JP5322174B2 - 角線の巻線装置及びエッジワイズコイルの巻線方法 - Google Patents

Description

本発明は、エッジワイズコイルを巻線するのに適した角線の巻線装置及びエッジワイズコイルの巻線方法に関するものである。

通常ボビンなどに巻回されてコイルを形成する被覆銅線は、長手方向に直交する方向の断面が円形であることが多い。断面が円形である被覆銅線をコイル状に巻回した場合、巻回方向に隣接する被覆銅線同士は線接触し合い、銅線同士の間にすき間が生じるので、コイル肉厚の割には、通電できる電流量が少ない。

これに対し、近年平角線と呼ばれる線材が巻回されて形成されるエッジワイズコイルが開発されるようになった。エッジワイズコイルの場合には、巻回方向に隣接する線材同士は、幅側の面同士を密着できるため、通常のコイルと肉厚を同じにした場合、より大きな電流を通電でき、より強い磁力を発生することができる。

しかし、このようなエッジワイズコイルを構成する平角線の剛性が高い場合、平角線を巻芯治具に沿って四角形に巻回することが困難と言われている。即ち、エッジワイズコイルは平角線をその幅方向に折り曲げて巻線するため、その巻線されたコーナ部分の形状に膨らみが生じ易く、そのコーナ部分に曲げしわが生じたり、コーナ部分とコーナ部分を接続する直線部分が曲がり、このコイルにコアを挿入した場合にそのコアとの空隙が大きくなり易いという特殊性があった。この点を解消するものとして、本出願人は巻線の形状精度を高めるエッジワイズコイル巻線方法及び装置を提案した（例えば、特許文献１参照。）。

この巻線方法及び装置はベンダにより平角線をシャフトの周囲に掛け回すことにより折り曲げるものであり、その折り曲げ時にシャフトの端部に形成された円盤状のフランジによりそのシャフトに掛け回される平角線をシャフトの軸方向に押さえ、これによりその平角線の折り曲げにより形成されるコーナ部分の膨らみや曲げしわを防止するとともに、コーナ部分とコーナ部分を接続する直線部分が曲がるようなことを回避するものである。

特開２００７−７４８８１号公報

しかし、上記巻線方法及び装置では、得られたコイルの内周形状における短径がフランジの外径よりも小さい場合には、そのコイルがフランジを通過せずに、得られたコイルをシャフトから取り外すことができないという未だ解決すべき課題が残存していた。具体的に、図７に示すように、平角線２を２回Ｕ字状に折り曲げることにより１回巻きされるトラック形のエッジワイズコイル１を例にして説明すると、このトラック形エッジワイズコイル１を得るためには、図７（ａ）に示すように、先ず直線状に延びた平角線２をフランジ３により厚さ方向から押さえ、ベンダ５を旋回させてその平角線２の幅方向の側端部を支持する断面円形のシャフト４の外周に沿ってその平角線２をＵ字状に折り曲げる。その後、図７（ｂ）に示すように、ベンダ５を元の位置に戻して平角線２を長手方向に新たに繰り出して、再び平角線２を折り曲げることになる。

しかし、図７（ｂ）に示すように、先にＵ字状に折り曲げられた部分２ａより先の部分２ｂは新たに繰り出された平角線２と平行になり、シャフト４を両側から挟む構造となる。このため、この状態ではＵ字状に折り曲げられた部分２ａより先の部分２ｂはフランジ３を通過せずに、フランジ３により依然として押さえられる位置に存在することになる。よって、新たに繰り出された平角線２を再び折り曲げようとすると、図７（ｃ）に示すように、平角線２の先端縁２ｃが新たに繰り出されてフランジ３に押さえられる平角線２に接触し、それ以上の折り曲げが困難になる不具合があった。

この場合、Ｕ字状に折り曲げられた部分２ａより先の部分２ｂを、その弾性により図の実線矢印で示すように移動させてフランジ３を超えさせ、それによりその先の部分２ｂをシャフト４から取り外すことも考えられる。すると、図７（ｄ）に示すように、新たに繰り出された平角線２をシャフト４の外周に掛け回してＵ字状に折り曲げることが可能になり、そうすることにより１回巻きされたトラック形エッジワイズコイル１が得られることになる。

一方、このように１回巻きされたトラック形エッジワイズコイル１を得たとしても、１回巻きを超えたトラック形エッジワイズコイル１を得るためには、１回巻きされたトラック形エッジワイズコイル１が得られた図７（ｄ）の状態から二点鎖線矢印で示すように再び平角線２を繰り出して、既に得られた１回巻きされたコイル１をシャフト４の周囲から外すことが必要となる。

しかし、得られたトラック形エッジワイズコイル１の内周形状における短径Ｆはフランジ３の外径Ｄよりも小さいものであるので、その得られたコイル１の図の斜線で示す部分Ｐをフランジ３に通過させることができない。即ち、得られたコイル１をシャフト４の周囲から外すことができない。よって、円盤状のフランジを使用する従来の巻線方法及び装置では、フランジ３の外径Ｄよりも小さい短径Ｆを有するコイル１を巻線することができないという未だ解決すべき課題が残存していた。

本発明の目的は、フランジの外径よりも小さい短径を有するコイルを巻線し得る角線の巻線装置及びエッジワイズコイルの巻線方法を提供することにある。

本発明は、角線を長手方向に繰り出す送り機構と、繰り出されて直線状に延びた角線の側面に接触するシャフトと、シャフトの周囲を旋回して角線をシャフトの周囲に掛け回すように折り曲げるベンダと、角線の折り曲げ時にシャフトに掛け回される角線をシャフトの軸方向に押さえるフランジとを備えた巻線装置の改良である。

その特徴ある構成は、フランジの一部に角線の押さえを外す切り欠き部が形成され、そのフランジを回転させて切り欠き部を移動させるフランジ移動機構が設けられたところにある。

本発明のエッジワイズコイルの巻線方法は、繰り出されて直線状に延びた平角線をフランジにより厚さ方向から押さえつつ平角線の幅方向の側縁に接触するシャフトの周囲に平角線を掛け回す角線折り曲げ工程と、フランジを移動させフランジに形成された平角線の押さえを外す切り欠き部を平角線の折り曲げられた先の部分に対向させるフランジ移動工程と、平角線を長手方向に繰り出して平角線の折り曲げられた先の部分を切り欠き部に通過させてシャフトの周囲から外す角線送り工程と、フランジを移動させ厚さ方向から平角線を押さえる位置にフランジを復元させるフランジ復元工程とを繰り返すことを特徴とする。

本発明の角線の巻線装置及びエッジワイズコイルの巻線方法では、フランジに切り欠き部を形成したので、その切り欠き部を角線の折り曲げられた先の部分に対向させることにより、角線を繰り出す際にその先の部分を切り欠き部に通過させることができる。このため、得られたエッジワイズコイルの内周形状における短径がフランジの外径よりも小さい場合であっても、そのコイルをシャフトの周囲から外すことが可能となり、フランジの外径よりも小さい短径を有するコイルであっても巻線することができる。

本発明実施形態の巻線装置を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 その巻線装置における巻線機構の上面図である。 本発明の巻線方法により１回巻きされたエッジワイズコイルを得るまでの工程を示す図である。 その１回巻きされたエッジワイズコイルがフランジを通過する状態を示す図４に連続する図である。 更に平角線を折り曲げて１回巻きを超えるエッジワイズコイルを得る状態を示す図５に連続する図である。 従来の巻線手順を示す図４に対応する図である。

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１に、本発明における角線の巻線装置１０を示す。図１では、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延びるものとして、この巻線装置１０について説明する。この装置１０により巻回される線材は断面矩形の角線であり、厚さに対して幅が広い角線である平角線１１を用いることにより、エッジワイズコイル１６（図５）を得る場合を説明する。この平角線１１はその供給源となるリール１２に巻回されてテーブル１０ａに設置され、この平角線１１の表面には絶縁皮膜が形成される。そして、この角線の巻線装置１０は、リール１２からＹ軸方向に繰り出されて供給される平角線１１を真っ直ぐ伸ばす複数のローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ（図１には３個のローラが設けられる場合を示す。）と、Ｙ軸方向に延びた角線である平角線１１をその長手方向に繰り出す送り装置２０と、繰り出された平角線１１を折り曲げる巻線機構３０とを備える。

平角線１１を長手方向に繰り出す送り装置２０は、ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより真っ直ぐ伸ばされた平角線１１を固定支持する固定機構２３と、その固定機構２３のリール１２側に設けられ平角線１１をＹ軸方向に送る送り機構２４とを備える。固定機構２３は、図示しないエアシリンダによって上下動して平角線１１を掴む第１チャック２３ａと、その第１チャック２３ａが取付けられた固定台２３ｂを有し、この固定台２３ｂがテーブル１０ａに設けられた基台２０ａに取付けられる。送り機構２４は、図示しないエアシリンダによって上下動して平角線１１の途中を掴む第２チャック２４ａと、その第２チャック２４ａを支持する移動台２４ｂと、平角線１１の長手方向に延びて設けられ移動台２４ｂを基台２０ａに対してＹ軸方向に移動可能に支持するレール２４ｃと、移動台２４ｂ側に螺合する図示しないボールネジと、そのボールネジを回転駆動するサーボモータ２４ｄとを備える。レール２４ｃとサーボモータ２４ｄは基台２０ａ上に固定され、サーボモータ２４ｄによるボールネジの回転によって移動台２４ｂが移動し、第２チャック２４ａに掴まれた平角線１１をＹ軸方向に移動可能に構成される。

そして、この固定機構２３の第１チャック２３ａを解放して第２チャック２４ａに掴まれた平角線１１を送り機構２４によりＹ軸方向に移動させることによりその平角線１１を長手方向に繰り出すように構成される。一方、送り機構２４の第２チャック２４ａが平角線１１を解放した状態で移動台２４ｂが移動する際に固定機構２３により平角線１１を掴むことにより一旦繰り出された平角線１１がその第２チャック２４ａとともに移動することを防止することができ、リール１２側に移動した第２チャック２４ａにより平角線１１を再び掴んだ状態で固定機構２３の第１チャック２３ａを解放し、平角線１１を掴んだ送り機構２４の第２チャック２４ａを再びリール１２から遠ざける方向に移動することにより、供給源であるリール１２から供給された平角線１１をその長手方向であるＹ軸方向に順次繰り出すことができるように構成される。

なお、図１における送り装置２０は例示であって、図示しないが、送り機構２４は、平角線１１に転接する複数のローラを備え、それら複数のローラを回転させることによりリール１２から供給される平角線１１をこれらのローラの間から長手方向に繰り出すようにしても良い。なお、図１では、平角線１１はその扁平な断面が水平方向に延びるようにして送られる場合を示す。

リール１２が設置されたテーブル１０ａには送り装置２０により平角線１１が繰り出される位置に水平な固定台１０ｂが設けられ、この固定台１０ｂに巻線機構３０が設けられる。図２に詳しく示すように、この固定台１０ｂには中心軸を鉛直とする筒部１０ｃが形成され、この筒部１０ｃにはローラスリーブ３４がネジ３４ａにより鉛直に固定される。ネジ３４ａを用いることにより、ローラスリーブ３４は固定台１０ｂに取り外し可能に固定される。

巻線機構３０は、平角線１１の折り曲げ内側端部となる平角線１１の側面に接触する断面が円形のシャフト３１と、そのシャフト３１のまわりを回動してシャフト３１に沿って平角線１１を折り曲げるベンダ３２と、このベンダ３２を旋回させる旋回駆動機構３３とを備える。シャフト３１は固定台１０ｂに設けられたローラスリーブ３４に軸受３１ｃを介して回転可能であって、かつ軸方向に移動可能に支持される。このシャフト３１は鉛直に設けられ、シャフト３１は、平角線１１が掛け回される掛け回し部３１ａと、ローラスリーブ３４に支持される被支持部３１ｂを有し、それらが同軸に連続して設けられる。トラック側エッジワイズコイルを得るこの実施の形態では、掛け回し部３１ａの断面は、そのコイルの両側における内径に相当する外径を有する円形に形成され、掛け回し部３１ａより被支持部３１ｂを小径とすることにより、シャフト３１はローラスリーブ３４にＺ軸方向の上側から取り外し可能に挿入支持される。

一方、ローラスリーブ３４は、シャフト３１の被支持部３１ｂを実際に回転可能であってかつ軸方向に移動可能に支持する支持部３４ｂと、シャフト３１の掛け回し部３１ａを包囲する包囲部３４ｃとが同軸に形成され、包囲部３４ｃが固定台１０ｂの上面から上方に突出しかつ送り装置２０により繰り出された平角線１１がその上縁に載置されるように、支持部３４ｂがその固定台１０ｂにおける筒部１０ｃに埋設固定される。包囲部３４ｃの外径Ｄは後述するフランジ４１の外径Ｄに略等しく形成され、図２の拡大図に示すように、掛け回し部３１ａの外周に幅方向の側面が接触する平角線１１の幅方向の約半分程度がその上縁に載置されるように構成される。そして、平角線１１が接触移動する包囲部３４ｃの上面はその平角線１１の外表面に傷を生じさせないためにコーナ部に丸み付けが成されるとともに研磨仕上げされる。

旋回駆動機構３３は、固定台１０ｂの上面におけるローラスリーブ３４の周囲に軸受３３ｂを介して回転可能に支持される旋回ギヤ３３ｃと、この旋回ギヤ３３ｃに噛み合う駆動ギヤ３３ｄと、この駆動ギヤ３３ｄを回転駆動するモータ３３ｅとを備え、旋回ギヤ３３ｃにベンダ３２が取付けられる。モータ３３ｅには図示しないコントローラの制御出力が接続され、コントローラの指令によりモータ３３ｅが駆動ギヤ３３ｄを回転させると、これに噛み合う旋回ギヤ３３ｃがシャフト３１の中心軸を回転中心として回転し、ベンダ３２をシャフト３１を中心とする円弧状の軌跡を持って旋回させるように構成される。

一方、ベンダ３２は、旋回駆動機構３３を構成する旋回ギヤ３３ｃとともに平角線１１をシャフト３１の周囲に押し付けながら旋回することにより、平角線１１をシャフト３１の周囲に掛け回すように折り曲げ可能に構成される。そして、図２の拡大図に示すように、このベンダ３２には平角線１１の幅方向の側縁が進入するガイド溝３２ａが形成される。このガイド溝３２ａは、ローラスリーブ３４における包囲部３４ｃの外周からベンダ３２側に突出する平角線１１を収容し、ベンダ３２が旋回してその平角線１１をシャフト３１に掛け回して折り曲げる際にその平角線１１の外周端部に係合するよう構成される。このため、この凹溝３２ａの内面は、平角線１１の外表面に傷を生じさせないために各コーナ部に丸み付けが成されるとともに研磨仕上げされる。

また、角線の巻線装置１０は、ベンダ３２による平角線１１の折り曲げ時に、シャフト３１に掛け回される平角線１１をシャフト３１の軸方向に押さえるプレス機構４０を備える。このプレス機構４０は、ローラスリーブ３４の包囲部３４ｃから上方に突出するシャフト３１の上端に同軸に形成された円盤状のフランジ４１と、フランジ４１が形成されたシャフト３１を軸方向に駆動するアクチュエータ４２を備える。図３に示すように、フランジ４１は、シャフト３１における掛け回し部３１ａの外径ｆに平角線１１の幅を加えた値と略等しい外径Ｄを有し、掛け回し部３１ａの外周に幅方向の側面が接触する平角線１１の幅方向の約半分程度を覆うように形成される。また、後述するけれども、このフランジ４１の上面にエッジワイズコイルが順次形成されることから、このフランジ４１の厚さｔ（図２）は比較的薄く形成され、平角線１１の折り曲げにより形成されるコーナ部の膨らみや曲げしわを防止できるだけの強度を有する最小の厚みに形成される。そして、平角線１１が接触移動するフランジ４１の周囲及び上面はその平角線１１の外表面に傷を生じさせないために各コーナ部に丸み付けが成されるとともに研磨仕上げされる。

アクチュエータ４２は、本体４２ａと、この本体４２ａからＺ軸方向に出没して伸縮作動するロッド４２ｂとを備え、本体４２ａが支持台４２ｃを介して固定台１０ｂに支持される。ロッド４２ｂの先端部には、軸受４２ｄ、継ぎ手４２ｅを介してシャフト３１における被支持部３１ｂの下端が回転可能に連結される。このアクチュエータ４２には図示しないコントローラの制御出力が接続され、コントローラの指令によりアクチュエータ４２が伸縮作動すると、シャフト３１とともにフランジ４１が図２の実線で示す平角線１１を押さえる状態とその押さえを解除した一点鎖線で示す状態との間を昇降するように構成される。なお、シャフト３１の昇降の程度は、フランジ４１の上面にエッジワイズコイルが順次形成されることから、平角線１１の押さえを解除可能な比較的小さな範囲に留められる。

図示しないコントローラは、平角線１１をシャフト３１に掛け回して折り曲げる過程でアクチュエータ４２を収縮作動させ、図１及び図２の拡大図に実線で示すように、平角線１１をフランジ４１とローラスリーブ３４における包囲部３４ｃの上縁との間に挟み込み、平角線１１の折り曲げ内周部をＺ軸方向である図の上側からフランジ４１がシャフト３１の軸方向下方に押さえてその平角線１１の内周部が拡がるような変形を押さえるように構成される。ここで、アクチュエータ本体４２ａとしては、油圧シリンダ、エアシリンダ、電磁アクチュエータ等が例示されけれども、これらに限るものではない。そして、アクチュエータ４２が付与する平角線１１をフランジ４１が押さえる荷重は、平角線１１の寸法、材質等に応じて適宜設定される。

本発明の特徴ある構成は、平角線１１を押さえるフランジ４１の一部に切り欠き部４１ａが形成され、その切り欠き部４１ａでは平角線が押さえられないようにフランジ４１を移動させるフランジ移動機構４６が設けられたところにある。図３に示すように、切り欠き部４１ａは、シャフト３１の掛け回し部３１ａに頂角が接するなだらかな山形を成すように形成され、その掛け回し部３１ａに側縁が接する真っ直ぐな平角線１１がこの切り欠き部４１ａを通過可能にその掛け回し部３１ａに接するように形成される。なお、このなだらかな山形を成す切り欠き部４１ａは一例であって、フランジ４１が角線１１を押さえ可能であって、かつこの切り欠き部４１ａを介して掛け回し部３１ａに接する角線１１が通過可能である限り、フランジ４１を扇状にして切り欠き部４１ａを比較的大きな山形としても良い。この場合の扇状のフランジ４１の円弧は、それを両側から挟む両辺が略直角又はそれ以下の角度で交わるようなものであっても良い。

図２に戻って、フランジ移動機構４６はアクチュエータ４２に平行に設けられたモータ４７と、このモータ４７の回転をシャフト３１に伝達する伝達機構４８により構成され、伝達機構４８は、モータにより回転駆動される駆動プーリ４８ａと、固定台１０ｂに形成された筒部１０ｃの下端に回転可能に取付けられてシャフト３１がスプラインを介して軸方向に摺動可能にかつ回転不能に挿通された従動プーリ４８ｂと、これらのプーリ４８ａ，４８ｂに渡って掛け回されるタイミングベルト４８ｃとを備える。モータ４７には図示しないコントローラの制御出力が接続され、コントローラの指令によりモータ４７が駆動すると駆動プーリ４８ａが回転し、その回転はベルト４８ｃを介して従動プーリ４８ｂに伝達され、そこにスプライン結合されたシャフト３１がフランジ４１とともに回転するように構成される。

図１及び図３に示すように、固定台１０ｂには、送り装置２０によりＹ軸方向に繰り出された平角線１１がＸ軸方向に振れることを防止する支持部材５４と、第１及び第２ピッチガイド５５，５６が設けられる。支持部材５４は、Ｙ軸方向に繰り出された平角線１１が進入する凹溝５４ａが上部に形成され、この凹溝５４ａにＹ軸方向に延びる平角線１１が進入して収容されることにより、その平角線１１の長手方向であるＹ軸方向の繰り出しを許容しつつ幅方向であるＸ軸方向への移動を防止するように構成される。

第１ピッチ送りガイド５５は平角線１１の先端縁が摺接するものとして、第２ピッチ送りガイド５６は得られたトラック形エッジワイズコイル１６（図６（ａ），（ｂ））が摺接するものとして設けられる。第１ピッチ送りガイド５５は楔状の断面を有する第１摺接部５５ａを有し、第１摺接部５５ａの上面に最初に折り曲げられた平角線１１の先端縁１１ｃ（図４（ｃ））が摺接するようにその表面が水平面に対して傾斜するように固定台１０ｂに取付けられる。そして、第１摺接部５５ａの表面に平角線１１の先端縁が摺接することにより平角線１１が水平面に対して傾斜し、平角線１１はその折り曲げられた部位が繰り出された平角線１１と干渉することを防止するように構成される。

一方、第２ピッチ送りガイド５６は、アクチュエータ５７を介して固定台１０ｂに取付けられる。アクチュエータ５７は、固定台１０ｂに取付けられた取付治具５７ｃに固定された本体５７ａと、この本体５７ａから図示しないコントローラからの指令によりＸ軸方向に出没して伸縮作動するロッド５７ｂとを備え、そのロッド５７ｂの突出端に第２ピッチ送りガイド５６が固定される。図３の一点鎖線で示すように、ロッド５７ｂが本体５７ａから突出すると、第２ピッチ送りガイド５６がシャフト３１に接近し、楔状の断面を有する第２摺接部５６ａの上面にエッジワイズコイルが摺接可能にその上面が水平面に対して傾斜して形成される。一方、図３の実線で示すように、ロッド５７ｂが本体５７ａに没入すると、第２ピッチ送りガイド５６はシャフト３１から離間し、その第２摺接部５６ａにエッジワイズコイルが接触不能に取付けられる。

次に、本発明のエッジワイズコイルの巻線方法について説明する。

この巻線方法は、トラック形エッジワイズコイルの巻線方法であって、ベンダ３２が平角線１１をシャフト３１の周囲に掛け回してＵ字状に折り曲げる折り曲げ行程と、送り装置２０が平角線１１を繰り出す角線送り工程とを繰り返すものであるけれども、２回目の折り曲げ工程以後は角線送り工程の前後にフランジ移動工程とフランジ復元工程が挿入されることを特徴とする。以下、これらの工程を説明する。

＜最初の角線折り曲げ工程＞
平角線１１を折り曲げるために、リール１２から繰り出される平角線１１を各ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの間に通して直線状に延ばし、直線状に延ばされた平角線１１を送り装置２０により長手方向に繰り出す。具体的には図１に示す固定機構２３の第１チャック２３ａを解放して送り機構２４により平角線１１をＹ軸方向に移動させることにより行われる。そして、図３に示すように、平角線１１を支持部材５４の凹溝５４ａに収容するとともにシャフト３１とベンダ３２の間に挿通させる。その後、送り装置２０における固定機構２３の第１チャック２３ａを閉じて平角線１１の移動を禁止する。そして、旋回駆動機構３３により旋回ギヤ３３ｃとともにベンダ３２を１８０度に回動させ、図４（ａ）に示すように、平角線１１をシャフト３１に掛け回すようにして折り曲げる。

このとき、プレス機構４０（図２）はフランジ４１を用いてシャフト３１に沿って折り曲げられる平角線１１を厚さ方向から押さえる。具体的に、プレス機構４０（図２）はフランジ４１を図２の実線で示す平角線１１を押さえる状態とし、ベンダ３２が回動することによりローラスリーブ３４の上端縁とフランジ４１との間の隙間に平角線１１を押し込み、これにより平角線１１をシャフト３１に掛け回すように折り曲げる。そして、フランジ４１は、そこに形成された切り欠き部４１ａを送り装置２０側に位置させ、Ｕ字状に折り曲げられる平角線１１の全ての部分をフランジ４１ａが押さえ、シャフト３１に掛け回される部分の折り曲げによる膨らみや、折り曲げに起因する曲げしわを防止する。

なお、この折り曲げが完了した後は、旋回駆動機構３３によりベンダ３２を逆方向に１８０度回動させて最初の位置に復元させる。このベンダ３２の復元と同時又はその前後に、プレス機構４０により、フランジ４１による平角線１１の押さえを解除する。

＜最初の角線送り工程＞
図４（ｂ）に示すように、その後、平角線１１を送り装置２０により長手方向に繰り出し、新たに繰り出された平角線１１をシャフト３１とベンダ３２の間に挿通させて最初に折り曲げられた部分１１ａをＹ軸方向に移動させてシャフト３１から遠ざける。このとき繰り出される平角線１１の量は、得ようとするエッジワイズコイルの１回巻きに必要な量の半分である。この必要な量が繰り出された後には、送り装置２０における固定機構２３の第１チャック２３ａ（図１）を閉じて平角線１１の更なる繰り出しを防止する。

＜２回目の角線折り曲げ工程＞
平角線１１の繰り出しを禁止した状態で、図４（ｃ）に示すように、旋回駆動機構３３によりベンダ３２を再び回動させ、平角線１１をシャフト３１に掛け回すようにして折り曲げる。このとき、プレス機構４０によりフランジ４１を用いてシャフト３１に沿って折り曲げられる平角線１１を厚さ方向から押さえる。

一方、最初の折り曲げ工程によりＵ字状に折り曲げられた部分１１ａより先の部分１１ｂは新たに繰り出された平角線１１と平行になり、シャフト３１を両側から挟む構造となる。けれども、図４（ｃ）に一点鎖線で示すように、新たに繰り出された平角線１１を折り曲げると、平角線１１の先端縁１１ｃが第１ピッチ送りガイド５５に摺接してＺ軸方向であるシャフト３１の軸方向に移動する。そして、フランジ４１に形成された切り欠き部４１ａを送り装置２０側に位置させているので、ベンダ３２を再び回動させると図４（ｃ）に実線で示すように、そのＵ字状に折り曲げられた部分１１ａより先の部分１１ｂは第１ピッチ送りガイド５５により持ち上げられてその切り欠き部４１ａを通過し、これによりシャフト３１から外れ、新たに繰り出された平角線１１と干渉することなくその平角線１１と交差することになる。

そして、更にベンダ３２の回動を継続し、その新たに繰り出された平角線１１をＵ字状に折り曲げると、図４（ｄ）に示すように、折り曲げられた部分１１ａより先の部分１１ｂはピッチ送りガイド５５に摺接してＺ軸方向であるシャフト３１の軸方向であるフランジ４１の上側に移動し、１回巻きされたトラック形エッジワイズコイル１６が得られる。そして、フランジ４１ａはＵ字状に折り曲げられる平角線１１の全ての部分を押さえて、その部分の折り曲げによる膨らみや、折り曲げに起因する曲げしわを防止する。

なお、この折り曲げが完了した後は、旋回駆動機構３３によりベンダ３２を逆方向に１８０度回動させて最初の位置に復元させる。このベンダ３２の復元と同時又はその前後に、プレス機構４０により、フランジ４１による平角線１１の押さえを解除する。

＜フランジ移動工程＞
次に、図５（ａ）に示すように、フランジ４１を移動させ、そのフランジ４１に形成された平角線１１の押さえを外す切り欠き部４１ａを平角線１１の新たに折り曲げられた部分１１ｄより先の部分１１ｅであってその平角線１１の繰り出し方向に直交する位置に移動させる。このフランジ４１の移動はフランジ移動機構４６により行われ、具体的には、図示しないコントローラから指令を発してモータ４７を駆動し、駆動プーリ４８ａを回転させてベルト４８ｃを介して従動プーリ４８ｂを回転させ、そこにスプライン結合されたシャフト３１をフランジ４１とともに一点鎖線矢印で示すように回転させる。これにより、角線折り曲げ工程時には、送り装置２０側に向いていた切り欠き部４１ａを略９０度回転移動させることができ、その平角線１１の繰り出し方向に直交する位置にその切り欠き部４１ａを移動させることができる。

＜角線送り工程＞
平角線１１を長手方向に繰り出して平角線１１の先の折り曲げ工程時に新たに折り曲げられた部分１１ｄより先の直線部分１１ｅを切り欠き部４１ａに通過させる。具体的には、図５（ａ）の二点鎖線矢印で示すように、平角線１１を送り装置２０により長手方向に繰り出し、新たに繰り出された平角線１１をシャフト３１とベンダ３２の間に挿通させる。すると、先の折り曲げ工程で得られた１回巻きされたトラック形エッジワイズコイル１６とともに新たに折り曲げられた部分１１ｄがシャフト３１から遠かるようにＹ軸方向に移動することになる。このとき繰り出される角線の量は、得ようとするエッジワイズコイルの１回巻きに必要な量の半分である。

ここで、得られたトラック形エッジワイズコイルの内周形状における短径Ｆはフランジの外径Ｄよりも小さいものであるけれども（図５（ｄ））、切り欠き部４１ａが平角線１１の新たに折り曲げられた部分１１ｄより先の直線部分１１ｅに対向しかつその平角線１１の繰り出し方向に直交する位置に存在するので、平角線１１を長手方向に繰り出すと、その直線部分１１ｅは切り欠き部４１ａを通過してシャフト３１の周囲から外れる。そして、（図５（ｂ））に示すように、前に折り曲げられた部分１１ａはフランジ４１上側に載り、その後（図５（ｃ））に示すように、そのフランジ４１上側を通過する。よって、この巻線方法では、フランジ４１の外径Ｄよりも小さい短径Ｆを有するコイル１６であっても巻線することができる。なお、この必要な量が繰り出された後には、送り装置２０（図１）における固定機構２３の第１チャック２３ａを閉じて平角線１１の更なる繰り出しを防止する。

＜フランジ復元工程＞
図５（ｄ）の一点鎖線矢印で示すように、次にフランジ４１を回転移動させて厚さ方向から平角線１１を押さえる位置にフランジ４１を復元させる。このフランジ４１の復元はフランジ移動機構４６により行われ、モータの回転方向が逆である点を除いて、その動作は先のフランジ移動工程と同一であるので、ここでの繰り返しての説明は省略する。これにより、角線送り工程時には、平角線１１の繰り出し方向に直交しかつ折り曲げた先の部分１１ｅに対向していた切り欠き部４１ａを略９０度逆方向に回転移動させることができ、厚さ方向から平角線１１を押さえる位置である送り装置２０側にその切り欠き部４１ａを移動させることができる。

＜３回目の折り曲げ工程＞
フランジを復元させた状態で、図６に示すように、旋回駆動機構３３によりベンダ３２を再び回動させ、平角線１１をシャフト３１に掛け回すようにして折り曲げる。このとき、プレス機構４０によりフランジ４１を用いてシャフト３１に沿って折り曲げられる平角線１１を厚さ方向から再び押さえる。

一方、平角線１１を折り曲げる際には、最初の折り曲げ工程と２回目の折り曲げ工程により得られた１回巻きのエッジワイズコイル１６がフランジ４１と干渉するおそれがある。このため、図６（ａ）に示すように、アクチュエータ５７におけるロッド５７ｂを一点鎖線矢印で示すように突出させて第２ピッチ送りガイド５６をシャフト３１に接近させる。すると、平角線１１の折り曲げとともに移動する１回巻きのエッジワイズコイル１６は楔状の断面を有する第２摺接部５６ａの上面に摺接し、図６（ｂ）に示すように、その第２摺接部５６ａは、そのエッジワイズコイル１６をフランジ４１の上面に案内する。なお、エッジワイズコイル１６がフランジ４１の上面に載置された後に、ロッド５７ｂは直ちに二点鎖線矢印で示すように没入させる。すると、第２ピッチ送りガイド５６はシャフト３１から離間して、その第２摺接部５６ａにエッジワイズコイル１６を接触不能になる。これにより、そのエッジワイズコイル１６がフランジ４１と干渉することなく、図６（ｃ）に示すように、新たに繰り出された平角線１１をＵ字状に折り曲げることができる。そして、フランジ４１ａはＵ字状に折り曲げられる平角線１１の全ての部分を押さえて、その部分の折り曲げによる膨らみや、折り曲げに起因する曲げしわを防止する。

なお、この折り曲げが完了した後は、旋回駆動機構３３によりベンダ３２を逆方向に１８０度回動させて最初の位置に復元させるとともに、それと同時又はその前後に、プレス機構４０により、フランジ４１による平角線１１の押さえを解除する。

以後、上記＜フランジ移動工程＞から、この＜第３回目の折り曲げ工程＞を順次繰り返すことにより、平角線１１を整列して巻回し、所定幅、所定層の巻線を行うことができ、これにより、フランジ４１の上面にＺ軸方向に延びるエッジワイズコイル１６を形成することができる。こうして所望のエッジワイズコイル１６を形成した後は、図示しないカッタ装置を介して平角線１１を切断し、得られたエッジワイズコイル１６を取り外すことにより一連の巻線作業を終了させる。

得られたトラック形エッジワイズコイル１６は支持ローラ２２の外径に沿って湾曲する両側のコーナ部分と、その両側のコーナ部分を連結する直線状に延びる部位とを有し、従来の巻芯治具を用いて巻回する方法に比べて、巻線部の形状精度を高めるとともに、エッジワイズコイル１６を構成する平角線１１の長さを短くし、コイルの小型化が図られ、コイルの抵抗を小さくして電動機等の性能向上を図ることができる。

特に、ベンダ３２が平角線１１をシャフト３１に押し付けながら旋回する際に、シャフト３１に沿って折り曲げられる平角線１１をプレス機構４０によりフランジ４１が厚さ方向から押さえるので、平角線１１がシャフト３１に沿って折り曲げられる過程で平角線１１の断面が厚さ方向に拡張したり曲げしわが生じることを抑えることができ、平角線１１を隙間なく整列して巻回することができる。このため、得られたエッジワイズコイル１６に対する平角線１１の占積率を高めることができ、電動機等の性能向上を図ることができる。

また、送り機構２４が繰り出す平角線１１の量や、シャフト３１の曲率半径等を変えることにより、エッジワイズコイル１６の大きさや形状を容易に変更することができる。この実施の形態における装置では、シャフト３１やローラスリーブ３４を取り外し可能にしているので、その交換が容易であり、比較的容易に曲率半径の変更等が可能である。

また、角線の巻線装置１０は、先に形成されたトラック形エッジワイズコイル１６に摺接する第１及び第２ピッチ送りガイド５５，５６を備えることにより、そのエッジワイズコイル１６を平角線１１やフランジ４１に干渉させることなく円滑に巻回することができる。

なお、上述した実施の形態では、フランジ４１が平角線１１の幅方向の約半分程度を覆うように形成される場合を例示したが、折り曲げられる過程で平角線１１の断面が厚さ方向に拡張したり曲げしわが生じることを抑えることができる限り、フランジ４１が押さえる程度は、平角線１１の幅方向の半分未満であっても良く、半分を超えていても良い。

また、上述した実施の形態では、フランジ移動機構４６として、アクチュエータ４２に平行に設けられたモータ４７と、このモータ４７の回転をシャフト３１に伝達する伝達機構４８により構成されたものを例示したが、フランジ移動機構４６は、フランジ４１を移動可能である限り、これに限らず、シリンダ等の他の手段によりフランジを移動させるようなものであっても良い。

１０ 巻線装置
１１ 平角線
１１ｅ 折り曲げられた先の部分
２４ 送り機構
３１ シャフト
３２ ベンダ
４１ フランジ
４１ａ 切り欠き部
４６ フランジ移動機構

Claims (2)

1. 角線(11)を長手方向に繰り出す送り機構(24)と、繰り出されて直線状に延びた前記角線(11)の側面に接触するシャフト(31)と、前記シャフト(31)の周囲を旋回して前記角線(11)を前記シャフト(31)の周囲に掛け回すように折り曲げるベンダ(32)と、前記角線(11)の折り曲げ時に前記シャフト(31)に掛け回される前記角線(11)を前記シャフト(31)の軸方向に押さえるフランジ(41)とを備えた巻線装置において、
   前記フランジ(41)の一部に前記角線(11)の押さえを外す切り欠き部(41a)が形成され、
   前記フランジ(41)を回転させて前記切り欠き部(41a)を移動させるフランジ移動機構(46)が設けられた
   ことを特徴とする角線の巻線装置。
2. 繰り出されて直線状に延びた平角線(11)をフランジ(41)により厚さ方向から押さえつつ前記平角線(11)の幅方向の側縁に接触するシャフト(31)の周囲に前記平角線(11)を掛け回す角線折り曲げ工程と、
   前記フランジ(41)を移動させ前記フランジ(41)に形成された平角線(11)の押さえを外す切り欠き部(41a)を前記平角線(11)の折り曲げられた先の部分(11e)に対向させるフランジ移動工程と、
   前記平角線(11)を長手方向に繰り出して前記平角線(11)の折り曲げられた先の部分(11e)を前記切り欠き部(41a)に通過させて前記シャフト(31)の周囲から外す角線送り工程と、
   前記フランジ(41)を移動させ厚さ方向から前記平角線(11)を押さえる位置に前記フランジ(41)を復元させるフランジ復元工程と
   を繰り返すエッジワイズコイルの巻線方法。

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