JP4092107B2

JP4092107B2 - エッジワイズコイル用巻線装置

Info

Publication number: JP4092107B2
Application number: JP2002003850A
Authority: JP
Inventors: 篤石塚; 晃佐藤; 智嗣大田; 明寛藤井
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003209023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は平角線材をコイル状に巻回するエッジワイズコイル用巻線装置に関し、とくに表面に絶縁被膜が形成された平角銅線を高線積密度で巻回してパワー用コイルを作製するのに適した技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エッジワイズコイルは、長方形断面の金属製平角線材を幅方向に屈曲変形させながら厚み方向に重ねて巻回したコイルであって、巻線間の空隙を少なくして線積密度を高くすることができるので、たとえば非接触給電カプラなどのパワー用コイルに適している。
【０００３】
このエッジワイズコイル用の巻線装置は、平角線材を幅方向に屈曲変形させながら巻回するために大きな巻線トルクが必要になるとともに、その線材を所定のコイル形状に仕付けるための矯正にも大きな力が必要となる。しかし、あらかじめ絶縁被膜が形成された平角線材を使用する場合は、その絶縁被膜を傷つけないように巻線作業を行わなければならない。線材の絶縁被膜は塗布等により形成されるが、コイルに巻回されてから形成するのは困難である。
【０００４】
絶縁被膜を傷つけないためには、巻線作業時に線材に加わる摩擦をできるだけ少なくする必要があるが、平角線材をエッジワイズ巻きするためには大きな力で矯正を加えなければならず、その矯正に伴う摩擦によって絶縁被膜が傷つきやすいという背反が生じる（たとえば、特開２００１−７１０７８）。
【０００５】
そこで、本発明者は、平角線材を所定のコイル形状に仕付けながら巻回するための矯正を、回転ローラを使って行うようにしたエッジワイズ用巻線装置を検討した。図３はそのエッジワイズ用巻線装置の要部を示したものであって、（ａ）は平角線材が巻線部に供給されるところを横から見た状態、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視面図であって平角線材の供給側とは反対の側から見た状態をそれぞれ示す。
【０００６】
同図に示すエッジワイズ用巻線装置は、巻取回転装置１０、巻き取り軸１２、チャック１４、案内ローラ１６、誘導ローラ１８などによって構成される。２０は、平角線材３２がコイル３０の巻き取り端面に導入される個所すなわちコイル巻取部を示す。
【０００７】
回転装置１０は巻き取り軸１２を所定の速度とトルクで回転駆動するとともに、その回転に同期して巻き取り軸１２を実線矢印方向に後退移動させる。巻き取り軸１２には巻回中のコイル３０を保持および固定するチャック１４が取り付けられている。案内ローラ１６は、一対の回転ローラで平角線材３２を挟持しながらその線材３２をコイル巻取部２０へ案内する。この案内ローラ１６は、巻き取り軸１２が巻線量に応じて後退移動することにより、巻取部２０に対して常に一定の位置関係を保つようになっている。誘導ローラ１８は、巻き取り軸１２の前方に位置し、バネ２２により、コイル３０の巻き取り端面を軸方向に常時押圧するように弾性付勢されている。この誘導ローラ１８は、案内ローラ１６で案内されてきた平角線材３２を巻取部２０に誘導するとともに、その巻取部２０にて円形に屈曲されて巻回された平角線材を軸方向（実線矢印方向）に強圧して所定のコイル形状に仕付ける矯正を行う。
【０００８】
上述した巻線装置は、平角線材３２をローラ１８で押さえて誘導および矯正するので、線材３２に加わる摩擦を小さくすることができ、これにより、その線材３２の絶縁被膜を傷つけずに巻線を行うことができる。また、巻径等の仕様が異なるコイルに対しても、ローラ１８の位置変更等によって柔軟に対応することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
エッジワイズコイルは平角線材が厚み方向に積層されることにより、コイル線間の空隙率を小さくして高線積密度を得ることができるが、上述した装置ではコイル線間の間隙を十分に狭めることができず、したがって高線積密度は必ずしも得られないことが判明した。すなわち、上記誘導ローラ１８によって誘導および矯正された平角線材３２は、そのローラ１８の押圧によっていったんは厚み方向に密に積層されるが、そのローラ１８を通過した後に、そのローラ１８の押圧方向と反対方向に浮き上がるスプリングバックの量が大きく、このことが線積密度を高める上で大きな障害となっていることが判明した。
【００１０】
この発明は以上のような問題を鑑みてなされたもので、絶縁被覆が形成された平角線材をローラで誘導および矯正しながら幅方向に屈曲させるとともに厚み方向に重ねてコイル状に巻回するエッジワイズコイル用巻線装置において、線材の絶縁被覆を傷つけるような摩擦を加えることなく、コイル線間の間隙を十分に狭めて高線積密度のエッジワイズコイルを得ることができるようにした技術を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するためになされたもので、次の事項（１）〜（４）によって特定されるものである。
（１）絶縁被覆が形成された平角線材をローラで誘導および矯正しながら幅方向に屈曲させるとともに厚み方向に重ねてコイル状に巻回するエッジワイズコイル用巻線装置であること
（２）上記平角線材がコイルの巻き取り端面に導入される巻取部を軸方向に常時押圧する誘導ローラを備えること
（３）巻き取り軸を挟んで上記誘導ローラと対称な位置にて上記コイルの巻き取り端面を軸方向に押圧矯正する矯正ローラを備えること
（４）前記誘導ローラと前記矯正ローラはそれぞれバネによって前記巻き取り端面に常時弾性付勢させられること
【００１２】
また、上記エッジワイズオイル用巻線装置において、巻き取り軸をコイル巻線量に応じて後退移動させるようにすれば、上記誘導ローラと上記矯正ローラの支持基台を固定させることができる。平角線材を巻取部に可及的にまっすぐに案内するとともに、その巻取部にて隣り合う平角線材の上に乗り上がることがないような位置から案内する案内ローラの使用が望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の技術が適用されたエッジワイズコイル用巻線装置の要部における実施例を示す。同図において、（ａ）は平角線材が巻線部に供給されるところを横から見た状態を示す。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視面図であって平角線材の供給側とは反対の側から見た状態を示す。
【００１４】
同図に示す巻線装置は、巻取回転装置１０、巻き取り軸１２、チャック１４、案内ローラ１６、誘導ローラ１８、矯正ローラ２８などによって構成される。２０は、平角線材３２がコイル３０の巻き取り端面に導入される個所すなわちコイル巻取部を示す。
【００１５】
ここで、巻取回転装置１０、巻き取り軸１２、チャック１４、案内ローラ１６、誘導ローラ１８については、前述した従来の装置と基本的に同じである。
すなわち、巻取回転装置１０は巻き取り軸１２を所定の速度とトルクで回転駆動するとともに、その回転に同期して巻き取り軸１２を実線矢印方向に後退移動させる。巻き取り軸１２には巻回中のコイル３０を保持および固定するチャック１４が取り付けられている。案内ローラ１６は、一対の回転ローラで平角線材３２を挟持しながらその線材３２をコイル巻取部２０へ案内する。この案内ローラ１６は、巻き取り軸１２が巻線量に応じて後退移動することにより、巻取部２０に対して常に一定の位置関係を保つようになっている。この巻取部２０に対する案内ローラ１６の相対位置は、平角線材３２が巻取部２０に可及的にまっすぐに案内されるともに、巻取部２０にて隣り合う平角線材の上に乗り上がることがないように定められる。
【００１６】
誘導ローラ１８は、巻き取り軸１２の前方に位置し、バネ２２により、コイル３０の巻き取り端面を軸方向に常時押圧するように弾性付勢されている。この誘導ローラ１８は、案内ローラ１６で案内されてきた平角線材３２を巻取部２０に誘導するとともに、その巻取部２０にて円形に屈曲されて巻回された平角線材３２を軸方向（実線矢印方向）に強圧して所定のコイル形状に仕付ける矯正を行う。
【００１７】
実施例の装置では、上述した構成のほかに矯正ローラ２８を有する。この矯正ローラ２８は上記誘導ローラ１８と同様、巻き取り軸１２の前方に位置し、バネ２４により、コイル３０の巻き取り端面を軸方向に常時押圧するように弾性付勢されている。この場合、その矯正ローラ２８は、巻き取り軸１２を挟んで上記誘導ローラ１８と対称な位置に配置され、その位置にてコイル３０の巻き取り端面を軸方向（実線矢印方向）に強圧する。誘導ローラ１８と矯正ローラ２８はバネ２２と２４により、互いに独立して上記巻き取り端面を軸方向に強圧する。
【００１８】
上述の構成では、幅方向に屈曲されながら厚み方向に重ねられてコイル状に巻回された平角線材３２の巻き取り端面が、軸対称となる２個所で同時に強圧されるが、これによって、その線材３２が上記ローラ１８，２８の押圧方向と反対方向に浮き上がるスプリングバックを効果的に抑制できることが、本発明者によって知得された。その理由としては、たとえば次のようなことが考えられる。
【００１９】
すなわち、誘導ローラ１８で押圧されていったん厚み方向に密に積層された平角線材３２は、その誘導ローラ１８を通過した後にスプリングバックによって浮き上がろうとするが、その浮き上がりが上記矯正ローラ２８の押圧によって矯正される。このとき、その矯正ローラ２８は、誘導ローラ１８から最も離れた軸対称位置にて押圧を行うが、その位置は上記スプリングバックによる浮き上がりを矯正するのに最も有効に作用する個所でもある。これにより、巻き取り端面の浮き上がりを小さくして、たとえば図２に示すように、線積密度の高いエッジワイズコイル２０を作製することができる。
【００２０】
この場合、誘導ローラ１８と矯正ローラ２８は軸対称に配置されているので、巻線中のコイル３０および巻き取り軸１２に印加される合成荷重は軸方向の垂直荷重となり、したがって、コイル３０の軸が変形したり、あるいは回転負荷トルクが偏芯したりするといった不都合が生じる恐れもない。また、平角線材３２の誘導および矯正はローラ１８，２８で行われるので、絶縁被膜を傷つけるような摩擦が線材３２に加わることもない。さらに、巻径等の仕様が異なるコイルに対しても、ローラ１８，２８の位置変更等によって柔軟に対応することができる。
【００２１】
以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。たとえば、巻き取り軸１２側を固定してローラ１６，１８，２８側をコイル巻線量に応じて移動させるような構成であってもよい。また、誘導ローラ１８と矯正ローラ２８の中間にさらに別の矯正ローラを設置するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の手段によれば、絶縁被覆が形成された平角線材をローラで誘導および矯正しながら幅方向に屈曲させるとともに厚み方向に重ねてコイル状に巻回するエッジワイズコイル用巻線装置において、線材の絶縁被覆を傷つけるような摩擦を加えることなく、コイル線間の間隙を十分に狭めて高線積密度のエッジワイズコイルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエッジワイズコイル用巻線装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の装置によって作製されるエッジワイズコイルの一例を示す図である。
【図３】従来のエッジワイズコイル用巻線装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０巻取回転装置
１２巻き取り軸
１４チャック
１６案内ローラ
１８誘導ローラ
２０コイル巻取部
２２，２４バネ
２８矯正ローラ
３０コイル
３２平角線材

Claims

絶縁被覆が形成された平角線材をローラで誘導および矯正しながら幅方向に屈曲させるとともに厚み方向に重ねてコイル状に巻回するエッジワイズコイル用巻線装置において、
上記平角線材がコイルの巻き取り端面に導入される巻取部を軸方向に常時押圧する誘導ローラと、巻き取り軸を挟んで上記誘導ローラと対称な位置にて上記コイルの巻き取り端面を軸方向に押圧矯正する矯正ローラとを備え、
前記誘導ローラと前記矯正ローラは、それぞれバネによって前記巻き取り端面に常時弾性付勢させられる
ことを特徴とするエッジワイズコイル用巻線装置。
請求項１において、前記巻き取り軸をコイル巻線量に応じて後退移動させるようにしたことを特徴とするエッジワイズコイル用巻線装置。
請求項１または２のいずれかにおいて、前記平角線材を巻取部に可及的にまっすぐに案内するとともに、その巻取部にて隣り合う平角線材の上に乗り上がることがないような位置から案内する案内ローラを備えたことを特徴とするエッジワイズコイル用巻線装置。