JP2717435B2 - ステータコアへの巻線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、ステータコアの所定の溝に導線を挿入しつ
つ直接巻付けてコイルを形成するステータコアへの巻線
装置に関する。

「従来技術およびその問題点」 ステータコアへのコイル形成装置としては、ステータ
コアの溝に導線を挿入しつつ直接巻付けてコイルを形成
する、いわゆる直巻きを方式と、導線を予め型枠に巻付
けてコイルを形成し、このコイルを治具によってステー
タコアの溝に挿入するコイル挿入装置を用いた方式とが
知られている。直巻き方式は、コイル挿入装置を用いた
方式に比べて作業性が悪いという欠点がある反面、ステ
ータコアの端面より突出するループの長さが短くなるの
で良好な性能が得られるという利点がある。

従来、直巻き方式によるステータコアへの巻線装置と
しては、例えば第７図に示されるようなものが知られて
いる。

すなわち、図示しない駆動装置によって回転する主動
軸11には、クランク12が装着されている。このクランク
12に取付けられたクランクピン13は、ガイドバー14、15
によって上下動可能に支持されたスライドブロック16の
ガイド溝17に、コロ18を介して挿入されている。したが
って、主動軸11およびクランク12が回転すると、クラン
クピン13が円運動を行ない、スライドブロック16が上下
方向に往復動するようになっている。

スライドブロック16には、ガイド筒19が挿通支持され
ており、スライドブロック16と共に図中矢印Ａで示す如
く軸方向に往復動するようになっている。ガイド筒19
は、下端部から導線が導入され、上端部に取付けられた
ヘッダー38に設けられたノズル20から導線が繰出される
ようになっている。なお、ガイド筒19は、スライドブロ
ック16に軸方向の移動を固定されつつ回転可能に支持さ
れている。ガイド筒19の中間部外周にはスプライン溝21
が形成されており、このスプライン溝21に嵌合してガイ
ド筒19の外周にピニオン22が装着されている。ピニオン
22は、ガイド筒19の軸方向の移動を許容し、かつ、スプ
ライン溝21を介してガイド筒19に対して回転運動を与え
るようになっている。

一方、主動軸11とほぼ平行に従動軸23が配置されてお
り、従動軸23は、主動軸11に設けられた主動ギヤ24、ア
イドルギヤ25、従動軸23に設けられた従動ギヤ26を介し
て、主動軸11に連動して回転するようになっている。従
動軸23の先端には、ベベルギヤ27が取付けられている。
そして、従動軸23とほぼ直交する方向に軸28が配置され
ており、軸28の一端に取付けられたベベルギヤ29がベベ
ルギヤ27と噛合している。また、軸28の他端には、円筒
カム30が取付けれている。したがって、従動軸23が回転
すると、ベベルギヤ27、ベベルギヤ29を介して軸28が回
転し、軸28に固着された円筒カム30が回転するようにな
っている。

前述したピニオン22には、ラック32が噛合して配置さ
れており、ラック32にピン33を介して取付けられたコロ
34が、上記円筒カム30のカム溝31に嵌合している。した
がって、円筒カム30が回転すると、ラック32が図中矢印
Ｂで示す如く往復動し、これによってピニオン22が回動
し、それに伴なってガイド筒19が図中矢印Ｃで示す如く
往復回動するようになっている。この結果、ガイド筒19
は図中矢印Ａと矢印Ｃとで合成された運転を行なう。

第８図には、上記のような巻線装置によるステータコ
アへの巻線態様が示されている。

ステータコア35の内周には複数の内歯36が形成されて
おり、これらの内歯36の間に溝37が形成されている。前
述したガイド筒19の合成された運動により、ガイド筒19
の上端部に取付けられたヘッド38のノズル20は、離れた
位置にある２つの溝37に交互に挿入され、それらの間に
位置する内歯36に導線39を巻付けてコイルを形成する。
その動きの一例を示すと、ノズル20は、溝37aに上方か
ら挿入され、溝37a内を上方から下方に移動する。ノズ
ル20は、溝37a内を下方に抜けると、回動して溝37bの下
方に移動し、溝37bの下方から挿入されて溝37b内を下方
から上方に移動する。さらに、ノズル20は、溝37b内を
上方に抜けると、今度は逆方向に回動して、再び溝37a
の上方に位置する。そして、上記の運動を繰返すことに
より、溝37a、溝37bに導線39を挿入しつつそれらの間に
位置する内歯36に導線39を巻付けてコイルを形成するこ
ができる。なお、実際には、ノズル20の軸方向運動およ
び回動運動は、同時に進行しつつ行なわれるため、合成
された運動は、ステータコア35の上下端面に外方部分に
おいて曲線的に変化するループを描くようになってい
る。

上記のような巻線装置は、それなりに実用的なもので
はあったが、その作業性がコイル挿入装置を用いる方式
に比べて大幅に劣るため、近年においては、次第に作用
されなくなりつつあった。特に、ステータコア35へのコ
イル形成においては、比較的近接した位置の溝37間に導
線39を挿入しつつ巻付けて小コイルを形成し、さらに、
それらの外側に位置する溝37間に導線39を挿入しつつ巻
付けて大コイルを形成することが多く行なわれている
が、上記の巻線装置においては、ノズル20の回動角度を
変えなければ、小コイルと大コイルの両方を形成するこ
とができなかった。このため、小コイル用の巻線装置
と、大コイル用の巻線装置とが必要となり、装置のコス
トがかかると共に、作業も煩雑となっていた。

そこで、同じ巻線装置によって小コイルと大コイルの
両方を形成できるようにしたものとして、第９図に示す
ような巻線装置が知られている。

主動軸11のクランク12とスライドブロック16とは、リ
ンク40によって連結されており、クランク12が回転する
とリンク40を介してスライドブロック16が上下動するよ
うになっている。スライドブロック16には、ガイド筒19
が軸方向移動を固定されかつ回動可能に支持されてお
り、ガイド筒19は、スライドブロック16と共に図中矢印
Ａで示す如く軸方向に往復動する。

主動軸11には、円筒カム30が装着されており、円筒カ
ム30のカム溝31にリンク41の下端部に設けられた図示し
ないコロが嵌合している。リンク41の中間部には、複数
の透孔42が形成されており、これらの透孔42のいずれか
に支点ピン43が挿入されて、リンク41を回動可能に支持
している。したがって、主動軸11と共に円筒カム30が回
転すると、リンク41は、図中矢印Ｄで示す如く揺動運動
を行なう。また、リンク41の上端部には、ラック32の一
端が枢着されており、リンク41の揺動運動に伴なって、
ラック32は、図中矢印Ｂで示す如く往復運動する。

ガイド筒19の中間部外周には、スプライン溝21が形成
されており、このスプライン溝21外周にピニオン22が装
着されている。ガイド筒19は、ピニオン22に対して軸方
向移動を可能にされると共に、ピニオン22と一体に回動
するようになっている。そして、ラック32とピニオン22
とが噛合しており、ラック32の往復運動によって、ピニ
オン22が往復回動し、それに伴なって、ガイド筒19が図
中矢印Ｃで示す如く往復回動するようになっている。こ
の結果、ガイド筒19は図中矢印Ａと矢印Ｃとで合成され
た運動を行なう。

この巻線装置においては、支点ピン43を挿入する透孔
42を選択することにより、リンク41を回動可能に支持す
る支点を変更することができ、これによってリンク41の
上端部における揺動角度を変更し、さらには、ラック32
の往復運動の幅を変更することができる。そして、ラッ
ク32の往復運動の幅が変更されると、ピニオン22の回動
角度も変更され、それに伴なってガイド筒19の回動角度
も変更される。したがって、第５図におけるノズル20の
回動角度を変えて、例えば小コイルと大コイルの両方を
コイル形成を可能にすることができる。

ところが、ステータコアへのコイル形成においては、
２極、４極、６極などの構造が一般に採用されており、
ステータコアの内周の複数箇所を中心としてループを描
くようにコイルを形成する必要がある。このような場
合、上記従来の巻線装置においては、ヘッド38のノズル
20の回動中心をなす方向が、ある方向に固定されている
ので、それぞれの極のコイルを形成する毎に、ステータ
コアの設置を変更する必要があった。このため、作業工
程が多くなり、生産能率が悪いという問題点があった。

「発明の目的」 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、多極
構造のコイル形成に際して、ステータコアの設置角度を
変更することなく、それぞれの極のコイルを形成できる
ようにしたステータコアへの巻線装置を提供することに
ある。

「発明の構成」 本発明は、導線を一端から導入し、他端から繰出すガ
イド筒を有し、このガイド筒を軸方向に往復動させると
共に往復回動させて、導線をステータコアの所定の溝に
挿入しつつ巻付けてコイルを形成するステータコアへの
巻線装置において、前記ガイド筒の他端にノズルを有す
るヘッドが回動可能に装着され、このヘッドを前記ガイ
ド筒に対して複数の回動位置で係脱自在に固定する係止
手段が設けられており、さらに、この係止手段の固定を
一時的に解除して前記ヘッドを回動させる回動手段が設
けられていることを特徴とする。

したがって、本発明では、回動手段により、係止手段
の固定を一時的に解除して、ガイド筒に対してヘッドを
回動させ、所定の回動位置においてヘッドを再び固定す
ることができる。このように、ガイド筒に対するヘッド
の取付け角度を変更することができるので、それによっ
てヘッドに設けられたノズルの回動中心の方向を変える
ことができ、多極構造のコイル形成に際して、ステータ
コアの設置角度を変更することなく、それぞれの極のコ
イルを形成することが可能となる。

本発明の好ましい態様においては、前記ガイト筒の他
端に環状のアダプタリングが固着され、このアダプタリ
ングに前記ヘッドが回動可能に装着されており、前記係
止手段は、前記アダプタリングの内周の複数箇所に設け
られた係止溝と、この係止溝内に弾性的に突入するよう
に前記ヘッドに保持された係止ピンとからなる。これに
よれば、ヘッドに保持された係止ピンをアダプタリング
の係止溝に突入させることにより、ヘッドをアダプタリ
ングに対して固定し、さらにはガイド筒に対して固定す
ることができる。また、係止ピンを外方から押して係止
溝から外し、その状態でヘッドを回動させ、係止ピンを
他の係止溝に再び突入させることにより、ヘッドの取付
け角度を変更することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記回動手段
は、前記アダプタリングおよび前記ヘッドの外周を囲む
ように配置された回転テーブルと、この回転テーブル上
に設置された駆動シリンダと、この駆動シリンダにより
出没動作するプッシャとからなり、このプッシャにより
前記係止ピンを外方から押して前記係止溝から外し、そ
の状態で前記回転テーブルを回転させ、前記ヘッドを回
動させるようにされている。これによれば、駆動シリン
ダの作動によりプッシャを押し出して前記係止ピンを外
方から押し、前記係止ピンを前記係止溝から一時的に外
し、その状態で回転テーブルを回転させて前記ヘッドを
回動させ、さらに所定の回動位置で前記駆動シリンダの
作動により前記プッシャを引き込めて、前記係止ピンを
別の係止溝に再び突入させることにより、前記ヘッドの
取付け角度を変更することができる。

さらに、本発明の好ましい態様によれば、前記ヘッド
は、外周の対向する部分から突出した２つのノズルを有
するものとされている。これによれば、前記ガイド筒に
２本の導線を導入し、それぞれの導線を２つのノズルか
ら繰出すようにして、各ノズルによってステータコアの
対向する部分の極のコイルを同時に形成することができ
る。

さらにまた、本発明の好ましい態様によれば、前記係
止手段は、90°異なる回転位置において前記ヘッドを前
記アダプタリングに係止させるものとされる。これによ
れば、90°ずつ異なった位置にそれぞれ極を有する４極
構造のコイル形成を容易に行なうことができる。

「発明の実施例」 第１図ないし第６図には、本発明によるステータコア
への巻線装置の一実施例が示されている。なお、この実
施例では、ガイド筒の一端におけるヘッド部分の構造の
みを示しているが、ガイド筒を軸方向に往復動させると
共に往復回動させる機構については、本発明では特に限
定されるものではなく、第７図や第９図に示したような
従来の装置構造やその他の構造を自由に適用することが
できる。

第１図、第２図および第３図に示すように、ガイド筒
81は、軸心に導線が挿通されるガイド孔82を有し、その
上端部を軸受け83に挿通支持されている。ガイド筒81の
上端突出部分を囲むように昇降ベース44が配置されてお
り、昇降ベース44は、対向する２つの角部を軸受け45に
挿通されたガイドバー46によって支持され、残りの２つ
の角部をベース47に設置されたエアシリンダ48のロッド
49によって支持されている。したがって、エアシリンダ
48の作動により昇降ベース44は上下動可能とされてい
る。

ガイド筒81の上端には、アダプタリング50がボルト51
によって固着されており、アダプタリング50の中心孔は
ガイド孔82に連通している。アダプタリング50のさらに
上部には、ヘッド52が回動可能に装着されており、ヘッ
ド52は、外周の対向する部分から側方に突出したノズル
53、54を有している。また、ヘッド52の内部には、ガイ
ド筒81のガイド孔82およびアダプタリング50の中心孔に
連通し、２つのノズル53、54の先端に開口するガイド孔
55が形成されている。したがって、導線は、ガイド筒81
のガイド孔82を通り、アダプタリング50の中心孔を通
り、さらにヘッド52のガイド孔55を通って、ノズル53、
54の先端から繰出されるようになっている。この実施例
の場合、２つの導線が上記ガイド経路を通って、２つの
ノズル53、54から同時に繰出されるようになっている。

ヘッド52は、アダプタリング50に対して回動可能に装
着されているが、所定の回動位置において、その回動を
係止させる係止手段が設けられている。すなわち、ヘッ
ド52には、外周の一箇所から中心方向に向けて穴56が形
成されており、この穴56にスプリング57を介して係止ピ
ン58が挿入されている。このため、係止ピン58は、スプ
リング57の弾性により外方に付勢されている。一方、第
４図および第５図に示すように、アダプタリング50は、
上面外周に突出した環部を有し、この環部内にヘッド52
に基部が回転自在に装着され、環部内周の２箇所に外方
に向けてコ字状に切り欠かれた係止溝59、60が形成され
ており、ヘッド52が所定の回動位置にあるとき、係止ピ
ン58が係止溝59または係止溝60に突入して、アダプタリ
ング50に対するヘッド52の回動が固定されるようになっ
ている。なお、係止溝59、60は、軸心に対して90°回転
したところに形成されており、したがって、ヘッド52
は、90°異なる２つの回動位置において、アダプタリン
グ50に固定されるようになっている。また、アダプタリ
ング50の係止溝59、60は、係止ピン58の下半部に係合
し、係止ピン58の上半部は、アダプタリング50に覆われ
ることなく穴56の開口から覗いている。

昇降ベース44上には、ガイド筒81、アダプタリング5
0、ヘッド52の外周を囲むように、昇降ベース44に対し
て回動可能に回転テーブル61が設置されている。回転テ
ーブル61の外周にはギヤ62が形成されている。また、第
３図に示すように、回転テーブル61の外周の一箇所に
は、ベース63に設置されたモータ64が配置されており、
モータ64の回転軸65に取付けられたギヤ66が回転テーブ
ル61のギヤ62と噛合している。したがって、モータ64の
作動によりギヤ66が回転し、ギヤ62を介して回転テーブ
ル61が回動するようになっている。なお、モータ64は、
正逆回転可能なものが採用されている。

回転テーブル61上の周縁部１箇所には、ブラケット67
を介してエアシリンダ68が設置されており、エアシリン
ダ68のピストンロッド69にはプッシャ70が取付けられて
いる。プッシャ70は、ヘッド52がアダプタリング50に対
して所定の回動位置にあるとき、ヘッド52の穴56の周壁
開口部から挿入可能な形状および位置とされている。エ
アシリンダ68およびプッシャ70は、回転テーブル61上に
ブラケット67を介して固定されているので、回転テーブ
ル61と共に回動する。

第３図に示すように、昇降ベース44上には、２箇所に
ブロック71が固着されており、これらのブロック71に
は、ストッパ72およびダンパ73が取付けられている。ス
トッパ72は、回転テーブル61が回動するとき、エアシリ
ンダ68を保持するブラケット67が衝突して、回転テーブ
ル61の回動角度を規定する働きをなす。また、ダンパ73
は、そのときの衝撃をやわらげるものである。ストッパ
72によって、回転テーブル61は、90°離れた２つの回動
位置で回動を停止するようになっている。そして、２つ
のストッパ72によって、回転テーブル61の回動が停止さ
れたとき、エアシリンダ68のプッシャ70先端が、アダプ
タリング50の係止溝59または係止溝60が形成された位置
に正確に対応するようにされている。

次に、この巻線装置によるコイル形成操作について説
明する。

導線の巻線操作に際して、昇降ベース44および回転テ
ーブル61は、エアシリンダ48の作動により下方に降下し
た位置に待機しており、昇降ベース44とアダプタリング
50とが離れた状態とされている。また、ヘッド52の係止
ピン58がアダプタリング50の例えば係止溝59に突入し、
ヘッド52がアダプタリング50に対して固定された状態と
されている。この状態で、ガイド筒81は、公知の駆動機
構により、軸方向に往復動すると共に往復回動する。そ
して、この実施例の場合、２本の導線がガイド筒81の下
端部から導入され、ガイド孔82を通り、アダプタリング
50の中心孔を通り、さらにヘッド52のガイド孔55を通っ
て、ノズル53、54の先端からそれぞれ繰出される。第６
図に示すように、ヘッド52の対向する外周部分より突出
したノズル53、54は、ガイド筒81の動作に伴なって軸方
向に往復動すると共に往復回動する。この結果、ノズル
53は、例えばステータコア35の溝37aに上方から挿入さ
れ、溝37aの下方から抜出た後、回動して溝37bの下方に
至り、溝37bの下方から挿入され、溝37bの上方から抜出
て、再び溝37aの上方まで回動し、このような操作を繰
返することによって、溝37a、溝37bに導線を挿入しつつ
巻付けて小コイル74を形成する。それと同時に、ノズル
53と反対側に取付けられたノズル54は、溝37c、溝37dに
導線を挿入しつつ巻付けて小コイル75を形成する。その
後、今度は、例えば第９図に示した機構により、あるい
はその他の機構により、ガイド筒81の回動角度が変化
し、ヘッド52およびノズル53、54の回動角度が変化す
る。その結果、ノズル53は、さらに両側に位置する溝37
e、溝37fに導線を挿入しつつ巻付けて大コイル76を形成
し、ノズル54は、溝37g、溝37hに導線を挿入しつつ巻付
けて大コイル77を形成する。このようにして、ステータ
コア35内周の対向する部分に、小コイル74、75および大
コイル76、77を形成し、２極のコイルが完成する。

従来は、上記のような操作の後、ステータコア35を90
°回動して再配置し、残りの２極の部分にコイルを形成
するようにしていた。本発明では、ステータコア35の配
置を変えることなく、ヘッド52およびノズル53、54を90
°回動させて、上記の操作を繰返すことにより、残りの
２極の部分にコイルを形成することができる。

すなわち、最初の２極のコイルが形成されると、巻線
操作は一時的に停止し、エアシリンダ48が作動して昇降
ベース44をアダプタリング50の下面に接する位置まで上
昇させる。この状態で、エアシリンダ68を保持するブラ
ケット67は、一方のストッパ72、ダンパ73に当接した位
置にあり、エアシリンダ68のブッシャ70先端は、ヘッド
52の穴56開口部に臨む位置に配置されている。そして、
エアシリンダ68が作動し、ブッシャ70がヘッド52の外周
から穴56内に押し込まれ、係止ピン58を押してアダプタ
リング50の係止溝59から引き込んだ状態とする。したが
って、係止ピン58と係止溝59との係合が外れ、ヘッド52
はアダプタリング50に対して回動自在となる。この状態
で、モータ64の作動により回転テーブル61が回動し、そ
れと共にブッシャ70を押し込まれたヘッド52が回動す
る。そして、モータ64およびヘッド52が90°回動する
と、エアシリンダ68を保持するブラケット67が他方のス
トッパ72、ダンパ73に衝突し、回転テーブル61およびヘ
ッド52の回動が停止する。次に、エアシリンダ68が作動
して、ブッシャ70がヘッド52の穴56より抜き出され、そ
れと共に、ヘッド52の係止ピン58がアダプタリング50の
他方の係止溝60に突入し、ヘッド52は、アダプタリング
50に対して90°回動した位置で再び固定されることにな
る。こうして、ガイド筒81およびアダプタリング50に対
するヘッド52の取付け角度を90°変更することができ
る。

その後、エアシリンダ48の作動により、昇降ベース44
が再び下降して待機し、前述したような巻線操作を繰返
すことにより、第６図に示すように、ヘッド52のノズル
53によって小コイル78が形成され、ノズル54によって小
コイル79が形成され、さらにノズル53によって大コイル
80が形成され、ノズル54によって大コイル81が形成され
る。このようにして、４極のそれぞれについて小コイル
および大コイルが形成され、４極構造のコイル形成が完
了する。

なお、上記実施例は、４極構造のコイル形成に適用さ
れる装置であるが、例えばヘッド52のノズルを１つに
し、ヘッド52を180°ずつ回動させて巻線操作を行なう
ようにすることにより、２極構造のコイル形成も可能で
ある。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、ガイド筒に対
してヘッドを回動させ、予め定められた複数の回動位置
で固定できるようにしたので、多極構造のコイル形成
を、ステータコアの配置を変更することなく行なうこと
ができる。このため、作業工程が大幅に簡略化され、生
産能率を向上させるこがでる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるステータコアへの巻線装置の一実
施例を示す要部縦断面図、第２図は第１図におけるII−
II線に沿った縦断面図、第３図は同装置の要部平面図、
第４図は同装置におけるアダプタリングの平面図、第５
図は同装置における係止手段の構造を示す平面断面図、
第６図は同装置を用いたステータコアへの巻線態様を示
す説明図、第７図は従来のステータコアへの巻線装置の
一例を示す斜視図、第８図は同装置におけるステータコ
アへの巻線態様を示す説明図、第９図は従来のステータ
コアへの巻線装置の他の例を示す斜視図である。 図中、35はステータコア、36は内歯、37は溝、44は昇降
ベース、50はアダプタリング、52はヘッド、53、54はノ
ズル、55はガイド孔、56は穴、57はスプリング、58は係
止ピン、59は係止溝、61は回転テーブル、62はギヤ、64
はモータ、66はギヤ、68はエアシリンダ、70はブッシ
ャ、72はストッパ、73はダンパ、81はガイド筒、82はガ
イド孔である。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導線を一端から導入し、他端から繰出すガ
   イド筒を有し、このガイド筒を軸方向に往復動させると
   共に往復回動させて、導線をステータコアの所定の溝に
   挿入しつつ巻付けてコイルを形成するステータコアへの
   巻線装置において、前記ガイド筒の他端にノズルを有す
   るヘッドが回動可能に装着され、このヘッドを前記ガイ
   ド筒に対して複数の回動位置で係脱自在に固定する係止
   手段が設けられており、さらに、この係止手段の固定を
   一時的に解除して前記ヘッドを回動させる回動手段が設
   けられていることを特徴とするステータコアへの巻線装
   置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記ガイ
   ド筒の他端に環状のアダプタリングが固着され、このア
   ダプタリングに前記ヘッドが回動可能に装着されてお
   り、前記係止手段は、前記アダプタリングの内周の複数
   箇所に設けられた係止溝と、この係止溝内に弾性的に突
   入するように前記ヘッドに保持された係止ピンとからな
   るステータコアへの巻線装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、前記回動
   手段は、前記アダプタリングおよび前記ヘッドの外周を
   囲むように配置された回転テーブルと、この回転テーブ
   ル上に設置された駆動シリンダと、この駆動シリンダに
   より出没動作するプッシャとからなり、このプッシャに
   より前記係止ピンを外方から押して前記係止溝から外
   し、その状態で前記回転テーブルを回転させ、前記ヘッ
   ドを回動させるステータコアへの巻線装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項、第２項または第３
   項において、前記ヘッドは、外周の対向する部分から突
   出した２つのノズルを有するものであるステータコアへ
   の巻線装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項、第２項、第３項ま
   たは第４項において、前記係止手段は、90°異なる回転
   位置において前記ヘッドを前記アダプタリングに係止さ
   せるものであるステータコアへの巻線装置。