(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する巻枠を上方に配置し、ステータコアの内歯に対応して立設された複数本のガイド棒を有し、前記巻枠と同期して回転できる電線保持治具を下方に配置し、前記電線保持治具又は前記巻枠を昇降可能とすると共に、前記電線保持治具を水平方向に移動可能とし、前記電線保持治具の中心部が前記巻枠の回転中心下方に位置するように前記電線保持治具を配置し、ノズルから並列して引き出された複数本の電線を前記巻枠に保持させ、その状態で前記巻枠と前記電線保持治具とを同期して回転させ、前記電線を前記巻枠に所定回数巻き付けてコイルを形成し、前記電線保持治具を水平方向に移動させて前記ガイド棒の所定の間隙に前記巻枠に保持されたコイルが挿入されるように位置決めし、前記電線保持治具又は前記巻枠を昇降させて前記コイルを前記ガイド棒の所定の間隙に受け入れて保持させ、再び前記電線保持治具の中心部が前記巻枠の回転中心下方に位置するように前記電線保持治具を配置して巻線するという前記一連の工程を複数回繰り返すことにより、並列した複数本の電線からなる多極のコイルを連続的に形成することを特徴とする巻線方法。
【請求項２】
巻線操作開始に先立って前記電線の始端部を電線クランプに保持させ、前記電線保持治具及び前記電線クランプを一体に回転させて巻線を行う請求項１記載の巻線方法。
【請求項３】
巻線中に前記ノズルを昇降させて前記巻枠に電線が平均して巻き付けられるようにする請求項１又は２記載の巻線方法。
【請求項４】
前記コイルを前記巻枠から前記電線保持冶具に移すとき、前記巻枠を縮径させると共に、コイル落とし板で前記巻枠に巻き付いたコイルを強制的に下方に落とす請求項１〜３のいずれか１つに記載の巻線方法。
【請求項５】
複数本の電線を並列して送り出すノズルと、これらの電線の保持部を有し、これらの電線を巻き付けさせるように回転する巻枠と、この巻枠の下方に配置され、ステータコアの内歯に対応して立設された複数本のガイド棒を有し、前記巻枠と同期して回転できる電線保持治具と、水平及び上下方向に移動できる電線受け渡し手段とを備え、前記電線保持治具が水平方向に移動可能とされると共に、前記電線保持治具又は前記巻枠が昇降可能とされていることを特徴とする巻線装置。
【請求項６】
前記巻枠の下方に水平方向に移動可能なスライドベースが設置され、このスライドベースを上下に貫通して回転スリーブが取付けられ、この回転スリーブに昇降可能かつ回転方向に一体化する支軸が挿通され、この支軸の上端に前記電線保持冶具が着脱可能に取付けられると共に、前記回転スリーブに回転テーブルが固着されて、この回転テーブル上に電線クランプが設置されている請求項５記載の巻線装置。
【請求項７】
前記ノズルが昇降可能に設置されている請求項５又は６記載の巻線装置。
【請求項８】
前記巻枠が縮径可能とされ、前記巻枠に巻き付けられたコイルを下方に落とすコイル落とし板が設けられている請求項５〜７のいずれか１つに記載の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の電線を並列して巻枠に巻き付けてコイルを形成するようにした巻線方法及び巻線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステータコアにコイルを装着する方法としては、巻線装置によって巻枠上に電線を巻き付けてコイルを形成し、このコイルをステータコアの内歯に対応して配置された複数本のガイド棒を有する冶具に保持させ、この冶具がコイル挿入冶具であるときはそのまま、この冶具がトランスファー冶具であるときはコイル挿入冶具にコイルを移した後、コイル挿入冶具をステータコアの内歯に嵌合させ、冶具の中心を通るストリッパでコイルをステータコアのスロットに押し込んで装着する方法がよく採用されている。
【０００３】
近年、電気自動車などのモータの開発に際し、自動車に搭載可能な低電圧の電源によって大きな駆動力が得られるようにするため、電線の断面積を大きくして大電流を流すことにより、大きな駆動力が得られるようにしたモータが望まれている。しかしながら、電線の直径を大きくした場合には、巻線操作やステータコアへのコイル挿入操作が困難となると共に、ステータコアのスロット内における電線のスペースファクタ（空間占有率）も小さくなるという問題点があった。
【０００４】
このため、複数本の電線を並列して巻いて（パラ巻きして）コイルを形成することにより、巻線操作やコイル挿入操作に支障をきたすことなく、電線の断面積を大きくする試みがなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記パラ巻きにおいては、フライヤを用いた通常の巻線機では、電線を一回巻き付ける毎に並列した複数本の電線のよじれが発生し、このよじれた部分がコイル挿入操作の際にステータコアの内歯等に強く当たって絶縁破壊が生じる等の問題があった。
【０００６】
一方、パラ巻きにおいて、電線がよじれないようにする方法として、並列して引き出された電線を、回転する巻枠に巻き付けてコイルを形成する方法が知られている。しかしながら、この方法では、多極のコイルを連続的に形成することができず、一極毎にリード線を切断してコイルを分離しなければならず、ステータコアに挿入した後の配線操作が煩雑になるという問題点があった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、並列した複数本の電線をよじれを生じることなく巻線してコイルを形成できると共に、多極のコイルを連続して巻線できるようにした巻線方法及び巻線装置に関する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の巻線方法は、回転する巻枠を上方に配置し、ステータコアの内歯に対応して立設された複数本のガイド棒を有し、前記巻枠と同期して回転できる電線保持治具を下方に配置し、前記電線保持治具又は前記巻枠を昇降可能とすると共に、前記電線保持治具を水平方向に移動可能とし、前記電線保持治具の中心部が前記巻枠の回転中心下方に位置するように前記電線保持治具を配置し、ノズルから並列して引き出された複数本の電線を前記巻枠に保持させ、その状態で前記巻枠と前記電線保持治具とを同期して回転させ、前記電線を前記巻枠に所定回数巻き付けてコイルを形成し、前記電線保持治具を水平方向に移動させて前記ガイド棒の所定の間隙に前記巻枠に保持されたコイルが挿入されるように位置決めし、前記電線保持治具又は前記巻枠を昇降させて前記コイルを前記ガイド棒の所定の間隙に受け入れて保持させ、再び前記電線保持治具の中心部が前記巻枠の回転中心下方に位置するように前記電線保持治具を配置して巻線するという前記一連の工程を複数回繰り返すことにより、並列した複数本の電線からなる多極のコイルを連続的に形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明の巻線方法によれば、並列して引き出された複数本の電線を巻枠に保持させて巻枠を回転させることにより、複数本の電線を並列状態のまま巻枠に巻き付けてコイルを形成するので、複数本の電線が並列したパラ巻きであっても電線がよじれることを防止できる。
【００１０】
また、巻枠と電線保持冶具とを同期させて回転させることにより、先に形成されて電線保持冶具に保持されたコイルが巻枠と一緒に回転することになるので、先に形成されたコイルと新たに巻枠に巻き付けられるコイルとの相対位置が変わらない。その結果、先に形成されたコイルの終端部から連続して次のコイルの巻線が可能となり、多極のコイルを連続して効率よく巻線することができると共に、リード線も巻線の始端部と終端部の２本となり、後のリード線接続作業が簡単になる。
【００１１】
更に、巻線時には、電線保持治具の中心部が巻枠の回転中心下方に位置するように移動させることにより、回転バランスを良好にして高速の巻線を可能にすると共に、回転部分の半径を最小限にして装置をコンパクトにすることができる。
【００１２】
本発明の巻線方法においては、巻線操作開始に先立って前記電線の始端部を電線クランプに保持させ、前記電線保持治具及び前記電線クランプを一体に回転させて巻線を行うことが好ましく、それによって巻線の始端部が巻枠に巻き込まれるなどの不都合を解消でき、巻線終了時のリード線の取外しも容易となる。
【００１３】
また、巻線中に前記ノズルを昇降させて前記巻枠に電線が平均して巻き付けられるようにすることが好ましく、それによって巻線されたコイルが均一となり、コイルをステータコアのスロットに挿入するときの挿入性を良好にすることができる。
【００１４】
更に、前記コイルを前記巻枠から前記電線保持冶具に移すとき、前記巻枠を縮径させると共に、コイル落とし板で前記巻枠に巻き付いたコイルを強制的に下方に落とすことが好ましく、それによってコイルの電線保持治具への移し変えを確実に行うことができる。
【００１５】
一方、本発明の巻線装置は、複数本の電線を並列して送り出すノズルと、これらの電線の保持部を有し、これらの電線を巻き付けさせるように回転する巻枠と、この巻枠の下方に配置され、ステータコアの内歯に対応して立設された複数本のガイド棒を有し、前記巻枠と同期して回転できる電線保持治具と、水平及び上下方向に移動できる電線受け渡し手段とを備え、前記電線保持治具が水平方向に移動可能とされると共に、前記電線保持治具又は前記巻枠が昇降可能とされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の巻線装置によれば、巻線に際して電線を巻枠の保持部に保持させ、電線保持治具の中心部が巻枠の回転中心に位置するように電線保持治具を水平移動させて位置決めし、その状態で巻枠と電線保持治具とを同期させて回転させることにより、ノズルから並列して引き出される複数本の電線をよじらせることなく巻枠に巻き付けてコイルを形成することができる。
【００１７】
そして、１つの極のコイルを形成したら、電線保持治具を水平移動させてガイド棒の所定の間隙に巻枠に保持されたコイルが挿入されるように位置決めし、電線保持治具又は巻枠を昇降させてコイルをガイド棒の所定の間隙に受け入れて保持させることができる。
【００１８】
その後、再び電線保持治具を水平移動させてその中心部が巻枠の回転中心下方に位置するように電線保持治具を配置し、先のコイルの終端部に連続した電線部分を巻枠に保持させて、巻枠及び電線保持治具を同期して回転させることにより、次のコイルの巻線を行うことができ、これらの操作を繰り返すことによって多極のコイルを連続して効率よく巻線することができる。
【００１９】
なお、巻線時には、電線保持治具の中心部が巻枠の回転中心下方に位置するように移動させることにより、回転バランスを良好にして高速の巻線を可能にすると共に、回転部分の半径を最小限にして装置をコンパクトにすることができる。
【００２０】
本発明の巻線装置によれば、前記巻枠の下方に水平方向に移動可能なスライドベースが設置され、このスライドベースを上下に貫通して回転スリーブが取付けられ、この回転スリーブに昇降可能かつ回転方向に一体化する支軸が挿通され、この支軸の上端に前記電線保持冶具が着脱可能に取付けられると共に、前記回転スリーブに回転テーブルが固着されて、この回転テーブル上に電線クランプが設置されていることが好ましい。
【００２１】
これによってスライドベースを水平移動させることにより、電線保持治具の中心部が巻枠の回転中心下方に位置する位置と、巻枠に保持されたコイルが電線保持治具のガイド棒の間隙に挿入される位置との間で、電線保持治具を移動させることができる。また、巻線の始端部を回転テーブル上の電線クランプに保持させて、電線クランプを電線保持治具と一緒に回転させることにより、電線保持治具具に巻かれたコイルが乱れたり、電線の始端部が電線保持治具の外周に引っ掛かったりするという不都合を解消できる。
【００２２】
また、前記ノズルが昇降可能に設置されていることが好ましく、これによって巻枠の回転中にノズルを昇降させて、電線を巻枠上に平均して巻き付けることができる。
【００２３】
更に、前記巻枠が縮径可能とされ、前記巻枠に巻き付けられたコイルを下方に落とすコイル落とし板が設けられていることが好ましく、これによって巻枠に形成されたコイルを電線保持治具に落とすときに、巻枠を縮径させると共にコイル落とし板でコイルを強制的に下方に落とすことができ、上記操作を確実かつ迅速に行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜２１には、本発明による巻線装置の一実施形態が示されている。
図１，２に示すように、この巻線装置１０は、上面がテーブル１２をなす基台１１と、この基台１１上に立設された４本の縦フレーム１３と、これらの縦フレーム１３の上端に取り付けられた天板１４とを有している。
【００２５】
テーブル１２は、基台１１の一側方に延出され、その上に電線受け渡し手段１５が配置されている。この実施形態において電線受け渡し手段１５は、その先端に電線の保持部１６を有し、該保持部１６をＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動できるロボットからなる。
【００２６】
図３〜６を併せて参照すると、天板１４の下面には、軸受２１を介して、巻枠２０が回転自在に取り付けられている。軸受２１内には、回転スリーブ２２がベアリング２３を介して回転可能に保持されている。軸受２１は、天板１４を貫通して、その上端面に形成されたフランジ部２１ａが天板１４に嵌合している。回転スリーブ２２の上面には、従動タイミングプーリ２４がボルト２５を介して固着されている。
【００２７】
天板１４の上面には、軸受２１に隣接して巻枠回転用モータ２６が設置されており、その駆動軸２７に装着された駆動タイミングプーリ２８と上記従動タイミングプーリ２４との間にタイミングベルト２９が張設されている。その結果、巻枠回転用モータ２６が回転すると、駆動タイミングプーリ２８、タイミングベルト２９，従動タイミングプーリ２４を介して回転スリーブ２２が回転し、回転スリーブ２２の下面にボルト３０を介して固着された巻枠２０が回転するようになっている。
【００２８】
巻枠２０は、前方巻枠３３と後方巻枠３７とを有している。前方巻枠３３は、支持板３１とその下面に連接された吊り具３２を介して取付けられている。後方巻枠３７は、支持板３１の下面に連接された突片３４に支軸３５を介して枢着されたレバー状の吊り具３６に取付けられている。吊り具３６は、支軸３５を中心にして揺動可能とされ、それに伴って後方巻枠３７が図３中の想像線で示す如く傾動するようになっている。
【００２９】
すなわち、吊り具３６の後端部には、上面がテーパ状の第１カム面３８が形成され、吊り具３６の支軸３５よりやや前方部分には、段状をなす第２カム面３９が形成されている。また、突片３４の基部には、スプリング４０を介して図３中の右方向に付勢された押しピン４１が挿通されており、押しピン４１の先端部に取付けられたローラ４２が第２カム面３９に当設されている。
【００３０】
更に、巻枠２０が図３に示す回動位置にあるとき、押しピン４１の後端部に近接するように、天板１４には支持板４３を介してエアシリンダ４４が取付けられている。上記回動位置にあるとき、エアシリンダ４４の作動ロッド４５が押し出されると、作動ロッド４５の先端が押しピン４１の後端部を押し、押しピン４１がスプリング４０に抗して先端方向に押し出される。その結果、ローラ４２が第２カム面３９の段部から外れると共に、作動ロッド４５の頭部が第１カム面３８に当設して後方巻枠３７を図３中の想像線で示す如く傾動させて、巻枠３３，３７の外径を縮径させるようになっている。
【００３１】
また、エアシリンダ４４の作動ロッド４５が引き込まれると、スプリング４０の付勢力によって押しピン４１が後方にスライドし、押しピン４１に取付けられたローラ４２が第２カム面３９に当設して、後方巻枠３７が図３中の実線で示す如く、前方巻枠３３とほぼ平行となる。前方巻枠３３には、後述する電線保持治具のガイド棒が挿入される溝４６が形成されている。
【００３２】
また、図４に示すように、前方巻枠３３、後方巻枠３７の長手方向に貫通して突出すると共に、それらの中間にて短径方向にも突出する、平面的に見て十字状をなすコイル落とし板５０が配置されている。このコイル落とし板５０は、回転スリーブ２２、従動タイミングプーリ２４の中心を貫通して配置された支軸５１の下端に固着されている。
【００３３】
図６に示すように、支軸５１の上端は、天板１４の上方に突出し、天板１４上に立設された支持板５４に取付けられたエアシリンダ５２の作動ロッド５３に連結されている。したがって、エアシリンダ５２の作動によって、支軸５１を介してコイル落とし板５０が昇降動作し、巻枠２０に巻き付けられたコイルを強制的に下方に落とすようになっている。
【００３４】
図５に示すように、後方巻枠３７の下端には、電線保持部６０が形成されている。電線保持部６０は、後方巻枠３７と一体の固定片６１と、後方巻枠３７に支軸６２を介して回動可能に取付けられた可動片６２とからなる。可動片６２の一端部には、固定片６１に当設するゴム板６２ａが取付けられている。可動片６２の他端部は、後方巻枠３７内において上下に配置されたロッド６３の下端部に枢着されている。
【００３５】
ロッド６３は、その上端部に介装されたスプリング６４により、常時下方に付勢されている。また、ロッド６３の上部に嵌着された板６５が、コイル落とし板５０に当設されるようになっており、コイル落とし板５０が上昇位置にあるときには、上記板６５を介して、スプリング６４に抗してロッド６３を上方にスライドさせた状態に保持させるようになっている。
【００３６】
したがって、図５（ａ）に示すように、コイル落とし板５０が上昇位置にあるときには、ロッド６３が上方にスライドして、固定片６１に対して可動片６２が閉じた状態となり、固定片６１と可動片６２との間に電線を保持することができる。また、図５（ｂ）に示すように、コイル落とし板５０が下降位置にあるときには、ロッド６３が下方にスライドして、固定片６１に対して可動片６２が開いた状態となり、電線が解放されるようになっている。
【００３７】
また、天板１４には、ノズル昇降装置７０が取付けられている。図７に示すように、このノズル昇降装置７０は、天板１４下面から垂下された一対の平行なガイド棒７１，７２と、このガイド棒７１，７２の中間に配置されたボールネジ７３と、ガイド棒７１，７２に昇降可能に装着されると共に、上記ボールネジ７３に螺合する昇降ブロック７４と、この昇降ブロック７４に取付けられた複数本のノズル７５と、天板１４上に設置され、前記ボールネジ７３を回転させる、サーボモータ等からなるノズル昇降用モータ７６とで構成されている。
【００３８】
それぞれのノズル７５には、図示しない電線リールから引き出された１又は複数本の電線が挿通され、それらの電線が並列した状態で巻枠２０方向に供給されるようになっている。この実施形態では、５つのノズル７５が取付けられており、各ノズル７５に例えば１０本ずつの電線を通すことにより、５０本の電線を並列させて巻き付けることができるようになっている。なお、図７において、７７，７８は、昇降ブロック７４の移動範囲を規制するためのセンサである。
【００３９】
したがって、ノズル昇降用モータ７６の作動によってボールネジ７３が正転、逆転することにより、昇降ブロック７４と共にノズル７５がガイド棒７１，７２に沿って巻枠２０の回転と同期して移動し、巻枠２０への巻き付け位置を徐々に変更させて、電線が巻枠２０上に平均して巻き付くようにされている。
【００４０】
図８，９に示すように、テーブル１２上には、一対のスライドウェイ８０，８１が設置され、これにスライドベース８２が設置されている。スライドベース８２の一側にはブロック８３が連接されている。また、上記スライドウェイ８０，８１と平行で、かつ、上記ブロック８３に螺挿されたボールネジ８４が、軸受８５，８６によって支持されている。ボールネジ８４の一端には従動プーリ８７が装着されている。また、ボールネジ８４の一端部の側方には、サーボモータ等からなる水平移動用モータ８８が設置されており、その駆動軸に装着された駆動プーリ８９と、上記従動プーリ８７との間にタイミングベルト９０が張設されている。なお、図８中の９１，９２は、スライドベース８２の移動範囲を規制するためのセンサである。
【００４１】
したがって、水平移動用モータ８８の作動により、駆動プーリ８９、タイミングベルト９０、従動プーリ８７を介して、ボールネジ８４が正転、逆転することにより、スライドベース８２がスライドウェイ８０，８１に沿ってセンサ９１，９２の間で水平移動する。
【００４２】
図１０に示すように、スライドベース８２の中央開口部８２ａには、軸受９３が挿通されてその上端フランジ部を係合させてネジ止めされ、この軸受９３の内周に配置されたベアリング９５を介して、回転スリーブ９４が回転可能に保持されている。回転スリーブ９４の下端には、従動プーリ９６が固着されている。
【００４３】
図１１を併せて参照すると、軸受９３の下部には、支持板９７が水平方向に連接されており、この支持板９７にブラケット９８を介して、サーボモータ等からなる電線保持治具回転用モータ９９が取付けられている。この電線保持治具回転用モータ９９の駆動軸に取付けられた駆動プーリ１００と、上記従動プーリ９６との間に、タイミングベルト１０１が張設されている。なお、図１０における１０２は、従動プーリ９６の回転位置を検出するセンサである。
【００４４】
回転スリーブ９４の中心には、スプライン筒１０３が挿通されており、この上端には、ボス１０４が取付けられており、このボス１０４の外周に、電線保持治具１１０のガイド棒ホルダ１１１の下面中央に取付けられた筒状のアダプタ１１２が嵌合するようになっている。
【００４５】
図１２を併せて参照すると、ボス１０４は、その上端部外周に穴１０５を有し、この穴１０５内にボール１０６を保持している。また、スプライン筒１０３内には軸１０７が挿通され、この軸１０７の上端にはヘッド１０８が装着されている。更に、ヘッド１０８の外周には溝１０９が形成されており、軸１０７を昇降させることにより、ボール１０６が上記溝１０９に嵌合した位置と、ボール１０６がヘッド１０８の溝１０９以外の周面に当接して、穴１０５から外方に押出される位置との間で切り替えがなされるようになっている。
【００４６】
ボール１０６が溝１０９に嵌合するときには、ボス１０４の外周から電線保持冶具１１０のアダプタ１１２を取り外すことができ、ボール１０６が溝１０９から外れてボス１０４の外方に突出するときには、ボール１０６がアダプタ１１２の内周に圧接されて、同内周に形成された溝１１３に嵌合し、アダプタ１１２を取り外すことができなくなるようにされている。
【００４７】
図９に示すように、スプライン筒１０３下端部は、支持板１２０に軸受１２１を介して保持されており、支持板１２０は、スライドベース８２の下面に取付けられたエアシリンダ１２２の作動ロッド１２３の下端に連結されている。なお、図９の１２４，１２５は、支持板１２０の上昇位置を規制するためのストッパである。したがって、エアシリンダ１２２の作動ロッド１２３が伸縮すると、支持板１２０が昇降動作し、それによってスプライン筒１０３が昇降動作する。その結果、スプライン筒１０３にボス１０４及びアダプタ１１２を介して取付けられた電線保持冶具１１０が昇降動作するようになっている。
【００４８】
また、支持板１２０には枠体１２６を介してエアシリンダ１２７が取付けられており、その作動ロッド１２８は、軸１０７の下端に取付けられたボルト１２９に対向配置されている。ボルト１２９外周にはスプリング１３０が装着され、軸１０７を常時は下方に付勢している。その状態で、軸１０７上端のヘッド１０８は図１０に示す位置にあり、ボール１０６をボス１０４の外方に押出してアダプタ１１２の内周の溝１１３に嵌合させ、電線保持冶具１１０をロックするようになっている。
【００４９】
また、エアシリンダ１２７の作動ロッド１２８が押出され、ボルト１２９を介して軸１０７が押し上げられると、ヘッド１０８の溝１０９にボール１０６が嵌合し、ボス１０４の内側に引っ込むので、アダプタ１１２をボス１０４から外して電線保持冶具１１０を取り外すことができるようになっている。
【００５０】
図１３を併せて参照すると、電線保持冶具１１０は、ガイド棒ホルダ１１１と、その下面に取付けられたアダプタ１１２と、ガイド棒ホルダ１１１の上面外周に沿って所定間隔で配置され、それぞれ上方に突設された複数本のガイド棒１１４からなっている。ガイド棒１１４は、図示しないステータコアの内歯に対応して配置されている。電線保持冶具１１０は、それ自体がコイル挿入冶具（アッパーツール）をなすものであってもよく、巻線されたコイルをコイル挿入冶具に受け渡すためのトランスファーツールであってもよい。
【００５１】
回転スリーブ９４には、支持具１３１を介して回転テーブル１３２が取付けられており、前記電線保持冶具１１０は、この回転テーブル１３２の中心部に立設されている。そして、回転テーブル１３２の外周二箇所には、電線の始端部を保持するための第１電線クランプ１４０と、電線の終端部を保持するための第２電線クランプ１４１とが立設されている。ただし、巻線コイル数によっては、それ以上の複数個の電線クランプを設置してもよい。
【００５２】
各電線クランプ１４０，１４１は、同じ構造をなすので、以下共通の構造として説明すると、各電線クランプ１４０，１４１は、回転テーブル１３２上に立設された筒状ケース１４２を有し、この筒状ケース１４２内には上端がピストン形状のロッド１４３が下面開口を通して挿入されている。ロッド１４３の下端は、回転テーブル１３２の下面に突出している。
【００５３】
また、ロッド１４３の上端面には、Ｕ字状のバネ部材からなるクランプ本体１４４の下端が固着されている。クランプ本体１４４の上端は、外力のない状態ではＹ字状に開き、それらの内側面にゴム製の把持部１４６が取付けられている。更に、筒状ケース１４２内には、スプリング１４７が内蔵されており、このスプリング１４７は、ロッド１４３及びクランプ本体１４４を下方に押し下げて、図１３における第２電線クランプ１４１に示されるように、把持部１４６を筒状ケース１４２内に引き込ませて、把持部１４６を閉じさせるように作用する。
【００５４】
更に、回転テーブル１３２の下面外周の特定個所には、テーブル１２上に立設されたエアシリンダ１５０の作動ロッド１５１が対向配置され、回転テーブル１３２が特定の回転位置にあるとき、ロッド１４３の下端に対向する。その状態で、エアシリンダ１５０の作動ロッド１５１が押出され、ロッド１４３が上方に押し上げられると、クランプ本体１４４が上方に押し上げられて、把持部１４６が筒状ケース１４２の上面開口から突出し、図１３における第１電線クランプ１４０に示されるように、バネ弾性によって把持部１４６が開くようになっている。
【００５５】
図１４は、天板１４に装着されたカッター１６０を示している。カッター１６０は、天板１４に立設した支持板１６１と、この支持板１６１に固着されたブロック１６２と、このブロック１６２に取付けられた昇降用エアシリンダ１６３と、ブロック１６２を上下に貫通する一対のガイド棒１６４を介して昇降可能に取付けられた昇降ベース１６５と、この昇降ベース１６５に取付けられたカッター本体１６６と、カッター本体１６６に設けられた刃部１６７とからなる。昇降用エアシリンダ１６３の作動ロッドは、昇降ベース１６５に連結されており、昇降用エアシリンダ１６３の作動によって昇降ベース１６５及びカッター本体１６６が昇降動作する。また、カッター本体１６６は、エアシリンダを内蔵しており、刃部１６７を開閉動作させる。
【００５６】
次に、図１５〜２１を参照して、この巻線装置を用いた本発明の巻線方法の一実施形態について説明する。図１５〜２１における囲い○の数字は、本発明の巻線方法に従った工程を示しており、以下の説明では工程１、工程２、…として説明することにする。また、各工程における上の図は概略平面図、下の図は概略正面図である。
【００５７】
図１５に示す工程１においては、電線保持冶具１１０を回転テーブル１３２上に設置する。実際には、図１０において説明したように、スプライン筒１０３上端に設けられたボス１０４に、電線保持冶具１１０のアダプタ１１２を被せて、軸１０７のヘッド１０８によりボール１０６をボス１０４外周に突出させ、アダプタ１１２内周の溝１１３に嵌合させることにより、電線保持冶具１１０の取付けがなされる。
【００５８】
次に工程２において、スライドベース８２（図８参照）を移動させて電線保持治具１１０の中心を巻枠２０の直下に位置させる。この状態で電線受け渡し手段１５の保持部１６により電線Ｗが保持されて、第１電線クランプ１４０に電線Ｗの始端部が受け渡され、第１電線クランプ１４０により電線Ｗの始端部が保持される。
【００５９】
工程３において、回転テーブル１３２、電線クランプ１４０，１４１、電線保持冶具１１０が所定角度回転すると共に、ノズル７５が上昇して、電線Ｗを電線保持部６０に挟ませる。
【００６０】
図１６に示す工程４において、回転テーブル１３２、電線クランプ１４０，１４１、電線保持冶具１１０が更に回転し、電線保持部６０が閉じて電線Ｗが巻枠２０に保持される。この動作は、図５において説明したように、ロッド６３が引き上げられて、可動片６２が固定片６１に対して閉じることによってなされる。
【００６１】
次に工程５において、上方の巻枠２０と、下方の回転テーブル１３２、電線クランプ１４０，１４１、電線保持冶具１１０（以下、下方の部材を「電線保持冶具１１０等」と表現する）とが、同期して回転し、巻枠２０の周りに電線Ｗを巻き付かせて、コイルを形成する。このとき、ノズル７５から複数本の電線Ｗが並列して供給されるが、巻枠２０を回転させて巻き付かせる方式を採用したことにより、電線Ｗのよじれを生じることはない。また、巻線中にノズル７５を図７に示した構造により巻枠２０の回転と合せて移動させることにより、電線Ｗを巻枠２０上に平均して巻き付かせることができる。
【００６２】
更に、回転テーブル１３２上の電線クランプ１４０が、巻枠２０と同期して回転するため、電線クランプ１４０と巻枠２０との相対位置が変わらず、電線クランプ１４０から巻枠２０に至る電線の始端部が引っ張られることなく、電線の始端部をクランプした状態で巻線を施すことができる。
【００６３】
こうして最初の極の巻線を終了した後、スライドベース８２（図８参照）を移動させて、巻枠２０上のコイルが電線保持治具１１０のガイド棒１１４の所定の間隙に対応するように、電線保持治具１１０を位置させる。このとき、特定のガイド棒１１４が、巻枠２０の前方巻枠３３の溝４６（図３参照）に挿入される位置となる。
【００６４】
この状態で図１７に示す行程において、電線保持治具１１０がエアシリンダ１２２（図９参照）の作動によりスプライン筒１０３（図１０参照）を介して上昇し、上記特定のガイド棒１１４が前方巻枠３３の溝４６に挿入されると共に、図３におけるコイル落とし板５０がエアシリンダ５２（図６参照）の作動で下降して、巻枠２０上のコイルをガイド棒１１４の所定の間隙に落としこむ。
【００６５】
このとき、図３におけるエアシリンダ４４が作動し、作動ロッド４５の先端が押しピン４１の後端部を押し、押しピン４１がスプリング４０に抗して先端方向に押し出される。その結果、ローラ４２が第２カム面３９の段部から外れると共に、作動ロッド４５の頭部が第１カム面３８に当設して後方巻枠３７を図３中の想像線で示す如く傾動させて、巻枠３３，３７の外径を縮径させるので、コイル落とし作業を容易に行わせることができる。また、図５におけるロッド６３がスプリング６４の付勢力で下降し、電線保持部６０が開いて巻枠２０上における電線Ｗの保持が開放される。
【００６６】
更に，電線受け渡し手段１５が電線Ｗの巻き終わり部分を保持して引張ることにより、２極目のコイルの形成に際して渡り線の長さが十分に確保されるようにする。
【００６７】
次に工程８において、電線保持治具１１０が下降すると共に、スライドベース８２が移動して電線保持治具１１０の中心部が巻枠２０の直下に再び配置される。そして，電線受け渡し手段１５により、２極目のコイルの巻き始めとなる電線Ｗが巻枠２０の前記保持部６０に保持される。
【００６８】
そして工程９において、電線受け渡し手段１５が電線Ｗを開放し、巻枠２０及び電線保持治具１１０が１極目のコイルのときとは逆方向に同期して回転し、２極目のコイルの巻線が開始される。このとき、巻枠２０、電線保持治具１１０及び電線クランプ１４０が同期して回転することにより、１極目のコイルと２極目のコイルの相対位置が変わらず、１極目のコイルと２極目のコイルとの間で電線Ｗを切断することなく、１極目のコイルに連続して２極目のコイルの巻線が可能となる。
【００６９】
図１８における工程１０は、こうして２極目のコイルの巻線が完了した状態を示している。
【００７０】
また、工程１１は、スライドベース８２（図８参照）が移動して、電線保持治具１１０が巻枠２０上のコイルを受ける位置、すなわちガイド棒１１４の所定の間隙に巻枠２０上のコイルが整合する位置に移動する。なお、図中のＣ1は１極目のコイル、Ｃ2は２極目のコイルを意味する。
【００７１】
この状態で、工程１２において、電線保持治具１１０が上昇し、上記ガイド棒１１４が前方巻枠３３の溝４６に挿入されると共に、図３におけるコイル落とし板５０が下降して、巻枠２０上のコイルをガイド棒１１４の所定の間隙に落としこむ。このとき、前記と同様に電線受け渡し手段１５により電線Ｗが保持され、３極目のコイル巻線に至る渡り線の長さを確保する。
【００７２】
図１９の工程１３に示すように、２極目のコイルＣ2が電線保持治具１１０に受け渡されたら、前記と同様に電線保持治具１１０を下降させ、スライドベース８２を移動させて、電線保持治具１１０の中心を巻枠２０の直下に位置させる。そして、電線受け渡し手段１５により、電線Ｗを巻枠２０の電線保持部６０に保持させ、前記と同様にして３極目の巻線を開始する。
【００７３】
以下、前記と同様な工程を繰り返すことにより、最終極のコイル巻線まで行う。工程４は、最終極のコイル巻線を終了した状態を示し、この状態で電線受け渡し手段１５により、電線Ｗの巻き終わりの端部を保持する。
【００７４】
そして、図２０の工程１５に示すように、スライドベース８２が再び移動して、電線保持治具１１０が巻枠２０上のコイルを受ける位置、すなわちガイド棒１１４の所定の間隙に巻枠２０上のコイルが整合する位置に移動する。次いで電線保持治具１１０が上昇し、上記ガイド棒１１４が前方巻枠３３の溝４６に挿入される。
【００７５】
工程１６において、電線受け渡し手段１５が移動して、電線クランプ１４１と電線受け渡し手段１５との間に位置する電線Ｗをカッター１６０と交差する位置に張設し、カッター１６０によりその部分の電線Ｗを切断する。
【００７６】
更に、工程１７に示すように、図３におけるコイル落とし板５０が下降して、巻枠２０上のコイルをガイド棒１１４の所定の間隙に落としこむ。
【００７７】
図２１の工程１８に示すように、電線保持治具１１０が下降し、最終極まで巻線されたコイルが電線保持治具１１０に保持され、それらのコイル巻き始めの端部が電線クランプ１４０に、コイル巻き終わりの端部が電線クランプ１４１に保持された状態となる。
【００７８】
この状態でスライドベース８２が再び移動し、電線保持治具１１０を巻枠２０の側方に移動させる。そして、工程１９に示すように、電線保持治具１１０を取外す。このとき、図９におけるエアシリンダ１２７が作動し、軸１０７が押し上げられ、図１０のヘッド１０８の溝１０９にボール１０６が嵌合し、ボス１０４からアダプタ１１２が外れるようにされる。
【００７９】
こうして形成されたコイルは、工程２０に示されるように、電線の巻き始めの端部が第１電線クランプ１４０に保持され、電線の巻き終わりの端部が第２電線クランプ１４１に保持され、各極のコイルは連続した１本の電線によって形成されている。
【００８０】
この後、電線保持治具１１０がトランスファーツールの場合は、該治具１１０に保持されたコイルをコイル挿入治具に受け渡して、ステータコアへのコイル挿入がなされる。また、電線保持治具１１０がコイル挿入治具の場合は、該治具１１０をコイル挿入装置に設置し、ガイド棒１１４（この場合にはブレードとなる）をステータコアの内歯の内周に嵌合させてコイル挿入を行う。
【００８１】
なお、前記実施形態においては、電線保持治具１１０が巻枠２０に対して昇降する構造をなすが、電線保持治具１１０に対して巻枠２０が昇降するようにしてもよい。また、電線受け渡し手段１５としては、水平上下に移動するアクチュエータを用いることもできる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、巻枠を回転させて電線を巻き付けてコイルを形成する方式を採用したので、並列して引き出された複数本の電線をよじらせることなく巻線してコイルを形成することができる。
【００８３】
また、巻枠と電線保持冶具とを同期させて回転させることにより、先に形成されて電線保持冶具に保持されたコイルが巻枠と一緒に回転することになるので、先に形成されたコイルと新たに巻枠に巻き付けられるコイルとの相対位置が変わらない。その結果、先に形成されたコイルの終端部から連続して次のコイルの巻線が可能となり、多極のコイルを連続して効率よく巻線することができると共に、リード線も巻線の始端部と終端部の2箇所となり、後のリード線接続作業が簡単になる。
【００８４】
更に、巻線時には、電線保持治具の中心部が巻枠の回転中心下方に位置するように移動させることにより、回転バランスを良好にして高速の巻線を可能にすると共に、回転部分の半径を最小限にして装置をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による巻線装置の全体を示す正面図
【図２】  同巻線装置の側面図
【図３】  同巻線装置における巻枠の正面図
【図４】  同巻枠の底面図
【図５】  同巻枠の電線保持部を示す側面図
【図６】  同巻枠の回転駆動部を示す部分断面図
【図７】  同巻線装置におけるノズル昇降装置を示す正面図及び側面図
【図８】  同巻線装置における電線保持治具の水平移動機構を示す平面図
【図９】  同水平移動機構の正面図
【図１０】  電線保持治具の回転及び昇降機構を示す部分断面図
【図１１】  同回転機構を示す部分断面図
【図１２】  電線保持治具の着脱機構を示す部分断面図
【図１３】  回転テーブル上に設置された電線クランプを示す断面図
【図１４】  同巻線装置におけるカッターを示す正面図
【図１５】  本発明の巻線方法の一実施形態における工程１〜３を示す説明図
【図１６】  同実施形態における工程４〜６を示す説明図
【図１７】  同実施形態における工程７〜９を示す説明図
【図１８】  同実施形態における工程１０〜１２を示す説明図
【図１９】  同実施形態における工程１３〜１４を示す説明図
【図２０】  同実施形態における工程１５〜１７を示す説明図
【図２１】  同実施形態における工程１８〜２０を示す説明図
【符号の説明】
１０  巻線装置
１５  電線受け渡し手段
２０  巻枠
５０  コイル落とし板
６０  電線保持部
７０  ノズル昇降装置
７５  ノズル
８２  スライドベース
９４  回転スリーブ
１０３  スプライン軸
１１０  電線保持治具
１１４  ガイド棒
１３２  回転テーブル
１４０  第１電線クランプ
１４１  第２電線クランプ
Ｗ  電線
Ｃ1 １極目のコイル
Ｃ2 ２極目のコイル
【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】
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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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