JP3043943B2 - 巻線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巻線装置に関し、特
に、巻線終了後のワークおよび線材の処理技術に係り、
例えば、直流モーターの電機子に導線を巻線するのに利
用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】直流モーターの電機子に導線を巻線する
巻線装置として、巻線ステージを備えており、この巻線
ステージに搬入されたワークのコアに導線が巻線具によ
り巻線されて行くように構成されているものがある。そ
して、従来のこの種の巻線装置においては、導線がワー
クから抜け出てしまうのを防止するため、巻線終了後の
導線の端末処理はワークが巻線ステージにセットされた
状態のまま、続けて実施されて行く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電機子用巻線装置においては、巻線終了後の導線の端末
処理が巻線ステージにて続いて実施されるため、その端
末処理が完了してそのワークが巻線ステージから排出さ
れて行くまでは、次回の巻線作業を実施することができ
ないという問題点がある。つまり、前回のワークについ
ての端末処理が完了して前回のワークが巻線ステージか
らアンローディングされて、巻線ステージが完全に空く
迄は、次回のワークの巻線ステージへのローディング作
業を開始することができないため、全体としての巻線作
業時間が長くなってしまう。

【０００４】本発明の目的は、全体としての巻線作業時
間を短縮することができる巻線装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る巻線装置
は、線材を繰り出しながらワークの周囲を旋回する巻線
具により、ワークの一部に線材が巻線されて行く巻線ス
テージを備えている巻線装置において、前記巻線ステー
ジと離れた位置に端末処理位置が設定されており、前記
巻線ステージにて巻線されたワークの前記線材における
ワークと前記巻線具との架線部分に線材保持装置のハン
ガーが引っ掛けられた状態で、このワークがアンローデ
ィング装置によって保持されて前記巻線ステージから前
記端末処理位置に移動され、次回のワークの供給および
装着作業は前記巻線端末作業および排出作業と同時進行
されることを特徴とする巻線装置。

【０００６】

【作用】前記した手段によれば、巻線されたワークはア
ンローディング装置によって巻線ステージから端末処理
位置へ端末処理されない状態で直ちにアンローディング
されるため、次回のワークの巻線ステージへのローディ
ング作業は直ちに開始することができる。そして、この
次回のワークの巻線ステージへのローディング作業実施
中に、前回のワークについての端末処理作業を端末処理
位置において同時進行させることができるため、この同
時進行の時間分だけ全体としての巻線作業時間を短縮す
ることができる。

【０００７】巻線終了後の線材の端末処理に際して、コ
ミテータのライザに引っ掛かった状態で、線材が保持装
置によって保持されるため、このワークが巻線ステージ
から端末処理位置にアンローディングされる間に線材が
ワークから抜け出てしまうことはない。

【０００８】また、線材が接続されたままの状態でワー
クが巻線ステージから端末処理位置に移動される際に、
線材が線材保持装置のハンガーによって引っ張られた状
態になることにより、ワークに接続されたままの線材に
弛みが発生することは防止されるため、その線材の切断
作業が実施し易くなるとともに、切断作業後の線材に対
する処理が実施し易くなる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例である巻線装置の主
要部を示しており、（ａ）は保持前の一部省略斜視図、
（ｂ）は保持後の一部省略斜視図である。図２はその構
成を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側面図である。図３はその全体を示す平面図、
図４は同じくアンローディング作業後を示す平面図であ
る。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は主要部の作用を説明
するための各拡大部分平面図である。図６は端末処理作
業を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）
は正面図である。図７は巻線ステージを示す一部省略斜
視図である。

【００１０】本実施例において、本発明に係る巻線装置
１０は、直流モーターの電機子を製造するためにワーク
１に線材としての導線を巻線するものとして構成されて
いる。ワーク１は電機子の回転軸となる丸棒形状の軸２
を備えており、軸２には外周にスロット４が縦溝形状に
開設されたコア３と、ライザ６が放射状に突設されたコ
ミテータ５とが嵌合されて固定されている。そして、ワ
ーク１は電機子用巻線装置１０によって、コア３の各ス
ロット４間にコアと協働してコイルを構成するための導
線７が巻回されるとともに、ライザ６に適宜引っ掛けら
れることになる。なお、コア３のコミテータ５と反対側
端からはインシュレータ３ａが軸２の外周上に露出して
いる。

【００１１】本実施例にかかる電機子用巻線装置１０は
ワーク１を保持して巻線を実施するための巻線ステージ
１１を備えている。図７に示されているように、巻線ス
テージ１１にはインデックスチャック１２が設けられて
おり、このチャック１２はワーク１の軸２におけるコミ
テータ５側端部に嵌合して、ワーク１を保持するように
構成されている。また、チャック１２はワーク１を保持
した状態で一定角度宛回動することにより、巻線を施す
スロット４を巻線位置にセットさせるように構成されて
いる。インデックスチャック１２の外側にはフッキング
キャップ１３が同心的に配設されている。インデックス
チャック１２の先方にはガイド１４がワーク１のコア３
に対向するように配設されている。

【００１２】ガイド１４のワーク１と反対側位置には回
転軸１５がワーク１の軸２と直角方向に軸架されてお
り、この回転軸１５はサーボモータ（図示せず）により
回転駆動されるように構成されている。回転軸１５のガ
イド１４側端部にはガイドパイプ１６が一体回転するよ
うに直交する方向に突設されており、ガイドパイプ１６
の先端には導線が繰り出し可能に挿通される巻線具とし
てのキャピラリー１７が突設されている。ガイドパイプ
１６およびキャピラリー１７には線材としての導線７が
挿通され、キャピラリー１７は回転軸１５の回転に伴っ
て導線７を繰り出しながらワーク１のコア３の周囲を旋
回し、導線７をスロット４間に巻線して行くようになっ
ている。

【００１３】巻線ステージ１１のインデックスチャック
１２と反対側には、巻線ステージ１１にて巻線されたワ
ーク１を挟持して巻線ステージから搬出させるためのア
ンローディング装置２０が設備されている。つまり、ア
ンローディング装置２０は巻線されたワーク１を次回の
巻線作業に備えて巻線ステージ１１から退避させること
になる。そして、このアンローディング装置２０は機台
２１を備えており、機台２１上にはスタンド２２が立設
されている。スタンド２２の上端部には平面視がコ字形
状の機枠２３が、開口側をスタンド２２と反対側（以
下、前側とする。）に向けて水平に架設されている。機
枠２３内にはロッドレス形の第１シリンダ装置２４がイ
ンデックスチャック１２の軸心延長線を平行方向（以
下、左右方向とする。）かつ水平に敷設されている。す
なわち、このシリンダ装置２４はその前側主面に摺動自
在に配設されたスライダ２５を内部のピストン（図示せ
ず）によって左右方向に往復運動させるように構成され
ている。

【００１４】第１シリンダ装置２４のスライダ２５には
平面視がＬ字形状のフレーム２６が固定されており、フ
レーム２６の右端部にはストッパ２７が取り付けられて
いる。機枠２３の左端部には原点規定用のストッパ２８
がフレーム２６の左端面に対向するように右向きに突設
されており、機枠２３の右端部にはアンローディング位
置規定用のストッパ２９がフレーム２６のストッパ２７
と対向するように左向きに突設されている。フレーム２
６には第２のシリンダ装置３０が左右方向かつ水平に延
在するように配設されており、このシリンダ装置３０は
そのピストンロッド３０ｂの先端部においてフレーム２
６に固定されている。したがって、このシリンダ装置３
０はその本体３０ａ側がフレーム２６に対して左右方向
に往復動するように構成されている。

【００１５】一方、機枠２３の前端部である開口部には
スプライン軸３１が左右方向かつ水平に架設されてお
り、このスプライン軸３１には移動台３２が回り止めさ
れた状態で軸方向（左右方向）に摺動自在に跨設されて
いる。この移動台３２は第２シリンダ装置３０の本体３
０ａに固定されることにより、第２シリンダ装置３０に
よって左右方向に往復運動されるように構成されてい
る。移動台３２の左端面にはストッパ３３が突設されて
おり、フレーム２６のこのストッパ３３と対向する位置
には端末処理位置規定用のストッパ３４が右向きに突設
されている。

【００１６】移動台３２の前面にはアーム３５が前方か
つ右方に張り出すように水平に突設されており、アーム
３５にはアンローディング用のチャック３６が水平方向
右向きに設備されている。このチャック３６は前後で一
対の把持部材３７、３７と、両把持部材３７、３７を開
閉させるためのシリンダ装置３８とを備えており、シリ
ンダ装置３８の本体がアーム３５に固定されている。両
把持部材３７、３７はシリンダ装置３８のピストン（図
示せず）に連動されており、このピストンによって前後
方向に往復運動されることにより、互いに開閉作動する
ようになっている。そして、アンローディング用チャッ
ク３６はこの開閉作動する両把持部材３７、３７によっ
てワーク１のコア３外周を対向する両側から挟んで把持
するようになっている。

【００１７】また、このアーム３５には導線保持装置４
０が設備されている。導線保持装置４０はベース板４１
を一対備えており、両ベース板４１、４１はアンローデ
ィング用チャック３６の上側および下側にそれぞれ水平
に配されてアーム３５に固定されている。各ベース板４
１にはプレート４２が左右方向かつ水平に配されて、左
端部をピン４３によって回動自在に枢支された状態で支
持されており、プレート４２には導線保持用のシリンダ
装置４４が水平方向右向きに据え付けられている。この
シリンダ装置４４のピストンロッド４５には後記するハ
ンガー４８の一端部がピン４６によって回動自在に連結
されている。

【００１８】各ベース板４１の右端部にはハンガー４８
が、その中間部をピン４７によって枢支されることによ
り水平面内で回動自在に支持されており、ハンガー４８
の一方の自由端部はピン４６によってシリンダ装置４４
に連結されている。ハンガー４８の他方の自由端部には
爪部４９が導線７を引っ掛け易い「く」字形状に形成さ
れており、この爪部４９はアンローディング用チャック
３６の把持部材３７に対向する領域を内外に円弧運動す
るように構成されている。

【００１９】なお、各シリンダ装置はエアによって駆動
されるように構成されており、詳細な説明は省略する
が、電磁弁群およびコンピューターによってシーケンス
制御およびフィードバック制御されるようになってい
る。また、巻線ステージ１１におけるアンローディング
装置２０側の位置には、カッター１９を備えたクランパ
ー１８が設備されている。クランパー１８はキャピラリ
ー１７から繰り出された導線７を適宜把持するように構
成されている。カッター１９はクランパー１８に組み付
けられており、クランパー１８が把持した導線７を切断
するように構成されている。そして、カッター１９付き
のクランパー１８は巻線ステージ１１と後記する端末処
理位置との間を往復移動するように構成されている。

【００２０】次に作用を説明する。まず、図７に示され
ているように、ワーク１が巻線ステージ１１のインデッ
クスチャック１２に取り付けられる。一方、キャピラリ
ー１７から繰り出された被巻線線材としての導線７の始
端はクランパー１８の前回の作動によって把持された状
態になっている。そして、クランパー１８は後記する端
末処理位置から巻線ステージ１１におけるワーク１のイ
ンシュレータ３ａの部位に移動されて停止される。続い
て、インデックスチャック１２によってワーク１が所定
角度回動されるとともに、フッキングキャップ１３が９
０度回動され、フッキングキャップ１３に形成された導
線７の引き込み溝とコミテータ５のライザ６との相互位
置決めが実施される。次に、キャピラリー１７が所定パ
ルス旋回されることにより、導線７がワーク１における
コア３のスロット４内を挿通されるとともに、コミテー
タ５のライザ６、６同士間の部分に導線７の始端が近づ
けられる。

【００２１】そして、キャピラリー１７の旋回運動と、
インデックスチャック１２のピッチ回転とが連携される
ことにより、導線７の始端がライザ６に絡ませられる。
この後、フッキングキャップ１３が９０度回動されてラ
イザ６から導線７が外れないように保持される。続い
て、インデックスチャック１２が回動され、最初に導線
７が通されて巻線されるスロット４が位置決めされる。
次いで、ガイド１４がワーク１のコア３の外周面に近接
された後に、キャピラリー１７が所定回数旋回される。
この後、クランパー１８の把持が解除される。

【００２２】そして、キャピラリー１７が旋回されてス
ロット４に導線７が巻線される作業がワーク１の極数に
応じて繰り返される。最後のライザ６に導線７の端末が
絡ませられると、キャピラリー１７は巻線ステージ１１
のアンローディング側における所定の旋回位置で停止さ
れる。

【００２３】以上のようにして、巻線ステージ１１おけ
る巻線作業が終了すると、アンローディング装置２０は
巻線ステージ１１のワーク１を把持することができるア
ンローディング位置へ移動される。以下、巻線作業終了
後のアンローディング作業および端末処理作業について
説明する。

【００２４】巻線ステージ１１における巻線作業が終了
すると、第１シリンダ装置２４および第２シリンダ装置
３０が作動されることにより、移動台３２は図３に想像
線で示されている待機位置Ａから、図３に実線で示され
ているアンローディング位置Ｂへ移動される。移動台３
２がアンローディング位置へ移動すると、移動台３２の
アーム３５に設備されたアンローディング用チャック３
６の一対の把持部材３７、３７は、図５（ａ）に示され
ているように、巻線ステージ１１にセットされているワ
ーク１のコア３外周に上下から対向した状態になる。こ
の状態で、図５（ｂ）に示されているように、チャック
３６のシリンダ装置３８が作動されると、上下の把持部
材３７、３７はワーク１のコア３を把持した状態にな
る。

【００２５】続いて、各導線保持用シリンダ装置４４が
伸長作動されると、図５（ｃ）に示されているように、
ハンガー４８はピストンロッド４５によってピン４７を
中心にして回動されるため、ハンガー４８の爪部４９は
線材としての導線７のワーク１のライザ６とキャピラリ
ー１７との間に架線されている部分に右側から引っ掛け
られた状態になる。

【００２６】次いで、アンローディング装置２０におけ
る第２シリンダ装置３０が短縮作動されることにより、
移動台３２は図４に実線で示されている端末処理位置Ｃ
まで左方向へ移動される。この移動に伴って、図６に示
されているように、爪部４９が導線７に引っ掛けられた
ハンガー４８は導線７を左方向に引っ張る。これによっ
て、導線７はキャピラリー１７からハンガー４８、ハン
ガー４８からライザ６に架線された状態になる。この状
態で、図６（ｂ）に示されているように、カッター１９
を備えたクランパー１８が巻線ステージ１１の位置（ア
ンローディング装置２０から見ると、アンローディング
位置Ｂ）から端末処理位置Ｃに左方向に移動される。こ
の移動量はわずかである。そして、クランパー１８は導
線７のハンガー４８からライザ６への架線部分を把持
し、カッター１９は導線７のクランパー１８で把持され
たライザ６寄りの部位を切断する。このカッター１９の
切断により導線７はライザ６から切り離されるが、クラ
ンパー１８によって把持されているため、キャピラリー
１７から抜け出ることはない。そして、クランパー１８
によって把持された部分が導線７の次回の巻線作業の始
端部となる。

【００２７】導線７が切断されると、導線保持用シリン
ダ装置４４が短縮作動されてハンガー４８が復帰回動さ
れ、爪部４９による保持が解除される。同時に、また
は、続いて、アンローディング装置２０における第１シ
リンダ装置２４によってフレーム２６が左方向へ移動さ
れるとともに、第２シリンダ装置３０が伸長作動される
ことにより、移動台３２が図４に想像線で示されている
排出位置Ｄまで左方向へ移動される。この位置で、アン
ローディング用チャック３６のシリンダ装置３８が開放
作動されることにより、上下の把持部材３７、３７は巻
線かつ端末処理済みのワーク１の把持を解除する。把持
を解除されたワーク１は移載装置（図示せず）によって
ベルトコンベア（図示せず）上に移載される。

【００２８】他方、巻線済みのワーク１がアンローディ
ングされた巻線ステージ１１には、図４および図６に想
像線で示されているように、次回のワーク１’が供給さ
れてインデックスチャック１２に装着される。この次回
のワーク１’の供給および装着作業は、前述した端末処
理作業および排出作業と同時進行される。つまり、前回
のワーク１を把持したアンローディング装置２０がアン
ローディング位置Ｂから端末処理位置Ｃに移動される
と、空いた巻線ステージ１１に次回のワーク１’が装着
され、巻線の待機状態となる。そして、端末処理位置Ｃ
において、前回のワーク１の端末処理が終了すると、前
述した通り導線７を把持したクランパー１８は、前回の
ワーク１におけるコミテータ５のライザ６の部位から近
接する次回のワーク１’のインシュレータ３ａの部位に
移動される。続いて、次回のワーク１’に対する前述し
た巻線作業が開始される。一方、この間に端末処理の終
了した前回のワーク１は端末処理位置Ｃから排出位置Ｄ
に移動されて排出されることとなる。したがって、全体
としての巻線作業時間はこの同時進行される分だけ短縮
されることになる。

【００２９】以降、前記作動が繰り返されることによ
り、各ワーク１について巻線作業が繰り返し継続されて
行く。

【００３０】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００３１】保持装置は２本の線材を保持するように構
成されるに限らず、巻線ステージで巻線される線材が１
本である場合には１本の線材を保持するように構成され
るし、３本以上である場合には３本以上の線材を保持す
るように構成される。

【００３２】各シリンダ装置はエアによって駆動される
ように構成するに限らず、油圧によって駆動されるよう
に構成してもよい。また、各シリンダ装置は送りねじ装
置等の他の駆動手段に置き換えることができる。

【００３３】巻線具としては、繰り出し口から線材が繰
り出されるキャピラリーを使用するに限らず、巻き掛け
プーリーから線材が繰り出されるフライヤ式等、その他
の巻線具を使用することができる。

【００３４】また、端末処理後の導線を次回のワークの
インシュレータに近づけるのと同時にキャピラリーの回
動を開始させるようにすると、巻線ステージにおいての
巻線作業自体を短縮させることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
巻線されたワークはアンローディング装置によって巻線
ステージから端末処理位置へ端末処理を待たずにアンロ
ーディングされるため、次回のワークの巻線ステージへ
のローディング作業は直ちに開始することができる。こ
の次回のワークのローディング作業実施中に、前回のワ
ークについての端末処理作業を端末処理位置において同
時進行させることができるため、全体としての巻線作業
時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である巻線装置の主要部を示
しており、（ａ）は保持前の一部省略斜視図、（ｂ）は
保持後の一部省略斜視図である。

【図２】その構成を示しており、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

【図３】その全体を示す平面図である。

【図４】アンローディング作業後を示す平面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は主要部の作用を説明
するための各拡大部分平面図である。

【図６】端末処理作業を説明するための図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【図７】巻線ステージを示す一部省略斜視図である。

【符号の説明】

１…ワーク、１’…次回のワーク、２…軸、３…コア、
３ａ…インシュレータ、４…スロット、５…コミテー
タ、６…ライザ、７…導線、１０…電機子用巻線装置、
１１…巻線ステージ、１２…インデックスチャック、１
３…フッキングキャップ、１４…ガイド、１５…回転
軸、１６…ガイドパイプ、１７…キャピラリー（巻線
具）、１８…カッター付きクランパー、１９…カッタ
ー、２０…アンローディング装置、２１…機台、２２…
スタンド、２３…機枠、２４…第１シリンダ装置、２５
…スライダ、２６…フレーム、２７…ストッパ、２８…
ストッパ、２９…ストッパ、３０…第２シリンダ装置、
３０ａ…本体、３０ｂ…ピストンロッド、３１…スプラ
イン軸、３２…移動台、３３…ストッパ、３４…端末処
理位置規定用のストッパ、３５…アーム、３６…アンロ
ーディング用チャック、３７…把持部材、３８…シリン
ダ装置、４０…保持装置、４１…ベース板、４２…プレ
ート、４３…ピン、４４…シリンダ装置、４５…ピスト
ンロッド、４６…ピン、４７…ピン、４８…ハンガー、
４９…爪部、５０…カッター、Ａ…待機位置、Ｂ…アン
ローディング位置、Ｃ…端末処理位置、Ｄ…排出位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−289753（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−190661（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−173335（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 15/00 - 15/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線材を繰り出しながらワークの周囲を旋
   回する巻線具により、ワークの一部に線材が巻線されて
   行く巻線ステージを備えている巻線装置において、 前記巻線ステージと離れた位置に端末処理位置が設定さ
   れており、 前記巻線ステージにて巻線されたワークの前記線材にお
   けるワークと前記巻線具との架線部分に線材保持装置の
   ハンガーが引っ掛けられた状態で、このワークがアンロ
   ーディング装置によって保持されて前記巻線ステージか
   ら前記端末処理位置に移動され、次回のワークの供給お
   よび装着作業は前記巻線端末作業および排出作業と同時
   進行されることを特徴とする巻線装置。