JP2000134876A - コイル巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯状に配列した複数本のワイヤをよじれなく
巻線，渡り線処理，コイルかき落としを行って複数極の
コイルを連続して巻線する。 【解決手段】 駆動モータ６を始動させると巻枠７が回
転するとともにボールねじ１０が回転し、テンションノ
ズル１６が左行し、帯状のワイヤＷが巻枠７上によじれ
なく巻線されて第１極のコイルが形成される。次に、巻
枠７を紙面に垂直に所定距離移動させた後、トランスフ
ァツール３０を左行させて２対又は３対のピン３１によ
りコイルを挾持し、右方へ復帰させてコイルをトランス
ファツール３０に移し換えるとともに巻枠７を軸線Ｘま
で復帰させ、コイルの巻き終わりのリード線を巻枠７に
固定しトランスファツール３０を巻枠７と同期して回転
させて第２極以下のコイルを巻線する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、帯状に配列した
複数本のワイヤを、回転する巻枠に巻き付けてコイルを
形成し、形成したコイルをトランスファツールに移し換
え、アッパツールを介してモータの固定子スロットに挿
入し得るようにしたコイル巻線機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のコイル巻線機は、巻枠の回転軸
に平行に移動するテンションノズルから供給される複数
本の帯状のワイヤを、一方向に回転する巻枠に螺旋状に
巻き付けてコイルを形成するものである。

【０００３】そして、第１極のコイルが巻き終わると、
同一円周上に多数対のピンを植設したトランスファツー
ルを巻枠方向に前進させ、多数対のピンのうち、上記巻
線に対向する対のピンを上記コイルに挿入した後、巻枠
側に設けたコイル押し出し部材とともに後退させ、第１
極のコイルを巻枠側からかき落としてトランスファツー
ル側に移し換えている。

【０００４】第１極のコイルの移し換えが終ると、その
最終端を形成するリード線を巻枠に固定し、トランスフ
ァツールをコイルを挿入しようとするモータの極数に応
じて所定角度回転させるとともに、テンションノズルを
元の位置に復帰させて再び巻枠を回転させ、テンション
ノズルを移動させて第２極のコイルを形成し、トランス
ファツールの次対のピンに第２極のコイルを移し換え
る。同様にして所定の極数のコイル巻線がすべて終了す
るとワイヤを切断して固定子１個分の巻線が完了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のコイル巻線機にあっては、トランスファツー
ルは巻枠回転中も静止状態に保たれていたので、例えば
１５本乃至２０本が帯状に配列されたワイヤを巻線する
と、コイル巻線中に各コイル間の渡り線によじれが生じ
線幅が増加する結果となる。

【０００６】そのため、コイルの固定子スロットへの挿
入に無理がかかってワイヤの被膜が損なわれたり、テン
ション値が高くなってモータ特性が低下したり、ワイヤ
の供給が困難になって稼働率が低下したりするいう問題
点があった。

【０００７】このような問題点を解決するため、本出願
人は、フライヤから供給される帯状のワイヤを上下移動
可能な巻枠に巻き付けて形成したコイルを順次下方のコ
イル挿入治具に挿入する巻線機において、上記フライヤ
に、このフライヤと同動するダミーフライヤを一体に設
けるとともに、上記巻枠と同軸上にその平均周長とほぼ
等しいダミードラムを回転自在に設け、テンションノズ
ルから供給されるワイヤをダミーフライヤによりダミー
ドラムに巻き付けながら上記フライヤから供給して巻枠
に巻線することにより、ワイヤのよじれを防止するよう
にしたよじれ防止装置を発明してすでに出願している
（特願平９−２５８４６０号）。

【０００８】しかし、この先願に係る発明にあっては、
ワイヤのよじれ防止効果については問題がないものの、
よじれ防止のために、ダミーフライヤやダミードラム等
の追加部材と、それらを同期して駆動する駆動手段とが
必要になり、巻線機全体の大きさが大きくなって設置場
所が制約され、構成が複雑化して生産コストが上昇する
とともに、メンテナンスも面倒になるという問題があっ
た。この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、
構成が簡単でワイヤのよじれ発生を防止し得るコイル巻
線機を安価に提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、テンションノズルを通って供給される帯
状に配列された複数本のワイヤを、回転する巻枠に巻き
付けてコイルを形成し、形成したコイルを１極分ずつ順
次トランスファツールに移し換えるコイル巻線機におい
て、上記トランスファツールを上記巻枠に同期して同一
方向に同一回転数で回転させるようにしたコイル巻線機
を提供するものである。そして、上記のコイル巻線機に
おいて、巻枠をトランスファツールの軸線に直交する方
向に移動し得るようにするのが好ましい。

【００１０】この発明によるコイル巻線機は上記のよう
に構成することにより、トランスファツールを巻枠と同
期して同一方向に同一回転数で回転させるようにしたの
で、各コイル間の渡り線によじれが生じるおそれがな
く、帯状に形成された多数のワイヤを同時に巻線，渡り
線処理，コイルかき落としを行い、複数極のコイルを連
続して巻線することが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は、この発明の一実
施形態を示す一部断面正面図、図２は、その巻枠とトラ
ンスファツールとの関係を模式的に示す説明図である。

【００１２】図１において、基台１にボールベアリング
２，２を介して主軸３を軸線Ｘの回りに回転自在に装着
し、この主軸３の右端部に巻枠基板４を一体的に固設す
るとともに、左端部をカップリング５を介して駆動モー
タ６の回転軸に連結する。そして、図２に示すように、
この巻枠基板４の直径上を、第１，第２の巻枠７ａ，７
ｂからなる巻枠７が軸線Ｘから軸線Ｘ′まで（図１では
紙面に直交する方向に）移動可能に設け、第１の巻枠５
ａの巻線面にはガイド溝７ｃ，７ｄを形成する。

【００１３】また、基台１に主軸３と平行にボールねじ
１０をベアリング１１，１１を介して回転自在に装着
し、ボールねじ１０と平行にガイドバー１２を固設す
る。そして、ボールねじ１０にナット部材１３を螺合さ
せ、ガイドバー１２にスライド部材１４を摺動自在に装
着し、ナット部材１３とスライド部材１４との間に連結
板１５及びテンションノズル１６を一体的に架設して両
部材の回転を阻止し、ガイドバー１２の軸線方向へ同動
して摺動し得るようにする。

【００１４】なお、テンションノズル１６は、離散した
複数本（例えば１０〜２０本）のワイヤｗをワイヤ投入
口１６ａから挿入して整列した帯状のワイヤＷに整形
し、適当なテンションを与えてノズル状のワイヤ排出口
１６ｂから巻枠５に供給するようにした公知のワイヤ供
給装置である。

【００１５】一方、主軸３の軸線Ｘに関してガイドバー
１２と反対側（図１で下方）に、軸線Ｘと平行にガイド
バー２０を基台１に固設してその外周部にスライド部材
２１を摺動自在に装着する。さらに、ガイドバー２０の
図１で下側に軸線Ｘと平行なカウンタシャフト２２の左
端側をボールベアリング２３を介して基台１に回転自在
に支持し、このカウンタシャフト２２の右半部にキー溝
２２ａを形成する。

【００１６】カウンタシャフト２２のキー溝形成部２２
ｂの外周部にスライド部材２４をその軸線方向に摺動自
在に装着し、キー２４ａとキー溝２２ａとによりスライ
ド部材２４をカウンタシャフト２２に同動して回転する
ようにし、このスライド部材２４の外周部にボールベア
リング２５，２５を介してそのハウジング２６を相対回
転自在に装着する。

【００１７】また、主軸３の軸線Ｘ上に巻枠７に対向し
て複数対のピン３１，３１（図１ではそのうち２対のみ
を示す）を円板状のツール基板３２上の同一円周上に所
定間隔（モータの極数に対応する）で配設したトランス
ファツール３０を回転自在に設け、その回転軸３３の外
周部にフランジ付きのスリーブ３４を固設する。そし
て、スリーブ３４の外周部にボールベアリング３５，３
５を介してそのハウジング３６を相対回転自在に装着す
るとともに、スリーブ３４のフランジ部に突設したプラ
ンジャ３８をツール基板３２の同一円周上に設けた多数
の位置決め孔３２ａの一つに嵌合し得るようにする。

【００１８】そして、ハウジング２６，３６及びスライ
ド部材２１間を連結板３７により一体的に連結すること
により、それぞれの部材の回転を阻止するとともに、図
示しないシリンダ等の駆動手段により駆動することによ
り、トランスファツール３０が図１に示す位置から軸線
Ｘ上を所定距離左方に移動し得るようにしている。

【００１９】さらに、主軸３に第１，第２のタイミング
プーリ４１，４２を、ボールねじ１０に第３のタイミン
グプーリ４３を、カウンタシャフト２２に第４，第５の
タイミングプーリ４４，４５を、トランスファツール３
０の回転軸３３に第６のタイミングプーリ４６をそれぞ
れ一体に固設し、第１，第３のタイミングプーリ４１，
４３間、第２，第４のタイミングプーリ４２，４４間、
第５，第６のタイミングプーリ４５，４６間に、それぞ
れ第１，第２，第３のタイミングベルト４７，４８，４
９をそれぞれ張架する。なお、例えば主軸３の第１，第
２のタイミングプーリ４１，４２間をクラッチ８で断続
可能とすることにより、ボールねじ１０を巻枠７に関係
なく駆動し得るようにする。

【００２０】次に、このような構成からなる実施形態の
作用を説明する。実際の巻線作業に先立ち、まず、巻枠
７を巻線基板４の直径上を軸線Ｘに直交する方向に、図
２に示す距離Ｄだけ移動させて巻枠７の回転中心を軸線
Ｘ′に一致させた状態で、トランスファツール３０のプ
ランジャ３８を引き出し、ツール基板３２を自由に回転
し得るようにする。

【００２１】この状態でツール基板３２を回転させ、任
意の相隣る２対のピン３１ａ，３１ｂ；３１ａ，３１ｂ
のうち、一方のピン３１ａ，３１ａが第１の巻枠７ａの
ガイド溝７ｃ，７ｄを挿通可能で、他方のピン３１ｂ，
３１ｂがコイルＣの外側に接し得るようにツール基板３
２の回転位置を設定し、プランジャ３８を戻してスリー
ブ３４とツール基板３２とを一体に連結し、トランスフ
ァツール３０の初期位置決めを行う。

【００２２】この状態から巻枠７の回転中心を軸線Ｘに
一致するまで移動させ、主軸３のクラッチ８を接続した
状態で、テンションノズル１６から供給される帯状のワ
イヤＷの巻き始めの先端を巻枠７に固定し、駆動モータ
６を始動させると、巻枠７が所定方向に回転する。同時
に、第１のタイミングベルト４７を介してボールねじ１
０が同方向に回転し、ナット部材１３がテンションノズ
ル１６を伴って左方に移動し、その排出口１６ｂから供
給される帯状のワイヤＷが巻枠７に右から左へと順次よ
じれなく巻線される。

【００２３】これに並行して、第２のタイミングベルト
４８を介してカウンタシャフト２２が主軸３と同期して
同方向に回転し、カウンタシャフト２２の回転は第３の
タイミングベルト４９により、トランスファツール３０
の回転軸３３に伝えられる。その結果、トランスファツ
ール３０は巻枠７の回転に同期して同一方向に同一回転
数で回転する。

【００２４】一方、テンションノズル１６が所定距離左
行して巻枠７に第１極のコイルＣが巻線されると、図示
しない制御信号により駆動モータ６の回転が停止し、巻
枠７及びトランスファツール３０は静止する。次に、図
示しないシリンダ等の駆動手段により巻枠７を巻枠基板
４の直径上を図２でその回転中心位置が軸線Ｘから軸線
Ｘ′に一致するまで距離Ｄだけ移動させる。

【００２５】この状態でトランスファツール３０及び連
結板３７を介してこれと一体のスライド部材２１，２４
を図１に仮想線で示す位置まで左行させると、トランス
ファツール３０と巻枠７との関係位置はコイル巻回前と
同等であるので、トランスファツール３０のピン３１
ａ，３１ａは、図２に示すようにコイルＣの内側を摺動
して第１の巻枠７ａのガイド溝７ｃ，７ｄ内を挿通し、
ピン３１ｂ，３１ｂはコイルＣの外側を摺動し、コイル
Ｃは２対のピン３１ａ，３１ｂ；３１ａ，３１ｂにより
挾持される。

【００２６】コイルＣが挾持されると、トランスファツ
ール３０を図１で右方に復帰させ、同時に巻枠７側に設
けられた図示しない周知の押し出し部材がコイルＣを巻
枠７から押し出してトランスファツール３０へ移し変え
る。コイルＣの移し変えが終ると巻枠７の回転中心を再
び主軸３の軸線Ｘに一致するまで移動させた後、トラン
スファツール３０に移し変えられた第１極のコイルＣの
巻き終わりのリード線を巻枠７に固定する。これに並行
してクラッチ８の連結を断って駆動モータ６を逆転さ
せ、ボールねじ１０を反対方向に回転させてテンション
ノズル１６を復帰させ、クラッチ８を再び接続する。

【００２７】その後、プランジャ３８を引き出してスリ
ーブ３４とツール基板３２との連結を絶ち、ツール基板
３２を挿入しようとする固定子の極数に対応して所定角
度回転させた位置で連結させ、再び駆動モータ６を始動
させて巻枠７及びトランスファツール３０を同期して同
一方向に同一回転数で回転させ、移動するテンションノ
ズル１６から供給される帯状のワイヤＷを巻枠７に巻線
して第２極のコイルを形成し、そのコイルをトランスフ
ァツール３０の次のピンに移し変える。

【００２８】同様にして第３，第４極のコイルを形成し
てトランスファツール３０に移し換え、所定の極数のコ
イルがすべて形成されトランスファツール３０の各対の
ピンへの移し換えが終ると、テンションノズル１６から
供給される帯状のワイヤＷの巻き終わりのリード線を所
定の長さに切断し、図示しないアッパツールを介してモ
ータ固定子のスロットに挿入される。

【００２９】このように、コイル巻線時に、トランスフ
ァツール３０を巻枠７の回転に同期して同一方向に同一
回転数で回転させることにより、巻枠７に形成されるコ
イルとトランスファツール３０に保持されるコイルとが
関係位置を変えることなく一体的に回転するので、両コ
イル間の渡り線によじれが発生するおそれはない。

【００３０】また、巻線時にトランスファツール３０と
同一軸線Ｘ上に位置させた巻枠７を、コイル移し換え時
には上記軸線Ｘから距離Ｄだけ移動させるようにするこ
とにより、従来の巻枠とトランスファツールが常時同一
軸線上に保持されていたコイル巻線機に比して巻枠７の
回転半径をほぼ半減させることができ、巻線機の小型，
軽量化と駆動エネルギの省エネ化が可能になる。

【００３１】なお、上記の実施形態では、図面及び説明
を簡略化するため、トランスファツール３０の２対のピ
ン３１ａ，３１ｂ；３１ａ，３１ｂにより成形されたコ
イルＣの第１の巻枠７ａに接する側の２箇所を挾持する
ことによりコイルＣの形状を保持するようにしたが、コ
イルＣの形状保持が充分でない場合には、例えばツール
基板３２に放射状に複数の腕を突設し、各腕の先端部に
それぞれ一対ずつのピンを植設するとともに、これらの
ピンに対応して第２の巻枠７ｂ側にピン挿通用のガイド
溝を形成して、コイルＣを３箇所以上で保持することも
可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によるコイ
ル巻線機は、巻枠の回転に同期してトランスファツール
を回転させるようにしたので、簡単な構成で各コイル間
の渡り線のよじれを防止することができる。また、巻枠
回転タイプのため、巻線されるコイル自体はもともとワ
イヤのよじれのない整列巻線が可能であり、ワイヤの供
給も容易になって稼動率の向上を図ることができる。

【００３３】そして、ワイヤ経路が直線状になるため、
モータの固定子スロットへの挿入時、ワイヤの被膜損傷
が少なくなってモータの不良品が減少し、テンション値
が下がってモータ特性が向上する。同時に、帯状ワイヤ
を形成するワイヤ本数の変更にも容易に追従することが
できる。さらに、巻線機の構成簡略化に伴い、生産コス
トが低減して安価に供給することができるとともに、装
置の小形化が可能になって設置場所を選ばなくなり、メ
ンテナンスも容易になる。

【００３４】なお、上記のコイル巻線機において、巻枠
をトランスファツールの軸線に直交する方向に移動し得
るようにしたものは、巻枠を小形化してその回転半径を
小さくすることが可能になり、省エネ効果とともに装置
の一層の小形，軽量化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の一部を断面で示す正面
図である。

【図２】同じくその巻枠とトランスファツールとの関係
を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１：基台 ３：主軸 ４：巻枠基板 ６：駆動モータ ７：巻枠 １０：ボールねじ １３：ナット部材 １６：テンションノズル ２２：カウンタシャフト ３０：トランスファツール ３１：ピン ３２：ツール基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 国朋 神奈川県足柄上郡開成町吉田島4289 株式 会社小田原エンジニアリング内 (72)発明者 大森 要司 神奈川県足柄上郡開成町吉田島4289 株式 会社小田原エンジニアリング内 (72)発明者 小田桐 寛和 神奈川県足柄上郡開成町吉田島4289 株式 会社小田原エンジニアリング内 Ｆターム(参考） 5H615 AA01 BB01 PP13 QQ02 QQ12 QQ20 QQ26 SS10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テンションノズルを通って供給される帯
   状に配列された複数本のワイヤを、回転する巻枠に巻き
   付けてコイルを形成し、形成したコイルを１極分ずつ順
   次トランスファツールに移し換えるコイル巻線機におい
   て、 前記トランスファツールを前記巻枠に同期して同一方向
   に同一回転数で回転させるようにしたことを特徴とする
   コイル巻線機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコイル巻線機において、
   前記巻枠を前記トランスファツールの軸線に直交する方
   向に移動し得るようにしたことを特徴とするコイル巻線
   機。