回転不能にスピンドル軸３１に挿通される。
図４に示すように、取付板１８の裏面側における架台１９には基台６３が設けられ、この基台６３には更に支持壁６４が立設される。取付板１８を貫通したスピンドル軸３１はＸ軸方向に伸びてその基端がこの支持壁６４に回転可能に設けられる。この支持壁６４の近傍の架台１９には、スピンドル軸３１を回転させるスピンドル用サーボモータ３７が取付けられる。スピンドル軸３１及びスピンドル用サーボモータ３７の回転軸３７ａにはそれぞれプーリ３８ａ，３８ｂが設けられ、それらのプーリ３８ａ，３８ｂにベルト３９が架設される。これによりスピンドル用サーボモータ３７は、駆動してその回転軸３７ａが回転すると、ベルト３９を介してその回転がスピンドル軸３１に伝達され、これによりスピンドル軸３１を押し出し棒６１とともに回転させるように構成される。
巻芯取外し手段６０を構成する押し出し棒６１の全長はスピンドル軸３１の全長よりも長く形成される。プーリ３８ａが設けられたスピンドル軸３１の基端側から突出する押し出し棒６１には、その押し出し棒６１を回転可能であって軸方向に移動不能に保持する保持部材６２ａが設けられる。また、基台６３の上部には、その保持部材６２ａを押し出し棒６１とともにＸ軸方向に移動させる移動機６２がスピンドル軸３１に沿って設けられる。この移動機６２は、基台６３の上部にＸ軸方向に伸びて固定されたハウジング６２ｂと、サーボモータ６２ｃよって回転駆動されるボールネジ６２ｄと、このボールネジ６２ｄに螺合して平行移動する従動子６２ｅによって構成され、その従動子６２ｅに保持部材６２ａが取付けられる。この移動機６２では、サーボモータ６２ｃよって回転駆動されるボールネジ６２ｄにより従動子６２ｅが移動し、その従動子６２ｅとともに移動する保持部材６２ａを介して押し出し棒６１をＸ軸方向に移動させるように構成される。
図５及び図６に示すように、装着具３２により包囲される押し出し棒６１の先端部分には、巻芯２１ｂの挿通孔２２ｃに挿通された押さえ部材２４における挿通棒２４ａを回避して巻芯２１の貫通孔２２ａである角孔に進入する例えば角柱状の棒状部６１ａと、その棒状部６１ａに隣接して形成され挿通孔２２ｃに挿通された挿通棒２４ａに対向する対向部６１ｂが形成される。このため、この対向部６１ｂが丸穴３３ａの底面と略面一になるように押し出し棒６１をスピンドル軸３１に没入させた状態で、そのスピンドル軸３１の先端に巻芯２１の装着が可能になるように構成される。一方、その押し出し棒６１をスピンドル軸３１の先端から突出させてその対向部６１ｂを挿通棒２４ａに接触させ、この状態から押し出し棒６１を更に突出させることにより、その巻芯２１をスピンドル軸３１から取外すことができるように構成される。そして、挿通棒２４ａを回避して巻芯２１の貫通孔２２ａに進入する棒状部６１ａは、その貫通孔２２ａの内面と僅かな隙間を持って進入し、この棒状部６１ａのみにおいてその巻芯２１を支持可能に構成される。
図１〜図４に示すように、本発明のコイルの多連巻線装置２０は、スピンドル軸３１に対向して、巻芯取外し手段６０により取外された巻芯２１を軸方向に所望の間隔をあけて複数支持する支持部材６６と、その支持部材６６をスピンドル軸３１から離れる方向に移動させる線材端部移動手段７０とを備える。この実施の形態における線材端部移動手段７０は、スピンドル軸３１に対して直交する方向に移動可能な可動台７２と、その可動台７２にスピンドル軸３１と平行に移動可能な移動板７６とを有し、この移動板７６に支持部材６６が設けられる。具体的に説明すると、架台１９には、スピンドル軸３１に対して直交する方向、即ちＹ軸方向に延びて一対の搬送レール７１，７１が設けられる。この一対の搬送レール７１，７１に可動台７２が搬送レール７１，７１の長手方向に移動可能に設けられる。この搬送レール７１，７１の長さは、少なくともα巻コイル１２における一方のコイル１２ａを巻線するのに必要な線材１１の長さ以上に形成される。
また、この可動台７２には、スピンドル軸３１に平行な一対の短レール７３，７３が設けられる。この一対の短レール７３，７３の間にはそれらに平行にネジ軸７４が中心軸を中心に回転可能に設けられる。一対の短レール７３，７３には移動板７６が一対の短レール７３，７３の長手方向に移動可能に設けられ、その移動板７６にはネジ軸７４に螺合するネジ部材７７が固定される。ネジ軸７４は、サーボモータ７８により回転可能に構成される。そして、そのモータ７８が駆動してネジ軸７４が回転すると、それに螺合するネジ部材７７が移動板７６と共に一対の短レール７３，７３に沿って長手方向、即ち、スピンドル軸３１と平行に移動可能に構成される。ここで、移動板７６の移動距離を決定する一対の短レール７３，７３は、少なくとも渡り線１２ｃ（図１０）の長さより長いものが用いられ、その移動板７６は、押し出し棒６１の押し出し長さ以上に移動可能に構成される。
支持部材６６は、この移動板７６に取付部材６７を介して支持される。この支持部材６６は、スピンドル軸３１に対向して巻芯取外し手段６０により取外された巻芯２１を軸方向に所望の間隔をあけて複数支持するものであって、得ようとする多連コイル１０（図１０）の全てを支持可能な長さに形成される。このため、４個のα巻コイル１２からなる多連コイル１０を得るこの実施の形態では、少なくともその４個のα巻コイル１２が渡り線１２ｃで連結された多連コイル１０を支持可能な長さに形成される。支持部材６６は、押し出し棒６１における棒状部６１ａと同一の断面形状を有する棒状部材であって、巻芯２１の芯本体２２における貫通孔２２ａであって、押さえ部材２４により閉塞された以外の部分に挿通可能に構成される。この支持部材６６は、そのスピンドル軸３１に装着された巻芯２１の貫通孔２２ａの押さえ部材２４により閉塞された以外の部分に一端が対向して、そのスピンドル軸３１に平行に設けられ、その他端が取付部材６７を介して移動板７６に片持ち支持される。そして、支持部材６６の一端に貫通孔２２ａが対向する巻芯２１を巻芯取外し手段６０によりその軸方向に移動させて、スピンドル軸３１から取外すと、その取外された巻芯２１は支持部材６６に嵌入し、その支持部材６６は取外された巻芯２１を支持するように構成される。
また、この移動板７６には、そのスピンドル軸３１側に補助板８１が支持部材６６から離れるようにＹ軸方向に延びて固定される。この補助板８１には支持部材６６から離れた場所において取付壁８２がＺ軸方向に向けて立設され、この取付壁８２には、出没軸８３ａをＺ軸方向の上方に向けた可動機構、例えば流体圧シリンダ８３が取付けられる（図３）。この可動機構である流体圧シリンダ８３の出没軸８３ａの上端には、昇降台８４の基端が取付けられる。また、支持部材６６の一端が巻芯２１の貫通孔２２ａが対向した状態で、巻芯２１の上方に昇降台８４の先端が位置するように構成される。そして、巻芯２１の上方に位置する昇降台８４の先端には、係止部材８６を着脱自在に構成された第１ロック機構８５が下方に向かって設けられる。
第１ロック機構８５により昇降台８４に取付けられる係止部材８６は、線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１の端部を保持するものである。この支持部材６６に巻芯２１が支持されている場合には、その係止部材８６は、その巻芯２１に巻回されてその巻芯２１から引き出されてフライヤ４１に連結される線材１１をその巻芯２１の近傍において保持する。即ち、その係止部材８６は、その巻芯２１の近傍における線材１１を線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１の端部として保持するものである。このため、この係止部材８６には、図８に示すように、線材１１を略直角に折曲げた状態で係止する係止溝８７ａが形成れたブロック体８７と、このブロック体８７を第１ロック機構８５に係止させる第１カップリング軸８８と、その第１カップリング軸８８と直交するようにブロック体８７に設けられた第２カップリング軸８９とを有する。
図３及び図４に示すように、第１ロック機構８５は、昇降台８４の下方に設けられて第１カップリング軸８８が挿入可能なカップリング孔を有する筒体８５ａと、その筒体８５ａに設けられ第１カップリング軸８８に形成された環状溝８８ａ（図８）に係合する図示しないロック部材と、筒体８５ａに嵌入され軸方向に移動して図示しないロック部材を環状溝８８ａに挿入し又は離脱させる操作部材８５ｂと、ロック部材を環状溝８８ａに挿入する方向に操作部材８５ｂを付勢するスプリング８５ｃ等を備える。
筒体８５ａには、その端部から軸方向に伸びるスリット８５ｄが形成され、そのスリット８５ｄに進入可能な突起８８ｂがその第１カップリング軸８８に形成される。このため、第１カップリング軸８８が筒体８５ａのカップリング穴に差し込まれてブロック体８７が昇降台８４に取付けられると、スリット８５ｄに突起８８ｂが進入し、昇降台８４に対するブロック体８７の回転は禁止されることになる。これにより、係止部材８６が昇降台８４に取付けられた状態では、その係止部材８６の回転は禁止され、そのブロック体８７の係止溝８７ａに係止された線材１１が、その係止溝８７ａから外れるような事態を防止することができる。
昇降台８４には、第１ロック機構８５を操作する操作機構、例えば操作用シリンダ９１が更に設けられる。この操作機構である操作用シリンダ９１におけるロッド９１ａには、第１ロック機構８５における操作部材８５ｂが取付けられる。そして、この操作機構である操作用シリンダ９１がそのロッド９１ａを実線矢印で示すように没入させると、スプリング８５ｃの付勢力に抗して操作部材８５ｂが後退し、第１カップリング軸８８の筒体８５ａにおけるカップリング穴への差し込みが可能となるように構成される。そして、第１カップリング軸８８がカップリング穴へ差し込まれた状態でロッド９１ａを破線矢印で示すように突出させると、操作部材８５ｂが再び前進して図示しないロック部材が環状溝８８ａに押し付けられ、これにより、第１カップリング軸８８がこのカップリング穴を有する筒体８５ａから抜けないように構成される。
一方、第１カップリング軸８８が筒体８５ａに差し込まれた状態で、操作用シリンダ９１がそのロッド９１ａを実線矢印で示すように再び没入させると、既に差し込まれていた第１カップリング軸８８の筒体８５ａからの抜き出しが可能になるように構成される。このような第１ロック機構８５により、係止部材８６は昇降台８４に着脱可能に構成される。
このような昇降台８４や支持部材６６が設けられた移動板７６を可動台７２とともにスピンドル軸３１からほぼ直交する方向に移動させるため、架台１９の側面には搬送レール７１に沿ってラックギヤ９２が設けられ、そのラックギヤ９２に歯合するピニオンギヤ９３が回転軸９４ａに設けられた搬送用サーボモータ９４が可動台７２に固定される。よって、図示しないコントローラからの指令により搬送用サーボモータ９４が駆動してその回転軸９４ａを回転させる、ピニオンギヤ９３がラックギヤ９２上で転動し、そのピニオンギヤ９３が回転軸９４ａに設けられた搬送用サーボモータ９４が可動台７２と共にそのピニオンギヤ９３に沿って移動するように構成される。これにより、その可動台７２をスピンドル軸３１から遠ざけ又は近づける方向に移動可能に構成される。そして、その可動台７２をスピンドル軸３１に近づけた場合、支持部材６６の先端を巻芯２１の押さえ部材２４により閉塞されていない貫通孔２２ａに対向させることができるように構成される。
図２及び図３に示すように、架台１９には、支持部材６６の先端が巻芯２１の押さえ部材２４により閉塞されていない貫通孔２２ａに対向した状態で、係止部材８６を離脱可能に保持する第２ロック機構１０１が移動機構１１０を介して設けられる。この第２ロック機構１０１は、係止部材８６における第２カップリング軸８９が挿入可能なカップリング孔１０１ａを有する筒体１０１ｂと、その筒体１０１ｂに設けられ第２カップリング軸８９に形成された環状溝８９ａ（図８）に係合するロック部材１０１ｃと、このロック部材１０１ｃを環状溝８９ａに押し付けるスプリング１０１ｄ又はＯリング（図ではスプリングが用いられる場合を示す）等を備える。
筒体１０１ｂには、その端部から軸方向に伸びるスリット１０１ｅが形成され、そのスリット１０１ｅに進入可能な突起８９ｂがその第２カップリング軸８９に形成される。このため、スプリング１０１ｄ又はＯリングの付勢力に抗して第２カップリング軸８９がこのカップリング穴に差し込まれると、ロック部材１０１ｃがスプリング１０１ｄ又はＯリングの付勢力によって環状溝８９ａ（図８）に押し付けられることにより、第２カップリング軸８９がこのカップリング孔１０１ａから抜けないように構成される。そして、カップリング孔１０１ａに第２カップリング軸８９が挿入状態でスリット１０１ｅに突起８９ｂが進入するので、係止部材８６は第２ロック機構１０１に回転不能に取付けられることになる。
一方、移動機構１１０は、この第２ロック機構１０１を架台１９に対して３軸方向に移動可能に構成される。この実施の形態における移動機構１１０は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ１１１〜１１３の組み合わせにより構成される。この移動機構１１０を構成する各伸縮アクチュエータ１１１〜１１３は、細長い箱形ハウジング１１１ｄ〜１１３ｄと、そのハウジング１１１ｄ〜１１３ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ１１１ａ〜１１３ａによって回動駆動されるボールネジ１１１ｂ〜１１３ｂと、このボールネジ１１１ｂ〜１１３ｂに螺合して平行移動する従動子１１１ｃ〜１１３ｃ等によって構成される。そして、これらの各伸縮アクチュエータ１１１〜１１３は、サーボモータ１１１ａ〜１１３ａが駆動してボールネジ１１１ｂ〜１１３ｂが回転すると、このボールネジ１１１ｂ〜１１３ｂに螺合する従動子１１１ｃ〜１１３ｃがハウジング１１１ｄ〜１１３ｄの長手方向に沿って移動可能に構成される。
この実施の形態では、第２ロック機構１０１が設けられる支持板１０２をＹ軸方向に移動可能にＹ軸方向伸縮アクチュエータ１１１の従動子１１１ｃに取付け、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ１１１とともにその支持板１０２をＺ軸方向に移動可能に、Ｙ軸方向伸縮アクチュエータ１１１のハウジング１１１ｄがＺ軸方向伸縮アクチュエータ１１２の従動子１１２ｃに取付けられる。また、そのＺ軸及びＹ軸方向伸縮アクチュエータ１１１，１１２とともにその支持板１０２をＸ軸方向に移動可能に、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ１１２のハウジング１１２ｄがＸ軸方向伸縮アクチュエータ１１３の従動子１１３ｃに取付けられる。そして、Ｘ軸方向伸縮アクチュエータ１１３のハウジング１１３ｄがＸ軸方向に伸びて架台１９に固定される。それらの各伸縮アクチュエータ１１１〜１１３における各サーボモータ１１１ａ〜１１３ａは、これらを制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。
図２及び図３に示すように、可動台７２には、支持部材６６に嵌入されて、その支持部材６６に所望の間隔をあけて支持された複数の巻芯２１の軸方向の移動を制限する櫛部材１２１が設けられる。この櫛部材１２１は、所望の間隔をあけて支持された複数の巻芯２１の間に挿入可能な複数の挿入部材１２２と、その複数の挿入部材１２２を複数の巻芯２１間における所望の間隔毎に固定された基板１２３とを有する。ここで、複数の挿入部材１２２間の所望の間隔とは、得ようとする多連巻コイル１０（図１０）におけるα巻コイル１２間の渡り線１２ｃの長さＬと同じ長さであって、渡り線１２ｃにより連結された複数のα巻コイル１２がそれぞれ巻芯２１に巻回された状態で、複数の挿入部材１２２が複数の巻芯２１の間に挿入可能なように構成される。
ここで、図１０に示すα巻コイル１２間のそれぞれの渡り線１２ｃの長さＬは、それぞれ変更することができる。例えば、最初に線材１１が巻回されて得られたα巻コイル１２と、その次に得られた２番目のα巻コイル１２の間の渡り線１２ｃの長さＬと、その２番目のα巻コイル１２とその次に得られた３番目のα巻コイル１２の間の渡り線１２ｃの長さＬを異なるようにすることができる。この場合、図２に示す最初の挿入部材１２２とその次に位置する２番目の挿入部材１２２の間の長さＬと、その２番目の挿入部材１２２とその次の３番目の挿入部材１２２の間の長さＬとを、その異ならせようとする渡り線１２ｃの別々の長さに相応して変更することにより、その渡り線１２ｃの長さＬを変更することが可能になる。
この櫛部材１２１は、この櫛部材１２１をＹ軸方向に往復移動可能な可動機構、例えば流体圧シリンダ１２４を介して可動台７２に取付けられ、この可動機構である流体圧シリンダ１２４は、流体圧により移動するスライダ１２４ａに取付片１２４ｂを介して固定される。このため、この可動機構である流体圧シリンダ１２４は、複数の挿入部材１２２が複数の巻芯２１の間に進入してそれら複数の巻芯２１の軸方向の移動を禁止する第１位置と、その複数の挿入部材１２２が複数の巻芯２１の間から離脱してそれら複数の巻芯２１の軸方向の移動を許容する第２位置との間で、櫛部材１２１を往復移動可能に構成される。
なお、図示しないが、架台１９上には、巻芯２１に巻取られた線材１１を加熱して融着させる熱風発生器や接着剤塗布装置等が別に設けられる。
次に、上記巻線装置を用いた本発明のコイルの多連巻線方法について説明する。
本発明のコイルの多連巻線方法は、巻芯２１と、巻芯２１が取外し可能に装着され巻芯２１と共に回転するスピンドル軸３１と、スピンドル軸３１に装着された巻芯２１の周囲において回転しつつ線材１１を繰り出す線材供給フライヤ４１とを備えることを前提とする。そして、線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１を保持して所定長さ引き出す第１引き出し工程と、巻芯２１を回転させて引き出された線材１１を巻芯２１に巻き付ける巻き付け工程と、線材供給フライヤ４１を巻芯２１と同方向に回転させて線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１を巻芯２１に巻き付けてα巻コイル１２を形成するα巻コイル形成工程と、α巻コイル１２を巻芯２１とともにスピンドル軸３１から取外す取外し工程と、取外された巻芯２１をα巻コイル１２とともに移動して線材供給フライヤ４１から新たに線材１１を所定長さ引き出す第２引き出し工程とを有し、以下巻き付け工程から第２引き出し工程を繰り返して、所望の数のα巻コイル１２を連結して巻線するコイルの多連巻線方法である。以下に、各工程を詳説する。
＜第１引き出し工程＞
この工程では、線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１を保持して所定長さ引き出す。即ち、蓄線ドラム１３に巻回された線材１１はその蓄線ドラム１３と共に円板４２の後方における枢支部材４７に枢支させておき、そこから繰り出される線材１１を円板４２の図示しない連通孔に通過させた後、第２転向プーリ４９及び第１転向プーリ４８により転向させる。そして、図１１に示すように、第１ロック機構８５により昇降台８４に係止部材８６を取付け、挟持片４６ａ及びプーリ４６ｂを通過した線材１１の端部をその係止部材８６における係止溝８７ａに係止させておく。このとき、線材１１を比較的スムーズに引き出すために、図１１に示すように、円板４２を若干回転させて、フライヤ４１をＺ軸方向に対して係止部材８６から離れる方向に約４５度又は４５度以上は傾けておくことが好ましい。
そして、線材１１の引き出しは、その線材１１の端部が係止された係止部材８６とともに可動台７２を図１１の実線矢印で示すようにフライヤ４１から遠ざける方向に移動させることにより行われ、この可動台７２の移動は、搬送用サーボモータ９４を駆動してその回転軸９４ａを回転させ、ピニオンギヤ９３をラックギヤ９２上で転動させることにより行われる。そして、α巻コイル１２における一方のコイル１２ａを巻線するのに必要な線材１１の長さに略等しくなった段階で可動台７２の移動を停止して、この第１引き出し工程を終了させる。
＜巻き付け工程及びα巻コイル形成＞
この実施の形態では巻き付け工程とα巻コイル形成が同時に行われる場合を示す。よって、これらの工程では、巻芯２１をスピンドル軸３１の先端に装着してそのスピンドル軸３１を回転させ、その巻芯２１を回転させて引き出された線材１１を巻芯２１に巻き付けるとともに線材供給フライヤ４１を巻芯２１の回転より速い２倍の回転数で同方向に回転させて線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１を巻芯２１に巻き付けてα巻コイル１２を形成する。従って、この巻き付け工程では、先ず、巻芯２１をスピンドル軸３１の先端に装着することから始められる。この巻芯２１の装着は、その芯本体２２の一端をスピンドル軸３１の先端における丸穴３３ａに進入させ、芯本体２２の先端縁を丸穴３３ａの底面に当接させることにより行われる（図６）。すると、巻芯２１における係止穴２２ｂに係止爪３５ａが係止され、これにより巻芯２１はスピンドル軸３１の先端に取付けられる。このように巻芯２１が装着されると、第１及び第２フランジ部２３，３３の間隔が、得ようとするα巻コイル１２の巻幅Ｈ（図１０）より僅かに広く成るように形成されているので、その後に巻線を行う。
この巻線に際して、先ずフライヤ４１をその巻芯２１の周囲に予め１回回転させて、そこから繰り出される線材１１を巻芯２１の芯本体２２に１回巻回させる。図１２に示すように、巻芯２１に１回巻回された線材１１はその芯本体２２に１回巻き付けられた状態で幅方向にズレ、フライヤ４１から繰り出された線材１１は第２フランジ部３３側に偏り、引き出し手段により予め引き出された線材１１は第１フランジ部２３側に偏ることになる。そして、この芯本体２２に１回巻回された最初の線材１１がα巻コイル１２の内側渡り線１２ｄ（図１０）となる。
この状態から次に、スピンドル軸３１を巻芯２１と共に回転させ、その回転の２倍の速度でフライヤ４１を同方向に回転させる。巻芯２１を例えば図１１の反時計方向に回転させると、予め引き出された線材１１はその巻芯２１に引き取られて第１フランジ部２３に沿って渦巻き状に巻線される。このとき、線材１１には巻線に必要な一定のテンションが付与されるように、搬送用サーボモータ９４による可動台７２の移動を制御し、その可動台７２と共に係止部材８６を図１１の破線矢印で示すように巻芯２１に順次近づける。なお、この際、図１２に示すように、移動板７６をＸ軸方向にスピンドル軸３１から離れる方向に移動させ、引き出された線材１１を巻芯２１の回転中心に直交する線に沿わせつつかつ巻芯２１から遠ざかるに従ってスピンドル軸３１から遠ざかる方向に傾斜させる。すると、その引き出された線材１１は第１フランジ部２３側に偏って巻芯２１に巻回されることになり、より正確なα巻コイル１２を形成することができる。
同時に、フライヤ４１は、巻芯２１の周囲を巻芯２１の回転方向と同方向に２倍の速度で回転する。これにより、フライヤ４１から繰り出される線材１１も同時に巻芯２１に巻線される。この際、フライヤ４１から繰り出される線材１１は第２フランジ部３３に沿って繰り出され、その第２フランジ部３３部に偏って芯本体２２に巻回される。そして、引き出された線材１１の全てが巻芯２１に巻回されて、図１３に示すように、支持部材６６が巻芯２１に対向した段階でこの巻き付け工程を終了し、これにより、引き出された線材１１の巻芯２１の回転による巻線側の巻き終わりの線材１１、及びフライヤ４１から繰り出されて巻芯２１に巻回された巻き終わりの線材１１の双方が最外周に位置するα巻コイル１２が形成されることになる。
＜取外し工程＞
この工程では、巻芯２１に線材１１が巻回されて形成されたα巻コイル１２を、その巻芯２１とともにスピンドル軸３１から取外し、そのスピンドル軸３１に対向して設けられた支持部材６６にその巻芯２１を支持させる。この取外しに際して、第１ロック機構８５（図４）を介して昇降台８４に取付けられている係止部材８６を、予め、図１４に示すように、第２ロック機構１０１に付け替える。
この係止部材８６の付け替えを具体的に説明すると、図１５に示すように、巻き付け工程を終了して、支持部材６６が巻芯２１に対向すると、線材１１の端部が係止された係止部材８６は巻芯２１の上方に位置することになる。このため、先ず、図１６に示すように、移動機構１１０により第２ロック機構１０１を実線矢印で示すように移動させて、係止部材８６における第２カップリング軸８９をカップリング孔１０１ａ（図２）に差し込んでその係止部材８６をその第２ロック機構１０１に取付ける。その後、操作機構である操作用シリンダ９１のロッド９１ａを破線矢印で示すように没入させて操作部材８５ｂを後退させ、第１ロック機構８５を解除する。この状態で、図１７に示すように、可動機構である流体圧シリンダ８３の出没軸８３ａを突出させて、昇降台８４を上昇させる。これにより係止部材８６は第１ロック機構８５から外れて、第２ロック機構１０１に固定されることになる。これにより、係止部材８６の付け替えを完了させる。
その後、図１４及び図１８に示すように、移動機構１１０は、その係止部材８６をフライヤ４１側に移動させて、その係止部材８６をフライヤ４１から繰り出される線材１１に沿わせる。このとき、その係止部材８６の移動距離は、その後行われる押し出し棒６１による巻芯２１の押し出し量、換言すれば後述するα巻コイル１２間の渡り線１２ｃの長さＬ（図１０）に略等しいだけ移動させて、その係止部材８６を線材１１に沿わせて係止溝８７ａ（図３）に収容しておく。
このように係止部材８６を移動させると、巻芯２１の上方が開放され、開放された巻芯２１の上方空間を介して押さえ部材２４を芯本体２２に形成された挿通孔２２ｃに挿通させる。そして、図１４及び図１８に示すように、そのピン２４ｃを第１フランジ部２３の外周に接触させて、得られたα巻コイル１２の周方向から折曲げられて第１フランジ部２３の平面部２３ｂを横断する巻初めにおける線材１１をその板材２４ｂにより押さえる。それと共にそのピン２４ｃを線材１１の折曲げられた内側に位置させて、その巻初めの線材１１が解けるような事態を防止する。そして、挿通孔２２ｃに挿通された挿通棒２４ａを芯本体２２に巻回された線材１１から成るα巻コイル１２の片面に当接させて、そのα巻コイル１２が幅方向にずれて解けるようなことを防止し、得られたα巻コイル１２の形状が崩れるような事態をこの押さえ部材２４により禁止させる。
次に、このようにして得られたα巻コイル１２が巻回された巻芯２１の取外しを行うけれども、この取外しは、係止爪３５ａを芯本体２２における係止穴２２ｂから離脱させた状態で、巻芯取外し手段６０により行われる。具体的には、図示しない操作機器によりコイルスプリング３６の付勢力に抗して一対のレバー３５における先端を広げ、係止爪３５ａを芯本体２２における係止穴２２ｂから離脱させる。この状態で、移動機６２（図２）により、図２０の破線矢印で示すように、押し出し棒６１をスピンドル軸３１の先端から突出させる。そして、スピンドル軸３１の先端から突出する押し出し棒６１の対向部６１ｂ（図６）を挿通棒２４ａに接触させ、この状態から押し出し棒６１を更に突出させることにより、その巻芯２１をスピンドル軸３１から取外す。このとき、挿通棒２４ａを回避して巻芯２１の貫通孔２２ａに進入する棒状部６１ａ（図６）は、その貫通孔２２ａの内面と僅かな隙間を持って進入し、この棒状部６１ａのみにおいてその巻芯２１を支持することになる。このときの巻芯２１のＸ軸方向における移動量は、α巻コイル１２間の渡り線１２ｃ（図１０）の長さＬと略等しくする。
押し出し棒６１を押し出すと、その押し出し棒６１に対向する支持部材６６にその押し出し棒６１が接触することになるけれども、それを回避するために、この押し出し棒６１の突出と同期させて、その押し出し棒６１の棒状部６１ａに先端が対向する支持部材６６を、図２０の実線矢印で示すように、その押し出し棒６１の移動方向と同一方向に移動させる。この支持部材６６の移動は、図４に示すように、サーボモータ７８を駆動してネジ軸７４を回転させ、それに螺合する移動板７６と共にこの支持部材６６をスピンドル軸３１と平行に、そのスピンドル軸３１から遠ざかる方向に移動させることにより行われる。
また、図１９及び図２０に示すように、この押し出し棒６１による巻芯２１の破線矢印で示すようなＸ軸方向の押し出しとともに、移動機構１１０は第２ロック機構１０１と共に係止部材８６を一点鎖線矢印で示すようにＹ軸方向に移動させる。そして、押さえ部材２４を中心として、係止部材８６を図１９の実線矢印で示すように円弧状に移動させる。すると、巻芯２１に線材１１が巻回されて形成されたα巻コイル１２からフライヤ４１に延びる線材１１は、押さえ部材２４に対して円弧状に移動する係止部材８６により、その押さえ部材２４を支点として折曲げられて、Ｘ軸方向に延びる。そして、そのＸ軸方向に延びる線材１１は、更に係止部材８６によって折曲がってフライヤ４１に向かうことになる。よって、このα巻コイル１２から引き出されてフライヤ４１に延びる線材１１は、押さえ部材２４と係止部材８６により互いに逆方向に折り曲げられてクランク状に折曲がることになる。そして、その押さえ部材２４から係止部材８６を渡り線１２ｃ（図１０）の長さＬだけ離しているので（図１８）、その中間の線材１１の長さは巻芯２１の押し出し量、換言すればα巻コイル１２間の渡り線１２ｃ（図１０）の長さＬに略等しくなる。
押し出し棒６１を突出させて巻芯２１のスピンドル軸３１からの取外しが行われた後には、移動機６２（図２）により、図２１の破線矢印で示すように、この押し出し棒６１を引き戻して再びスピンドル軸３１に没入させる。この押し出し棒６１の引き戻しとともに、図２１の実線矢印で示すように、支持部材６６もその押し出し棒６１と共にスピンドル軸３１側に移動させる。この支持部材６６の移動は、図４に示すように、サーボモータ７８を駆動してネジ軸７４を回転させ、それに螺合する移動板７６と共にこの支持部材６６をスピンドル軸３１と平行に、そのスピンドル軸３１に近づける方向に移動させることにより行われる。
押し出し棒６１及び支持部材６６の双方を引き戻す前に、可動機構であるシリンダ１２４により櫛部材１２１を支持部材６６に向けてＹ軸方向に移動させる。この櫛部材１２１は、得ようとする多連巻コイル１０（図１０）におけるα巻コイル１２間の渡り線１２ｃの長さＬと同じ所望の間隔をあけてＸ軸方向に並んで設けられた複数の挿入部材１２２を有する。このため、この櫛部材１２１を支持部材６６に向けて一点鎖線矢印で示すように移動させると、複数の挿入部材１２２の間にα巻コイル１２が巻回された巻芯２１が進入することになり、これによりその巻芯２１はＸ軸方向に移動することが禁止される。
図２１に示すように、複数の挿入部材１２２が複数の巻芯２１の間に進入した状態で、押し出し棒６１及び支持部材６６の双方を引き戻すと、櫛部材１２１により、引き戻される押し出し棒６１と共に巻芯２１が再び引き戻されることは防止され、押し出し棒６１の棒状部６１ａに支持されていた巻芯は、押し出し棒６１が引き戻されることによりその棒状部６１ａから引き抜かれ、それに代わって、その押し出し棒６１と同軸であって、同方向に移動する支持部材６６が巻芯２１における貫通孔２２ａに進入することになる。このようにして、そのスピンドル軸３１に対向する支持部材６６にその巻芯２１を嵌入させ、押し出し棒６１及び支持部材６６の双方が完全に引き戻された後に、２点鎖線矢印で示すように、櫛部材１２１を再び支持部材６６から離間させる。
また、押し出し棒６１及び支持部材６６の双方が完全に引き戻されると、その支持部材６６と共にてスピンドル軸３１側に移動する第１ロック機構８５は、図１３に示すように、係止部材８６の上方に再び戻ることになる。このため、その係止部材８６を再び第１ロック機構８５を介してその昇降台８４に取付ける。この付け替えは、図１５〜図１７に示して前述した第１ロック機構８５から第２ロック機構１０１への付け替えと逆の手順となる。このため、図示しないけれども、具体的には、先ず、操作機構である操作用シリンダ９１のロッド９１ａを没入させて第１ロック機構８５を解除し、その状態で可動機構である流体圧シリンダ８３により昇降台８４を下降させて、係止部材８６の第１カップリング軸８８に、第１ロック装置７６におけるカップリング孔１０１ａを嵌入させる。その後、操作機構である操作用シリンダ９１のロッド９１ａを再び突出させて第１ロック機構８５により、その係止部材８６を昇降台８４に取付ける。この状態で移動機構１１０により第２ロック機構１０１をその係止部材８６から遠ざけて、その係止部材８６から第２ロック機構１０１を離脱させる。その後、図２２に示すように、移動機構１１０は、係止部材８６を離脱した第２ロック機構１０１を、次の巻き付け工程に支障のないような位置にまで待避させておく。これにより、この取外し工程を終了させる。
＜第２引き出し工程＞
この工程では、図２２の実線矢印で示すように、取外されて支持部材６６に支持された巻芯２１をα巻コイル１２とともに移動して、そのα巻コイル１２に連続する線材１１を線材供給フライヤ４１から新たに所定長さ引き出す。この引き出しは可動台７２をフライヤ４１から遠ざける方向に移動させることにより行われ、線材１１を比較的スムーズに引き出すために、円板４２を若干回転させて、フライヤ４１をＺ軸方向に対して係止部材８６から離れる方向に約４５度又は４５度以上は傾けておくことが好ましい。ここで、α巻コイル１２からフライヤ４１に向かって連続する線材１１は、クランク状に折曲がって係止部材８６の係止溝８７ａに係止されているので、巻芯２１とともにその係止部材８６を移動させることにより、そのクランク状に折曲がった状態を崩すことなく、その部分から連続する線材１１をフライヤ４１から繰り出すことができる。そして、α巻コイル１２の一方のコイルを形成するのに適した長さの線材１１が新たに引き出された状態で、可動台７２の移動を停止して、この第２引き出し工程を終了させる。
本発明におけるコイルの多連巻線方法は、以下、上述した巻き付け工程、取外し工程及び第２引き出し工程を順次繰り返して、所望の数のα巻コイル１２を連結して巻線することを特徴とする。けれども、繰り返される取外し工程では、スピンドル軸３１に対向して巻芯取外し手段６０により取外された巻芯２１を、支持部材６６に既に支持されている巻芯２１と所望の間隔をあけて、その支持部材６６に順次支持させることを特徴とする。
具体的に説明すると、繰り返される巻き付け工程では、巻芯２１をスピンドル軸３１の先端に再び装着してその巻芯２１を回転させ、引き出された線材１１を巻芯２１に巻き付けるとともに、線材供給フライヤ４１を巻芯２１の回転より速い回転数で同方向に回転させて線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１を巻芯２１に巻き付けてα巻コイル１２を形成する。そして、図２３に示すように、支持部材６６が巻芯２１に対向した段階で、先に支持部材６６に支持されている巻芯２１に形成されたα巻コイル１２と渡り線１２ｃにより連結されたα巻コイル１２が得られることになる。このように先のα巻コイル１２と新たに得られたα巻コイル１２が渡り線１２ｃで連結された多連コイル１０が形成された段階でこの繰り返される巻き付け工程を終了する。
次に繰り返される取外し工程では、新たに得られたα巻コイル１２を巻芯２１とともにスピンドル軸３１から取外す。この取外しに際して、第１ロック機構８５（図４）を介して昇降台８４に取付けられている係止部材８６を、図２４に示すように、第２ロック機構１０１に付け替え、その係止部材８６をα巻コイル１２間の渡り線１２ｃの長さＬ（図１０）に略等しいだけフライヤ４１側に移動させておく。そして、開放された巻芯２１の上方空間を介して押さえ部材２４を芯本体２２に形成された挿通孔２２ｃに挿通させ、新たに得られたα巻コイル１２の形状が崩れるような事態をこの押さえ部材２４により禁止させる。
次に、図２５に示すように、押し出し棒６１を破線矢印で示すように、スピンドル軸３１の先端から突出させ、その巻芯２１をスピンドル軸３１から取外すとともに、その棒状部６１ａにおいてその巻芯２１を支持させる。この押し出し棒６１の突出と同期させて、その押し出し棒６１の棒状部６１ａに先端が対向する支持部材６６を、図２５の実線矢印で示すように、その押し出し棒６１の移動方向と同一方向に移動させる。この支持部材６６の移動により、その支持部材６６に既に支持されている巻芯２１はその支持部材６６と共に移動し、新たに形成されたα巻コイル１２は、既に支持部材６６に支持されているα巻コイル１２と渡り線１２ｃで連結された状態で、Ｘ軸方向にα巻コイル１２間の渡り線１２ｃ（図１０）の長さＬと略等しい長さだけ再び移動することになる。
また、この押し出し棒６１による巻芯２１の押し出しとともに、移動機構１１０は係止部材８６を図２５の一点鎖線矢印で示すようにＹ軸方向に移動させて、新たに形成されたα巻コイル１２から引き出されてフライヤ４１に向かう線材１１をクランク状に折曲げて、その中間の線材１１の長さを渡り線１２ｃ（図１０）の長さＬに略等しくしておく。
次に、図２６に示すように、押し出し棒６１及び支持部材６６の双方を引き戻すことになるけれども、その前に、可動機構であるシリンダ１２４により櫛部材１２１を支持部材６６に向けて一点鎖線矢印で示すように移動させ、複数の挿入部材１２２の間にα巻コイル１２が巻回された巻芯２１を進入させ、これによりそれらの巻芯２１がＸ軸方向に移動することを禁止する。この状態で、押し出し棒６１及び支持部材６６の双方を引き戻し、支持部材６６を新たにα巻コイル１２が形成された巻芯２１における貫通孔２２ａに進入させる。すると、新たに形成されたα巻コイル１２及び既に支持部材６６に支持されているα巻コイル１２の双方は、渡り線１２ｃで連結された状態で支持部材６６上を移動することになる。これにより、繰り返される取外し工程において、スピンドル軸３１に対向して巻芯取外し手段６０により取外された巻芯２１を、支持部材６６に既に支持されている巻芯２１と所望の間隔をあけて、その支持部材６６に順次支持させることが可能となる。
なお、このようにして、押し出し棒６１及び支持部材６６の双方が完全に引き戻された後に、櫛部材１２１を２点鎖線矢印で示すように再び支持部材６６から離間させるとともに、係止部材８６を再び第１ロック機構８５を介してその昇降台８４に取付ける。そして、移動機構１１０により、係止部材８６が離脱した第２ロック機構１０１を、次の巻き付け工程に支障のないような位置にまで待避させることにより、順次繰り返される取外し工程を終了させる。
このように本発明にあっては、上述した巻き付け工程、取外し工程及び第２引き出し工程を順次繰り返して、所望の数のα巻コイル１２を連結して巻線するとともに、繰り返される取外し工程において、スピンドル軸３１から新たに取外された巻芯２１を、支持部材６６に既に支持されている巻芯２１と所望の間隔をあけて、その支持部材６６に順次支持させるので、巻芯取外し手段６０による巻芯２１の軸方向への移動距離が、その支持部材６６に支持された複数の巻芯２１に巻回されたα巻コイル１２間における渡り線１２ｃの長さとなる。
このため、本発明のコイルの多連巻線装置２０及びその多連巻線方法では、巻芯取外し手段６０による巻芯２１の軸方向への移動距離を変更調整することにより、得られる渡り線１２ｃの長さを容易に調整することができる。よって、その巻芯取外し手段６０による巻芯の軸方向への移動距離をα巻コイル１２の外径Ｄより小さくすれば、コイル１２の外径より短い渡り線１２ｃによって連結された多連コイル１０を得ることができる。
そして、所望の数のα巻コイル１２が所望の長さの渡り線１２ｃで連結された多連コイル１０を得た後には、それぞれのα巻コイル１２が形成された巻芯２１をそのコイル１２から取外す。この取外しは押さえ部材２４を引き抜くことによりα巻コイル１２から芯本体２２を容易に引き抜くことが可能になり、芯本体２２にテープ溝２２ｄを形成したので、この取外しの際にそのα巻コイル１２の崩れを防止するために、そのテープ溝２２ｄに挿通させたテープによりそのコイル１２を縛る、いわゆるテーピングを行うこともできる。これにより所望の数のα巻コイル１２が所望の長さの渡り線１４により連結された図１０に示す多連コイル１０が得られる。
なお、上述した実施の形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータの組み合わせにより構成された移動機構１１０を説明したけれども、この移動機構１１０はこの構造のものに限るものではなく、第２ロック機構１０１が架台１９に対して３軸方向に移動可能である限り、他の形式のものであっても良い。
また、上述した実施の形態では、断面が長方形を成すいわゆる平角線であって、熱風又は溶剤により融着する絶縁被覆を有する自己融着導線（いわゆるセメントワイヤー）が使用される場合を説明したが、線材１１は平角線に限られずに、その断面は正方形や多角形状であっても良く、円形を成すようないわゆる丸線であっても良い。そして、この線材１１は、融着しない絶縁被覆を有する一般的な被覆導線であっても良い。自己融着しない一般的な被覆銅線を線材１１として用いた場合には、得られたα巻コイル１２の崩れを防止するための、テープ溝２２ｄを介してテーピングをした後に、そのα巻コイル１２を巻芯２１から取外すことが好ましい。また、α巻コイル１２の型くずれを防止するためには、粘着テープを用いることなく接着剤で固定するようにしても良い。
また、上述した実施の形態では、巻き付け工程とα巻コイル形成工程が同時に行われる場合を説明した。即ち、上述した実施の形態では、巻芯２１を回転させて引き出された線材１１を巻芯２１に巻き付けるとともに、線材供給フライヤ４１を巻芯２１の回転より速い２倍の回転数で同方向に回転させて線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１を巻芯２１に巻き付けてα巻コイル１２を形成した。けれども、巻き付け工程の後にα巻コイル形成工程を行うようにしても良い。
即ち、巻芯２１を回転させるとともに線材供給フライヤ４１をその巻芯２１の回転速度と同じ回転速度で同方向に回転させ、それにより引き出された線材１１を巻芯２１に巻き付けて先ず第１コイル１２ａを形成する巻き付け工程を行う。その後、巻芯２１の回転を停止するとともに線材供給フライヤ４１の回転を継続して、線材供給フライヤ４１から繰り出される線材１１を回転が停止した巻芯２１に巻き付けて第２コイル１２ｂを第１コイル１２ａに隣接して形成するα巻コイル形成工程を行う。すると、α巻コイル形成工程の終了時において、第１及び第２コイル１２ａ，１２ｂから成るα巻コイル１２が形成されることになり、このように、巻き付け工程の後にα巻コイル形成工程を行うようにしても良い。
また、上述した実施の形態では、芯本体２２に形成されて押し出し棒６１が挿通される貫通孔２２ａとして角孔を例示したけれども、この貫通孔２２ａは角孔に限定されずに、その断面形状は、正方形や長方形やその他の多角形状であっても良く、円形を成すようなものであっても良い。
また、上述した実施の形態では、ブロック体８７を用いて線材１１をクランク状に折り曲げる場合を説明したけれども、線材１１をクランク状に折曲げられる限り、その形状はどの様なものでも良く、例えばクランプのようなものであっても良い。
また、上述した実施の形態では、巻芯２１の取外しに際し、外部に設けられた図示しない操作機器によりコイルスプリング３６の付勢力に抗して一対のレバー３５における先端を広げ、係止爪３５ａを芯本体２２における係止穴２２ｂから離脱させる場合を説明したけれども、この取外しのための操作機器は、スピンドル軸３１側に設けるようにしても良い。このスピンドル側に設けられるような操作機器としては、例えば、そのスピンドル軸３１に設けられてレバー３５を揺動させる電磁弁等が挙げられる。
更に、上述した実施の形態では、４個のα巻コイル１２が渡り線１２ｃを介して連なった多連コイル１０が得られる場合を例示したけれども、多連コイル１０を校正するα巻コイル１２の数は４個に限られない。このため、例えば、１０個や２０個のα巻コイル１２が渡り線１２ｃにより連結された多連コイル１０のように、比較的多くのα巻コイル１２が連結された多連コイル１０を得るようにしても良い。ただし、比較的多くのα巻コイル１２が連結された多連コイル１０を得る場合に必要な支持部材６６は、その比較的多くのα巻コイル１２を軸方向に渡り線１２ｃの長さと同じ所望の間隔をあけて支持し得る長さのものであることが必要である。換言すれば、本発明にあっては、得ようとする多連コイル１０を構成する全てのα巻コイル１２を支持可能な長さの支持部材６６を用いることにより、その所望の数のα巻コイル１２が連なった多連コイル１０を確実に得ることができるのである。
１１ 線材
１２ α巻コイル
２０ 多連巻線装置
２１ 巻芯
２２ 芯本体
２３ 第１フランジ部
２４ 押さえ部材
３１ スピンドル軸
３３ 第２フランジ部
３３ｂ 凹溝
４１ 線材供給フライヤ
６０ 巻芯取外し手段
６１ 押し出し棒
６２ 移動機
６６ 支持部材
７０ 線材端部移動手段
７２ 可動台
７６ 移動板
１２１ 櫛部材
１２４ 流体圧シリンダ

Claims (10)

  1. 巻芯(21)と、
    前記巻芯(21)が先端に取外し可能に装着され前記巻芯(21)と共に回転するスピンドル軸(31)と、
    前記スピンドル軸(31)に装着された前記巻芯(21)の周囲において回転しつつ線材(11)を繰り出す線材供給フライヤ(41)と、
    前記巻芯(21)を軸方向に移動させて前記スピンドル軸(31)から取外す巻芯取外し手段(60)と、
    前記スピンドル軸(31)に対向し前記巻芯取外し手段(60)により取外された前記巻芯(21)を軸方向に所望の間隔をあけて複数支持する支持部材(66)と、
    前記巻芯(21)を支持する前記支持部材(66)を前記スピンドル軸(31)に対向する位置から前記スピンドル軸(31)から離れる方向に移動させる線材端部移動手段(70)と
    を備えたコイルの多連巻線装置。
  2. 線材端部移動手段(70)は、スピンドル軸(31)に直交する方向に移動可能に設けられた可動台(72)と、前記可動台(72)に前記スピンドル軸(31)に平行に移動可能に設けられた移動板(76)とを有し、
    前記移動板(76)に支持部材(66)が設けられた請求項１記載のコイルの多連巻線装置。
  3. 巻芯(21)が、スピンドル軸(31)の先端に一端が装着され外周に線材(11)が巻回される芯本体(22)と、前記芯本体(22)の他端に形成された第１フランジ部(23)とを有し、
    前記スピンドル軸(31)の先端に前記第１フランジ部(23)と所望の間隔をあけて前記芯本体(22)に巻回される線材(11)の巻幅を決定する第２フランジ部(33)が形成された請求項１又は２記載のコイルの多連巻線装置。
  4. 芯本体(22)の一端に前記芯本体(22)の軸に直交するように挿通され挿通状態で芯本体(22)に巻回される線材(11)から成るコイル(12)の幅方向の一方が当接する押さえ部材(24)を更に備え、
    巻芯(21)が装着状態で押さえ部材(24)との干渉を回避する凹溝(33b)が第２フランジ部(33)に形成された請求項３記載のコイルの多連巻線装置。
  5. 巻芯取外し手段(60)は、スピンドル軸(31)に挿通された押し出し棒(61)と、前記押し出し棒(61)の先端を前記スピンドル軸(31)の先端縁から突出させる移動機(62)とを備えた請求項１ないし４いずれか１項に記載のコイルの多連巻線装置。
  6. 支持部材(66)に軸方向に所望の間隔をあけて支持された巻芯(21)の軸方向の移動を禁止可能な櫛部材(121)と、巻芯(21)の軸方向の移動を禁止する第１位置と前記巻芯(21)の移動を許容する第２位置との間で前記櫛部材(121)を往復移動させる可動機構(124)とを更に備えた請求項１ないし５いずれか１項に記載のコイルの多連巻線装置。
  7. 線材供給フライヤ(41)から繰り出される線材(11)を保持して所定長さ引き出す第１引き出し工程と、
    巻芯(21)をスピンドル軸(31)の先端に装着して回転させ、引き出された前記線材(11)を前記巻芯(21)に巻き付ける巻き付け工程と、
    前記線材供給フライヤ(41)を前記巻芯(21)と同方向に回転させて前記線材供給フライヤ(41)から繰り出される前記線材(11)を前記巻芯(21)に巻き付けてα巻コイル(12)を形成するα巻コイル形成工程と、
    前記α巻コイル(12)を前記巻芯(21)とともに前記スピンドル軸(31)から取外す取外し工程と、
    前記スピンドル軸(31)から取外された前記巻芯(21)を前記α巻コイル(12)とともに移動して前記線材供給フライヤ(41)から新たな線材(11)を所定長さ引き出す第２引き出し工程と
    を有し、
    以下巻き付け工程から第２引き出し工程を繰り返して、繰り返される取外し工程において、前記スピンドル軸(31)から取外された前記巻芯(21)を、前記スピンドル軸(31)に対向する支持部材(66)に所望の間隔をあけて順次支持させる
    ことを特徴とするコイルの多連巻線方法。
  8. 巻き付け工程とα巻コイル形成が同時に行われ、前記α巻コイル形成における線材供給フライヤ(41)の回転が前記巻き付け工程における巻芯(21)の回転より速い回転数で同方向に回転させる請求項７記載のコイルの多連巻線方法。
  9. 巻き付け工程において、引き出された線材(11)を巻芯(21)の回転中心に直交する線に沿わせつつかつ前記巻芯(21)から遠ざかるに従ってスピンドル軸(31)から遠ざかる方向に傾斜させる請求項７又は８記載のコイルの多連巻線方法。
  10. 取外し工程において、取外される巻芯(21)に形成されたα巻コイル(12)からフライヤ(41)に延びる線材(11)をクランク状に折曲げる請求項７ないし９いずれか１項に記載のコイルの多連巻線方法。
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