JP2001028316A - 巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線機の巻枠へ導線の先端部をクランプする
とき、コイルを接続するために用いる接続部分の導線を
長く設定できるようにする。またクランプの確実性を増
す。 【解決手段】 回転する巻枠１に導線を巻き付けること
によりコイルが形成される。クランプ爪１１０が巻枠フ
ランジの一辺に沿った方向に移動して、誘導溝１０８か
ら突き出した導線先端部を屈曲させつつ巻枠１に押しつ
ける。導線はフランジの一辺に沿った方向、すなわち巻
枠回転方向に屈曲した状態でクランプされる。巻枠回転
方向への屈曲により、導線先端の接続部を長くとっても
巻枠回転の妨げにならない。また屈曲により導線が確実
に固定される。さらに誘導溝１０８に沿って導線がクラ
ンプ位置まで導かれるので、導線を自動的にクランプで
き、手作業を減らせる。

Description

【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９−３２０
８８１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９−３２０
８８１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１
１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１７，１９，２
１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３
６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４
６ａ，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６
６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７
２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８
０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８
０，８２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８
５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，Ｆ
Ｌ，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Ｆ
Ｒ，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Ｂ
Ｒ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１
２（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１
０２，１０４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１０
２，１０４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１１
２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１
１０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１２
４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１０
８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１
２０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１
１６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）２１
２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２２
７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２２
１、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２１
３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２
２５が設けられている。モータの回転により、ローラ２
１０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２
１０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２２
５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２
４７（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２
４５に取り付けられ、共に回動する。クランプピン２４
９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２５
１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２
１１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２
５３ａ、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２４
５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２
５５が押し下げられる。これにより、クランプピン２４
９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２４
１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１
８０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２４
９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１
５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２４
３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２
１１のフランジ部２１１ｂに沿って進んでいる。巻枠２
１１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２５
１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２
４１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２６
５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２
４５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２
４５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２８
１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２
７５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２７
１が往復動ブロック２７３を上昇させると、引上げ部２
７７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２７
３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２７
１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２
７１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２
４１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２
１１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２
７３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２
８１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２
４５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、２
１１ａ 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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 泰之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5E002 AA09 AA14 5H615 AA01 BB01 BB02 PP17 QQ02 QQ19 QQ26 SS04 SS10

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。
16. 【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。
17. 【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。
18. 【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。
19. 【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。
20. 【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。