JPH10284334A - コイル巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイルを巻芯に巻き取る際に、平角銅線の端部
を巻芯に直接固定することにより、従来のようなコイル
巻きはじめに必要となる平角銅線の延長部を無くし、コ
イル製作時の平角銅線の材料の無駄を省き、コイル製品
のコストの低減を図る。 【解決手段】位置決め治具と治具キャップとの間で巻芯
に線材を巻き取る ることによりコイルを製造するコイ
ル巻線機であって、前記治具キャップ側に備えた巻芯の
先端に線材を挿入できるスリットを形成し、位置決め治
具側に前記巻芯のスリットに嵌合するピンを設け、線材
の端部を前記スリット内に挿入した状態で前記ピンによ
り線材端部を固定できるようにしたことを特徴とするコ
イル巻線機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、断面平角状の金属
線を積層巻回して構成されるコイルのコイル巻線機に関
するものであり、さらに詳細には、コイル製造時の金属
線（平角銅線）の歩留りを良くできるコイル巻線機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】断面平角状の金属線を積層巻回してコイ
ルを製造する方法としては特開平３−１１７５２３号、
特開平３−７０１１０号、特開平６−１３２１５５号等
に記載されたものが良く知られている。こうしたコイル
の巻線機としては図２１に示すようなものが従来より使
用されている。図面を参照して従来のコイル巻線機の概
略構成を説明すると、図２１はコイル巻線機の正面図で
ある。図中１０１はコイル巻線機の架台であり、この架
台１０１にモータ１０２が設けられており、モータの出
力軸と、架台上の支持部材１０３に軸支されている従動
伝達軸１０４側のプーリ１０５との間には第１ベルト１
０６が巻回されている。また支持部材１０３に支持され
ている回転軸１０７と従動伝達軸１０４との間には第２
ベルト１０８が巻回され、モータ１０２の回転力が、回
転軸１０７および従動伝達軸１０４に伝達できるように
なっている。回転軸１０７の先端部には位置決め治具１
１０が設けられている。

【０００３】前記従動伝達軸１０４の他端側はテールプ
レート１０９に軸支持されており、さらに、従動伝達軸
１０４の先端部とテールプレート１０９に軸支持されて
いる回転軸１１２との間にベルト１１３が巻回され、従
動伝達軸１０４の回転により軸１１２を回転できる構成
となっている。軸１１２の先端には治具キャップ１１７
および巻芯１１１が設けられており、前記治具キャップ
１１７および巻芯１１１は前記位置決め治具１１０と対
向して配置されている。前記治具キャップ１１７はエア
ーシリンダ１３０によって軸線方向に移動可能に構成さ
れており、エアーシリンダ１３０を操作することによっ
て、位置決め治具１１０および治具キャップ１１７の間
隔を設定できるようになっている。

【０００４】前記位置決め治具１１０は図２２に拡大し
て示すように、回転軸１０７の先端に一体に取りつけら
れており、この位置決め治具１１０の中心には、巻芯１
１１を挿入できる孔１１５が形成されているとともに、
巻線をガイドする溝１１６が形成されている。また前記
治具キャップ１１７の中心には巻芯１１１が図２１中左
右方向に進退可能に取りつけられており、この巻芯１１
１には巻線を切断するカッタ１１１ａが一体に形成され
ている。前記巻芯１１１はエアーシリンダ１２０および
１３１に連接されており、第１段の軸線方向への移動を
エアーシリンダ１３１で行い、また、コイルを巻き取っ
た後、カッタ１１１ａによる巻線の切断はエアーシリン
ダ１２０で行うことができるようになっている。

【０００５】上記のようなコイル巻線機でコイルを巻回
する場合には、まず、図２３（イ）に示すように、位置
決め治具１１０と治具キャップ１１７とを離間させてお
き、このような状態で図示せぬガイドによって保持され
た平角銅線１２１の端部を引出し、位置決め治具１１０
と治具キャップ１１７の間を通し、さらに位置決め治具
１１６に形成したガイド１１６を通して図２３（ロ）に
示すように位置決め治具１１０側に設けた銅線クランプ
１２２にて平角銅線の端部を保持する。その後、図２１
中のエアシリンダ１３０、１３１を作動して治具キャッ
プ１１７および巻芯１１１を図中左方に移動して図２３
（ロ）に示すように位置決め治具１１０側の中心孔１１
０ａに巻芯１１１を嵌合するとともに、位置決め治具１
１０と治具キャップ１１７との間を平角銅線１２１の幅
よりも若干広い隙間Ｌに設定する。

【０００６】このような状態にした後、平角銅線に所定
の張力を与えながら架台１０１に取りつけたモータ１０
２を回転すると、ベルト１０６、１０８、１１３を介し
て位置決め治具１１０および治具キャップ１１７が同期
しながら同一方向に回転し、巻芯１１１の回りに平角銅
線を積層巻回し、コイルが成形される。所定の巻数とな
ると、モータ１０２が停止され、次いで図２３（ハ）に
示すように巻芯１１１を図２１中に示すエアシリンダ１
２０によってさらに左方に進出させて巻芯１１１に形成
したカッタ１１１ａでコイルの中心部側の平角銅線を切
断する。またコイル外周側は図示せぬカッタにより切断
され、その後、エアシリンダを作動して位置決め治具１
１０と治具キャップ１１７とを離間して完成したコイル
を巻芯から取り外す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のコイル巻線機で
は、上述のようにしてコイルを製造しているが、図２３
（ロ）に示すようにコイルを巻きはじめる時に、必ず平
角銅線の端部を引き出して位置決め治具側の銅線クラン
プ１２２に保持する必要があり、このため、コイル巻回
した後、完成したコイルとする際には巻芯から銅線クラ
ンプにいたるまでの銅線（延長部）１２１ａを切り取ら
ねばならない。この時、切り取った銅線はそのまま廃棄
処分されるため材料の無駄となり、コイル製品のコスト
高の要因となる。

【０００８】そこで、本発明は、コイルを巻芯に巻き取
る際に、平角銅線の端部を巻芯に直接固定することによ
り、従来のようなコイル巻きはじめに必要となる平角銅
線の延長部１２１ａを無くし、コイル製作時の平角銅線
の材料の無駄を省き、コイル製品のコストの低減を図る
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明が採用した技術解決手段は、位置決め治具と治具キャ
ップとの間で巻芯に線材を巻き取ることによりコイルを
製造するコイル巻線機であって、前記治具キャップ側に
備えた巻芯の先端に線材を挿入できるスリットを形成
し、位置決め治具側に前記巻芯のスリットに嵌合するピ
ンを設け、線材の端部を前記スリット内に挿入した状態
で前記ピンにより線材端部を巻芯に固定できるようにし
たことを特徴とするコイル巻線機である。

【００１０】

【実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明に係わ
るコイル巻線機の構成を説明するが、先ず本コイル巻線
機の概略構成を図１〜図３を参照して説明した後、各構
成要素の詳細をそれぞれに対応した図を参照して説明す
ることとする。

【００１１】図１は本実施形態としてのコイル巻線機の
正面全体構成図、図２は本実施形態としてのコイル巻線
機の平面図、図３は図２中に示すコイル巻線機のクラン
プ手段の拡大図である。 図１、図２において、本実施
形態に係わるコイル巻線機は、架台１、架台１上に設け
たモータ２、モータの回転がベルト伝導手段６、８、１
３を介して伝達される位置決め治具１０と治具キャップ
１７、位置決め治具１０を図中左右方向に移動するエア
シリンダ３０、治具キャップ１７を図中左右方向に移動
するエアシリンダ３１、平角銅線を巻芯側に送りこむた
めのクランプ手段４０、前記エアシリンダ３１によって
治具キャップ１７を軸方向に移動させたときの治具キャ
ップ１７の軸方向移動量を計測するマイクロメータ５０
および巻幅決めストッパー５１等を備えており、従来装
置と同様に位置決め治具１０と治具キャップ１７との間
で巻芯１１上に平角銅線Ｗを巻き取りながらコイルを製
造することができる。なお、位置決め治具１０とは後述
するテーパピンを有する治具側のことを、また治具キャ
ップ１７は後述する巻芯１１を有する治具側のことをい
うこととする。また、線材を巻き取るための駆動機構の
主要部（位置決め治具１０と治具キャップ１７とを回転
させる機構）は従来構成と同様であるので、それらの説
明は割愛する。

【００１２】前記クランプ手段４０は図３に示すように
フレーム４３に設けられており、またフレーム４３には
コイル材料としての平角銅線Ｗを巻回するプーリ４４が
設けられており、このプーリ４４には線送りモータ４６
が設けられている。前記フレーム４３は部材４２ａに固
定されており、部材４２ａはパルスモータ４１によって
回転されるボールネジ４２に螺合しており、前記部材４
２ａは位置決め板４５によって移動量が規制されるよう
になっている。

【００１３】上記コイル巻線機において、巻線作業開始
時にはコイル材料としての平角銅線Ｗは図３に示すよう
にクランプ手段４０側のフレーム４３に取りつけられて
いるプーリ４４に巻き取られており、一方、プーリ４４
から引き出された平角銅線Ｗは先端部がクランプ手段４
０よりも所定量突出した状態でクランプ手段４０によっ
て挟持されている。平角銅線Ｗをクランプ手段４０によ
り挟持した状態で図示せぬ制御機器からの信号によって
パルスモータ４１を駆動させると、ボールネジ４２、部
材４２ａを介してクランプ手段４０が図中下方に移動
し、クランプ手段４０で保持された平角銅線Ｗも図３中
下方に移動し、平角銅線先端部が巻芯１１位置に正確に
位置決めされる。なお、この位置決めはパルスモータの
回転数あるいは前記位置決め板４５等によってクランプ
手段４０の移動量を決めるとともにクランプ手段４０か
ら突出する平角銅線Ｗの長さを一定にしておけば、巻芯
位置に平角銅線Ｗの端部を正確に位置決めすることがで
きる。プーリ４４から前記クランプ手段４０を介して送
りこまれた平角銅線Ｗは巻芯１１上に位置決めされた
後、後述する固定手段によって巻芯に固定され（この固
定手段は、巻芯とテーパピンとによって構成される）、
その後、位置決め治具１０と治具キャップ１７とをモー
タ２によって同期回転しながら巻芯１１に平角銅線Ｗを
巻き取りるとコイルを製造することができる。コイルの
巻数が所定の巻数となったところで、カッタを作動して
線材を切断し、巻芯から取り出すことで完成品のコイル
を得る。

【００１４】以下、本コイル巻線機の構成要素について
さらに詳細に説明する。 〔クランプ手段〕巻芯側に平角銅線を送りこむクランプ
手段４０を図面を参照して説明すると、図４（イ）は図
３中のＡ矢視方向から見たクランプアームが開いた状態
の側面図同（ロ）は（イ）の断面図、（ハ）はクランプ
アーム先端部の立面図、図５は図４（ハ）内のＡ部詳細
図である。クランプ手段４０は、開拡可能な２本のクラ
ンプアーム４０ａ、４０ｂを備えており、クランプアー
ム４０ａ、４０ｂの先端部はエアーチャック４０ｃを作
動することにより、図５に示す如く平角銅線Ｗを段部で
挟持できる構成となっている。また、本クランプ手段４
０は、先述したパルスモータ４１によってクランプ手段
４０全体を図４（イ）中上下方向に移動可能な構成とな
っている。したがって、このクランプ手段４０では、プ
ーリより引き出された平角銅線Ｗを前記エアーチャック
４０ｃを駆動してクランプアーム４０ａ、４０ｂで挟持
した状態で、パルスモータ４１を所定回転数回転させる
とクランプ手段４０が巻芯側に所定量移動し、平角銅線
Ｗの端部を巻芯上に正確に位置決めすることができる。
巻芯上に平角銅線Ｗの端部を固定する機構は後述する。
なお、クランプ手段は、巻芯に形成したスリット内に平
角銅線の端部を挿入できるよう図示せぬ駆動機構（たと
えばエアーシリンダ、ネジ機構など）により必要に応じ
て上下（紙面に対して垂直方向）にも移動できるように
構成されている。

【００１５】〔平角銅線の端部固定手段〕平角銅線Ｗの
固定手段を図面を参照して説明すると、図６は位置決め
治具１０と治具キャップ１７との断面図、図７は位置決
め治具１０と治具キャップ１７との拡大断面図、図８は
巻芯とテーパピンの斜視図、図９は巻芯とテーパピンと
によって平角銅線Ｗを挟持した状態の断面図、図１０は
巻芯とテーパピンとによってコイルを巻き取った状態の
断面図である。図において位置決め治具１０はエアシリ
ンダ３０（図１参照）によって図中左右方向に移動自在
に設けられており、また治具キャップ１７はエアシリン
ダ３１（図１参照）によって図中左右方向に移動自在に
設けられている。治具キャップ１７の中心部には図示せ
ぬエアーシリンダによって進退自在に構成された巻芯１
１が設けられており、この巻芯１１の先端部には図７〜
図９に示すように平角銅線を固定するためのスリット５
が形成されている。

【００１６】位置決め治具１０の中心部には図示せぬエ
アシリンダによって進退自在にテーパピン３が設けられ
ており、このテーパピン３の先端部は図７〜図９に示す
ように、巻芯１１側に形成した前記スリット５に挿入可
能なテーパ状に形成してある。巻芯１１のスリット５内
に、先述したクランプ手段４０によって保持された平角
銅線Ｗの端部が位置決めされた状態で前記テーパピン３
を進出させると、テーパピン３がスリット５内に挿入さ
れ、平角銅線Ｗがテーパピン３によってスリット５内に
固定される。次いで、治具キャップ１７と位置決め治具
１０の間隔が所定の距離となるように、即ち、治具キャ
ップ１７と位置決め治具１０の間隔が平角銅線Ｗよりも
若干広い幅となるようにマイクロメータ５０および巻幅
決めストッパー５１等の計測装置によって計測しながら
エアーシリンダで位置決め治具１０および治具キャップ
１７を軸方向に移動させ両者の間隔が所定距離となった
ところで、エアシリンダの作動を止める。その後モータ
を駆動して治具キャップ１７と位置決め治具１０を同期
して回転させると、図１０に示すように巻芯１１上に平
角銅線Ｗが積層巻回されコイルが成形される。なお、位
置決め治具１０と治具キャップ１７との間隔は巻き取る
平角銅線の幅にあわせて調整する必要があるため、前記
例ではマイクロメータ５０、巻幅決めストッパー５１を
使用して間隔調整を行っているが、両者の距離を測定で
きれば、手動または自動による他の計測手段を使用する
ことができる。

【００１７】〔平角銅線の切断手段〕図１１〜図１３を
参照してコイル製造後の平角銅線Ｗの切断手段を説明す
ると、図１１は平角銅線Ｗ切断用のカッタ７ａを作動さ
せた状態の断面図、図１２は平角銅線Ｗ切断時の位置決
め治具１０側の正面図、図１３はカッタによる切断状態
の説明図である。前記位置決め治具１０にはエアーシリ
ンダやネジ機構等の適宜手段によって図中左右方向に進
退できるカッタ保持部材７が設けられており、このカッ
タ保持手段７にカッタ７ａが交換可能にネジ７ｂで固定
されている。カッタ７ａは位置決め治具１０および治具
キャップ１７外周に沿って進出移動することにより、平
角銅線Ｗを切断することができる構成となっている。こ
のカッタ７ａによって平角銅線Ｗを切断するには、コイ
ルが巻き終わった後、位置決め治具１０側のカッタ７ａ
を図１１中右方に移動させると、カッタ７ａは図１３に
示すようにコイル外周部において平角銅線Ｗを切断す
る。その後、位置決め治具１０、治具キャップ１７、巻
芯１１およびテーパピン３を後退させると巻芯１１から
コイルが抜け完成したコイルを取り出すことができる。
なお、カッタは上記構成のものに限ることなく従来から
のカッタを利用できることはいうまでもない。

【００１８】上記構成からなる、コイル巻線機によるコ
イルの製造過程を図１４〜図２０を参照して説明する。
なお、図は説明の都合上、位置決め治具および治具キャ
ップが上下方向に配列された状態図としてある。 図１４ コイル製造に当たって、先ず、クランプ手段
４０によって平角銅線Ｗを保持する。この時平角銅線Ｗ
は、例えば手作業等によって一定長さ（Ｌ１）だけクラ
ンプアーム４０ａ、４０ｂより突出した状態で保持され
る。この長さＬ１の精度が悪いと、平角銅線Ｗの端部を
巻芯位置に位置決めさせるためにパルスモータでクラン
プ手段を移動させた際に、端部を巻芯位置に正確に位置
決めすることができない。 図１５ 図１４の状態からパルスモータを作動して、
クランプ手段４０を前進させ、平角銅線Ｗの端部を治具
キャップ１７側に設けられている巻芯１１位置に位置決
めする。 図１６ 巻芯１１を図示せぬエアシリンダ等の駆動手
段により図中上方に移動し、平角銅線Ｗの端部を巻芯の
スリット５内に位置させる。 図１７ テーパピン３を図示せぬエアシリンダによっ
て進出させ、巻芯１１のスリット内に平角銅線端部を固
定する。 図１８ 平角銅線の端部が巻芯のスリット内に固定さ
れるとクランプ手段４０が平角銅線を放し、所定位置に
後退する。 図１９ クランプ手段４０が上昇して平角銅線Ｗに所
定の張力を付与するとともに、位置決め治具１０および
治具キャップ１７の間隔が平角銅線Ｗに合わせて設定さ
れる。 図２０ モータ２を駆動して、治具キャップ１０およ
び位置決め治具１７を同期回転させると、クランプ手段
４０を介して送り込まれる平角銅線が巻芯上に巻き取ら
れ、コイルが製造される（図１０参照）。

【００１９】コイル成形後、カッタにより、コイル外周
側の平角銅線を切断し、治具キャップ１７および位置決
め治具１０を離間すると巻芯１１から完成したコイル製
品を取り出すことができる。

【００２０】なお、上記実施形態では、治具キャップ、
位置決め治具、巻芯、テーパーピン等の進退手段として
エアシリンダを使用しているが、エアシリンダに限ら
ず、ネジ機構、リニアモータ等軸方向への移動を制御で
きる各種の機器を使用できる。治具キャップ、位置決め
治具、巻芯、テーパーピンの移動のタイミング制御は前
述した順序に限ることはなく、要は巻芯のスリット内に
テーパーピンにより平角銅線の端部を固定でき、さらに
治具キャップ、位置決め治具との間隔を調整でき両者の
間に平角銅線を巻き取ることができれば手動、自動など
種々の手段を使用できる。治具キャップ、位置決め治具
の回転伝達手段もベルトに限定することはなく、歯車機
構などの伝達手段を使用できる。線材を切断するカッタ
は、治具キャップ、位置決め治具のどちらに設けてもよ
い。カッタは従来のコイル巻線機に用いられているもの
を利用することができる。テーパピンの形状もスリット
に嵌合し、線材を固定できる形状のものであれば、どの
ような形態のものでもよい。実施形態で説明したテーパ
ピンおよび巻芯のスリットを利用して線材の固定する構
成は、従来から公知のコイル巻線機の治具キャップ、位
置決め治具に採用できることは当然である。実施形態で
説明した線材は平角銅線に限ることはなく、種々の形態
の線材にも適用できる。さらに、本発明はその精神又は
主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施す
ることができる。また、前述の実施例はあらゆる点で単
なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明によれば、
コイルを巻芯に巻き取る際に、平角銅線の端部を巻芯に
直接固定することにより、従来のようなコイル巻きはじ
めに必要となる平角銅線の延長部を無くし、コイル製作
時の平角銅線の材料の無駄を省き、コイル製品のコスト
の低減を図ることができる、という優れた効果を奏する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態としてのコイル巻線機の正面図であ
る。

【図２】図１の平面図である。

【図３】コイル巻線機の要部拡大平面図である。

【図４】（イ）はコイル巻線機のクランプ手段の側面
図、同（ロ）は断面図、同（ハ）は立面図である。

【図５】図４（ハ）中のＡ部拡大図である。

【図６】治具キャップおよび位置決め治具の断面図であ
る。

【図７】治具キャップおよび位置決め治具の拡大断面図
である。

【図８】巻芯とテーパピンによる平角銅線の固定説明図
である。

【図９】巻芯とテーパピンによる平角銅線の固定状態の
断面図である。

【図１０】平角銅線巻き取り状態の断面図である。

【図１１】平角銅線を切断する状態の治具キャップおよ
び位置決め治具の断面図である。

【図１２】位置決め治具の正面図である。

【図１３】平角銅線の切断状態の説明図である。

【図１４】本コイル巻線機の始動時の図である。

【図１５】本コイル巻線機のクランプ手段の前進状態の
図である。

【図１６】本コイル巻線機の巻芯上昇時の図である。

【図１７】本コイル巻線機のテーパーピン下降時の図で
ある。

【図１８】本コイル巻線機のクランプ手段が後退し、ク
ランプ開の状態の図である。

【図１９】本コイル巻線機の位置決め治具および治具キ
ャップの間隔が調整された状態の図である。

【図２０】本コイル巻線機の平角銅線Ｗを巻芯にテーパ
ーピンによって固定した状態の断面図である。

【図２１】従来のコイル巻線機の正面図である。

【図２２】従来のコイル巻線機の位置決め治具および治
具キャップの拡大断面図である。

【図２３】従来のコイル巻線機の平角銅線巻き取り過程
の説明図である。

【符号の説明】

１ 架台 ２ モータ ３ テーパピン ５ スリット ６、８、１３ ベルト伝導手段 ７ａ カッタ １０ 位置決め治具 １１ 巻芯 １７ 治具キャップ ４０ クランプ手段 ４１ パルスモータ ４３ フレーム ４４ プーリ ４５ 位置決め板 ４６ 線送りモータ ５０ マイクロメータ ５１ 巻幅決めストッパー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置決め治具と治具キャップとの間で巻芯
   に線材を巻き取るることによりコイルを製造するコイル
   巻線機であって、前記治具キャップ側に備えた巻芯の先
   端に線材を挿入できるスリットを形成し、前記位置決め
   治具側に前記巻芯のスリットに嵌合するピンを設け、線
   材の端部を前記スリット内に挿入した状態で前記ピンに
   より線材端部を固定できるようにしたことを特徴とする
   コイル巻線機。
2. 【請求項２】前記巻芯は、駆動手段によって軸線方向に
   進退できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   のコイル巻線機。
3. 【請求項３】前記ピンはテーパピンで形成し、且つ、位
   置決め治具に対して進退自在に構成したことを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載のコイル巻線機。
4. 【請求項４】前記位置決め治具と治具キャップとの間に
   巻き取ったコイルの外周部において、線材を切断するカ
   ッタを位置決め治具と治具キャップのいづれか一方に設
   けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいづれか１
   項に記載のコイル巻線機。
5. 【請求項５】前記線材をクランプ手段により挟持した状
   態で巻芯のスリット内に位置決めできるようにしたこと
   を特徴とする請求項１〜請求項４に記載のコイル巻線
   機。