(57)【要約】【課題】複数本の導線を並列させてねじれることなくスムーズに巻線でき、構造が比較的簡単で装置コストを低減でき、優れた性能の回転電機が得られるようにしたコイル巻線方法及びコイル巻線装置を提供する。【解決手段】回転基板４２の対向面にヒンジを介して連結された一対の巻枠４４を、一組又は複数組同軸的に連結可能に配置して巻枠連結体５０を構成し、巻枠連結体が同軸的に連結された状態で、対向する両端部にそれぞれ回転押え板３６を当接させ、導線供給手段から引出された並列した複数本の導線を巻枠連結体の一端にクランプさせて、巻枠連結体を回転させつつ導線供給手段２８を巻枠連結体の軸方向に移動させて巻線を施した後、各巻枠を回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置させ、そのまま又はコイル整合手段により回転基板を移動させることによってコイル受け治具６０に整合させ、コイルをコイル受け治具に落しこむ。【選択図】  図２
2010246236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻枠を複数個同軸上に並べて巻枠連結体を形成し、この巻枠連結体の一端に、並列した複数本の導線を係止させて、該巻枠連結体を回転させつつ、前記導線の供給部を前記巻枠連結体の他端に向けて移動させることにより、該巻枠連結体の一端から他端に向けて前記導線を連続して巻き付けて、各巻枠の外周にコイルを形成し、各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させると共に、各コイルをコイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合させ、該コイル受け治具に前記各コイルを受け渡すことにより、連続して巻線された隣接するコイルどうしで転位を生じさせることを特徴とするコイル巻線方法。
【請求項２】
周方向の一部が分離された枠体に回転可能に支持され、外周の一部に導線挿通用の切欠き部が設けられた回転基板の対向面に、ヒンジを介して、一対の巻枠を、それらの端面どうしを突き合わせて巻軸を一致させて同軸的に配置された状態と、巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態とで回動可能に連結し、この一対の巻枠を一組又は複数組同軸的に連結可能に配置して、前記巻枠連結体を形成する請求項１記載のコイル巻線方法。
【請求項３】
各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させたとき、各コイルがそのまま前記コイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合するようにする請求項１又は２記載のコイル巻線方法。
【請求項４】
各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させ、更に各コイルを移動させることにより、各コイルが前記コイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合するようにする請求項１又は２記載のコイル巻線方法。
【請求項５】
前記巻枠連結体を２組並列して配置し、各巻枠連結体に同時に導線を巻き付けてコイルを形成し、各巻枠連結体の各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させると共に、各コイルを１つのコイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合させ、該コイル受け治具に前記各コイルを受け渡す請求項１〜４のいずれか１つに記載のコイル巻線方法。
【請求項６】
周方向の一部が分離された枠体に回転可能に支持され、外周の一部に導線挿通用の切欠き部が設けられた回転基板と、
該回転基板の対向面にヒンジを介して連結され、該回転基板を介して端面どうしを突き合わせて巻軸を一致させて同軸的に配置された状態と、巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態とで回動可能に支持された一対の巻枠を、一組又は複数組同軸的に連結可能に配置してなる巻枠連結体と、
前記巻枠連結体が同軸的に連結された状態で、対向する両端部にそれぞれ接離可能に当接する回転押え板と、
前記巻枠連結体が同軸的に連結された状態で、前記回転押え板の少なくとも一方を回転させて、前記巻枠連結体を回転させる回転手段と、
同軸的に連結された前記巻枠連結体に並列した複数本の導線を供給すると共に、巻線操作に伴って前記巻枠連結体の軸方向に移動する導線供給手段と、
同軸的に連結された前記巻枠連結体のいずれか一方の端部に導線をクランプさせるクランプ部と、
ステータコアの内歯に対応して配列された複数本のガイド棒を有し、該ガイド棒の所定の間隙にコイルを受け入れるコイル受け治具とを備え、
前記巻枠連結体の各巻枠がそれらの巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態で、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するか、又はコイル整合手段により前記回転基板を移動させることによって整合するように構成されていることを特徴とするコイル巻線装置。
【請求項７】
前記一対の巻枠は、それらの巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置されたとき、各巻枠の巻軸方向に見て、長手方向に沿ったそれぞれの中心線がV字形に交差するように、前記ヒンジを介して前記回転基板に連結されている請求項６記載のコイル巻線装置。
【請求項８】
前記巻枠連結体は、前記回転基板にヒンジを介して連結された一対の巻枠で構成されており、前記巻枠連結体の各巻枠が、それらの巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態で、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するように構成されている請求項６又は７記載のコイル巻線装置。
【請求項９】
前記巻枠連結体は、前記回転基板にヒンジを介して連結された一対の巻枠が、複数組同軸的に連結可能に配置されて構成されており、各巻枠の巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態で、前記コイル整合手段により前記回転基板を移動させることにより、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に整合するように構成されている請求項６又は７記載のコイル巻線装置。
【請求項１０】
前記巻枠連結体が２組並列して配置されており、それぞれの巻枠連結体に回転手段及び導線供給手段が設けられて、２組の巻枠連結体に同時に巻線操作がなされるように構成され、２組の巻枠連結体の各巻枠を、前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置させたとき、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するか、又は前記コイル整合手段により前記回転基板を移動させることによって整合するように構成されている請求項６〜９のいずれか１つに記載のコイル巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモータ、発電機等の回転電機のステータコアに挿入されるコイルを形成するためのコイル巻線方法及びコイル巻線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ、発電機等の回転電機のステータコアに挿入されるコイルを形成するためのコイル巻線装置としては、各種のものが知られているが、最も一般的な巻線装置は、巻枠の外周を周回するフライヤから導線を繰り出して、導線を巻枠に巻付けるタイプの巻線装置である。
【０００３】
一方、近年、例えば自動車用のモータのように、できるだけコンパクトで、比較的大電流を流して大きな出力が得られる回転電機が求められており、そのため、導通抵抗が小さく、しかもステータコアのスロット内にできるだけ高密度で挿入できるコイルが望まれている。このようなコイルとしては、複数本の導線を並列して巻いたパラ巻線コイルが適しているため、パラ巻線が可能な巻線装置の開発が行われている。
【０００４】
しかしながら、フライヤを用いた従来の巻線装置では、複数本の導線を並列させて巻線しようとすると、複数本の導線がねじれて縄のようになってしまうという問題がある。このため、フライヤを用いた巻線装置において、複数本の導線をパラ巻きしても、導線がねじれないようにした巻線装置が種々提案されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１には、巻枠と、この巻枠の回りを周回するフライヤと、前記巻枠の下方に配置されるコイル受け治具とを用い、前記フライヤを前記巻枠の回りに周回させることにより、複数本の導線を並列させて前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルを前記コイル受け治具に落とし込むようにしたパラ巻線方法において、前記複数本の導線をボビンに巻き付け、このボビンを巻線装置のフライヤに装着して、前記フライヤと共に前記巻枠の回りに周回させることにより、前記ボビンから複数本の導線を引出しながら前記巻枠に巻き付けるようにしたことを特徴とするパラ巻線方法が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、巻枠と、巻枠の周囲を公転するガイドローラと、回転軸心をガイドローラの公転軸心と同心にして配設されたストックリングと、巻枠の下方に配置されたコイル挿入治具とを備え、ストックリングに複数本のワイヤを並列して巻き付けておき、このストックリングから複数本のワイヤを引出して、ガイドローラを通して巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルをコイル挿入治具に落とし込むようにした巻線方法及び巻線装置が開示されている。
【０００７】
一方、フライヤを用いないで巻枠を回転させて巻線する方法も種々提案されており、例えば、下記特許文献３には、帯状に並列した複数本のワイヤを、該ワイヤに直交する方向に移動可能なノズルから供給し、該ノズルの移動方向に平行な回転軸の回りに回転する第１の巻枠及び第２の巻枠に順次連続して巻線するコイル巻線方法であって、前記第２の巻枠を、少なくとも前記第１の巻枠の軸線方向に沿う巻線長だけ前記ノズルの移動方向にずらせ、前記第１の巻枠をその回転軸の回りに回転して第１のコイルを巻線した後、前記第１の巻枠及び前記第２の巻枠を、それぞれその回転軸に直交する方向に移動させて、前記第１の巻枠の移動前の回転軸の位置に、前記第２の巻枠の回転軸の位置を移行させ、前記第２の巻枠をその回転軸の回りに前記第１の巻枠と一体的に回転させて、前記第２の巻枠に第２のコイルを巻線することを特徴とするコイル巻線方法が開示されている。
【０００８】
そして、上記巻線方法では、上下に配列された第１の巻枠と第２の巻枠とに巻線を連続して施した後、コイル挿入治具を上昇させて、まず第２の巻枠に巻き付けられたコイルをコイル挿入治具に挿入し、次いで、第１の巻枠を第２の巻枠と並列する位置まで下降させて、第１の巻枠に巻き付けられたコイルをコイル挿入治具に挿入するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３７６２９２９号公報
【特許文献２】特許第３９８９９４８号公報
【特許文献３】特開２００６−５４９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１、２に示されるようなフライヤを用いたパラ巻線装置では、予めボビンやストックリングに導線を巻き付けておく必要があり、装置構造が複雑化して製造コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
また、上記特許文献３に示される巻枠を回転させて巻線する方法においては、第１の巻枠と第２の巻枠とを上下に配列して巻線を施した後、コイル挿入治具に巻線されたコイルを移すときに、第１の巻枠を下降させて第２の巻枠と並列させる必要があるので、第１の巻枠から第２の巻枠に移る渡り線を長くとる必要があること、第１の巻枠と第２の巻枠とが同心的に配置されていないので、巻線操作をスムーズに行えないこと、リード線がステータコアの両端面から取り出される構造となるため、リード線の結線処理がしにくくなるという問題があった。
【００１２】
更に、従来のパラ巻線装置においては、いずれの技術によっても解決されない次のような問題があった。すなわち、パラ巻きされたコイルは、複数本の導線が一列に並んでループを描いており、その配列のままコイル受け治具に保持されて、コイル受け治具がコイル挿入治具である場合にはそのまま、コイル受け治具がトランスファー治具である場合には、コイル挿入治具に受け渡されて、コイル挿入治具にステータコアが組付けられ、コイル挿入治具の内側を移動するストリッパによってステータコアのスロットに挿入される。
【００１３】
上記コイル挿入操作によって、一列に並んだ複数本の導線は、その配列順序でスロットに挿入されていく傾向があり、巻枠の上方に位置する導線は、巻枠の下方に位置する導線よりも、スロットの奥方に挿入される傾向がある。その結果、複数本の導線の配列順序によって、ステータコアのスロット内の位置が外径側に配置されやすいものと内径側に配置されやすいものとが生じ、スロット内の位置に偏りが生じる。
【００１４】
一方、コイルのインダクタンスは、巻線に流れる電流変化と巻線を貫く磁束の変化量の比で定義されるため、コイルのコアとコイル素線の相対位置がインダクタンス変化に影響を及ぼすことが知られている。このため、上記パラ巻きされたコイルを挿入したステータコアでは、スロット内に収まった複数本の各導線において、コアの内径側を通る導線と外径側を通る導線とでは導線間のインダクタンスに差が生じることとなり、そのことがモータ等の回転電機の性能の低下につながるという問題があった。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、複数本の導線を並列させてパラ巻線する際、導線がねじれることなくスムーズに巻線でき、複数本の導線のインダクタンスがほぼ均一化されて、優れた性能の回転電機が得られるようにしたコイル巻線方法及びコイル巻線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明のコイル巻線方法は、巻枠を複数個同軸上に並べて巻枠連結体を形成し、この巻枠連結体の一端に、並列した複数本の導線を係止させて、該巻枠連結体を回転させつつ、前記導線の供給部を前記巻枠連結体の他端に向けて移動させることにより、該巻枠連結体の一端から他端に向けて前記導線を連続して巻き付けて、各巻枠の外周にコイルを形成し、各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させると共に、各コイルをコイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合させ、該コイル受け治具に前記各コイルを受け渡すことにより、連続して巻線された隣接するコイルどうしで転位を生じさせることを特徴とする。
【００１７】
本発明のコイル巻線方法によれば、複数本の導線を並列させて巻き付けるパラ巻線において、各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させることにより、隣接する巻枠に巻き付けられたコイルの間で、巻き方向が反対になると共に、複数本の導線の巻軸方向における配列順序が逆転されることになる。すなわち、一方の巻枠において、並列して巻き付けられた導線のうち、常に巻枠の下方に位置するように巻かれた導線は、もう一方の巻枠に巻き付けられるときには、常に上方に位置するように巻かれることとなり、コイル受け治具に挿入されたときの上下の位置が逆転することになる（いわゆる転位がもたらされる）。その結果として、ステータコアのスロットに挿入したとき、各導線の配列順序に起因する、スロット内での位置の偏りが平均化されることになり、複数本の導線のインダクタンスがほぼ均一化されて、優れた性能の回転電機を得ることができる。
【００１８】
また、途中でコイルの落し込み操作や、渡り線の処理操作等を行うことなく、複数の巻枠に連続して巻線を施すことができるので、サイクルタイムを著しく短くして巻線スピードを高めることができる。また、装置がコンパクト化されると共に、構造が簡略化されるので、装置コストを低減することができる。更に、各巻枠の折り曲げ部が渡り線で連結された状態になるので、渡り線の長さを比較的短くすることができる。
【００１９】
本発明のコイル巻線方法においては、周方向の一部が分離された枠体に回転可能に支持され、外周の一部に導線挿通用の切欠き部が設けられた回転基板の対向面に、ヒンジを介して、一対の巻枠を、それらの端面どうしを突き合わせて巻軸を一致させて同軸的に配置された状態と、巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態とで回動可能に連結し、この一対の巻枠を一組又は複数組同軸的に連結可能に配置して、前記巻枠連結体を形成することが好ましい。
【００２０】
この態様によれば、枠体に保持された回転基板を介して、巻枠連結体を回転可能に支持できると共に、巻線される導線が一つの巻枠から回転基板を介して隣接する別の巻枠に移動するとき、枠体に設けられた分離部及び回転基板に設けられた切欠き部を通して移動させることができるので、渡り線が回転基板の外周と枠体の内周とに挟まれて損傷することを防止できる。
【００２１】
また、本発明のコイル巻線方法においては、各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させたとき、各コイルがそのまま前記コイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合するようにすることが好ましい。
【００２２】
この態様によれば、各巻枠をその連結部で折り曲げるだけで、各コイルをコイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合させることができるので、巻線されたコイルのコイル受け治具への受け渡しを迅速に行うことができる。
【００２３】
また、本発明のコイル巻線方法においては、各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させ、更に各コイルを移動させることにより、各コイルが前記コイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合するようにすることが好ましい。
【００２４】
この態様によれば、多数（例えば４個以上）の巻枠を連結して巻枠連結体を構成した場合であっても、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させて、コイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合させることができるので、多極のコイル形成を連続して行うことが可能となる。
【００２５】
更に、本発明のコイル巻線方法においては、前記巻枠連結体を２組並列して配置し、各巻枠連結体に同時に導線を巻き付けてコイルを形成し、各巻枠連結体の各巻枠をその連結部で折り曲げて、各巻枠に巻き付けられたコイルを並列させると共に、各コイルを１つのコイル受け治具のガイド棒の対応する間隙に整合させ、該コイル受け治具に前記各コイルを受け渡すことが好ましい。
【００２６】
この態様によれば、２組の巻枠連結体に同時に巻線を施すことによって、コイル巻線操作をより高速化することができる。
【００２７】
一方、本発明のコイル巻線装置は、周方向の一部が分離された枠体に回転可能に支持され、外周の一部に導線挿通用の切欠き部が設けられた回転基板と、
該回転基板の対向面にヒンジを介して連結され、該回転基板を介して端面どうしを突き合わせて巻軸を一致させて同軸的に配置された状態と、巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態とで回動可能に支持された一対の巻枠を、一組又は複数組同軸的に連結可能に配置してなる巻枠連結体と、
前記巻枠連結体が同軸的に連結された状態で、対向する両端部にそれぞれ接離可能に当接する回転押え板と、
前記巻枠連結体が同軸的に連結された状態で、前記回転押え板の少なくとも一方を回転させて、前記巻枠連結体を回転させる回転手段と、
同軸的に連結された前記巻枠連結体に並列した複数本の導線を供給すると共に、巻線操作に伴って前記巻枠連結体の軸方向に移動する導線供給手段と、
同軸的に連結された前記巻枠連結体のいずれか一方の端部に導線をクランプさせるクランプ部と、
ステータコアの内歯に対応して配列された複数本のガイド棒を有し、該ガイド棒の所定の間隙にコイルを受け入れるコイル受け治具とを備え、
前記巻枠連結体の各巻枠がそれらの巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態で、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するか、又はコイル整合手段により前記回転基板を移動させることによって整合するように構成されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明のコイル巻線装置によれば、巻枠連結体の各巻枠を、回転基板を介して端面どうしを突き合わせて巻軸を一致させて同軸的に配置し、その対向する両端部に回転押え板を当接させて、回転手段によって少なくとも一方の回転押え板を回転させることにより、巻枠連結体を回転させることができる。そして、導線供給手段から供給される導線を上記巻枠連結体のクンラプ部にクランプさせて、上記巻枠連結体を回転させることにより、巻枠連結体に導線を巻き付けることができ、この巻線操作に伴って導線供給手段を巻枠連結体の軸方向に移動させることにより、巻枠連結体の一端から他端に向けて導線を順次巻き付けることができ、巻枠連結体を構成する各巻枠にスムーズに巻線を施すことができる。なお、巻線される導線が一つの巻枠から回転基板を介して隣接する別の巻枠に移動するとき、枠体の分離部及び回転基板に設けられた切欠き部を通して移動させることができるので、渡り線が回転基板の外周と枠体の内周とに挟まれて損傷することを防止できる。
【００２９】
こうして各巻枠に巻線が施されたら、回転手段を停止させ、回転押えを巻枠連結体の両端部から離し、各巻枠を回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態に回動させる。更に、必要に応じてコイル整合手段により回転基板を移動させて、各巻枠に巻き付けられたコイルのループをコイル受け治具の所定の間隙に整合させ、各巻枠のコイルをコイル受け治具の所定の間隙に挿入する。
【００３０】
このとき、回転基板を介して連結された一対の巻枠は、その一方には巻枠の下方から上方に向けて巻線が施され、他方には巻枠の上方から下方に向けて巻線が施される。その結果、一方の巻枠において、並列して巻き付けられた導線のうち、常に巻枠の下方に位置するように巻かれた導線は、もう一方の巻枠に巻き付けられるときには、常に上方に位置するように巻かれることとなり、コイル受け治具に挿入されたときの上下の位置が逆転することになる（いわゆる転位がもたらされる）。その結果として、ステータコアのスロットに挿入したとき、各導線の配列順序に起因する、スロット内でのコイル位置の偏りが平均化されることになり、複数本の導線のインダクタンスがほぼ均一化されて、優れた性能の回転電機を得ることができる。
【００３１】
また、回転基板を介して連結された一対の巻枠を、一組又は複数組同軸的に連結可能に配置してなる巻枠連結体に巻線をすると、各巻枠間の渡り線は、巻枠の上端部どうし、又は巻枠の下端部どうしの間で渡ることになり、かつ、各巻枠を回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置させたとき、渡り線の経路はそれほど長くならないので、渡り線の長さを短くすることができる。
【００３２】
更に、回転基板を介して連結された一対の巻枠を、一組又は複数組同軸的に連結可能に配置してなる巻枠連結体の一端から他端に向けて巻線を施すことにより、途中でコイルの落し込み操作や、渡り線の処理操作等を行うことなく、複数の巻枠に連続して巻線を施すことができるので、サイクルタイムを著しく短くすることができる。
【００３３】
更に、複数本の導線を並列させて予めボビンやストックリング等に巻き付ける必要がなく、ボビンやストックリングから引出された導線をフライヤによって巻線する必要もないので、装置がコンパクト化されると共に、装置コストを低減することができる。
【００３４】
更に、巻枠連結体への巻き始め及び巻き終わりの導線の長さを調節することによって、リード線の長さを容易に変えることができ、このリード線は、巻枠連結体の両端部に配置された巻枠の下方から取出されるので、ステータコアに挿入されたとき、リード線の取出し位置がステータコアの同じ端面側となり、リード線を取出しやすくなる。
【００３５】
更にまた、巻枠連結体の両端部を一対の回転押え板で押えるので、巻枠連結体を高剛性にすることができ、回転動作を安定して高速で行わせることができる。
【００３６】
本発明のコイル巻線装置においては、前記一対の巻枠は、それらの巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置されたとき、各巻枠の巻軸方向に見て、長手方向に沿ったそれぞれの中心線がV字形に交差するように、前記ヒンジを介して前記回転基板に連結されていることが好ましい。
【００３７】
この態様によれば、上記Ｖ字形の角度を所定の角度に設定することにより、一対の巻枠の巻軸を回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置させたとき、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するようにすることができる。
【００３８】
本発明の一つの好ましい態様においては、前記巻枠連結体は、前記回転基板にヒンジを介して連結された一対の巻枠で構成されており、前記巻枠連結体の各巻枠が、それらの巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態で、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するように構成されている。
【００３９】
この態様によれば、一対の巻枠に連続して巻線を施すことができ、巻線後に各巻枠の巻軸を回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置させるだけで、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するようにすることができる。
【００４０】
本発明の別の好ましい態様においては、前記巻枠連結体は、前記回転基板にヒンジを介して連結された一対の巻枠が、複数組同軸的に連結可能に配置されて構成されており、各巻枠の巻軸を前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態で、前記コイル整合手段により前記回転基板を移動させることにより、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に整合するように構成されている。
【００４１】
この態様によれば、４つ以上の巻枠に連続して巻線を施すことができ、巻線後に各巻枠の巻軸を回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置させ、コイル整合手段により回転基板を移動させることにより、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に整合するようにすることができる。
【００４２】
本発明のコイル巻線装置においては、前記巻枠連結体が２組並列して配置されており、それぞれの巻枠連結体に回転手段及び導線供給手段が設けられて、２組の巻枠連結体に同時に巻線操作がなされるように構成され、２組の巻枠連結体の各巻枠を、前記回転基板の平面に沿って互いにほぼ平行に配置させたとき、各巻枠に巻き付けられたコイルのループが、前記コイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に、そのまま整合するか、又は前記コイル整合手段により前記回転基板を移動させることによって整合するように構成されていることが更に好ましい。
【００４３】
この態様によれば、２組の巻枠連結体に巻線した後、各巻枠をそれぞれの回転基板の平面に沿ってほぼ平行に配置させ、一対の巻枠からなる場合はそのまま、一対の巻枠が複数組連結された巻枠連結体の場合は更に回転基板を移動させることによって、各巻枠に巻き付けられたコイルのループをコイル受け治具のガイド棒の所定の間隙に整合するようにすることができる。こうして、２組の巻枠連結体に同時に巻線を施すことによって、コイル巻線操作をより高速化することができ、４極以上のコイルを一度に巻線して、コイル受け治具に受け渡すことができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、複数本の導線を並列させて巻き付けるパラ巻線において、巻線されたコイルをステータコアのスロットに挿入したとき、各導線の配列順序に起因する、スロット内でのコイル位置の偏りが転位によって平均化されるので、複数本の導線のインダクタンスがほぼ均一化されて、優れた性能の回転電機を得ることができる。また、途中でコイルの落し込み操作や、渡り線の処理操作等を行うことなく、複数の巻枠に連続して巻線を施すことができるので、サイクルタイムを著しく短くして巻線スピードを高めることができる。また、装置がコンパクト化されると共に、構造が簡略化されるので、装置コストを低減することができる。更に、各巻枠の折り曲げ部が渡り線で連結された状態になるので、渡り線の長さを比較的短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明によるコイル巻線装置の、一実施形態を示す正面図である。
【図２】同コイル巻線装置の平面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢示線に沿った概略断面図である。
【図４】同コイル巻線装置における、回転基板、巻枠、及び回転押え板を示す説明図である。
【図５】同コイル巻線装置における、回転基板及びローラを示す説明図である。
【図６】同コイル巻線装置における、巻枠の配置形状を示す説明図である。
【図７】同コイル巻線装置における、巻枠の構造を示す説明図である。
【図８】同コイル巻線装置において、巻線操作を開始する前の状態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図９】同コイル巻線装置において、導線をクランプに保持させて、巻線を開始する状態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図１０】同コイル巻線装置において、巻線を開始した状態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図１１】同コイル巻線装置において、１つの巻枠に巻線を施した状態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図１２】同コイル巻線装置において、もう１つの巻枠にも巻線を施した状態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図１３】同コイル巻線装置において、巻線操作が終了し、巻き終わり後のリード線を引き出した状態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図１４】同コイル巻線装置において、巻枠の巻軸を回転基板の平面に沿ってほぼ平行に配置し、コイル受け治具へのコイル落し込み操作を開始するときの状態を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。
【図１５】同コイル巻線装置において、コイルをコイル受け治具に受け渡すため、コイル受け治具を上昇させた状態を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図１６】同コイル巻線装置において、巻枠に巻き付けられたコイルをコイル受け治具に落とし込んだ状態を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図１７】同コイル巻線装置において、コイル受け治具を回転させ、次に巻線されるコイルを受けるように、コイル受け治具を位置決めした状態を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図１８】同コイル巻線装置において、リフト装置の押し上げ板を押し上げて、各巻枠を持ち上げた状態を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図１９】同コイル巻線装置において、リフト装置のプッシャを押し上げて、巻枠を同軸的に配置した状態を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図２０】コイル巻線装置において、巻線開始時の状態に復帰した状態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図２１】本発明の他の実施形態によるコイル巻線装置の、巻枠連結体を示す正面図である。
【図２２】同コイル巻線装置の、巻枠連結体に巻線を施した状態を示す説明図である。
【図２３】同コイル巻線装置において、巻枠の巻軸を回転基板の平面とほぼ平行に配置した状態を示す説明図である。
【図２４】同コイル巻線装置における、回転支持枠の支持構造を示す正面断面図である。
【図２５】同コイル巻線装置における、回転支持枠の支持構造を示す側面断面図である。
【図２６】同コイル巻線装置における、回転支持枠の支持構造を示す平面図である。
【図２７】同コイル巻線装置において、各巻枠をコイル受け治具に整合するように移動させた状態を示す説明図である。
【図２８】同コイル巻線装置において、各巻枠をコイル受け治具に整合するように移動させた状態の正面断面図である。
【図２９】同コイル巻線装置において、各巻枠がコイル受け治具に整合するように、移動させた状態の側面断面図である。
【図３０】同コイル巻線装置おける、回転支持枠の支持構造を示す部分拡大平面図である。
【図３１】本発明によるコイル巻線装置の、更に他の実施形態を示す巻枠連結体の平面図である。
【図３２】同コイル巻線装置の巻枠連結体の正面図である。
【図３３】同コイル巻線装置において、各巻枠に導線を巻き付け、コイルを形成した後、各巻枠を回転基板の平面にそれらの巻軸が平行になるように配置させた状態を示す平面図である。
【図３４】同コイル巻線装置において、第１支持板を移動させた状態を示す平面図である。
【図３５】同コイル巻線装置において、第２支持板を移動させた状態を示す平面図である。
【図３６】同コイル巻線装置において、第３支持板を移動させた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１〜図２２は、本発明によるコイル巻線装置の一実施形態が示されている。
図１、２に示されるように、このコイル巻線装置１０は、基台１１を有し、基台１１の上面四隅に支柱１２が立設されている。そして、これらの支柱１２の上端に天板１３が取付けられている。前面側の支柱１２の前面、及び、背面側の支柱１２の背面には、上下方向に沿って上下ガイドレール１４が設置されている。また、支柱１２の前面側及び背面側には、それぞれ左右支持部材１５が上記上下ガイドレール１４に支持されて昇降可能に取付けられている。
【００４７】
左右支持部材１５は、その両側部１５ａを、対応する左右の支柱１２に設けられた上下ガイドレール１４に嵌合して保持されている。また、上下ガイドレール１４と併設して、それぞれの支柱１２にはボールネジ１６が配設されており、このボールネジ１６は、左右支持部材１５の両端部１５ｂに螺挿されている。各ボールネジ１６の上端部には、従動プーリ１７が取付けられている。
【００４８】
図３を併せて参照すると、天板１３には支持板１８を介してモータ１９が設置されており、モータ１９には駆動プーリ２０が装着されている。そして、この駆動プーリ２０と前記従動プーリ１７とが図示しないタイミングベルトによって連結され、モータ１９によりボールネジ１６が回転するようになっている。そして、ボールネジ１６が回転することにより、左右支持部材１５が昇降動作するようになっている。
【００４９】
再び図２を参照すると、左右支持部材１５には、左右ガイドレール２１が取付けられており、この左右ガイドレール２１と平行にボールネジ２２が配設されている。ボールネジ２２は、左右支持部材１５の一端に設けられたモータ２６によって回転するようになっている。
【００５０】
そして、左右支持部材１５には、上記左右ガイドレール２１に嵌合して、左右方向にスライド可能に前後支持部材２３が装着されている。前後支持部材２３は、左右支持部材１５に対してほぼ直角に交差するように、前後に伸びている。また、左右支持部材１５に設けられたボールネジ２２が、前後支持部材２３を螺挿しており、モータ２６の作動によりボールネジ２２が回転することによって、前後支持部材２３が左右方向に移動するようになっている。
【００５１】
更に前後支持部材２３には、前後ガイドレール２４が装着されており、この前後ガイドレール２４とほぼ平行にボールネジ２５が配設されている。ボールネジ２５は、前後支持部材２３の後端に設けられたモータ２７によって回転するようになっている。
【００５２】
再び図３を併せて参照すると、前後支持部材２３には、導線供給装置２８が前記前後ガイドレール２４に沿って前後方向にスライド可能に装着されている。導線供給装置２８には、前記ボールネジ２５が螺挿されており、モータ２７の作動によりボールネジ２５が回転すると、導線供給装置２８が前後方向に移動するようになっている。
【００５３】
導線供給装置２８には、図示しない駆動装置によって回転する供給ローラ２９と、この供給ローラ２９に弾性的に圧接されて、供給ローラ２９との間に導線を挟持するピンチローラ３０とを有している。導線は、図示しないストックリール等から引き出され、図示しないテンション装置や矯正ローラを経て、上記導線供給装置２８の供給ローラ２９とピンチローラ３０との間に挿入されて供給されるようになっている。そして、供給ローラ２９が回転することにより、導線が後述する巻枠連結体５０の方向へ送り出されるようになっている。
【００５４】
再び図１を参照すると、天板１３の左右の下面には前後２箇所にガイドレール３１が配設され、このガイドレール３１に沿ってスライド板３２が、天板１３の中心方向に向けて進退可能に装着されている。また、ガイドレール３１の基部側には、エアシリンダ３３が装着されており、このエアシリンダ３３の作動ロッドがスライド板３２に連結されて、スライド板３２を進退可能に動作させるようになっている。
【００５５】
スライド板３２には、支持板３４が垂下して取付けられている。図１における右側の支持板３４にはモータ３５が取付けられ、このモータ３５の回転軸に回転押え板３６が装着されている。回転押え板３６は、突起３６ａを前面に有している。図１の左側の支持板３４には、前記と同様な回転押え板３６が軸受けを介して回転可能に装着されている。この回転押え板３６の前面にも、突起３６ａが設けられている。左右の回転押え板３６は、それぞれの回転軸心を同一にして、突起３６ａが設けられた前面を対向させるように配置されている。
【００５６】
左側の支持板３４にはロック装置３７が装着されており、このロック装置３７のロックピン３８が、回転押え板３６に対して出没動作するようになっている。これに関連して、左側の回転押え板３６には、上記ロックピン３８が挿入される位置決め孔３６ｂが形成されている。また、左側の支持板３４には、ロータリーシリンダ３９が装着されている。図９に示すように、このロータリーシリンダ３９は、後述する巻枠連結体５０に導線をクランプするクランプ４９を作動させるためのものである。
【００５７】
再び図３を併せて参照すると、天板１３の前後方向下面には、一対の回転支持枠４０が天板１３に対して垂下するように取付けられている。各回転支持枠４０は、図１の正面側から見て、互いに整合するように同一平面上に配置されている。また、回転支持枠４０には円形の開口部４０ｃが設けられ、この開口部４０ｃの周縁に複数のローラ４１が配設されている。また、前記開口部４０ｃには、その一部に分離部４０ｄが設けられ、外部に連通した状態となっている。
【００５８】
そして、上記複数のローラ４１にその外周を支持されて、前記開口部４０ｃ内には回転基板４２が回転可能に保持されている。回転基板４２には、前記回転支持枠４０の分離部４０ｄとほぼ同じ幅で開口する切欠き部４２ａが形成されている。
【００５９】
図４、５、６を参照すると、回転基板４２には、ヒンジ４３を介して一対の巻枠４４が回動可能に取付けられている。各巻枠４４は、回転基板４２の対向面に共通する上記ヒンジ４３によって連結されており、回転基板４２を介してそれぞれの上端面同士を突き合わせて、巻軸を一致させて同軸的に配置された状態と、巻軸を回転基板４２の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態とで、回動可能に支持されている。
【００６０】
図６の実線は、一対の巻枠４４が巻軸を一致させて同軸的に配置された状態を示しており、同図の想像線は、巻軸を回転基板４２の平面に沿ってほぼ平行に配置された状態を示している。図６の想像線で示すように、巻軸を、回転基板４２の平面に沿ってほぼ平行に配置された状態では、各巻枠４４の中心線Ｌは、Ｖ字形をなして交差するように構成されている。これによって、後述するステータコア６５の所定のスロット６６に、巻枠４４の前端部両側面が整合するようになっている。
【００６１】
なお、以後の説明において、巻枠４４の上端面とは、後述するコイル受け治具６０の上方に巻枠４４を配置して、コイル受け治具６０に移し渡すときの状態において、上方に位置する端面を意味し、また、巻枠４４の下端面とは、上記状態において、下方に位置する端面を意味するものとする。
【００６２】
図７に示すように、巻枠４４は、前方巻枠４４ａと後方巻枠４４ｂとで構成されている。前方巻枠４４ａ及び後方巻枠４４ｂの下端面には、それぞれ係合孔４４ｃが形成されている。この係合孔４４ｃには、回転押え板３６の突起３６ａが挿入されるようになっている。また、前方巻枠４４ａの上端面には支持孔４４ｄが形成されている。この支持孔４４ｄには、巻枠４４の巻軸が回転基板４２の平面に沿ってほぼ平行に配置されたとき、後述する図１５に示す支軸７１が挿入されて、巻枠４４がコイル受け治具６０に対して正確な角度で配置されるようにするためのものである。
【００６３】
また、前方巻枠４４ａの下面にはガイド棒挿入孔４４ｅが形成されている。このガイド棒挿入孔４４ｅは、巻枠４４に巻き付けられたコイルをコイル受け治具６０に受け渡すとき、コイル受け治具６０の、例えば、ブレード等のガイド棒が挿入される部分となる。
【００６４】
後方巻枠４４ｂは、支軸４５を介して前方巻枠４４ａに対して傾動可能に支持されている。前方巻枠４４ａ及び後方巻枠４４ｂの対向する面には、それぞれバネ受け４６、４７が形成されており、これらのバネ受け４６、４７の間にバネ４８が介装されて、後方巻枠４４ｂを常に開いた状態に付勢するようになっている。
【００６５】
そして、巻枠４４に巻き付けられたコイルをコイル受け治具６０に受け渡すとき、後述する図１５に示すプッシャ７３によって、後方巻枠４４ｂの上端面を押すことにより、後方巻枠４４ｂは、図７中の想像線に示すように内側に傾動し、巻枠４４に巻き付けられたコイルをコイル受け治具６０に落とし込みやすくしている。この実施形態では、一対の巻枠４４が、ヒンジ４３を介して回転基板４２の対向面に取付けられ、巻枠連結体５０を構成している。
【００６６】
また、この実施形態の場合、巻枠連結体５０は、それぞれの回転基板４２の平面を一致させて、２組平行に配置されており、２組の巻枠連結体５０に対して同時に巻線が施されるようになっている。
【００６７】
再び図１、３を参照すると、基台１１の上面の前後寄り部分には、各巻枠連結体５０に対応して、それぞれリフト装置５１が設置されている。リフト装置５１は、ガイドレール５２によって、基台１１の中央部方向に進退可能に設置されている。そして、リフト装置５１に連結されたエアシリンダ５３により、図３の実線で示す退避位置と想像線で示す動作位置とに移動可能とされている。
【００６８】
図１７、１８、１９を併せて参照すると、リフト装置５１は、エアシリンダ５５によって昇降動作する押し上げ板５４を有している。更に、この押し上げ板５４の両側には、それぞれエアシリンダ５６が設置され、このエアシリンダ５６の作動ロッドが各巻枠４４に向けて進退動作するプッシャ５７をなしている。
【００６９】
図３を参照すると、基台１１の上面中央部にはコイル受け治具６０が設置されている。このコイル受け治具６０は、基台６１と、円筒状のホルダ６２と、このホルダ６２によって保持された複数本のブレード６３及びウェッジガイド６４とで構成されている。
【００７０】
ブレード６３は、その外周面がステータコア６５の対応する内歯６７の内面に当接するように配列されている。このコイル受け治具６０は、そのままコイル挿入治具として機能するものである。但し、コイル受け治具６０として、いわゆるトランスファー治具を用いることもできる。トランスファー治具にコイルを受け渡したときには、このトランスファー治具から更にコイル挿入治具にコイルが受け渡されることになる。
【００７１】
コイル受け治具６０は、図示しない昇降装置によって、巻枠４４に向けて昇降可能に支持されている。図６に示すように、巻枠連結体５０への巻線が終了し、巻枠４４が回転基板４２に対してヒンジ４３を介して回動し、それらの下端面がコイル受け治具６０方向に向いた状態では、各巻枠４４に巻き付けられたコイルが、コイル受け治具６０のブレード６３の所定の間隙に配置されるようになっている。
【００７２】
この実施形態の場合、ブレード６３は、コイルの内側に配置される固定ブレード６３ａと、コイルの外側に配置される可動ブレード６３ｂとで構成されており、コイルが挿入される間隙は、固定ブレード６３ａと可動ブレード６３ｂとの間に設けられる。また、この実施形態では、コイル受け治具６０に合計８極のコイルが挿入されるようになっており、２つの巻枠連結体５０による巻線操作を２回繰り返して行うことによって、合計８極のコイルが形成され、それぞれ対応するブレード６３の間隙に落とし込まれるようになっている。なお、２回目の巻線操作の際に、コイル受け治具６０は、図示しないインデックス装置によって回転し、まだコイルが挿入されていないブレードの間隙が、巻枠４４に整合するように位置決めされる。
【００７３】
コイルを受け取ったコイル受け治具６０は、図示しないコイル挿入装置に運ばれ、そこで図６中の想像線で示すように、ブレード６３の先端部外周にステータコア６５を装着され、コイル挿入装置によるコイル挿入が行われるようになっている。
【００７４】
図１、７、１５を参照すると、天板１３の中央部上面にはエアシリンダ７０が設置されており、このエアシリンダ７０の作動ロッドは、天板１３を貫通して下方に伸び、その先端部に一対の支軸７１が取付けられている。この支軸７１は、図７に示した巻枠４４の支持孔４４ｄに挿入され、巻枠４４をコイル受け治具６０に対して正確な角度で支持するようになっている。
【００７５】
更に天板１３上には、各巻枠４４の下端面が下方に向いた状態において、後方巻枠４４ｂの上方に位置する部分に、それぞれエアシリンダ７２が設置されており、このエアシリンダ７２の作動ロッドに取付けられたプッシャ７３は、天板１３を貫通して下方に延出され、図１５に示すように後方巻枠４４ｂの上端面を押圧し、図７の想像線で示すように後方巻枠４４ｂを内側に傾動させるようになっている。なお、従来の巻線装置と同様に、このコイル巻線装置１０においても、図示しないコイル払い落とし板が設けられており、各巻枠４４に巻き付けられたコイルをコイル受け治具６０に落とし込むときに、上記コイル払い落とし板が下降して、各巻枠４４に巻き付けられたコイルを強制的にコイル受け治具６０に落とし込むようになっている。
【００７６】
次に、このコイル巻線装置１０を用いた巻線方法について、図８〜２０を参照して説明する。
【００７７】
図８に示すように、巻線開始時においては、一対の巻枠４４がそれらの上端面を回転基板４２の対向する面に当接させて、巻軸を一致させて同軸的に配置され、各巻枠４４の下端面には、左右からそれぞれ回転押え板３６が当接し、各回転押え板３６の突起３６ａが、巻枠４４の係合孔４４ｃに挿入されることによって回転押え板３６と一体化される。
【００７８】
こうして、一対の巻枠４４が回転基板４２を介して、それらの両側が回転押え板３６で押えられて、剛体化した巻枠連結体５０を構成する。一方、図示しない導線リール等から繰り出された複数本の導線が互いに平行に並列されて、導線供給装置２８の供給ローラ２９（図３参照）とピンチローラ３０との間に挿通保持される。
【００７９】
次に図９に示すように、モータ２６が作動し、ボールネジ２２が回転して、前後支持部材２３が図中右方向にやや移動し、導線供給装置２８が一方の回転押え板３６に整合する位置で停止する。そして、供給ローラ２９の回転により導線供給装置２８から押し出された導線Ｗが、ロータリーシリンダ３９の作動によりクランプ４９に固定される。
【００８０】
次いで図１０に示すように、モータ３５の作動により巻枠連結体５０が回転し、それと共にモータ２６の作動により、前後支持部材２３が図中右方向へ少しずつ移動する。その結果、巻枠連結体５０には、導線Ｗが螺旋状に巻き付けられていく。
【００８１】
図１１に示すように、導線Ｗが巻枠連結体５０の図中左側の巻枠４４に巻き付けられると、回転基板４２を通過して、導線Ｗが右側の巻枠４４に巻き付けられ始める。このとき、図５に示すように、導線Ｗは、回転支持枠４０の分離部４０ｄと回転基板４２の切欠き部４２ａを通って、右側の巻枠４４に巻き移るため、導線Ｗが回転基板４２の周面に乗り上げることが防止される。その結果、回転基板４２が回転しても、導線Ｗが回転基板４２とローラ４１とに挟まれて損傷することを防止できる。なお、回転基板４２の外周には、複数のローラ４１が配置されているため、切欠き部４２ａが一つのローラ４１に面しても、他のローラ４１によって回転可能に保持されることになる。
【００８２】
図１２に示すように、導線Ｗが右側の巻枠４４の下端面にまで巻き付けられると、前後支持部材２３の移動が停止し、それと共にモータ３５が停止して、巻枠連結体５０の回転が停止する。このとき、巻枠連結体５０の回転停止位置は、図示しないセンサーによって所定位置でなされるようになっている。
【００８３】
図１３に示すように、巻枠連結体５０の回転が所定位置で停止すると、ロック装置３７のロックピン３８が押出され、巻枠４４を支持する図中左側の回転押え板３６の、位置決め孔３６ｂに挿入される。こうして、巻枠連結体５０の回転角度が正確に規定されることになる。
【００８４】
また、モータ２７の作動によってボールネジ２５が回転し、導線供給装置２８が前後ガイドレール２４に沿って所定距離だけ後退する。この導線供給装置２８の後退位置によって、右側の巻枠４４から引き出された渡り線Ｗ´の長さを調整することができる。
【００８５】
次に図１４に示すように、左右一対の回転押え板３６がエアシリンダ３３の作動によって後退し、左右一対の巻枠４４がヒンジ４３を介して回動し、それらの下端面が下方を向くように配置される。このとき、図１に示すエアシリンダ７０の作動により、図１４の支軸７１が下降し、図７に示した支持孔４４ｄに挿入されることにより、巻枠４４の向きがコイル受け治具６０のブレード６３と正確に整合するように角度規制される。
【００８６】
次に図１５に示すように、図示しない昇降装置によりコイル受け治具６０が上昇し、対応するブレード６３が、図７に示した巻枠４４のガイド棒挿入孔４４ｅに挿入される。この状態で図１に示すエアシリンダ７２が作動し、図１５に示すプッシャ７３が下降して、図７に示す後方巻枠４４ｂの上端面を押圧し、後方巻枠４４ｂを前方巻枠４４ａに向けて傾動させる。その結果、巻枠４４に巻き付けられたコイルは、巻枠４４の下方に落下しやすくなる。
【００８７】
更に図示しないコイル払い落とし板が下降し、各巻枠４４に巻き付けられたコイルを対応するブレード６３の間隙に落とし込んで、コイル受け治具６０に受け渡す。この場合、この実施形態では、一対の巻枠連結体５０に同時に巻線が施されるため、合計４つの巻枠４４にコイルが巻き付けられることになり、それぞれのコイルが、図６の想像線で示す巻枠４４の外周に沿って、対応するブレード６３の所定の間隙に落とし込まれることになる。
【００８８】
こうして、コイル受け治具６０へのコイルの受け渡しが終了すると、図１６に示すようにコイル受け治具６０が元の位置に下降する。更にコイル受け治具６０は、図示しない駆動手段によってほぼ９０度回動し、コイルＣが挿入されていないブレード６３が、一対の巻枠連結体５０の方向に向くように配置される。したがって、次の巻線操作の際に形成されるコイルは、ブレード６３のコイルが挿入されていない間隙に挿入され、合計８極のコイルがコイル受け治具６０に受け渡されることになる。
【００８９】
図１７は、上記のようにコイル受け治具６０が回動して、既に形成されたコイルＣが９０度回動した位置に移動し、次のコイルが挿入されるべきブレード６３の間隙が、対応する巻枠４４の下方に位置するように設置された状態が示されている。
【００９０】
この状態で図３に示したエアシリンダ５３が作動し、リフト装置５１が巻枠連結体５０の下方に移動する。図１８に示すように、この状態でエアシリンダ５５が作動し、押し上げ板５４が上昇して、回転基板４２にヒンジ４３を介して連結された、一対の巻枠４４を押し上げる。
【００９１】
更に図１９に示すように、エアシリンダ５６の作動により、プッシャ５７が上昇し、巻枠４４を更に押し上げて、それらの上端面が回転基板４２の対向面に当接し、それぞれの巻軸が一致して、同軸的に配置された状態とする。
【００９２】
更に図２０に示すように、エアシリンダ３３の作動により、回転押え板３６が巻枠４４の下端面に当接する位置まで押し出される。このとき、回転押え板３６の突起３６ａが巻枠４４の係合孔４４ｃに挿入され、回転押え板３６と巻枠４４とが一体化される。こうして、一対の巻枠４４が、回転基板４２を介して同軸的に配置されて剛体となり、図８に示した巻線開始状態に戻る。
【００９３】
そして、次の巻線が開始され、前述したように、次の巻線によって形成されたコイルは、コイル受け治具６０の、まだコイルが挿入されていないブレード６３の所定の間隙に挿入され、合計８極のコイルが形成されて、コイル受け治具６０に挿入されることになる。
【００９４】
こうして、コイル受け治具６０に挿入されたコイルは、この実施形態の場合、コイル受け治具６０がコイル挿入治具をなしているため、そのままコイル挿入装置へ運ばれ、コイル挿入装置において、ブレード６３の先端部にステータコア６５が装着され、コイル挿入装置のストリッパーによりコイルが押し上げられて、ステータコア６５の対応するスロット６６に挿入されることになる。
【００９５】
このとき、複数本の並列された導線のうち、巻枠４４の下方に位置する導線は、スロット６６の内径側に位置し、巻枠４４の上方に位置する導線は、スロット６６の外径側に位置する傾向がある。
【００９６】
一方、図１５（ａ）及び図１６（ａ）の左側に位置する巻枠４４に巻き付けられる導線は、巻枠４４の下方から上方に向けて巻線が施されており、右側に位置する巻枠４４に巻き付けられる導線は、巻枠４４の上方から下方に向けて巻線が施されていて、左側の巻枠４４において下方に位置した導線は、右側の巻枠４４においては上方に位置するようになり、導線の配列が逆転した状態となる。
【００９７】
そして、巻枠４４からコイル受け治具６０に落とし込まれたコイルは、コイル挿入装置によって、ステータコア６５の所定のスロット６６に挿入されるとき、前記と同様に巻枠４４の下方に位置する導線が、スロット６６の内径側に位置し、巻枠４４の上方に位置した導線がスロット６６の外径側に位置するように挿入される傾向がある。
【００９８】
結果として、一本の導線について見たとき、左側の巻枠４４に巻き付けられて、ステータコア６５のスロット６６に挿入されたときの配置傾向と、右側の巻枠４４に巻き付けられて、コイル受け治具６０に落とし込まれ、ステータコア６５のスロット６６に挿入されたときの配置傾向とは、逆転した傾向になり、両コイルを通して見ると、各導線ごとのステータコア６５のスロット６６内における位置の偏りが平均化され、各導線のインダクタンスがほぼ均一化されることになる。
【００９９】
このようにコイルの向きを、逆転させてスロットに挿入することを、いわゆる転位と呼んでいるが、本発明のコイル巻線装置１０によれば、特別な付加的な操作や構造を要することなく、上記転位をもたらすことができ、それによって優れた性能の回転電機を提供することができる。
【０１００】
また、本発明のコイル巻線装置１０においては、巻線時に一対の巻枠４４が、その両側を回転押え板３６で押えられて剛体となるので、巻枠連結体５０を高速で回転させ、巻線速度を高めることができる。また、回転基板４２を介して、巻軸を一致させて同軸的に配置された一対の巻枠４４には、巻線を連続して施すことができ、一つの巻枠４４から他方の巻枠４４に渡るときに、巻線操作を中断する必要がない。更に端面同士を突き合わせた一方の巻枠４４から他方の巻枠４４へ渡り線が移動するため、渡り線の長さを短くすることができる。
【０１０１】
また、巻線後に巻枠４４を回動させて、コイル受け治具６０にコイルを落とし込むように上下に並列して配置させた状態では、渡り線は、一方の巻枠４４の上端面から他方の巻枠４４の上端面に移動する状態となるため、渡り線の長さを長くする必要もない。
【０１０２】
更に、複数本の導線をボビン等に予め巻き取っておいたり、ボビンから引き出した導線をフライヤ等により巻線したりする構造が必要ないため、装置をコンパクトにすることができ、製造コストも低減することができる。
【０１０３】
更にまた、図１３で説明したように、巻き終わり後の導線供給装置２８の後退量を適宜設定することによって、巻き終わりリード線の長さを自由に変更することができる。
【０１０４】
更にまた、コイルをステータコア６５に挿入したとき、各リード線はステータコア６５の同じ側の端面から取り出されるので、リード線処理作業が容易となる。
【０１０５】
そして、この実施形態においては、巻枠連結体５０を２組並列して配置し、２つの巻枠連結体５０に同時に巻線を施すので、巻線作業を更に高速化することができる。
【０１０６】
図２１〜図３２には、本発明によるコイル巻線装置の他の実施形態が示されている。この実施形態は、全体的な構成は前記実施形態と同じであり、巻枠連結体と、その支持構造だけが相違するので、各図には、その要部だけを示すことにする。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略することにする。
【０１０７】
図２１〜図２３に示すように、このコイル巻線装置１０ａの巻枠連結体５０ａは、回転基板４２を介して連結された一対の巻枠４４からなる連結体が、中間回転板７５を介して２組連結されるように構成されている。
【０１０８】
回転基板４２にヒンジ４３を介して連結された一対の巻枠４４が、それらの上端面を回転基板４２の対向面に当接させて、それらの回転軸を一致させて、同軸的に配置された状態（図２１，２２参照）と、それらの巻軸が回転基板４２の平面に沿ってほぼ平行に配置された状態（図２３参照）とで、回動可能に支持されている点は前記実施形態と同様である。しかし、この実施形態では、上記一対の巻枠４４と、一つの回転基板４２からなる連結体が、中間回転板７５を介して２組、同軸的に配置されている点が異なっている。
【０１０９】
各巻枠４４が、それらの上端面を対応する回転基板４２の対向面に当接させて、同軸的に配置された状態では、中間回転板７５の対向面に、その両側に位置する巻枠４４の下端面が当接し、更に両端に位置する巻枠４４の下端面に、回転押え板３６が当接するようになっている。こうして４つの巻枠４４を、巻軸を一致させて同軸的に配置し、それらの両端部を一対の回転押え板３６で保持して、４つの巻枠４４に連続して巻線を施すことができる。
【０１１０】
なお、図示していないが、この実施形態では、上記４つの巻枠４４を連結してなる巻枠連結体５０ａが２組平行に配置され、２つの巻枠連結体５０ａに同時に巻線が施され、１つのサイクルで合計８つの巻枠に巻線されるようになっている。このように、巻枠連結体を２組平行に配置して、それぞれの巻枠連結体に同時に巻線を施して巻線スピードを高めることができるが、導線を２つの巻枠連結体に順次巻き付けて連続して巻き付けることにより、多数の巻枠に連続して巻線を施すこともできる。更に、装置コストを低減させる場合には、巻枠連結体５０ａを１つだけ設け、１つの巻枠連結体５０ａに巻線を施す作業を２回繰り返すことにより、合計８つの巻枠に巻線されるようにしてもよい。
【０１１１】
各巻枠連結体５０ａの各巻枠４４を、それらの下端面がコイル受け治具６０側に向くように回動させたとき、それらの配置は図２３で示すような位置となる。この状態では、各巻枠４４に巻き付けられたコイルは、コイル受け治具６０のブレード６３の所定の間隙に対応しておらず、各巻枠４４がコイル受け治具６０のホルダ６２の所定の間隙に整合するように、巻枠４４を移動させる必要がある。この移動は、回転基板４２を保持する回転支持枠４０（図２５参照）を移動させることによって行われる。
【０１１２】
図２４及び図２５に示すように、回転支持枠４０は、天板１３の下面に配設された支持板７６を介して取付けられている。支持板７６はガイド溝７６ａを有し、このガイド溝７６ａに回転支持枠４０に取付けられたガイドローラ７７が嵌合して保持されている。ガイドローラ７７は、ガイド溝７６ａに沿って移動可能とされている。
【０１１３】
図２６を併せて参照すると、天板１３の下面には、エアシリンダ７８が取付けられており、その作動ロッド７９の先端が、回転ホルダ８０を介して、回転支持枠４０に取付けられた支軸８１に連結されている。すなわち、回転支持枠４０は、エアシリンダ７８の作動ロッド７９と、ガイド溝７６ａに嵌合するガイドローラ７７とによって、支持板７６の下面に取付けられている。
【０１１４】
図２３〜図２６は、巻枠連結体５０ａに巻線が施され、各巻枠４４が回転基板４２の平面に沿ってそれらの巻軸をほぼ平行にされた状態を示しているが、この状態において、各回転支持枠４０及び回転基板４２は、巻枠連結体５０ａの巻軸に対して垂直に配置されている。
【０１１５】
図２７〜図３０は、エアシリンダ７８を作動させて、回転支持枠４０を移動させた状態を示している。すなわち、エアシリンダ７８の作動ロッド７９を延出させると、その先端にある回転ホルダ８０が押し出され、回転支持枠４０の支軸８１が押し出される。
【０１１６】
しかしながら、回転支持枠４０の一端にはガイドローラ７７が設けられ、このガイドローラ７７がガイド溝７６ａに嵌合しているため、各回転支持枠４０は、図２７及び図３０に示すように、その一端がコイル受け治具６０の中心に向かうように移動し、各回転支持枠４０がほぼ９０度の角度をなして放射状に配列される。
【０１１７】
その結果、回転支持枠４０に保持されている回転基板４２を介して連結された各巻枠４４は、それぞれほぼ４５度の角度をなして放射状に配列される。そして、各巻枠４４の前端部両側縁が、コイル受け治具６０のブレード６３の所定の間隙に整合するように配置される。
【０１１８】
したがって、この状態で各巻枠４４に巻線されたコイルを、コイル受け治具６０に落とし込むことにより、合計８極のコイルを、コイル受け治具６０に落とし込んで保持させることができる。
【０１１９】
この実施形態のコイル巻線装置１０ａによれば、各巻枠連結体５０ａによって、４つのコイルを連続して巻線することができ、巻線速度を更に向上させることができると共に、コイルの結線箇所を少なくすることができる。
【０１２０】
図３１〜図３６には、本発明によるコイル巻線装置の更に他の実施形態が示されている。なお、この実施形態においても、巻枠連結体の構造を除く部分は、前記各実施形態と同様であるため、図面にはその要部だけを示し、前記実施形態と共通する部分には、同符号を付してその説明を省略することにする。
【０１２１】
図３１及び図３２に示すように、この巻枠連結体５０ｂは、回転基板４２を介して連結された一対の巻枠４４が、合計４組、同軸的に連結可能に配列されて構成されている。各組の巻枠４４同士が当接する部分には、前記実施形態と同様に中間回転板７５が配置されている。その結果、この実施形態の巻枠連結体５０ｂは、合計８つの巻枠４４を同軸的に連結可能に構成されている。
【０１２２】
図３１及び図３２における実線は、各巻枠４４をそれらの巻軸を一致させて、同軸的に配置された状態を示し、同図の想像線は、各巻枠４４をそれらの巻軸が回転基板４２の平面に沿って互いにほぼ平行に配置された状態を示している。したがって、この実施形態においては、合計８つの巻枠４４を同軸的に配置させた状態で、その一端から他端に向けて８つの巻枠４４に連続して巻線を施すことができる。
【０１２３】
図３３は、巻枠連結体５０ｂに巻線を施し、各巻枠４４を回転基板４２の平面に沿って、それらの巻軸を平行に配置させた状態を示している。各巻枠４４を支持する合計４つの回転基板４２は、巻枠連結体５０ｂの巻軸に対してほぼ垂直にかつ互いに平行に配置されている。この状態では、各巻枠４４は、コイル受け治具６０のブレード６３の所定の間隙に整合するように配置されていないので、前記実施形態と同様に、回転支持枠４０を移動させて、各巻枠４４をコイル受け治具６０に整合させる必要がある。
【０１２４】
この移動手段について説明すると、巻枠連結体５０ｂの中心に配置された中間回転板７５ａの両側には、２つの回転支持枠４０ａ、４０ｂと、それらの間に配置された１つの中間回転板７５ｂとがそれぞれ配置されている。この実施形態では、上記左右にある２つの回転支持枠４０ａ、４０ｂと１つの中間回転板７５ｂとが、第１支持板８５、第２支持板８６、第３支持板８７によって支持されている。
【０１２５】
第１支持板８５は、図示しない天板１３の下面に、後述する態様で移動可能に取付けられている。第１支持板８５には、巻枠連結体５０ｂの中心に配置された中間回転板７５ａの両側に位置する回転支持枠４０ａが取付けられると共に、第２支持板８６が、第１支持板８５に対して後述する態様で移動可能に取付けられている。第２支持板８６には、両側の中間回転板７５ｂが取付けられると共に、第２支持板８６に対して第３支持板８７が後述する態様で移動可能に取付けられている。そして、この第３支持板８７に、最も外側に位置する回転支持枠４０ｂが取付けられている。
【０１２６】
そして、この実施形態では、各巻枠４４に巻き付けられたコイルをコイル受け治具６０に整合させるため、上記各支持板８５、８６、８７が次のように動作する。
【０１２７】
図３４に示すように、まず第１支持板８５が移動し、内側の回転支持枠４０ａを、中心に配置された中間回転板７５ａに対して、ほぼ４５度の角度をなすように移動させる。その結果、各回転支持枠４０ａの回転基板４２に支持された、それぞれの巻枠４４は、コイル受け治具６０のブレード６３の所定の間隙に、それらの前端部両側が整合するように配置され、各巻枠４４に巻き付けられたコイルが上記間隙に整合する位置となる。
【０１２８】
次いで図３５に示すように、第１支持板８５に対して第２支持板８６が移動し、第２支持板８６に取付けられた中間回転板７５ｂが、上記回転支持枠４０ａに対してほぼ４５度の角度をなすように配置される。その結果、各中間回転板７５ｂは、中心に配置された中間回転板７５ａに対して、９０度の角度をなして放射状に配置される。
【０１２９】
更に、図３６に示すように、第２支持板８６に対して第３支持板８７が移動し、第３支持板８７に取付けられた回転支持枠４０ｂが、中間回転板７５ｂに対してほぼ４５度の角度をなすように配置される。その結果、各回転支持枠４０ｂの回転基板４２に支持された巻枠４４が、コイル受け治具６０のブレード６３の所定の間隙に、それらの前端面両側部を整合させるように配置される。
【０１３０】
その結果、各巻枠４４に巻き付けられたコイルが、上記ブレード６３の所定の間隙に整合する。こうして、合計８つの各４４に巻き付けられたコイルが、コイル受け治具６０のブレード６３の対応する間隙に整合するように配置され、以後は前記実施形態と同様にして、コイルがコイル受け治具６０のブレード６３の所定の間隙に落とし込まれる。
【０１３１】
このようにこの実施形態によれば、合計８つの巻枠４４を同軸的に連結可能に配置した巻枠連結体５０ｂを用いることにより、８つの巻枠４４に連続して巻線を施すことができ、それぞれの巻枠４４に巻き付けられたコイルを、コイル受け治具６０のブレード６３の対応する所定の間隙に整合させて、コイル受け治具６０に落とし込むことが可能となる。その結果、巻線操作を高速で行うことができると共に、リード線の取出しを２箇所で行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０，１０ａ，１０ｂ  コイル巻線装置
１１  基台
１２  支柱
１３  天板
１４  上下ガイドレール
１５  左右支持部材
１５ａ  両側部
１５ｂ  両端部
１６  ボールネジ
１７  従動プーリ
１８  支持板
１９  モータ
２０  駆動プーリ
２１  左右ガイドレール
２２  ボールネジ
２６  モータ
２３  前後支持部材
２４  前後ガイドレール
２５  ボールネジ
２７  モータ
２８  導線供給装置
２９  供給ローラ
３０  ピンチローラ
３１  ガイドレール
３２  スライド板
３３  エアシリンダ
３４  支持板
３５  モータ
３６  回転押え板
３６ａ  突起
３６ｂ  位置決め孔
３７  ロック装置
３８  ピン
３９  ロータリーシリンダ
４０  回転支持枠
４０ａ  開口部
４１  ローラ
４２  回転基板
４２ａ  切欠き部
４３  ヒンジ
４４  巻枠
４４ａ  前方巻枠
４４ｂ  後方巻枠
４４ｃ  係合孔
４４ｄ  支持孔
４４ｅ  ガイド棒挿入孔
４５  支軸
４６，４７  バネ受け
４８  バネ
４９  クランプ
５０，５０ａ，５０ｂ  巻枠連結体
５１  リフト装置
５２  ガイドレール
５３  エアシリンダ
５４  押し上げ板
５５  エアシリンダ
５６  エアシリンダ
５７  プッシャ
６０  コイル受け治具（コイル挿入治具）
６１  基台
６２  ホルダ
６３  ブレード
６４  ウェッジガイド
６５  ステータコア
６６  スロット
６７  内歯
６３ａ  固定ブレード
６３ｂ  可動ブレード
７０  エアシリンダ
７１  支軸
７２  エアシリンダ
７３  プッシャ
７５  中間回転板
７６  支持板
７６ａ  ガイド溝
７７  ガイドローラ
７８  エアシリンダ
７９  作動ロッド
８０  回転ホルダ
８１  支軸
８５  第１支持板
８６  第２支持板
８７  第３支持板
Ｗ  導線
Ｗ’  渡り線
Ｃ  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010246236.tif 000012
【図１１】
2010246236.tif 000013
【図１２】
2010246236.tif 000014
【図１３】
2010246236.tif 000015
【図１４】
2010246236.tif 000016
【図１５】
2010246236.tif 000017
【図１６】
2010246236.tif 000018
【図１７】
2010246236.tif 000019
【図１８】
2010246236.tif 000020
【図１９】
2010246236.tif 000021
【図２０】
2010246236.tif 000022
【図２１】
2010246236.tif 000023
【図２２】
2010246236.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2010246236.tif 000026
【図２５】
2010246236.tif 000027
【図２６】
2010246236.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2010246236.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
2010246236.tif 000033
【図３２】
2010246236.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2010246236.tif 000036
【図３５】
2010246236.tif 000037
【図３６】
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