JP2692224B2 - 電気コイルの巻線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば自動車のスタータのフィールドコイ
ルやオルタネータのロータコイル等を製作するための電
気コイル用巻線装置に関するものである（以下、電気コ
イル用巻線装置を省略し、単に巻線装置と記す）。

［従来の技術］ 上記産業上の利用分野においては、巻線装置のニーズ
として小型軽量化の動向にあり、これを電気コイルの高
密度化によって対処してきている。

特開昭63-136807号公報は、上述のごとき動向に対す
る１つの技術を開示するものであり、ボビンへの巻装後
の丸線コイル材間の空隙を低減することで電気コイルの
高密度化を図るものである。即ち、対向する位置に配置
され、断面が円形の被膜付きコイル（丸線材）を押圧
し、平板状のコイルを形成する１対のローラ（成形ロー
ラ）とこれらの１対のローラにより成形された平板状の
コイルを巻装するための巻枠と前記ローラに前記コイル
の抜き出し方向と同じ方向に駆動力を与えるための駆動
力付与手段（巻枠回転用モータ）を備えたコイルの巻線
装置として構成し対処するものである。

上記公報において開示されるコイル材の巻装には、ボ
ビンに巻装するためのテンションが付与されるのである
が、このようなテンションの付与技術を開示するものと
して、特開昭55-165209号公報等がある。

該公報は、圧延装置に対して下流側の圧延材の張力を
検出する張力検出手段（張力演算装置等）と、前記張力
を所定の張力に制御すべく駆動力付与手段（メインモー
タ）により、前記ローラの駆動力を変化させる制御装置
（制御補償装置）を備えた張力制御手段を開示するもの
である。

ところで、前記公報に開示されるごとき巻線装置は、
１対のローラにてコイル線材を押圧し変形させるため、
巻枠と１対のローラとの間のコイルに、ローラの押圧力
により大きなテンションを発生させている。このため、
被巻付きのコイル線材を押圧、成形した後、このテンシ
ョンによりコイル線材が伸び、被膜に損傷を与えてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明は、上述のごとき状況を鑑みて前記空隙
の低減化を図った上でコイル線材の被膜に損傷をきたす
ことなくコイル線材を巻枠に巻装填する電気コイル用巻
線装置を提供することを課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ そこで、対向する位置に配置され、断面がほぼ円形の
被膜付の丸線コイル線材を押圧し、断面を正方形上のコ
イル線材に成形する２対のローラと、 該２対のローラにより成形された前記正方形状のコイ
ル線材を巻装するための巻枠と、 該巻枠に前記正方形状のコイル線材を巻装するための
巻装手段と、 前記ローラに前記正方形上のコイル線材の抜き出し方
向と同じ方向に駆動力を与えるための駆動力付与手段
と、 前記巻枠と前記２対のローラとの間の前記正方形上の
コイル線材のテンションを検出するテンション検出手段
と、 前記テンションを所定値に制御すべく、前記駆動力付
与手段により、前記ローラの駆動力を変化させるための
制御装置であって、前記丸線コイル線材の線径よりも小
さい所定間隔を離して、前記２対のローラ間の空隙が正
方形となるように対向させた前記２対のローラ間に挿入
し、前記正方形上のコイル線材の抜き出しに必要な前記
テンションに対して、前記駆動力付与手段にて前記ロー
ラに所定のトルクを付与することで前記テンションを所
定値に低減せしめ、前記被膜に損傷を付与することなく
駆動力制御する駆動制御装置と、 前記２対のローラと前記駆動力付与手段と前記テンシ
ョン検出手段とを一体的に構成してなる成形部を、前記
巻枠に対して前記正方形上コイル線材の線幅でトラバー
スさせて前記巻枠に巻装するトラバース手段と、 から構成されることを特徴とする電気コイル用巻線装置 を採用することで課題の解決を図るものである。

［作用］ 本発明は、上記の構成の２対のローラにより、断面が
ほぼ円形の丸線コイル線材を押圧し、断面を正方形状の
コイル線材に成形していることから電気コイルとしての
空隙率低減が可能であり、また２対のローラを介して断
面がほぼ円形の被膜付の丸線コイル線材を押圧し、断面
を正方形状のコイル線材に成形するのに必要なテンショ
ンを駆動力付与手段によってテンション検出手段と駆動
制御装置とに基づく駆動力付与手段を稼働させ、即ち成
形後の断面正方形状のコイル線材に付与されるテンショ
ンを、ローラのテンション方向への回転駆動付与によっ
て低減させることで、テンションの大きさを被膜損傷の
ないレベルにまで低下させことができるようになる。

［発明の効果］ 以上のような作用に加え前記２対のローラと前記駆動
力付与手段と前記テンション検出手段とを一体的に構成
してなる成形部を、前記巻枠に対して前記正方形上コイ
ル線材の線幅でトラバースさせて前記巻枠に巻装するト
ラバース手段と、を採用したことにより、前記空隙の低
減化を図った上で、コイル線材の被膜に損傷をきたすこ
となく形成されたコイル線材を巻枠に巻装する電気コイ
ル用巻線装置の提供が可能となるのである。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例について説明する。第
１図は本発明になるコイル巻線装置の一実施例の全体構
成を示す。１は巻枠回転用モータ、２は巻枠固定用治具
であり、巻枠回転用モータ１に直結してある。３は巻枠
であり、巻枠固定用治具２と円板2aとの間に、挾持して
固定されている。4aおよび4bは外周に絶縁被膜を付けた
線材である。５はプレートで、このプレート５には成型
ローラ6a,6b,線材4a,4bのガイドノズル7a,7b,成形ロー
ラ回転用モータ８が配設されている。９はトラバース用
モータで、ボールネジ11を介してプレート５に連結され
ている。そして、ガイドノズル7a,7bはプレート５の腕
部5aに固定されており、ローラ6a,6b間を通してほぼ一
直線上に設けられている。

第２図は第１図におけるA-A線に沿う断面の模式図で
ある。12はスライドブロックでプレート５のスライド溝
内に配設されており、かつ、ローラスライド用シリンダ
13に結合されている。ローラ6bは、スライドブロック12
に回転自由に取り付けられ、ローラ6aは出力トルクが制
御出来る成型ローラ回転用モータ８に直結され、プレー
ト５に対して回転自在に保持されている。

なお、19は線材4aに働くテンションを検出するための
テンションメータ、20はテンションメータ10で得たテン
ションを入力し、所定のテンションを比較して、電／空
レギュレータ21に信号を送る制御装置である。この電／
空レギュレータ21では、制御装置20に得られた信号に応
じて、成形ローラ回転用モータ８の回転トルクを制御す
るものである。

次に上記構成による本発明コイル巻線装置の作動につ
いて説明すると、まず、断面円形の丸線材4bの先端を、
ガイドノズル7a,ローラ6a,6b間，ガイドノズル7bを通し
て、巻枠３の外周にからげて固定する。この時に、ロー
ラ6bを保持しているスライド用シリンダ13により、下方
向（矢印Ｂ方向）に下げて、ローラ6a,6b間の隙間を丸
線材4bの線径よりも大きいものとしておく。

その後、巻枠回転用モータ１を作動させて、線材4bを
巻枠３の外周に巻きつけていく。この時ローラスライド
用シリンダ13によりスライドブロック12を上昇させて、
ローラ6a,6b間の隙間を丸線材4bの所定の成型量を得る
ようにローラ6bを上方向（矢印Ｃ方向）に移動させる。

一例として、銅線径0.995〔mm〕の線材4bを、0.75〔m
m〕に押圧して、線材4aを巻枠３に巻く時、10kgfのテン
ションが巻枠３とローラ6a,6bとの間の線材4aに加わっ
てしまう。このテンションは、線材4aをのばそうとする
力であり、ローラ6a,6bにより、被膜を施した線材4aを
押圧した後に、線材4aをのばすため、被膜により応力が
加わり、被膜のダメージが大きくなってしまう。

そこで、本発明では第２図に示す如く、成形ローラ回
転用モータ８に、テンションＦと同じ方向に成形ローラ
回転用モータ８によりローラ6aにトルクＴをかけること
で、テンションが減少する。つまり、総称4aの成形抵抗
力から上記トルクＴを差し引いた値が、成形後の線材4a
に働くテンションＦとなる。従って、上記トルクＴを変
えることで、線材4aに働くテンションを変えることがで
きる。

そこで、成形ローラ回転用モータ８のトルク制御の一
例を示すと、線材4aに働くテンションＦをテンションメ
ータ19により検出する。制御装置20では、テンションメ
ータ19で検出したテンションＦを入力し、このテンショ
ンＦが所定値（例えば、4kgf）となるように、成形ロー
ラ回転用モータ８に供給されるエア圧を変化させるよう
に、電−空レギュレータ21に指令を出力する。

以上の様にして線材4aに働くテンションを調整し、最
適テンションにより連続的に丸線材4bを押しつぶして、
第３図に示す如く、平角線4aを成型する。この間、丸線
材4bはガイドノズル7aを通って、対の成形ローラ6a,6b
の間の所定の位置へ安定して導かれる。その後、平角に
成型されてガイドノズル7bを通って巻枠３へ導かれる。
また、同時にトラバースガイド用モータ９も回転し、ボ
ールネジ11上に第２図に示される線材成型部全体（プレ
ート５）を、平角線4aの線幅ピッチで、巻枠３の回転
（巻枠回転用モータ１の回転）に同期させてトラバース
させていく。上述した構成にすることで、線材４は始め
巻枠３にからげるまでは丸線材4bを用いて、巻枠３に巻
きつけるときには平角線4aとすることで、丸線材4bの使
用が可能になり、ドラム（線材４が巻いてある）から巻
きほどく際に生じるねじれに影響されることなく、平角
線4aの断面姿勢を一定に保つことができ、巻枠３に巻装
する際に、線のねじれを生ずることなく、線材4aの巻装
が非常に簡単にできる。

また、成形ローラ回転用モータ８に、エアモータを用
いて供給エアーの圧力、及び流量を調整することによ
り、線材4aに働くテンションを任意設定できる。もちろ
んトルクモータなど出力トルクが制御出来るモータを用
いれば同様の効果が得られることはいうまでもない。な
お、第４図に示す第２実施例においては、成型ローラ回
転用モータ８の軸8aの先端には第１のローラ6aが固定さ
れている。また、軸8a上には第１の傘歯歯車15が固定さ
れ、この第１の傘歯歯車15に第２の傘歯歯車16が噛み合
っている。この傘歯歯車16が固定されているシャフト17
には、第２のローラ6bが固定されている。また、13aは
第１のローラスライド用シリンダ、12aは第１のスライ
ドブロック、6cは第１のスライドブロック12aに回転自
在に設けられた第３のローラであり、この第３のローラ
6cは第１のローラ6aと直線状に配置され、矢印Ｄ方向に
第１のローラスライド用シリンダ13aにより移動する。

さらに、13bは第２のローラスライド用シリンダ、12b
は第２のローラスライドブロック、6dは第２のスライド
ブロック12bに回転自在に設けられた第４のローラであ
り、この第４のローラ6dは第２のローラ6bと直線上に配
置され矢印Ｅ方向に第２のローラスライド用シリンダ13
bにより移動する。

そして、第４図に示すように第１ないし第４のローラ
6a〜6dにより、正方形状の隙間18を形成する。

そして、上述した第１実施例と同様に、丸線材4bを上
記隙間18内に挿入することで、丸線材4bを正方形状の角
線材4cとすることができる。また、巻枠に丸線材4bをか
らげる時には、第1,第２のローラスライド用シリンダ13
a,13bにより第3,第４のローラ6c,6dを移動させて、第１
ないし第４のローラ6a〜6dにより形成される隙間を丸線
材4bの径よりも大きいものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明巻線装置の一実施例を示す模式図、第２
図は第１図におけるA-A線に沿う断面図、第３図はロー
ラと線材とを示す斜視図、第４図は巻線装置の他の実施
例を示す模式図である。 ３……巻枠,4……線材,4a……平角線,4b……丸線,6a,6b
……１対のローラ,8……ローラ駆動用モータ,19……テ
ンションメータ,20……制御装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向する位置に配置され、断面がほぼ円形
   の被膜付の丸線コイル線材を押圧し、断面を正方形上の
   コイル線材に成形する２対のローラと、 該２対のローラにより成形された前記正方形状のコイル
   線材を巻装するための巻枠と、 該巻枠に前記正方形状のコイル線材を巻装するための巻
   装手段と、 前記ローラに前記正方形上のコイル線材の抜き出し方向
   と同じ方向に駆動力を与えるための駆動力付与手段と、 前記巻枠と前記２対のローラとの間の前記正方形上のコ
   イル線材のテンションを検出するテンション検出手段
   と、 前記テンションを所定値に制御すべく、前記駆動力付与
   手段により、前記ローラの駆動力を変化させるための制
   御装置であって、前記丸線コイル線材の線径よりも小さ
   い所定間隔を離して、前記２対のローラ間の空隙が正方
   形となるように対向させた前記２対のローラ間に挿入
   し、前記正方形上のコイル線材の抜き出しに必要な前記
   テンションに対して、前記駆動力付与手段にて前記ロー
   ラに所定のトルクを付与することで前記テンションを所
   定値に低減せしめ、前記被膜に損傷を付与することなく
   駆動力制御する駆動制御装置と、 前記２対のローラと前記駆動力付与手段と前記テンショ
   ン検出手段とを一体的に構成してなる成形部を、前記巻
   枠に対して前記正方形上コイル線材の線幅でトラバース
   させて前記巻枠に巻装するトラバース手段と、 から構成されることを特徴とする電気コイル用巻線装
   置。