(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する巻枠に導線を巻き付けることによりコイルを形成する巻線機において、
導線固定用のクランプ装置を有し、該クランプ装置が、
導線の先端付近の所定クランプ部位を巻枠に固定する固定手段と、
前記クランプ部位から先端側の導線部分を巻枠回転方向に屈曲させる屈曲手段と、
を含み、導線の先端部を巻枠回転方向に屈曲した状態で巻枠に固定することを特徴とする巻線機。
【請求項２】
請求項１に記載の巻線機において、
前記固定手段と前記屈曲手段が一体化され、導線上の同一部位を固定かつ屈曲させることを特徴とする巻線機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の巻線機において、
前記先端部を固定するクランプ位置は、前記巻枠の導線巻付け面から巻枠回転軸方向にオフセットした位置に設定されていることを特徴とする巻線機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の巻線機において、
導線の先端部をクランプ位置に導く導線誘導手段を含むことを特徴とする巻線機。
【請求項５】
請求項４に記載の巻線機において、
前記巻枠は導線巻付け面の端部に巻枠フランジを有し、
前記クランプ位置は前記巻枠フランジに設けられ、
前記導線誘導手段は、前記巻枠フランジに設けられ、前記クランプ位置へ続く誘導溝を含み、巻枠へ供給された導線は前記誘導溝を通って前記クランプ位置に達することを特徴とする巻線機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の巻線機において、
前記巻枠に対して巻枠回転方向に相対移動して導線を前記巻枠に押し付けるクランプ部材を有し、
前記クランプ部材は、アクチュエータによってクランプ開放方向に駆動され、かつ、弾性部材によって締め付け方向に付勢されることを特徴とする巻線機。
【請求項７】
請求項６に記載の巻線機において、
前記弾性部材はばねであることを特徴とする巻線機。
【請求項８】
請求項１に記載の巻線機において、
前記固定手段と前記屈曲手段が一体化されており、前記固定手段が導線の前記クランプ部位を固定するとき、前記屈曲手段が前記クランプ部位よりも先端側の部分に作用して導線を屈曲させることを特徴とする巻線機。
【請求項９】
請求項８に記載の巻線機において、
前記屈曲手段は、巻枠回転方向に回動して導線に当接し屈曲させる屈曲用回動部材を含むことを特徴とする巻線機。
【請求項１０】
請求項９に記載の巻線機において、
さらに、前記屈曲用回動部材とともに回動して導線に当接し固定するクランプ部材が設けられていることを特徴とする巻線機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の巻線機において、
前記クランプ部材は、前記屈曲用回動部材の回動軸に偏心して設けられていることを特徴とする巻線機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の巻線機において、
前記屈曲用回動部材が回動するときに前記クランプ部材および前記屈曲用回動部材により導線を押し付けられる押付け面であって、所定の屈曲形状に対応する押付け面を有する屈曲台部材を含むことを特徴とする巻線機。
【請求項１３】
請求項１２に記載の巻線機において、
前記屈曲用回動部材がクランプ開放状態にあるとき、導線を巻枠回転方向に変形せずとも、巻枠に向けて導かれた導線が、前記クランプ部材と前記屈曲台部材との間を通過するように、前記クランプ部材および前記屈曲台部材が構成されていることを特徴とする巻線機。
【請求項１４】
請求項１１〜１３に記載の巻線機において、
前記屈曲用回動部材をクランプ締付け方向に付勢する弾性部材と、
前記屈曲用回動部材を前記クランプ締付け方向と反対のクランプ開放方向に回動させるクランプ用アクチュエータと、
を含むことを特徴とする巻線機。
【請求項１５】
請求項１１〜１３に記載の巻線機において、
前記屈曲用回動部材をクランプ締付け状態位置から所定の開閉境界位置までの締付け側回動領域ではクランプ締付け方向に付勢し、かつ、前記開閉境界位置を越えた開放側回動領域では前記クランプ締付け方向と反対のクランプ開放方向に付勢する開閉用弾性部材が設けられていることを特徴とする巻線機。
【請求項１６】
請求項１５に記載の巻線機において、
前記開閉用弾性部材は、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置にあるときに弾性変形量が最大になり、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置から両側に離れるにしたがって弾性変形量が少なくなるように設けられていることを特徴とする巻線機。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の巻線機において、
前記開閉用弾性部材は、引張り力によって前記屈曲用回動部材を付勢するばねであり、
前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置にあるときにばね長さが最も長くなるように、ばねの一端が前記屈曲用回動部材に取り付けられていることを特徴とする巻線機。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれかに記載の巻線機において、
前記締付け側回動領域および前記開放側回動領域の双方において、前記開閉用弾性部材の付勢方向と反対方向に前記屈曲用回動部材を回転させるクランプ用アクチュエータを有することを特徴とする巻線機。
【請求項１９】
請求項１８に記載の巻線機において、
前記クランプ用アクチュエータは往復動部材を有し、前記締付け側回動領域では往復動部材が一方向に移動して前記屈曲用回動部材をクランプ開放方向に回転させ、前記開放側回動領域では前記往復動部材が他方向に移動して前記屈曲用回動部材をクランプ締付け方向に回転させることを特徴とする巻線機。
【請求項２０】
請求項１９に記載の巻線機において、
前記往復動部材は、その往復動作によって、クランプ開放方向とクランプ締付け方向の両側から前記屈曲用回動部材に当接する形状を有することを特徴とする巻線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する巻枠に導線を巻き付けてコイルを形成する巻線機に関し、特に、導線の先端部を巻枠にクランプする部分の好適な構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機や発電機などの回転電機において、高出力化のためにコイルの巻き回数を増加することが行われるが、単純にこの回数を増加すると回転電機の大型化を招く。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コイルを形成する導線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。占積率を高めるとは、すなわち導線を隙間なく配列することであり、このために導線を整列させて巻くコイル成形方法およびコイル成形装置が開発されている。このような装置に、特開平７−１８３１５２号公報がある。
【０００３】
また、占積率を向上するためには平角導線を用いることが効果的である。平角導線とは四角形の断面積を有する導線である。円形断面の導線を用いるのと比較して、平角導線を用いることにより、さらに導線間の隙間を小さくできる。
【０００４】
このようなコイル成形は、回転電機の磁極またはこれに相当する形状を有する巻枠（芯金）に、導線を一列ずつ隣接する導線と隙間を空けずに巻き、コイルの全長分を巻き終わると、その上の層を同様に巻き付け、所定数の層を形成して行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のコイル成形においては、まず最初に導線の先端部が巻枠に固定される。導線固定用のクランプ構造は、例えば特開平９−３２０８８１号公報に開示されている。
【０００６】
ここで、クランプ時、導線の先端から適当な長さ（余裕長さ）の部分が巻枠には巻かれないように、導線を固定することが好適である。この巻枠に巻かれない部分は、接続部として機能し、例えばコイル同士の接続やコイル−電源間の接続に用いられる。そのため、接続部は、コイルの接続形態に応じた適当な長さをもつ必要がある。しかしながら、上記特開平９−３２０８８１号公報に示されるような従来構造では、接続部を十分に長くとれない場合がある。
【０００７】
またクランプ構造においては、導線先端部が巻枠に確実に固定される必要がある。何故なら、導線を巻き付けるために巻枠を回転するとき、導線には大きな張力が作用するからである。特に、比較的剛性の高い導線を巻枠に隙間なく整列させるためには、大きな張力を導線に与えることが必要である。このような大きな張力を考慮すると、できるだけ確実に導線を巻枠にクランプすることが望まれる。例えば、本出願人による特願平１１−６２６９０号には、楔作用を利用して導線を巻枠にクランプする装置が開示されており、この技術により導線を確実にクランプできる。しかし、他にも適当な導線クランプ構造を提供することが望まれる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、導線の先端の接続部を十分に長くとれるようなクランプ構造を有する巻線機を提供することにある。
【０００９】
また本発明の目的の一つは、導線の先端を確実に巻枠にクランプできる巻線機を提供することにある。
【００１０】
また本発明の目的の一つは、導線のクランプを自動的に行うことができる巻線機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、回転する巻枠に導線を巻き付けることによりコイルを形成する巻線機において、導線固定用のクランプ装置を有し、該クランプ装置が、導線の先端付近の所定クランプ部位を巻枠に固定する固定手段と、前記クランプ部位から先端側の導線部分を巻枠回転方向に屈曲させる屈曲手段と、を含む。本発明によれば、導線の先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態で巻枠に固定される。したがって導線先端の接続部を長く設定したとしても、巻枠回転の際に妨げとならないように導線先端部を配置でき、これにより接続部の延長が可能となる。
【００１２】
なお、導線を屈曲させる方向としての巻枠回転方向とは、本発明では、巻枠回転軸の周りを回る方向を意味しており、巻枠の実際の回転と一致する方向と、反対方向とのどちらでもよい。
【００１３】
本発明の好ましい一態様においては、前記固定手段と前記屈曲手段が一体化され、導線上の同一部位を固定かつ屈曲させる。本発明によれば、導線の先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態で巻枠に固定されるので、導線が確実に巻枠に固定され、大きな張力が導線に作用しても導線が外れるのを回避できる。
【００１４】
好ましくは、前記先端部を固定するクランプ位置は、前記巻枠の導線巻付け面から巻枠回転軸方向にオフセットした位置に設定されている。これにより、導線先端部分と後続する導線部分との干渉、すなわち導線巻付け面に巻き付く導線部分との干渉が回避されるので、巻付け動作が円滑に行われる。
【００１５】
また好ましくは、巻線機は、導線の先端部を前記クランプ位置に導く導線誘導手段を含む。この態様によれば、導線の先端部が導線誘導手段によって自動的にクランプ位置に導かれて、クランプ位置で固定される。したがって導線を巻枠にクランプするための手作業を減らすことができる。
【００１６】
また好ましくは、前記巻枠は導線巻付け面の端部に巻枠フランジを有し、前記クランプ位置は前記巻枠フランジに設けられ、前記導線誘導手段は、前記巻枠フランジに設けられ、前記クランプ位置へ続く誘導溝を含み、巻枠へ供給された導線は前記誘導溝を通って前記クランプ位置に達する。この態様によれば、フランジ部に溝を設けるという簡単な構成により、自動クランプが実現される。
【００１７】
また好ましくは、前記巻枠に対して巻枠回転方向に相対移動して導線を前記巻枠に押し付けるクランプ部材を有し、前記クランプ部材は、アクチュエータによってクランプ開放方向に駆動され、かつ、弾性部材によって締め付け方向に付勢される。弾性部材としては、例えば、ばねが好適である。
【００１８】
この態様によれば、弾性部材の弾性力によって導線がクランプされ、アクチュエータによりクランプが開放される。すなわち巻枠回転中は、弾性部材の機能で導線がクランプされる。巻枠が停止しているときにアクチュエータが機能してクランプを開放する。巻枠回転中にはアクチェータが機能しなくてもよいので、アクチュエータは巻枠とともに回転しなくてもよい。アクチュエータを回転部に搭載しなくてよいので、装置の複雑化を回避できる。また回転部の重量を低減でき、巻枠回転モータの負荷を軽減できる。
【００１９】
本発明のもう一つの好ましい一態様においては、前記固定手段と前記屈曲手段が一体化されており、前記固定手段が導線の前記クランプ部位を固定するとき、前記屈曲手段が前記クランプ部位よりも先端側の部分に作用して導線を屈曲させる。本発明によれば、固定手段と屈曲手段が一体化されているので、クランプと屈曲を一つの動作で行える。さらに、屈曲手段がクランプ部位より先端側の部分に作用して導線を屈曲させるので、導線先端のより長い部分を巻枠回転の妨げとならないように配置でき、したがって、導線先端部の接続部をさらに長く設定可能となる。
【００２０】
好ましくは、前記屈曲手段は、巻枠回転方向に回動して導線に当接し屈曲させる屈曲用回動部材を含む。本発明によれば、屈曲用回動部材が回動しながら導線を所望の形状へと導くので、導線を大きく屈曲でき、これにより接続部を長くとれる。
【００２１】
好ましくは、さらに、前記屈曲用回動部材とともに回動して導線に当接し固定するクランプ部材が設けられ、前記屈曲用回動部材よりも回動軸に近い位置で前記クランプ部材が導線をクランプする。この態様では、屈曲用回動部材は、クランプ機能付きの屈曲用回動部材、クランプ屈曲用回動部材などということができる。
【００２２】
本発明によれば、屈曲用回動部材の回動によって、クランプと屈曲を同時に行える。一つの回動部材にクランプ機能と屈曲機能をもたせたので構成が簡単であるという利点が得られる。
【００２３】
好ましくは、前記クランプ部材は、前記屈曲用回動部材の回動軸に偏心して設けられている。本発明によれば、導線をクランプ部位から引き抜こうとする力が作用したときに、クランプ部材によるクランプ力が増幅されるので、確実なクランプが可能となる。クランプ部材は、例えば偏心して取り付けられたピンであり、また例えばカムである。
【００２４】
好ましくは、前記屈曲用回動部材が回動するときに前記クランプ部材および前記屈曲用回動部材により導線を押し付けられる押付け面であって、所定の屈曲形状に対応する押付け面を有する屈曲台部材が設けられる。本発明によれば、導線を所望の形状に屈曲させることができ、接続部の長さのばらつきを減らし、安定させることができる。
【００２５】
好ましくは、前記屈曲用回動部材がクランプ開放状態にあるとき、導線を巻枠回転方向に変形せずとも、巻枠に向けて導かれた導線が、前記クランプ部材と前記屈曲台部材との間を通過するように、前記クランプ部材および前記屈曲台部材が構成される。本発明によれば、簡単な誘導手段を用いて、あるいは特別な誘導手段を用いなくとも、導線をクランプ装置へと適当に導くことができる。
【００２６】
好ましくは、前記屈曲用回動部材をクランプ締付け方向に付勢する弾性部材と、前記屈曲用回動部材を前記クランプ締付け方向と反対のクランプ開放方向に回動させるクランプ用アクチュエータと、が設けられる。本発明によれば、弾性部材とアクチュエータで両方向への力を与える簡単な構成により、クランプ屈曲用回動部材の動きを制御することができる。クランプ締付け状態は弾性部材により得られるので、巻枠回転中はアクチュエータが機能しなくてもよい。したがってアクチュエータを回転部に搭載しなくてよく、これにより装置の複雑化を回避できる。また回転部の重量を低減でき、巻枠回転モータの負荷を軽減できる。
【００２７】
また本発明の好ましい一態様では、前記屈曲用回動部材をクランプ締付け状態位置から所定の開閉境界位置までの締付け側回動領域ではクランプ締付け方向に付勢し、かつ、前記開閉境界位置を越えた開放側回動領域では前記クランプ締付け方向と反対のクランプ開放方向に付勢する開閉用弾性部材が設けられる。
【００２８】
本発明によれば、開閉用弾性部材の付勢力によって、外部から他の力を加えなくてもクランプ状態での締付けのための力が得られる。さらには同じ開閉用弾性部材の付勢力によって、アンクランプ状態を保持するための力が得られる。したがって、巻線機の構成を簡単にすることができる。また弾性部材の付勢力で回動部材が締め付け方向に跳ね戻るといったような回動部材の急激な動作を防止することができる。
【００２９】
好ましくは、前記開閉用弾性部材は、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置にあるときに弾性変形量が最大になり、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置から両側に離れるにしたがって弾性変形量が少なくなるように設けられる。
【００３０】
好ましくは、前記開閉用弾性部材は、引張り力によって前記屈曲用回動部材を付勢するばねであり、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置にあるときにばね長さが最も長くなるように、ばねの一端が前記屈曲用回動部材に取り付けられる。
【００３１】
好ましくは、前記締付け側回動領域および前記開放側回動領域の双方において、前記開閉用弾性部材の付勢方向と反対方向に前記屈曲用回動部材を回転させるクランプ用アクチュエータを有する。このようなアクチュエータを設けることにより、屈曲用回動部材を滑らかに動かすことができる。また回転部材たる巻枠にアクチュエータを搭載しなくてもすみ、上述したような利点が得られる。
【００３２】
好ましくは、前記クランプ用アクチュエータは往復動部材を有し、前記締付け側回動領域では往復動部材が一方向に移動して前記屈曲用回動部材をクランプ開放方向に回転させ、前記開放側回動領域では前記往復動部材が他方向に移動して前記屈曲用回動部材をクランプ締付け方向に回転させる。好ましくは、前記往復動部材は、その往復動作によって、クランプ開放方向とクランプ締付け方向の両側から前記屈曲用回動部材に当接する形状を有する。この態様によれば、往復動する簡単な構成のアクチュエータ、例えば圧力シリンダを用いて本発明の巻線機を実現できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明する。
【００３４】
＜実施形態１．＞
図１は本実施形態の巻線機の斜視図であり、図２は正面図であり、図３は平面図である。発明を理解しやすいように、各図は部分的に断面で示され、また適宜簡略化されている。さらに図４は巻線機の機構を示している。
【００３５】
まず図４を参照して巻線機の機構を説明する。巻線機は左右対称に構成されているので、ここでは主として右半部のみを説明する。巻枠（芯金）１の回転軸３は、装置ベース（図示せず）に回転可能に支持されている。回転軸３はモータ５によって回転される。
【００３６】
巻枠１の近傍であって回転軸３を挟んで両側にはガイド部材７，８が設けられている。これらのガイド部材は、巻枠１に巻き付けられる導線に当接し、導線の巻付き位置を規定することにより、導線のずれを防止する。
【００３７】
ガイド部材７，８は、本発明のガイド保持リンク機構９に保持されている。このリンク機構は、以下に説明するように、回転軸３と同軸に同期回転するように設けられており、さらにリンク機構は、リンク要素の回転軸方向の移動をガイド部材の巻枠径方向の移動に変換するように設定されている。
【００３８】
リンク機構９は、保持リンク１１、駆動リンク１３および変換リンク１５を有する。保持リンク１１は、巻枠回転軸３と同軸に同期回転するように設けられた第１円筒１１ａと、第１円筒１１ａから放射状に延びる放射部１１ｂを有する。装置の具体的構成においては放射部は円板形状を有する。そして放射部１１ｂには、巻枠径方向にスライド可能にガイド部材７，８が保持されている。
【００３９】
駆動リンク１３は、回転軸３と同軸に同期回転するように設けられた第２円筒１３ａにより構成される。回転軸３、第１円筒１１ａおよび第２円筒１３ａは、回転方向には互いに拘束されるが、軸方向には拘束されない。したがって回転軸３、保持リンク１１および駆動リンク１３は軸方向には相対移動する。
【００４０】
変換リンク１５は、保持リンク１１の放射部１１ｂと駆動リンク１３とを連結している。図示のように、変換リンク１５は回転軸３に対して斜めに設けられている。
【００４１】
またガイド部材８は、巻枠回転軸方向に伸縮自在なアーム８ａを介して保持リンク１１に保持されている。
【００４２】
次に図４のリンク機構の動作を説明する。第１アクチュエータ１７は、保持リンク１１を回転軸方向に移動させる。保持リンク１１は回転軸３に対して相対的に軸方向に移動し、これによりガイド部材７，８は巻枠１に対して回転軸方向に移動する。
【００４３】
また第２アクチュエータ１９は伸縮アーム８ａの長さを変更する。これにより、ガイド部材８は、保持リンク１１に対して回転軸方向に相対移動することができ、そしてガイド部材７と軸方向に異なる場所に位置することができる。
【００４４】
ここで、図４に示すように、アクチュエータ１９は、アーム８ａを両側から挟むフォーク１９ａを有し、フォークを動かすことによりアーム８ａを伸縮する。フォーク１９ａはアーム８ａと摺接する。摺接の摩擦抵抗が殆ど発生しないように、フォーク１９ａはボールを介してアーム８ａと接している。このような構成により、アクチュエータ１９は、巻枠とともに回転することなくアームを伸縮できる。
【００４５】
また第３アクチュエータ２１は、保持リンク１１に対して駆動リンク１３を回転軸方向に相対移動させる。駆動リンク１３の移動は、変換リンク１５により、ガイド部材７，８の径方向の移動に変換される。すなわち、図４の状態から駆動リンク１３が巻枠１に近づくと、回転軸３と変換リンク１５の角度が小さくなる。そしてガイド部材７，８が回転軸３に引き寄せられる。駆動リンク１３が巻枠１から遠ざかったときは、逆にガイド部材７，８が回転軸３から離れる。傘の骨組みと同様の原理が適用されている。
【００４６】
以上により、ガイド部材７，８は巻枠１と同期回転しながら、巻枠１に対して回転軸方向および径方向に移動することができる。ガイド部材７，８は回転軸方向に独立して移動し、径方向には同位置をとる。巻線機の構成は左右対象なので、合計４つのガイド部材が設けられている。すなわち、巻枠に対して径方向および回転軸方向の両側にガイド部材が配置され、それぞれ独立して巻枠１に対して移動する。
【００４７】
本実施形態では、リンク機構を動かすアクチュエータ１７，１９，２１は、駆動対象部材を巻枠回転軸方向にのみ移動させる。この場合、各アクチュエータ１７，１９，２１は、巻枠１とともに回転しないでも必要な機能が果たせる。そこで、各アクチュエータは回転しないように装置ベース等に設置されている。
【００４８】
なお、左右の駆動リンク１３は、一つのアクチュエータ２１によって移動される。また制御部２３は、巻枠回転モータ５、アクチュエータ１７，１９，２１および他のアクチュエータ類を連携して動作させる。制御部２３は、巻線機に設けられたセンサからの信号に基づいて各アクチュエータに制御信号を送る。
【００４９】
次に、図２および図３を参照し、巻線機の具体的な構成を説明する。
【００５０】
装置ベース３０の両端に巻枠支持台３２が設置され、支持台３２により巻枠１と回転軸３が軸支されている。回転軸３の両端のプーリ３４に駆動ベルト３６が掛けられ、駆動ベルト３６は、装置ベース３０の下側にある駆動シャフト３８のプーリ４０にも掛けられている。駆動シャフト３８が巻枠回転モータ５によりベルト駆動され、これにより巻枠１が回転する。
【００５１】
装置ベース３０上にはガイドテーブル４２が搭載されている。ガイドテーブル４２は、装置ベース３０に設けられたレール４４に沿って巻枠回転軸方向にスライド可能である。左右のテーブルは、それぞれモータ４６ａ，４６ｂにより独立して駆動される。モータ４６ａ，４６ｂは図４の第１アクチュエータ１７に相当する。
【００５２】
ガイドテーブル４２にはガイド保持台４８が固定されている。ガイド保持台４８は、回転軸３と同軸に設けられた保持リング５０を軸支する。この保持リング５０は、後述する駆動円筒６６を介して回転軸３と回転方向に拘束され、回転軸３と同期回転する。また保持リング５０は、ガイド保持台４８に対して軸方向に拘束されている。この保持リング５０が、図４で示した保持リンクに相当する。
【００５３】
保持リング５０は、ガイド爪アーム５４，５６を保持しており、アーム５４，５６の先端にガイド爪が設けられている。このガイド爪が図４のガイド部材に相当する。ガイド爪アーム５４，５６は、保持リング５０のレール５８に取り付けられ、保持リング５０に対して径方向にスライド可能である。
【００５４】
また一方のガイド爪アーム５６は、軸方向に伸縮可能であり、図４の伸縮アームに相当する。アーム５６の先端側の部分は、円板６０に取り付けられている。テーブル４２に固定されたアクチュエータ１９のフォーク１９ａが、円板６０を挟んでいる。このフォーク１９ａが円板６０を軸方向に移動し、これによりアーム５６が伸縮する。
【００５５】
なお、円板６０は、保持リング５０に保持されており、巻枠１と同軸に同期回転する。円板６０も、伸縮可能なアーム６１により保持リング５０に取り付けられている。またアーム５６の先端側の部分は、円板６０に対して軸方向には固定されているが、径方向には移動可能に設けられている。
【００５６】
さらに、ガイドテーブル４２には駆動円筒支持台６２が搭載されている。支持台６２は、テーブル４２上のレール６４に取り付けられ、テーブル４２に対して巻枠回転軸方向にスライド可能である。
【００５７】
駆動円筒支持台６２は駆動円筒６６を軸支している。駆動円筒６６は回転軸３と同軸に設けられている。駆動円筒６６は、回転軸３に対して回転方向に拘束されており、両者は同期回転する。この駆動円筒６６が、図４で説明した駆動リンクに相当する。駆動円筒６６は、変換リンク１５を介して保持リング５０と連結されている。
【００５８】
以上のように、図２および図３の巻線機は、図４で説明した機構を備えている。したがって巻線機は図４で説明したように動作し、各ガイド爪は巻枠１に対して径方向および軸方向に移動することができる。
【００５９】
次に図３を参照して、駆動円筒６６をテーブル上で移動させるための構成を説明する。図３に示すように、一方のガイドテーブル４２（本実施形態では左側のテーブル）にモータ６８が固定されている。モータ６８は、図４で説明した第３アクチュエータ２１に相当する。
【００６０】
モータ６８は、巻枠回転軸と平行に設けられた第１シャフト７０を回転させる。第１シャフト７０は、駆動円筒支持台６２と噛み合ってボールねじ機構７２を形成している。支持台６２は、逆さ配置されたＴ字型を有しており、回転軸に対して直角方向に延びた足部分で第１シャフト７０と係合している。
【００６１】
第１シャフト７０は、もう一方のガイドテーブル４２、すなわち右側のテーブルまで延びている。第１シャフト７０は右側テーブルで軸受支持部７４に支持されている。
【００６２】
右側テーブルには、第１シャフト７０と平行に第２シャフト７６が設けられ、第２シャフト７６は軸受支持部７８で支持されている。第２シャフト７６も、第１シャフト７０と同様に、駆動円筒支持台と係合してボールねじ機構を形成している。
【００６３】
第１シャフト７０に取り付けられた歯車８０と、第２シャフト７６に取り付けられた歯車８２が噛み合っており、両歯車の歯数は同一である。各シャフトと歯車との間にはボールスプライン機構が設けられている。したがってシャフト７０，７６は、それぞれ歯車８０，８２に対して軸方向に移動できる。
【００６４】
モータ６８が第１シャフト７０を回転させると、歯車を介して第２シャフト７６も同じだけ回転する。そして、左右両テーブルで同時にボールねじ機構が機能して、駆動円筒支持台６２が軸方向に移動する。これにより、駆動円筒６６が保持リング５０に対して軸方向に移動する。
【００６５】
第１シャフト７０と第２シャフト７６は反対方向に同じだけ回転するので、両側の駆動円筒は装置ベース上で反対方向に（巻枠を基準にしたときは同方向に）同じ量だけ動く。つまり両駆動円筒は同時に巻枠に近づき、あるいは巻枠から遠ざかる。
【００６６】
上述のように、シャフト７０，７６と歯車８０，８２はスライド可能である。このスライド移動は、テーブル４２が装置ベース３０に対して移動したときに生じる。このスライドにより、テーブル４２が移動しても両歯車の噛み合い状態が確保される。
【００６７】
このように、本実施形態では、一つのアクチュエータ６８により、両側の駆動円筒６６が常に同時に同じ量だけ移動する。したがって４本のガイド爪を巻枠径方向に同時に動かし、回転軸から同じ距離に位置させることができる。そして、コイルの各層の巻き付けを行うときに、その層の導線に４つのガイド爪が当接して導線の巻付き位置を案内することができる。このような動作を一つのアクチュエータのみで行うので、アクチュエータの数を削減できるという利点が得られる。
【００６８】
次に、巻枠１に導線を供給するための構成を説明する。図５の模式図を参照すると、巻枠１の近傍には４つのガイド爪ＢＬ，ＢＲ，ＦＬ，ＦＲが位置している。これらのガイド爪は、上述した４つのガイド爪に相当する。導線は、巻枠１の近傍に設置されたノズル８５から供給される。図示のように、ノズル８５は、直角方向に配置された２対のローラにより構成され、これらのローラの隙間を通って導線は巻枠に供給される。
【００６９】
ここでノズル８５は、図示しないアクチュエータにより巻枠１に対して相対移動可能に設けられており、巻枠回転軸方向に往復移動する。この往復移動により導線の供給方向が変わり、導線は一つの列から次の列へ移行することができる。すなわち、本実施形態ではノズル８５およびノズル駆動機構（図示せず）が、導線に列替えを行わせる列替駆動手段として機能する。
【００７０】
次に、図６〜図１２を参照し、本実施形態の巻線機による導線巻付けの動作を説明する。ここでは、図６に示す台形型のコイルを製造する場合を取り上げる。ただし、他の形状のコイルも同様に形成できることはもちろんである。また本実施形態では、図示のように、四角形断面を有する導線である平角線を用いてコイルが形成される。
【００７１】
図７は第１層の巻付け過程を示している。（ａ）まず導線の先端部が、巻枠１の両端のフランジの一方にクランプされる。このとき、ガイド爪ＢＬ，ＢＲはフランジのところ、すなわち導線巻付け面の端部に位置している。なお、残りのガイド爪ＦＬ，ＦＲは、第１層の巻付け時には機能しないので図から省略されているが、これらのガイド爪ＦＬ，ＦＲは導線と干渉しない位置に待避している。
【００７２】
（ｂ）次に巻枠が回転を開始することにより導線が巻き付き始める。巻枠が１回転する直前に（巻枠が約２７０度回転したとき）、ガイド爪ＢＬが回転軸方向に移動して、巻枠に巻き付けられる導線に回転軸方向に当接して、導線を押さえつける。このとき、ノズルは回転軸方向に移動する。移動方向は、第１列から第２列へ向かう方向である。
【００７３】
（ｃ）は、巻枠１がちょうど１回転した状態である。ノズルは、一旦大きく移動した後、第２列に対応する位置まで戻されている。すなわちノズルは、（ａ）の状態から導線１本分だけシフトしている。このようにして第１列の巻付けが終了し、巻枠は回転を継続して第２列の巻付け工程に移る。
【００７４】
（ｄ）および（ｅ）は第２列の巻付け工程である。（ｂ）および（ｃ）に示した第１列の巻付け工程と同様である。
【００７５】
ただし図８に示すように、ガイド爪ＢＬ，ＢＲの間に第２列目の導線を挟み込むとき、一旦ガイド爪ＢＬが大きく移動する。これにより、両ガイド爪の隙間は導線２本分より大きく広がる。それから第２列目の導線が両ガイド爪の間に受け入れられる。そしてガイド爪の隙間が閉じ、２本の導線が２つのガイド爪の間に挟まれる。
【００７６】
このようなガイド爪の動作により、導線がガイド爪に引っかかったり、両者が擦れ合うことが防止される。これにより導線の損傷、特に絶縁被膜の損傷が防止される。
【００７７】
また図８の動作では、導線を受け入れた後に両ガイド爪が閉じて、形成途中のコイルを両端から拘束している。従ってコイルの形状が確実に保持され、コイルの形状精度が向上する。
【００７８】
なお、同様の動作は、図７に示されていない残りの２本のガイド爪が導線を挟み込むときにも同様に行われる。
【００７９】
図７に戻り、（ｆ）は、第３列および第４列の巻付けも同様に行われた結果、第１層の巻付けが終了した状態である。
【００８０】
図９は、本実施形態のガイド爪が適用されない場合を示している。導線には、巻枠の回転に伴って大きな張力が作用している。そして列替えのために導線の進行方向を変えるとき、すでに巻付けられた導線が軸方向に引きずられる。その結果、図９（ｃ）に示すように導線が軸方向にずれてしまうことがある。列替えの度に導線のずれが発生し、このずれが集積されると、全体のずれ量は大きくなる。そして図９（ｄ）に示すように、導線のずれが原因で最終列の巻付けが不可能になることもあり得る。
【００８１】
一方、本実施形態では、ガイド爪が導線の巻付き位置を規定するので、図９に示したような導線のずれが抑えられる。これにより、各層の列数を確保することができ、コイル全体も正確な形状にすることができる。
【００８２】
次に図１０を参照し、第２層の巻付け工程を説明する。（ａ）まずガイド爪ＢＬ，ＢＲが、導線１本分だけ回転軸から遠ざけられる。前述したように、一つのアクチュエータの動作により、両ガイド爪が同じ距離だけ回転軸から離れる。この状態で巻枠が１回転し、第２層の第１列の巻き付けが行われる。
【００８３】
（ｂ）および（ｃ）では、第１列から第２列へ導線が移行する。ここでの動作は、第１層（図９（ｂ），（ｃ））と対象である。巻枠が１回転する直前に（約２７０度回転したとき）、ガイド爪ＢＲが回転軸方向に移動して導線に回転軸方向に当接して、導線を押さえつける。ノズルは回転軸方向に大きく移動し、それから反対方向に戻される。そしてノズルは第２列に対応する位置に配置される。（ｃ）は、（ａ）から巻枠１がちょうど１回転した状態であり、第２列への列替えが終了している。同様の巻付け工程が第３列および第４列に対して行われ、第２列の巻付けが終了する（ｄ）。
【００８４】
次に図１１を参照し、第３層の巻付け工程を説明する。ここでは台形コイルを形成する場合を取り上げている。そのため、第３層の列数は３であり、第１層および第２層の列数４より少ない。この列数変更のため、第３層は以下のようにして巻き付けられる。
【００８５】
（ａ）は、第３層の巻付け開始時の状態を示している。ここでは４本のガイド爪ＢＬ，ＢＲ，ＦＬ，ＦＲが機能する。全ガイド爪は巻枠フランジのところに位置している。全ガイド爪は、第２層の巻付け終了の状態に対して、導線１本分だけ回転軸から遠ざけられる。前述したように、一つのアクチュエータの動作により、全ガイド爪が同じ距離だけ回転軸から離れる。また導線約１本分だけ回転軸方向にノズルがシフトする。これにより第３層の列数が第２層より少なくなり、コイルが台形になる。
【００８６】
（ａ）の状態から巻枠が回転し、第３層の巻付けが始まる。図には示されないが、巻枠が約９０度回転したときにガイド爪ＦＲが回転軸方向に移動し、導線に当接する。
【００８７】
（ｂ）さらに、巻枠が約２７０度回転したとき、ガイド爪ＢＬが回転軸方向に移動して導線に当接する。このとき、第２列への列替えのため、ノズルは軸方向に大きく移動する。
【００８８】
（ｃ）は巻枠がちょうど１回転した状態である。上述したように、第１列の巻付け中にガイド爪ＦＲ，ＢＬが移動して導線に当接している。ノズルは、軸方向に大きく移動し後に戻され、第２列に対応する位置に配置されている。このノズルの往復移動の結果、第２列への列替えが完了している。
【００８９】
ここで、（ｂ）および（ｃ）に示すように、ガイド爪ＦＲおよびガイド爪ＢＬは、導線が第３層の第１列の位置（第２層の第３列の真上）に巻き付くように、導線の巻付き位置を規定している。ガイド爪ＦＲを設けたことにより、第２層と第３層に導線１本分の段差が確実に形成され、これにより正確な形状の台形コイルが形成される。すなわち、第１列の導線が巻枠端部（巻枠フランジ）の方にずれて台形形状が乱れる、といったことが防止される。またガイド爪ＢＬの機能により、他の層の場合と同様に、導線の列替え方向へのずれが効果的に防止される。
【００９０】
第３層の第２列、第３列の巻付けは、第１層と同様にして行われる。ただし、図１１（ｂ），（ｃ）のガイド爪ＦＲによる拘束状態は維持される。このような巻付け動作の結果、図１１（ｄ）に示すように台形コイルが完成する。
【００９１】
図１２は、第３層の巻付け工程の変形例である。図１２（ｂ）に示すように、ガイド爪ＢＲが、第３層第１列の導線に軸方向に当接している。ガイド爪ＢＲは、巻枠が１回転する直前（約２７０度回転したとき）に移動する。ガイド爪ＢＲおよびガイド爪ＢＬにより導線が挟み込まれる。これにより、導線は、その巻き付くべき位置に確実に保持される。また、ガイド爪ＢＲおよびガイド爪ＦＲが、巻枠端部側から導線を支持する。したがって台形コイルの段差（第２層と第３層の段差）が一層確実に形成される。
【００９２】
さらに図１２では、ガイド爪ＦＬも軸方向に移動して導線に当接する。ガイド爪ＦＬおよびガイド爪ＦＲが、形成途中のコイルを両端から拘束する。ガイド爪ＦＬは、巻枠１回転に一度、回転軸方向にシフトする（導線１本分待避する）。このとき、図８を用いて説明したように、導線を受け入れるときにガイド爪の隙間が開かれ、ガイド爪と導線の干渉に起因する導線の損傷が防止される。
【００９３】
図１２の巻付け動作では、４本のガイド爪を同時に使って導線の巻付き位置が規定される。導線のずれが一層確実に防止され、完成コイルの形状のさらなる安定が得られる。
【００９４】
以上にコイルの巻付け動作を説明した。ここでは図５の台形コイルを作る場合を取り上げて説明したが、本巻線機が他の形状のコイルもつくれることはもちろんである。コイルの層数や列数が異なっていてもよい。また各層の列数が任意に設定されたコイルを形成できる。長方形断面のコイルを作れることももちろんである。
【００９５】
また本実施形態ではガイド爪が巻枠と同期回転する。したがって、上記のガイド爪の移動と、ガイド爪による導線位置の規定は、巻枠の回転を継続しながら行われている。
【００９６】
次に図１３を参照し、完成したコイルを巻枠から取り外す動作を説明する。図１３（ａ）は、図１２（ｄ）と同様であり、コイルが完成した状態である。
【００９７】
まず図１３（ｂ）に示すように巻枠１が２つに切り離される。巻枠は、導線巻付き部と巻枠フランジとの間で分離可能に構成されている。そこで、一方の巻枠フランジが巻付け部から切り離される。このとき、巻枠フランジとともに２本のガイド爪ＢＲ，ＢＬも移動される。
【００９８】
具体的には、図２，３に示したように本実施形態では巻枠の両側に回転軸が取り付けられている。回転軸はアクチュエータ（図示せず）により軸方向に移動可能に構成されている。一方の回転軸が巻枠フランジとともに軸方向に移動する。これによりフランジが後退し、導線巻付け部から切り離される。
【００９９】
それから、図１３（ｃ）に示すように、ガイド爪ＢＬ，ＢＲが同時に回転軸方向に移動して、コイルを巻枠から押し出す。好ましくは、図示のようにガイド爪ＢＬ，ＢＲは、回転軸に近づいた位置でコイルを押す。コイル端面の広い範囲を押すことができ、コイルの型くずれを防止できる。
【０１００】
図１３（ｄ）に示すように、巻枠の導線巻付け部から完全にコイルが抜けたところで、作業者がコイルを取り外す。コイルは自動搬送装置等により取り外されてもよい。
【０１０１】
なお、変形例として、４本のガイド爪でコイルの両端を挟んだ状態で、コイルを巻枠から軸方向に抜いてもよい。これにより、コイルの型くずれを確実に防止することができる。
【０１０２】
「導線クランプ装置の構成」
次に図１４および図１５を参照し、巻付け開始のときに導線の先端を巻枠に自動的にクランプする装置について説明する。
【０１０３】
図１４は巻枠１を３方向から見た図であり、巻枠１を拡大して示している。（ｃ）は、（ａ）のラインＡ−Ａで巻枠１を切断した図である。巻枠１は、導線が巻き付けられる巻付け部１００を有する。巻付け部１００は、形成目標のコイルに対応した形状を有し、すなわちコイルが装着されるモータの磁極とほぼ同等の形状を有する。
【０１０４】
さらに巻枠１は、巻付け部１００の両側に巻枠フランジ１０２，１０４を有する。巻枠フランジ１０２，１０４は、形成途中のコイルの端面を支持して型崩れを防止するためのものである。巻枠フランジ１０２，１０４は、導線の巻付き位置を規定するガイド爪との干渉をさけるために切り欠かれ、逃げ部１０６が形成されている。４本のガイド爪は、この逃げ部１０６を通り、巻付け部１００に巻き付けられる導線に当接する。
【０１０５】
一方の巻枠フランジ１０２には、導線の先端部をクランプ位置Ｂに導くための誘導溝１０８が設けられている。図１４（ｃ）に示すように、誘導溝１０８は、巻付け部１００の４つの頂点のうちの一つの近傍で始まる。そして、誘導溝１０８は、巻付け部１００の一辺に沿って進み、フランジ上端のクランプ位置Ｂまで続く。誘導溝１０８は、開始点からクランプ位置Ｂにかけて徐々に深くなる。
【０１０６】
また図１４（ｃ）に示すように、フランジ１０２の上端には、フランジ端に沿って移動可能にクランプ爪１１０が設けられている。クランプ爪１１０の先端がクランプ位置Ｂ（誘導溝１０８の出口）に配置されている。図示のように、クランプ爪１１０の先端は、フランジ端部との間に楔型の隙間を形成している。これは、後述するように、誘導溝１０８から突き出した導線をクランプ爪１１０が押すときに、押付け方向に導線を屈曲させるためである。
【０１０７】
クランプ爪１１０には、コイル型のクランプばね（リターンスプリング）１１２の一端が取り付けられている。ばね１１２の他端は、フランジ１０２にボルトで固定されたばね支持アーム１１４に取り付けられている。このクランプばね１１２は、クランプ爪１１０をクランプ位置Ｂ（誘導溝１０８の出口）の方向へ付勢している。
【０１０８】
クランプ爪１１０には、クランプばね１１２の反対側に解除ロッド１１６が取り付けられている。解除ロッド１１６は、クランプばね１１２と同軸に設けられ、フランジ上端と平行に延びる。解除ロッド１１６は、ロッド支持アーム１１８に支持されている。ロッド支持アーム１１８は、クランプばね１１２を支持するアーム１１４とは反対側のフランジ端面にボルトで固定されている。解除ロッド１１６は、支持アーム１１８の貫通穴に挿入されており、この貫通穴内を自由に移動できる。また解除ロッド１１６のストッパー凸部１１７は、支持アーム１１８の壁面に当たっている。このストッパー凸部１１７により、解除ロッド１１６の可動範囲が規定されている。
【０１０９】
クランプ解除アクチュエータ１２０は、装置ベース（図示せず）に対して固定されている。アクチュエータ１２０は、クランプ解除ロッド１１６を押して移動させることができる。アクチュエータ１２０のプッシュアーム１２２が右方向に移動してロッド１１６を押すと、ばね１１２の抵抗に打ち勝ってクランプ爪１１０が移動し、クランプ位置Ｂから離れる。アクチュエータ１２０がプッシュアーム１２２を戻すと、クランプ爪１１０はクランプばね１１２に押され、元のクランプ位置Ｂに戻る。
【０１１０】
さらに、図１４（ａ）に示すように、巻枠１の近傍には導入アクチュエータ１２４が設けられている。導入アクチュエータ１２４は、巻枠の軸方向に移動可能な導入アーム１２６を有する。アクチュエータ１２４は、導入アーム１２６を進退させることにより、ノズル（図示せず）から供給される導線の先端を誘導溝１０８へと導く。
【０１１１】
次に図１５を参照し、クランプ装置の動作を説明する。
【０１１２】
（ａ）まずクランプ解除アクチュエータ１２０がプッシュアーム１２２を移動させて、解除ロッド１１６を押す。クランプばね１１２の抵抗に打ち勝ってクランプ爪１１０が移動し、誘導溝１０８の出口が開かれる。
【０１１３】
（ｂ）次に、ノズルから導線を繰り出すとともに、誘導アクチュエータ１２４が導入アーム１２６をフランジ１０２の方へ動かす。これにより、導線の先端が誘導溝１０８に進入し、誘導溝１０８の中を進む。導線は、導入アーム１２６に押されているので、誘導溝１０８の底部に沿って進む。導線の先端部が所定の長さだけ誘導溝１０８の出口から突出するまで、ノズルから導線が供給される。
【０１１４】
（ｃ）次に、クランプ解除アクチュエータ１２０がプッシュアーム１２２を後退させる。ロッド１１６およびクランプ爪１１０は、クランプばね１１２に押されてアーム１２２に追従する。ロッド１１６の凸部１１７が支持アーム１１８に当たるとロッド１１６が止まる。アーム１２２は、ロッド１１６から離れる位置まで後退する。
【０１１５】
クランプ爪１１０は、ばね１１２に押されて移動するとき、誘導溝１０８から突き出した導線先端部を屈曲させ、屈曲部分をフランジ１０２に押しつける。この屈曲部分でクランプ爪１１０により導線が巻枠にクランプされる。
【０１１６】
以上のようにして導線のクランプが自動的に行われる。この後、巻枠が回転し、導線の巻付けが行われる。また、コイルの巻付けが完了したときは、クランプ解除アクチュエータ１２０が再び動作し、クランプ爪１１０を移動させる。これによりクランプ状態が解除されるので、コイルを巻枠から取り外すことができる。
【０１１７】
本実施形態では、導線先端部が、フランジの端部に沿う方向に屈曲した状態でクランプされる。すなわち導線は巻枠回転方向に屈曲した状態でクランプされる。したがって下記のように先端部を確実にクランプできる。
【０１１８】
導線を巻き付けるときは、導線に大きな張力が作用し、導線を巻枠から外そうとする。しかし、導線を巻枠回転方向に屈曲した状態で保持しているので、導線に作用する張力に対して効果的に対抗することができる。これにより、クランプ状態を確実に維持できる。
【０１１９】
なお、このクランプのための構成に関し、巻枠回転方向とは、巻枠回転軸の周りを回る方向を意味しており、時計回りと反時計回りの両方向を意味する。言い換えれば、巻枠回転方向は、コイル形成のために実際に巻枠が回る方向と、その反対の方向の両方を含む。そして、クランプのために導線先端を屈曲させる方向は、どちらの方向でもよい。
【０１２０】
具体的には、図１４（ｃ）の例では、コイル形成のときに巻枠は時計回りに回転する。クランプ爪は導線を反時計回りの方向に屈曲させている。変形例としては、クランプ爪が導線を時計回りの方向に、すなわち巻枠の回転と同一の方向に屈曲させてもよい。この場合、クランプ爪は導入溝の反対側に位置し、他の構成も対称に設けられる。
【０１２１】
以上に本実施形態の好適な巻線機について説明した。次に、本実施形態の巻線機の各種の利点を説明する。
【０１２２】
本実施形態では、図１４および図１５に示したように、導線先端部が、フランジの端部に沿う方向に屈曲した状態でクランプされ、すなわち導線は巻枠回転方向に屈曲した状態でクランプされる。導線先端部は、コイル同士の接続やコイル−電源間接続等のための接続部として用いることができる。本実施形態では、上記の屈曲状態のクランプにより、導線先端の接続部を長く設定したとしても、巻枠回転の際に妨げとならないように導線先端部を配置でき、これにより接続部の延長が可能となる。
【０１２３】
また、本実施形態では、導線の先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態で、その屈曲部分で先端部が巻枠に固定される。固定手段と屈曲手段が一体化され、導線方向に屈曲した状態で巻枠に固定される。回転方向に導線がクランプされるので強い拘束力が得られる。そして、導線に大きな張力が作用したときでも、この張力により導線がクランプ部から引き抜かれるのを効果的に防止できる。
【０１２４】
また本実施形態では、クランプ位置が巻枠フランジ上に設定されている。すなわち、巻枠の導線巻付け部から巻枠回転軸方向にクランプ位置がオフセットしている。したがって導線先端部分と後続する導線部分との干渉を避けることができ、巻付け動作が円滑に行われる。
【０１２５】
また本実施形態では、図１４および図１５に示したように、巻枠フランジ１０２に誘導溝１０８が設けられ、また導線を誘導溝１０８に導くアクチュエータ１２４が設けられている。したがって手作業によらずに自動的に導線をクランプ位置に導くことができ、生産性の向上が図れる。
【０１２６】
また本実施形態では、図１４および図１５に示したように、巻枠が停止しているときにアクチュエータ１２０が作動して、クランプ爪によるクランプを解除する。そして、巻枠回転中は、クランプばね１１２によりクランプ爪が付勢され、クランプ状態が得られる。したがって巻枠回転中はアクチュエータが機能しなくてもよい。そこで、アクチュエータは装置ベース等に適当に固定されている。以上より、回転部分に搭載するべきアクチュエータを減らすことができるので、装置の構造が簡単である。また、回転部分の重量を小さくできるので、巻枠回転モータの負担が軽く、モータを小型化できる。
【０１２７】
＜実施形態２．＞
以下、本発明の好適な第２の実施形態について説明する。本実施形態では、モータ用の２連続コイルを形成する巻線機に本発明が適用される。
【０１２８】
まず、本発明のクランプ装置を説明する前に、巻線機全体の構成と動作を説明する。
【０１２９】
図１６は、本実施形態の巻線機の斜視図である。巻線機は部分的に分解され、かつ模式的に示されている。この巻線機は、素線が巻き付けられた素線供給ロール２１０と、巻取り被駆動歯車２１３と、被駆動歯車２１３の両側に装着される第１巻枠２１１および第２巻枠２１２と、被駆動歯車２１３を回転させる駆動機構２１４とを含む。本実施形態においては、クランプ装置が第１巻枠２１１に設けられているが、図面を分かりやすくするためにここでは図示されていない。クランプ装置については、後述にて別の図面を用いて説明する。
【０１３０】
素線供給ロール２１０は、ロールアクチュエータ２１５により軸方向（矢印２１６）に往復移動可能である。ロール２１０には、素線としての平角線が巻き付けられている。平角線とは四角形の断面を有する導線である。平角線を用いることにより、円形断面の導線を用いるのと比較して、導線間の隙間を小さくできる。巻枠を回転させると、素線が引っ張られ、ロール２１０から引き出される。なお、これ以降素線が平角線の場合を説明するが、本発明は素線断面が丸であっても適用できる。
【０１３１】
巻取り被駆動歯車２１３の側面には巻枠台座２１７が設けられている。被駆動歯車２１３の反対側の側面にも、同一形状の台座が対称に設けられている。第１巻枠（芯金）２１１は、巻付け部（芯部）２１１ａとフランジ部２１１ｂを有する。第２巻枠（芯金）２１２も同様に、巻付け部（芯部、図示せず）およびフランジ部２１２ｂを有する。フランジ部２１１ｂ、２１２ｂは、歯車側の巻枠台座２１７と同一形状を有する。
【０１３２】
第１巻枠２１１は、スライドタイプの第１巻枠アクチュエータ２２１により駆動され、被駆動歯車２１３の回転軸方向（矢印２２３）に移動可能である。コイル形成時、第１巻枠２１１は、被駆動歯車２１３の台座に密着するように配置される。このとき、第１巻枠２１１の中心が被駆動歯車２１３の回転軸上に位置するように、かつ、台座とフランジが同一角度位置で向き合うように、巻枠が位置決めされる。
【０１３３】
第２巻枠２１２についても同様である。すなわち、第２巻枠２１２は、スライド式の第２巻枠アクチュエータ２２２により駆動され、被駆動歯車２１３の回転軸方向（矢印２２４）に移動可能である。そしてコイル形成時、被駆動歯車２１３に巻枠２１２が密着される。これにより、被駆動歯車２１３の両側に対称的に第１巻枠２１１および第２巻枠２１２が配置される。
【０１３４】
図１６に示されるように、巻取り被駆動歯車２１３の外周面には、接続区間ガイド溝２２５が設けられている。このガイド溝２２５は接続区間ガイド手段として機能する。ガイド溝２２５は、第１巻枠２１１から第２巻枠２１２へと、コイル同士の接続区間の導線を所定の経路（溝底を通る経路）に沿って導く。ガイド溝２２５は、歯車回転軸に対して斜めに設けられている。
【０１３５】
次に、被駆動歯車２１３を回転させる駆動機構２１４は、巻取り駆動モータ２２６と、巻取り駆動モータ２２６の出力により回転する３つの駆動歯車２２７を含む。３つの駆動歯車２２７は、被駆動歯車２１３を取り囲んでおり、等間隔を開けて配置されており、それぞれ被駆動歯車２１３と噛み合っている。これら３つの駆動歯車２２７は、図示しない歯車機構を介して繋がっており、同期回転する。
【０１３６】
ここで、図１６では被駆動歯車２１３および駆動歯車２２７の歯が省略されているが、各歯車には任意な適当なタイプの歯を適用できる。例えば、平歯車またはヘリカルギアが適用できる。
【０１３７】
上記の複数のアクチュエータ、つまりロールアクチュエータ２１５、第１巻枠アクチュエータ２２１、第２巻枠アクチュエータ２２２および巻取り駆動モータ２２６は、制御部２２８により制御されている。制御部２２８は、これらのアクチュエータを同期して動作させる。制御部２２８は、その他にも巻線機全体を制御する。
【０１３８】
次に、図１７（ａ）〜図１７（ｄ）の参照し、本実施形態の巻線機の動作を説明する。図１７では、図１６の装置の一部の構成が簡略化のために省略されている。
【０１３９】
まず、図１７（ａ）に示すように、第１巻枠２１１および第２巻枠２１２が巻取り被駆動歯車２１３の両側面に密着される。そして、素線供給ロールから引き出された素線の先端が、第１巻枠２１１の所定位置にクランプ装置を用いて固定される。クランプ装置については後述にて詳細に説明する。
【０１４０】
次に、図１７（ｂ）に示すように、駆動モータの回転が開始され、素線が第１巻枠２１１に巻き付けられる。
【０１４１】
このとき、巻枠２１１の回転と同期した適当なタイミングで、供給ロール２１０が往復移動する。巻枠２１１の１回転に１度、ロール２１０が導線１本分移動する。これにより、導線が一列ずつ隣接する導線と隙間を空けずに巻かれる。巻枠の全長分（コイルの全長分）を巻き終わると第１層が出来上がる。それからその上の層が同様に巻き付けられる。同様の巻付けが繰り返され、所定数の層が形成される。このようにして、必要なターン数の巻付けが終わると、一つ目のコイルが完成する。
【０１４２】
上記の巻付け動作では、素線の整列巻付けが行われる。素線が隙間無く並ぶので、同一サイズでも素線の巻数が多くなる。これにより、モータ組付け時の占積率が増大する。占積率とは、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コイルを形成する導線の断面積の総和の割合である。また本実施形態では、平角線の採用によっても占積率が増大している。この占積率の増大により、モータの高出力化が可能である。
【０１４３】
図１７に戻り、図１７（ｃ）は、一つ目のコイルから２つ目のコイルへ移行するときの動作を示している。ここでは、以下に述べるように、駆動モータとロールアクチュエータとガイドアクチュエータが同期して動作する。
【０１４４】
被駆動歯車２１３の外周面にはガイド溝２２５が設けられている。モータの回転により、ローラ２１０の方を向く所定角度にガイド溝２２５が到達する。このときに、ロールアクチュエータにより供給ロール２１０が第２巻枠２１２側へと移動される。またガイドアクチュエータ２２９（図１６には示さず）が、素線を第２巻枠２１２へ向けて付勢する。素線は、アクチュエータ２２９のアームに押され、ガイド溝２２５を通り抜ける。溝の傾斜を考慮し、溝の両端の周方向の距離ｄ（図１７（ｄ）参照）と対応する角度だけ歯車２１３が回転する間に素線がガイド溝２２５を通り抜けるように、アクチュエータが制御される。
【０１４５】
次に、図１７（ｄ）に示すように、第２巻枠２１２に素線が巻き付けられ、２つ目のコイルが形成される。このときの巻付け動作は、１つ目のコイル巻付けと同様である。所定ターン数の巻き付けにより、所定の列数および層数をもつ整列コイルが形成される。第２のコイルが出来上がると、切断装置２３０（図１６では示さず）により、素線が所定の位置で切断される。
【０１４６】
次に、図１８に示すように、ガイド溝２２５が下側に位置する状態で、被駆動歯車２１３が停止する。そして、第１巻枠２１１および第２巻枠２１２が、それぞれ、第１巻枠アクチュエータ２２１および第２巻枠アクチュエータ２２２によって、被駆動歯車２１３から離され、所定の待機位置に運ばれる。これにより、完成した２つのコイル２３１、２３２は、接続区間２３３の素線を介して繋がったまま、自重により下方へ落下し、取り出される。
【０１４７】
この後、再び両巻枠２１１、２１２が歯車２１３に密着される。図１７（ａ）に戻り、次のコイルの巻付けが開始される。
【０１４８】
以上、巻線機全体の構成と動作を説明した。
【０１４９】
なお、本実施形態では、図１６に示したように、２つの巻枠２１１、２１２は被駆動用歯車２１３から脱着された。これに対し、一方または両方の巻枠が歯車２１３の側面に一体的に設けられ、あるいは常に取り付けられていてもよい。この場合は、フランジ部分のみが脱着される。その他、巻枠を適当に分割する構成が採用されてもよい。
【０１５０】
また本実施形態では、３つの駆動歯車が設けられた。これに対し、一部の歯車が削除され、あるいはアイドラーとして機能してもよい。ただし、この場合でも駆動歯車がガイド溝を越えるために必要な機能は確保されるように構成する。
【０１５１】
また、図１７（ｃ）のガイドアクチュエータ２２９を設けないでもよい。モータの回転と供給ロールの軸方向移動の同期によって、素線がガイド溝に導かれる。
【０１５２】
「導線クランプ装置」
次に、本実施形態における導線クランプ装置について説明する。
【０１５３】
図１９を参照すると、巻枠２１１（コイル巻芯金）は、図１６に示した第１巻枠に相当する。フランジ部２１１ｂに設けられた切欠きは、適宜、素線整列用の爪との干渉防止などのために用いられる。
【０１５４】
フランジ部２１１ｂには、適当な曲面（略半円でもよい）を周囲にもつクランプ屈曲台部２４１がボルト等を用いて固定され、一体化されている。押付け面２４３は、クランプ屈曲台部２４１の外周円筒面であり、押し付けられた素線に適当な屈曲形状（本実施形態の場合は湾曲）を与える。
【０１５５】
クランプ屈曲台部２４１の周りを囲むように、三日月形状を有するクランプ屈曲用のアーム２４５が設けられている。アーム２４５は、その一端の支点２４７（回動軸）にてフランジ部２１１ｂに取り付けられている。アーム２４５は、支点２４７を中心に、巻枠回転方向に回動可能に設けられている。
【０１５６】
なお、本実施形態でも、クランプ関連の構成において、巻枠回転方向とは、巻枠回転軸の周りを回る方向を意味しており、巻枠の実際の回転と一致する方向と、反対方向とのどちらでもよい。巻枠回転方向は、巻枠回転軸に対して角度（垂直でなくてもよい）をなす面（平面でなくてもよい）内で、巻枠回転軸を取り巻くような線に沿って移動する方向であればよく、巻枠回転方向は、巻枠回転軸を中心とする円を描く必要はない。したがって図１９に示すようなアームの動作も、巻枠回転方向の回転に含まれる。
【０１５７】
図１９に戻り、アーム２４５の支点２４７には、クランプ部材としてのクランプピン２４９が回動可能に設けられている。クランプピン２４９はアーム２４５に取り付けられ、共に回動する。クランプピン２４９は、支点２４７に対して偏芯して設けられている。
【０１５８】
アーム２４５がクランプ屈曲台部２４１に向けて移動すると（矢印Ｘ）、クランプピン２４９が素線に接してこれを固定する。逆にアーム２４５がクランプ屈曲台部２４１から離れる方向に移動すると（矢印Ｙ）、クランプピン２４９が素線から離れ、クランプが開放される。すなわち前者の矢印Ｘの方向がクランプ締付け方向であり、後者の矢印Ｙの方向がクランプ開放方向である。
【０１５９】
また、アーム２４５における支点２４７と反対側の端には、屈曲部材としての素線折曲げピン２５１が取り付けられている。素線折曲げピン２５１は、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに回動するときに、素線をクランプ屈曲台部２４１に押し付けて屈曲させる。
【０１６０】
上記のアーム２４５および素線折曲げピン２５１により本発明の屈曲用回動部材が構成され、この屈曲用回動部材にクランプピン２４９が備えられ、これらは一体になって回動する。図１９に示されるように、本実施形態では、巻枠２１１における巻付け部２１１ａが直方体である。巻付け部２１１ａの一つの面に沿って素線が進むと、素線の先が、クランプピン２４９に到達するように、クランプピン２４９が配置されている。クランプピン２４９は、クランプ屈曲台部２４１の押付け面２４３における最初の部分と対向している。
【０１６１】
さらに、素線折曲げピン２５１は、クランプピン２４９の先（巻枠２１１から遠い位置）に配置されている。したがって素線折曲げピン２５１は、アーム回動に伴い、素線のクランプ部位より先の部分に作用して、折り曲げる。本実施形態では、巻枠回転方向への屈曲の一形態として、素線が約１８０度折り返される。屈曲部分は、押付け面に沿ったカーブを描く。
【０１６２】
次に、アーム２４５を回動するための構成、すなわちクランプ開閉用の構成について説明する。
【０１６３】
アーム２４５の先端には、クランプ用の弾性部材の一形態であるクランプばね２５３の一端が取り付けられている。クランプばね２５３の他端は、巻枠２１１のフランジ部２１１ｂに取り付けられている。クランプばね２５３の両端のフックがそれぞればねポスト２５３ａ、２５３ｂに引っかけられている。
【０１６４】
クランプばね２５３は、アーム２４５を巻枠締付け方向に付勢している。図１９のクランプ状態においてもアーム２４５に十分な強さの付勢力が作用するように、クランプばね２５３の配置および構成（サイズ、ばね定数等）が設定されている。本実施形態では、弦巻ばねを採用することにより、コンパクトな構成が実現されている。
【０１６５】
一方、アーム２４５の中央部には、アーム動作用ピン２５５が取り付けられている。アーム動作用ピン２５５の上方には、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７（本発明のクランプ用のアクチュエータの一形態）が設けられている。クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７は、押下げ部材である押下げ板２５９を直線的に往復動させる。
【０１６６】
押下げ板２５９が、クランプばね２５３の付勢力に対向して、アーム動作用ピン２５５を押し下げると、アーム２４５がクランプ開放方向に移動する。押下げ板２５９が上昇すると、アーム動作用ピン２５５とともにアーム２４５がクランプ締付け方向に回動する。このとき、クランプばね２５３の付勢力が働いているので、アーム動作用ピン２５５が押下げ板２５９に追従し、なめらかな動作が得られる。
【０１６７】
また、押下げ板２５９の往復動にともなって、アーム動作用ピン２５５は、押下げ板２５９上を往復動作方向と垂直方向に、すなわち板面上を横方向に移動する。したがって、往復動タイプの簡単なアクチュエータによりアーム２４５を回動可能である。
【０１６８】
さらに、図１９に示すように、巻線機にはガイド用シリンダ２６１が設けられている。ガイド用シリンダ２６１はガイド爪２６３を上下に往復させる。またガイド用シリンダ２６１自体が、スライド機構２６５によって巻枠回転軸方向（矢印Ｚ）に移動する。この上下動と、回転軸方向の移動とによって、ガイド爪２６３は、素線を適当な方向に案内する。
【０１６９】
以上に本実施形態のクランプ装置の構成を説明した。なお、上記のクランプ・アンクランプ用シリンダ２５７およびガイド用シリンダ２６１の動作は、他の構成と同様に、図１６の制御部２２８により制御される。
【０１７０】
次に、図２０〜図２２を参照し、このクランプ装置によるクランプ動作について説明する。
【０１７１】
まず、図２０に示すように、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が押下げ板２５９を下降させ、アーム動作用ピン２５５を押し下げる。アーム２４５がクランプばね２５３に逆らいながら回転する。アーム２４５が約９０度回転するまで、アーム動作用ピン２５５が押し下げられる。これにより、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間に、素線の厚さ以上の隙間が空く。また同時に、ガイド用シリンダ２６１はガイド爪２６３を下降させる。
【０１７２】
次に、図２１に示すように、素線供給ロールから巻枠２１１に向けて素線が送り出される。素線の先端は、巻付け部２１１ａの一つの面に沿って進み、さらに延びてクランプピン２４９を通り過ぎ、さらに素線折曲げピン２５１を通り過ぎる。素線を折り曲げなくとも、図２１の状態を矢印Ｚ（巻枠回転軸方向）から見たときには、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間を素線が通り、かつ、素線折曲げピン２５１の上またはそれより高い所を素線が通るように、各構成が配置されている。
【０１７３】
巻枠端部から素線の先端までの長さが所定の余裕長さに達するまで、ロールから素線が送り出される。所定の余裕長さは、素線の先端部分が接続部として適切に機能できるように設定されている。すなわち、コイルが完成後に取り付けられるモータでの接続構造に適した長さに設定されている。
【０１７４】
素線が適当な長さだけ送り出されると、スライド機構２６５が動作して、ガイド爪２６３が素線を巻枠回転軸方向Ｚにガイドする。これにより、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の隙間へと素線が入り込む。また素線折曲げピン２５１の上方に素線が位置する。
【０１７５】
次に、図２２に示すように、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が押下げ板２５９を上昇させる。クランプばね２５３はばね力でアーム２４５を引っ張る。アーム２４５はクランプ締付け方向Ｘに回動し、素線折曲げピン２５１が素線に当接し、素線を上方に曲げる。素線は押付け面２４３のカーブに沿って約１８０度折り曲げ返される。
【０１７６】
素線の折り曲げと同時にクランプピン２４９により素線が以下のようにクランプされる。クランプピン２４９もアーム２４５とともに元の位置に戻ろうと回動する。クランプピン２４９は支点２４７に対して偏心している。したがって、アーム２４５が回動すると、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間の隙間が狭くなり、この隙間で素線が巻枠２１１に対してロックされる。
【０１７７】
クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７は押下げ板２５９を元の待機位置に戻す。またガイド用シリンダ２６１およびスライド機構２６５も、ガイド爪２６３を元の待機位置に戻す。これによりクランプが完了する。
【０１７８】
クランプが完了すると、前述したように、巻枠２１１が回転され、コイルの巻付けが開始される。巻付け工程では、素線に対して大きな張力が作用する。本実施形態では、クランプピン２４９が支点２４７に対して偏心して設けられている。したがって、素線にかかる張力が大きくなるほど、素線のクランプ力も大きくなり、素線が抜けにくくなる。
【０１７９】
コイル巻付け工程が終わると、完成したコイルが巻枠２１１から取り外される。このときは、再度、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が押下げ板２５９を下降させる。押下げ板２５９によりアーム動作用ピン２５５が押し下げられ、アーム２４５がクランプ開放方向Ｙに回動する。クランプピン２４９と押付け面２４３の間の隙間が広がり、クランプ状態が解除される。そして、完成したコイルが取り出される。
【０１８０】
本実施形態では上述したように２連続巻コイルが形成される。完成したコイルは、素線先端に十分な長さの接続部を有している。この接続部は、コイルをステータコアに挿入したとき、動力線の結線に用いられ、あるいは中性点の結線に用いられる。
【０１８１】
以上に本実施形態の好適な巻線機のクランプ装置について説明した。次に、本実施形態の各種の利点を説明する。
【０１８２】
本実施形態では、導線先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態でクランプされる。したがって、導線先端の接続部を長く設定したとしても、巻枠回転の際に妨げとならないように導線先端部を配置でき、これにより接続部の延長が可能となる。
【０１８３】
特に、本実施形態では、アーム２４５、クランプピン２４９、素線折曲げピン２５１等が素線の固定手段および屈曲手段を構成する。そして、クランプピン２４９よりも素線の先端側で、素線折曲げピン２５１が素線を折り曲げる。このように、本実施形態では、固定手段と屈曲手段が一体化されており、固定手段が導線のクランプ部位を固定するとき、屈曲手段がクランプ部位よりも先端側の部分に作用して導線を屈曲させる。
【０１８４】
したがって本実施形態によれば、固定手段と屈曲手段が一体化されているので、クランプと屈曲を一つの動作で行える。さらに、屈曲手段がクランプ部位より先端側の部分に作用して導線を屈曲させるので、導線先端の比較的長い部分を巻枠回転の妨げとならないように配置でき、したがって、導線先端部の接続部をかなり長く設定可能である。
【０１８５】
具体例としては、前出の図１４および図１５の実施形態では、屈曲により素線が約９０度しか折り曲げられていない。これに対し、本実施形態の例では、素線が約１８０度折り曲げられている。クランプ部位から先の部分にて、素線折曲げピン２５１と押付け面２４３を用いて素線が屈曲されている。素線は曲線を描いており、無理な変形はない。折り返された素線は、巻枠２１１のフランジ部２１１ｂに沿って進んでいる。巻枠２１１から外向きに飛び出さないように素線が配置されている。以上より、素線先端の接続部を比較的長くとることが可能となっている。
【０１８６】
また本実施形態では、素線折曲げピン２５１とアーム２４５により屈曲用回動部材が構成される。素線折曲げピン２５１は屈曲部材として、巻枠回転方向に回転して導線に当接し、これを屈曲させる。屈曲部材が回動しながら導線を所望の形状へと導いていくので、導線の屈曲角度を大きくでき、これにより接続部を長くとれる。
【０１８７】
また本実施形態では、クランプピン２４９がアーム２４５に備えられている。すなわち、クランプ部材が屈曲用回動部材とともに回動する。したがってクランプと屈曲を同時に行える。一つの回動部材にクランプ機能と屈曲機能をもたせることができ、構成が簡単であるという利点が得られる。
【０１８８】
また本実施形態では、クランプピン２４９が支点２４７（回動軸）に対して偏心して設けられている。したがって、導線をクランプ部位から引き抜こうとする力が作用したときに、クランプ部材によるクランプ力が増幅されるので、確実なクランプが可能となる。
【０１８９】
ここで、本実施形態のクランプピン２４９は、偏心して取り付けられており、一種のカムとして機能している。クランプピン２４９の外周面は、円筒でなくてもよく、任意の適当なカム形状を採用できる。同様の機能が得られれば、偏心部材の形状は特に限定されないことはもちろんである。
【０１９０】
また本実施形態では、クランプ屈曲台部２４１の押付け面２４３に導線が押し付けられる。押付け面２４３は目標の屈曲形状を有している。この押付け面２４３に沿って導線が屈曲するので、導線を所望の形状に屈曲させることができる。したがって接続部の長さのばらつきを減らし、安定させることができる。
【０１９１】
また本実施形態では、クランプ開放状態にあるときに、導線を巻枠回転方向に変形せずとも、巻枠２１１に向けて導かれた導線が、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１との間を通過するように、各構成が配置されている。したがって、導線を容易にクランプ位置へとセットできる。図１６の例では、往復動タイプのガイド用シリンダ２６１を用いて導線を巻枠回転軸方向Ｚ方向に押すだけで、導線がクランプ位置へ導かれる。
【０１９２】
また変形例としては、巻枠２１１に対する素線の送り出し方向に適当な角度をもたせることにより、直接クランプ屈曲台部２４１とクランプピン２４９の間へと素線を挿入することも好適である。これにより、ガイド用シリンダ２６１や、そのスライド機構２６５を廃止することが可能となる。すなわち、接続部としての余裕長さを確保しつつ素線をクランプできる本発明の機構を、シリンダ１本のみの簡単な構成にて成立させることができる。
【０１９３】
また本実施形態では、アーム２４５をクランプ締付け方向に付勢する弾性部材としてのクランプばね２５３と、反対のクランプ開放方向に回動させるクランプ用アクチュエータとしてのクランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が設けられる。弾性部材とアクチュエータで両方向への力を与える簡単な構成により、クランプ屈曲用回動部材の動きを制御することができる。上述の実施形態と同様に、巻枠回転中はアクチュエータが機能しなくてもよいので、アクチュエータを回転部に搭載しなくてよい。したがって、装置の複雑化を回避できるなどの利点が得られる。
【０１９４】
また上記の実施形態の応用例の一つとして、クランプピン２４９の偏心量を変更可能に構成することが好適である。偏心量の異なる複数種類のピンを用意し、取り替えてもよい。これにより、断面形状およびそのサイズが異なる複数種類の素線をクランプできる。クランプピン２４９に限らず、任意の偏心部材を適用した場合にも同様である。この構成は、下記の実施形態にも適用できる。
【０１９５】
＜実施形態３．＞
次に、本発明の好適な第３の実施形態について説明する。
【０１９６】
図２３は本実施形態の巻線機の全体構成を示している。本実施形態でも、上記の実施形態と同様の巻線機に本発明が適用される。そして、本実施形態のクランプ装置は、巻枠のフランジ部に設けられている。
【０１９７】
図２４は、本実施形態のクランプ装置を示している。図２４において、図１６のクランプ装置と同様の構成には同一符号を付してあり、これらの構成についての説明は省略する。以下、図１６と図２４の装置の相違点を中心にして、本実施形態のクランプ装置を説明する。
【０１９８】
図２４においては、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を往復移動させる。往復動ブロック２７３は押下げ部２７５および引上げ部２７７を有する。
【０１９９】
押下げ部２７５は、図１６の押下げ板に相当し、アーム２４５のアーム動作用ローラ２７９を押し下げる。なお、本実施形態では、アーム動作用ピンの代わりにローラが設けられ、これにより摩擦抵抗を低減でき、アームの動作を滑らかにできる（この構成はもちろん図１６の装置にも適用できる）。
【０２００】
一方、引上げ部２７７は、押下げ部２７５の下面から突出している。引上げ部２７７は、アーム動作用ローラ２７９の下方に回り込めるように折れ曲がっている。すなわち、引上げ部２７７と押下げ部２７５の間には、ローラ２７９を配置するための隙間が設定されている。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を引き込む方向に動作するとき、引上げ部２７７によりアーム動作用ローラ２７９が引き上げられ、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに回動する。
【０２０１】
このように、本実施形態では、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が、アーム２４５を両方向に回動可能に構成されている。
【０２０２】
次に、図２５を参照し、アーム２４５およびクランプばね２８１の配置と構成を説明する。図面を分かりやすくするため、クランプばね２８１はその外形のみを想像線で簡略的に示す。
【０２０３】
図２５には、本実施形態においてアーム２４５がとる３つの回動位置が示されている。すなわち、クランプ締付け状態位置Ａ、開閉境界位置Ｂおよびクランプ開放状態位置Ｃである。
【０２０４】
巻線機が図２４の状態にあって素線がクランプされているとき、アーム２４５はクランプ締付け状態位置Ａにある。また素線のクランプ動作を開始する前もアーム２４５は位置Ａにある（詳細には、素線の有無に応じた分だけアーム位置が異なる）。
【０２０５】
開閉境界位置Ｂは、アーム２４５がクランプ締付け状態位置Ａからある程度クランプ開放方向Ｙに回動したところに設定されている。開閉境界位置Ｂでは、ばね両端とアーム回動軸が一直線に並ぶ。すなわち、ばね両端を結ぶ線上にアーム回動軸が位置する。図２４では、巻枠側ばねポスト２８５、アーム２４５の支点２４７およびアーム側ばねポスト２８３が一直線に並ぶ。このとき、巻枠側ばねポスト２８５がアーム側ばねポスト２８３から最も遠ざかり、したがってクランプばね２８１の長さが最大になり（伸び量が最大）、ばね引張り力も最大になる。
【０２０６】
ここでクランプ締付け状態位置Ａから開閉境界位置Ｂまでの領域を締付け側回動領域とする。また開閉境界位置Ｂを超えた領域を開放側回動領域とする。締付け側回動領域ではクランプ締付け方向Ｘに、そして開放側回動領域ではクランプ開放方向Ｙにアーム２４５が付勢される。開閉境界位置Ｂからアーム２４５が遠ざかるほど、クランプばね２８１の長さが短くなり、ばね引張り力も小さくなる。
【０２０７】
クランプ開放状態位置Ｃは、素線をクランプ位置へ導くときのアーム位置である。位置Ｃは開放側回動領域内に設定されているので、アーム２４５はクランプ開放方向Ｙに付勢されている。アーム２４５が位置Ｃに保持されるように、巻枠側に設けられた図示しないストッパ部がアーム２４５をクランプ締付け方向Ｘに支えている。
【０２０８】
次に、本実施形態のクランプ装置の動作を説明する。
【０２０９】
図２６を参照すると、クランプ開始前、アーム２４５はクランプ締付け状態位置（図２５参照）にある。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を下降させると、押下げ部２７５がアーム動作用ローラ２７９を押し下げる。アーム２４５はクランプばね２８１に逆らいながら回転する。アーム２４５の回動に伴い、アーム動作用ローラ２７９は押下げ部２７５の下面を横方向に転がる。同時にガイド用シリンダ２６１はガイド爪２６３を下降させる。
【０２１０】
アーム２４５が回るほどクランプばね２８１が長くなり、ばね引張り力が増す。巻枠側ばねポスト２８５、支点２４７およびアーム側ばねポスト２８３が一直線に並ぶとき、すなわちアーム２４５が開閉境界位置（図２５参照）に到達したとき、クランプばね２８１の長さが最大になり、ばね引張り力も最大になる。
【０２１１】
図２７に示すように、アーム２４５は、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１により、開閉境界位置を越えて回動される。開閉境界位置から先では、クランプばね２８１はアーム２４５をクランプ開放方向Ｙに付勢する。アーム２４５はクランプ開放状態位置へと移動し、巻枠側のストッパ部（図示せず）に当接する。図２７ではまだアーム動作用ローラ２７９が往復動ブロック２７３の押下げ部２７５に接しているように見えるが、この直後にローラ２７９は押下げ部２７５から離れて引上げ部２７７に当接する。そしてローラ２７９は引上げ部２７７により下側から支持される。
【０２１２】
上述のように、図２７の直後に押下げ部２７５から引上げ部２７７へアーム動作用ローラ２７９が受け渡される。したがって、アーム動作用ローラ２７９が横方向に最大限に移動しても押下げ部２７５から転がり落ちないように、押下げ部２７５の形状が適切に設定されている。
【０２１３】
図２８および図２９では、アーム２４５がクランプ開放状態位置（図２５参照）まで回動され、保持されている。このとき、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間には、素線を挿入可能な隙間が空いている。アーム２４５はばね引張り力によりクランプ開放方向Ｙに付勢され、かつ、巻枠側のストッパ部により支持されて静止している。図ではさらにクランプ・アンクランプ用シリンダ２７１がストッパ手段または保持手段として機能している。このように本実施形態では、クランプばね２８１により、クランプ締付け力だけでなく、クランプを開放するための力も得られている。
【０２１４】
そして、図２８および図２９に示すように、素線供給ロールから素線が送り出され、クランプ位置へと導かれる。ガイド用シリンダ２６１およびスライド機構２６５が動作して、ガイド爪２６３に素線を案内させる。この部分の動作は、上述の実施形態における図２１の動作と同様である。なお、ここでも上述の実施形態と同様、素線供給角度を調整することにより、ガイド用シリンダ２６１およびスライド機構２６５を廃止してもよい。
【０２１５】
次に、図３０に移り、クランプ締め付け動作に移行する。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を上昇させると、引上げ部２７７がアーム動作用ローラ２７９を引き上げる。これにより、クランプばね２８１のばね力に逆らって、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに移動する。
【０２１６】
両ばね端（ばねポスト）とアーム支点が一直線に並ぶ開閉境界位置を越えると、ばね力による付勢方向が反転し、アーム２４５はクランプ締付け方向Ｘに回ろうとする。今度は、往復動ブロック２７３の押下げ部２７５が有効に働き、アーム２４５が急激に跳ね戻ってしまうのを防ぐ。押下げ部２７５の上昇にアーム動作用ローラ２７９が追従し、アーム２４５はスムーズにクランプ状態へと進む。
【０２１７】
また図３０におけるアーム回動位置では、アーム動作用ローラ２７９が最も巻枠２１１から遠ざかる。この状態でもアーム動作用ローラ２７９が押下げ部２７５から転がり落ちないように、往復動ブロック２７３の形状が設定されている。
【０２１８】
また図３０に示すように、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに回動するのにつれて、素線折曲げピン２５１が素線を上方に曲げる。最終的に素線は押付け面２４３のカーブに沿って約１８０度折り曲げ返される。同時に、偏心配置されたクランプピン２４９により素線がクランプされる。素線折曲げピン２５１およびクランプピン２４９の機能については、図１６の実施形態と同様である。
【０２１９】
図３１および図３２は、クランプ完了状態を示している。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１およびガイド用シリンダ２６１は、待機位置に後退している。アクチュエータによる外力が加えられなくとも、クランプばね２８１の引っ張り力でクランプ状態が維持されている。クランプ完了後、上述の実施形態と同様に、巻枠２１１が回転され、コイルの巻付けが開始される。
【０２２０】
コイル巻付け工程が終わると、完成したコイルを巻枠２１１から取り外す工程に移る。図３３に示すように、再度、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を下降させ、アーム２４５をクランプ開放状態位置（図２５参照）に移動させる。これにより、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の隙間が開き、クランプが解除される。
【０２２１】
次に、前出の図２３に示すように、巻枠２１１全体がクランプ装置ごと巻枠回転軸方向に移動され、コイルから巻枠２１１が抜き取られる。
【０２２２】
このとき、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１は静止しており、巻枠回転軸方向にはスライド移動されない。したがって、巻枠２１１が移動すると、アーム２４５のアーム動作用ローラ２７９がクランプ・アンクランプ用シリンダ２７１の往復動ブロック２７３から外れる。
【０２２３】
ローラ２７９が往復動ブロック２７３から外れても、アーム２４５は回動しない。アーム２４５はクランプばね２８１の付勢力でクランプ開放方向Ｙに付勢されて、巻枠側の図示しないストッパー部に突き当たっているからである。
【０２２４】
このように、本実施形態では、クランプばね２８１のばね力の適切な作用により、コイル取外しの際にアーム２４５が開ききったまま、ロックされる。
【０２２５】
ここで仮に本実施形態のようなばね作用がなかったとすると、アーム２４５は、シリンダ２７１に拘束されなくなった瞬間に、クランプ締付け方向Ｘへと跳ね戻る。そしてクランプピン２４９と素線折曲げピン２５１の少なくとも一方がクランプ屈曲台部２４１に激突する。これにより異音が生じ、また装置の損傷を招く可能性があり、また装置の寿命が低下し得る。
【０２２６】
このような跳ね戻りを防ぐために、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１を巻枠２１１に追従してスライド移動させることも考えられる。しかしながら、スライド機構を設けることは、装置の複雑化やコスト増を招き、好ましくない。
【０２２７】
これに対し、本実施形態では、クランプばね２８１の適切な作用によって、アンクランプ時のロックが可能である。シリンダ移動機構など設けなくても、簡単な構成によりアーム跳戻りを回避できる。
【０２２８】
以上に本実施形態の好適な巻線機のクランプ装置について説明した。次に、本実施形態の各種の利点を説明する。
【０２２９】
本実施形態では、クランプばね２８１が、本発明の開閉用弾性部材の一形態として設けられている。またアーム２４５が素線折曲げピン２５１とともに屈曲用回動部材を構成している。そしてクランプばね２８１は、締付け側回動領域ではアーム２４５をクランプ締付け方向Ｘに付勢するが、開閉境界位置Ｂを超えた開放側回動領域ではアーム２４５をクランプ開放方向Ｙに付勢する。
【０２３０】
これにより、外部から他の力を加えなくてもクランプ状態での締付けのための力が得られる。さらには同じ開閉用弾性部材の付勢力によって、アンクランプ状態を保持するための力が得られる。したがって、巻線機の構成を簡単にすることができる。また上述したように、クランプばね２８１の付勢力でアーム２４５がクランプ締付け方向Ｘ跳ね戻るといったような急激な動作を防止し、逆にばね付勢力を利用してアンクランプ状態のロックができる。
【０２３１】
なお、本実施形態では開閉用弾性部材は弦巻ばねであり、引っ張り状態で用いられた。そしてこれによりクランプ装置がコンパクトに構成された。しかし、その他の弾性部材が用いられてもよい。例えば、弦巻ばねを圧縮状態で用いることができる。また弦巻ばね以外のばね部材、例えば板ばねが用いられてもよい。さらにゴム等の他の種類の弾性部材が用いられてもよい（この点は、上述の実施形態２についても同様である）。
【０２３２】
また本実施形態では、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が本発明のクランプ用アクチュエータとして設けられており、締付け側回動領域および開放側回動領域の双方において、クランプばね２８１の付勢方向と反対方向にアーム２４５を回転させる。このアクチュエータによりアーム２４５は滑らかに動く。また、回転部材たる巻枠にアクチュエータを搭載しなくてもすみ、上述の実施形態で説明した各種利点が得られる。
【０２３３】
さらに、上記構成のアクチュエータをクランプばね２８１（開閉用弾性部材）とともに適用したことで、以下に説明するように、アーム２４５（屈曲用回動部材）を広い回動範囲で回動させることが可能となっている。
【０２３４】
前述の図１６の実施形態では、アクチュエータがアームに対して一方向にのみ作用したので、開閉境界位置を超えた範囲ではアーム２４５の動きを制御できなかった。これに対し、本実施形態ではアクチュエータがアームを両方向に動かせるので、開閉境界位置を超えた範囲でもアーム２４５の動きを制御できる。したがって開閉境界位置（本実施形態ではクランプばね２８１両端とアーム支点が一直線に並ぶ位置）を超えた領域までアーム２４５を移動させて使用することが可能となっている。この拡大領域でのばね作用は、上述のようにコイル取り外しの際の適切なアーム動作に有効に利用され、これにより本発明の効果が好適に得られる。
【０２３５】
また本実施形態では、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１は、往復動部材としてのブロック２７３を有している。往復動ブロック２７３は、締付け側回動領域では一つの方向（延び方向）に移動してアーム２４５をクランプ開放方向に回転させる。また開放側回動領域では逆方向（引込み方向）に移動してアーム２４５をクランプ締付け方向に回転させる。具体的には、往復動ブロック２７３は、クランプ開放方向とクランプ締付け方向の両側から、それぞれ押下げ部２７５および往復動部材２７３によってアーム２４５を回動させる。このような構成を採用したので、往復動タイプの簡単な構成のアクチュエータ、例えば本実施形態の圧力シリンダを用いることが可能となっている。
【０２３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、導線の先端の接続部を長くとれ、導線を確実にクランプでき、クランプを自動的に行え、その他の上述した各種効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の巻線機を示す斜視図である。
【図２】図１の巻線機の正面図である。
【図３】図１の巻線機の平面図である。
【図４】図１の巻線機の機構を示す図である。
【図５】図１の巻線機に導線を供給するノズルを示す模式図である。
【図６】図１の巻線機を用いて形成されるコイルの例を示す図である。
【図７】図６のコイルの第１層の巻付け過程を示す図である。
【図８】コイルの巻付け過程でガイド爪が導線を挟み込むときの動作を示す図である。
【図９】ガイド爪を使用しない場合の巻付け過程を示す図である。
【図１０】第２層の巻付け過程を示す図である。
【図１１】第３層の巻付け過程を示す図である。
【図１２】第３層の巻付け過程の変形例を示す図である。
【図１３】完成したコイルを巻枠から取り外す過程を示す図である。
【図１４】導線の先端を巻枠に自動的にクランプする装置を示す図である。
【図１５】図１４のクランプ装置の動作を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態２の巻線機の全体構成を示す図である。
【図１７】図１６の巻線機の動作を示す図である。
【図１８】図１６の巻線機のコイル取出し方法を示す図である。
【図１９】図１６の巻線機に設けられる実施形態２のクランプ装置を示す図である。
【図２０】図１９のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第１の図である。
【図２１】図１９のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第２の図である。
【図２２】図１９のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第３の図である。
【図２３】本発明の実施形態３の巻線機の全体構成を示す図である。
【図２４】図２３の巻線機に設けられる実施形態３のクランプ装置を示す図である。
【図２５】図２４のクランプ装置におけるアームとクランプばねの配置と構成を示す図である。
【図２６】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第１の図である。
【図２７】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第２の図である。
【図２８】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第３の図である。
【図２９】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第４の図である。
【図３０】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第５の図である。
【図３１】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第６の図である。
【図３２】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第７の図である。
【図３３】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第８の図である。
【符号の説明】
１  巻枠、３  回転軸、５  モータ、１００  巻付け部、１０２，１０４  巻枠フランジ、１０６  逃げ部、１０８  誘導溝、１１０  クランプ爪、１１２  クランプばね、１１６  解除ロッド、１２０  クランプ解除アクチュエータ、１２２  プッシュアーム、１２４  導入アクチュエータ、１２６  導入アーム、
２１１  巻枠、２１１ａ  巻付け部、２１１ｂ  フランジ部、２４１  クランプ屈曲台部、２４３  押付け面、２４５  アーム、２４７  支点、２４９  クランプピン、２５１  素線折曲げピン、２５３，２８１  クランプばね、２５５  アーム動作用ピン、２５７，２７１  クランプ・アンクランプ用シリンダ、２５９押下げ板、２６１  ガイド用シリンダ、２７３  往復動ブロック、２７５  押下げ部、２７７  引上げ部、２７９  アーム動作用ローラ。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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