特許 7418186 巻線機及び巻線方法

(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】

(24)【登録日】2024-01-11

(45)【発行日】2024-01-19

(54)【発明の名称】巻線機及び巻線方法

(51)【国際特許分類】

   B65H 54/32 20060101AFI20240112BHJP

   H01F 41/064 20160101ALI20240112BHJP

   H01F 41/04 20060101ALI20240112BHJP

   H01F 41/096 20160101ALI20240112BHJP

   H01F 41/082 20160101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

B65H54/32

H01F41/064

H01F41/04 F

H01F41/096

H01F41/082

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019207760

(22)【出願日】2019-11-18

(65)【公開番号】P2021082678

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000227537

【氏名又は名称】ＮＩＴＴＯＫＵ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】山岸 直樹

【審査官】佐藤 秀之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３１２６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５５７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０２８３１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ５４／００

Ｂ６５Ｈ ５７／００

Ｈ０１Ｆ ４１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻胴部(13)の回転軸方向の両側にフランジ(14,15)が設けられた巻芯(12)を有し、供給源(10a)から供給される線材(11)を回転する前記巻芯(12)の前記フランジ(14,15)の間の前記巻胴部(13)に巻付ける巻線機(10)であって、
前記巻芯(12)とともに回転して前記供給源(10a)から供給される前記線材(11)を前記巻胴部(13)に案内する案内部材(16)と、
前記案内部材(16)を前記巻芯(12)の回転軸方向に移動させる軸方向移動手段(30)と
を備え、
前記案内部材(16)が、前記巻芯(12)の回転軸に平行に設けられ前記線材(11)が通過可能な隙間を空けて先端縁が対向する一対のガイド板(16a,16b)を有し、
前記軸方向移動手段(30)は、前記一対のガイド板(16a,16b)の間の隙間を維持しつつ前記一対のガイド板(16a,16b)を前記巻芯(12)の回転軸方向に同一の速度で移動させるように構成された
ことを特徴とする巻線機。

【請求項2】

軸方向移動手段(30)は、一対のガイド板(16a,16b)の間の隙間を可変可能に構成された請求項１記載の巻線機。

【請求項3】

案内部材(16)を巻芯(12)の回転径方向に移動させる径方向移動手段(40)を備えた請求項１又は２記載の巻線機。

【請求項4】

巻胴部(13)の周囲に巻回された線材(11)が直線となる直線巻部(13a)が前記巻胴部(13)の周囲に複数形成され、案内部材(16)が複数の前記直線巻部(13a)に対向してそれぞれ設けられた請求項１ないし３いずれか１項に記載の巻線機。

【請求項5】

案内部材(16)が直線巻部(13a)の巻初め部位又は巻終わり部位のいずれか一方又は双方に設けられた請求項４記載の巻線機。

【請求項6】

一方のフランジ(14)が巻胴部(13)から離脱可能に設けられ、前記一方のフランジ(14)を前記巻胴部(13)から離接させるフランジ離接手段(50)が設けられた請求項１ないし５いずれか１項に記載の巻線機。

【請求項7】

巻胴部(13)の回転軸方向の両側にフランジ(14,15)が設けられた巻芯(12)を回転させて、回転する前記巻芯(12)の前記フランジ(14,15)の間の前記巻胴部(13)に供給源(10a)から供給される線材(11)を巻付ける巻線方法であって、
前記巻芯(12)の回転軸に平行に設けられ前記線材(11)が通過可能な隙間を空けて先端縁が対向する一対のガイド板(16a,16b)を有し前記供給源(10a)から供給される線材(11)を前記巻胴部(13)に案内する案内部材(16)を前記巻芯(12)とともに回転させつつ前記巻芯(12)の回転軸方向に移動させて、
前記一対のガイド板(16a,16b)の対向する先端縁の間を通過した前記線材(11)を前記巻胴部(13)に巻付ける
ことを特徴とする巻線方法。

【請求項8】

巻芯(12)が１回転する毎に案内部材(16)を前記巻芯(12)の回転軸方向に線材(11)の外径に相当する量移動させる請求項７記載の巻線方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転軸方向の両側にフランジが設けられた巻芯に線材を巻付ける巻線機及び巻線方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、電動機や発電機などの回転電機において線材を巻回したコイルが用いられており、その高出力化のために線材の巻回数を増加することが行われる。けれども、単純に線材の巻回数を増加すると回転電機の大型化を招くことになる。そこで、回転電機の磁極間の、コイルを納めるスロットの断面積に対する線材の断面積の総和の割合（以下、占積率と記す）を高めることが行われる。

【0003】

ここで、占積率を高めるとは、巻付けられる線材の隙間を少なくすることであり、このために、回転する巻芯の近傍において、その巻芯と別に設けられたノズルを用いて線材を導き、その線材を巻芯に整列させて巻く巻線装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0004】

このように、通常の整列巻線機では、ノズルを用いて回転する巻芯の近傍に線材を導き、そのノズルを巻芯に限界まで近づけて巻線を行うことで整列巻線を行っていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－５０３６４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このように、従来の巻線機において、ノズルを用いて線材を案内し、そこから繰出される線材を回転する巻芯に整列巻する場合、そのノズルを巻芯に接近させる必要がある。しかし、線材が実際に巻回される巻胴部の回転軸方向の両側にフランジが設けられたような巻芯がを用いた場合において、そのノズルの線材が繰出される端部を、巻胴部のフランジ側端部に接近させると、そのノズル自体がフランジに直接接触してしまうことになる。

【0007】

このため、巻胴部の両側にフランジが形成された巻芯を用いると、そのノズルを回転するフランジと干渉しないようにフランジの回転径方向の外側に置いて線材を案内することになり、ノズルと巻胴部との間にフランジの高さ以上の隙間が生じることになる。

【0008】

また、巻胴部の断面が方形を成すような巻芯にあっては、巻胴部の隅部が回転中心から一番離れることから、ノズルが巻胴部の隅部に対向した場合に、巻胴部の両側に設けられたフランジにノズルが接触しないようにしなければならない。すると、巻胴部の隅部と隅部の間の平らな箇所からノズルは更に遠ざかることになる。

【0009】

このため、巻胴部の両側にフランジが形成されている巻芯に線材を巻回する場合において、ノズルを用いて線材を案内しても、そのノズルを線材が実際に巻回される巻胴部に充分に接近させることができずに、そのノズルから繰出される線材が傾動すると、巻芯における巻胴部の所望の場所に線材を案内することが困難となる不具合があった。

【0010】

そして、巻胴部の所望の場所に線材を案内することが困難となると、巻芯に巻回される線材の巻層が増えるにつれて徐々に巻乱れが生じ、線材を密着させて巻回するいわゆる整列巻が困難となる不具合があった。特に、層数が二桁を超えるような場合には、その層数の全てにおいて整列巻を行う様なことは著しく困難となる。

【0011】

本発明の目的は、線材を巻胴部の所望の位置に案内して整列巻きし得る巻線機及び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】

【0012】

本発明は、巻胴部の回転軸方向の両側にフランジが設けられた巻芯を有し、供給源から供給される線材を回転する巻芯のフランジの間の巻胴部に巻付ける巻線機の改良である。

【0013】

その特徴ある構成は、巻芯とともに回転して供給源から供給される線材を巻胴部に案内する案内部材と、案内部材を巻芯の回転軸方向に移動させる軸方向移動手段とを備えたところにある。

【0014】

この巻線機では、案内部材が、巻芯の回転軸に平行に設けられ線材が通過可能な隙間を空けて先端縁が対向する一対のガイド板を有し、軸方向移動手段は、一対のガイド板の間の隙間を維持しつつ一対のガイド板を巻芯の回転軸方向に同一の速度で移動させるように構成されたことが好ましく、軸方向移動手段は、一対のガイド板の間の隙間を可変可能に構成されたことが更に好ましい。

【0015】

また、案内部材を巻芯の回転径方向に移動させる径方向移動手段を備えることもでき、巻胴部の周囲に巻回された線材が直線となる直線巻部が巻胴部の周囲に複数形成されている場合、案内部材を複数の直線巻部に対向してそれぞれ設けることが好ましく、この場合の案内部材は直線巻部の巻初め部位又は巻終わり部位のいずれか一方又は双方に設けることが好ましい。

【0016】

そして、一方のフランジが巻胴部から離脱可能に設けられている場合、一方のフランジを巻胴部から離接させるフランジ離接手段を設けることが更に好ましい。

【0017】

別の本発明は、巻胴部の回転軸方向の両側にフランジが設けられた巻芯を回転させて、回転する巻芯のフランジの間の巻胴部に供給源から供給される線材を巻付ける巻線方法の改良である。

【0018】

その特徴ある点は、巻芯の回転軸に平行に設けられ線材が通過可能な隙間を空けて先端縁が対向する一対のガイド板を有し供給源から供給される線材を巻胴部に案内する案内部材を巻芯とともに回転させつつ巻芯の回転軸方向に移動させて、一対のガイド板の対向する先端縁の間を通過した線材を巻胴部に巻付ける点にある。

【0019】

この巻線方法では、巻芯が１回転する毎に案内部材を巻芯の回転軸方向に線材の外径に相当する量移動させることが好ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の巻線機及び巻線方法では、供給源から供給される線材を巻胴部に案内する案内部材を巻芯とともに回転させるので、巻芯が回転しても、案内部材と巻芯との相対的な位置関係は変化しないので、案内部材と巻芯における巻胴部が干渉することはない。よって、巻胴部に案内部材を充分に接近させることが可能となる。

【0021】

このように巻胴部に案内部材を接近させた状態で、回転する巻芯のフランジの間の巻胴部に案内部材により案内された線材を巻付けると、その線材は案内部材により案内されて直ちに巻胴部に達することになり、案内部材が巻胴部から離間する従来のものに比較して、その線材を所望の位置に確実に案内して巻回させることになる。

【0022】

そして、案内部材を巻芯の回転軸方向に移動させて、巻芯が１回転する毎にその案内部材を巻芯の回転軸方向に線材の外径に相当する量移動させると、巻胴部に巻回される線材は既に巻回されて回転軸方向に隣接する線材に密着するので、その間の線材間の隙間を少なくしたいわゆる整列巻が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態における巻線機を示す図４の巻芯周囲の拡大図である。

【図2】その巻線機の主支持回転手段の拡大図である。

【図3】その巻線機により一方のフランジが巻胴部から離間した状態を示す図４に対応する図である。

【図4】その巻線機の正面図である。

【図5】その巻線機の上面図である。

【図6】その巻芯を示す図２のＡ－Ａ線断面図である。

【図7】その径方向移動手段を示す図２のＢ－Ｂ線断面図である。

【図8】その案内部材により線材が巻胴部に案内される状態を示す斜視図である。

【図9】図８の矢印Ｃ方向から見た図である。

【図10】その線材が巻初められる巻芯を示す上面図である。

【図11】そのフランジ間の巻胴部に線材が一層において巻回された巻芯を示す図９に対応する上面図である。

【図12】その一層目の線材の上に更に線材が巻初められる巻芯を示す図１０に対応する上面図である。

【図13】その一層目の線材の上に二層目の線材が巻回された巻芯を示す図１１に対応する上面図である。

【図14】その巻胴部に複数層に線材が巻回された巻芯を示す図１１に対応する上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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。

【0025】

図３～図５に本発明における巻線機１０を示す。各図において、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平横方向、Ｙ軸が略水平前後方向、Ｚ軸が鉛直方向に延びるものとし、この巻線機１０の構成について説明する。

【0026】

この巻線機１０は、線材供給源１０ａ（図５）から供給される線材１１を回転する巻芯１２のフランジ１４，１５の間の巻胴部１３に巻付ける巻線機１０である。このため、この巻線機１０における巻芯１２は、巻胴部１３と、その巻胴部１３の両側に設けられたフランジ１４，１５とを備えるものとなる。

【0027】

図３～図６に示す様に、この実施の形態における巻芯１２は、その巻胴部１３は断面が方形を成すものが用いられ、その巻胴部１３への線材１１の巻幅を制限することになるフランジ１４，１５は、その外径が巻胴部１３の外形よりも大きな外形を有する方形状に形成される。そして、図３に示す様に、一方のフランジ１４は巻胴部１３の一端側に離脱可能に取付けられ、他方のフランジ１５は巻胴部１３の他端に直接取付けられるものとする。

【0028】

このため、この巻線機１０は、巻胴部１３を他方のフランジ１５とともに支持して、かつ回転させる主支持回転手段２０と、一方のフランジ１４を巻胴部１３と同軸に支持して回転させる副支持回転手段１２０とを有するものとする。そして、一方のフランジ１４には、巻初めの線材１１を係止させる図示しない掛止部と、その掛止部に掛止された線材１１を巻胴部１３に引き入れる切り欠き１４ｂ（図１０）が形成される場合を示す。

【0029】

この実施の形態における主支持回転手段２０と副支持回転手段１２０は対称構造を成して構成されているので、図２に示す右半分の主支持回転手段２０を代表して説明する。

【0030】

すると、他方のフランジ１５が巻胴部１３の他端側に取付けられた巻芯１２には、フランジ１５側からその中心に同軸に回転主軸２１が設けられ、この回転主軸２１は水平横方向（Ｙ軸方向）に伸びて支持柱２２にその先端部が枢支される。支持柱２２は台座２３に立設され、その支持柱２２には、その回転主軸２１を回転させる巻線用モータ２４がその回転軸２４ａを回転主軸２１と同軸にした状態で取付けられる。

【0031】

モータ２４の回転軸２４ａと回転主軸２１はカップリング２４ｂにより連結され、このモータ２４が駆動してその回転軸２４ａを回転させると、それに連結された回転主軸２１を回転させるように構成される。そして、回転主軸２１を回転させると、その回転主軸２１に設けられた巻芯１２、即ち巻胴部１３と他方のフランジ１５を回転させるように構成される。

【0032】

また、本発明の巻線機１０は、巻芯１２とともに回転して供給源１０ａから供給される線材１１を巻胴部１３に案内する案内部材１６を備える。具体的に、支持柱２２とフランジ１４の間の回転主軸２１には筒体２６が嵌入される。この筒体２６は回転主軸２１に対して、その長手方向に移動可能であるけれども、その回転主軸２１に対する回転は禁止されるように嵌入される。そして、この筒体２６のフランジ１５側の端縁には、その回転主軸２１に直交して他方のフランジ１５に間隔を開けて対向する枢支板２７が取付けられ、この枢支板２７に案内部材１６が設けられるものとする。

【0033】

筒体２６の、支持柱２２側の端部は可動柱２８に枢支される。可動柱２８は台座２３にＹ軸方向に移動可能に設けられた可動台２９に立設され、台座２３には、この可動台２９を筒体２６や枢支板２７や案内部材１６とともに巻芯１２の回転軸方向に移動させる軸方向移動手段３０が設けられる。

【0034】

この実施の形態における軸方向移動手段３０は、台座２３に巻芯１２の回転軸方向（Ｘ軸方向）に伸びて互いに平行に設けられた一対のガイドレール３１と、その一対のガイドレール３１に巻芯１２の回転軸方向に移動可能に設けられた可動台２９と、一対のガイドレール３１の中央を貫通するようにＸ軸方向に延びて台座２３に設けられたボールねじ３２と、このボールねじ３２を回転可能にそのボールねじ３２に連結された移動用モータ３３とを備える。

【0035】

この実施の形態における移動用モータ３３は、ボールねじ３２の回転速度を変更可能なサーボモータであり、その回転軸にボールねじ３２が同軸に取付けられ、そのボールねじ３２に螺合する雌ねじ片２９ａが可動台２９に取付けられる。

【0036】

この移動用モータ３３には、図示しないコントローラの制御出力が接続される。そして、コントローラからの指令に基づいて移動用モータ３３が駆動してボールねじ３２を回転させると、それに雌ねじ片２９ａを介して螺合されている可動台２９が、筒体２６や枢支板２７や案内部材１６とともに巻芯１２の回転軸方向（Ｘ軸方向）に移動するように構成される。

【0037】

図３～図５に示す様に、主支持回転手段２０と副支持回転手段１２０、及び、これらに設けられて案内部材１６を支持して移動させる構造は左右対称に構成されており、副支持回転手段１２０側の部材であって主支持回転手段２０側における部材に対応する部材は、主支持回転手段２０の部材を示す符号に１００を加えた符号を付して示すものとする。

【0038】

このような主支持回転手段２０は基台１７にボス１８を介して取付けられ、このような主支持回転手段２０と対象構造を成す副支持回転手段１２０は、フランジ離接手段５０を介して基台１７に取付けられる。

【0039】

この実施の形態におけるフランジ離接手段５０は、前述した軸方向移動手段３０と同様な構造であって、基台１７に巻芯１２の回転軸方向（Ｘ軸方向）に伸びて互いに平行に設けられた一対のガイドレール５１と、その一対のガイドレール５１の中央を貫通するようにＸ軸方向に延びて設けられたボールねじ５２と、このボールねじ５２を回転可能にそのボールねじ５２に連結された離間用モータ５３とを備える。

【0040】

副支持回転手段１２０における台座１２３は一対のガイドレール５１に移動可能に搭載される。また、離間用モータ５３の回転軸５３ａにはボールねじ６２が同軸に取付けられ、そのボールねじ６２に螺合する雌ねじ片１２３ａが副支持回転手段１２０における台座１２３に取付けられる。

【0041】

また、離間用モータ５３には、図示しないコントローラの制御出力が接続され、コントローラからの指令に基づいて離間用モータ５３が駆動してボールねじ５２を回転させると、それに螺合されている雌ねじ片１２３ａが副支持回転手段１２０とともに、巻芯１２の回転軸方向（Ｘ軸方向）に移動するように構成される。

【0042】

このようなフランジ離接手段５０により副支持回転手段１２０が移動すると、その副支持回転手段１２０が支持する一方のフランジ１４と巻胴部１３との間隔が変化し、図４に示す様に、一方のフランジ１４を巻胴部１３の一端に接触させることにより、その巻胴部１３への線材１１の巻回を可能にするとともに、図３に示す様に、一方のフランジ１４を巻胴部１３の一端から離間させることにより、その巻胴部１３に巻回された線材１１をその巻胴部１３から離脱可能に構成される。

【0043】

図５に示すように、この実施の形態における巻線機１０は、供給源がドラム１０ａである場合を示し、このドラム１０ａに線材１１を巻回して貯線し、そのドラム１０ａから繰出される線材１１に所定のテンションを付与するテンション装置１０ｂが設けられた移動台１０ｃにそのドラム１０ａを枢支するものとする。ここで、図５における符号１０ｇは、テンション装置１０ｂに設けられてドラム１０ａから繰出される線材１１を巻芯１２に向けて通過させるノズル１０ｇを示すものとする。

【0044】

また、この巻線機１０は、そのノズル１０ｇを巻芯１２の回転軸方向に移動させるノズル移動手段１０ｈが設けられるものとし、このノズル移動手段１０ｈは、巻芯１２に隣接して基台１７に巻芯１２の回転軸に平行に設けられて移動台１０ｃが載置されたレール１０ｄと、レール１０ｄに平行に設けられて移動台１０ｃに螺合するボールねじ１０ｅと、このボールねじ１０ｅを回転させて、この移動台１０ｃをレール１０ｄに沿って移動させるモータ１０ｆとを有するものとする。

【0045】

図１に示す様に、この巻線機１０は、線材１１を巻胴部１３に案内する案内部材１６を備えるけれども、この実施の形態における案内部材１６は、巻胴部１３の両側に設けられたフランジ１４，１５をそれぞれ貫通して巻芯１２の回転軸に平行に設けられた一対のガイド板１６ａ，１６ｂであり、そのうちの一方が副支持回転手段１２０における枢支板１２７に設けられ、他方が主支持回転手段２０における枢支板２７に設けられる場合を示す。

【0046】

この実施の形態では、図６に示す様に、巻胴部１３の断面が方形を成して周囲に４面の平面部１３ａが形成された巻芯１２を用いる。このため、巻胴部１３に線材１１が巻回されると、周囲の平面部１３ａに重合する線材１１は直線となるので、この平面部は線材１１が直線となる直線巻部１３ａを形成し、案内部材１６は、この４つの直線巻部１３ａに対向してそれぞれ設けられる。そして、この案内部材１６は、その直線巻部１３ａの巻初め部位に設けられるものとする（図８）。

【0047】

即ち、図１，図２、図６，図８及び図９に示す様に、直線巻部１３ａの巻初め部位に対応して、巻胴部１３の両側に設けられたフランジ１４，１５の対向位置には、ガイド板１６ａ，１６ｂが通過するスリット１４ａ，１５ａがそれぞれ形成され、ガイド板１６ａ，１６ｂは、このスリット１４ａ，１５ａに挿通されて回転軸に平行に設けられる。

【0048】

図１におけるガイド板１６ａ，１６ｂは、スリット１４ａ，１５ａに挿通されることによりフランジ１４，１５を貫通して、巻芯１２の回転軸に平行に設けられ、図１に示す様に、このスリット１４ａ，１５ａに挿通されたガイド板１６ａ，１６ｂの基端が、主支持回転手段２０及び副支持回転手段１２０におけるそれぞれの枢支板２７，１２７に取付けられる。

【0049】

この実施の形態では、それらの枢支板２７，１２７に案内部材１６であるガイド板１６ａ，１６ｂが巻芯１２の回転径方向にそれぞれ移動可能に設けられるものとする。主支持回転手段２０における枢支板２７に設けられて、巻胴部１３に固定された他方のフランジ１５を貫通するガイド板１６ｂを代表して説明すると、図２及び図７に示す様に、このガイド板１６ｂが設けられる枢支板２７には径方向に延びるレール３６がフランジ１５におけるスリット１５ａに平行に取付けられ、可動板３７がこのレール３６に往復移動可能に搭載される。

【0050】

枢支板２７にはフランジ１５におけるスリット１５ａに対向するスリット２７ａが形成され、フランジ１５におけるスリット１５ａに挿通されて更に枢支板２７のスリット２７ａを通過したガイド板１６ｂの基端が可動板３７に取付けられる。そして、この主回転支持手段２０には、案内部材１６であるガイド板１６ｂを枢支板２７の回転径方向に移動させる径方向移動手段４０が備えられる。

【0051】

図２に示す様に、この実施の形態における径方向移動手段４０は、枢支板２７が端部に設けられた筒体２６の長手方向に移動可能であってかつ筒体２６に対して回転不能に筒体２６に嵌入された外筒４１と、この外筒４１と可動板３７とを連結するリンク片４２と、この外筒４１を回転主軸２１の長手方向に移動させる筒移動手段４３とを備える。

【0052】

筒移動手段４３は、前述した軸方向移動手段３０と同様な構造であって、この実施の形態における筒移動手段４３は、可動台２９に巻芯１２の回転軸方向（Ｘ軸方向）に伸びて互いに平行に設けられた一対のガイドレール４４と、その一対のガイドレール４４に筒体２６の回転軸方向に移動可能に設けられた係合片４６と、一対のガイドレール４４の中央を貫通するようにＸ軸方向に延びて可動台２９に設けられたボールねじ４７と（図１及び図４）、このボールねじ４７を回転可能にそのボールねじ４７に連結された筒移動用モータ４８とを備える。

【0053】

この実施の形態における筒移動用モータ４８は、ボールねじ４７の回転速度を変更可能なサーボモータであり、その回転軸にボールねじ４７が同軸に取付けられ、そのボールねじ４７には係合片４６が螺合される。外筒４１には径方向に拡大した円形のフランジ４１ａが形成され、係合片４６はこのフランジ４１ａを外筒４１の軸方向から挟み、その外筒４１の回転を許容しつつ係合片４６と別に独立した軸方向の移動を禁止するように構成される。

【0054】

また、筒移動用モータ４８には、図示しないコントローラの制御出力が接続され、コントローラからの指令に基づいて筒移動用モータ４８が駆動してボールねじ４７を回転させると、それに螺合されている係合片４６が外筒４１とともに、筒体２６の回転軸方向（Ｘ軸方向）に移動するように構成される。

【0055】

このような筒移動手段４３により外筒４１が移動すると、その外筒４１と枢支板２７との間隔が変化し、枢支板２７に移動可能に設けられてリンク片４２を介してその外筒４１と連結された可動板３７がガイド板１６ｂとともに枢支板２７の回転径方向に移動するように構成される。

【0056】

即ち、このような筒移動手段４３を有する径方向移動手段４０は、筒移動手段４３により外筒４１が移動すると、枢支板２７に設けられた複数の可動板３７を同時に径方向に移動させ、それら複数の可動板３７に基端が取付けられたガイド板１６ｂの全てを同時に移動させて、巻芯１２における巻胴部１３の外面からの距離を可変可能に構成される。

【0057】

ここで、副支持回転手段１２０における枢支板１２７にガイド板１６ａが設けられる構造は、主支持回転手段２０における枢支板２７にガイド板１６ｂが設けられる構造と対称構造であり、繰り返しての説明を省略するけれども、副支持回転手段１２０の主支持回転手段２０に対応する部材は、主支持回転手段２０の部材を示す符号に１００を加えた符号を付して示すものとする。

【0058】

そして、図示しないコントローラは、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの径方向移動手段４０，１４０を同期制御して、巻芯１２における巻胴部１３の外面から距離を同一にして、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの先端縁が常に対向するように制御するものとする。

【0059】

これとともに、この図示しないコントローラは、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの軸方向移動手段３０，１３０を制御して、枢支板２７，１２７や案内部材１６を巻芯１２の回転軸方向（Ｘ軸方向）に移動調整して、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の間の隙間Ｓ（図９）を調節し、その間に線材１１が通過可能な隙間Ｓを形成するように構成される。

【0060】

また、図示しないコントローラは、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの巻線用モータ２４，１２４を同期制御して、それらの回転主軸２１，１２１に設けられた巻芯１２、即ち両側にフランジ１４，１５が設けられた巻胴部１３から成る巻芯１２を一体的に回転させて、供給源１０ａから供給される線材１１をフランジ１４，１５の間の巻胴部１３に巻付けるように制御するものとする。

【0061】

この線材１１の巻回に際して、図８に示す様に、巻芯１２とともに回転する案内部材１６は、線材１１を巻胴部１３に案内することになるけれども、案内部材１６が一対のガイド板１６ａ，１６ｂから成るこの実施の形態では、図８及び図９に示す様に、案内部材１６である一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁に、巻芯１２における巻胴部１３から遠ざかるに従って間隔を拡大させる傾斜縁１６ｃ，１６ｄがそれぞれ形成されるものとする。

【0062】

この傾斜縁１６ｃ，１６ｄにより、図９の一点鎖線で示す様に、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の線材１１が通過可能な隙間Ｓに対してずれた方向からその隙間Ｓに向かう線材１１は傾斜縁１６ｃ，１６ｄに接触することになり、一点鎖線の矢印で示す様に、その傾斜により線材１１が通過可能な隙間Ｓにその線材１１を案内するように構成される。

【0063】

そして、図示しないコントローラは、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの軸方向移動手段３０，１３０を制御して、枢支板２７，１２７や案内部材１６を巻芯１２の回転軸方向（Ｘ軸方向）に移動調整して、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の間に形成された線材１１が通過可能な隙間Ｓを維持しつつ、一対のガイド板１６ａ，１６ｂを巻芯１２の回転軸方向に同一の速度で移動させるように構成される。

【0064】

次に、このように構成された巻線機を用いた本発明の巻線方法について説明する。

【0065】

本発明の巻線方法は、巻胴部１３の回転軸方向の両側にフランジ１４，１５が設けられた巻芯１２を回転させて、回転する巻芯１２のフランジ１４，１５の間の巻胴部１３に供給源１０ａから供給される線材１１を巻付ける巻線方法である。

【0066】

上記巻線機１０を用いることから、一方のフランジ１４は巻胴部１３の一端側に離脱可能に取付けられ、他方のフランジ１５は巻胴部１３の他端に直接取付けられた巻芯１２を用い、巻胴部１３を他方のフランジ１５とともに主支持回転手段２０により支持し、一方のフランジ１４を副支持回転手段１２０に巻胴部１３と同軸に支持するものとする。そして、図４に示す様に、一方のフランジ１４を巻胴部１３の一端に接触させた状態で巻線を行うものとする。

【0067】

一方、上記巻線機１０を用いるので、図５に示す様に、線材１１にあっては、ドラム１０ａに巻回された状態で準備され、その線材１１を供給源となるドラム１０ａから引き出して、テンション装置１０ｂにおけるノズル１０ｇに挿通させておく。そして、ノズル１０ｇに挿通した線材１１を、図１０では、一方のフランジ１４の図示しない掛止部に係止させ、その掛止部に掛止された線材１１を切り欠き１４ｂから巻胴部１３に引き入れておく。この時、ノズル移動手段１０ｈ（図５）は、巻胴部１３に引き入れられた線材１１が一方のフランジ１４に沿うような位置にまでノズル１０ｇを移動させることが好ましい。

【0068】

その後、巻芯１２を回転させて、巻線を行うことになるけれども、図４及び図５に示す様に、この巻芯１２の回転にあっては、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの巻線用モータ２４，１２４を同期制御することにより行われ、回転する巻芯１２のフランジ１４，１５の間の巻胴部１３に供給源となるドラム１０ａからノズル１０ｈを介して供給される線材１１を巻付ける。

【0069】

そして、本発明の巻線方法の特徴ある点は、この巻線時において、供給源１０ａから供給される線材１１を巻胴部１３に案内する案内部材１６を巻芯１２とともに回転させて、案内部材１６により案内される線材１１を巻胴部１３に巻付けるところにある。

【0070】

上記巻線機１０では、巻芯１２が取付けられた回転主軸２１，１２１に回転不能に筒体２６，１２６を嵌入し、この筒体２６，１２６に一体的に設けられた枢支板２７，１２７に案内部材１６を設けるので、巻線用モータ２４，１２４を駆動して、巻芯１２とともに回転主軸２１，１２１を回転させることにより、同時に案内部材１６を巻芯１２とともに回転させることになる。

【0071】

案内部材１６は、供給源１０ａから供給される線材１１を巻胴部１３の回転軸方向の所望に位置に案内するものであり、この巻線に際して上記巻線機１０における図示しないコントローラは、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの軸方向移動手段３０，１３０を制御して、案内部材１６である一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の間に線材１１が通過可能な隙間Ｓ（図９）を形成し、その隙間Ｓに線材１１を通過させることにより、巻胴部１３の所望の位置に案内することになる。

【0072】

そして、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの径方向移動手段４０，１４０を同期制御して、巻芯１２における巻胴部１３の外面に一対のガイド板１６ａ，１６ｂを近づける。具体的に、図９に示す様に、巻胴部１３の外面と一対のガイド板１６ａ，１６ｂとの間の間隔ｔを、線材１１の外径ｄよりもわずかに広い隙間とすることが好ましい。

【0073】

ここで、この実施の形態では、巻胴部１３の断面が方形を成す巻芯１２を用いた巻線であるけれども、案内部材１６を巻芯１２とともに回転させるので、巻芯１２が回転しても、案内部材１６と巻芯１２との相対的な位置関係は変化しない。このため、案内部材１６と巻芯１２における巻胴部１３が干渉することはない。よって、巻胴部１３の外周における隅部と隅部の間の平らな直線巻部１３ａであっても、この案内部材１６を充分に接近させることが可能となる。

【0074】

このように巻胴部１３に案内部材１６を接近させた状態で、図８に示す様に、案内部材１６とともに巻芯１２を回転させ、回転する巻芯１２のフランジ１４，１５の間の巻胴部１３に、供給源となるドラム１０ａ（図５）から供給されて、案内部材１６である一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の間を通過した線材１１を巻付ける。

【0075】

すると、図９に示す様に、その一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の間を通過した線材１１は直ちに巻胴部１３に達するので、その線材１１を所望の位置に確実に案内できることになる。

【0076】

この実施の形態において、図９に示す様に、案内部材１６である一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁に傾斜縁１６ｃ，１６ｄをそれぞれ形成しているので、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の線材１１が通過可能な隙間からずれた方向から線材１１がその隙間に向かったとして、その線材１１は傾斜縁１６ｃ，１６ｄに接触して、線材１１が通過可能な隙間Ｓに移動し、その隙間Ｓから巻胴部１３の所望の位置に案内されることになる。

【0077】

そして、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの先端縁における隙間Ｓを維持しつつ、図９の破線矢印で示す様に、その一対のガイド板１６ａ，１６ｂを巻芯１２の回転軸方向に同一の速度で移動させて、巻芯１２が１回転する毎に、一対のガイド板１６ａ，１６ｂから成る案内部材１６を巻芯１２の回転軸方向に線材１１の外径に相当する量移動させる。

【0078】

すると、巻胴部１３に巻回される線材１１は既に巻回されて回転軸方向に隣接する線材１１に密着して巻回されることになる。このとき、ノズル移動手段１０ｈ（図５）は、ノズル１０ｇを案内部材１６と同方向に同一の速度で動かすことも好ましい。

【0079】

特に、この実施の形態では、断面が方形を成す巻胴部１３の直線巻部１３ａの巻初め部位に案内部材１６を設けているので、その直線巻部１３ａの巻初め位置に正確に線材１１が案内されることになり、そこに並んで巻回された線材１１と線材１１は確実に密着してその間の隙間を少なくしたいわゆる整列巻が可能となる。

【0080】

そして、図１１に示す様に、フランジ１４，１５の間の巻胴部１３の全てに線材１１を密着して巻回させると、その巻胴部１３に第一層目の巻線が成されることになる。

【0081】

第一層目の巻線が成された後において、その第一層目の巻線の上に更に線材１１を巻回する場合には、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０におけるそれぞれの径方向移動手段４０，１４０を再び同期制御して、巻胴部１３から一対のガイド板１６ａ，１６ｂまでの間隔を拡大させ、図１２に示す様に、巻胴部１３に既に整列巻された第一層目の線材１１の外面と一対のガイド板１６ａ，１６ｂとの間の隙間を線材１１の外径よりもわずかに広い隙間とする。

【0082】

その後、案内部材１６とともに巻芯１２を回転させるとともに、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの先端縁における隙間Ｓを維持しつつ、図１３の実践矢印で示す様に、その一対のガイド板１６ａ，１６ｂを巻芯１２の回転軸方向に同一の速度で移動させて、巻芯１２が１回転する毎に、一対のガイド板１６ａ，１６ｂから成る案内部材１６を線材１１の外径に相当する量移動させる。

【0083】

このときにあっても、ノズル移動手段１０ｈ（図５）は、ノズル１０ｇを案内部材１６と同方向に同一の速度で動かすことも好ましい。このようにして、巻胴部１３に既に整列巻された一層目の線材１１の外面に、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の間を通過した線材１１を更に整列巻して、その一層目の線材１１の上に２層目の線材１１を互いに密着させて整列に巻回する。

【0084】

このようなことを繰り返えせば、図１４に示す様に、巻芯１２の巻胴部１３に線材１１を複数の層において巻回することができる。

【0085】

そして、巻芯１２に所望の回数の線材１１を巻回させた後には、図３に示す様に、フランジ離接手段５０により一方のフランジ１４を巻胴部１３の一端から離間させて、その巻胴部１３に巻回された線材１１をその巻胴部１３から離脱させることになる。

【0086】

ここで、巻胴部１３の両側に設けられたフランジ１４，１５にスリット１４ａ，１５ａを形成し、このスリット１４ａ，１５ａに一対のガイド板１６ａ，１６ｂを挿通しているので、一対のガイド板１６ａ，１６ｂを巻芯１２の回転軸方向に移動させると、図１０～図１３に示す様に、いずれかのガイド板１６ａ，１６ｂの先端縁をフランジ１４，１５の内面に面一にすることができる。

【0087】

このように、いずれかのガイド板１６ａ，１６ｂの先端縁をフランジ１４，１５の内面に面一にすると、一対のガイド板１６ａ，１６ｂの対向する先端縁の間を通過した線材１１はそのフランジ１４，１５に隣接する巻胴部１３又はそこに既に巻回された線材１１の上に案内されることになる。

【0088】

このため、この状態から、巻芯１２が１回転する毎に案内部材１６である一対のガイド板１６ａ，１６ｂを巻芯１２の回転軸方向に線材１１の外径に相当する量移動させるように巻線することにより、フランジ１４，１５の間の巻胴部１３の全てにおいて線材１１を整列させて巻回することが可能となる。

【0089】

よって、本発明によれば、巻芯１２に巻回される線材１１の巻層、即ち、フランジ１４，１５の間の巻胴部１３に回転軸方向に密着して巻回される線材１１の回転径方向における巻層が増えたとしても、各層においてフランジ１４，１５の間の全てにおいて線材１１を密着させて整列巻きすることにより線材１１の巻乱れは防止され、層数が二桁を超えるような場合であっても、その層数の全てにおいて整列巻を行う様なことが可能となるのである。

【0090】

なお、上述した実施の形態では、巻芯１２における巻胴部１３の断面が方形状を成して、巻胴部１３の周囲に４面の平面部１３ａが形成される場合を説明した。即ち、巻胴部１３に線材１１が巻回された場合に、この平面部１３ａにおいて線材１１は直線となるので、線材１１が直線となる直線巻部１３ａが４面形成された巻芯１２を用い、その４面の全てに案内部材１６を設ける場合を説明した。

【0091】

けれども、巻胴部１３の断面形状は方形に限定されず、例えば、巻胴部１３の断面は円形や楕円形やトラック状を成すような巻芯１２であっても良い。例えば、巻胴部３１の断面がトラック状を成すような巻芯１２にあっては、巻胴部３１の周囲に直線巻部１３ａが２面形成されることになるけれども、このような巻芯１２であっても、その２面に案内部材１６を設けることにより、線材１１を巻胴部１３の所望の位置に案内して整列巻きすることが可能となる。

【0092】

また、上述した実施の形態では、案内部材１６が一対のガイド板１６ａ，１６ｂを有する場合を説明した。けれども、巻芯１２とともに回転して供給源１０ａから供給される線材１１を巻胴部１３に案内し得る限り、案内部材１６はこれに限られず、別のものであっても良い。

【0093】

また、上述した実施の形態では、案内部材１６である一対のガイド板１６ａ，１６ｂが直線巻部１３ａの巻初め部位に設けられる場合を説明した。けれども、案内部材１６は、直線巻部１３ａの巻回方向の中央に設けても良く、直線巻部１３ａの巻終わり部位に設けても良く、巻初め部位と巻終わり部位の双方に設けても良い。

【0094】

例えば、案内部材１６である一対のガイド板１６ａ，１６ｂを直線巻部１３ａの巻初め部位と巻終わり部位の双方に設けるようにすれば、線材１１を直線巻部１３ａに直線的に案内して、線材１１を確実に整列巻きすることが可能となる。

【0095】

また、上述した実施の形態では、巻胴部１３から離脱可能な一方のフランジ１４を巻胴部１３から離接させるフランジ離接手段５０が設けられた巻線機１０を説明した。けれども、フランジ離接手段５０を設けることなく、作業員がその手で一方のフランジ１４を巻胴部１３から離接させて、その巻胴部１３に巻回された線材１１から成るコイルをその巻胴部１３から取り出すようなものであっても良い。

【0096】

また、上述した実施の形態では、主回転支持手段２０及び副回転支持手段１２０に別々に設けられた２つの巻線用モータ２４，１２４を同期制御して巻芯１２を回転させる場合を説明した。けれども、図示しないが、単一のモータにより巻胴部の両側にフランジが設けられた巻芯を回転させるようにしても良い。

【0097】

更に、上述した実施の形態では、案内部材１６を巻芯１２の回転径方向に移動させる径方向移動手段４０を備えたけれども、巻回された線材１１の層数が単一か又は少ないような場合には、巻芯１２における巻胴部１３に案内部材１６を近づけて設けるだけで、線材１１を巻胴部１３の所望の位置に案内し得るので、径方向移動手段４０を敢えて備えることを必要としない。

【符号の説明】

【0098】

１０ 巻線機
１０ａ ドラム（供給源）
１１ 線材
１２ 巻芯
１３ 巻胴部
１３ａ 直線巻部
１４ 一方のフランジ
１５ 他方のフランジ
１６ 案内部材
１６ａ，１６ｂ ガイド板
３０ 軸方向移動手段
４０ 径方向移動手段
５０ フランジ離接手段

【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】