(57)【要約】【課題】コイルを形成する複数の巻線部の間を接続する渡り線の弛みを小さくするとともに、巻線部の形状が崩れることを防止する。【解決手段】第１巻線部１００ａを巻枠１２から複数のポール２６を備えるトランスファツール２８に落下させ、第１巻線部１００ａとノズルとの間の導線２１をリードプーラ２２で位置Ｐａまで引き寄せる。トランスファツール２８を反時計方向に回転させるとともに、相互干渉領域１０６に対して第１巻線部１００ａの回転外径端部１０１をリードプーラ２２が後から遅れて通過するように、円板３０の近傍の位置Ｐｂまで移動させる。【選択図】図５
2005094824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に向かって階段状に小さくなる被巻回部を備える巻枠と、
前記巻枠の周りを回転するノズルにより前記被巻回部にそれぞれ導線を巻回させてコイルを形成する巻線手段と、
前記巻枠に形成されるコイルと前記ノズルとの間の導線を係合して移動させる係合移動手段と、
前記コイルを前記巻枠から下方に落とす落とし込み手段と、
円環状に配置されて一体的に回転可能な複数のポールを備え、前記落とし込み手段によって落とされた前記コイルの一端部を、前記被巻回部に対応して前記ポールのうちの一部に係合させる回転移載治具と、
少なくとも前記回転移載治具の回転制御及び前記係合移動手段の移動制御を行う制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記係合移動手段により前記コイルと前記ノズルとの間の導線を係合し、前記コイルが前記巻枠から前記回転移載治具に落とし込まれた後に、該回転移載治具を所定角度回転させるとともに、
前記コイルと前記係合移動手段との相互干渉領域に対して、前記コイルの回転外径端部よりも前記係合移動手段が遅れて通過するように移動させることを特徴とする巻線製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の巻線製造装置において、
前記複数のポールによって形成される円状の包絡線のうち、前記コイルが落とし込まれる部分を除いた箇所に沿って設けられ、前記回転移載治具が回転するときに前記コイルが前記ポールから抜けることを防ぐ抑え板を有することを特徴とする巻線製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータコアに装着するためのコイルを製造するための巻線製造装置に関し、特に、下方に向かって階段状に小さくなる巻枠に巻回したコイルを複数のポールを有する回転移載治具に落とし込んだ後に、該回転移載治具を所定角度回転させる巻線製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータコアに挿入されるコイルとして、図８に示すような対称な２つの第１巻線部５００ａ及び第２巻線部５００ｂを有するコイル５００がある。第１及び第２巻線部５００ａ及び５００ｂは、挿入されるステータコアのスロットの間隔に応じた複数段の子巻線部５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃを有しており、この子巻線部５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃの形状に応じた階段状に異径となる被巻回部を備える巻枠（図示せず）に対して、破線５０４で示す円に沿って回転するノズルにより巻枠にそれぞれ導線を巻回させる巻線手段により子巻線部５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃを形成している。
【０００３】
このとき、先に巻回された第１巻線部５００ａは所定の落とし込み手段によって円板５０６の周囲に配置された複数のポール５０８のうち一部に対して落とし込まれ、円板５０６を矢印Ａ方向に１８０°回転させた（二点鎖線で示される回転外径端部の経路５１０参照）後に次の第２巻線部５００ｂを第１巻線部５００ａと同様の手順により巻回している。
【０００４】
このようなコイル５００を形成するための装置として、コイル巻終わりの導線長さを結線施行時の所要必要長さに合わせて巻線を形成することにより、省資源化を図ることを目的とするコイル巻線機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１５２２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８に示すように、コイル５００を形成する２つの第１巻線部５００ａ及び第２巻線部５００ｂは電気的に接続されている必要があることから、第１巻線部５００ａ及び第２巻線部５００ｂの両端部は渡り線５１２によって接続されている。ところで、先に形成された第１巻線部５００ａは、円板５０６とともに矢印Ａ方向に１８０°回転するため、渡り線５１２となる第１巻線部５００ａの端部は、リードプーラ５１４によって横方向に待避するとともに円板５０６の回転に合わせて移動する必要がある。すなわち、第１巻線部５００ａが形成された後、リードプーラ５１４は所定の位置Ｐ１から矢印Ｂ方向に沿って移動し、導線を位置Ｐ２で係合した後に位置Ｐ１へ戻る。次に、円板５０６を１８０°回転させるとともにリードプーラ５１４を矢印Ｃに沿って移動して導線を位置Ｐ３まで案内する。
【０００７】
しかしながら、渡り線５１２となる導線をリードプーラ５１４で矢印Ｃ方向に案内する際、リードプーラ５１４の先端部が第１巻線部５００ａの一部と干渉することがあり、第１巻線部５００ａの形状が崩れたり、導線が損傷するおそれがある。
【０００８】
これを防ぐためには、位置Ｐ２で導線を係合したリードプーラ５１４を矢印Ｂ１方向へ十分に待避させた後、第１巻線部５００ａの回転外径端部の経路５１０より外の位置Ｐ４まで移動させるように設定すればよいが、この場合、渡り線５１２が大きく弛むこととなり、導線が無駄になるとともに後の工程において扱いにくい。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ステータコアのスロットに挿入するためのコイルを製造する巻線製造装置において、コイルを形成する複数の巻線部の間を接続する渡り線の弛みを小さくするとともに、巻線部の形状を崩すことのない巻線製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る巻線製造装置は、下方に向かって階段状に小さくなる被巻回部を備える巻枠と、前記巻枠の周りを回転するノズルにより前記被巻回部にそれぞれ導線を巻回させてコイルを形成する巻線手段と、前記巻枠に形成されるコイルと前記ノズルとの間の導線を係合して移動させる係合移動手段と、前記コイルを前記巻枠から下方に落とす落とし込み手段と、円環状に配置されて一体的に回転可能な複数のポールを備え、前記落とし込み手段によって落とされた前記コイルの一端部を、前記被巻回部に対応して前記ポールのうちの一部に係合させる回転移載治具と、少なくとも前記回転移載治具の回転制御及び前記係合移動手段の移動制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記係合移動手段により前記コイルと前記ノズルとの間の導線を係合し、前記コイルが前記巻枠から前記回転移載治具に落とし込まれた後に、該回転移載治具を所定角度回転させるとともに、前記コイルと前記係合移動手段との相互干渉領域に対して、前記コイルの回転外径端部よりも前記係合移動手段が遅れて通過するように移動させることを特徴とする。
【００１１】
このように、相互干渉領域に対して、回転外径端部よりも係合移動手段を遅れて通過させることにより、コイルと係合移動手段が干渉することがなく、コイルの巻線部の形状を崩すことがない。また、係合移動手段の移動経路が自由に設定可能となり、コイルを形成する複数の巻線部の間を接続する渡り線の弛みを小さくすることができる。
【００１２】
この場合、前記複数のポールによって形成される円状の包絡線のうち、前記コイルが落とし込まれる部分を除いた箇所に沿って設けられ、前記回転移載治具が回転するときに前記コイルが前記ポールから抜けることを防ぐ抑え板を設けるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る巻線製造装置によれば、コイルを形成する複数の巻線部の形状を崩したり、導線を損傷することがない。また、巻線部の間を接続する渡り線の弛みを小さくすることができ、導線の無駄を少なくするとともに、後の工程において扱いが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る巻線製造装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態に係る巻線製造装置１０は、下方に向かって階段状に小さくなる略四角形状の被巻回部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを備える巻枠１２と、巻枠１２の周りを回転するノズル１４により被巻回部１２ａ、１２ｂ、１２ｃにそれぞれ導線（例えば、エナメルの絶縁被膜を有する銅線）を巻回させて第１巻線部１００ａ及び第２巻線部１００ｂ（図４参照）を順に形成するフライヤ（巻線手段）１６とを有する。
【００１６】
また、巻線製造装置１０は、巻枠１２に形成される第１巻線部１００ａの導線の巻き始めの端部１８を把持及び切断する固定手段２０と、第１巻線部１００ａの導線の巻終わり部とノズル１４との間の導線２１を係合して移動させるリードプーラ（係合移動手段）２２と、第１巻線部１００ａ及び第２巻線部１００ｂを巻枠１２から下方に落とす落とし込み手段２４とを有する。
【００１７】
さらに、巻線製造装置１０は、落とし込み手段２４によって落とされた第１巻線部１００ａ及び第２巻線部１００ｂの一端部を被巻回部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対応して、円環状に配置された複数のポール２６のうち一部に係合させるトランスファツール（回転移載治具）２８を有する。該トランスファツール２８は、回転可能な円板３０の周囲に、前記複数のポール２６が上方に延在するように円環状に配置されている。
【００１８】
さらにまた、巻線製造装置１０は、ポール２６の近傍に設けられ、トランスファツール２８が回転するときに第１巻線部１００ａ及び第２巻線部１００ｂがポール２６から抜けることを防ぐ抑え板３２を有する。該抑え板３２は、複数のポール２６によって形成される円状の包絡線２７（図４参照）のうち、第１巻線部１００ａが落とし込まれる部分を除いた箇所に沿って設けられる。抑え板３２は昇降可能であり、トランスファツール２８上に形成されたコイル１００をポール２６から抜くときには、抑え板３２を上昇させる。
【００１９】
巻線製造装置１０は、全体の制御を行う制御手段（図示せず）を有する。該制御手段は、内部にコンピュータを有し所定のプログラムに基づいて処理を行う。制御手段が行う処理は、具体的には、フライヤ１６の回転制御、巻枠１２の段階的な昇降制御、落とし込み手段の昇降制御、リードプーラ２２の移動制御、固定手段２０による導線２１の端部１８の固定及び切断制御、トランスファツール２８の回転制御及び抑え板３２の昇降制御等である。
【００２０】
次に、このように構成される巻線製造装置１０を用いて、コイル１００（図７参照）を製造する手順について説明する。コイル１００は、最初に形成される第１巻線部１００ａと、後に形成される第２巻線部１００ｂと、第１及び第２巻線部１００ａ、１００ｂを接続する渡り線１１０から構成される。
【００２１】
先ず、図示しないリールに巻かれた導線２１を巻線製造装置１０まで導出し、フライヤ１６及びノズル１４を通して、端部１８を固定手段２０に固定する。
【００２２】
次に、制御手段の制御下において、フライヤ１６を所定方向（例えば、反時計方向）に回転させて、導線２１を巻枠１２に巻回させる。このとき、導線２１は、巻枠１２のうち最下層で最も小さい被巻回部１２ａに巻回される。被巻回部１２ａに巻回される導線２１は、第１巻線部１００ａのうち子巻線部１０２ａを形成する。
【００２３】
被巻回部１２ａに対して導線２１を所定回数巻回した後、固定手段２０により導線２１の端部１８を切断するとともにフライヤ１６を停止させる。この後、巻枠１２を被巻回部１２ａに相当する高さだけ下降させ、フライヤ１６を再度回転させて次の被巻回部１２ｂに対して所定回数巻回する。
【００２４】
このように、巻枠１２を順次下降させながら各被巻回部１２ａ、１２ｂ、１２ｃにそれぞれ導線２１を巻回して子巻線部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを形成する。このとき、巻枠１２の側面には、ポール２６に適合した形状の溝１３が設けられていることから、巻枠１２はポール２６と干渉することなく下降することができ、しかも各子巻線部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの端部は確実に２つのポール２６に係合することができる。具体的には、最も内側の子巻線部１０２ａは、隣り合うポール２６ａ及び２６ｂ（図１参照）に係合し、子巻線部１０２ｂは、ポール２６ａ、２６ｂより外側のポール２６ｃ及び２６ｄに係合し、最も外側の子巻線部１０２ｃは、ポール２６ｃ、２６ｄよりさらに外側のポール２６ｅ及び２６ｆに係合する。
【００２５】
次に、リードプーラ２２を基準の位置Ｐａから矢印Ｂ方向に移動させて所定の位置において第１巻線部１００ａの端部である導線２１を係合した後、リードプーラ２２を元の位置Ｐａに戻す（図２参照）。これにより、導線２１はノズル１４から所定長さ引き出されて、一部が位置Ｐａまで引き寄せられる。
【００２６】
次いで、図３に示すように、落とし込み手段２４を下降させることによって第１巻線部１００ａを巻枠１２からトランスファツール２８の円板３０上に落下させる。このとき、第１巻線部１００ａの各子巻線部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃはそれぞれポール２６ａ〜２６ｆに係合したまま、抑え板３２の高さよりも十分下方まで整然と落下する。
【００２７】
この後、図４に示すように、トランスファツール２８を反時計方向（矢印Ａ方向）に回転させるとともにリードプーラ２２を矢印Ｃ方向（矢印Ｂ方向と直角でトランスファツール２８の回転に沿う方向）に移動させる。
【００２８】
このとき、トランスファツール２８を９０°回転させた途中の状態（つまり、図４に示す状態）においてはリードプーラ２２は位置Ｐａで停止しており、この段階から位置Ｐｂへ向けて移動を開始する。
【００２９】
このようにリードプーラ２２の移動をトランスファツール２８の回転より遅らせることにより、第１巻線部１００ａとリードプーラ２２との相互干渉領域１０６に対して、第１巻線部１００ａの回転外径端部１０１よりもリードプーラ２２を遅れて通過させることができる。
【００３０】
また、製造上のサイクルタイムを短縮する観点からトランスファツール２８は比較的高速で回転させるため、第１巻線部１００ａは遠心力によって振り回されるように回転するが、抑え板３２が設けられていることから、第１巻線部１００ａはポール２６から抜けることがない。
【００３１】
図５に示すように、トランスファツール２８が回転終了位置である１８０°の位置まで回転し終わるときには、リードプーラ２２は円板３０の近傍に設定される位置Ｐｂまで移動して停止する。第１巻線部１００ａはトランスファツール２８によって振り回されるように高速で回転するが、相互干渉領域１０６に対して、第１巻線部１００ａの回転外径端部１０１よりもリードプーラ２２が遅れて通過することから、リードプーラ２２と第１巻線部１００ａが干渉することがなく、第１巻線部１００ａの形状が崩れたり導線２１が損傷するということがない。
【００３２】
従って、本工程におけるコイル１００の製造上の歩留まりを向上させることができる。また、リードプーラ２２と第１巻線部１００ａが干渉しないことから、リードプーラ２２の移動開始の位置である位置Ｐａは巻枠１２に近い位置に設定可能であり、移動終了の位置である位置Ｐｂは円板３０の近傍に設定可能である。これにより、導線２１はノズル１４から不必要に引き出されることがなく、位置Ｐｂを経由する経路に設けられることになる渡り線１１０の弛みが小さくなる。
【００３３】
なお、相互干渉領域１０６に対して、リードプーラ２２は第１巻線部１００ａの回転外径端部１０１よりも遅れて通過するように移動すればよく、実際上、トランスファツール２８を回転させるタイミングとリードプーラ２２を移動させるタイミングとの関係は種々の形態を採り得る。
【００３４】
例えば、トランスファツール２８の回転開始とリードプーラ２２の移動開始を同じタイミングとして、リードプーラ２２の最初の移動速度を小さくして次第に加速するようにしてもよい。
【００３５】
また、所定の検出手段により、第１巻線部１００ａの回転外径端部１０１が相互干渉領域１０６の端部の位置Ｐｂ又はＰｃを通過したことを検出した後にリードプーラ２２の移動を開始してもよい。この場合、リードプーラ２２は回転外径端部１０１が相互干渉領域１０６の終端の位置Ｐｂを通過するまで他端の位置Ｐｃに進入することができないという訳ではなく、リードプーラ２２が回転外径端部１０１を後追いするように相互干渉領域１０６内において同時に存在していてもよいことはもちろんである。
【００３６】
次に、図６に示すように、巻枠１２を所定の高さまで上昇させた後、フライヤ１６を逆回転（例えば、時計方向）に回転させて第２巻線部１００ｂの子巻線部１０４ａ（図７参照）を被巻回部１２ａに形成する。以後、第１巻線部１００ａの形成手順と同様に、子巻線部１０４ｂ及び１０４ｃを形成した後に落とし込み手段２４によって第２巻線部１００ｂを巻枠１２から円板３０上に落下させてコイル１００が製造される。
【００３７】
このようにして製造されたコイル１００は、抑え板３２を上昇させた後にトランスファツール２８から取り外され、又はトランスファツール２８とともに次のステータコアへの挿入工程に送られる。
【００３８】
巻線製造装置１０によって製造されたコイル１００は、図７に示すように、先に形成された第１巻線部１００ａでは形が崩れずに整然として形状を維持しており、コイル１００を形成する導線２１には損傷がない。また、渡り線１１０と第１及び第２巻線部１００ａ、１００ｂとの間の弛みの幅ｗが小さい。
【００３９】
なお、前記実施の形態では、コイル１００を形成する第１巻線部１００ａ及び第２巻線部１００ｂは３層である例を示したが１層、２層又は４層以上であってもよいことはもちろんである。
【００４０】
また、相互干渉領域１０６（図４参照）は平面的な領域として説明したが、第１巻線部１００ａ及びリードプーラ２２の移動経路を立体的に判断して相互干渉領域１０６も立体的な領域としてもよい。この場合においても、立体的な相互干渉領域１０６に対して、回転外径端部１０１よりもリードプーラ２２が遅れて通過するように移動させればよい。
【００４１】
さらに、本発明に係る巻線製造装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態に係る巻線製造装置の斜視図である。
【図２】リードプーラにより第１巻線部の端部を引き寄せる工程を示す斜視説明図である。
【図３】落とし込み手段によって第１巻線部を巻枠から落下させる工程を示す斜視説明図である。
【図４】トランスファツールを回転させる途中の状態を示す平面説明図である。
【図５】トランスファツールの回転が終了するとともにリードプーラの移動が終了した状態を示す平面説明図である。
【図６】第２巻線部を形成する工程を示す斜視説明図である。
【図７】巻線製造装置により製造されたコイルの模式図である。
【図８】従来技術に係る巻線製造装置によりコイルを製造する工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…巻線製造装置              １２…巻枠
１２ａ〜１２ｃ…被巻回部        １４…ノズル
１６…フライヤ                  ２２、５１４…リードプーラ
２４…落とし込み手段            ２６、２６ａ〜２６ｆ、５０８…ポール
２７…包絡線                    ２８…トランスファツール
３２…抑え板                    １００、５００…コイル
１００ａ…第一巻線部            １００ｂ…第二巻線部
１０１…回転外径端部
１０２ａ〜１０２ｃ、１０４ａ〜１０４ｃ、５０２ａ〜５０２ｃ…子巻線部
１０６…相互干渉領域            １１０、５１２…渡り線
【図１】
2005094824.tif 000003
【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】
2005094824.tif 000009
【図８】
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