JP2007097302A - コイルの巻線システム及び巻線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイルの巻取り作業を停止させることのないコイルの巻線システム及び巻線方法を提供すること。
【解決手段】 複数の導線Ｗを帯状にしてボビン５に巻き付けるボビン巻取り装置２１と、導線の巻かれた導線巻きボビン５をフライヤ１７に装着し、フライヤ１７を回転させながら導線巻きボビン５から引き出した導線Ｗを巻枠１８に巻き付けるコイル巻線装置２２と、そのボビン巻取り装置２１とコイル巻線装置２２との間にあってボビン５を保持して移動させることができるボビン搬送装置２０とを有し、ボビン搬送装置２０は、ボビン巻取り装置２によって作成された導線巻きボビン５を一旦ストック場所２３にストックし、そのストック場所からコイル巻線装置２２へ導線巻きボビン５を搬送するようにしたコイルの巻線システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステータコアのスロットに挿入すべきコイルを形成するため、複数本の導線を並列させたコイルを形成するコイルの巻線システム及び巻線方法に関し、導線の供給源となる導線供給ロールの交換に際して運転を止めることなく連続したコイル形成を行うことを可能としたコイルの巻線システム及び巻線方法に関する。

ハイブリッド車両などのモータは、低電圧電源によって大きな駆動力が得られることが望ましく、そのためには導線の断面積を大きくすることが一案としてあるが、それでは巻線操作やステータコアへのコイル挿入操作が困難になるなどの問題があった。そのため、複数本の導線を並列巻き（パラ巻き）して帯状のコイルを形成することにより、前記課題を解決し、導線の断面積を実質的に大きくするようにした巻線装置や巻線方法がとられている。

複数本の導線を連続して巻き取るコイル巻線装置は、回転するフライヤから供給された導線が順次巻枠の各段に巻き付けられ、形成されたコイルを巻枠の下方に配設されたコイル挿入治具に挿入するようにしている。しかし、複数本が帯状に配列された導線を巻枠に巻き付ける場合、導線が捩れた状態で巻枠に巻き付けられるため、例えば特開平１１−９８７７９号公報に捩れを防止したコイル巻線装置が提案されている。図６は、そのコイル巻線装置の一部を概念的に示した図である。なお、図面では導線Ｗが１本の線として示されているが、実際には複数本（例えば１０本〜１５本）の線が送り出されており、それらは複数個（例えば１０〜１５個）置かれた不図示の導線供給ロールから引き出されている。導線供給ロールはコイルを形成するための導線Ｗの供給源となるものであって、例えば２００〜２５０ｋｇ分の導線Ｗが巻かれている。

従来のコイル巻線装置は、初期状態からフライヤ１０１及びこれと一体のダミーフライヤ１０２が回転すると、それに同期して巻枠１０３がグリッパ１０４とともに所定の速度で下降する。同時にテンションノズル１０５が１リード分上昇し、ダミードラム１０６が１リード分下降する。これによってフライヤ１０１が１回転して巻枠１０３に導線Ｗが１回転分螺旋状に巻き付けられ、フライヤ１０１と一体のダミーフライヤ１０２も１回転してダミードラム１０６に導線Ｗが１回転分螺旋状に巻き付けられる。この作動を所要回転分繰り返すことにより巻枠１０３にコイルが巻き付けられる。詳しくは、図７に示すように巻枠１０３とダミードラム１０６に帯状の導線Ｗが上下において螺旋状に巻き付けられる。

ダミードラム１０６の周長は巻枠１０３の平均周長とほぼ同等であるので、フライヤ１０１及びダミーフライヤ１０２が１回転すれば、巻枠１０３に１回転分とダミードラム１０６にも１回転分巻き取られ、巻枠周長のほぼ２倍分の導線が図示しないテンション装置から引き出される。このとき、巻枠１０３は回転しないが、ダミードラム１０６はフライヤ１０１の回転によりダミーフライヤ１０２と同方向に１回転する。そして、フライヤ１０１の正転時にダミードラム１０６に対して巻き付けた導線Ｗは、フライヤ１０１の逆転時にダミーフライヤ１０２から巻きほどかれる。

こうして、複数のコイルを連続して巻き取る場合には、フライヤの正転と逆転が繰り返えされ、ダミードラム１０６の巻き付けと巻き解しが交互に行われる。そのため、フライヤの正転と逆転を交互に繰り返すことにより複数のコイルを連続して巻き取る場合、フライヤと一体のダミーフライヤも同様に正転と逆転を繰り返すことになるため、導線Ｗはダミードラムへ巻き付け、巻き解しを繰り返して捩れを防止することが可能になる。
特開平１１−９８７７９号公報（３−４頁、図５、図７）

しかしながら、従来のこうしたダミードラム１０６への仮巻きを行うコイル巻線装置では、導線供給ロールに一巻きされている導線Ｗが全て引き出された後は、新しい導線供給ロールの交換に時間が掛かってしまい、実に作業時間の２０パーセントもの時間を可動停止させることになるため生産効率が低く、製造コストを上げる原因になっていた。

すなわち、導線供給ロールには２００〜２５０ｋｇ分の導線Ｗが巻かれているが、それが作業の途中で無くなると、その状態を検出した検出器からの信号によって巻線装置の可動が一旦止められる。そうした場合、作業者は、空の導線供給ロールを導線の巻かれた新しい導線供給ロールに交換し、途切れた導線Ｗの終端と新しい導線Ｗの先端を溶接接続して送り、その後コイル巻線装置内に入って絶縁破壊された接続部分がグリッパ１０４まで送られたところで切断する。そして、新たな導線供給ロールからの導線Ｗによる巻取り作業が再開される。従って、従来のコイル巻線装置を使用した作業では、新たな導線供給ロールの導線Ｗに切り替わるまで間、コイルの巻取り作業を停止せざるを得なかった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、コイルの巻取り作業を停止させることのないコイルの巻線システム及び巻線方法を提供することを目的とする。

本発明に係るコイルの巻線システムは、複数の導線を帯状にしてボビンに巻き付けるボビン巻取り装置と、導線の巻かれた導線巻きボビンをフライヤに装着し、フライヤを回転させながら導線巻きボビンから引き出した導線を巻枠に巻き付けるコイル巻線装置と、そのボビン巻取り装置とコイル巻線装置との間にあってボビンを保持して移動させることができるボビン搬送装置とを有し、前記ボビン搬送装置によって前記ボビン巻取り装置によって作成された導線巻きボビンを一旦ストック場所にストックし、そのストック場所から前記コイル巻線装置へ導線巻きボビンを搬送するようにしたものであることを特徴とする。

また、本発明に係るコイルの巻線システムは、前記ボビン巻取り装置とコイル巻線装置との間にボビンをストックするボビンラックが設けられ、前記ボビン搬送装置は、コイルの種類毎に異なる長さの導線を巻き付けた導線巻きボビンを区別して配置するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイルの巻線システムは、前記ボビン搬送装置は、多関節のロボットアームであって、その先端にはボビン中心の筒部に差し込でボビンを保持するようにしたボビンチャックを備えるものであることが好ましい。

また、本発明に係るコイルの巻線システムは、前記ボビンチャックは、アクチュエータによって軸方向に移動可能な円錐形状をしたスライドロッドと、そのスライドロッドの周りに、外周面側が前記ボビン中心の筒部に沿って当接可能な面であり、内周面側はスライドロッドに沿った逆テーパ面になった複数のチャックプレートとを備え、スライドロッドの軸方向の移動によってチャックプレートが径方向に移動し、差し込まれた前記ボビン中心の筒部を保持し又は解放するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイルの巻線システムは、前記ボビン巻取り装置およびコイル巻線装置は、回転テーブル上に二以上の支持台が設けられ、各装置の作業位置にない支持台に対して前記ボビン搬送装置がボビンの設置或いは取り外しを行うようにしたものであることが好ましい。

一方、本発明に係るコイルの巻線方法は、複数の導線を帯状にしてボビンに巻き付けるボビン巻取り工程と、そのボビン巻取り工程によって作成され導線巻きボビンを一旦ストック場所に搬送してストックさせておくストック工程と、ストックされている導線巻きボビンをフライヤに装着し、フライヤを回転させながら導線巻きボビンから引き出した導線を巻枠に巻き付けるコイル巻線工程とを有することを特徴とする。

また、本発明に係るコイルの巻線方法は、前記ストック工程ではボビンラックにボビンをストックし、前記ボビン巻取り工程を実行するボビン巻取り装置とボビンラックとの間、そしてボビンラックと前記コイル巻線工程を実行するコイル巻線装置との間をボビン搬送装置によってボビンを移動させるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイルの巻線方法は、前記ストック工程ではコイルの種類毎に異なる長さの導線を巻き付けた導線巻きボビンを区別して配置するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイルの巻線方法は、前記ストック工程では、導線の供給源となる導線供給ロールの交換に要する時間に対応して、前記コイル巻線工程で作業を継続することができるだけの導線巻きボビンをストックしておくことが好ましい。

よって、本発明に係るコイルの巻線システム及び巻線方法によれば、ボビン巻取り装置とコイル巻線装置との間にボビンラックを設け、ボビン巻取り工程とストック工程およびコイル巻線工程に分けたことにより、導線供給ロールの交換のためにボビン巻取り装置が停止しても、ボビンラックにストックされている導線巻きボビンをコイル巻線装置へ供給できるため、導線供給ロールの交換の際にでも作業を停止させることがなくなり、或いはその時間を大幅に短縮することができる。

次に、本発明に係るコイルの巻線システム及び巻線方法の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、実施形態に係るコイルの巻線システムを概念的に示した図である。本実施形態では、従来例で説明したコイル巻線装置とは異なるコイル巻線装置が使用されている。不図示の導線供給ロールから送り出されている導線をそのままフライヤで巻枠に巻き付けていく方式のコイル巻線装置ではなく、用意されたボビンに所定長さの導線を巻き付けてカットし、そのボビンに巻き付けた導線を巻枠へと巻き付けるようにした方式のコイル巻線装置である。そのため、巻枠へ巻き付ける際にフライヤが正転及び逆転しても導線供給ロールからの導線に捩れが生じることを防止できる。

特に、本実施形態のコイル巻線システムでは、こうしたコイル巻線装置を利用し、特にボビン５に対して導線Ｗを巻くボビン巻取り工程１と、ボビン５に巻き取った導線Ｗを複数ストックしておくストック工程２と、そのストック箇所から取り出した導線巻きボビン５の導線Ｗをコイル巻線装置で導線Ｗを巻き取るコイル巻線工程３とに分けられたコイル巻線方法が実行される。
コイル巻線システムでは、ボビン巻取り工程１に複数個（例えば１０〜１５個）の導線供給ロールが配置されている。そこで、各導線供給ロールから送り出される１本ずつの導線Ｗが複数本送られ、図１に示すようなボビン巻取り工程１において帯状になった導線Ｗがボビン５に巻き取られる。

ボビン巻取り工程１では、ボビン５に対して回転を与えて、その回転するボビン５に複数の導線Ｗを帯状に巻き取っていくボビン巻取り装置２１（図３）が構成されている。そのボビン巻取り装置２１には、不図示の導線供給ロールから１本ずつ複数の導線Ｗが送られ、図１に示すように、導線Ｗを案内する一列に並んで穿設されたガイド孔を有するテンション装置１１が設けられ、その下流にはテンション装置１１を導線Ｗの送り方向に移動させて導線Ｗを所定距離だけ引戻すようにした引戻しシリンダ１２が設けられている。その引戻しシリンダ１２には上下に所定の間隔を空けて配置された２対の幅寄せローラ１３が形成され、この幅寄せローラ１３の下流側には帯状に並んだ複数の導線Ｗがボビン５に巻き付けられるときに重なってしまわないように、一対のガイドローラ１４が配置されている。

従って、複数の導線供給ロールからそれぞれ送り出された導線Ｗは、テンション装置１１を通って一列に並べられ、更に幅寄せローラ１３によって帯状に束ねられる。そうした導線Ｗは、更に下流側のガイドローラ１４によって挟み込まれて帯状の状態が維持され、ボビン５への巻き付けも際、同じ位置の導線Ｗ同士が重ならないで送られるようになっている。ところで、ステータコアに巻装するためのコイルは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル毎に、更にはモータの機種毎によってコイルの長さが異なるため、このボビン巻取り工程１で作成される導線巻きボビン５の巻取り長さも複数の異なる長さのものが作成される。そして、空のボビン５に対して導線Ｗがそれぞれの長さで巻き取られると、その後ガイドローラとの間でカットされ、テーピングされて一つの導線巻きボビン５が完成する。

こうしてボビン巻取り工程１で作られた導線巻きボビン５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルやモータの機種毎に分けてストックされる。図１では例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルに対応した導線巻きボビン５ｕ，５ｖ，５ｗがストック工程２にそれぞれ作り置きされる。そして、一旦ストック工程２に置かれた導線巻きボビン５は、所定のものが選択されてコイル巻線装置２２（図４）によるコイル巻線工程３へと送られる。
このコイル巻線工程３では、図１に示すように送られた導線巻きボビン５とバランスウエイト１６をもったフライヤ１７が回転し、その回転中心部分に位置する巻枠１８に対して、導線Ｗが巻き付けられる。その際、巻枠１８が徐々に下降するため、同じ高さから引き出される導線巻きボビン５からの導線Ｗは螺旋状に巻き付けられていく。

本実施形態のコイル巻線方法は、こうしたボビン巻取り工程１、ストック工程２およびコイル巻線工程３からなるコイル巻線方法を実行するものであり、各工程間は図２に示すような多関節のロボットアーム２０によってボビン５の受け渡しが行われるようになっている。このロボットアーム２０は、ボビン巻取り工程１を実行する図３に示すボビン巻取り装置２１と、図４に示すコイル巻線工程３を実行するコイル巻線装置２２との間にあって、またその間には同じくストック工程２のためのボビンラック２３が設置されている。ボビンラック２３には、棚毎に導線巻きボビン５ｕ，５ｖ，５ｗを各相に分けて、或いはモータの機種毎に分けるなどして規則的に置かれていく。そして、このボビンラック２３にはコイル巻線工程３で導線の引き出された空のボビン５も戻される。

コイル巻線装置２２における巻枠１８への巻き付けにより、ボビン巻取り装置２１におけるボビン５への巻き取りの方が短時間にできるため、ボビンラック２３には常に同じ長さの導線Ｗが巻き取られた同種の導線巻きボビン５が複数個ストックされている。
ボビン巻取り装置２１で導線Ｗが巻き付けられた導線巻きボビン５は、ロボットアーム２０によってボビンラック２３にまで運ばれ、コイル巻線工程３での作業のタイミングに合わせてやはりロボットアーム２０によってボビンラック２３からコイル巻線装置２２へ導線巻きボビン５が運ばれる。ロボットアーム２０の先端にはボビンチャック２５が構成されている。図５は、そのボビンチャック２５を概念的に示した図である。

ボビンチャック２５は、スライドロッド２６がエアシリンダ２７によって軸方向に移動可能に支持され、そうしたスライドロッド２６の周りを囲むようにして周方向に分割されたチャックプレート２８が複数設けられている。スライドロッド２６は、先端（図面下方）側にかけて断面積が大きくなるようにした円錐形状をしており、チャックプレート２８は、外周面側が軸方向には直線となって内周面側はスライドロッド２６に沿った逆テーパ面になっている。こうしたチャックプレート２８は、スライドロッド２６に対して摺動可能に保持され、エアシリンダ２７との間に設けられたスプリング２９によって先端側に付勢力が作用するようになっている。

従って、図示する状態からエアシリンダ２７が伸びてスライドロッド２６が図面下方に移動すると、同じ高さにあるチャックプレート２８が相対的にスライドロッド２６を上昇して細くなった径に合わせて内側（軸心方向）に移動するため、ボビンチャック２５の外径が小さくなる。逆に、エアシリンダ２７が収縮してスライドロッド２６が図面上方に移動すると、チャックプレート２８が相対的に下降するため太くなった径に合わせて外側に移動し、ボビンチャック２５の外径が大きくなる。よって、ボビンチャック２５は、チャックプレート２８による外径を小さくすれば中心孔を構成する筒部５ａに出し入れすることができ、外径を大きくすることによって差し込んだ筒部５ａに対して図示するように内側から当接してボビン５を保持することができる。

空のボビン５や導線Ｗの巻かれた導線巻きボビン５の搬送は、こうしたボビンチャック２５を備えるロボットアーム２０によって、ボビン巻取り装置２１とコイル巻線装置２２との間において、前述したようにボビンラック２３への出し入れを行うストック工程２を介しながら行われる。
そこで次に、ロボットアーム２０によるボビン５の搬送について、ボビン巻取り装置２１とコイル巻線装置２２における構成および詳しい作業内容を含めて説明する。

先ず、図３に示すボビン巻取り工程１を実行するボビン巻取り装置２１について説明する。ボビン巻取り装置２１では、モータ３１の駆動によって回転する回転テーブル３２上に同じ構成をした一対の支持台３３（３３ａ，３３ｂ）が設けられている。そして、ボビン５がロボットアーム２０の操作によってこの支持台３３に対して装着され、また取り外しされる。支持台３３は、その上にボビン５を載置させる支持板３４と、ボビン５の筒部５ａに挿入されて回転可能に支持する回転支持ローラ３５が設けられ、その支持板３４は一対のシリンダ３６によって昇降可能に、また回転支持ローラ３５はその間にあるシリンダ３７によって昇降可能に構成されている。

回転テーブル３２は１８０度の回転し、図１にも示したテンション装置１１、引戻しシリンダ１２、幅寄せローラ１３及びガイドローラ１４を介して送られる導線Ｗの巻き付け位置に一方の支持台３３ａが配置される。一方、その巻き付け位置とは反対の着脱位置の支持台３３ｂが配置され、その支持台３３ｂに対してロボットアーム２０によるボビン５の装着および取り外しが行われるようになっている。そして、巻き付け位置に配置された支持台３３ａの上方には、支持台３３ａ上のボビン５を回転させる回転機構が構成されている。

ボビン５にはその上面に穴が形成され、その穴に嵌合する突起３８を有する回転板３９が設けられている。そして、ボビン５の穴に突起３８を挿入するため回転板３９を上下させるエアシリンダ４０が設けられ、そのピストンロッドにはスプライン軸４１が回転可能に連結されている。スプライン軸４１には従動プーリ４２がスプライン嵌合して回転可能に構成され、モータ４３によって回転する駆動プーリ４４と従動プーリ４２がタイミングベルト４５によって連結されている。従って、モータ４３の駆動により駆動プーリ４４が回転すると、タイミングベルト４５を介して従動プーリ４２に回転が伝達され、この従動プーリ４２にスプライン嵌合したスプライン軸４１に回転が与えられる。

一方、このときエアシリンダ４０の伸び動作により、スプライン軸４１を介して回転板３９が下降し、下端の突起３８がボビン５の穴に上から差し込まれる。従って、モータ４３が駆動してスプライン軸４１に回転が与えられると、その回転が更に突起３８を介してボビン５にまで伝達される。

ボビン巻取り工程１では、前述したように図３に示す支持台３３ａ上の空のボビン５に導線Ｗが巻き付けられると、次に回転テーブル３２が１８０度回転して図示する支持台３３ａと３３ｂの位置が入れ替わる。従って、支持台３３ａ上のボビン５に巻き取られている導線Ｗは図面左側にまで引き出され、支持台３３ａと３３ｂとの間に配置された不図示の導線クランプで導線Ｗが把持され、その状態でカッタ４６によって切断される。そして、巻き付けられた導線Ｗがボビン５からほどけないようにテーピングが施される。なお、カッタ４６は、垂設されたエアシリンダ４７に対してホルダ４８を介して吊り下げられ、ホルダ４８に内設されたエアシリンダによって開閉動作し、昇降と開閉動作によって導線Ｗが切断できるようになっている。カットされた導線Ｗは、引戻しシリンダ１２によって引き戻され、回転テーブル３２の回転によって入れ替わった支持台３３ｂ上の空のボビン５に巻き取られることになる。

一方、テーピングされた導線巻きボビン５は、その後、ロボットアーム２０によって搬送される。その場合、シリンダ３７が収縮して回転支持ローラ３５が筒部５ａから外れるため、そこにはボビンチャック２５が挿入され、図５に示すように保持される。そして、保持されたボビン５は、図２に示すようにロボットアーム２０によってボビンラック２３へと搬送され、予め定められている場所に配置される。一方、このボビンラック２３には、後述するコイル巻線工程３を経た空のボビン５も置かれているため、その空のボビン５がボビン巻取り装置２１の支持台３３ｂ上に載せられる。

次に、図４に示すコイル巻線工程３を実行するコイル巻線装置２２について説明する。コイル巻線装置２２には、ボビン巻取り装置２１と同様に構成された支持台５１（５１ａ，５１ｂ）が設けられている。すなわち、一対の支持台５１がモータ５２の駆動によって回転する回転テーブル５３上に設けられ、１８０度の回転で交互に位置が入れ替わるようになっている。詳しくは図示しないが、支持台５１は、ボビン５を載置させる支持板をシリンダで昇降可能に、ボビン５の筒部５ａに挿入されて回転可能に支持する回転支持ローラをシリンダで昇降可能に構成されている。

そして、コイル巻線装置２２には、ステータへのコイルを巻き取るための巻枠１８と、その周りを回転するフライヤ１７が設けられている。巻枠１８は、直線的に形成された前方巻枠１８ａとテーパをもって形成された後方巻枠１８ｂとから構成されており、上下方向に部材を貫通して配置された中空の連結パイプ５７に連結されている。上プレート５８と支持プレート５９との間には一対のガイドポスト６０が固定され、そのガイドポスト６０を昇降プレート６１が昇降可能に取り付けられ、そうした昇降プレート６１に連結パイプ５７が固定されて巻枠１８が昇降可能になっている。

支持プレート５９の上には駆動モータ６２が設置され、その回転が螺旋溝の形成された昇降用ロッド６３に伝えられ、その昇降用ロッド６３に嵌合したボールナットを有する昇降プレート６１が回転方向によって上昇し、あるいは下降するように構成されている。
また、支持プレート５９の上には、駆動モータ６２とともにエアシリンダ６４が設置され、そのピストンロッドに連結されたロッド５５が連結パイプ５７内を通って、前方巻枠１８ａと後方巻枠１８ｂとの間にまで延びており、その下端に払い落しバー５６が固定されている。従って、駆動モータ６２によって巻枠１８が昇降し、エアシリンダ６３によって払い落しバー５６が昇降する。

フライヤ１７の回転には、上プレート５８上に設置した駆動モータ６５が使用される。この駆動モータ６５の回転軸に固定された不図示の駆動プーリと、連結パイプ５７に貫通され、上プレート５８に対して回転自在に設けられた不図示の従動プーリとが設けられ、タイミングベルト６６が掛け渡されている。従って、駆動モータ６５の回転はタイミングベルト６６を介して従動プーリに伝達され、更には従動プーリに連結されたフライヤ１７の回転板６７に伝達されるように構成されている。

フライヤ１７のバランスアーム６８の下端にはバランスウエイト１６が固定されている。このバランスウエイト１６には導線Ｗを巻いた導線巻きボビン５が用いられる。そして、フライヤ１７の反対のフライヤアーム６９にはボビン５が着脱可能になっている。詳しく図示はしないが、フライヤアーム６９は筒状になっており、シリンダ７０の伸縮動作によってボビン５の筒部５ａ内に挿入したチャック部材によって保持できる構成になっている。

そこで、こうしたコイル巻線装置２２では次のようにしてコイル巻線工程３が実行される。巻枠１８に導線Ｗが巻かれると、空になったボビン５はフライヤアーム６９からチャックが解除され、例えば支持台５１ｂに移し換えられる。反対の支持台５１ａにはボビンラック２３から所定の導線巻きボビン５がロボットアーム２０によってセットされている。従って、回転テーブル５３が図の状態から１８０度回転し、支持台５１ａにセットされた導線巻きボビン５が新たにフライヤアーム６９に移し換えられる。そして、支持台５１ｂにセットされている空のボビン５は、ロボットアーム２０によってボビンラック２０へと運ばれて一旦置かれ、その後、ボビン巻取り工程１を実行するボビン巻取り装置２１において再び導線Ｗが巻き付けられて使用される。

フライヤアーム６９下端に装着された導線巻きボビン５は、巻き付けられた導線Ｗの端部がクランプ７２（図１参照）によって把持され、そうした状態でフライヤ１７が回転して巻枠１８に対する巻線操作が行われる。その際、駆動モータ６５の回転出力が駆動プーリからタイミングベルト６６を介して従動プーリに伝えられ、それによって回転板６７が回転して導線巻きボビン５が巻枠１８の周りを回転する。そして、このとき駆動モータ６２によって螺旋溝の形成された昇降用ロッド６３に回転が与えられ、ボールナットを有する昇降プレート６１が徐々下降する。従って、この昇降プレート６１に連結パイプ５７を介して固定された巻枠１８も徐々に下降する。

フライヤ１７が一回転して巻枠１８に対し導線Ｗが一周分巻き付けられるごとに、その導線Ｗの幅分だけ巻枠１８が下降する。従って、巻枠１８には導線Ｗが下方から上方に向けて一列にほぼ重なることなく螺旋状に巻き付けられていく。このとき、払い落しバー５６は不動であって、その下の位置に導線巻きボビン５が位置するため、払い落しバー５６の直ぐ下の高さで導線Ｗが巻枠１８に巻かれていく。巻枠７６が下降するのに伴ない、その下方に配置されたコイル受け治具のガイド棒７１が前方巻枠１８ａに挿入され、巻枠１８に巻き付けられたコイル（導線Ｗ）がガイド棒１２２の所定の間隙に挿入される。そして、ボビン５の導線Ｗが全て引き出された後は、エアシリンダ６４が伸長作動して払い落しバー５６が下降し、巻枠１８に巻付けられたコイルが全てコイル受け治具のガイド棒７１の所定の間隙に落とし込まれる。そして、巻き付けが終了した後の空のボビン５は、前述したようにロボットアーム２０によってボビンラック２０へと送られる。

よって、本実施形態のコイルの巻線システム及び巻線方法では、ボビン巻取り装置２１とコイル巻線装置２２との間にボビンラック２３を設け、ボビン巻取り工程１とストック工程２およびコイル巻線工程３に分けたことにより、導線供給ロールの交換による作業停止を無くすことが可能になり、あるいはその時間を大幅に短縮することが可能になった。
すなわち、ボビン巻取り工程１において導線Ｗをボビン５に巻き付ける作業が、コイル巻線工程３において巻枠１８に導線Ｗを巻き付ける作業よりも短時間にできるため、ボビン巻取り工程１で作成された導線巻きボビン５をボビンラック２３へストックさせておくことができる。

従って、導線供給ロールの交換作業を行っている間は、ボビン巻取り装置２１を停止させてもボビンラック２３にストックされている導線巻きボビン５を使用することで、コイル巻線装置２２を停止させることなくコイル巻線工程３での作業を継続することができるため、生産性が向上することになった。
特に、導線供給ロールの交換作業に要する時間に対応して導線巻きボビン５をボビンラック２３にストックさせるようにすれば、コイル巻線工程３での作業を停止させることなくなり、極めて効率の良い生産が可能になる。

以上、本発明に係るコイルの巻線システム及び巻線方法について一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

実施形態に係るコイルの巻線システム又は巻線方法を概念的に示した図である。 ストック工程を概念的に示した図である。 ボビン巻取り工程を実行するボビン巻取り装置を示した図である。 コイル巻線工程を実行するコイル巻線装置を示した図である。 ロボットアームの先端に設けられたボビンチャックの構造を概念的に示した図である。 従来のコイル巻線装置の一部を概念的に示した図である。 従来のコイル巻線装置における巻枠とダミードラムとの導線の巻き付け状態を示した図である。

符号の説明

１ ボビン巻取り工程
２ ストック工程
３ コイル巻線工程
５ ボビン
１１ テンション装置
１２ 引戻しシリンダ
１３ 幅寄せローラ
１４ ガイドローラ
１６ バランスウエイト
１７ フライヤ
１８ 巻枠
２０ ロボットアーム
２１ ボビン巻取り装置
２２ コイル巻線装置
２３ ボビンラック
２５ ボビンチャック
Ｗ 導線

Claims (9)

1. 複数の導線を帯状にしてボビンに巻き付けるボビン巻取り装置と、導線の巻かれた導線巻きボビンをフライヤに装着し、フライヤを回転させながら導線巻きボビンから引き出した導線を巻枠に巻き付けるコイル巻線装置と、そのボビン巻取り装置とコイル巻線装置との間にあってボビンを保持して移動させることができるボビン搬送装置とを有し、
   前記ボビン搬送装置によって前記ボビン巻取り装置によって作成された導線巻きボビンを一旦ストック場所にストックし、そのストック場所から前記コイル巻線装置へ導線巻きボビンを搬送するようにしたものであることを特徴とするコイルの巻線システム。
2. 請求項１に記載するコイルの巻線システムにおいて、
   前記ボビン巻取り装置とコイル巻線装置との間にボビンをストックするボビンラックが設けられ、前記ボビン搬送装置は、コイルの種類毎に異なる長さの導線を巻き付けた導線巻きボビンを区別して配置するようにしたものであることを特徴とするコイルの巻線システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載するコイルの巻線システムにおいて、
   前記ボビン搬送装置は、多関節のロボットアームであって、その先端にはボビン中心の筒部に差し込でボビンを保持するようにしたボビンチャックを備えるものであることを特徴とするコイルの巻線システム。
4. 請求項３に記載するコイルの巻線システムにおいて、
   前記ボビンチャックは、アクチュエータによって軸方向に移動可能な円錐形状をしたスライドロッドと、そのスライドロッドの周りに、外周面側が前記ボビン中心の筒部に沿って当接可能な面であり、内周面側はスライドロッドに沿った逆テーパ面になった複数のチャックプレートとを備え、スライドロッドの軸方向の移動によってチャックプレートが径方向に移動し、差し込まれた前記ボビン中心の筒部を保持し又は解放するようにしたものであることを特徴とするコイルの巻線システム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するコイルの巻線システムにおいて、
   前記ボビン巻取り装置およびコイル巻線装置は、回転テーブル上に二以上の支持台が設けられ、各装置の作業位置にない支持台に対して前記ボビン搬送装置がボビンの設置或いは取り外しを行うようにしたものであることを特徴とするコイルの巻線システム。
6. 複数の導線を帯状にしてボビンに巻き付けるボビン巻取り工程と、
   そのボビン巻取り工程によって作成され導線巻きボビンを一旦ストック場所に搬送してストックさせておくストック工程と、
   ストックされている導線巻きボビンをフライヤに装着し、フライヤを回転させながら導線巻きボビンから引き出した導線を巻枠に巻き付けるコイル巻線工程とを有することを特徴とするコイルの巻線方法。
7. 請求項６に記載するコイルの巻線方法において、
   前記ストック工程では、ボビンラックにボビンをストックし、前記ボビン巻取り工程を実行するボビン巻取り装置とボビンラックとの間、そしてボビンラックと前記コイル巻線工程を実行するコイル巻線装置との間をボビン搬送装置によってボビンを移動させるようにしたことを特徴とするコイルの巻線方法。
8. 請求項６又は請求項７に記載するコイルの巻線方法において、
   前記ストック工程では、コイルの種類毎に異なる長さの導線を巻き付けた導線巻きボビンを区別して配置するようにしたものであることを特徴とするコイルの巻線方法。
9. 請求項６乃至請求項８のいずれかに記載するコイルの巻線方法において、
   前記ストック工程では、導線の供給源となる導線供給ロールの交換に要する時間に対応して、前記コイル巻線工程で作業を継続することができるだけの導線巻きボビンをストックしておくことを特徴とするコイルの巻線方法。

Images