特許 5757658 多本線巻線装置及び多本線巻線方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5757658

(24)【登録日】2015年6月12日

(45)【発行日】2015年7月29日

(54)【発明の名称】多本線巻線装置及び多本線巻線方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/06 20060101AFI20150709BHJP

【ＦＩ】

   H01F41/06 A

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2011-151687(P2011-151687)

(22)【出願日】2011年7月8日

(65)【公開番号】特開2013-21051(P2013-21051A)

(43)【公開日】2013年1月31日

【審査請求日】2014年4月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227537

【氏名又は名称】日特エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121234

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 利明

(72)【発明者】

【氏名】武藤 憲一

(72)【発明者】

【氏名】原 英男

【審査官】 池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１２４３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５８１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８０９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４８４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７０３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１６５４２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ４１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻芯(13)を軸回りに回転させてノズル(30)の孔(30a)を通過して繰出された線材(11)を前記巻芯(13)の外周に巻付ける巻回機構(20)と、この巻回機構(20)による巻回と同期して前記ノズル(30)又は前記巻芯(13)を巻芯(13)軸方向へ移動させる送り機構(60)とを備えた巻線装置において、
前記ノズル(30)の軸と前記巻芯(13)の軸に平行な平面内で前記ノズル(30)を傾転させるノズル傾転機構(90)と、
このノズル(30)の傾転角が前記巻回機構(20)による前記巻芯(13)への巻回時に前記送り機構(60)によるノズル(30)又は巻芯(13)の送りにより前記線材(11)に与えられる傾斜角と一致するように前記ノズル傾転機構(90)を制御する制御機構と、
を備え、
前記ノズル(30)の孔(30a)の形状が前記ノズル(30)の軸と前記巻芯(13)の軸に平行な平面内で複数本の線材(11)が一列に並べられて通過可能な長円状又は長方形状を成して形成され、
傾転状態で前記複数本の線材(11)が並んで繰出される前記ノズル(30)の先端縁の少なくとも一部が前記巻芯(13)に沿うように切り欠いて形成され、
前記ノズル(30)の近傍に前記巻芯(13)を支持するガイド部材(34)が設けられた
ことを特徴とする多本線巻線装置。

【請求項2】

ガイド部材(34)がノズル(30)を挟む一対の壁材(34a,34b)を有し、前記一対の壁材(34a,34b)の端縁に巻芯(13)を収容して支持する凹溝(34c〜34e)がそれぞれ形成された請求項１記載の多本線巻線装置。

【請求項3】

ノズル(30)を軸回りに回転させて反転させるノズル反転機構(80)を備え、送り機構(60)がノズル(30)又は巻芯(13)を巻芯(13)軸方向へ往復移動可能に構成された請求項１又は２記載の多本線巻線装置。

【請求項4】

ノズル(30)を軸方向に往復移動させるノズル可動機構(85)を備え、前記ノズル可動機構(85)は巻芯(13)から遠ざけていた前記ノズル(30)を前記巻芯(13)に近づけて前記ノズル(30)の先端縁(30b〜30d)の少なくとも一部を前記巻芯(13)又は前記巻芯(13)に既に巻付けられた線材(11)に接触可能に構成された請求項１ないし３いずれか１項に記載の多本線巻線装置。

【請求項5】

ノズル(30)の孔(30a)を通過して繰出された線材(11)を巻芯(13)外周に巻回するとともに、この巻回と同期して前記ノズル(30)又は巻芯(13)を前記巻芯(13)の軸方向へ移動させて、前記巻芯(13)外周に前記線材(11)を整列巻きする巻線方法において、
前記ノズル(30)の孔(30a)の形状を前記ノズル(30)の軸と前記巻芯(13)の軸に平行な平面内で複数本の線材(11)が一列に並べられて通過可能な長円状又は長方形状を成すように形成するとともに、
前記複数本の線材(11)が繰出される前記ノズル(30)の先端縁の少なくとも一部を切り欠いて形成し、
前記ノズル(30)の軸と前記巻芯(13)の軸に平行な平面内で前記ノズル(30)を傾転させることにより、前記巻芯(13)への巻回時に前記ノズル(30)又は巻芯(13)の送りにより前記複数本の線材(11)に与えられる傾斜角と一致する傾転角を前記ノズル(30)に与え、
かつ前記ノズル(30)の先端縁の切り欠き(30b〜30d)の少なくとも一部を前記巻芯(13)に沿わせてから、前記整列巻きを行う
ことを特徴とする多本線巻線方法。

【請求項6】

巻線時にノズル(30)の先端縁の切り欠き(30b〜30d)の少なくとも一部を巻芯(13)又は前記巻芯(13)に既に巻付けられた線材(11)に接触させる請求項５記載の多本線巻線方法。

【請求項7】

ノズル(30)又は巻芯(13)を巻芯(13)軸方向へ往復移動させて、前記巻芯(13)外周に複数本の線材(11)を複数層に亘って整列巻きする巻線方法であって、前記ノズル(30)又は前記巻芯(13)の往動時と復動時で前記ノズル(30)を反転させる請求項５又は６記載の多本線巻線方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の線材を巻芯外周に整列巻きする多本線巻線装置及び多本線巻線方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の線材を巻芯外周に整列巻きする技術として、その線材の数に応じた複数のノズルやプーリを用い、それら複数のノズル又はプーリからそれぞれ繰出される複数の線材を、軸回りで回転する巻芯の外周に巻回する巻線装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。これらの巻線装置は、巻芯を回転させる手段の他に、複数のノズル又はプーリを回転させ又は移動させる別の手段を備え、その別の手段により複数のノズル又はプーリを回転させ又は移動させることにより、それらのノズル又はプーリからそれぞれ繰出される複数の線材間における隙間を無くして、それら複数の線材を巻芯に隙間無く整列に巻付けるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１９８９５５号公報（段落番号［０００６］〜［００１３］、図１０）

【特許文献2】特開２００９−３３８８７号公報（段落番号［０００９］〜［００２２］、図５）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記従来の巻線装置では、線材の数に応じた複数のノズルやプーリを用いているので、例えば、線材の数が２本以上の例えば１０本のように、比較的多くの線材を巻芯の外周に同時に整列巻きするような場合には、そのノズルやプーリの数が線材の数に比例して増加し、それらを別々に回転させ又は移動させる手段も増加して、得られる装置が複雑化し、それとともに装置自体の単価が押し上げられる不具合がある。

【0005】

また、線材の本数が増えてその数に比例してノズルやプーリの数が増加すると、それらが互いに干渉することを避けるために、その増加したノズルやプーリの巻芯からの距離は拡大する傾向がある。すると、そのノズルやプーリから繰出された線材が巻芯に達するまでの間に幅方向にずれる量も拡大し、隣接する線材との距離が変化することにより整列巻きが困難になる不具合がある。

【0006】

特に、巻芯が細くて比較的長いようなものであって、その巻芯がその長さ故に湾曲等するようなものである場合には、そのノズルやプーリから繰出された線材が巻芯に達するまでの間にずれる程度も拡大して、そのような巻芯への整列巻は更に困難になる。そして、このような湾曲するような巻芯では、その端部と中央部分では湾曲の程度も異なることから、隣接する線材までの距離のばらつきもその中央部分と端部とでは異なることになり、巻芯の全長に渡って均一に複数の線材を整列巻きすることは著しく困難になる傾向にあった。

【0007】

本発明の目的は、例え巻芯が細くて比較的長いようなものであっても、比較的多くの線材を巻芯の外周に比較的容易に整列巻きし得る多本線巻線装置及び多本線巻線方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の多本線巻線装置は、巻芯を軸回りに回転させてノズルの孔を通過して繰出された線材を巻芯の外周に巻付ける巻回機構と、この巻回機構による巻回と同期してノズル又は巻芯を巻芯軸方向へ移動させる送り機構とを備える。

【0009】

その特徴ある構成は、ノズルの軸と巻芯の軸に平行な平面内でノズルを傾転させるノズル傾転機構と、このノズルの傾転角が巻回機構による巻芯への巻回時に送り機構によるノズル又は巻芯の送りにより線材に与えられる傾斜角と一致するようにノズル傾転機構を制御する制御機構と、を備え、ノズルの孔の形状がノズルの軸と巻芯の軸に平行な平面内で複数本の線材が一列に並べられて通過可能な長円状又は長方形状を成して形成され、傾転状態で複数本の線材が並んで繰出されるノズルの先端縁の少なくとも一部が巻芯に沿うように切り欠いて形成されたところにある。

【0010】

この多本線巻線装置では、ノズルの近傍に巻芯を支持するガイド部材を設けることが好ましく、このガイド部材はノズルを挟む一対の壁材を有し、一対の壁材の端縁に巻芯を収容して支持する凹溝をそれぞれ形成することが更に好ましい。そして、ノズルを軸回りに回転させて反転させるノズル反転機構を備え、送り機構がノズル又は巻芯を巻芯軸方向へ往復移動可能に構成されることも好ましい。また、ノズルを軸方向に往復移動させるノズル可動機構を備える場合、そのノズル可動機構は巻芯から遠ざけていたノズルを巻芯に近づけてノズルの先端縁の少なくとも一部を巻芯又は巻芯に既に巻付けられた線材に接触可能に構成されたものであることが好ましい。

【0011】

本発明の多本線巻線方法は、ノズルの孔を通過して繰出された線材を巻芯外周に巻回するとともに、この巻回と同期してノズル又は巻芯を巻芯の軸方向へ移動させて、巻芯外周に線材を整列巻きする方法である。

【0012】

その特徴ある点は、ノズルの孔の形状をノズルの軸と巻芯の軸に平行な平面内で複数本の線材が一列に並べられて通過可能な長円状又は長方形状を成すように形成するとともに、複数本の線材が繰出されるノズルの先端縁の少なくとも一部を切り欠いて形成し、ノズルの軸と巻芯の軸に平行な平面内でノズルを傾転させることにより、巻芯への巻回時にノズル又は巻芯の送りにより複数本の線材に与えられる傾斜角と一致する傾転角をノズルに与え、かつノズルの先端縁の切り欠きの少なくとも一部を巻芯に沿わせてから、整列巻きを行うところにある。

【0013】

この多本線巻線方法では、巻線時にノズルの先端縁の切り欠きの少なくとも一部を巻芯又は巻芯に既に巻付けられた線材に接触させることが好ましく、ノズル又は巻芯を巻芯軸方向へ往復移動させて、巻芯外周に複数本の線材を複数層に亘って整列巻きする場合には、ノズル又は巻芯の往動時と復動時でノズルを反転させることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の多本線巻線装置及び多本線巻線方法では、ノズルの孔の形状がノズルの軸と巻芯の軸に平行な平面内で複数本の線材が一列に並べられて通過可能な長円状又は長方形状を成して形成されているので、そのノズルの孔を貫通する複数本の線材は、そのノズルの先端縁から並んだ状態で繰出されることになる。そして、ノズル傾転機構により、ノズルに巻芯上での線材の傾斜角に等しい傾転角を与えることにより、並んで繰出された複数の線材を、ノズルから真っ直ぐに繰出された状態で、そのまま巻芯に巻回することができる。また、傾転状態で複数本の線材が並んで繰出されるノズルの先端縁を切り欠いて、その巻芯に沿わせたので、複数の線材が繰出されるノズルの先端縁と巻芯の距離を複数の線材間で均一にすることができ、そのノズルから繰出された線材が巻芯に達するまでの間にずれてそれらの線材間に隙間が生じること、又はその隙間が拡大するようなことを防止することができる。よって、比較的多くの線材を巻芯の外周に比較的容易に整列巻きすることができる。

【0015】

特に、この巻線時にノズルの先端縁の切り欠きの少なくとも一部を巻芯に近づけて接触させれば、巻芯が細くて比較的長いようなものであって、その巻芯がその長さ故に湾曲等するようなものであっても、その巻芯が線材に引っ張られてノズル側に湾曲するような事態は回避され、ノズルから並んで繰出された複数の線材を、その並んだ状態で直ちに巻芯に巻線することができる。

【0016】

また、ノズルの近傍に巻芯を支持するガイド部材を設ければ、巻芯が湾曲等するようなものであっても、その巻線時に巻芯が撓んで湾曲するような事態を確実に防止できる。よって、本発明では、例え巻芯が細くて比較的長いようなものであっても、比較的多くの線材を巻芯外周に比較的容易に整列巻きすることが可能になる。

【0017】

更に、本発明の多本線巻線装置及びその巻線方法では、巻芯の外周に複数本の線材を複数層に亘って整列巻きする場合であっても、ノズル反転機構によりノズルを反転させることにより、その巻線時にノズルの先端縁の切り欠きを巻芯に容易に沿わせることができる。そして、送り機構によりノズル又は巻芯を往復移動させることにより、下層のコイルの上に上層のコイルのための巻線を行うことが可能になり、複数層に亘る高精度の整列巻きを容易に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明実施形態の多本線巻線の状態を示す斜視図である。

【図2】そのガイド部材に支持された巻芯に一層目の巻線が成されているノズルの上面図である。

【図3】その一層目の上に二層目の巻線が成されている図２に対応するノズルの上面図である。

【図4】その二層目の上に更に三層目の巻線が成されている図２に対応するノズルの上面図である。

【図5】そのノズルの孔に通過して繰出された複数の線材を示すノズルの断面図である。

【図6】そのノズルの先端とガイド部材を示す図１０のＡ部拡大上面図である。

【図7】そのノズルの先端部分を示す拡大斜視図である。

【図8】そのノズルが傾転して一層目の巻線が成されている状態を示す上面図である。

【図9】そのノズルが傾転して二層目の巻線が成されている状態を示す上面図である。

【図10】そのノズルが巻芯に対して直交する状態を示す上面図である。

【図11】そのノズル周囲の正面図である。

【図12】本発明実施形態の多本線巻線装置を示す正面図である。

【図13】その多本線巻線装置の上面図である。

【図14】その多本線巻線装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

図１２〜図１４に示すように、本発明の多本線巻線装置１０は、線材供給機構１４から繰出される複数の線材１１（図１４）を巻芯１３の外周に整列巻きするものであって、図における巻芯１３としては、断面が円形であって比較的細くかつ長いピン状のものが使用される場合を示す。なお、この巻芯１３は、断面が円形のものに限るものではなく、断面が方形のものであっても良い。ここで、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、Ｙ軸方向に巻芯１３が張設されるものとして本発明の多本線巻線装置１０について説明する。

【0021】

図１２及び図１３に示すように、本発明の多本線巻線装置１０は、比較的長いピン状の巻芯１３をＹ軸方向に引っ張って、その軸回りに回転させ、後述するノズル３０を介して繰出される線材１１（図１４）を、その巻芯１３の外周に巻付ける巻回機構２０を備える。この実施の形態における巻回機構２０は、巻芯１３の一端を咬持する固定チャック装置２１と、その固定チャック装置２１とＹ軸方向に離間して設けられＹ軸方向に延びる巻芯１３の他端を咬持する可動チャック装置２２とを備える。この固定及び可動チャック装置２１，２２はそれぞれ同一のものを用いることができ、これらのチャック装置２１，２２としてはメカニカルチャックであるドリルチャックやコレットチャックが例示される。図ではドリルチャックが用いられる場合を例示する。

【0022】

固定チャック装置２１は基台１０ａに設けられた固定軸受け２３に枢支され、可動チャック装置２２は可動軸受け２４に枢支される。可動軸受け２４はチャック移動機構２６を介して基台１０ａに取付けられ、このチャック移動機構２６としては流体圧シリンダ等の各種のアクチュエータが例示される。図ではエア圧シリンダからなるチャック移動機構２６を示し、その移動機構２６の可動台２６ａに可動軸受け２４が取付けられる場合を例示する。このエア圧シリンダからなるチャック移動機構２６は圧縮エアの供給の有無により可動台２６ａを巻芯１３の延長方向であるＹ軸方向に移動可能に構成され、可動台２６ａとともに可動軸受け２４を移動させて可動チャック装置２２を固定チャック装置２１から遠ざけることにより巻芯１３を引っ張り、その巻芯１３を固定チャック装置２１と可動チャック装置２２の間に張設可能に構成される。

【0023】

また、この巻回機構２０は、張設された巻芯１３を回転させて線材供給機構１４（図１４）からノズル３０を介して繰出される複数の線材１１を、その巻芯１３に巻付ける巻芯回転手段を備える。図における回転手段は図示しないコントローラからの指令により回転駆動するチャック用サーボモータ２７，２８であり、図２に示すように、固定軸受け２３と可動軸受け２４の双方にサーボモータ２７，２８がそれぞれ設けられる。それぞれのチャック用サーボモータ２７，２８の回転軸とそれぞれのチャック装置２１，２２との間にはベルト２７ａ，２８ａが架設され、制御機構であるコントローラからの指令によりそれぞれのチャック用サーボモータ２７，２８が駆動してそれらの回転軸が回転すると、ベルト２７ａ，２８ａを介してそれぞれのチャック装置２１，２２が同期して同方向に回転し、巻芯１３を捩ることなく回転可能に構成される。

【0024】

固定及び可動チャック装置２１，２２には複数の線材１１を巻回可能なリール２９がそれぞれ設けられる。このリール２９は同一構造であって、これらのリール２９はコ字状の取付部材２９ｂを介して固定及び可動チャック装置２１，２２にそれらのチャック装置２１，２２と同軸にそれぞれ設けられる。そして、これらのリール２９には、巻芯１３が挿通可能な中央孔が中心軸にそれぞれ形成され、その中央孔に挿通された巻芯１３の一端を可動チャック装置２２が、その他端を固定チャック装置２１がそれぞれ咬持するように構成される。なお、図示しないが、この取付部材２９ｂにはノズル３０を介して繰出される複数の線材１１の先端が固定可能に構成される。リール２９の側壁には、このリール２９に巻回された複数の線材１１を巻芯１３側に引き出す複数の切り欠き２９ａが形成される。図１２及び図１３では切り欠き２９ａが４箇所形成されたリール２９を示す。

【0025】

このようなリール２９を固定及び可動チャック装置２１，２２にそれぞれ取付けることにより、巻芯回転手段であるサーボモータ２７，２８により固定及び可動チャック装置２１，２２が回転すると、これらのリール２９はそれらの固定及び可動チャック装置２１，２２とともに回転し、ノズル３０から繰出される複数の線材１１を巻回し、その後に切り欠き２９ａからその複数の線材１１を巻芯１３側に引き出し得るように構成される。

【0026】

図１２〜図１４に示すように、本発明の巻線装置１０は、巻回機構２０による線材１１の巻回と同期してそのノズル３０又は巻芯１３を巻芯軸方向へ移動させる送り機構６０を備える。この実施の形態における送り機構６０は、ノズル３０を移動させるものであり、主移動機構６１とその主移動機構６１に設けられた副移動機構７１とを備える。基台１０ａには巻芯１３に沿ってＹ軸方向に延びる縦壁１０ｂが設けられ、主移動機構６１はその縦壁１０ｂに設けられる。具体的に、縦壁１０ｂの巻芯１３に臨む前面には上下に所定の間隔を空けて一対の主レール６２，６２がその全長に設けられる。縦壁１０ｂのＹ軸方向における両端には主枢支台６３，６３が設けられ、一対の主レール６２，６２の間に主ネジ軸６４がその両端が主枢支台６３，６３に枢支されて設けられる。一対の主レール６２，６２には主可動板６６が一対の主レール６２，６２の長手方向に移動可能に設けられ、その主可動板６６には主ネジ軸６４に螺合する主ネジ部材６７（図１４）が固定される。一方の主枢支台６３には図示しないコントローラにより制御される主駆動モータ６８が取付けられ、この主駆動モータ６８の回転軸に主ネジ軸６４が連結される。そして、この主駆動モータ６８が駆動して主ネジ軸６４が回転すると、それに螺合する主ネジ部材６７が主可動板６６と共に一対の主レール６２，６２に沿って長手方向に移動可能に構成される。

【0027】

副移動機構７１は、主移動機構６１における主可動板６６に設けられる。具体的に、主可動板６６の巻芯１３に臨む前面には上下に所定の間隔を空けて一対の副レール７２，７２が主可動板６６の全長に設けられる。主可動板６６のＹ軸方向における両端には副枢支台７３，７３が設けられ、一対の副レール７２，７２の間に副ネジ軸７４がその両端が副枢支台７３，７３に枢支されて設けられる。一対の副レール７２，７２には副可動板７６が一対の副レール７２，７２の長手方向に移動可能に設けられ、その副可動板７６には副ネジ軸７４に螺合する副ネジ部材７７（図１４）が固定される。一方の副枢支台７３には図示しないコントローラにより制御される副駆動モータ７８が取付けられ、この副駆動モータ７８の回転軸に副ネジ軸７４が連結される。そして、この副駆動モータ７８が駆動して副ネジ軸７４が回転すると、それに螺合する副ネジ部材７７が副可動板７６と共に一対の副レール７２，７２に沿って長手方向に移動可能に構成される。

【0028】

図１０，図１１及び図１４に示すように、送り機構６０における副可動板７６には、ノズル反転機構８０、ノズル可動機構８５及びノズル傾転機構９０を介して、ノズル３０が取付けられる。ノズル傾転機構９０は、ノズル３０の軸と巻芯１３の軸に平行な平面内、この実施の形態ではＸ−Ｙ平面内でそのノズル３０を傾転させるものであって、副可動板７６の巻芯１３に臨む前面に水平に取付けられた水平基板９１と、その水平基板９１の上面にＺ軸を中心に回転可能に取付けられた円板９２を備える。水平基板９１には、図示しないコントローラにより制御されてその円板９２を回転させる円板回転モータ９３が設けられ、この円板回転モータ９３を駆動させることにより、図８に示すようにその円板９２を正転させ、又は図９に示すように逆転させて、その円板９２を所望の位置に停止可能に構成される。この円板９２の回転によりノズル３０もともに回転するので、円板回転モータ９３を制御する図示しないコントローラは、そのノズル３０の傾転角が巻回機構２０による巻芯１３への巻回時に、送り機構６０によるノズル３０又は巻芯１３の送りにより線材１１に与えられる傾斜角と一致するようにノズル傾転機構９０を制御する制御機構を構成する。

【0029】

図１０及び図１４に示すように、ノズル可動機構８５は、その円板９２に径方向に延びて設けられた軸方向伸縮アクチュエータであり、このノズル可動機構８５であるアクチュエータは、円板９２の回転中心から径方向に延びて設けられたハウジング８６と、そのハウジング８６の端部に設けられて図示しないコントローラにより制御されるサーボモータ８７と、ハウジング８６内部に設けられそのサーボモータ８７により回動駆動されるボールねじ８８と、このボールねじ８８に螺合してハウジング８６に沿って平行移動する従動子８９（図１４）等によって構成される。そして、このサーボモータ８７が駆動してボールねじ８８が回転すると、それに螺合する従動子８９がハウジング８６に沿って移動し、図１４の実線矢印で示すように移動してノズル３０を巻芯１３から遠ざけ、又は遠ざけられていたノズル３０を破線矢印で示すように移動して巻芯１３に近づけるように構成される。

【0030】

図１０，図１１及び図１４に示すように、ノズル反転機構８０は、中央に丸孔８１ａ（図１４）が形成されてその丸孔８１ａの中心軸がノズル可動機構８５であるアクチュエータの軸方向に平行になるようにその従動子８９に立設された立板８１と、その立板８１の巻芯１３に臨む側であって丸孔８１ａの中心軸又はそれに平行な軸を中心として回転可能に設けられたドーナツ状の回転部材８２とを備える。立板８１には、図示しないコントローラにより制御されてその回転部材８２を回転させる反転モータ８３が設けられ、この反転モータ８３を駆動させることにより、その回転部材８２を正転させてその回転部材８２を３６０度回転させて反転させ、又は反転状態の回転部材８２を３６０度逆転させて、元の正転状態に戻すことができるように構成される。

【0031】

ノズル３０は、ノズル反転機構８０におけるドーナツ状の回転部材８２に、その回転部材８２から巻芯１３に延び、かつその中心軸を回転部材８２の中心軸と同軸になるように設けられる。そして、前述した巻回機構２０は、このノズル３０の先端縁であって、複数の線材１１が繰出される孔３０ａ（図１１）に臨む位置に、ピン状の巻芯１３が位置するようにその巻芯１３のＺ軸方向の高さが調整して作られる。

【0032】

図７，図１０及び図１１に示すように、この実施の形態におけるノズル３０は、ドーナツ状の回転部材８２に重合するリング状の台板３１と、この台板３１の中央の孔３１ａを跨いだ両側に立設された一対の脚部３２，３２と、その一対の脚部３２，３２の突出端を連結するように設けられたノズル本体３３とを備える。図７に示すように、この実施の形態におけるノズル本体３３は、一対の脚部３２，３２の突出端を基端が連結する基台部３３ａと、その基台部３３ａの突出端の両側に設けられて複数の線材１１を繰出す孔３０ａのＹ軸方向における幅を決定する一対の幅部材３３ｂ，３３ｃと、その基台部３３ａに重なる蓋部材３３ｄとを有する。蓋部材３３ｄの基台部３３ａに対抗する側には、線材１１の外径より僅かに深い溝３３ｈ（図６）が長手方向に延びてその全長に形成され、この蓋部材３３ｄを基台部３３ａに重ねることにより、この溝３３ｈが基台部３３ａにより覆われて複数の線材１１を繰出す孔３０ａが形成される。

【0033】

具体的に、ノズル本体３３を構成する基台部３３ａと、一対の幅部材３３ｂ，３３ｃと、蓋部材３３ｄにより包囲された方形状の孔３０ａが、複数の線材１１を繰出すノズル３０の孔３０ａを形成し、その孔３０ａの形状は、ノズル３０の軸と巻芯１３の軸に平行な平面内で複数本の線材１１がＹ軸方向に一列に並べられて通過可能な長方形状を成して形成される（図１）。ここで、複数の線材１１とは、線材１１の数が２本以上であることを意味し、例えば、図５に示すように線材１１が１０本のように比較的多い場合も含むものである。そして、蓋部材３３ｄに形成された溝３３ｈの深さが複数の線材１１を繰出す孔３０ａのＺ軸方向における厚さを決定するように構成される。

【0034】

図５に示すように、一対の幅部材３３ｂ，３３ｃは、その孔３０ａの出口において互いに対向する面が平行になるように形成される。そして、この一対の幅部材３３ｂ，３３ｃにより決定される孔３０ａのＹ軸方向における幅を一定にするとともに、幅が一定の範囲をＸ軸方向に所定の長さ形成し、この孔３０ａに間隔を空けて挿通された複数の線材１１を、この孔３０ａの一対の幅部材３３ｂ，３３ｃで挟まれる出口において、その幅方向に整列させて互いに密着させるように構成される。

【0035】

図７に示すように、巻芯１３に巻回される複数の線材１１は、立板８１の丸孔８１ａ（図１０）及び回転部材８２の内側を挿通して一対の脚部３２，３２の間を通過し、ノズル本体３３に形成された孔３０ａを貫通して巻芯１３に案内され、この孔３０ａを貫通する複数本の線材１１は、そのノズル３０の先端縁から並んだ状態で繰出されるように構成される。ここで、図に示された符号３３ｅは、その蓋部材３３ｄを基台部３３ａに取付けるためのネジ部材３３ｅを示し、符号３３ｆ，３３ｇは一対の幅部材３３ｂ，３３ｃを基台部３３ａの所定の位置に正確に位置決めするための位置決め用ピン３３ｆ，３３ｇを示す。

【0036】

また、図６に詳しく示すように、このノズル３０の巻芯１３に臨む先端、即ちノズル本体３３の先端は、その中心軸を巻芯１３に直交させてＸ軸に平行にした状態（図１０の状態）で、その巻芯１３に対して傾斜するような斜めの切り欠き３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが形成される。この実施の形態では、巻芯１３に三層に亘って巻線が成される場合を示し、ノズル３０の先端縁には、ノズル３０の中心軸に対する角度が互いに異なる３種類の切り欠き３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが形成される場合を示す。第一切り欠き３０ｂは、線材１１の巻芯１３への第一層の巻回時にノズル３０の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角α（図２）と一致する傾転角αをノズル３０に与えた場合に、その巻芯１３と平行になるように形成される。第二切り欠き３０ｃは、線材１１の二層目の巻線時にノズル３０の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角β（図３）と一致する傾転角βをノズル３０に与えた場合に、その巻芯１３と平行になるように形成される。第三切り欠き３０ｄは、線材１１の三層目の巻線時にノズル３０の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角γ（図４）と一致する傾転角γをノズル３０に与えた場合に、その巻芯１３と平行になるように形成される。

【0037】

図２〜図４に示すように、巻線が複数の層に亘って成される場合に、上層の巻線は下層の巻線時に比較して線材１１が巻回される直径が拡大し、一回巻付けられる間に繰出される量が増加することから、ノズル３０の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角は徐々に減少する。このため、下層の巻線である第一層の巻線時の巻芯１３に平行な第一切り欠き３０ｂより第二層の巻線時の巻芯１３に平行な第二切り欠き３０ｃの傾斜角度の方が小さく（α＞β）、第三切り欠き３０ｄの方が更に小さくなる（β＞γ）ように形成される。そして、図６に詳しく示すように、第一切り欠き３０ｂと第三切り欠き３０ｄをノズル３０の先端縁における両側に形成し、第二切り欠き３０ｃをそれらの中間に形成して、その第二切り欠き３０ｃに孔３０ａが開口するように構成される。これにより、ノズル３０の先端縁は全体として山形を成して巻芯１３側に膨出するように形成される。そして、ノズル傾転機構９０による円板回転モータ９３を駆動させて、その円板９２を正転又は逆転させることにより生じるノズル３０の傾転状態における巻線時には、図２〜図４に示すように、ノズル３０の先端縁に形成された切り欠き３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの少なくとも一部が巻芯１３に沿うように構成される。

【0038】

図１０、図１１及び図１４に示すように、ノズル３０を傾転させる円板９２には、このノズル３０の近傍に巻芯１３を支持するガイド部材３４が設けられる。この実施の形態におけるガイド部材３４には、ノズル３０を挟むような一対の壁材３４ａ，３４ｂが形成される。このガイド部材３４は円板９２に昇降装置３５を介して取付けられ、図１１に示すように、この昇降装置３５は、円板９２に上面視でノズル３０に直交するように設けられた四角形のフレーム３６を備える。このフレーム３６には、中央にＺ軸方向上方に回転軸を延ばしたサーボモータ３７が設けられ、そのサーボモータ３７の両側には、Ｚ軸方向に伸びる延びる一対の移動シャフト３８，３８が軸方向に摺動自在に貫通支持されている。そして、ガイド部材３４の両端が一対の移動シャフト３８，３８の上端に支持され、サーボモータ３７の回転軸には図示しないネジ軸が固定される。ガイド部材３４には、ネジ軸と螺合する雌ねじ軸３９が取付けられ、図示されない制御手段（例えばコンピュータ）により制御されたサーボモータ３７によりネジ軸が回転駆動されると、雌ねじ軸３９とともにガイド部材３４は、円板９２に対してＺ軸方向に昇降するように構成される。

【0039】

図１１に示すように、ガイド部材３４は一点鎖線で示す上昇状態で、一対の壁材３４ａ，３４ｂがノズル本体３３を両側から挟むように構成される。図１及び図６に示すように、その一対の壁材３４ａ，３４ｂの端縁には、上昇状態で巻芯１３を収容して支持する凹溝３４ｃ，３４ｄ，３４ｅがそれぞれ形成される。巻芯１３に三層に亘って線材１１を巻線するこの実施の形態では、各層の巻線時にノズル３０を傾転させた状態で、巻芯１３を収容する三種類の凹溝３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが形成される。これらの凹溝３４ｃ，３４ｄ，３４ｅは、断面がＶ字状を成し、その内の第一凹溝３４ｃは、巻芯１３に一層目の巻線を行うための線材１１の巻回時にノズル３０の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角α（図２）と一致する傾転角αをノズル３０に与えた場合に、その巻芯１３を収容して支持するように形成される。第二凹溝３４ｄは、線材１１の二層目の巻線時にノズル３０の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角β（図３）と一致する傾転角βをノズル３０に与えた場合に、その巻芯１３を収容して支持するように形成される。第三凹溝３４ｅは、線材１１の三層目の巻線時にノズル３０の送りにより複数本の線材に与えられる傾斜角γ（図４）と一致する傾転角γをノズル３０に与えた場合に、その巻芯１３を収容して支持するように形成される。

【0040】

一方、図１１の実線で示すように、そのガイド部材３４が実線矢印で示すように下降すると、そのガイド部材３４における一対の壁材３４ａ，３４ｂはノズル本体３３より下方に位置し、一対の壁材３４ａ，３４ｂにノズル本体３３が干渉することなくノズル反転機構８０によるノズル３０の実線矢印で示すような正転、又は破線矢印で示すような反転が可能になるように構成される。

【0041】

図１４に示すように、複数の線材１１を繰出す線材供給機構１４は、複数の線材１１が別々に巻回されて蓄えられた複数のドラム１２と、それらのドラム１２から繰出された線材１１に別々に所定の張力を付与する複数のテンション装置４０とを備える。このテンション装置４０はＹ軸方向に重合するように複数設けられ、図１４にはその内の２台のテンション装置４０を具体的に示すものである。これらのテンション装置４０は、それぞれ同一構造であり、その内の一つを代表して説明すると、このテンション装置４０は、支柱４１を介して設けられたケーシング４２と、そのケーシング４２のＹ軸方向における側面に設けられた繰出し制御プーリ４３、ガイドプーリ４４及びテンションバー４５とを備える。線材１１が巻付けられたドラム１２は、繰出し制御プーリ４３近傍のケーシング４２に設置される。ドラム１２から繰出された線材１１は繰出し制御プーリ４３に導かれ、この繰出し制御プーリ４３に巻付けられた後、ガイドプーリ４４によりその方向を転換されてテンションバー４５の先端における線状材ガイド４５ａに導かれる。線状材ガイド４５ａに導かれた線材１１はその線状材ガイド４５ａからノズル３０に供給される。

【0042】

繰出し制御プーリ４３は、ケーシング４２内に収容された繰出し制御モータ４６に直結される。テンションバー４５は、基端の回動軸４５ｂを支点として回動可能となっている。この回動軸４５ｂの回動角度は、ケーシング４２内に収容され回動軸４５ｂに取付けられた回動角度検出手段としてのポテンショメータ４７により検出される。ポテンショメータ４７の検出出力は図示しないコントローラに入力され、コントローラからの制御出力が繰出し制御モータ４６に接続される。

【0043】

また、テンションバー４５の回動軸４５ｂと線状材ガイド４５ａとの間の所定位置には、テンションバー４５の回動方向に付勢力を与える付勢手段としての弾性部材であるスプリング４８が取付けられる。このスプリング４８によってテンションバー４５には回動角度に応じた弾性力が及ぼされる。図示しないコントローラは、回動角度検出手段であるポテンショメータ４７により検出された回動角度が所定の角度となるように繰出し制御モータ４６を制御するように構成される。従って、このテンション装置４０では、スプリング４８によりテンションバー４５を介して複数の線材１１に張力を与えて、そのテンションバー４５が所定の角度になるように繰出し制御プーリ４３が回転して、所望の張力が付与された線材１１を繰出し可能に構成される。

【0044】

一方、この多本線巻線装置１０は、ノズル３０を巻芯軸方向へ移動させる送り機構６０と同期して、そのノズル３０とともにこれら複数のテンション装置４０を巻芯軸方向へ移動させる搬送機構５１を備える。この実施の形態における搬送機構５１は、主移動機構６１に沿って基台１０ａに設けられた一対の搬送レール５２，５２を備える。一対の搬送レール５２，５２の間には搬送ネジ軸５４が中心軸を中心に回転可能に設けられる。一対の搬送レール５２，５２には従動台５６が一対の搬送レール５２，５２の長手方向に移動可能に設けられ、その従動台５６には搬送ネジ軸５４に螺合する搬送ネジ部材５７が固定される。複数のテンション装置４０が設けられた支柱４１は従動台５６に立設され、搬送ネジ軸５４は、図示しないサーボモータにより回転可能に構成される。そして、そのモータが駆動して搬送ネジ軸５４が回転すると、それに螺合する搬送ネジ部材５７が従動台５６と共に一対の搬送レール５２，５２に沿って長手方向に移動し、送り機構６０によるノズル３０を巻芯軸方向へ移動と同期して、これら複数のテンション装置４０をそのノズル３０とともに巻芯軸方向へ移動可能に構成される。

【0045】

次に、このような巻線装置を用いた本発明の多本線巻線方法について説明する。

【0046】

本発明の多本線巻線方法は、巻芯１３を回転させてノズル３０の孔３０ａを通過して繰出された複数の線材１１を巻芯１３外周に巻回するとともに、この巻回と同期してノズル３０又は巻芯１３を巻芯１３の軸方向へ移動させて、巻芯１３外周に線材を整列巻きする巻線方法である。その前提とするノズル３０の孔３０ａの形状は、ノズル３０の軸と巻芯１３の軸に平行な平面内で複数本の線材１１が一列に並べられて通過可能な長円状又は長方形状を成すように形成される。それとともに、複数本の線材１１が繰出されるノズル３０の先端縁の少なくとも一部を切り欠いて形成する。

【0047】

そして、本発明の多本線巻線方法では、実際の巻線にあって、ノズル３０の軸と巻芯１３の軸に平行な平面内でノズル３０を傾転させることにより、巻芯１３への巻回時にノズル３０又は巻芯１３の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角と一致する傾転角をノズル３０に与え、かつノズル３０の先端縁の切り欠き３０ｂ〜３０ｄの少なくとも一部を巻芯１３に沿わせてから、整列巻きを行うことを特徴とする。

【0048】

具体的手順として、この実施の形態では、比較的細くて長いピン状の巻芯１３を使用するので、実際の巻線に際してその巻芯１３を張設する。それには、先ず、巻芯１３の一端を固定チャック装置２１に咬持させ、その後巻芯１３の他端を可動チャック装置２２に咬持させる。巻芯１３の他端を可動チャック装置２２に咬持させる際に、チャック移動機構２６の可動台２６ａを固定チャック装置２１側に近づけておく。そして、巻芯１３の他端を可動チャック装置２２に咬持させた後、図１２の破線矢印で示すように、チャック移動機構２６の可動台２６ａを可動軸受け２４とともに移動させ、可動軸受け２４に枢支された可動チャック装置２２を固定チャック装置２１から遠ざけることにより巻芯１３を引っ張り、その巻芯１３を固定チャック装置２１と可動チャック装置２２の間に張設させる。

【0049】

次に、ノズル３０から繰出される複数の線材１１の先端を可動チャック装置２２におけるリール２９の取付部材２９ｂに取付け、図１４の実線矢印で示すように、ノズル可動機構８５によりノズル３０を巻芯１３から遠ざけた状態で送り機構６０によりノズル３０を移動させ、複数の線材１１の繰出し端部を可動チャック装置２２と同軸に設けられたリール２９に対峙させる。図１２に示すように、その状態で巻芯回転手段によりそのリール２９を可動チャック装置２２とともに回転させることによりノズル３０から繰出される複数の線材１１をリール２９に巻回させる。その後、送り機構６０によりノズル３０を移動させ、ノズル３０から繰出される複数の線材１１をリール２９の側壁に形成された切り欠き２９ａから巻芯１３側に引き出す。このノズル３０をリール２９に対峙させる際、及び複数の線材１１を切り欠き２９ａから巻芯１３側に引き出す際に生じるノズル３０の移動は、送り機構６０の主として副移動機構７１により行われる。具体的には、副移動機構７１の副駆動モータ７８を駆動して副ネジ軸７４を回転させ、副可動板７６をノズル３０と共にＹ軸方向に移動させることにより行われる。その後、図１に示すように、張設された巻芯１３を正転させてノズル３０から繰出される複数の線材１１を巻芯１３の外周に巻付けるけれども、これと同期してノズル３０を巻芯１３の軸方向へ移動させて、巻芯１３外周に線材１１を整列巻きする。

【0050】

この実施の形態では、先ず、ノズル３０の複数の線材１１の繰出し端部を巻芯１３の一端に対峙させる。それと同時に、ノズル３０の軸と巻芯１３の軸に平行な平面内でノズル３０を傾転させ、ノズル３０の送りにより複数本の線材に与えられる傾斜角と一致する傾転角をノズル３０に与える。このノズル３０の傾転は、ノズル傾転機構９０により行われ、図８に示すように、その円板回転モータ９３を駆動させることにより、その円板９２を正転又は逆転させて、図１及び図２に示すように、ノズル３０の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角αとノズル３０が一致した状態でその円板９２を静止させることにより行う。

【0051】

そして、線材１１の巻芯１３への巻線時には、ノズル３０の先端縁の切り欠き３０ｂ〜３０ｄの少なくとも一部を巻芯１３に沿わせる。この実施の形態では、巻芯１３に三層に亘る巻線を施すことから、各層の巻線時のノズル３０の傾斜角度に等しい切り欠き３０ｂ〜３０ｄがノズル３０の先端縁に形成されているので、この一層目の巻線時にはその内の第一切り欠き３０ｂを巻芯１３に沿わす。これは、ノズル可動機構８５により行われ、ノズル３０を傾転させた後に、図１４の破線矢印で示すように、遠ざけられていたノズル３０の先端縁を巻芯１３に近づけることにより行われる。即ち、ノズル可動機構８５のサーボモータ８７によりボールねじ８８を回動駆動し、そのボールねじ８８に螺合して移動する従動子８９とともに、そのノズル３０を軸方向に移動させることにより、ノズル３０の先端縁を巻芯１３に近づける。そして、図１及び図２に示すように、この場合の巻線時に、ノズル３０の先端縁の巻芯１３に平行な切り欠き３０ｂ〜３０ｄの少なくとも一部、即ち、この第一層の巻線では、その内の第一切り欠き３０ｂを巻芯１３に接触させる。

【0052】

また、この巻線の際、ガイド部材３４を昇降装置３５により上昇させ、この上昇状態のガイド部材３４の一対の壁材３４ａ，３４ｂによりノズル本体３３を両側から挟む。そして、その一対の壁材３４ａ，３４ｂの端縁に形成された凹溝３４ｃにより、巻芯１３を収容して支持する。巻芯１３に三層に線材を巻線するこの実施の形態では、巻芯１３に一層目の巻線を行うための線材１１の巻回時に、その巻芯１３を収容して支持する第一凹溝３４ｃを形成しているので、ガイド部材３４を上昇させることにより、図１に示すように、その第一凹溝３４ｃに巻芯１３を進入させて支持させる。

【0053】

そして、この状態で整列巻きを行う。この整列巻きにあっては、巻回機構２０により固定チャック装置２１と可動チャック装置２２をそれぞれ同期して回転させ、それらに咬持されてそれらの間に張設された巻芯１３を回転させる。この巻芯１３の回転とともに、その回転に比例したピッチ分の速度で送り機構６０により、ノズル３０を可動チャック装置２２側から固定チャック装置２１側に向かってＹ軸方向に移動させる。即ち、巻芯１３を一回転させる間に、その巻芯１３の軸方向に一列に並べられた複数の線材の全体の幅Ｐ（図１）に対応した送りがノズル３０に与えられる。これによりノズル３０から繰出された複数の線材１１は巻芯１３に螺旋状に巻付けられ、その一列に並べられた複数の線材１１が、その巻芯１３に既に巻付けられた線材１１に隣接して巻付けられるいわゆる整列巻きが成される、なお、このノズル３０のＹ軸方向の移動は、送り機構６０の主として主移動機構６１により行われる。具体的には、主移動機構６１の主駆動モータ６８を駆動して主ネジ軸６４を回転させ、主可動板７６をノズル３０が設けられた副移動機構７１と共にＹ軸方向に移動させることにより行われる。

【0054】

この整列巻きで、複数の線材１１にはテンション装置４０により所定の張力が付与され、ノズル３０の孔３０ａを貫通する複数本の線材１１は、そのノズル３０の先端縁から並んだ状態で繰出されることになる。そして、図１及び図２に示すように、ノズル３０には予め巻芯１３上での線材１１の傾斜角αに等しい傾転角αが与えられているので、並んで繰出された複数の線材１１を、ノズル３０から真っ直ぐに繰出された状態で、そのまま巻芯１３に巻回することができる。また、傾転状態で複数本の線材１１が並んで繰出されるノズル３０の先端縁を切り欠いて、その巻芯１３に沿わせたので、複数の線材１１が繰出されるノズル３０の先端縁と巻芯１３の距離を複数の線材１１間で均一にすることができ、そのノズル３０から繰出された複数の線材１１が巻芯１３に達するまでの間に別々にずれるようなことを防止することができる。よって、巻芯１３を一回転させる間に一列に並べられた複数の線材の全体の幅Ｐ（図１）に対応した送りをノズル３０に与えることにより、その一列に並べられた複数の線材の最側部に位置する線材１１が、その巻芯１３に既に巻付けられた線材１１に重なり合ったりするようなことは回避される。これにより、巻芯１３に線材１１を径方向に重ねることなく、かつ軸方向に隙間を空けることなく巻回するいわゆる整列巻きが可能になる。

【0055】

特に、図１に及び図２に示すように、この巻線時にノズル３０の先端縁の切り欠きの少なくとも一部を巻芯１３に近づけて接触させるので、ノズル３０から並んで繰出された複数の線材１１を、その並んだ状態で直ちに巻芯１３に巻線することができる。また、巻芯１３が細くて比較的長いようなものであって、その巻芯１３がその長さ故に湾曲等するようなものであっても、ノズル３０の先端縁を巻芯１３に接触させることにより、その巻芯１３が線材１１に引っ張られてノズル３０側に湾曲するような事態を回避することもできる。よって、それら複数の線材１１に歪みやねじれが生じるようなことはなく、巻芯１３外周上で隣接する線材１１の側部が、互いに重なり合ってしまったり、接触して互いに削り合ってしまったりすることは防止され、高精度の整列巻きを容易に実行することができる。

【0056】

ここで、この実施の形態では、巻芯１３が細くて比較的長いようなものであって、その巻芯１３がその長さ故に湾曲等するようなものである場合を説明しているけれども、本発明では、そのノズル３０の近傍に巻芯１３を支持するガイド部材３４を設けたので、その巻線時に巻芯１３が撓んで湾曲するような事態を防止できる。特に、このガイド部材３４は、ノズル３０を挟む一対の壁材３４ａ，３４ｂを有しているので、そのノズル３０から並んだ状態で繰出される複数の線材１１が巻付けられる巻芯１３部分の両端を、その壁材３４ａ，３４ｂの端縁に形成された凹溝３４ｃが収容して支持するので、巻芯１３の線材１１が巻付けられる部分が撓むようなことを確実に防止できる。よって、本発明では、例え巻芯１３が細くて比較的長いようなものであっても、比較的多くの線材１１を巻芯１３の外周に比較的容易に整列巻きすることが可能になる。

【0057】

そして、巻芯１３の全長又は所望の範囲に整列巻きが成された段階で巻芯１３の回転とノズル３０の移動を停止させる。次に、ノズル可動機構８５によりノズル３０を巻芯１３から再び遠ざけるとともに送り機構６０によりノズル３０をＹ軸方向に移動させ、複数の線材１１の繰出し端部である先端を固定チャック装置２１と同軸に設けられたリール２９に対峙させる。そのとき、ノズル３０から繰出される複数の線材１１をリール２９の側壁に形成された切り欠き２９ａからリール２９の外周に引き入れる。その状態で巻回機構２０によりそのリール２９を固定チャック装置２１とともに回転させることによりノズル３０から繰出される複数の線材１１をそのリール２９に巻回させて終端とする。このノズル３０から繰出される複数の線材をリール２９の外周に引き入れる際に生じるノズル３０のＹ軸方向の移動は、送り機構６０の主として副移動機構７１により行われ、これにより、一層目の巻線を終了させる。

【0058】

この実施の形態では、三層に亘って巻線が成される場合であるので、次に二層目の巻線を開始する。この二層目の巻線は、一層目の整列巻きが終了してその終端をリール２９に巻回した後、送り機構６０によりノズル３０を移動させ、複数の線材１１を再びリール２９から引き出して巻芯１３に再び対峙させる。この複数の線材１１の引き出す際に生じるノズル３０の移動は、送り機構６０の主として副移動機構７１により行われる。この二層目の巻線にあっては、図３の一点鎖線矢印で示すように、ノズル３０の移動方向は一層目の巻線時と逆方向となるので、この二層目の巻線では、ノズル３０を反転させる。このノズル３０の反転は、ノズル可動機構８５（図１４）及びノズル反転機構８０（図１１）により行われ、ノズル可動機構８５は、サーボモータ８７によりボールねじ８８を回動駆動して、その従動子８９をノズルと共に巻芯１３から遠ざける。そして、図１１の実線で示すように、昇降装置３５によりガイド部材３４を下降させて、そのガイド部材３４における一対の壁材３４ａ，３４ｂをノズル本体３３より下方に位置させる。この状態でノズル反転機構８０により回転部材８２を図７及び図１１の実線矢印で示すように正転させ、それによりノズル３０を反転させる。

【0059】

ノズル３０を反転させた後又はそれと同時に、図９に示すようにノズル３０の軸と巻芯１３の軸に平行な平面内でノズル３０を傾転させ、ノズル３０の送りにより複数本の線材に与えられる傾斜角β（図３）と一致する傾転角βをノズル３０に与える。このノズル３０の傾転は、前述したようにノズル傾転機構９０により行う。更に、ノズル３０の複数の線材１１の繰出し端部を巻芯１３の一端に対峙させ、ノズル３０の先端縁の切り欠き３０ｂ〜３０ｄの少なくとも一部を巻芯１３に沿わせる。これは、図１４におけるノズル可動機構８５により遠ざけられていたノズル３０の先端縁を破線矢印で示すように巻芯１３に近づけることにより行われ、この二層目の巻線時にはその内の第二切り欠き３０ｃを巻芯１３に沿わす（図３）。このように、ノズル３０を反転させることにより、上層の巻線時にあっても、傾転状態のノズル３０の先端縁を巻芯１３に容易に沿わすことができる。このとき、図３に示すように、この二層目の巻線時に、その内の第二切り欠き３０ｃを巻芯１３に既に巻回された一層目の線材１１に接触させることが好ましい。

【0060】

また、この二層目の巻線にあっては、ガイド部材３４を昇降装置３５により再び上昇させ、この上昇状態のガイド部材３４の一対の壁材３４ａ，３４ｂによりノズル本体３３を両側から挟むとともに、その一対の壁材３４ａ，３４ｂの端縁に形成された第二凹溝３４ｄにより、第一層目の巻線が成された巻芯１３を収容して支持させる。この状態から巻芯１３を回転させ、これとともに、送り機構６０によりノズル３０を、その回転に比例したピッチ分の速度で固定チャック装置２１側から可動チャック装置２２側に向かってＹ軸方向に移動させる。図３に示すように、これにより複数の線材１１はノズル３０を介して繰出されて、巻芯１３に既に巻付けられた一層目の線材の上に更に巻付けられて二層目の整列巻きが成される。

【0061】

そして、巻芯１３の全長又は所望の範囲に二層目の整列巻きが成された段階で巻芯１３の回転とノズル３０の移動を再び停止させる。そして、一層目の整列巻きが成された時と同様な手順により、ノズル３０の先端を可動チャック装置２２に取付けられたリール２９に対峙させ、そのノズル３０から繰出される複数の線材１１を切り欠き２９ａからリール２９の外周に引き入れる。その状態でそのリール２９を回転させることによりノズル３０から繰出される複数の線材１１をそのリール２９に巻回させて終端とし、二層目の巻線を終了させる。

【0062】

その後、更に三層目の巻線を開始するけれども、この三層目の巻線にあっても、ノズル可動機構８５及びノズル反転機構８０により、ノズル３０を再び反転させる。その後又はそれと同時に、ノズル３０の軸と巻芯１３の軸に平行な平面内でノズル３０を傾転させ、ノズル３０の送りにより複数本の線材に与えられる傾斜角と一致する傾転角をノズル３０に与え、第三切り欠き３０ｄを巻芯１３に沿わす。そして、図４に示すように、この三層目の巻線時にも、その第三切り欠き３０ｃを巻芯１３に既に巻回された二層目の線材１１に接触させる。また、この三層目の巻線にあっては、ガイド部材３４の一対の壁材３４ａ，３４ｂの端縁に形成された第三凹溝３４ｅにより、第一及び第二層目の巻線が成された巻芯１３を収容して支持させる。

【0063】

この状態から巻芯１３を回転させ、これとともに、送り機構６０によりノズル３０を、その回転に比例したピッチ分の速度で固定チャック装置２１側から可動チャック装置２２側に向かってＹ軸方向に移動させる。これにより複数の線材１１はノズル３０を介して繰出されて、巻芯１３に既に巻付けられた二層目の線材１１の上に更に巻付けられて三層目の整列巻きが成される。そして、巻芯１３の全長又は所望の範囲に三層目の整列巻きが成された段階で巻芯１３の回転とノズル３０の移動を停止させる。そして、一層目の整列巻きが成された時と同様な手順により、その後ノズル３０の先端をリール２９に対峙させ、そのリール２９を回転させることによりノズル３０から繰出される複数の線材１１をそのリール２９に巻回させて終端とし、三層目の巻線を終了させる。

【0064】

所望の巻線が成された後には、整列巻きされたコイルを巻芯１３から取り外す。この取り外しにあっては、巻芯１３の張設を解除させた状態で行われる。具体的には、図１２の一点鎖線矢印で示すようにチャック移動機構２６の可動台２６ａを可動軸受け２４とともに移動させ、可動軸受け２４に枢支された可動チャック装置２２を固定チャック装置２１に近づける。この状態で可動チャック装置２２による巻芯１３の他端の咬持を解除する。同様にして、固定チャック装置２１による巻芯１３の一端の咬持を解除し、巻回機構２０から巻芯１３とともにその巻芯１３に整列巻きされたコイルを取り外し、巻芯１３に整列巻きされた複数本の線材からなるコイルから巻芯１３を抜き出して取り出す。これにより、複数の線材１１が三層に亘って均一なピッチで整列巻きされたコイルを得る。

【0065】

このように、本発明の多本線巻線装置及びその巻線方法では、送り機構６０によりノズル３０を往復移動させて、巻芯１３の外周に複数本の線材１１を複数層に亘って整列巻きする場合であっても、ノズル反転機構８０によりノズル３０を反転させることにより、ノズル３０の往動時及び復動時の巻線時の双方において、ノズル３０の先端縁の切り欠き３０ｂ〜３０ｄを巻芯１３に沿わせることができる。その状態で、送り機構６０がノズル３０を実際に往復移動させることにより、下層のコイルの上に上層のコイルのための巻線を行うことが可能になる。そして、ノズル３０の先端縁の少なくとも一部をその巻芯１３又は巻芯１３に既に巻付けられた線材１１に接触させれば、その巻芯１３が線材１１に引っ張られてノズル３０側に湾曲するような事態を回避することができ、複数層に亘る高精度の整列巻きを容易に実行することができる。

【0066】

なお、上述した実施の形態では、固定及び可動チャック装置２１，２２により巻芯１３両端を支持して引っ張る場合を説明したが、巻芯が撓んだり座屈するおそれのないものであれば、この巻芯１３を張設することを必要としない。この場合の巻芯１３はその一方のみを支持するようなものであっても良い。

【0067】

また、上述した実施の形態では、巻線後の巻芯１３に整列巻きされた複数本の線材からなるコイルから巻芯１３を抜き出すような場合を説明したが、巻芯がコイルと共に製品を成すようなものであれば、この巻芯１３をコイルから抜き出すことを必要としない。この場合の巻芯１３はコイルと共に製品の一部を成すものとなる。

【0068】

また、上述した実施の形態では、固定及び可動チャック装置２１，２２により張設したピン状の巻芯１３を用いて説明したけれども、その巻芯１３を更に細いものとする場合には、ワイヤやピアノ線又はステンレス鋼線等を巻芯として用いても良い。特にガイド部材３４を設けることにより巻芯１３が撓むことを有効に防止しうるので、例えば、内径が０．４ｍｍのような比較的細いコイルを得る場合にあっては、その巻芯１３として例えば太さが０．３８ｍｍの細いピアノ線等を用いることにより、このような比較的細いコイルを得ることも可能になる。

【0069】

また、上述した実施の形態では、巻回機構２０による巻回と同期してノズル３０を巻芯１３軸方向へ移動させる送り機構送り機構６０を説明したが、この送り機構は、巻回機構２０による巻回と同期して巻芯１３を巻芯１３軸方向へ移動させるようなものであっても良い。

【0070】

また、上述した実施の形態では、巻芯１３に対して線材１１を三層に亘って巻線する場合を説明したが、これに限るものではなく、図示しないが、単一層からなるコイルや二層からなるコイル、又は四層以上に亘って巻線が成されたコイルを得るようにしても良い。

【0071】

また、上述した実施の形態では、各層の巻線終了時に一旦リール２９に線材１１を巻回させる場合を説明したが、各層の巻線終了時に線材１１をリール２９の外周に引き入れることなく上層目の整列巻きを開始しても良い。この場合であっても、その上層における線材１１の巻回時にノズル３０又は巻芯１３の送りにより複数本の線材１１に与えられる傾斜角と一致する傾転角をノズル３０に与え、かつノズル３０の先端縁の切り欠きの少なくとも一部を巻芯１３に沿わせてから、整列巻きを行うことにより、複数層に亘る高精度の整列巻きを容易に実行することができる。

【0072】

また、上述した実施の形態では、巻回機構２０から巻芯１３とともにその巻芯１３に整列巻きされたコイルを取り外す場合を説明したけれども、巻芯１３が湾曲可能な例えば線状材であれば、巻芯１３の一方の端部における咬持を解除した状態で、その端部から、その巻芯１３に巻回された線材１１からなるコイルを他端側に移動させてその巻芯１３から取り外すようにしても良い。

【0073】

また、上述した実施の形態では、ガイド部材３４に断面がＶ字状の凹溝が３本形成される場合を説明したが、この凹溝は、巻芯１３を収容して支持し得る限り、その断面はＶ字状でなくてその他の形状、例えば方形状や半円状を成すようなものであっても良く、その本数は３本に限られず、複数層に亘る巻線から成るコイルを得る場合には、その層数に比例して、巻芯１３を支持し得る凹溝の本数を増減させることが好ましい。

【0074】

また、上述した実施の形態では、複数の線材１１を繰出すノズル３０の孔３０ａとして、基台部３３ａと、一対の幅部材３３ｂ，３３ｃと、蓋部材３３ｄにより包囲された長方形状を成す場合を説明したが、このノズル３０の孔３０ａは、複数の線材１１を並んだ状態で繰出し得る限り、長方形でなく、その形状が長孔であっても良い。

【0075】

更に、上述した実施の形態では、線材１１をリール２９に引き入れる際、及びその線材１１を巻芯１３側に引き出す際に生じるノズル３０の移動を、送り機構６０の主として副移動機構７１により行われる場合を説明したが、これらの動作を送り機構６０の主移動機構６１により行うようにしても良く、ノズル３０の移動の全てがその主移動機構６１により行うことが可能であれば、この副移動機構７１は設けなくても良い。

【符号の説明】

【0076】

１０ 多本線巻線装置
１１ 線材
１３ 巻芯
２０ 巻回機構
３０ ノズル
３０ａ 孔
３０ｂ〜３０ｄ 切り欠き
３４ ガイド部材
３４ａ，３４ｂ 壁材
３４ｃ〜３４ｅ 凹溝
６０ 送り機構
８０ ノズル反転機構
９０ ノズル傾転機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】