JP2682587B2 - 巻線形成方法および巻線形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、線材を巻型外周上に
巻き上げて多重多層コイルを形成する巻線形成方法と、
この方法に使用する巻線形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来の巻線形成装置の一例を示
す全体図である。図において、１はコイルを形成するた
めの線材で、通常、断面が矩形状の平角線に絶縁テープ
等で電気的絶縁処理を施したものを使用する。２は線材
を供給する線材ドラム、３は線材ドラムを心棒で支持し
て外周から巻きほぐすアンコイラ、４はレベラで、テン
ションローラ５が複数個上下に並んでおり、線材１の巻
き癖を矯正すると共に図示しないブレーキ装置により張
力を発生させながら、これも図示しない動力によって線
材１を図の右方向に送り出す。なお上記１〜５で線材供
給手段６を構成している。７は巻線形成機であり、巻型
８が図示しない動力によって回転する。９はシリンダ、
１０は押付けロールで、コイル形成時に線材１を巻型８
に押し付けるものである。

【０００３】次に、動作について説明する。コイルは、
通常、電流容量により導体の断面積を選定するが、断面
積が大きくなると加工が難しくなり、また渦電流損が増
えるので、その場合は複数の導体に分けて並列に巻回す
る。図１６は並列導体数が２本の場合を示している。ま
ず並列本数と同数の線材１をそれぞれ巻線ドラム２に巻
いたものを用意し、アンコイラ３にセットする。線材１
はレベラ４のテンションローラ５の上下列の間を通して
引き出し、その先端を巻線形成機６の巻型８に固定す
る。巻型８は図示しないモータ等の動力によって矢印の
方向に回転する。この時、線材１はテンションローラ５
によって張力を与えられている。また、シリンダ９を上
方に駆動することにより、押付けロール１０が線材１を
巻型８に押し付けながら巻型８を回転させる。規定の巻
数になるまで回転動作を行った後停止させ、コイルの巻
終わり端を口出し線として必要な長さだけ残して切断
し、巻型８より取り外し、一つのコイルが完成する。

【０００４】図１７に完成したコイルを示す。図におい
て、１１はコイル全体を示し、１２は巻始め端部、１３
は巻終わりのコイル口出し線である。ここで、以下の説
明のため、コイルの径方向つまりコイルを巻き上げてい
く方向の線材本数を重と称し、コイル軸方向つまり重と
直角方向の線材本数を層と称することにする。図１７の
コイルは多重２層コイルである。従来の巻線形成装置で
形成されたコイルは、図１７から分るように、巻始め端
部１２はコイルの内側に、巻終わりのコイル口出し線１
３はコイル外側になる。そこで、コイル線材の両端共を
コイル外側から引き出したい場合は、図１８に示すよう
に、２個のコイル１１ａ、１１ｂを合わせて、内側の巻
始め端部１２ａと１２ｂを接続バー１４で溶接またはロ
ー付け等によって接続し内渡り部とする。更にこの接続
部分を清掃し、絶縁テープを巻く等の電気的絶縁処理を
施して、はじめてコイル線材の両端つまり口出し線１３
ａと１３ｂを外側に有する多重４層コイルを得ることが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の巻線形成装置は
以上のように構成されているので、コイル口出し線を両
方共コイルの外側から引き出した多重多層コイルを得る
ためには、単独に形成した２個の多重多層コイル（１本
の導体で巻回する場合は多重１層コイル）を合わせ、内
側になるコイル線材端部どおしを溶接等により接続して
形成していた。このため、一連の連続した工程では製作
できず、前述のとおり、溶接等の接続作業とその部分の
絶縁処理作業が必要であった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、溶接等の接続作業や接続部の絶
縁処理作業を必要とせずに、コイル口出し線の両方共を
コイル外周に形成する多重多層コイルを形成する巻線形
成方法及び巻線形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る巻線形成
方法及び装置は、線材を一定の張力を発生させながら供
給する線材供給手段を備え、駆動力により中心軸の回り
に回転するロータを持ち、そのロータ上には、ロータの
中心軸から離れて上記中心軸と平行な軸上にリールが配
設されており、そのリールは所定の駆動力を持って回動
する。また上記線材に対し軸方向に少なくとも線材幅以
上の段付け加工を行う段付け手段を持っている。更に上
記ロータと同軸上には駆動力により回転する巻型を備え
ている。

【０００８】

【作用】この発明における巻線形成方法及び装置は、中
心軸の回りに回転するロータ上に配設したリールに、線
材供給手段から連続して供給する線材を所定の長さだけ
巻き取っておき、線材供給手段とリールの間で、線材に
対し幅方向に少なくとも線材幅以上の段付け加工を施
し、その段付け部をロータと同軸上に設けた巻型の外周
面に押し当て、この段付け部を基準にしリール側の線材
は、ロータを少なくとも巻型より早く回転させることに
よりリールに巻き取っておいた線材を巻戻しながら巻型
に巻き上げてコイルの片側を形成し、段付け部より線材
供給側の線材は、線材供給手段から供給する線材を巻型
を回転させて巻き上げることによりコイルのもう片側を
形成することができるので、コイル線材を途中で接続す
ることなく、コイル口出し線の両方共をコイルの外側か
ら引き出した多重多層コイルを形成することができる。

【０００９】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。ま
ず、この発明の巻線形成機で形成されるコイルについて
説明する。図１０はこの発明の巻線形成機によって形成
したコイル１５であり、コイルＡ１５ａとコイルＢ１５
ｂが段付け部１６によってそこが内渡り部となって一体
につながったものである。口出し線１３ａ、１３ｂは共
にコイルの外側から引き出されている。

【００１０】次に、装置について説明する。図１はこの
発明の巻線形成装置の全体構成図である。線材１、線材
ドラム２、アンコイラ３、レベラ４、テンションローラ
５までは従来例と同じで線材供給手段６を構成する。１
９は測長器で、通過する線材１の長さを計測するための
エンコーダ（図示せず）を備えている。２０は段付け手
段で、線材１に水平方向の段付けを行う。３０は巻線形
成機である。段付け手段２０の詳細は図４に、巻線形成
機３０の詳細は図２及び図３に示す。

【００１１】まず、段付け手段２０から説明する。図４
において、２１は取付枠、２２は押型、２３はシリンダ
で取付枠２１に取り付けているが、そのロッドが押型２
２に連結しており、押型２２を矢印の方向へ押し出す。
押型２２の段付け量は、線材幅以上としている。但し、
幅方向に複数本の線材で並列に巻回する場合には並列本
数の合計の線材幅とする。２４はガイド棒で、一端は押
型２２に固定されており、押型２２を水平に保持すると
共に、リニアベアリング２５と組み合わせて押型２２の
矢印方向の動きを助けるものである。２６はローラで、
押型２２の前後に上下２個ずつ配置し、両端は軸受２７
で支持しているが、軸受２７は取付枠２１側面に設けた
スライド溝に緩挿しているので上下に摺動できる。上側
のローラはスプリング２８によって下方に押されてお
り、この押圧力は調整ねじ２９で調整することができる
ようになっている。

【００１２】次に、巻線形成機を図２及び図３によって
説明する。図２は正面側、図３は裏面側である。図にお
いて、３１は巻型である。３２は主軸で、一端は巻型３
１に、他端は歯車３５ａに連結し、軸受３３で架台３４
に支持している。歯車３５ａは歯車３５ｂと噛み合って
軸駆動モータ３６により回転力を与えられる。主軸３２
には軸受３７を介してロータ３８と歯車３９ａが一体に
取り付けられている。歯車３９ａは歯車３９ｂに噛み合
ってロータ駆動モータ４０により回転力が与えられる。
従って、ロータ３８と巻型３１とは同軸上であるが、別
の駆動モータによって異なった回転動作ができるように
なっている。また、ロータ３８には軸受４１によって回
動自在にリール４２が取り付けられており、リール軸に
はブレーキ装置４３と歯車４４ａを有し、歯車４４ａに
は着脱自在に歯車４４ｂが係合し、リール駆動モータ４
５によって回転力が与えられる。リール駆動モータ４５
は移動台４６上に固定されているが、移動台４６にはそ
の下面に直動装置４７があり、シリンダ４８の駆動力に
より矢印アのように直線運動する。この直線運動により
歯車４４ａと歯車４４ｂが着脱自在に係合する。ロータ
３８の正面側には押付けロールＡ４９が、空圧シリンダ
５０を介して取り付けられており、空圧シリンダ５０の
駆動により矢印イのように直線運動する。また、ベース
５１側には押付けロールＢ５２がシリンダ５３を介して
取り付けられており、空圧シリンダ５３の駆動により矢
印ウのように直線運動する。５４はカバーである。

【００１３】図５は巻型３１の詳細を示すものであり、
３１ａは溝で、上記段付け機で段付けした、コイルの内
渡り部となる線材１が嵌まり込む形状となっている。

【００１４】図６はロータ３８と巻型３１、リール４
２、押付けロールＡ４９、及び押付けロールＢ５２の相
対位置関係を示すための平面図である。巻型３１に図に
示すようなコイル１５を巻き上げて形成する場合に、リ
ール４２と押付けロールＡ４９はコイル１５ａ側を、押
付けロールＢ５２はコイル１５ｂ側を担当する。

【００１５】次に、動作及び巻線形成方法について図１
〜図１０を参照しながら説明する。まず、巻線形成機の
ロータ３８に配設したリール４２が図７に示す位置にな
るまでロータ３８を回転させ、図の位置で図示しない位
置決めピン等により固定する。次に、図３に示すシリン
ダ４８を前進駆動して、移動台４６を前進させ、歯車４
４ａと歯車４４ｂを係合させて、リール４２が回転駆動
できる状態にする。図１に示すアンコイラ３にセットし
た線材ドラム２より線材１を引き出し、レベラ４、測長
器１９、段付け機２０を通して先端をリール４２に固定
する。測長器１９で線材１の長さを測定しながら、リー
ル４２に、図１０に示すコイル１５ａ分の長さを巻き取
る。図４に示す段付け手段２０のシリンダ２３を前進駆
動し、押型２２を両側から押し出し、線材１にコイルの
内渡りとなる部分１６の段付けを行う。こうしてできた
線材１の段付け部１６が巻型３１のちょうど真下になる
まで、さらにリール４２で線材１を巻き取る。なお、こ
のとき巻型３１の溝３１ａ（図５参照）は下側に、つま
り線材１と対向するように巻型３１を回転させておく。
図３に示すシリンダ４８を後退駆動させ、歯車４４ａと
歯車４４ｂの係合を外し、ロータ３８の位置決めの固定
も解除する。図２に戻り、線材１の段付け部１６を巻型
３１の溝３１ａに合わせ、空圧シリンダ５３を上方に駆
動して押付けロールＢ５２を巻型３１に押し付ける。押
付けロールＡ４９も空圧シリンダ５０の駆動により、巻
型３１に押し付ける。

【００１６】次に、巻型３１とロータ３８をそれぞれの
駆動モータ３６、４０を駆動して同時に反時計方向に回
転させ、線材１の巻き上げ動作を開始する。この時、ロ
ータ３８の回転速度は巻型３１の回転速度より速くする
が、最も効率的な巻き線方法として、ロータ３８の回転
速度を巻型３１の回転速度の２倍とした場合について説
明する。図８は巻型３１に線材１を巻き始めて１／４回
転した状態を示す。図９は巻き線作業の途中を示す。ロ
ータ３８の回転速度が巻型３１の２倍であることより、
リール４２に巻き取っておいた線材１はリール４２から
巻きほぐされながら、また、ブレーキ装置４３により張
力を与えられながら巻型３１に巻き上げられていき、図
１０に示すコイルＡ１５ａ側を形成する。これと同じ速
度で、線材ドラム２側から供給される線材１は、レベラ
４で張力を与えられながら巻型３１に巻き上げられコイ
ルＢ１５ｂ側を形成する。つまり、ロータ３８の回転速
度を巻型３１の回転速度の２倍としたので、コイル１５
Ａａ側とコイル１５Ｂｂ側が同じ速度で巻き上がること
になる。巻線作業中、押付けロールＡ４９はコイルＡ１
５ａ側を、押付けロールＢ５２はコイルＢ１５ｂ側を押
し付けながら線材１を巻型３１に折り曲げ形成するのを
促進させる役目をする。押付けロールＡ４９、押付けロ
ールＢ５２、リール４２及び巻型３１の相対位置関係は
図６に示した通りとなっているので、巻線作業中に干渉
することはない。巻線動作を続け、規定の巻数になれば
巻線動作を停止する。コイルＡ１５ａ、コイルＢ１５ｂ
側共巻終り部を口出し線１３ａ、１３ｂとして必要な長
さだけ残して切断し、巻型３１から形成されたコイルを
外す。こうして図１０に示すようなコイル１５が形成さ
れる。

【００１７】なお、上記実施例では、ロータ３８と巻型
３１を同時に回転させて、コイルＡ１５ａとコイルＢ１
５ｂを同時に形成する場合について述べたが、初めは巻
型３１を固定しておき、リール４２に巻き取った線材１
を先ず巻型３１に巻き上げてコイルＡ１５ａを形成した
のち、巻き終わり端を口出し線の長さだけコイル側に残
してから切り離して、次に巻型３１を回転させコイルＢ
１５ｂを形成しても同様の多重４層コイルを形成するこ
とができる。

【００１８】また、上記実施例では、多重４層コイルを
形成する場合について述べたが、線材１の並列本数を変
えることによって、同様に別の多重多層コイルを形成で
きることは言うまでもない。

【００１９】実施例２．実施例１の方法及び装置により
コイルを巻きあげた場合、ロータ３８上に設けられてい
るリール４２、押付ロール４９はロータ３８の回転に伴
い回転するため、ベース５１上に設けられた押付ローラ
５２とリール４２、押付ロール４９が干渉しないように
隙間が必要である。そのため、形成後の多重多層コイル
は実際には図１１に示すようにコイル１５ａとコイル１
５ｂ間に間隔が生じる。この多重多層コイルを図１０に
示すようにコイル１５ａとコイル１５ｂを密着させた場
合、内渡り部１６の線材長さは密着時の方が短いため、
内渡り部１６の線材がたるむという問題がある。この実
施例は上記のような問題点を解消するための巻型に関す
るものである。

【００２０】図１２において、３１は巻型、３１ｂはコ
イル１５ａに相当するコイルを形成するための巻型部、
３１ｃはコイル１５ｂに相当するコイルを形成するため
の巻型部である。３１ａは内渡り部１６をガイドする線
材の溝である。図１３は、上記の巻型を用いて形成した
コイルのコイルのずれとコイルの間隔を幾何学的に示し
た図で、１５ａ、１５ｂは多重コイル、１６は内渡り部
である。コイル１５ｂの長さ１５ｃと、内渡り部１６の
長さ１６ａが同じ長さになるようにコイル１５ａとコイ
ル１５ｂの間隔とずれを生じさせている。図１４は、コ
イル１５ａとコイル１５ｂを密着させた状態を幾何学的
に示した図で、１５ｃと１６ａは同じ長さのため密着時
には一致する。

【００２１】実施例３．また、上記実施例２では、巻型
をずらした場合について説明したが、図１５に示すよう
に巻型３１ｂと３１ｃを回転軸に対してねじってもよ
く、上記実施例２と同様の効果を奏する。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ロー
タ面に配設したリールに巻き取っておいた線材を巻き戻
しながら巻型へ巻き上げて片側のコイルを形成し、一
方、線材供給手段から供給する線材を巻型に巻き上げて
もう片方のコイルを形成することができるので、コイル
線材をコイル内渡り部で接続する作業を必要とせず、従
って接続部の絶縁処理作業も必要とせず、連続した作業
によって、両口出し線をコイルの外側から引き出した多
重多層コイルを形成できる効果がある。

【００２３】また、この発明によれば、コイルの間隔に
合わせて巻型をずらせているため、内渡り部を介してそ
れぞれ形成された多重多層コイルを密着時内渡り部の線
材がたるむことなく均一の形状の多重多層のコイルが得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の巻線形成装置の全体構成図である。

【図２】この発明の巻線形成機の正面側斜視図である。

【図３】この発明の巻線形成機の裏面側斜視図である。

【図４】この発明の段付け手段の斜視図である。

【図５】この発明の巻線形成機の巻型の斜視図である。

【図６】この発明のロータ、リール、押付けロールＡ及
び押付けロールＢの相対位置関係を示す平面図である。

【図７】この発明の巻線形成機のリール巻取り作業を示
す正面図である。

【図８】この発明の巻型に線材を巻き始めたところの斜
視図である。

【図９】この発明の巻線形成機による巻線作業中の正面
図である。

【図１０】この発明の巻線形成装置により形成した多重
４層コイルを示す斜視図である。

【図１１】この発明の巻線形成装置により形成した多重
４層コイルを示す斜視図である。

【図１２】この発明の巻線形成機の巻型の他の例を示す
斜視図である。

【図１３】図１２の巻型による内渡り部の状態を幾何学
的に示す図である。

【図１４】図１２の巻型によるコイルの密着状態を幾何
学的に示す図である。

【図１５】この発明の巻線形成機の巻型のさらに他の例
を示す斜視図である。

【図１６】従来の巻線形成装置の全体図である。

【図１７】従来の巻線形成装置により形成した多重２層
コイルを示す斜視図である。

【図１８】従来の巻線形成装置により形成した多重４層
コイルを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 線材 ６ 線材供給手段 13a 口出し線 13b 口出し線 15 コイル 15a コイルＡ 15b コイルＢ 16 コイル段付け部 20 段付け手段 31 巻型 31a 溝 31b 巻型部 31c 巻型部 38 ロータ 42 リール

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 口出し線の両方ともをコイルの外周に形
   成するコイルの巻線形成方法において、 中心軸の周りに回転するロータ上に、上記中心軸から離
   れて上記中心軸と平行な軸上にリールを配設し、そのリ
   ールに線材供給手段から連続して供給する線材を所定の
   長さだけ巻き取っておき、上記線材供給手段と上記リー
   ルの間で、上記線材に対し幅方向に少なくとも線材幅以
   上の段付け加工を施し、その段付け部を上記中心軸と同
   軸上に設けた巻型の外周面に押し当て、この段付け部か
   ら上記リール側の線材は上記ロータを上記巻型より早い
   相対速度で回転させることにより上記リールに巻き取っ
   ておいた線材を巻戻しながら上記巻型に巻き上げてコイ
   ルの片側を形成し、上記段付け部より上記線材供給手段
   側の線材は線材供給手段から供給する線材を上記巻型を
   回転させて巻き上げることによりコイルのもう片側を形
   成するようにしたことを特徴とする巻線形成方法。
2. 【請求項２】 線材供給手段から一定の張力を発生させ
   ながら線材を供給し、巻型を回転させてその外周上にコ
   イルを形成する巻線形成装置において、 駆動力により中心軸の周りに回転するロータと、そのロ
   ータ上に、上記中心軸から離れて上記中心軸と平行な軸
   上で、所定の駆動力を持って回動するリールと、このリ
   ールと上記線材供給手段の間に設けられ、上記線材に対
   し幅方向に少なくとも線材幅以上の段付け加工を行う段
   付け手段と、上記中心軸と同軸上に駆動力により回転す
   る巻型とを備えたことを特徴とする巻線形成装置。
3. 【請求項３】 巻型が、コイルの内渡り部をはさんで一
   方の層と他方の層をそれぞれ形成する２部分からなり、
   上記両部分が、上記内渡り部が短くなる方向に偏心して
   一体となされていることを特徴とする請求項２記載の巻
   線形成装置。
4. 【請求項４】 巻型が、コイルの内渡り部をはさんで一
   方の層と他方の層をそれぞれ形成する２部分からなり、
   上記両部分が、上記内渡り部が短くなる方向に互いにね
   じれて一体に配置されていることを特徴とする請求項２
   記載の巻線形成装置。