(57)【要約】【課題】ワイヤ捩れを防止し、ワイヤ入れ替え作業を容易にし、ワイヤ硬化を抑えること。【解決手段】フライヤドラム３の軸上に遊星歯車９が固定され、内輪歯車１０と外輪歯車１１が同軸上にて相対回転可能に設けられ、遊星歯車９が内輪歯車１０と外輪歯車１１の内歯１１ａとに噛み合い、外輪歯車１１の外歯１１ａに外輪回転歯車１４が噛み合う。外輪回転歯車１４を回転させることで、外輪歯車１１を回転させて遊星歯車９を回転させながら内輪歯車１０を中心に周回させフライヤドラム３を自転させながら巻枠１に対し公転させ、ワイヤ２をフライヤドラム３に巻きながら巻枠１に巻き付けて奇数目コイルを巻く。外輪回転歯車１４と内輪歯車１０を同時に回転させることで、内輪歯車１０と外輪歯車１１を同時に回転させてフライヤドラム３を自転させずに巻枠１に対し公転させ、フライヤドラム３に巻かれたワイヤ２を解きながら巻枠１に巻き付けて偶数目コイルを巻く。【選択図】図１
2007209150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライヤを巻枠の周りにて周回させることにより前記フライヤから供給される複数本のワイヤを前記巻枠に巻き付ける巻線装置であって、
前記フライヤが円筒形状をなすフライヤドラムであり、前記フライヤドラムの軸上に遊星歯車が固定され、内輪歯車と外輪歯車が同軸上にて相対回転可能に設けられ、前記外輪歯車が内周に内歯を外周に外歯を有し、前記遊星歯車が前記内輪歯車と前記外輪歯車の前記内歯とに噛み合わされ、前記外輪歯車の前記外歯に外輪回転歯車が噛み合わされ、
前記外輪回転歯車を回転させることにより、前記外輪歯車を回転させて前記遊星歯車を回転させながら前記内輪歯車を中心に周回させることで前記フライヤドラムを自転させながら前記巻枠に対して公転させ、前記ワイヤを前記フライヤドラムに巻きながら前記巻枠に巻き付けることで奇数目コイルを巻き、前記外輪回転歯車と前記内輪歯車を同時に回転させることにより、前記内輪歯車と前記外輪歯車を同時に回転させて前記フライヤドラムを自転させずに前記巻枠に対して公転させ、前記フライヤドラムに巻かれた前記ワイヤを解きながらその解かれたワイヤを前記巻枠に巻き付けることで偶数目コイルを巻くようにしたことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
前記外輪回転歯車を回転駆動するためのモータを備え、そのモータの回転を制御することにより前記外輪歯車の回転量及び前記フライヤドラムの自転量を可変としたことを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フライヤを巻枠の周りにて周回させることによりフライヤから供給される複数本のワイヤを巻枠に巻き付ける巻線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、数本のワイヤを巻枠に巻き付けるために縦型巻線機が用いられている。従来の巻線機において、複数本のワイヤが帯状に配列されたワイヤ群を巻枠に巻き付けるとき、巻線中のワイヤが捩れた状態で巻き付けられることがある。このようにワイヤに捩れが発生すると、その捩れの分だけ巻線の半径方向の厚みが大きくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、巻線におけるワイヤの捩れを防止するために提案された巻線機が、下記の特許文献１に記載されている。この巻線機では、テンションノズルを通ってフライヤから供給される複数本のワイヤが巻枠に巻き付けられる。この巻線機において、巻枠と同軸上にその周長と同等の周長を有するダミードラムが回転自在に設けられる。また、ダミードラムにワイヤを巻き付けるためのダミーフライヤがフライヤと一体に設けられる。そして、フライヤとダミーフライヤの回転に同期してテンションノズルを上方へ、ダミードラムを下方へそれぞれ同一速度で移動させながら、巻枠とダミードラムにワイヤを同時に巻き付け、そのダミードラムに巻き付けられたワイヤを巻き戻して巻枠に巻き付けることにより、ワイヤの捩れを防止するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９８７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の巻線機では、ワイヤ供給経路が複雑に屈折することから、巻枠の交換やワイヤ切れで設備経路内のワイヤを入れ替える作業に必要以上の時間がかかる傾向があった。このため、巻線機を含む製造ラインの稼働率が低下する懸念があった。      
【０００６】
また、ワイヤ供給経路の屈折回数が比較的多いことから、その分だけワイヤが硬化して巻線が嵩張る傾向があった。このため、巻線を固定子に組み付けて固定子コイルを製作した場合、巻線の嵩張りにより固定子コイルのエンド形状が大きくなる傾向があった。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワイヤの捩れを防止し、ワイヤの入れ替え作業を容易にすると共にワイヤの硬化を抑えることを可能とした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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、フライヤを巻枠の周りにて周回させることによりフライヤから供給される複数本のワイヤを巻枠に巻き付ける巻線装置であって、フライヤが円筒形状をなすフライヤドラムであり、フライヤドラムの軸上に遊星歯車が固定され、内輪歯車と外輪歯車が同軸上にて相対回転可能に設けられ、外輪歯車が内周に内歯を外周に外歯を有し、遊星歯車が内輪歯車と外輪歯車の内歯とに噛み合わされ、外輪歯車の外歯に外輪回転歯車が噛み合わされ、外輪回転歯車を回転させることにより、外輪歯車を回転させて遊星歯車を回転させながら内輪歯車を中心に周回させることでフライヤドラムを自転させながら巻枠に対して公転させ、ワイヤをフライヤドラムに巻きながら巻枠に巻き付けることで奇数目コイルを巻き、外輪回転歯車と内輪歯車を同時に回転させることにより、内輪歯車と外輪歯車を同時に回転させてフライヤドラムを自転させずに巻枠に対して公転させ、フライヤドラムに巻かれたワイヤを解きながらその解かれたワイヤを巻枠に巻き付けることで偶数目コイルを巻くようにしたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、奇数目コイルを巻くときには、外輪回転歯車を回転させる。これにより、外輪歯車を回転させて遊星歯車を回転させながら内輪歯車を中心に周回させることでフライヤドラムを自転させながら巻枠に対して公転させ、ワイヤをフライヤドラムに巻きながら巻枠にワイヤが巻き付けられる。偶数目コイルを巻くときには、外輪回転歯車と内輪歯車を同時に回転させる。これにより、内輪歯車と外輪歯車を同時に回転させてフライヤドラムを自転させずに巻枠に対して公転させ、フライヤドラムに巻かれたワイヤを解きながらその解かれたワイヤが巻枠に巻き付けられる。従って、ワイヤはフライヤドラムにて屈折するだけで済む。また、フライヤドラムが巻枠に対して公転することから、ワイヤは捩れることなく巻枠に巻き付けられる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、外輪回転歯車を回転駆動するためのモータを備え、そのモータの回転を制御することにより外輪歯車の回転量及びフライヤドラムの自転量を可変とししたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、外輪歯車の回転量及びフライヤドラムの自転量が制御されるので、巻枠に巻かれるワイヤの張力が調整される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、ワイヤの捩れを防止することができ、ワイヤの入れ替え作業を容易にすることができると共にワイヤの硬化を抑えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、常にワイヤの張力を均一にすることができ、連続した複数のコイル間の渡り線長さを変えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の巻線装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。図１に、この実施形態の巻線装置の主要部を一部破断して正面図により示す。この巻線装置は、巻枠１に複数本のワイヤ２を供給するためのフライヤとしてのフライヤドラム３を巻枠１の周りにて周回させることによりフライヤドラム３から供給される複数本のワイヤ２を巻枠１に巻き付けるようになっている。
【００１５】
フライヤドラム３は円筒形状をなし、その外周にワイヤ２が巻き付けられるようになっている。フライヤドラム３の近傍には、フライヤ入口ノズル４とフライヤ出口ノズル５が配置される。これらノズル４，５は、それぞれリング状をなし、垂直に延びるガイドロッド６，７上を往復動可能に設けられる。そして、フライヤ入口ノズル４からフライヤドラム３へ複数本のワイヤ２が導かれ、フライヤドラム３を経由したワイヤ２はフライヤ出口ノズル５を通って巻枠１へ導かれる。複数本のワイヤ２は、ワイヤ供給ホルダ（図示略）からフライヤ入口ノズル４へ導かれる。各ガイドロッド６，７上における各ノズル４，５は、フライヤドラム３にワイヤ２を巻き付けることで変化する同ドラム３に対するワイヤ２の引き込み位置及び引き出し位置の変化に応じて移動可能となっている。
【００１６】
フライヤドラム３と共通の軸８上には、遊星歯車９が固定される。この遊星歯車９に対応して、内輪歯車１０と外輪歯車１１が同軸上にて相対回転可能に設けられる。すなわち、外輪歯車１１は、有底筒状をなし、内輪歯車１０よりも大径をなす。その外輪歯車１１の内側中央に内輪歯車１０が配置される。内輪歯車１０と外輪歯車１１はフレーム１２により支持される。フレーム１２には、内輪歯車１０を回転駆動するための内輪回転用モータ１３が固定され、その回転軸１３ａがフレーム１２を貫通して下向きに配置される。内輪歯車１０は、この回転軸１３ａの下端に固定される。外輪歯車１１は、この回転軸１３ａ上にて相対回転可能に設けられる。外輪歯車１１は、その内周に内歯１１ａを有し、その外周に外歯１１ｂを有する。そして、遊星歯車９は、内輪歯車１０と外輪歯車１１との間に配置され、内輪歯車１０と外輪歯車１１の内歯１１ａとに噛み合わされる。巻枠１は、内輪歯車１０の真下に配置される。巻枠１とガイドロッド７は、アクチュエータ（図示略）により一体的に上下動可能に設けられる。
【００１７】
外輪歯車１１の外側には外輪歯車１１を回転させるための外輪回転歯車１４が設けられる。フレーム１２には、外輪回転歯車１４を回転駆動するための外輪回転用モータ１５が固定され、その回転軸１５ａがフレーム１２を貫通して下向きに配置される。外輪回転歯車１４は、この回転軸１５ａの下端に固定される。外輪回転歯車１４は、外輪歯車１１の外歯１１ｂに噛み合わされる。
【００１８】
この実施形態では、内輪回転用モータ１３と外輪回転用モータ１５の回転を制御するためのコントローラ２０が設けられる。そして、コントローラ２０が、各モータ１３，１５の回転を制御することにより、外輪歯車１１の回転量及びフライヤドラム３の自転量を可変とするようになっている。コントローラ２０は、オペレータによる操作・設定に応じて各モータ１３，１５の回転を制御するようにプログラムされている。
【００１９】
この実施形態では、巻枠１にワイヤ２を巻き付けることにより連続して複数（例えば、４つ）のコイル（巻線）を形成するようになっている。図２には、４つのコイルＣ１〜Ｃ４を順次に連続して形成する場合における巻枠１に対するワイヤ２の巻き付け方向を概念図により示す。第１番目のコイルＣ１から第４番目のコイルＣ４は、第１番目及び第３番目の奇数目コイルＣ１，Ｃ３と、第２番目及び第４番目の偶数目コイルＣ２，Ｃ４とを含む。従って、ワイヤ２の巻き付け方向（回転方向）は、第１番目〜第４番目のコイルＣ１〜Ｃ４の順序で、時計方向、反時計方向、時計方向及び反時計方向となる。
【００２０】
上記構成において、奇数目コイルＣ１，Ｃ３を形成するときには、外輪回転用モータ１５により外輪回転歯車１４を回転駆動することにより、外輪歯車１１が回転する。この外輪歯車１１の回転により、外輪歯車１１と内輪歯車１０との間で遊星歯車９が回転しながら内輪歯車１０を中心に内輪歯車１０を周回することになる。このように遊星歯車９を周回させることで、遊星歯車９と一体にフライヤドラム３が自転しながら巻枠１に対して公転することになる。このフライヤドラム３の動きにより、ワイヤ２をフライヤドラム３に巻きながら巻枠１に巻き付けることで奇数目コイルＣ１，Ｃ２を巻くようになっている。
【００２１】
図３に、奇数目コイルＣ１，Ｃ３の巻き始め状態を正面図により示す。この状態は、巻線装置に対するワイヤ２の初期セット状態でもある。図３において、ワイヤ２の屈折回数は、フライヤドラム３に対する１回のみであることが分かる。図４に、図３の状態を平面図により示す。ワイヤ２の片端は巻枠１に固定され、内輪歯車１０を回転させることにより、フライヤドラム３が自転しながら時計方向へ公転することが分かる。フライヤドラム３が動かされるときに外輪歯車１１の回転量を増減することで、フライヤドラム３の自転量を可変にすることができる。
【００２２】
図５に、奇数目コイルＣ１，Ｃ３の巻き終わり状態を正面図により示す。図５において、ワイヤ２を巻枠１に巻き付けていくとき、巻枠１及びガイドロッド７を上動させることにより、フライヤドラム３及び巻枠１１にワイヤ２を整列よく巻き付けることができる。巻枠１に巻き付けられたワイヤ２は、搬送治具等（図示略）に移され、巻枠１は次の偶数目コイルＣ２，Ｃ４の巻き付けに使われることになる。
【００２３】
その後、偶数目コイルＣ２，Ｃ４を形成するには、外輪回転用モータ１５により外輪回転歯車１４を回転駆動すると同時に内輪回転用モータ１３により内輪歯車１０を回転駆動することにより、外輪歯車１１と内輪歯車１０とが同時に回転する。これら外輪歯車１１と内輪歯車１０の回転により、外輪歯車１１と内輪歯車１０との間で遊星歯車９が内輪歯車１０を中心に内輪歯車１０を周回することになる。このように遊星歯車９を周回させることで、遊星歯車９と一体にフライヤドラム３が自転することなく巻枠１に対して公転することになる。このフライヤドラム３の動きにより、フライヤドラム３に巻かれたワイヤ２を解きながらその解かれたワイヤ２を巻枠１に巻き付けることで偶数目コイルＣ２，Ｃ４を巻くようになっている。
【００２４】
図６に、偶数目コイルＣ２，Ｃ４の巻き始め状態を正面図により示す。図７に図６の状態を平面図により示す。ワイヤ２の片端は巻枠１に固定され、内輪歯車１０と外輪歯車１１を同時に回転させることにより、フライヤドラム３が自転せずに反時計方向へ公転することが分かる。これにより、フライヤドラム３に巻かれたワイヤ２を解きながら、その解かれたワイヤ２が巻枠１に巻かれることになる。ここで、外輪歯車１１の回転量を増減することで、フライヤドラム３の自転量を可変にすることができる。
【００２５】
図８に、偶数目コイルの巻き終わり状態を正面図により示す。図８において、巻枠１に巻き付けられたワイヤ２は、搬送治具等（図示略）に移され、巻枠１は次の奇数目コイルＣ１，Ｃ３の巻き付けに使われることになる。
【００２６】
コントローラ２０は、奇数目コイルＣ１，Ｃ３の形成と偶数目コイルＣ２，Ｃ４の形成に合わせて各モータ１３，１４の回転を制御するようにプログラムされている。
【００２７】
ここで、巻枠１に巻かれるワイヤ２の１周分の長さを「Ｌ１」とし、フライヤドラム３に巻かれるワイヤ２の１周分の長さを「Ｌ２」とする。そして、これら二つの長さＬ１，Ｌ２を互いに等しくすれば、奇数目コイルＣ１，Ｃ３を形成するときに、内輪回転用モータ１３と外輪回転用モータ１５は同じ回転数で回転させることにより、ワイヤ２の張力を一定に保つことができる。一方、偶数目コイルＣ２，Ｃ４を形成するときには、内輪回転用モータ１３を停止させ、外輪回転用モータ１５を回転させることにより、ワイヤ２の張力を一定に保ちながら巻枠１にワイヤ２を巻き付けることができる。上記二つの長さＬ１，Ｌ２の間に差があるときは、奇数目コイルＣ１，Ｃ３の形成時には、外輪回転用モータ１５を１回転させるときに内輪回転用モータ１３も１回転させ、偶数目コイルＣ２，Ｃ４の形成時には、外輪回転用モータ１５を１回転させるときに内輪回転用モータ１３を、二つの長さＬ１，Ｌ２の差分だけ回転数を増減させる。二つの長さＬ１，Ｌ２は、最初に計っておいてコントローラ２０で固定値として補正するようにしても良いし、巻枠１とフライヤドラム３との間で張力を計って張力を一定に保つように内輪回転用モータ１３の回転数を補正してもよい。
【００２８】
以上説明したこの実施形態の巻線装置によれば、奇数目コイルＣ１，Ｃ３を形成するときには、外輪回転歯車１４を回転させる。これにより、外輪歯車１１を回転させて遊星歯車９を回転させながら内輪歯車１０を中心に周回させることで、フライヤドラム３を自転させながら巻枠１に対して公転させる。これにより、複数のワイヤ２はフライヤドラム３に巻かれながら巻枠１に巻き付けられる。一方、偶数目コイルＣ２，Ｃ４を巻くときには、外輪回転歯車１４と内輪歯車１０を同時に回転させる。これにより、内輪歯車１０と外輪歯車１１を同時に回転させてフライヤドラム３を自転させずに巻枠１に対して公転させる。これにより、フライヤドラム３に巻かれたワイヤ２を解きながら、その解かれたワイヤ２が巻枠１に巻き付けられる。従って、ワイヤ２はフライヤドラム３にて巻かれて屈折するだけで済む。また、フライヤドラム３が巻枠１に対して公転することから、複数のワイヤ２が捩れることなく巻枠１に巻き付けられることになる。このため、ワイヤ２の捩れを防止することができる。また、ワイヤ２の屈折回数が相対的に少ないことから、巻線装置に対するワイヤ２の入れ替え作業を容易なものにすることができ、併せてワイヤ２の硬化を抑えることができる。
【００２９】
つまり、この実施形態の巻線装置では、ワイヤ２の供給経路が複雑に屈折することがないので、巻枠１の交換やワイヤ２の入れ替え作業を比較的短い時間で行うことができる。このため、巻線装置を含む製造ラインの稼働率低下を抑えることができる。また、ワイヤ２の供給経路におけるワイヤ２の屈折回数が比較的少ないことから、ワイヤ２の硬化を抑えることができ、コイルの嵩張りを防ぐことができる。これにより、コイルを固定子に組み付けて固定子コイルを作製する場合、固定子コイルのエンド形状を比較的小さくすることができる。
【００３０】
更に、この実施形態では、外輪歯車１１の回転量及びフライヤドラム３の自転量がコントローラ２０により制御されることから、巻枠１に巻き付けられるワイヤ２の張力が適宜調整される。このため、常にワイヤ２の張力を均一にすることができる。また、連続した複数のコイルＣ１〜Ｃ４の間の渡り線長さを必要に応じて変えることができる。
【００３１】
尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより以下のように実施することもできる。
【００３２】
（１）前記実施形態では、４つのコイルＣ１〜Ｃ４を連続して形成する場合について説明したが、５つ以上のコイルを形成する場合に適用することもできる。
【００３３】
（２）前記実施形態では、奇数目コイルＣ１，Ｃ３の形成時にフライヤドラム３を巻枠１を中心に時計方向へ公転させ、偶数目コイルＣ２，Ｃ４の形成時にフライヤドラム３を巻枠１を中心に反時計方向へ公転させるようにしたが、公転の方向を奇数目コイルと偶数目コイルの間で逆にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】巻線装置を示す正面図。
【図２】巻枠に対するワイヤの巻き付け方向を示す概念図。
【図３】奇数目コイルの巻き始め状態を示す巻線装置の正面図。
【図４】図３の状態を示す平面図。
【図５】奇数目コイルの巻き終わり状態を示す巻線装置の正面図。
【図６】偶数目コイルの巻き始め状態を示す巻線装置の正面図。
【図７】図６の状態を示す平面図。
【図８】偶数目コイルの巻き終わり状態を示す巻線装置の正面図。
【符号の説明】
【００３５】
１    巻枠
２    ワイヤ
３    フライヤドラム
８    軸
９    遊星歯車
１０    内輪歯車
１１    外輪歯車
１１ａ    内歯
１１ｂ    外歯
１４    外輪回転歯車
１５    外輪回転用モータ
Ｃ１，Ｃ３    奇数目コイル
Ｃ２，Ｃ４    偶数目コイル
【図１】
2007209150.tif 000003
【図２】
2007209150.tif 000004
【図３】
2007209150.tif 000005
【図４】
2007209150.tif 000006
【図５】
2007209150.tif 000007
【図６】
2007209150.tif 000008
【図７】
2007209150.tif 000009
【図８】
2007209150.tif 000010