JP2013258306A - エッジワイズコイルの巻線装置及びその巻線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中心軸がずれた筒状の第１及び第２コイル部を連続的に形成する。
【解決手段】巻線装置は、平角線３を折曲げる折曲げ手段１０と、平角線３を予め設定した長さ毎に繰出す送り手段５０と、送り手段による平角線の繰出しと折曲げ手段による平角線３の折曲げを交互に繰返すことにより形成されたエッジワイズコイル４を支持するコイルガイド３１と、そのコイルガイド３１を回転させつつ移動させるコイルガイド移動手段３０とを備える。コイルガイド３１は、エッジワイズコイル４を構成する筒状の第１コイル部４ａの内周側に係合するガイド柱３１ｃと、第１コイル部４ａに連結され第１コイル部４ａから段違い状に偏心して第１コイル部４ａとともにエッジワイズコイル４を構成する筒状の第２コイル部４ｃが載置されるガイド台３１ｄとを有する。コイルガイド移動手段３０は、コイルガイド３１を昇降させるコイルガイド昇降機構３６を備えることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、筒状の第１コイル部と、その第１コイル部に渡り線を介して連結された筒状の第２コイル部を有し、その第１コイル部の中心軸と第２コイル部の中心軸がずれて階段状を成すエッジワイズコイルを形成するエッジワイズコイルの巻線装置及びその巻線方法に関するものである。

従来から被覆銅線をコイル状に巻回した場合における巻線空間の利用効率を向上させるため、矩形断面の平角線を順次折曲げて（平角線を幅方向に巻線する）縦巻きしてエッジワイズコイルを形成するエッジワイズコイル巻線装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、所定長繰出した平角線を、軸中心に回転する支点ローラと支点ローラの外周に設けたベンダとにより挟み、ベンダを支点ローラ回りに回動させて平角線を９０度折曲げ、次いで平角線を所定長繰出し、再びベンダを支点ローラ回りに回動させて平角線を９０度折曲げる動作を繰返すことにより、順次、平角線を９０度ずつ折曲げて、エッジワイズコイルを製作するものである。

一方、このようなエッジワイズコイルの実際の使用にあっては、このようなエッジワイズコイルを２個並列状に形成し、その並列のコイルを連結して用いられることが行われる。このために、従来では、２個のエッジワイズコイルをそれぞれ別個の巻線により形成し、各巻線の連結側の端部を、連絡用ターミナルを介して溶接していた。けれども、近年では、そのような並列状に並ぶ２個のコイルを１本の平角線のエッジワイズ巻きによって形成することが求められている。

そのための装置として、平角線をコイル素材としてその一端部を順次角巻して角筒状の第１コイル部を形成する第１巻線ヘッドを備えた第１のコイル巻線加工ラインと、この第１のコイル巻線加工ラインに所定間隔を隔てて平行に配置されコイル素材の他端部に角筒状の第２コイル部を形成すると共に当該第２コイル部を第１コイル部に同一面上にて隣接した状態に配設する第２巻線ヘッドを備えた第２のコイル巻線加工ラインと、素材供給領域の反対側で第１および第２の各コイル巻線加工ラインの延長上に、第１のコイル巻線加工ラインで形成された第１コイル部を有するコイル素材を、第２のコイル巻線加工ライン側に搬入する素材転送ユニットと、を装備した連結コイル形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−３０２２４５号公報 再公表特許ＷＯ２００９／１０７６３３

しかし、上記従来の連結コイル形成装置では、独自にエンジワイズコイルを形成し得る２つの巻線加工ラインを素材転送ユニットで連結している。即ち、独立したエッジワイズコイル形成装置を２台備えて連結するような構造を成しており、その装置の大きさが著しく増大する不具合があった。このため、この装置の設置には、独立したエッジワイズコイル形成装置を２台以上備えられる程度の設置面積が必要となる不具合もある。よって、単一の巻線装置により、このような連結コイルを形成できれば便利である。

本発明の目的は、筒状の第１コイル部と、その第１コイル部に渡り線を介して連結された筒状の第２コイル部を有し、その第１コイル部の中心軸と第２コイル部の中心軸がずれて階段状を成すエッジワイズコイルの、その第１及び第２コイル部を連続的に形成し得るエッジワイズコイルの巻線装置及びその巻線方法を提供することにある。

本発明は、線材供給源から水平方向に繰出される平角線を水平面内で折曲げる折曲げ手段と、線材供給源から折曲げ手段に向けて平角線を予め設定した長さ毎に繰出す送り手段と、送り手段による平角線の繰出しと折曲げ手段による平角線の折曲げを交互に繰返すことにより形成されて自重により降下するエッジワイズコイルを下方から支持するコイルガイドと、送り手段の送り動作によるエッジワイズコイルの移動に追従してコイルガイドを移動させるとともに、折曲げ手段の折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイルの移動に追従してコイルガイドを回転させつつ移動させるコイルガイド移動手段とを備えたエッジワイズコイルの巻線装置の改良である。

その特徴ある構成は、コイルガイドが、エッジワイズコイルを構成する筒状の第１コイル部の内周側に係合するガイド柱と、その第１コイル部に渡り線を介して連結され第１コイル部とともにエッジワイズコイルを構成する筒状の第２コイル部が載置されるガイド台とを有するところにある。

この場合のコイルガイド移動手段は、コイルガイドを昇降させるコイルガイド昇降機構を備えることが好ましい。

また、別の本発明は、線材供給源からの平角線の繰出しと平角線の折曲げを交互に繰返して筒状の第１コイル部を形成する第１コイル形成工程と、第１コイル部が形成された後に線材供給源から繰出される平角線を渡り線とする渡り線形成工程と、渡り線の後に線材供給源から繰出される平角線を順次同一方向に折曲げて第１コイル部に渡り線を介して連結された筒状の第２コイル部を形成する第２コイル形成工程とを有するエッジワイズコイルの巻線方法である。

その特徴ある点は、第１コイル形成工程において、順次形成される第１コイル部を第１コイル部の内周側に係合して第１コイル部の形成と同期して移動し又は回転と共に移動するガイド柱により支持し、第２コイル形成工程において、順次形成される第２コイル部をガイド柱に隣接してガイド柱と共に移動するガイド台上に載置して、そのガイド台を第２コイル部の形成と同期して移動させ又は回転と共に移動させるところにある。

この場合、第２コイル形成工程において、順次形成される第２コイル部が載置されて移動するガイド台を第２コイル部の形成に従って順次下降させることが好ましい。

本発明では、順次形成される第１コイル部をその第１コイル部とともに移動するガイド柱により支持し、第１コイル部に渡り線を介して連結される筒状の第２コイル部をガイド台上に載置するので、得られたエッジワイズコイルは、筒状の第１コイル部と、その第１コイル部に渡り線を介して連結された筒状の第２コイル部を有するものとなる。このため、本発明では、単一の送り手段及び折曲げ手段であるにもかかわらず、１本の平角線のエッジワイズ巻きによって、筒状の第１コイル部と、その第１コイル部に渡り線を介して連結された筒状の第２コイル部を有し、その第１コイル部の中心軸と第２コイル部の中心軸がずれて階段状を成すエッジワイズコイルを得ることができる。よって、本発明におけるエッジワイズコイルの巻線装置では、その大きさが増大するようなことはなく、この装置の設置面積が増大するようなこともない。

本発明の実施形態を示す巻線機の概略構成を示す斜視図である。 その送りクランプの概略断面図である。 その折曲げ手段の断面構成図である。 そのメインクランプの斜視図である。 そのコイルガイドの斜視図である。 そのコイルガイド移動手段を示す断面構成図である。 その装置により得られるエッジワイズコイルの斜視図である。 その第１コイルを形成するための平角線の最初の繰出しを示す作動図である。 その平角線の折曲げを示す作動図である。 図９に続く平角線の繰出しを示す作動図である。 図１０に続く平角線の折曲げを示す作動図である。 図１１に続く平角線の繰出しを示す作動図である。 図１２に続く平角線の折曲げを示す作動図である。 図１３に続く平角線の繰出しを示す作動図である。 図１４に続く平角線の折曲げを示す作動図である。 形成された第１コイルがガイド柱の周囲に降下していく状態を示す図である。 平角線を繰出して渡り線を形成する状態を示す作動図である。 その第２コイル部を形成するための平角線の最初の折曲げてを示す作動図である。 図１８に続く平角線の繰出しを示す作動図である。 図１９に続く平角線の折曲げを示す作動図である。 図２０に続く平角線の繰出しを示す作動図である。 図２１に続く平角線の折曲げを示す作動図である。 図２２に続く平角線の繰出しを示す作動図である。 図２３に続く平角線の折曲げを示す作動図である。 形成された第２コイルがガイド台に支持されている状態を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳しく説明する。

図７に、本発明により得ようとするエッジワイズコイル４（以下では、単に「コイル４」という場合もある）を示す。これは、角筒状の第１コイル部４ａと、その第１コイル部４ａに渡り線４ｂを介して連結された筒状の第２コイル部４ｃを有し、その第１コイル部４ａの中心軸と第２コイル部４ｃの中心軸がずれて階段状を成すエッジワイズコイル４である。各コイル部４ａ，４ｃは、線材供給源からの平角線３の繰出しとその平角線３の幅方向への折曲げを交互に繰返すことにより得られ、図ではその平角線３の１回の折曲げが９０度であって、その繰出しと同一方向への折曲げがそれぞれ４回繰返されることにより、その平角線３が１回巻かれるようなエッジワイズコイル４を示す。

このようなエッジワイズコイル４を形成する本発明におけるエッジワイズコイルの巻線装置を図１に示す。この図１において、エッジワイズコイルの巻線装置１は、線材供給源から水平方向に繰出される平角線３をメインクランプ１１とベンダ１２とにより保持して水平面内において所定の角度、例えば、９０度に折曲げる折曲げ手段１０と、線材供給源からその折曲げ手段１０に向けて平角線３を予め設定した長さ毎に繰出す送り手段５０と、この送り手段５０と折曲げ手段１０の間に、その送り手段５０が折曲げ手段１０に送出した平角線３をクランプして、折曲げ手段１０の折曲げ動作により平角線３が下流側へ引出されることを防止する押えユニット７０と、を備える。そして、送り手段５０では、折曲げ手段１０による巻線に対応してエッジワイズコイル４の各辺の寸法に見合った所定長ずつ折曲げ手段１０へ平角線３を送出するように構成される。

また、このエッジワイズコイルの巻線装置１は、線材供給源であるスプール８１から繰出される平角線３を厚さ方向から複数のガイドローラ８４により交互に挟んで厚さ方向に矯正する縦ストレーナ部８５及び平角線３の幅方向から複数のガイドローラ８２により交互に平角線３を挟んで幅方向に矯正する横ストレーナ部８３からなる矯正ユニット８０を備える。スプール８１は電動モータ８６により回転可能に設けられ、スプール８１と校正ユニット８０の間には、線材の繰出し検知ユニット９０が設けられる。この繰出し検知ユニット９０は、スプール８１から繰出された線材３を幅方向から挟む一対の支柱９１，９２と、その一対の支柱９１，９２に設けられて線材３の撓みを検知する上限及び下限センサ９３，９４を備える。そして、上限センサ９３が線材３の撓み量の減少を検出すると電動モータ８６はスプール８１を回転させて線材３を繰出し、下限センサ９４が線材３の撓み量の増加を検出すると電動モータ８６はスプール８１の回転を停止させて線材３の新たな繰出しを停止するように構成される。そして、これらの各ユニット１０，５０，７０，８０は、基台としてのテーブル２に取付けられ、繰出し検知ユニット９０はそのテーブル２に隣接して設けられる。

このため、平角線３は、線材供給源であるスプール８１から矯正ユニット８０、送り手段５０、押えユニット７０を経由して折曲げ手段１０に送出され、折曲げ手段１０によりエッジワイズコイル４に巻線されるようにしている。ここで、スプール８１から折曲げ手段１０への平角線３に沿った方向をＹ軸方向とし、この平角線３に直角な平面方向をＸ軸方向とし、これらに直交する上下方向をＺ軸方向として、以下に詳細な説明を行う。

＜送り手段５０＞
送り手段５０はテーブル２の側面に下端が固定された縦板５１に配置され、Ｙ軸方向に配置した複数のガイド５５により往復移動可能に配置され且つ折曲げ手段１０へ向かっての前進移動時に平角線３に厚さ方向から係合する送りクランプ５２と、送りクランプ５２を往復移動させる送り駆動機構５３と、その送り駆動機構５３による送りクランプ５２の前進移動時に送りクランプ５２を平角線３に係合作動させ、送りクランプ５２の後退作動時に平角線３への係合作動を解除する送りクランプ作動手段５４を備える。

送りクランプ５２は、平角線３を上下方向から挟んで、複数のガイド５５によりＹ軸方向に往復移動可能に構成されたものである。図２に示すように、送りクランプ５２は、ガイド５５によりＹ軸方向に往復移動する筒状の本体部５６と、その本体部５６の下方に設けられて線材３が上側に載置される台板５７を備える。筒状の本体部５６には係合片５８が上下方向に移動可能に挿入される。この係合片５８は台板５７上に載置された平角線３の上面に直接的に接触する当接片５８ａと、その当接片５８ａの上部に設けられた支持片５８ｂと、その支持片５８ｂの上部にスプリング５８ｃを介して上下方向移動可能に配置された押圧片５８ｄと、支持片５８ｂと押圧片５８ｄの中心のズレを防止するガイド棒５８ｅとを備える。押圧片５８ｄにはローラ６１が枢支され、そのローラ６１の一部は本体部５６の上面から突出するように配置される。また、当接片５８ａと台板５７との間には、係合片５８を上方に押し上げるコイルスプリング５９が介装される。図２には、コイルスプリング５９により係合片５８が上方に押し上げられ、平角線３から係合片５８が離間して、送りクランプ５２による平角線３への拘束を解除している状態を示す。そして、送りクランプ作動手段５４によりローラ６１が下方へ押込まれると、押圧片５８ｄが下降されスプリング５８ｃを介して支持片５８ｂ及び当接片５８ａを下方に付勢して、台板５７との間で平角線３を挟圧することにより、送りクランプ５２を平角線３へ係合保持させるように構成される。

図１に戻って、送りクランプ作動手段５４は、縦板５１上に昇降可能に配置された上下板６２と、上下板６２をカムローラ６３により下降させる送りクランプモータ６４と、上下板６２を上方に付勢してその上下板６２をカムローラ６３に常に接触させる図示しないスプリングと、を備える。上下板６２は下降時送りクランプ５２のローラ６１（図２）に係合してそのローラ６１を下方へ押込むＹ軸方向のレール６５を備え、上方にはカムローラ６３に接触するローラ６６を備える。そして、送りクランプ５２の前進移動時に、送りクランプモータ６４によりカムローラ６３を介して上下板６２を下降させて、レール６５により送りクランプ５２のローラ６１（図２）を押下げて送りクランプ５２を平角線３に係合させ、送りクランプ５２の後退移動時には、送りクランプモータ６４によりカムローラ６３を介して上下板６２を上昇させて、レール６５を送りクランプ５２のローラ６１（図２）から離脱させて送りクランプ５２の平角線３への係合を解除させるように構成される。

送り駆動手段５３は、縦板５１上にＹ軸方向に配置されて送りクランプ５２の本体部５６に螺合するボールねじ６７と、ボールねじ６７を回転駆動する送り駆動モータ６８と、を備える。送り駆動手段５３は、平角線３を送り出す場合には、平角線３に係合した状態の送りクランプ５２をボールねじ６７により折曲げ手段１０に向かって、エッジワイズコイル４の各辺の寸法に見合った所定長だけ初期位置から前進させ、引き続く折曲げ手段１０による折曲げ動作と連動する押えユニット７０作動時に、平角線３への係合を解除した状態の送りクランプ５２を初期位置に後退させるように構成される。平角線３は、その送り駆動機構５３による送りクランプ５２の前進作動時に送出しされ、送りクランプ５２の後退作動時には送りクランプ５２のみが後退するように構成される。

なお、この送りクランプ作動手段５４は、送りクランプモータ６４により作動するカムローラ６３により上下板６２を昇降させるものについて説明したが、これは一例であって、上下板６２をエアシリンダ等により昇降させるようにしてもよく、また、その他の方法で上下板を昇降させるものであってもよい。また、送り手段５０は、線材供給源であるスプール８１から折曲げ手段１０に向けて平角線３を予め設定した長さ毎に繰出すことができる限り、図示しないが、例えば、平角線３の上下面にそれぞれローラ面が接する一対のローラを駆動モータ等により駆動して、平角線３を送り出すものであってもよい。

＜押えユニット７０＞
押えユニット７０は、折曲げ手段１０による平角線の曲げ時に平角線３が曲げの力によって引出されることを防止するものであり、前述した縦板５１上に配置された平角線３を下方から支える枠体７１と、枠体７１内で昇降可能に配置された押え板７２と、押え板７２を下降させるカム７３と、カム７３を回転させるモータ７４と、を備える。平角線３が折曲げ手段１０により９０度曲げられる場合に、平角線３の巻線方向に大きな引張力が作用し、この力により平角線３が巻線方向に引出されてしまうと、エッジワイズコイル４の各辺の長さがばらつきコイル形状が乱れることになる。したがって、この押えユニット７０は、折曲げ手段１０による平角線３の９０度折曲げ時に、モータ７４によりカム７３を介して押え板７２を下降させて枠体７１との間で平角線３を挟圧して、巻線方向に引出されないようにするものである。

＜折曲げ手段１０＞
折曲げ手段１０は、送り手段５０及び押えユニット７０が配置された縦板５１に隣接させて、同様にテーブル２の側面に下端が固定された縦板１３に設けられる。この縦板１３には棚板１４がテーブル２上から間隔をあけて設けられ、この棚板１４には、その棚板１４から下方のテーブル２に向かって突出した位置にメインクランプ１１とベンダ１２が保持される。図３に示すように、棚板１４には、下方のテーブル２に向かって突出する円筒部１４ａが設けられ、この円筒部１４ａの内部には、前述したベンダ１２を構成する円筒部材１５が、この実施の形態では上下に配置した２個の軸受け１５ａにより軸方向移動を拘束した状態で回転自在に支持される。また、円筒部材１５の内部には、前述したメインクランプ１１を構成する円筒部材１７が、この実施の形態では、上下に配置した２個の軸受け１５ｂにより軸方向移動を拘束した状態で支持される。そして、この円筒部材１７には、円柱部材１６が挿通される。

メインクランプ１１は、図３及び図４に示すように、前述した円筒部材１７と、円筒部材１７に軸方向に移動可能に収容された円柱部材１６と、を備える。この円柱部材１６の下端は、円筒部材１７の下端より突出して露出し、その下端には平角線３を下方から支持するフランジ１８が一体に形成される。このフランジ１８の上面と円筒部材１７の下端面とで、平角線３の上下面を拘束する隙間が形成され、この隙間に平角線３を収容し、露出する円柱部材１６を折曲げ時の支点部材とするメインクランプ１１を構成している。このため、この支点部材を形成する円柱部材１６の半径は、後述するコイルガイド３１の角部に形成される部分円弧の曲率半径と一致させ又はその曲率半径より僅かに小さくさせて形成される。

図３に示すように、円柱部材１６の上端は、連結手段２１を介して昇降可能な枠体２２に連結され、枠体２２にはローラ２３が回転可能に支持されると共に、ローラ２３には棚板１４に固定されたメインクランプモータ２４により回転駆動されるカム２５が係合している。この連結手段２１は、円柱部材１６と枠体２２とを連結して一体となって昇降可能であり、枠体２２の回転が阻止されていることにより円柱部材１６及び円筒部材１７の回転も阻止された状態としている。そして、これらの連結手段２１、枠体２２、ローラ２３、カム２５及びメインクランプモータ２４により、メインクランプ作動機構２０が構成される。

このメインクランプ作動機構２０では、平角線３の折曲げ時に、メインクランプモータ２４によりカム２５を回転させてローラ２３を上昇させ、一体となっている枠体２２を引上げ、連結手段２１を介して円柱部材１６を引上げて、メインクランプ１１である下端のフランジ１８上面と円筒部材１７の下端面との間で平角線３を挟み付けるように構成される。このようなフランジ１８が引上げられた位置は、クランプ位置とされる。このように折曲げ時に平角線３を上下から挟み付けて押圧することにより、平角線３の折曲げ時のふくらみを防止するように構成される。このため、フランジ１８上面と円筒部材１７の下端との隙間の間隔は、円筒部材１７の下端部に配置され隙間に差込まれたスペース板１９（図４）により、その最小寸法が設定される。

また、メインクランプ作動機構２０のメインクランプモータ２４を回転させてカム２５によりローラ２３を下降させると、一体となって枠体２２が下降され、連結手段２１を介して円柱部材１６が下降する。すると、円柱部材１６の下端に設けられたフランジ１８の上面と円筒部材１７の下端面との間隔は拡大し、これにより、平角線３に対するメインクランプ１１の拘束は解除される。このように、フランジ１８が下降した位置は、クランプ開放位置とされる。

なお、このメインクランプ作動機構２０は一例であって、フランジ１８を昇降させてクランプ位置又はクランプ開放位置に移動し得る限り、このメインクランプ作動機構２０は、上述したカム機構（２２〜２５）を用いることなく、例えば、エアシリンダ等により、フランジ１８（円柱部材１６）を昇降させるようにしてもよく、また、その他の方法でフランジ１８（円柱部材１６）を昇降させるものであってもよい。

一方、円筒部材１５の下端には、平角線３のメインクランプ１１の隙間に保持された側とは反対側の外周側面に接する上下片１２ａと、上下片１２ａの上下端から円筒部材１７及びフランジ１８に向かって内周側に突出する突出片１２ｂとを備え、その平角線３の外周側を収容する凹部が形成されたベンダ１２が固定されている。平角線３は、メインクランプ１１側においては、上下面がフランジ１８上面及び円筒部材１７の下端面によりガイドされると共に、その側面が支点部材を構成する円柱部材１６の外周によりガイドされ、ベンダ１２側においては、ベンダ１２の上下片１２ａと突出片１２ｂとにより側面および上下面がガイドされる。そして、このフランジ１８上面と、支点部材を構成する円柱部材１６の外周と、円筒部材１７の下端面と、ベンダ１２の上下片１２ａ及び突出片１２ｂにより、平角線３をガイドし且つ折曲げる平角線３の収容部が形成される。

円筒部材１５の上端には、歯車２７が固定され、棚板１４に固定された折曲げモータ２８のスピンドルに固定された歯車２９が噛合されている。折曲げモータ２８は、噛合っている歯車２７，２９を介して円筒部材１５を初期位置から９０度回転させて、収容部に保持している平角線３を９０度折曲げし、再び円筒部材１５を９０度回転させて初期位置に戻すよう構成される。

図１に戻って、本発明におけるエッジワイズコイルの巻線装置１は、送り手段５０による平角線３の繰出しと折曲げ手段１０による平角線３の折曲げを交互に繰返すことにより形成されて自重により降下するエッジワイズコイル４を下方から支持するコイルガイド３１と、そのコイルガイド３１を移動させるコイルガイド移動手段３０と、を備える。

＜コイルガイド３１＞
図５に示すように、コイルガイド３１は、鉛直方向に延びる支柱３１ａの上端に水平に設けられた台板３１ｂと、その台板３１ｂ上に立設されてエッジワイズコイル４を構成する角筒状の第１コイル部４ａの内周側に係合するガイド柱３１ｃと、そのガイド柱３１ｃから離間した台板３１ｂ上に立設されたガイド台３１ｄとを備える。ガイド柱３１ｃは、角柱状に形成され、巻線された平角線３による第１コイル部４ａ（図７）の内周形状にほぼ等しい外周形状に形成されている。このため、このガイド柱３１ｃの四角部は部分円弧状に形成され、その曲率半径は折曲げ手段１０の支点部材を形成する円柱部材１６の半径と一致させて形成される。そして、このガイド柱３１ｃの高さｈは、得ようとする第１コイル部４ａの長さＬ（図７）に略等しく、又はその長さより若干短めに形成される。

一方、そのガイド台３１ｄは、台板３１ｂ上に脚部材３１ｅを介してその台板３１ｂの上面から上方にその上面が位置するように取付けられる。このガイド台３１ｄは、第１コイル部４ａに連結されて、その第１コイル部４ａとともにエッジワイズコイル４を構成する角筒状の第２コイル部４ｃ（図７）が載置されるものであり、そのガイド台３１ｄの第２コイル部４ｃが載置される上面における台板３１ｂの上面からの高さは、少なくとも第１コイル部４ａの長さと同一又はその長さより僅かに高くなるように形成される。

＜コイルガイド移動手段３０＞
図１に戻って、コイルガイド移動手段３０は、送り手段５０の送り動作によるエッジワイズコイル４の移動に追従してコイルガイド３１を移動させるとともに、折曲げ手段５０の折曲げ動作に伴って回転しつつ移動するエッジワイズコイル４の移動に追従してそのコイルガイド３１を回転させつつ移動させるものである。また、この実施の形態におけるコイルガイド移動手段３０は、コイルガイド３１を昇降可能にも構成される。このため、このコイルガイド移動手段３０は、コイルガイド３１をＺ軸回りに回転させるコイルガイド回転機構３２（図６）と、そのコイルガイド３１をＺ軸方向に昇降させるコイルガイド昇降機構３６（図６）と、そのコイルガイド３１を水平面内で移動させる移動させるＸＹ移動テーブル３４と、を備える。この実施の形態では、このコイルガイド回転機構３２とコイルガイド昇降機構３６は、コイルガイド受け台３３に設けられ、ＸＹ移動テーブル３４は、このコイルガイド受け台３３をテーブル２上の平面位置を変化させるように構成される。

図６に示すように、コイルガイド受け台３３に設けられたコイルガイド回転機構３２は、コイルガイド受け台３３の上部に軸受け３３ｃによりＺ軸回りに回転可能に配置された大傘歯車３５を備える。支柱３１ａはこの大傘歯車３５の中央にスプライン結合され、この大傘歯車３５に対して回転不能であるけれども軸方向に移動可能に設けられる。

大傘歯車３５の軸部を貫通して下方に延び、コイルガイド受け台３３の内部に至る支柱３１ａの下端には、コイルガイド昇降機構３６を構成する昇降ブロック３７が回転可能に設けられる。コイルガイド受け台３３には支柱３１ａを包囲する上部筒体３３ｂが設けられ、この上部筒体３３ｂには昇降ブロック３７が支柱３１ａとともに昇降可能に挿入される。昇降ブロック３７には鉛直方向に延びるボールネジ３９の上端が枢支され、そのボールネジ３９に螺合するボールナット３８が上部筒体３３ｂの下部に取付けられる。ボールナット３８にはそのボールナット３８より下方のボールネジ３９を包囲する下部筒体３３ａが設けられる。このボールねじ３９はサーボモータ４１により回転するように構成され、このサーボモータ４１は下部筒体３３ａに上下動可能に収容される。そして、このモータ４１は鉛直方向に延びるボールねじ３９を回転駆動すると、そのボールねじ３９が螺合するボールナット３８は昇降不能であるので、そのボールネジ３９の上端に設けられた昇降ブロック３７を昇降させ、その昇降ブロック３７に支持された支柱３１ａを介して、支柱３１ａの上端に設けられたコイルガイド３１を昇降させるように構成される。このため、この昇降ブロック３７、ボールナット３８、ボールねじ３９及びモータ４１は、コイルガイド３１を昇降させるコイルガイド昇降機構３６を構成する。

また、コイルガイド回転機構３２は、コイルガイド受け台３３の上部に設けられた大傘歯車３５と、この上部体３３ｂの側面にＹ軸（若しくはＸ軸）回りに回転可能に配置されたコイルガイド回転モータ４５と、このコイルガイド回転モータ４５により回転し大傘歯車３５と噛合う小傘歯車４６とを備える。したがって、小歯車４６をコイルガイド回転モータ４５により回転させることにより、大傘歯車３５をＺ軸回りに回転させ、その大傘歯車３５とともに回転する支柱３１ａを介してコイルガイド３１をＺ軸回りに回転させるよう機能する。

このようなコイルガイド回転機構３２とコイルガイド昇降機構３６が設けられたコイルガイド受け台３３の平面位置を変化させるＸＹ移動テーブル３４は、図１に示すように、テーブル２上に固定した枠体３４ａを貫通させてＹ軸方向に配置したボールねじ４７ａをＹ軸モータ４７ｂにより回転させることによりＹ軸スライダ４７ｃに沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸テーブル４７ｄと、Ｙ軸テーブル４７ｄ上において、Ｘ軸方向に配置したボールねじ４８ａをＸ軸モータ４８ｂにより回転させることによりＸ軸スライダ４８ｃに沿ってＸ軸方向に移動するＸ軸テーブル４８ｄと、を備える。そして、そのＸ軸テーブル４８ｄ上にコイルガイド受け台３３が固定される。

このようなコイルガイド回転機構３２と、コイルガイド昇降機構３６と、ＸＹ移動テーブル３４とを備えることにより、コイルガイド移動手段３０は、コイルガイド３１を３軸方向に移動可能であってかつ回転可能に構成される。

次に、上述したエッジワイズコイル４の巻線装置を用いた本発明におけるエッジワイズコイル４の巻線方法を説明する。

本発明のエッジワイズコイル４の巻線方法は、線材供給源８１からの平角線３の繰出しと平角線３の折曲げを交互に繰返して角筒状の第１コイル部４ａを形成する第１コイル形成工程と、その第１コイル部４ａが形成された後に線材供給源８１から繰出される平角線３を渡り線４ｂとする渡り線形成工程と、渡り線４ｂの後に線材供給源８１から繰出される平角線３を順次同一方向に折曲げて第１コイル部４ａに渡り線４ｂを介して連結される角筒状の第２コイル部４ｃを形成する第２コイル形成工程とを有する。以下に各工程を詳説する。

＜第１コイル形成工程＞
この第１コイル形成工程では、線材供給源８１からの平角線３の繰出しと平角線３の折曲げを交互に繰返して角筒状の第１コイル部４ａを形成する（図７）。その具体的手順を説明すると、図１に示すように、スプール８１から平角線３を引出し、縦方向及び横方向のストレーナ８５，８３、送り手段５０の本体部５６と台板５７の間を通し、押えユニット７０の枠体７１を通過させて、折曲げ手段１０に案内する。

図３に示すように、折曲げ手段１０では、メインクランプ１１のフランジ１８上面と、支点部材を構成する円柱部材１６の外周と、円筒部材１７の下端面と、ベンダ１２の上下片１２ａ及び突出片１２ｂと、で構成した平角線３の収容部の開口方向を、Ｙ軸方向に向け、メインクランプ作動機構２０によりメインクランプ１１のフランジ１８が下降されて、平角線３の収容部を開いたクランプ開放状態としている。そして、平角線３の先端を、メインクランプ１１のフランジ１８と円筒部材１７との隙間に挿入するとともに、外周方向からベンダ１２により平角線３を位置決めして、その平角線３の収容部に平角線３の先端を収容させる。

図１に戻って、送り手段５０の送りクランプモータ６４を回転させて、カム６３の凸部を上下板６２のローラ６６に当接させて上下板６２を下降させ、上下板６２のレール６５を送りクランプ５２の本体部５６から突出している回転可能なローラ６１（図２）に当接させてそのローラ６１を下降させ、係合片５８と台板５７とで平角線３を固定クランプする。そして、送り駆動モータ６８によりボールねじ６７を回転駆動して、本体部５６と台板５７で構成された送りクランプ５２を前進移動させ、平角線３を所定長さだけ送り出す。これにより、図８の実線矢印で示すように、平角線３の最初の繰出しが行われ、この最初の繰出しにより平角線３は、折曲げ手段１０の収容部より更に先端側に突出される。

次に、このように繰出された平角線３の折曲げを行う。この折曲げに際して、先ず、図１に示す押えユニット７０のモータ７４を作動させて押え板７２を下降させて平角線３をクランプすると共に、送り手段５０の送りクランプモータ６４を回転させて、カム６３の凹部を上下板６２のローラ６６に当接させて上下板６２を上昇させ、上下板６２のレール６５を送りクランプ５２のローラ６１より離間させ、係合片５８への押圧力を解除して平角線３へのクランプを開放させ、次いで、送り駆動モータ６８によりボールねじ６７を回転駆動して、本体部５６と台板５７で構成された送りクランプ５２を後退移動させて初期位置に復帰させる。これにより次の繰出しの準備が行われ、この場合に、平角線３は停止した状態を維持する。

そして、本発明では、この第１コイル形成工程において、順次形成される第１コイル部４ａをこの第１コイル部４ａの内周側に係合してこの第１コイル部４ａとともに移動するガイド柱３１ｃにより支持することを特徴とする。このため、平角線３の折曲げに際して、コイルガイド３１をＸＹ移動テーブル３４により移動させ且つコイルガイド回転機構３２により回転させて、図８に示すように、コイルガイド３１におけるガイド柱３１ｃを、収容部より先に突出された平角線３に対してその側面がＸＹ平面上で接触するよう位置させる（なお、平角線３とガイド柱３１ｃとはＺ軸方向には離間している）と共に、ガイド柱３１ｃの角部（部分円弧となっている）を円柱部材１６で形成する支点部材よりＹ軸方向へ所定距離Ａだけ離間させて位置させる。このＹ軸方向への所定距離Ａは、平角線３がその支点部材（コイルガイド３１の部分的に円弧状となっている角部）に巻付く（平角線３の中央部の）長さ寸法により設定する。従って、この長さ寸法は、その支点部材の表面への巻付き長さ（角部の部分円弧の長さ）と平角線３の幅寸法に応じて変化される。

この状態で、折曲げ手段１０のメインクランプ作動機構２０を作動させてメインクランプ１１のフランジ１８を上昇させて、平角線３の収容部を上下方向に狭めてクランプ状態とし（図３）、図９の実線矢印で示すように、折曲げモータ２８を回転させて円筒部材１５を９０度回転させ、ベンダ１２を支点部材(回転が阻止されているメインクランプ１１)回りに９０度回転させて、平角線３を９０度折曲げる。

これと同期して、コイルガイド回転機構３２のコイルガイド回転モータ４５によりコイルガイド３１を同様にＺ軸回りに回転させると共に、ＸＹ移動テーブル３４によりコイルガイド３１の中心を支点部材に対して９０度だけ巻付く軌跡（インボリュート曲線）を持ってＸＹ方向に移動させる。このように、コイルガイド３１を図９の破線矢印で示すように回転させつつ移動させて、ＸＹ平面上でコイルガイド３１の側面に折曲げされる平角線３が、ＸＹ平面上から見て、ほぼ当接状態を保つように移動させる。

このような平角線３の９０度折曲げの際、平角線３にはベンダ１２との摩擦力により平角線３を引出そうとするテンションが加わるが、押えユニット７０により平角線３は保持されているため、平角線３の折曲げ時に引出されることがなく、コイル形状が不安定になることはない。また、平角線３の９０度折曲げの際、曲げの内周側では平角線３は収縮するので、強く押圧しないと膨らんでしまうが、折曲げ手段１０のメインクランプ１１を、メインクランプ作動機構２０を駆動させてクランプ位置として、平角線３に上下方向から押圧力をかけて、平角線３が寸法以上に膨らむことを防止している。

次いで、折曲げ手段１０のメインクランプ作動機構２０を作動させてメインクランプ１１のフランジ１８を下降させて、平角線３の収容部を上下方向に拡げてクランプ開放状態とし、図９の一点鎖線矢印で示すように、折曲げモータ２８により円筒部材１５を９０度反転させ、ベンダ１２を支点部材回りに９０度回転させて、元の位置に戻す。これにより平角線３の折曲げが完了する。

次いで、第１コイル部４ａを形成するための、次の平角線３の繰出しが開始される。即ち、図１に示すように、押えユニット７０のモータ７４を作動させて押え板７２を上昇させて平角線３のクランプを解除する。そして、送り手段５０の送りクランプモータ６４を回転させて、カム６３の凸部を上下板６２のローラ６６に当接させて上下板６２を下降させ、上下板６２のレール６５を送りクランプ５２の本体部５６から突出している回転可能なローラ６１に当接させてローラ６１を下降させ、係合片５８と台板５７とで平角線３を固定クランプする。そして、送り駆動モータ６８によりボールねじ６７を回転駆動して、本体部５６と台板５７で構成された送りクランプ５２を前進移動させ、平角線３を所定長さだけ送り出す。そして、押えユニット７０のモータ７４を作動させて押え板７２を下降させて平角線３をクランプすると共に、前述したように、平角線３を開放させた状態で送り手段５０を初期状態に復帰させる。

このように繰出された平角線３は、図１０に示すように、折曲げ手段１０の収容部より更に先端側に実線矢印で示すように所定長だけ突出される。また、このような平角線３の送りに同期して、コイルガイド３１も、ガイド柱３１ｃが平角線３の側面にほぼ接した状態を保つよう一点鎖線矢印で示すようにＹ軸方向に移動される。この所定長とは、エッジワイズコイル４における第１コイル部４ａの直線部の長さと、９０度曲げ時のコイル長さ（中心軸に巻き付けられる前述した長さＡ）を足したものとなる。

そして、次に平角線３の折曲げが再び繰返して行われる。即ち、メインクランプ作動機構２０によりメインクランプ１１をクランプ状態として新たに繰出された平角線３を上下方向から挟圧して、図１１に示すように、再び、ベンダ１２を軸中心に実線矢印で示すように回転させて、その平角線３を折曲げる。この折曲げとともに、コイルガイド移動手段３０は、コイルガイド３１を同様にＺ軸中心に回転させるとともに、そのコイルガイド３１をＸＹ方向に移動させる。このように、コイルガイド３１を図１１の破線矢印で示すように回転させつつ移動させて、ＸＹ平面上でそのガイド柱３１ｃの側面に平角線３がほぼ当接状態を保つように移動させる。

次いで、折曲げ手段１０のメインクランプ作動機構２０を作動させてメインクランプ１１のフランジ１８を下降させて、平角線３の収容部を上下方向に拡げてクランプ開放状態とし、折曲げモータ２８により円筒部材１５を図１１の一点鎖線矢印で示すように９０度反転させ、ベンダ１２を支点部材回りに９０度回転させて、元の位置に戻す（図１４）。これにより、再び行われた折曲げ動作を終了させる。

引き続き、このような平角線３の繰出しと、その新たに繰出された平角線３の折曲げを交互に繰返す。方形状の第１コイル部４ａを得るこの実施の形態では、平角線３の繰出し及び折曲げをそれぞれ４回繰返す必要がある。けれども、図８に示すスタートから始まって図１１に至るまで、平角線３の繰出し及び折曲げはそれぞれ２回繰返され、これにより、図１１に示すように、その第１コイル部４ａの長辺と短辺が形成される。このため、方形状の第１コイル部４ａを得るには、平角線３の繰出し及び停止及び折曲げを、この後に、更に２回繰返す必要がある。

即ち、図１１に示すように、第１コイル部４ａの長辺と短辺が形成された後、図１２に示すように、第１コイル部４ａの長片を形成するための平角線３の繰出しが更に行われた後、図１３に示すように、その繰出された平角線３の折曲げがなされることにより、第１コイル部４ａの長片が更に形成される。その後更に図１４に示すように、この第１コイル部４ａの短片を形成するための繰出しが更に行われた後、図１５に示すように、その折曲げが更になされる。このような４回の繰出し及び折曲げが繰返されることによりその平角線３が一周する第１コイル部４ａが形成される。

このような平角線３の繰出しと折曲げを交互に更に繰返すことにより、複数回巻回された平角線３から成る第１コイル部４ａが順次形成される。すると、図１６に示すように、その順次形成される第１コイル部４ａは自重により下方にずれて平角線３の繰出し及び折曲げとともに移動するコイルガイド３１のガイド柱３１ｃの周囲に降下してその内周がそのガイド柱３１ｃにより支持される。そして、このガイド柱３１ｃは、その第１コイル部４ａの移動及び回転に追従して移動することにより、その第１コイル部４ａの振れを規制し、高速に巻線する場合でも、巻かれた第１コイル部４ａが軸方向（上下方向）や径方向（外周方向）に移動して過剰に振れるのを防止する。そして、所定の回数巻かれた平角線４から成る角柱状の第１コイル部４ａが得られた段階でこの第１コイル形成工程を終了させる。

＜渡り線形成工程＞
この工程では、第１コイル部４ａが形成された後に線材供給源８１から新たに平角線３を繰出して、その平角線３から成る渡り線４ｂを形成する。この平角線３の繰出しは、上述した第１コイル形成工程における平角線３の繰出しと同一であり、図１に示すように、送り手段５０の送りクランプモータ６４を回転させて、係合片５８と台板５７とで平角線３を固定クランプする。そして、送り駆動モータ６８によりボールねじ６７を回転駆動して、送りクランプ５２を前進移動させ、図１７の実線矢印で示すように、平角線３を所定長さだけ送り出すことにより行われる。このように繰出された平角線３は、必要な渡り線４ｂの長さに等しいだけ繰出される。そして、このような平角線３の送りに同期して、一点鎖線矢印で示すようにコイルガイド３１も移動させ、その送られる平角線３と共にガイド柱３１ｃに支持された第１コイル部４ａを同一方向に移動させる。そして、次の第２コイル形成工程のために、新たな曲げ位置となる円柱部材１６の下方にコイルガイド３１のガイド台３１ｄを位置させる。

＜第２コイル形成工程＞
この工程では、渡り線４ｂの後に線材供給源８１から繰出される平角線３を順次同一方向に折曲げて第１コイル部４ａに渡り線４ｂを介して連結される角筒状の第２コイル部４ｃを形成する。この平角線３の繰出しと折曲げは、前述した第１コイル形成工程における平角線３の繰出しと折曲げ動作と同一である。そして、図１８に示すように、平角線３の最初の折曲げで第２コイル部４ｃの短辺が形成され、その後の図１９に示す平角線３の繰出し、及び図２０に示す平角線３の折曲げで第２コイル部４ｃの長辺が形成される。更に、図２１に示す平角線３の繰出し、及び図２２に示す平角線３の折曲げで第２コイル部４ｃの短辺が更に形成される。その後の図２３に示す平角線３の繰出し、及び図２４に示す平角線３の折曲げで第２コイル部４ｃの長辺が更に形成される。このように平角線３の繰出し及び折曲げを４回繰返すと平角線３が一周する第２コイル部４ｃが形成される。このような平角線３の繰出しと折曲げを更に繰返すことにより、第１コイル部４ａに渡り線４ｂを介して連結される角筒状の第２コイル部４ｃが順次形成される。

そして、本発明では、この第２コイル形成工程において、順次形成される第２コイル部４ｃをガイド柱３１ｃに隣接してそのガイド柱３１ｃと共に移動するガイド台３１ｄ上に載置して、このガイド台３１ｄを第２コイル部４ｃとともに移動させることを特徴とする。即ち、平角線３の繰出しと折曲げを繰返すことにより得られる第２コイル部４ｃは自重により下方にずれてガイド台３１ｄ上に載置される。そして、このガイド台３１ｄは、図１８〜図２４の破線矢印で示すように、その第２コイル部４ｃの移動及び回転に追従して移動することにより、その第２コイル部４ｃが渡り線４ｂを介して連結し、ガイド柱３１ｃにより支持されている第１コイル部４ａとともに、その振れが規制される。

また、図２５に示すように、この第２コイル形成工程にあっては、平角線３の繰出しと折曲げが繰返されることにより、順次形成される第２コイル部４ｃは下方に延びて軸方向に延長される。このため、この第２コイル部４ｃが載置されるガイド台３１ｄを、その第２コイル部４ｃの形成に従って順次下降させる。このガイド台３１ｄの下降は、図６に示すように、モータ４１を駆動してボールねじ３９を回転させ、そのボールねじ３９が設けられた昇降ブロック３７を昇降させ、その昇降ブロック３７に支持された支柱３１ａを介して、支柱３１ａの上端に設けられたコイルガイド３１を昇降させることにより行われる。そして、ガイド台３１ｄの下降の程度は、平角線３が４回折曲げられて１回巻き回される毎にその平角線３の厚さに等しい量だけ下降させることが好ましい。これにより、高速に巻線する場合でも、巻かれた第２コイル部４ｃが第１コイル部４ａとともにコイルガイド３１に対して軸方向（上下方向）や径方向（外周方向）に移動して過剰に振れるのを防止する。そして、所定の回数巻かれた平角線４から成る角柱状の第２コイル部４ｃが得られた段階でこの第２コイル形成工程を終了させる。

このようにして得られたエッジワイズコイル４は、図７に示すように、角筒状の第１コイル部４ａと、その第１コイル部４ａに渡り線４ｂを介して連結された角筒状の第２コイル部４ｃを有し、その第１コイル部４ａの中心軸と第２コイル部４ｃの中心軸がずれて階段状を成すものとなる。このため、本発明では、単一の送り手段５０及び折曲げ手段１０であるにもかかわらず、１本の平角線３のエッジワイズ巻きによって、中心軸がずれた角筒状の第１及び第２コイル部４ａ，４ｃが渡り線４ｂを介して連続的に形成されたエッジワイズコイル４を得ることができるものとなる。よって、本発明におけるエッジワイズコイル４の巻線装置では、その大きさが増大するようなことはなく、この装置の設置面積が増大するようなこともないのである。

１ 巻線装置
３ 平角線
４ エッジワイズコイル
４ａ 第１コイル部
４ｂ 渡り線
４ｃ 第２コイル部
１０ 折曲げ手段
３０ コイルガイド移動手段
３１ コイルガイド
３１ｃ ガイド柱
３１ｄ ガイド台
３６ コイルガイド昇降機構
５０ 送り手段
８１ 線材供給源

Claims (4)

1. 線材供給源(81)から水平方向に繰出される平角線(3)を水平面内で折曲げる折曲げ手段(10)と、前記線材供給源(81)から前記折曲げ手段(10)に向けて前記平角線(3)を予め設定した長さ毎に繰出す送り手段(50)と、前記送り手段(50)による前記平角線(3)の繰出しと前記折曲げ手段(10)による前記平角線(3)の折曲げを交互に繰返すことにより形成されて自重により降下するエッジワイズコイル(4)を下方から支持するコイルガイド(31)と、前記送り手段(50)の送り動作による前記エッジワイズコイル(4)の移動に追従して前記コイルガイド(31)を移動させるとともに、前記折曲げ手段(10)の折曲げ動作に伴って回転しつつ移動する前記エッジワイズコイル(4)の移動に追従して前記コイルガイド(31)を回転させつつ移動させるコイルガイド移動手段(30)とを備えたエッジワイズコイルの巻線装置において、
   前記コイルガイド(31)が、
   前記エッジワイズコイル(4)を構成する筒状の第１コイル部(4a)の内周側に係合するガイド柱(31c)と、
   前記第１コイル部(4a)に渡り線(4b)を介して連結され前記第１コイル部(4a)とともに前記エッジワイズコイル(4)を構成する筒状の第２コイル部(4c)が載置されるガイド台(31d)とを有する
   ことを特徴とするエッジワイズコイルの巻線装置。
2. コイルガイド移動手段(30)は、コイルガイド(31)を昇降させるコイルガイド昇降機構(36)を備えた請求項１記載のエッジワイズコイル４の巻線装置。
3. 線材供給源(81)からの平角線(3)の繰出しと前記平角線(3)の折曲げを交互に繰返して筒状の第１コイル部(4a)を形成する第１コイル形成工程と、
   前記第１コイル部(4a)が形成された後に前記線材供給源(81)から繰出される平角線(3)を渡り線(4b)とする渡り線形成工程と、
   前記渡り線(4b)の後に前記線材供給源(81)から繰出される平角線(3)を順次同一方向に折曲げて前記第１コイル部(4a)に前記渡り線(4b)を介して連結された筒状の第２コイル部(4c)を形成する第２コイル形成工程と
   を有するエッジワイズコイルの巻線方法であって、
   前記第１コイル形成工程において、順次形成される第１コイル部(4a)を前記第１コイル部(4a)の内周側に係合して前記第１コイル部(4a)の形成と同期して移動し又は回転と共に移動するガイド柱(31c)により支持し、
   前記第２コイル形成工程において、順次形成される第２コイル部(4c)を前記ガイド柱(31c)に隣接して前記ガイド柱(31c)と共に移動するガイド台(31d)上に載置して前記ガイド台(31d)を前記第２コイル部(4c)の形成と同期して移動させ又は回転と共に移動させる
   ことを特徴とするエッジワイズコイルの巻線方法。
4. 前記第２コイル形成工程において、順次形成される第２コイル部(4c)が載置されて移動するガイド台(31d)を前記第２コイル部(4c)の形成に従って順次下降させる請求項３記載のエッジワイズコイルの巻線方法。

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