JP2022072495A - 巻線機及び巻線機が備えた渡り線形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機において、渡り線ガイドのような特別な治具を用いず、簡単な構造で汎用性が高く、下渡り線の形成状態を視認可能である巻線機及びその渡り線形成装置を提供する。【解決手段】巻線機Ｍは、ノズル駆動装置１と、極に対して巻線を終了した線材をコア外方に案内する線材案内装置２と、コアを保持し巻線時の割出しを行う巻線割出装置３と、コアに巻線が終了した極から次に巻線を行う極まで線材を下渡りさせる渡り線形成手段４と、を備えており、コアＣを回動部材３１を介してコア割出用モータ３３により回動して割り出す第１の状態と、コアＣを回動部材３１に対して相対的に回動させる第２の状態と、に切り替え、コアを回動させて、線材案内装置２により引き出された線材Ｗを、コアＣに下渡りさせる。【選択図】図４

Description

本発明は、主にインナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機及びその巻線機が備えた渡り線を形成するための渡り線形成装置に関する。

従来より、車載用モータ（電動パワーステアリング用や燃料ポンプ用）に使用されるＤＣブラシレスモータやハイブリッド型ステッピングモータなどの外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有するインナーローター型モータのコアとして、図５に示すようなコアが採用されている。このようなコアに、巻線を行う巻線機として、線材を案内するノズルを上下に駆動し、コアをその中心を軸とした回転方向に揺動させることにより線材を巻線する巻線機が広く用いられている。

このような巻線機では、ある極への巻線に続いて他の極に巻線を行うときに、線材を渡り線係止部に渡り線として掛け渡して、次に線材を巻線を行う極まで移動させる必要がある。近年、コアの用途の多様化に伴い、渡り線と巻線の導出部とをコアの両端面に別々に配置する要請がある。しかし、渡り線を形成するときには、渡り線係止部が設けられたコアの端面が上方に向くように巻線機に配置しなおす必要があり、渡り線形成工程が煩雑であった。そこで、コアの保持具の下方で渡り線を掛け渡す（下渡り線）方法として、例えば特許文献１－４に記載の技術が提案されている。

特許文献１に記載の技術では、巻線機は渡り線ガイド部材を備えており、巻線の終了後にノズルとともに渡り線ガイド部材をワークの半径方向に移動させて、渡り線ガイド部材の線材案内部を渡り線用ピンの外側の所定の位置に配置し、ワークを回転させることにより、渡り線ガイド部材を経由して線材を渡り線用ピンに掛け渡す。

特許文献２に記載の技術では、渡り線を形成するときに、ノズルを斜めに姿勢変換して、ノズルの先端を、ワークの下側端面に立設された渡り線用ピンのワーク半径方向外側での所定の位置に配置し、ワークを周方向に駆動して、線材を渡り線用ピンに掛け渡す。

特許文献３に記載の技術では、巻線の終了後に、巻線引出装置により線材をワークの径方向外側に引き出し、渡り線ガイドによりガイド本体部の側面の開口部に巻線の引出部分を通す。巻線引出装置による巻線の係合を解除し、ワークをガイド本体部に対して回転させることにより、線材を巻線係止ピンに掛け渡す。

特許文献４に記載の技術では、筒状のワーク保持具の外周壁に複数の貫通孔を形成し、この貫通孔を介し外側から下渡り線形成ユニットを出し入れし、線材を掛け渡す。

特開２００３－１６４１２４号公報 特開２００６－８７２５８号公報 特開２００３－３２４９１２号公報 特許第６６９４６２１号公報

特許文献１の技術では、別に用意する渡り線ガイド部材が渡り線形成用の線材を保持してノズルとは一体で移動するため、移動方向、移動量、保持部分の形状等によっては、線材に過大な張力が生じることがある。これを防止するため、渡り線ガイド部材の移動方向や移動量を制限したりすると、渡り線係止部に下渡り線を掛け渡せなくなったり、下渡り線にたるみを生じたりするおそれがある。また、視認による渡り線の形成状態の確認を行うことができない。

特許文献２の技術では、渡り線を形成する際に、ノズルをワーク内で斜めに姿勢変換する必要があるが、内径の小さいワークを用いる場合などには適用できない。また、視認による渡り線の形成状態の確認を行うことができない。

特許文献３、４の技術では、ガイドをコアに合わせて作成する必要があり、汎用性が低い。また、渡り線工程における線材の張力が過大になるおそれがある。また、特許文献４の技術では、下渡り線形成ユニットの幅に加え下渡り線形成ユニットの回転移動量を加えた大きさの貫通孔を下渡り線毎に要するので、多極のワークになるとワーク保持具の外周壁に貫通孔を形成する部分がなくなってしまう。

そこで、本発明は、主にインナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機において、渡り線ガイドのような特別な治具を用いず、簡単な構造で汎用性が高く、線材を引き出してコアを回動させるという簡単な方法で渡り線を確実に形成することができるとともに、下渡り線の形成状態を視認可能である巻線機及びその渡り線形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、
インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機において、
線材を巻線するためのノズル駆動装置と、
コアを保持するコア保持具と、コアの割り出しを行うコア割出用モータと、を備え、コアを保持し巻線時の割出しを行う巻線割出装置と、
線材の係止、解放を行う係止部材を駆動し、極に対して巻線を終了した線材をコア外方に案内する線材案内装置と、
コアに巻線が終了した極から次に巻線を行う極まで線材を下渡りさせる渡り線形成手段と、を備え、
前記コア保持具は、
前記コア割出用モータと接続された筒状に形成されており、周面部には前記係止部材を挿抜可能な窓部が設けられている回動部材と、
前記回動部材の上端に前記回動部材に対して回動可能に配置された、コアを保持するコア受け部材と、を備え、
前記渡り線形成手段は、
線材を下渡りさせるときにコアを回動させるコア回動手段と、
コアを前記回動部材を介して前記コア割出用モータにより回動して割り出す第１の状態と、
前記コア回動手段によりコアを前記回動部材に対して相対的に回動させる第２の状態と、に切り替える切替手段と、を備え、
前記コア回動手段と前記切替手段とを協働させてコアを回動させて、前記線材案内装置により引き出された線材を、コアに下渡りさせる、
という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の巻線機において、
前記コア回動手段は、前記コア割出用モータであり、
前記切替手段は、
前記回動部材とともに前記コア受け部材が回動する状態と、前記回動部材が回動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第１の切替手段と、
前記回動部材に接続され、前記第１の切替手段と協働して、前記コア割出用モータの駆動により前記コア受け部材が回動する状態と、前記コア割出用モータが駆動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第２の切替手段と、
を備え、
前記第１の状態で前記線材案内装置により引き出された線材をコアに下渡りさせる
という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の巻線機において、
前記コア受け部材には、第１の回動制限部と第２の回動制限部とが形成されており、
前記第１の切替手段は、前記第１の回動制限部に第１の制限部材を挿抜可能な第１の回転制限装置を備え、
前記第２の切替手段は、前記第２の回動制限部に第２の制限部材を挿抜可能な第２の回転制限装置を備えている、という技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の巻線機において、
前記コア回動手段は、前記コア受け部材を回動させるための回動モータであり、
前記切替手段は、前記回動部材に接続され、前記コア割出用モータの駆動により前記コア受け部材が回動する状態と、前記コア割出用モータが駆動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第３の切替手段である、という技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の巻線機において、
前記コア受け部材を回動させないときは、前記コア回動手段を前記コア受け部材から離間させる移動手段を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の巻線機が備えた渡り線形成装置であって、前記コア保持具及び前記渡り線形成手段を備えた、という技術的手段を用いる。

本発明の巻線機及び渡り線形成装置によれば、簡単な構造で汎用性が高く、渡り線形成工程において線材を引き出してコアを回動させるという簡単な方法で渡り線を確実に形成することができるとともに、下渡り線の形成状態を視認可能である。また、渡り線形成工程において線材の張力が過大になることがない。

第１実施形態に係る巻線機の構成を示す説明図であり、巻線機を上方から見た上面図である。 巻線機を図１右方向から見た側面図である。 巻線機を図１下方向から見た正面図である。 渡り線形成装置の構成を示す斜視図である。図４（ａ）は正面側、図４（ｂ）は裏面側から見た斜視図である。 インナーローター型コアの一例を示す斜視図である。 巻線工程及び渡り線形成工程を示す説明図である。図６（ａ）は一部断面図、図６（ｂ）は下方から見た下面図である。 巻線工程及び渡り線形成工程を示す説明図である。図７（ａ）は一部断面図、図７（ｂ）は下方から見た下面図である。 巻線工程及び渡り線形成工程を示す説明図である。図８（ａ）は一部断面図、図８（ｂ）は下方から見た下面図である。 巻線工程及び渡り線形成工程を示す説明図である。図９（ａ）は一部断面図、図９（ｂ）は下方から見た下面図である。 巻線工程及び渡り線形成工程を示す説明図である。図１０（ａ）は一部断面図、図１０（ｂ）は下方から見た下面図である。 巻線工程及び渡り線形成工程を示す説明図である。図１１（ａ）は一部断面図、図１１（ｂ）は下方から見た下面図である。 巻線工程及び渡り線形成工程における渡り線形成装置の状態を示す斜視図である。図１２（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図１２（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 巻線工程及び渡り線形成工程における渡り線形成装置の状態を示す斜視図である。図１３（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図１３（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 巻線工程及び渡り線形成工程における渡り線形成装置の状態を示す斜視図である。図１４（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図１４（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 巻線工程及び渡り線形成工程における渡り線形成装置の状態を示す斜視図である。図１５（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図１５（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 渡り線形成装置の構成、巻線工程及び渡り線形成工程における渡り線形成装置の状態を示す側面図である。 巻線工程及び渡り線形成工程における渡り線形成装置の状態を示す側面図である。 線材を引き出す工程の変更例を示す説明図である。 線材を引き出す工程の変更例を示す説明図である。 係止部材の係止部形状の変更例を示す説明図である。 第２実施形態に係る巻線機での巻線工程及び渡り線形成工程における巻線機の状態を示す側面図である。 第２実施形態に係る巻線機での巻線工程及び渡り線形成工程における巻線機の状態を示す側面図である。 第２実施形態に係る巻線機の変更例を示す側面図である。 第２実施形態に係る巻線機の変更例を示す側面図である。

（第１実施形態）
本発明に係る巻線機について、インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機を例に、図１－４を参照して説明する。

巻線機Ｍは、インナーローター型モータのコアＣの極ａに対し、線材Ｗを巻線するための巻線機である。

図１－４に示すように、巻線機Ｍは、線材Ｗを巻線するためのノズル駆動装置１と、極に対して巻線を終了した線材をコア外方に案内する線材案内装置２と、コアを保持し巻線時の割出しを行う巻線割出装置３と、コアに巻線が終了した極から次に巻線を行う極まで線材を下渡りさせる渡り線形成手段４と、図示しない制御装置と、を備えている。

ノズル駆動装置１は、線材Ｗを案内するためのノズル１０、ノズルを保持するノズル保持具１１、ノズル前後移動装置１２、ノズル左右移動装置１３、ノズル上下移動装置１４、ノズル回動ユニット１５を備えている。

ノズル前後移動装置１２は、台座５０に載置されており、ノズル前後移動用モータ１２ａと、ノズル前後移動用モータ１２ａにより駆動されるノズル前後移動用ボールねじ１２ｂと、ノズル前後移動用ボールねじ１２ｂに接続され前後に水平移動される前後リニアガイド１２ｃと、を備えている。ここで、「前後方向」とは、図中Ｘ方向のことをいう。

ノズル左右移動装置１３は、前後リニアガイド１２ｃに取り付けられており、ノズル左右移動用モータ１３ａと、ノズル左右移動用モータ１３ａにより駆動されるノズル左右移動用ボールねじ１３ｂと、ノズル左右移動用ボールねじ１３ｂに接続され左右に水平移動される左右リニアガイド１３ｃと、を備えている。ここで、「左右方向」とは、図中Ｙ方向のことをいう。

ノズル左右移動装置１３は、ノズル前後移動装置１２により前後に水平移動させることができる。

ノズル上下移動装置１４は、左右リニアガイド１３ｃに取り付けられており、ノズル上下移動用モータ１４ａと、ノズル上下移動用モータ１４ａにより駆動されるノズル上下移動用タイミングベルト１４ｂと、を備えている。ここで、「上下方向」とは、図中Ｚ方向のことをいう。

ノズル上下移動装置１４は、ノズル左右移動装置１３により左右に水平移動させることができる。

ノズル回動ユニット１５は、回動ユニット本体１５ａと、回動ユニット本体１５ａに取り付けられた回動手段１５ｂと、を備えている。回動手段１５ｂにはノズル保持具１１が取り付けられており、ノズル回動ユニット１５によりノズル保持具１１を水平な回転中心軸を中心に回動させて姿勢を変更することができる。

ノズル回動ユニット１５は、回動ユニット本体１５ａにおいて、ノズル上下移動装置１４のノズル上下リニアガイド１４ｃに取り付けられており、ノズル上下移動用タイミングベルト１４ｂを介してノズル上下移動装置１４により上下方向に移動させることができる。

ノズル前後移動装置１２及びノズル左右移動装置１３により、ノズル回動ユニット１５を水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させることができる。ノズル上下移動装置１４により、ノズル回動ユニット１５を上下方向（Ｚ方向）に移動させることができる。そして、ノズル回動ユニット１５により、ノズル保持具１１を介してノズル１０を回動させることができる。更に、巻線割出装置３により、コアＣを、回転中心軸Ａを中心に回動、または揺動（Ｒ方向）させることができる。このように、ノズル前後移動装置１２、ノズル左右移動装置１３、ノズル上下移動装置１４、ノズル回動ユニット１５及び巻線割出装置３が協働することにより、ノズル１０を、台座５０に対して水平方向、上下方向、水平な回転中心軸に対する回転方向の３方向を組み合わせて移動させることができ、更に、コアＣを回転中心軸Ａを中心に回動、または揺動（Ｒ方向）させて、ノズル１０との相対的な位置関係を変えることができる。

線材案内装置２は、線材Ｗの係止、解放を行う係止部材２１と、係止部材２１を係止部材２１の軸線方向とそれに垂直な計３軸方向、または加えて周方向、に駆動可能な駆動機構２２と、を備えている。

係止部材２１は先端に鉤状の係止部２１ａを備えており、線材Ｗを係止して、ノズルから引き出し、渡り線を形成し渡り線係止部に係止した後には線材Ｗを開放可能に形成されている。係止部２１ａは、水平方向で渡り線形成時のコアＣの回動方向と逆方向に向いて形成されている。

線材案内装置２は、巻線割出装置３に隣接し、係止部材２１を回動部材３１の窓部３１ｂから挿抜可能な位置に配置されている。

巻線割出装置３は、コア保持具３０と、コア割出用モータ３３と、を備えている。

コア保持具３０は、回動部材３１と、回動部材３１の上端に配置されたコア受け部材３２と、を備えている。

回動部材３１は、コア割出用モータ３３と回動可能に接続された筒状部３１ａを備えており、筒状部３１ａの周面部には周方向に沿って開口する窓部３１ｂが形成されている。筒状部３１ａの中心軸はコア割出用モータ３３の回転中心軸Ａと一致している。

窓部３１ｂは、係止部材２１を挿抜可能であるとともに、渡り線を張り渡す角度に応じて形成されている。本実施形態では、渡り線を張り渡すための回動角は１２０°であり、窓部３１ｂは、回転中心軸Ａを中心に回動角よりも大きな１８０°開口している。この窓部３１ｂを通じてコアＣの渡り線係止部Ｋ及び渡り線の形成状態が視認可能である。

コア受け部材３２は、コアＣを保持するコア受け部３２ａと、コア受け部３２ａとベアリング３４（図１６）を介して回動部材３１に接続され、コアＣが回動部材３１とともに回動するか否かを切り替える切替部材３２ｂと、を備えている。

コア受け部３２ａは、コアＣをコアＣの回動中心が回転中心軸Ａとが一致した位置に保持する。

切替部材３２ｂは上面が円板状に形成されており、回動部材３１より径が大きく、回動部材３１の外方に張り出している。

切替部材３２ｂの外周には、等間隔で溝状に形成された第１回動制限部３２ｃが形成されている。本実施形態では、第１回動制限部３２ｃは極ａの数に対応して４０°おきに９か所形成されている。

切替部材３２ｂには、同心円状に配置された貫通孔である第２回動制限部３２ｄが形成されている。第２回動制限部３２ｄは、第２回転制限装置４２のピン４２ａを挿抜可能な位置に形成されている。本実施形態では、窓部３１ｂの開口位置を極ａの位置に対応させるため、極ａの数に対応して４０°おきに９か所形成されている。また、第２回動制限部３２ｄを３０°おきに１２か所形成すると、３相に巻線を行う場合で極ａの数が６、９、１２のコアＣに対応することができ、汎用性を高くすることができる。

コア割出用モータ３３は、回動部材３１と接続されており、コア受け部材３２を回動部材３１を介して鉛直方向の回転中心軸Ａを中心に水平方向に回動、または回転往復運動（揺動）させることができる（Ｒ方向）。

渡り線形成手段４は、線材を下渡りさせるときにコアを回動させるコア回動手段と、コアＣを回動部材３１を介してコア割出用モータ３３により割り出す状態と、コア回動手段によりコアＣを回動部材３１に対して相対的に回動させる状態と、に切り替える切替手段と、を備えている。本実施形態では、コア割出用モータ３３が線材Ｗを下渡りさせるときにコアＣを回動させるコア回動手段に相当する。

本実施形態では、切替手段は、第１の切替手段と第２の切替手段とからなる。

第１の切替手段は第１回転制限装置４１を備え、第１回転制限装置４１は、ピン４１ａと、ピン４１ａを水平方向に前進及び後退させる駆動手段４１ｂと、を備えている。第１回転制限装置４１は、台座５０から延伸された取付部材に固定され、第１回動制限部３２ｃにピン４１ａを挿抜可能な位置に配置されている。第１回動制限部３２ｃにピン４１ａを挿抜することにより、回動部材３１とともにコア受け部材３２が回動する状態と、回動部材３１が回動してもコア受け部材３２が回動できない状態と、に切り替えることができる。

第２の切替手段は第２回転制限装置４２を備え、第２回転制限装置４２は、ピン４２ａと、ピン４２ａを垂直方向に前進及び後退させる駆動手段４２ｂと、を備えている。第２回転制限装置４２は、回動部材３１の周面部に固定され、第２回動制限部３２ｄにピン４２ａを挿抜可能な位置に配置されている。第２回転制限装置４２は、第１回転制限装置４１と協働して、第２回動制限部３２ｄにピン４２ａを挿抜することにより、コア割出用モータ３３の駆動によりコア受け部材３２が回動する状態と、コア割出用モータ３３が駆動してもコア受け部材３２が回動できない状態と、に切り替えることができる。

以下に、巻線機Ｍを用いてインナーローター型モータのコアＣの各極ａに線材Ｗを巻線する方法について図５－１７を参照して説明する。ここでは、３相モータで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の巻線を行う場合を例に説明する。なお、図１２－１５において、簡単のため、ノズル駆動装置1及び線材案内装置２の図示を省略した。

図５にコアＣの形状を示す。コアＣは、インナーローター型コアであり、ヨークＹから半径方向内側に向かって巻線を行うための極ａ１－ａ９が所定の間隔で設けられている。隣接する極の間にはスロットＳＬが形成されている。コアＣの端面には、端末線処理として線材Ｗを巻き付ける絡げを行うための端子Ｐ（Ｐ１－Ｐ６）が立設されている。下方の端面には、渡り線を係止するための渡り線係止部Ｋ（Ｋ１－Ｋ９：図５ではＫ５－Ｋ９は図示せず）が下方へ突出して設けられている。

（コアの準備）
まず、コアＣをコア受け部材３２に固定する。このとき、前工程の終了時にノズル１０から引き出された終端部が線クランプ装置（図示せず）にクランプされている。

（端末線処理：絡げ）
続いて、ノズル１０を端子Ｐの外周を回動させ、線材Ｗを端子Ｐに絡げる端末線処理を行う。そして、線クランプ装置を図示しない移動手段によりコアＣから離間させることにより、線材Ｗの始端部を切断する。

（巻線工程）
端末線処理が終了すると、極ａ１への巻線を行う。ノズル回動ユニット１５により、ノズル保持具１１を回動し、ノズル１０の先端がコアＣの半径方向の外方に向かって突出するように配置する。そして、ノズル前後移動装置１２、ノズル左右移動装置１３、ノズル上下移動装置１４により、コアＣの上方、例えば、第１極ａ１と第２極ａ２との間に形成されるスロットＳＬの上方に配置する。

このとき、図１２及び図１６に示すように、ピン４１ａは第１回動制限部３２ｃに挿入されておらず、ピン４２ａは第２回動制限部３２ｄに挿入されている。これにより、コア受け部材３２は回動部材３１に対して回動不能な状態となるとともに、コア受け部材３２の回動は制限されない状態となり、コア割出用モータ３３によりコアＣの割り出しが可能な状態となる。これを「第１の状態」という。窓部３１ｂは、係止部材２１側で開口しており、係止部材２１を基準として、渡り線形成時の回転方向に４０°、回転方向と逆方向に１４０°開口している。窓部３１ｂには、渡り線係止部Ｋが露出し、外部から視認可能である。

続いて、ノズル１０を駆動して、ノズル上下移動装置1４によるスロットＳＬ内の往復上下動（Ｚ方向）と、巻線割出装置３による回転中心軸Ａを中心とした揺動（Ｒ方向）と、を組み合わせて、第１極ａ１に対して相対的に周回移動させる。そして、線材Ｗを極ａ１に１周巻き付ける毎にノズル前後移動装置１２によりコアＣの径方向にノズル１０を所定ピッチ（例えば線材Ｗの径）で移動させる。これにより、極ａ１に線材Ｗを巻線する。

（渡り線形成工程）
第１極ａ１に対する巻線が終了すると、次に巻線する極、本実施形態では第４極ａ４へ向かって渡り線を形成する渡り線形成工程を行う。渡り線形成工程では、コアＣの渡り線係止部Ｋに線材Ｗを掛け渡すことで渡り線を形成する。

図６に示すように、第１極ａ１の巻線が終了したノズル１０は、ノズル保持具１１がコアＣに挿入されコアＣの下方に位置している。このとき、係止部２１ａは、高さ方向ではノズル１０の先端と渡り線係止部Ｋとの間、水平方向では線材Ｗから外方に離間した位置であって、窓部３１ｂの外方に位置している。また、係止部２１ａはコアＣの回動方向と逆方向を向いている。

続いて、図７に示すように、駆動機構２２により係止部材２１を窓部３１ｂを通して前進させて、係止部２１ａを線材Ｗに係止可能な位置に配置する。

続いて、図８に示すように線材Ｗを係止部２１ａに係止させた状態で、係止部材２１を後退させるとともに、渡り線係止部Ｋ２に係止されるように上方に移動させ、線材ＷをコアＣの外部、かつ回動部材３１の内部に引き出す。ここで、線材Ｗを引き出す長さは、図９に示す下渡り線を形成する工程において、線材Ｗに過大な張力が生じないように設定する。

続いて、図１３に示すように、線材Ｗを係止部２１ａに係止させた状態で、コア割出用モータ３３により回動部材３１をＲ１方向に所定の角度（本実施形態では１２０°）回動させる。ここで、図１２で示したように、コア受け部材３２は回動部材３１に対して回動不能であるので、コア受け部材３２は回動部材３１と一体的に中心軸Ａを中心に回動されコアＣが割り出される。このとき、窓部３１ｂもＲ１方向に回動するが、回動させる角度が回転方向に開口している角度（１４０°）よりも小さいので、係止部材２１が窓部３１ｂに衝突することがない。

これにより、線材Ｗは、次に巻線を行う第４極ａ４へ向かって渡り線係止部Ｋ２、Ｋ３に沿って下渡りされる。このとき、渡り線の形成状態は、窓部３１ｂから視認可能である。

続いて、図１０に示すように、係止部材２１による係止を解除し、ノズル１０を上昇させる。これにより、渡り線の形成が完了する。ここで、線材ＷはスロットＳＬに挿入され、上向きに案内されているので、渡り線係止部Ｋ２、Ｋ３から外れることを防ぐことができる。

続いて、図１４に示すように、第１回転制限装置４１を駆動してピン４１ａを第１回動制限部３２ｃに挿入し、第２回転制限装置４２を駆動してピン４２ａを第２回動制限部３２ｄから抜く。これにより、コア割出用モータ３３が駆動しても、回動部材３１のみ回動し、コア受け部材３２が回動できない状態となる。これを「第２の状態」という。

続いて、図１５に示すように、コア割出用モータ３３により回動部材３１をＲ２方向に所定の角度（本実施形態では１２０°）回動させる。これにより、回動部材３１のみ回動し、回動部材３１を元の位置に戻すことができる。

続いて、第２回転制限装置４２を駆動してピン４２ａを第２回動制限部３２ｄに挿入した後に、第１回転制限装置４１を駆動してピン４１ａを第１回動制限部３２ｃから抜く。これにより、第１の状態となり、第４極ａ４に線材Ｗを巻線する準備が完了する。また、先にピン４２ａを第２回動制限部３２ｄに挿入することにより、コア受け部材３２が第１回転制限装置４１及び第２回転制限装置４２ともに制限を受けていない状態を避けることができる。

（巻線工程）
続いて、第１極ａ１と同様に、図１１に示すように第４極ａ４に線材Ｗを巻線する。続いて、同様の渡り線形成工程を経て第７極ａ７に線材Ｗを巻線する。

（端末線処理：絡げ）
上記の巻線が終了した後、姿勢に戻り、線材Ｗを端子Ｐに絡げる端末線処理を行う。これにより、Ｕ相の巻線が終了する。

（端末線処理：線クランプ）
Ｕ相の巻線が終了した後、ノズル１０をそれぞれ線クランプ装置周りに周回させて、線材Ｗの終端部を線クランプ装置にクランプし、切断する。

（Ｖ，Ｗ相の巻線）
上記の巻線が終了した後、同様に第２極ａ２、第５極ａ５、第８極ａ８への巻線を行いＶ相を形成し、第３極ａ３、第６極ａ６、第９極ａ９への巻線を行いＷ相を形成する。

上記の工程により、下渡り線が形成されたインナーローター型モータのコアＣの極ａに対する巻線が完了する。

本実施形態では、コア割出用モータ３３がコア回動手段、第１回転制限装置４１及び第１回動制限部３２ｃが第１の制限手段（第１の切替手段）、第２回転制限装置４２及び第２回動制限部３２ｄが第２の制限手段（第２の切替手段）にそれぞれ相当し、これらが協働して渡り線形成手段４として機能する。

渡り線形成手段４及びコア保持具３０は、既存の巻線機に取り付け可能な渡り線形成装置として用いることができる。

（変更例）
図８に示す工程では、線材Ｗに過大な張力が生じないように線材Ｗを大きく引き出したが、線材Ｗの線径が小さいなど大きな張力が生じない場合には、図１８に示すように線材Ｗを引き出す長さを短くしてもよい。また、図８に示す工程に代えて、図１９に示すように、ノズル１０を図中左側に移動させることにより線材Ｗを大きく引き出し、続く下渡り線を形成する工程（図９に対応）では、ノズル１０を元の位置に戻しながら渡り線を形成することもできる。これによれば、図８に示す工程で線材Ｗを大きく引き出したときと同様の効果が得られる。また、外部へ引き出す長さが短いので、線材Ｗを引き出すためのスペースが取れない場合に好適に採用することができる。

係止部材２１の係止部２１ａとして、各種形状を採用することができる。例えば、図２０（ａ）に示すように、水平方向両側に延びる形状とすれば、渡り線の形成方向が右回りでも左回りでも対応可能である。また、係止部２１ａを２本の柱状部材から形成し、線材Ｗを挟み込めるようにすると、線材Ｗを引き出すだけでなく、中心方向に押し込むことができる。

（第１実施形態の効果）
本発明の巻線機及びその巻線機が備えた渡り線形成装置によれば、簡単な構造で汎用性が高く、渡り線形成工程において線材を引き出してコアを回動させるという簡単な方法で渡り線を確実に形成することができるとともに、下渡り線の形成状態を視認可能である。また、渡り線形成工程において線材の張力が過大になることがない。

（第２実施形態）
第２実施形態の巻線機について、図２１－２４を参照して説明する。なお、第１実施形態の巻線機Ｍと同じ構成については、同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。

第２実施形態の巻線機Ｍ２は、コア受け部材３５を回動させるための回動モータ６１と、コア割出用モータ３３の駆動によりコア受け部材３５が回動する状態と、コア割出用モータ３３が駆動してもコア受け部材３５が回動できない状態と、に切り替える切替手段を備えている。

コア受け部材３５は、コアＣを保持するコア受け部３５ａと、コア受け部３５ａとベアリング３４を介して回動部材３１に接続され、コアＣが回動部材３１とともに回動するか否かを切り替える切替部材３５ｂと、を備えている。

切替部材３５ｂは上面が円板状に形成されており、回動部材３１より径が大きく、回動部材３１の外方に張り出している。切替部材３５ｂの外周には、ギヤの歯３５ｃが形成されている。

切替部材３５ｂには、同心円状に配置された貫通孔である回動制限部３５ｄが形成されている。回動制限部３５ｄは、第２回転制限装置４２のピン４２ａを挿抜可能な位置に形成されている。

回転モータ６１は、モータ本体６１ａ及びギヤ６１ｂからなり、モータ移動シリンダ６２は、回転モータ６１を切替部材３５ｂに近接または離間させる移動手段として機能する。

ギヤ６１ｂは、切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃと噛み合う高さに配置されており、モータ移動シリンダ６２により、ギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態と、噛み合っていない状態と、に切り替えることができる。

巻線を行うときには、図２１に示すように、ピン４２ａは回動制限部３５ｄに挿入されている。これにより、コア受け部材３５は回動部材３１に対して回動不能な状態となり、コア割出用モータ３３により回動部材３１とコア受け部材３５とを一体的に回動可能となるので、コアＣの割り出しが可能な状態となる。ここで、回転モータ６１は回動部材３１に配置されていないので、コア割出用モータ３３による回動部材３１の回動の抵抗となることがない。

渡り線形成工程では、図２２に示すように、ピン４２ａは回動制限部３５ｄから抜かれている。また、モータ移動シリンダ６２により回転モータ６１を、モータギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態となっている。コア割出用モータ３３の駆動を停止し、線材Ｗを係止部材２１で係止して引き出した状態で回転モータ６１を駆動すると、回動部材３１が停止した状態でコア受け部材３５のみを回動させることができる。これにより、窓部３１ｂの位置は不変で、窓部３１ｂから挿入された２１に対してコアＣだけを回動させることができ、渡り線を形成することができる。

本実施形態では、回転モータ６１がコア回動手段、第２回転制限装置４２及び第２回動制限部３５ｄが第３の制限手段に相当し、これらが協働して渡り線形成手段４として機能する。

第１実施形態では、モータを１台、切替手段を２つ用いたのに対し、第２実施形態では、モータを２台、切替手段を１つ用いて同様の効果を奏することができる。

（変更例）
巻線を行った後、図２１に示すように、ピン４２ａが回動制限部３５ｄに挿入されている状態のままコア割出用モータ３３により回動部材３１とコア受け部材３５とを一体的に回動し、渡り線を形成することもできる。渡り線形成後には、図２２に示すように、ピン４２ａが回動制限部３５ｄから抜かれ、モータ移動シリンダ６２により回転モータ６１を、モータギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態とする。そして、モータ６１の保持トルクによりコア受け部材３２が回動できないようにし、コア割出用モータ３３により回動部材３１を渡り線形成時の回動方向と反対方向に回動させる。これにより、回動部材３１のみ回動し、回動部材３１を元の位置に戻すことができる。

この変更例では、コア割出用モータ３３がコア回動手段、第２回転制限装置４２、第２回動制限部３５ｄ及び回転モータ６１が第３の制限手段に相当する。

モータ移動シリンダ６２を備えていない構成を採用することもできる。図２３に示すように、モータギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態となるように、回転モータ６１を回動部材３１に配置してもよい。更に、第２回転制限装置４２でコア受け部材３５を回動不能にしなくてもモータ６１の保持トルクによりコア受け部材が３２が回動しないなら、図２４に示すように第２回転制限装置４２も備えていない構成を採用することができる。

１…ノズル駆動装置
１０…ノズル
１１…ノズル保持具
１２…ノズル前後移動装置
１３…ノズル左右移動装置
１４…ノズル上下移動装置
１５…ノズル回動ユニット
２…線材案内装置
２１…係止部材
２１ａ…係止部
２２…駆動機構
３…巻線割出装置
３０…コア保持具
３１…回動部材
３１ａ…筒状部
３１ｂ…窓部
３２…コア受け部材
３２ａ…コア受け部
３２ｂ…切替部材
３２ｃ…第１回動制限部
３２ｄ…第２回動制限部
３３…コア割出用モータ
３４…ベアリング
３５…コア受け部材
３５ａ…コア受け部
３５ｂ…切替部材
３５ｃ…歯
３５ｄ…回動制限部
４…渡り線形成手段
４１…第１回転制限装置
４１ａ…ピン
４１ｂ…駆動手段
４２…第２回転制限装置
４２ａ…ピン
４２ｂ…駆動手段
５０…台座
６１…回転モータ
６１ａ…モータ本体
６１ｂ…モータギヤ
６２…モータ移動シリンダ
Ｃ…コア
ａ…極
Ｋ…渡り線係止部
Ｍ…巻線機
Ｗ…線材

Claims (6)

1. インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機において、
   線材を巻線するためのノズル駆動装置と、
   コアを保持するコア保持具と、コアの割り出しを行うコア割出用モータと、を備え、コアを保持し巻線時の割出しを行う巻線割出装置と、
   線材の係止、解放を行う係止部材を駆動し、極に対して巻線を終了した線材をコア外方に案内する線材案内装置と、
   コアに巻線が終了した極から次に巻線を行う極まで線材を下渡りさせる渡り線形成手段と、を備え、
   前記コア保持具は、
   前記コア割出用モータと接続された筒状に形成されており、周面部には前記係止部材を挿抜可能な窓部が設けられている回動部材と、
   前記回動部材の上端に前記回動部材に対して回動可能に配置された、コアを保持するコア受け部材と、を備え、
   前記渡り線形成手段は、
   線材を下渡りさせるときにコアを回動させるコア回動手段と、
   コアを前記回動部材を介して前記コア割出用モータにより回動して割り出す第１の状態と、
   前記コア回動手段によりコアを前記回動部材に対して相対的に回動させる第２の状態と、に切り替える切替手段と、を備え、
   前記コア回動手段と前記切替手段とを協働させてコアを回動させて、前記線材案内装置により引き出された線材を、コアに下渡りさせることを特徴とする巻線機。
2. 前記コア回動手段は、前記コア割出用モータであり、
   前記切替手段は、
   前記回動部材とともに前記コア受け部材が回動する状態と、前記回動部材が回動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第１の切替手段と、
   前記回動部材に接続され、前記第１の切替手段と協働して、前記コア割出用モータの駆動により前記コア受け部材が回動する状態と、前記コア割出用モータが駆動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第２の切替手段と、
   を備え、
   前記第１の状態で前記線材案内装置により引き出された線材をコアに下渡りさせることを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
3. 前記コア受け部材には、第１の回動制限部と第２の回動制限部とが形成されており、
   前記第１の切替手段は、前記第１の回動制限部に第１の制限部材を挿抜可能な第１の回転制限装置を備え、
   前記第２の切替手段は、前記第２の回動制限部に第２の制限部材を挿抜可能な第２の回転制限装置を備えていることを特徴とする請求項２に記載の巻線機。
4. 前記コア回動手段は、前記コア受け部材を回動させるための回動モータであり、
   前記切替手段は、前記回動部材に接続され、前記コア割出用モータの駆動により前記コア受け部材が回動する状態と、前記コア割出用モータが駆動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第３の切替手段であることを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
5. 前記コア受け部材を回動させないときは、前記コア回動手段を前記コア受け部材から離間させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の巻線機。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の巻線機が備えた渡り線形成装置であって、前記コア保持具及び前記渡り線形成手段を備えたことを特徴とする渡り線形成装置。

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