JP3824929B2 - コアレスコイルの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅線、アルミニウム線等の線材を内側から取り出せるようにした中心にテーパ穴を有するコアレスコイル（コンパクトコイル、タイトコイルを含む）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコアレスコイルは、図１２に示すように、線材Ａがコイル状に巻回されて中心にテーパ穴３ａを有するコイル巻層体３が形成され、コイル巻層体３の内側からテーパ穴３ａを通して線材Ａを取り出せるようにした構造になっている。
【０００３】
また、このコアレスコイルの製造方法は、図１３に示すように、図示しない線材圧延機、伸線機等から送出される線材Ａをガイドしながらスプール１に供給するガイドシーブ２を、スプール１におけるテーパ巻胴１ａの外径の小さい右方のトラバース反転位置Ｂ（右側鍔の内側面近傍位置）に配置すると共に、線材Ａの巻始め端末をスプール１に固定する。
【０００４】
次に、スプール１を矢印方向へ起動回転すると共に、ガイドシーブ２をスプール１のテーパ巻胴１ａの外径が大きい左方に移動させ、線材Ａを左方へトラバースさせながらスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、１層目の巻層（最内層）を形成して行く。
【０００５】
次に、ガイドシーブ２が前記テーパ巻胴１ａの外径の大きい左方のトラバース反転位置Ｃ（左側鍔の内側面近傍位置）に到達したら、ガイドシーブ２の移動を反転させて前記テーパ巻胴１ａの外径の小さい方に移動させ、線材Ａを反転させて右方にトラバースさせ、前記テーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、２層目の巻層を形成して行く。
【０００６】
次に、ガイドシーブ２が前記トラバース反転位置Ｂに到達したら、その移動を反転させて左方に移動させ、以後、該シーブ２をそれぞれ所定位置に固定配置されたトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復移動させ、線材Ａをトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復トラバースさせながら、スプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、３層目、４層目、５層目、６層目等、多層の巻層を形成して行く。
【０００７】
このようにして、線材Ａの巻量が満巻量又はそれに近い巻量に到達したら、線材Ａの巻層が内層から外層へ進行するに伴い、左側のトラバース反転位置Ｃを右側のトラバース反転位置Ｂに近づく方向に漸次移動させ、線材Ａをコイル状に巻回して外形状が円筒形状になるよう整えて行く。その後、ガイドシーブ２の移動をトラバース反転位置Ｂで停止させて線材Ａの巻回を終了し、図１４に示すような中心にテーパ穴３ａを有するコイル巻層体３を形成する。
【０００８】
なお、図示の方法では、線材Ａの方をトラバースさせて線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回するようにしたが、ガイドシーブ２を移動させず、スプール１の方を左右に往復トラバースさせて線材Ａをテーパ巻胴１ａに巻回し、コイル巻層体３を形成するようにしてもよい。
【０００９】
このようにして、コイル巻層体３を形成した後、スプール１を分解等して取り除き、前記図１２に示すような、線材Ａをコイル巻層体３の内側からテーパ穴３ａを通して取り出せるようにしたコアレスコイルを製造する。
【００１０】
上記のようにして製造されたコアレスコイルは保管、運搬等の際、荷崩れ等が生じないように、図１５に示すように、コイル巻層体３のテーパ穴３ａの中心軸線が垂直になるように、且つ、テーパ穴３ａの穴径の大きい方が上部に位置するように９０度転回してパレット６に載置する。そして、コイル巻層体３の外周を円周方向に数箇所にわたり鋼帯等のバンド４で結束し、該コイル巻層体３の外周を熱収縮性フイルム、シートからなるシュリンク梱包材５で覆って梱包し、保管、運搬等に供せられる。
【００１１】
このコアレスコイルを使用する場合には、図１６に示すように、コイル巻層体３の上端面に、塩化ビニール樹脂或いはアクリル樹脂製の中空円板７を載せる。次いで、コイル巻層体３の上端面を覆うシュリンク梱包材５の中央部をカッタ等で開口する。次いで、コイル巻層体３を円周方向の数箇所で輪状にバインドして結束しているバンド４を、それぞれコイル巻層体３の内側において、上下方向の中間適宜位置で上下に分断し、上方の分断された各バンド４端末を上側へ折り曲げてコイル巻層体３の上方へ引き出し、これをそれぞれ図１７に示すようにバンド止め部８のバンド通し穴に内側から外側へ通して止める。次いで、内筒体９をコイル巻層体３のテーパ穴３ａに挿入し、線材Ａをテーパ穴３ａの傾斜内面に沿って、内筒体９の周囲をスパイラル状に回りながら上方へ取り出す。
【００１２】
そうすると、線材Ａは、図１７に示すように、コイル巻層体３の１層目（最内層）の下方位置から上方に向かってほぐされつつ、螺旋を巻きながら上方へ取り出される。1層目の線材Ａの取り出しが終了すると、線材Ａは２層目の上方から下方に向かって取り出され、２層目の取り出しが終了すると、線材Ａは、３層目の下方から上方に向かって取り出される。このようにして、線材Ａは上下方向に取り出し点が移動しながら、コイル巻層体３の半径方向内側の内層から外側の外層に向かって、取り出し開始の段階から終了段階まで、上方に末広がり状に開口するテーパ穴３ａの傾斜内面に沿ってテーパ穴３ａを通して上方へ取り出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコアレスコイルによると、これを製造する過程において、ガイドシーブ２の大きさやスプール１のテーパ巻胴１ａの外径、線材Ａの種類により、コイル巻層体３の任意層における線材Ａの１周巻回ループを採取して水平な台等に置いてその残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒ（該ループの巻き半径）が、図１８に示すように、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒ（該ループの巻き半径）よりも小さくなることが度々生じる。
【００１４】
そうすると、このコアレスコイルを使用して線材Ａを後工程で表面処理したり、絶縁被覆したり、焼鈍したり、撚り合わせたり、伸線加工したり等する線材処理加工設備に供給するために、図１７に示すように、線材Ａをコイル巻層体３の内側から取り出して、上方に末広がり状に開口するテーパ穴３ａを通して上方へ取り出す際、線材Ａの取り出される巻層部分の線材Ａが、図１９に示すように、テーパ穴３ａの中心側へ変位して位置ずれを起こし易くなる。
【００１５】
このため、線材Ａがコイル巻層体３から巻き解かれる線材量の方が上方へ取り出される線材量よりも多くなって、線材Ａがテーパ穴３ａ内でだぶ付きを起こし、図２０に示すように、一度に３〜４ループ以上の線材Ａがテーパ穴３ａの内周面から巻き解かれてテーパ穴３ａ内を落下して線材巻崩れを生じることがある。さらに、このような状態で線材Ａが上方に取り出されると、線材Ａの螺旋状のループ同士が絡まり、図２１に示すような線材もつれを生じることがある。その結果、線材Ａの円滑な取り出しが困難になったり、断線を引き起こしたりする頻度が多くなり、コアレスコイルが使用できなくなるほか、後工程の線材処理加工設備の稼働率を低下させることがあった。
【００１６】
本発明は上記の課題を解決し、コアレスコイルの使用時に、線材巻崩れや線材もつれが生じず、線材Ａが無くなるまで、線材を連続して円滑に取り出すことができ、更に、後工程の線材処理加工設備の稼働率を高めることができるコアレスコイルの製造方法を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、線材をガイドしながらスプールに供給するガイドシ−ブをスプールに対して相対的に往復トラバースさせながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成し、スプールを取り除いて得られるコアレスコイルの製造方法であって、前記ガイドシーブとスプール間で線材にこれをスプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与し、前記コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように調整しながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成するコアレスコイルの製造方法において、前記スプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力の付与を、前記ガイドシーブと前記スプールとの間に配置した整直器自体を押し込むことにより行うことを特徴とするものである。
【００１８】
上記構成のコアレスコイルの製造方法によると、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように構成できるので、線材をコイル巻層体の内側から取り出して上方に末広がり状に開口するテーパ穴を通して取り出す際、線材の取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の半径方向外側へ変位して広がろうとする。従って、コイル巻層体の内側から取り出される線材がテーパ穴の中心側へ変位して位置ずれを起こすようなことがなく、コイル巻層体の内側から巻き解かれる線材量と、巻き解かれた後、コイル巻層体の上方へ取り出される線材量がほどよくバランスし、線材がテーパ穴内でだぶ付きを起こさなくなる。
【００１９】
これにより、一度に３〜４ループ以上の線材がテーパ穴内を落下して線材巻崩れを生じたり、さらに、線材が上方に取り出されて螺旋状のループ同士が絡まり、線材もつれを生じたりするようなこともなくなる。その結果、線材を円滑に、また、取出し途中で断線を引き起こすことなく、コイル巻層体の線材が無くなるまで連続して取り出すことができる。更に線材の取り出し中に断線等を生じにくくなり、コアレスコイルが使用不能になるようなことが減少するので、後工程の線材処理加工設備の稼動率を高めることができる。
【００２１】
また、前記ガイドシーブとスプール間に配置した整直器自体を所定量押し込むことで線材に曲げ力を付与して前記コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留曲率を調整するようにしたので、コアレスコイルを歩留まりよく能率的に製造することができ、コアレスコイルのコストを安くすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の製造方法で得られるコアレスコイル及びその製造方法を図面により詳細に説明する。なお、従来のコアレスコイル、梱包等の部品で同一構造、機能を有するものは同一符号を使用している。本発明の製造方法で得られるコアレスコイルは、図１に示すように、線材Ａがコイル状に巻回されて中心にテーパ穴１０ａを有するコイル巻層体１０が形成され、コイル巻層体１０の内側からテーパ穴１０ａを通して線材Ａを取り出せるようになっている。また、このコアレスコイルは、更に、コイル巻層体１０の任意層における線材Ａを２箇所切断して線材Ａの１周巻回ループを採取し、水平な台等に置いてその残留ひずみを開放したときに得られる該ループの残留曲率Ｒ（開ループの巻き半径）が、図２に示すように、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒ（閉ループの巻き半径）よりも大きくなるようになっている。前記残留曲率Ｒは採取した線材Ａの１周巻回ループ（開ループ）の開いた両端部の間隔Ｄが（０．７０〜４．００）ｒの範囲（０．７０ｒ≦Ｄ≦４．００ｒ）に入るようにして前記巻取曲率ｒよりも大きく設定するのが望ましい。本発明の製造方法で得られるコアレスコイルは以上のような構成になっている。
【００２３】
上記構成のコアレスコイルは保管、運搬等の際、荷崩れ等が生じないように、図３に示すように、コイル巻層体１０のテーパ穴１０ａの中心軸線が垂直になるように、且つ、テーパ穴１０ａの穴径の大きい方が上部に位置するように９０度転回してパレット６に載置する。そして、コイル巻層体１０の外周を円周方向に数箇所にわたり鋼帯等のバンド４で結束し、該コイル巻層体１０の外周を熱収縮性フイルム、シートからなるシュリンク梱包材５で覆って梱包し、保管、運搬等に供せられる。
【００２４】
このコアレスコイルを使用する場合には、図４に示すように、コイル巻層体１０の上端面に、塩化ビニール樹脂或いはアクリル樹脂製の中空円板７を載せる。次いで、コイル巻層体１０の上端面を覆うシュリンク梱包材５の中央部をカッタ等で開口する。次いで、コイル巻層体１０を円周方向の数箇所で輪状にバインドして結束しているバンド４を、それぞれコイル巻層体１０の内側において、上下方向の中間適宜位置で上下に分断し、上方の分断された各バンド４端末を上側へ折り曲げてコイル巻層体１０の上方へ引き出し、これをそれぞれ図５に示すようにバンド止め部８のバンド通し穴に内側から外側へ通して止める。次いで、内筒体９をコイル巻層体１０のテーパ穴１０ａに挿入して保持し、コイル巻層体１０の最内層である１層目の線材Ａを最下位置から上方へ向けてテーパ穴１０ａの傾斜内面に沿ってスパイラル状（らせん状）に巻き解きつつ、内筒体９の周囲をスパイラル状に回しながらテーパ穴１０ａを通して上方へ取り出す。
【００２５】
更に、1層目の線材Ａの取り出しが終了したら、線材Ａを２層目の上方から下方に向かって取り出して行き、２層目の取り出しが終了したら、線材Ａを３層目の下方から上方に向かって取り出して行く。このようにして、線材Ａを上下方向に取り出し点を移動させながら、コイル巻層体１０の半径方向内側の内層から外側の外層に向かって、取り出し開始の段階から終了段階まで、上方に末広がり状に開口するテーパ穴１０ａの傾斜内面に沿ってテーパ穴１０ａを通して上方へ取り出し、コイル巻層体１０の最外層の線材Ａが取り出された時点で線材Ａの取り出し作業が終了する。
【００２６】
本発明の製造方法で得られるコアレスコイルを使用して線材Ａを後工程で表面処理したり、伸線加工したり等する線材処理加工設備に供給するために、図５に示すように、線材Ａをコイル巻層体１０の内側から取り出して、上方に末広がり状に開口するテーパ穴１０ａを通して上方へ取り出す際、コイル巻層体１０の任意層、即ち、線材Ａが取り出される巻層部分における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが、図２に示すように、線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように構成されているので、図６に示すように、線材Ａの取り出される巻層部分の線材Ａが弾発力でテーパ穴１０ａの半径方向外側へ変位して広がろうとする。従って、コイル巻層体１０の内側から取り出される線材Ａがテーパ穴１０ａの中心側へ変位して位置ずれを起こすようなことがなくなり、コイル巻層体１０の内側から巻き解かれる線材量と、巻き解かれた後、コイル巻層体１０の上方へ取り出される線材量がほどよくバランスし、線材Ａがテーパ穴１０ａ内でだぶ付きを起こさなくなる。
【００２７】
これにより、一度に３〜４ループ以上の線材Ａがコイル巻層体１０のテーパ穴１０ａ内を落下して線材巻崩れを生じたり、さらに、線材Ａが上方に取り出されて螺旋状のループ同士が絡まり、線材もつれを生じたりするようなこともなくなる。その結果、線材Ａを円滑に、また、取出し途中で断線を引き起こすことなく、コイル巻層体１０の線材Ａが無くなるまで連続して取り出すことができる。更に線材Ａの取り出し中に断線等を生じにくくなり、コアレスコイルが使用不能になるようなことが減少するので、後工程の線材処理加工設備の稼動率を高めることができる。
【００２８】
次に、本発明のコアレスコイルの製造方法を図７、８により説明する。先ず、図示しない線材圧延機、伸線機等から送出される線材Ａをガイドしながらスプール１に供給するガイドシーブ２を、スプール１におけるテーパ巻胴１ａの外径の小さい右方のトラバース反転位置Ｂ（右側鍔の内側面近傍位置）に配置すると共に、線材Ａの巻始め端末をスプール１に固定する。
【００２９】
次に、スプール１を矢印方向へ起動回転すると共に、ガイドシーブ２をスプール１のテーパ巻胴１ａの外径が大きい左方に移動させ、線材Ａを左方へトラバースさせると共に、前記ガイドシーブ２とスプール１間で線材Ａにこれをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与し、前記コイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整しながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、１層目の巻層（最内層）を形成して行く。
【００３０】
前記ガイドシーブ２とスプール１間で線材Ａにこれをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与する方法としては、図７に示すように、ガイドシーブ２とスプール１間に線材Ａの蛇行等の曲げ癖を除去して整直する整直器１１を配設し、その整直器１１自体を所定量押し込むことにより行う。このようにして、線材Ａに所定の曲げ力を付与しながら、形成されるコイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整しながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回してコイル巻層体１０を形成する。
【００３１】
整直器１１としては、種々のものがあるが、例えば、線材Ａの長さ方向に間隔をおいて線材Ａをはさむように千鳥状に配列される複数の固定ロール１２と少なくとも１個の可動ロール１３とからなり、可動ロール１３を固定ロール１２の方に所定量移動させて、両ロール１２、１３を千鳥状に配列させることにより、線材Ａを整直するものである。整直器１１の前記押し込み量を大きくして線材Ａに付与される曲げ力の大きさが大きくなるほど、前記コイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなる。
【００３２】
ところで、この残留曲率Ｒが大き過ぎると、スプール１のテーパ巻胴１ａに巻回される線材Ａに巻き乱れが生じてテーパ巻胴１ａに線材Ａをきちんと巻き取りにくくなったり、線材Ａに無理な加工ひずみが生じたりして好ましくない。一方、残留曲率Ｒが巻取曲率ｒに接近し過ぎると（例えば、テーパ巻胴１ａの外径の大きくなる左方のトラバース反転位置Ｃで線材Ａを巻回する場合等）、線材Ａをコイル巻層体１０の内側から取り出すとき、線材巻崩れや線材もつれが生じ易くなる。そこで、線材Ａの巻取性の向上と線材巻崩れやもつれ防止を図るために、この残留曲率Ｒは前記採取した線材Ａの１周巻回ループ（開ループ）の開いた両端部の間隔Ｄが（０．７０〜４．００）ｒの範囲（０．７０ｒ≦Ｄ≦４．００ｒ）で前記巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整するのが望ましい。この調整は線材Ａに付与する前記曲げ力の大きさを適宜変えることにより行う。
【００３３】
このようにして、整直器１１により線材Ａに残留曲率Ｒが巻取曲率ｒよりも大きくなるように適宜曲げ力を付与しながら、ガイドシーブ２及び整直器１１を同一方向に同一速度でトラーバスさせながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回して巻き取って行く。そして、ガイドシーブ２及び整直器１１が前記テーパ巻胴１ａの外径の大きい左方のトラバース反転位置Ｃ（左側鍔の内側面近傍位置）に到達したら、ガイドシーブ２及び整直器１１の移動を反転させて前記テーパ巻胴１ａの外径の小さい方に移動させ、線材Ａを反転させて右方にトラバースさせ、前記１層目の巻層（最内層）を形成して行く方法と同じ方法により、即ち、線材Ａに残留曲率Ｒが巻取曲率ｒよりも大きくなるように適宜曲げ力を付与しながら、前記テーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、２層目の巻層を形成して行く。
【００３４】
次に、ガイドシーブ２及び整直器１１が前記トラバース反転位置Ｂに到達したら、その移動を反転させて左方に移動させ、以後、該シーブ２をそれぞれ所定位置に固定配置されたトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復移動させ、線材Ａをトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復トラバースさせながら、スプール１のテーパ巻胴１ａに同様な方法でコイル状に巻回し、３層目、４層目、５層目、６層目等、多層の巻層を形成して行く。
【００３５】
このようにして、線材Ａの巻量が満巻量又はそれに近い巻量に到達したら、線材Ａの巻層が内層から外層へ進行するに伴い、左側のトラバース反転位置Ｃを右側のトラバース反転位置Ｂに近づく方向に漸次移動させ、線材Ａをコイル状に巻回して外形状が円筒形状になるよう整えて行く。その後、ガイドシーブ２の移動をトラバース反転位置Ｂで停止させて線材Ａの巻回を終了し、図８に示すような中心にテーパ穴１０ａを有するコイル巻層体１０を形成する。
【００３６】
なお、図示の方法では、線材Ａの方をトラバースさせて線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回するようにしたが、ガイドシーブ２及び整直器１１の方を移動させず、スプール１の方を左右に往復トラバースさせて線材Ａをテーパ巻胴１ａに巻回し、コイル巻層体１０を形成するようにしてもよい。また、線材Ａの１層目（最内層）は、スプール１のテーパ巻胴１ａの外径が小さい方から線材Ａを左方にトラバースさせながらコイル状に巻回して形成したが、逆にテーパ巻胴１ａの外径の大きいから線材Ａを右方にトラバースさせながらコイル状に巻回して形成し、以後、前記した方法で２層目以降の巻層を形成するようにしてもよい。
【００３７】
図９は図７に示すコアレスコイルの製造方法とは異なるコアレスコイルの製造方法を示す概要図である。このコアレスコイルの製造方法が図７に示すコアレスコイルの製造方法と異なるところは、前記ガイドシーブ２とスプール１間で線材Ａにこれをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与する方法として、整直器１１の代わりに１個の曲げロール１４を用い、この曲げロール１４を線材Ａに当てて所定量押し込むことにより付与する方法を採用したことである。その他の製造方法は同じである。即ち、この曲げロール１４により、線材Ａに所定の曲げ力を付与しながら、ガイドシーブ２及び曲げロール１４を同一方向に同一速度でトラーバスさせ、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回して巻き取って行く。この際、形成されるコイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整しながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回してコイル巻層体１０を形成する方法であり、重複を避けるために詳細な説明は省略する。
【００３８】
上記図７、８又は図９に示すような製造方法でコアレスコイルを製造すると、そのコアレスコイルを歩留まりよく能率的に製造することができ、コアレスコイルのコストを安くすることができる。
【００３９】
次に図９に示す製造方法でコアレスコイル（図１参照）を試作し、このコアレスコイルを用いて線材Ａをコイル巻層体１０の内側からテーパ穴１０ａを通して取り出す実験を行い、コイル巻層体１０の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離１８ｃｍ（コイル上端部におけるコイル最内層から最外層までの距離）の間で線材巻崩れが生じた回数を調査した結果を図１０に示す。これによると、図９に示す製造方法で得たコアレスコイルでは、コイル巻層体の最内層から線材Ａの取り出しが行われ、最外層まで進み、最外層から線材Ａを取り出したときに、１回だけ線材巻崩れが生じただけで、それ以外の線材巻崩れは生じなかった。
【００４０】
これに対して、図１３、１４に示す従来の製造方法で従来のコアレスコイル（図１２参照）を試作し、このコアレスコイルを用いて線材Ａをコイル巻層体３の内側からテーパ穴３ａを通して取り出す実験を行い、コイル巻層体３の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離１８ｃｍ（コイル上端部におけるコイル最内層から最外層までの距離）の間で同様に線材巻崩れが生じた回数を調査した結果を図１１に示す。これによると、コイル巻層体３の最内層から外側に１２ｃｍの距離の中間巻層まで線材Ａの取り出しが行われたところで、早くも線材Ａの線材巻崩れが３回生じ、１３ｃｍのところでも同じ３回生じ、１４ｃｍのところで１０回と急激に線材巻崩れの回数が増加し、１５ｃｍのところで、６回と一旦減少したものの、１６ｃｍのところで、１１回と再び増加し、以後漸次増加して最外層の１８ｃｍのところでは、１６回の線材巻崩れが生じた。
【００４１】
上記の実験結果から明らかなように、図９に示す製造方法で製造したコアレスコイルを使用すると、コイル巻層体１０の内側から線材Ａを取り出す際、最内層から最外層に至るまで殆ど線材巻崩れや線材もつれを生じることなく、円滑に線材Ａを取り出すことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコアレスコイルの製造方法によると、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように構成することができるので、線材をコイル巻層体の内側から取り出して上方に末広がり状に開口するテーパ穴を通して取り出す際、線材の取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の半径方向外側へ変位して広がろうとして、コイル巻層体の内側から取り出される線材がテーパ穴の中心側に変位して位置ずれを起こすようなことがなくなる。これにより、一度に３〜４ループ以上の線材がテーパ穴内に落下して線材巻崩れを生じたり、さらに、線材が上方に取り出されて螺旋状のループ同士が絡まり、線材もつれを生じたりするようなこともなくなり、線材を円滑に、また、取出し途中で断線を引き起こすことなく、コイル巻層体の線材が無くなるまで連続して取り出すことができる。
【００４３】
また、線材の取り出し中に断線等を生じにくくなり、コアレスコイルが使用不能になるようなことが減少するので、後工程の線材処理加工設備の稼動率を高めることができる。
【００４４】
また、本発明のコアレスコイルの製造方法によると、前記ガイドシーブとスプール間で整直器自体を所定量押し込むことで、線材にスプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与し、前記コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように調整しながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成するので、コアレスコイルを歩留まりよく能率的に製造することができ、コアレスコイルのコストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法で得られるコアレスコイルを示す断面図である。
【図２】 本発明の製造方法で得られるコアレスコイルにおいて、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループを採取して水平な台等に置き、ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなる状態を示す説明図である。
【図３】 本発明の製造方法で得られるコアレスコイルの梱包状態を示す斜視図である。
【図４】 図３の梱包された状態のコアレスコイルから線材を取り出して使用するために、コアレスコイルの上端面に中空円板を載せた状態を示す斜視図である。
【図５】 図４のコアレスコイルから線材を取り出す状態を示す説明図である。
【図６】 図５の状態で線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出す場合、線材が取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の半径方向外側へ変位して広がろうとする状態を示す説明図である。
【図７】 本発明に係るコアレスコイルの製造方法の１実施態様を示す概要図である。
【図８】 図７のコアレスコイルの製造方法において、スプールのテーパ巻胴にコイル巻層体を形成した状態を示す断面図である。
【図９】 図７のコアレスコイルの製造方法と異なる製造方法を示す概要図である。
【図１０】 図９に示す製造方法で得られるコアレスコイルを用いて線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出すとき、コイル巻層体の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離の間で線材巻崩れが生じた回数を示す図である。
【図１１】 従来のコアレスコイルを用いて線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出すとき、コイル巻層体の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離の間で線材巻崩れが生じた回数を示す図である。
【図１２】 従来のコアレスコイルを示す断面図である。
【図１３】 従来のコアレスコイルの製造方法を示す概要図である。
【図１４】 図１３のコアレスコイルの製造方法において、スプールのテーパ巻胴にコイル巻層体を形成した状態を示す断面図である。
【図１５】 従来のコアレスコイルの梱包状態を示す斜視図である。
【図１６】 図１５の梱包された状態のコアレスコイルから線材を取り出して使用するために、コアレスコイルの上端面に中空円板を載せた状態を示す説明図である。
【図１７】 図１６のコアレスコイルから線材を取り出す状態を示す説明図である。
【図１８】 従来のコアレスコイルにおいて、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループを採取して水平な台等に置き、ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも小さくなる状態を示す説明図である。
【図１９】 図１７の状態で線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出す場合、線材が取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の中心側に移動しようとする状態を示す説明図である。
【図２０】 図１７の状態でコアレスコイルから線材を取り出す際に、コアレスコイルのテーパ穴内で線材崩れが発生している状態を示す図である。
【図２１】 図２０の状態で線材を取り出した場合、コアレスコイルの上方で線材もつれが発生している状態を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅線、アルミニウム線等の線材を内側から取り出せるようにした中心にテーパ穴を有するコアレスコイル（コンパクトコイル、タイトコイルを含む）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコアレスコイルは、図１２に示すように、線材Ａがコイル状に巻回されて中心にテーパ穴３ａを有するコイル巻層体３が形成され、コイル巻層体３の内側からテーパ穴３ａを通して線材Ａを取り出せるようにした構造になっている。
【０００３】
また、このコアレスコイルの製造方法は、図１３に示すように、図示しない線材圧延機、伸線機等から送出される線材Ａをガイドしながらスプール１に供給するガイドシーブ２を、スプール１におけるテーパ巻胴１ａの外径の小さい右方のトラバース反転位置Ｂ（右側鍔の内側面近傍位置）に配置すると共に、線材Ａの巻始め端末をスプール１に固定する。
【０００４】
次に、スプール１を矢印方向へ起動回転すると共に、ガイドシーブ２をスプール１のテーパ巻胴１ａの外径が大きい左方に移動させ、線材Ａを左方へトラバースさせながらスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、１層目の巻層（最内層）を形成して行く。
【０００５】
次に、ガイドシーブ２が前記テーパ巻胴１ａの外径の大きい左方のトラバース反転位置Ｃ（左側鍔の内側面近傍位置）に到達したら、ガイドシーブ２の移動を反転させて前記テーパ巻胴１ａの外径の小さい方に移動させ、線材Ａを反転させて右方にトラバースさせ、前記テーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、２層目の巻層を形成して行く。
【０００６】
次に、ガイドシーブ２が前記トラバース反転位置Ｂに到達したら、その移動を反転させて左方に移動させ、以後、該シーブ２をそれぞれ所定位置に固定配置されたトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復移動させ、線材Ａをトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復トラバースさせながら、スプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、３層目、４層目、５層目、６層目等、多層の巻層を形成して行く。
【０００７】
このようにして、線材Ａの巻量が満巻量又はそれに近い巻量に到達したら、線材Ａの巻層が内層から外層へ進行するに伴い、左側のトラバース反転位置Ｃを右側のトラバース反転位置Ｂに近づく方向に漸次移動させ、線材Ａをコイル状に巻回して外形状が円筒形状になるよう整えて行く。その後、ガイドシーブ２の移動をトラバース反転位置Ｂで停止させて線材Ａの巻回を終了し、図１４に示すような中心にテーパ穴３ａを有するコイル巻層体３を形成する。
【０００８】
なお、図示の方法では、線材Ａの方をトラバースさせて線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回するようにしたが、ガイドシーブ２を移動させず、スプール１の方を左右に往復トラバースさせて線材Ａをテーパ巻胴１ａに巻回し、コイル巻層体３を形成するようにしてもよい。
【０００９】
このようにして、コイル巻層体３を形成した後、スプール１を分解等して取り除き、前記図１２に示すような、線材Ａをコイル巻層体３の内側からテーパ穴３ａを通して取り出せるようにしたコアレスコイルを製造する。
【００１０】
上記のようにして製造されたコアレスコイルは保管、運搬等の際、荷崩れ等が生じないように、図１５に示すように、コイル巻層体３のテーパ穴３ａの中心軸線が垂直になるように、且つ、テーパ穴３ａの穴径の大きい方が上部に位置するように９０度転回してパレット６に載置する。そして、コイル巻層体３の外周を円周方向に数箇所にわたり鋼帯等のバンド４で結束し、該コイル巻層体３の外周を熱収縮性フイルム、シートからなるシュリンク梱包材５で覆って梱包し、保管、運搬等に供せられる。
【００１１】
このコアレスコイルを使用する場合には、図１６に示すように、コイル巻層体３の上端面に、塩化ビニール樹脂或いはアクリル樹脂製の中空円板７を載せる。次いで、コイル巻層体３の上端面を覆うシュリンク梱包材５の中央部をカッタ等で開口する。次いで、コイル巻層体３を円周方向の数箇所で輪状にバインドして結束しているバンド４を、それぞれコイル巻層体３の内側において、上下方向の中間適宜位置で上下に分断し、上方の分断された各バンド４端末を上側へ折り曲げてコイル巻層体３の上方へ引き出し、これをそれぞれ図１７に示すようにバンド止め部８のバンド通し穴に内側から外側へ通して止める。次いで、内筒体９をコイル巻層体３のテーパ穴３ａに挿入し、線材Ａをテーパ穴３ａの傾斜内面に沿って、内筒体９の周囲をスパイラル状に回りながら上方へ取り出す。
【００１２】
そうすると、線材Ａは、図１７に示すように、コイル巻層体３の１層目（最内層）の下方位置から上方に向かってほぐされつつ、螺旋を巻きながら上方へ取り出される。1層目の線材Ａの取り出しが終了すると、線材Ａは２層目の上方から下方に向かって取り出され、２層目の取り出しが終了すると、線材Ａは、３層目の下方から上方に向かって取り出される。このようにして、線材Ａは上下方向に取り出し点が移動しながら、コイル巻層体３の半径方向内側の内層から外側の外層に向かって、取り出し開始の段階から終了段階まで、上方に末広がり状に開口するテーパ穴３ａの傾斜内面に沿ってテーパ穴３ａを通して上方へ取り出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコアレスコイルによると、これを製造する過程において、ガイドシーブ２の大きさやスプール１のテーパ巻胴１ａの外径、線材Ａの種類により、コイル巻層体３の任意層における線材Ａの１周巻回ループを採取して水平な台等に置いてその残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒ（該ループの巻き半径）が、図１８に示すように、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒ（該ループの巻き半径）よりも小さくなることが度々生じる。
【００１４】
そうすると、このコアレスコイルを使用して線材Ａを後工程で表面処理したり、絶縁被覆したり、焼鈍したり、撚り合わせたり、伸線加工したり等する線材処理加工設備に供給するために、図１７に示すように、線材Ａをコイル巻層体３の内側から取り出して、上方に末広がり状に開口するテーパ穴３ａを通して上方へ取り出す際、線材Ａの取り出される巻層部分の線材Ａが、図１９に示すように、テーパ穴３ａの中心側へ変位して位置ずれを起こし易くなる。
【００１５】
このため、線材Ａがコイル巻層体３から巻き解かれる線材量の方が上方へ取り出される線材量よりも多くなって、線材Ａがテーパ穴３ａ内でだぶ付きを起こし、図２０に示すように、一度に３〜４ループ以上の線材Ａがテーパ穴３ａの内周面から巻き解かれてテーパ穴３ａ内を落下して線材巻崩れを生じることがある。さらに、このような状態で線材Ａが上方に取り出されると、線材Ａの螺旋状のループ同士が絡まり、図２１に示すような線材もつれを生じることがある。その結果、線材Ａの円滑な取り出しが困難になったり、断線を引き起こしたりする頻度が多くなり、コアレスコイルが使用できなくなるほか、後工程の線材処理加工設備の稼働率を低下させることがあった。
【００１６】
本発明は上記の課題を解決し、コアレスコイルの使用時に、線材巻崩れや線材もつれが生じず、線材Ａが無くなるまで、線材を連続して円滑に取り出すことができ、更に、後工程の線材処理加工設備の稼働率を高めることができるコアレスコイルの製造方法を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、線材をガイドしながらスプールに供給するガイドシ−ブをスプールに対して相対的に往復トラバースさせながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成し、スプールを取り除いて得られるコアレスコイルの製造方法であって、前記ガイドシーブとスプール間で線材にこれをスプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与し、前記コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように調整しながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成するコアレスコイルの製造方法において、前記スプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力の付与を、前記ガイドシーブと前記スプールとの間に配置した整直器自体を押し込むことにより行うことを特徴とするものである。
【００１８】
上記構成のコアレスコイルの製造方法によると、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように構成できるので、線材をコイル巻層体の内側から取り出して上方に末広がり状に開口するテーパ穴を通して取り出す際、線材の取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の半径方向外側へ変位して広がろうとする。従って、コイル巻層体の内側から取り出される線材がテーパ穴の中心側へ変位して位置ずれを起こすようなことがなく、コイル巻層体の内側から巻き解かれる線材量と、巻き解かれた後、コイル巻層体の上方へ取り出される線材量がほどよくバランスし、線材がテーパ穴内でだぶ付きを起こさなくなる。
【００１９】
これにより、一度に３〜４ループ以上の線材がテーパ穴内を落下して線材巻崩れを生じたり、さらに、線材が上方に取り出されて螺旋状のループ同士が絡まり、線材もつれを生じたりするようなこともなくなる。その結果、線材を円滑に、また、取出し途中で断線を引き起こすことなく、コイル巻層体の線材が無くなるまで連続して取り出すことができる。更に線材の取り出し中に断線等を生じにくくなり、コアレスコイルが使用不能になるようなことが減少するので、後工程の線材処理加工設備の稼動率を高めることができる。
【００２１】
また、前記ガイドシーブとスプール間に配置した整直器自体を所定量押し込むことで線材に曲げ力を付与して前記コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留曲率を調整するようにしたので、コアレスコイルを歩留まりよく能率的に製造することができ、コアレスコイルのコストを安くすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の製造方法で得られるコアレスコイル及びその製造方法を図面により詳細に説明する。なお、従来のコアレスコイル、梱包等の部品で同一構造、機能を有するものは同一符号を使用している。本発明の製造方法で得られるコアレスコイルは、図１に示すように、線材Ａがコイル状に巻回されて中心にテーパ穴１０ａを有するコイル巻層体１０が形成され、コイル巻層体１０の内側からテーパ穴１０ａを通して線材Ａを取り出せるようになっている。また、このコアレスコイルは、更に、コイル巻層体１０の任意層における線材Ａを２箇所切断して線材Ａの１周巻回ループを採取し、水平な台等に置いてその残留ひずみを開放したときに得られる該ループの残留曲率Ｒ（開ループの巻き半径）が、図２に示すように、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒ（閉ループの巻き半径）よりも大きくなるようになっている。前記残留曲率Ｒは採取した線材Ａの１周巻回ループ（開ループ）の開いた両端部の間隔Ｄが（０．７０〜４．００）ｒの範囲（０．７０ｒ≦Ｄ≦４．００ｒ）に入るようにして前記巻取曲率ｒよりも大きく設定するのが望ましい。本発明の製造方法で得られるコアレスコイルは以上のような構成になっている。
【００２３】
上記構成のコアレスコイルは保管、運搬等の際、荷崩れ等が生じないように、図３に示すように、コイル巻層体１０のテーパ穴１０ａの中心軸線が垂直になるように、且つ、テーパ穴１０ａの穴径の大きい方が上部に位置するように９０度転回してパレット６に載置する。そして、コイル巻層体１０の外周を円周方向に数箇所にわたり鋼帯等のバンド４で結束し、該コイル巻層体１０の外周を熱収縮性フイルム、シートからなるシュリンク梱包材５で覆って梱包し、保管、運搬等に供せられる。
【００２４】
このコアレスコイルを使用する場合には、図４に示すように、コイル巻層体１０の上端面に、塩化ビニール樹脂或いはアクリル樹脂製の中空円板７を載せる。次いで、コイル巻層体１０の上端面を覆うシュリンク梱包材５の中央部をカッタ等で開口する。次いで、コイル巻層体１０を円周方向の数箇所で輪状にバインドして結束しているバンド４を、それぞれコイル巻層体１０の内側において、上下方向の中間適宜位置で上下に分断し、上方の分断された各バンド４端末を上側へ折り曲げてコイル巻層体１０の上方へ引き出し、これをそれぞれ図５に示すようにバンド止め部８のバンド通し穴に内側から外側へ通して止める。次いで、内筒体９をコイル巻層体１０のテーパ穴１０ａに挿入して保持し、コイル巻層体１０の最内層である１層目の線材Ａを最下位置から上方へ向けてテーパ穴１０ａの傾斜内面に沿ってスパイラル状（らせん状）に巻き解きつつ、内筒体９の周囲をスパイラル状に回しながらテーパ穴１０ａを通して上方へ取り出す。
【００２５】
更に、1層目の線材Ａの取り出しが終了したら、線材Ａを２層目の上方から下方に向かって取り出して行き、２層目の取り出しが終了したら、線材Ａを３層目の下方から上方に向かって取り出して行く。このようにして、線材Ａを上下方向に取り出し点を移動させながら、コイル巻層体１０の半径方向内側の内層から外側の外層に向かって、取り出し開始の段階から終了段階まで、上方に末広がり状に開口するテーパ穴１０ａの傾斜内面に沿ってテーパ穴１０ａを通して上方へ取り出し、コイル巻層体１０の最外層の線材Ａが取り出された時点で線材Ａの取り出し作業が終了する。
【００２６】
本発明の製造方法で得られるコアレスコイルを使用して線材Ａを後工程で表面処理したり、伸線加工したり等する線材処理加工設備に供給するために、図５に示すように、線材Ａをコイル巻層体１０の内側から取り出して、上方に末広がり状に開口するテーパ穴１０ａを通して上方へ取り出す際、コイル巻層体１０の任意層、即ち、線材Ａが取り出される巻層部分における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが、図２に示すように、線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように構成されているので、図６に示すように、線材Ａの取り出される巻層部分の線材Ａが弾発力でテーパ穴１０ａの半径方向外側へ変位して広がろうとする。従って、コイル巻層体１０の内側から取り出される線材Ａがテーパ穴１０ａの中心側へ変位して位置ずれを起こすようなことがなくなり、コイル巻層体１０の内側から巻き解かれる線材量と、巻き解かれた後、コイル巻層体１０の上方へ取り出される線材量がほどよくバランスし、線材Ａがテーパ穴１０ａ内でだぶ付きを起こさなくなる。
【００２７】
これにより、一度に３〜４ループ以上の線材Ａがコイル巻層体１０のテーパ穴１０ａ内を落下して線材巻崩れを生じたり、さらに、線材Ａが上方に取り出されて螺旋状のループ同士が絡まり、線材もつれを生じたりするようなこともなくなる。その結果、線材Ａを円滑に、また、取出し途中で断線を引き起こすことなく、コイル巻層体１０の線材Ａが無くなるまで連続して取り出すことができる。更に線材Ａの取り出し中に断線等を生じにくくなり、コアレスコイルが使用不能になるようなことが減少するので、後工程の線材処理加工設備の稼動率を高めることができる。
【００２８】
次に、本発明のコアレスコイルの製造方法を図７、８により説明する。先ず、図示しない線材圧延機、伸線機等から送出される線材Ａをガイドしながらスプール１に供給するガイドシーブ２を、スプール１におけるテーパ巻胴１ａの外径の小さい右方のトラバース反転位置Ｂ（右側鍔の内側面近傍位置）に配置すると共に、線材Ａの巻始め端末をスプール１に固定する。
【００２９】
次に、スプール１を矢印方向へ起動回転すると共に、ガイドシーブ２をスプール１のテーパ巻胴１ａの外径が大きい左方に移動させ、線材Ａを左方へトラバースさせると共に、前記ガイドシーブ２とスプール１間で線材Ａにこれをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与し、前記コイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整しながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、１層目の巻層（最内層）を形成して行く。
【００３０】
前記ガイドシーブ２とスプール１間で線材Ａにこれをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与する方法としては、図７に示すように、ガイドシーブ２とスプール１間に線材Ａの蛇行等の曲げ癖を除去して整直する整直器１１を配設し、その整直器１１自体を所定量押し込むことにより行う。このようにして、線材Ａに所定の曲げ力を付与しながら、形成されるコイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整しながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回してコイル巻層体１０を形成する。
【００３１】
整直器１１としては、種々のものがあるが、例えば、線材Ａの長さ方向に間隔をおいて線材Ａをはさむように千鳥状に配列される複数の固定ロール１２と少なくとも１個の可動ロール１３とからなり、可動ロール１３を固定ロール１２の方に所定量移動させて、両ロール１２、１３を千鳥状に配列させることにより、線材Ａを整直するものである。整直器１１の前記押し込み量を大きくして線材Ａに付与される曲げ力の大きさが大きくなるほど、前記コイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなる。
【００３２】
ところで、この残留曲率Ｒが大き過ぎると、スプール１のテーパ巻胴１ａに巻回される線材Ａに巻き乱れが生じてテーパ巻胴１ａに線材Ａをきちんと巻き取りにくくなったり、線材Ａに無理な加工ひずみが生じたりして好ましくない。一方、残留曲率Ｒが巻取曲率ｒに接近し過ぎると（例えば、テーパ巻胴１ａの外径の大きくなる左方のトラバース反転位置Ｃで線材Ａを巻回する場合等）、線材Ａをコイル巻層体１０の内側から取り出すとき、線材巻崩れや線材もつれが生じ易くなる。そこで、線材Ａの巻取性の向上と線材巻崩れやもつれ防止を図るために、この残留曲率Ｒは前記採取した線材Ａの１周巻回ループ（開ループ）の開いた両端部の間隔Ｄが（０．７０〜４．００）ｒの範囲（０．７０ｒ≦Ｄ≦４．００ｒ）で前記巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整するのが望ましい。この調整は線材Ａに付与する前記曲げ力の大きさを適宜変えることにより行う。
【００３３】
このようにして、整直器１１により線材Ａに残留曲率Ｒが巻取曲率ｒよりも大きくなるように適宜曲げ力を付与しながら、ガイドシーブ２及び整直器１１を同一方向に同一速度でトラーバスさせながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回して巻き取って行く。そして、ガイドシーブ２及び整直器１１が前記テーパ巻胴１ａの外径の大きい左方のトラバース反転位置Ｃ（左側鍔の内側面近傍位置）に到達したら、ガイドシーブ２及び整直器１１の移動を反転させて前記テーパ巻胴１ａの外径の小さい方に移動させ、線材Ａを反転させて右方にトラバースさせ、前記１層目の巻層（最内層）を形成して行く方法と同じ方法により、即ち、線材Ａに残留曲率Ｒが巻取曲率ｒよりも大きくなるように適宜曲げ力を付与しながら、前記テーパ巻胴１ａにコイル状に巻回し、２層目の巻層を形成して行く。
【００３４】
次に、ガイドシーブ２及び整直器１１が前記トラバース反転位置Ｂに到達したら、その移動を反転させて左方に移動させ、以後、該シーブ２をそれぞれ所定位置に固定配置されたトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復移動させ、線材Ａをトラバース反転位置Ｂ、Ｃ間で往復トラバースさせながら、スプール１のテーパ巻胴１ａに同様な方法でコイル状に巻回し、３層目、４層目、５層目、６層目等、多層の巻層を形成して行く。
【００３５】
このようにして、線材Ａの巻量が満巻量又はそれに近い巻量に到達したら、線材Ａの巻層が内層から外層へ進行するに伴い、左側のトラバース反転位置Ｃを右側のトラバース反転位置Ｂに近づく方向に漸次移動させ、線材Ａをコイル状に巻回して外形状が円筒形状になるよう整えて行く。その後、ガイドシーブ２の移動をトラバース反転位置Ｂで停止させて線材Ａの巻回を終了し、図８に示すような中心にテーパ穴１０ａを有するコイル巻層体１０を形成する。
【００３６】
なお、図示の方法では、線材Ａの方をトラバースさせて線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回するようにしたが、ガイドシーブ２及び整直器１１の方を移動させず、スプール１の方を左右に往復トラバースさせて線材Ａをテーパ巻胴１ａに巻回し、コイル巻層体１０を形成するようにしてもよい。また、線材Ａの１層目（最内層）は、スプール１のテーパ巻胴１ａの外径が小さい方から線材Ａを左方にトラバースさせながらコイル状に巻回して形成したが、逆にテーパ巻胴１ａの外径の大きいから線材Ａを右方にトラバースさせながらコイル状に巻回して形成し、以後、前記した方法で２層目以降の巻層を形成するようにしてもよい。
【００３７】
図９は図７に示すコアレスコイルの製造方法とは異なるコアレスコイルの製造方法を示す概要図である。このコアレスコイルの製造方法が図７に示すコアレスコイルの製造方法と異なるところは、前記ガイドシーブ２とスプール１間で線材Ａにこれをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与する方法として、整直器１１の代わりに１個の曲げロール１４を用い、この曲げロール１４を線材Ａに当てて所定量押し込むことにより付与する方法を採用したことである。その他の製造方法は同じである。即ち、この曲げロール１４により、線材Ａに所定の曲げ力を付与しながら、ガイドシーブ２及び曲げロール１４を同一方向に同一速度でトラーバスさせ、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａに巻回して巻き取って行く。この際、形成されるコイル巻層体１０の任意層における線材Ａの１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率Ｒが線材Ａをコイル状に巻回するときの巻取曲率ｒよりも大きくなるように調整しながら、線材Ａをスプール１のテーパ巻胴１ａにコイル状に巻回してコイル巻層体１０を形成する方法であり、重複を避けるために詳細な説明は省略する。
【００３８】
上記図７、８又は図９に示すような製造方法でコアレスコイルを製造すると、そのコアレスコイルを歩留まりよく能率的に製造することができ、コアレスコイルのコストを安くすることができる。
【００３９】
次に図９に示す製造方法でコアレスコイル（図１参照）を試作し、このコアレスコイルを用いて線材Ａをコイル巻層体１０の内側からテーパ穴１０ａを通して取り出す実験を行い、コイル巻層体１０の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離１８ｃｍ（コイル上端部におけるコイル最内層から最外層までの距離）の間で線材巻崩れが生じた回数を調査した結果を図１０に示す。これによると、図９に示す製造方法で得たコアレスコイルでは、コイル巻層体の最内層から線材Ａの取り出しが行われ、最外層まで進み、最外層から線材Ａを取り出したときに、１回だけ線材巻崩れが生じただけで、それ以外の線材巻崩れは生じなかった。
【００４０】
これに対して、図１３、１４に示す従来の製造方法で従来のコアレスコイル（図１２参照）を試作し、このコアレスコイルを用いて線材Ａをコイル巻層体３の内側からテーパ穴３ａを通して取り出す実験を行い、コイル巻層体３の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離１８ｃｍ（コイル上端部におけるコイル最内層から最外層までの距離）の間で同様に線材巻崩れが生じた回数を調査した結果を図１１に示す。これによると、コイル巻層体３の最内層から外側に１２ｃｍの距離の中間巻層まで線材Ａの取り出しが行われたところで、早くも線材Ａの線材巻崩れが３回生じ、１３ｃｍのところでも同じ３回生じ、１４ｃｍのところで１０回と急激に線材巻崩れの回数が増加し、１５ｃｍのところで、６回と一旦減少したものの、１６ｃｍのところで、１１回と再び増加し、以後漸次増加して最外層の１８ｃｍのところでは、１６回の線材巻崩れが生じた。
【００４１】
上記の実験結果から明らかなように、図９に示す製造方法で製造したコアレスコイルを使用すると、コイル巻層体１０の内側から線材Ａを取り出す際、最内層から最外層に至るまで殆ど線材巻崩れや線材もつれを生じることなく、円滑に線材Ａを取り出すことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコアレスコイルの製造方法によると、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように構成することができるので、線材をコイル巻層体の内側から取り出して上方に末広がり状に開口するテーパ穴を通して取り出す際、線材の取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の半径方向外側へ変位して広がろうとして、コイル巻層体の内側から取り出される線材がテーパ穴の中心側に変位して位置ずれを起こすようなことがなくなる。これにより、一度に３〜４ループ以上の線材がテーパ穴内に落下して線材巻崩れを生じたり、さらに、線材が上方に取り出されて螺旋状のループ同士が絡まり、線材もつれを生じたりするようなこともなくなり、線材を円滑に、また、取出し途中で断線を引き起こすことなく、コイル巻層体の線材が無くなるまで連続して取り出すことができる。
【００４３】
また、線材の取り出し中に断線等を生じにくくなり、コアレスコイルが使用不能になるようなことが減少するので、後工程の線材処理加工設備の稼動率を高めることができる。
【００４４】
また、本発明のコアレスコイルの製造方法によると、前記ガイドシーブとスプール間で整直器自体を所定量押し込むことで、線材にスプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与し、前記コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように調整しながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成するので、コアレスコイルを歩留まりよく能率的に製造することができ、コアレスコイルのコストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法で得られるコアレスコイルを示す断面図である。
【図２】 本発明の製造方法で得られるコアレスコイルにおいて、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループを採取して水平な台等に置き、ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなる状態を示す説明図である。
【図３】 本発明の製造方法で得られるコアレスコイルの梱包状態を示す斜視図である。
【図４】 図３の梱包された状態のコアレスコイルから線材を取り出して使用するために、コアレスコイルの上端面に中空円板を載せた状態を示す斜視図である。
【図５】 図４のコアレスコイルから線材を取り出す状態を示す説明図である。
【図６】 図５の状態で線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出す場合、線材が取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の半径方向外側へ変位して広がろうとする状態を示す説明図である。
【図７】 本発明に係るコアレスコイルの製造方法の１実施態様を示す概要図である。
【図８】 図７のコアレスコイルの製造方法において、スプールのテーパ巻胴にコイル巻層体を形成した状態を示す断面図である。
【図９】 図７のコアレスコイルの製造方法と異なる製造方法を示す概要図である。
【図１０】 図９に示す製造方法で得られるコアレスコイルを用いて線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出すとき、コイル巻層体の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離の間で線材巻崩れが生じた回数を示す図である。
【図１１】 従来のコアレスコイルを用いて線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出すとき、コイル巻層体の最内層から半径方向外側の最外層に至る距離の間で線材巻崩れが生じた回数を示す図である。
【図１２】 従来のコアレスコイルを示す断面図である。
【図１３】 従来のコアレスコイルの製造方法を示す概要図である。
【図１４】 図１３のコアレスコイルの製造方法において、スプールのテーパ巻胴にコイル巻層体を形成した状態を示す断面図である。
【図１５】 従来のコアレスコイルの梱包状態を示す斜視図である。
【図１６】 図１５の梱包された状態のコアレスコイルから線材を取り出して使用するために、コアレスコイルの上端面に中空円板を載せた状態を示す説明図である。
【図１７】 図１６のコアレスコイルから線材を取り出す状態を示す説明図である。
【図１８】 従来のコアレスコイルにおいて、コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループを採取して水平な台等に置き、ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも小さくなる状態を示す説明図である。
【図１９】 図１７の状態で線材をコイル巻層体の内側からテーパ穴を通して取り出す場合、線材が取り出される巻層部分の線材がテーパ穴の中心側に移動しようとする状態を示す説明図である。
【図２０】 図１７の状態でコアレスコイルから線材を取り出す際に、コアレスコイルのテーパ穴内で線材崩れが発生している状態を示す図である。
【図２１】 図２０の状態で線材を取り出した場合、コアレスコイルの上方で線材もつれが発生している状態を示す図である。
Claims (1)
- 線材をガイドしながらスプールに供給するガイドシ−ブをスプールに対して相対的に往復トラバースさせながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成し、スプールを取り除いて得られるコアレスコイルの製造方法であって、前記ガイドシーブとスプール間で線材にこれをスプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力を付与し、前記コイル巻層体の任意層における線材の１周巻回ループの残留ひずみを開放したときに得られる残留曲率が線材をコイル状に巻回するときの巻取曲率よりも大きくなるように調整しながら、線材をスプールのテーパ巻胴にコイル状に巻回してコイル巻層体を形成するコアレスコイルの製造方法において、前記スプールのテーパ巻胴に巻回する方向とは逆方向の曲げ力の付与を、前記ガイドシーブと前記スプールとの間に配置した整直器自体を押し込むことにより行うことを特徴とするコアレスコイルの製造方法。
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