JP3550372B2

JP3550372B2 - 巻線製造システムおよび巻線製造方法

Info

Publication number: JP3550372B2
Application number: JP2001078534A
Authority: JP
Inventors: 寛宮崎; 郁雄林; 悟池亀; 聖二細野; 正弘小玉
Original assignee: Toyota Motor Corp; Sanko Kiki Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Sanko Kiki Co Ltd
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: JP2001297935A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線製造システムおよび巻線製造方法に関し、特に、所定パラ数の素線をまとめて巻枠に巻き付けることにより巻線を形成するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な巻線製造装置では、巻枠に電線（素線）を巻き付けることによってコイル（巻線）が製造される。電線は、ノズルを用いて巻枠に導かれる。ノズルにはノズル穴が開けられており、電線は、このノズル穴を通って巻枠に導かれる。この種の装置は、例えば、特開昭６１−２２７６５７号公報に記載されている。巻線製造装置には、フライヤ型とスピンドル型がある。フライヤ型装置では、巻枠が固定されており、ノズルが巻枠の周りを公転する。一方、スピンドル型装置では、ノズルが固定されており、巻枠が自転する（その場で位置を変えずに回転する）。
【０００３】
上記の特開昭６１−２２７６５７号公報に記載の装置では、数本の電線が一緒に巻枠に巻き付けられる。これに対し、例えば電気自動車の駆動モータに組み込むステータコイルを製造する場合には、より多くの本数の電線が束ねて巻枠に巻き付けられる。すなわち、モータの高性能化などの観点からパラ本数の増大（例えば５０本程度）が要求されている。
【０００４】
しかし、フライヤ型装置で普通に多本パラ巻きのモータコイルを巻くと、１回巻くごとに１回のよじれが発生する。このため、フライヤ型装置でパラ巻きのモータコイルを巻くときには、「よじれ」防止装置によってコイルのよじれを防止している。しかし、よじれ防止装置を用いても、最大１５本程度のパラ数が限界である。
【０００５】
したがって、多くの本数の素線をパラで巻き付ける場合には、ノズルを固定し、巻枠を回転させるスピンドル型装置が好ましく採用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スピンドル型装置で、連続する素線を次々に巻いて複数のコイルを形成しようとすると、巻き戻りという問題が生じる。巻き戻りというのは、例えば１極目の巻線を巻枠から外して２極目の巻線を形成するときに、巻き枠が１極目の巻線から素線を巻き取ってしまうことを意味する（２極目の巻線についても同じ）。
【０００７】
このため従来のスピンドル型装置では、１極分のコイルを作ってトランスファーツールに移した後に素線をカットしなければ、次の極のコイルを巻けなかった。そして、極と極との間で素線をカットすると、後工程でカット部分の素線を結線しなければならないので、余分な作業が必要となるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、多くの本数の素線をパラで巻いてモータコイルを形成でき、しかも複数の極のコイルを連続して巻くことができるようにした巻線製造システムおよび巻線製造方法を提供することにある。
【０００９】
【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、巻枠への素線の巻付けによる巻線形成、および、巻枠からの巻線の取外しを繰り返すことにより、互いに連結された所定数の極の巻線を形成する巻線製造システムにおいて、回転する巻枠に素線を巻き付けて巻線を形成する巻線形成手段と、巻付けが完了し巻枠から取り外された巻線を、その巻線の極に対応する所定の保持位置に保持する巻線保持手段と、前記巻枠の回転に合わせて前記巻線保持手段を動かすことにより、前記巻線保持手段に保持された巻線と、他の極の巻線を形成中の巻枠との相対位置関係の乖離を抑制する相対位置維持手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、巻枠が回転することによって、巻枠に素線が巻き付けられる。ノズルが巻枠の周りを回る必要がないので、ノズルなどにかかる素線テンション負荷が小さくなり、装置の耐力が容易に確保される。しかしながら、単に巻枠を回転させると、巻戻りという問題が生じる。巻戻りとは、１極目の巻線を巻枠から外して２極目の巻線を形成するときに、巻枠が、１極目の巻線から素線を巻き取ってしまうことを意味する（２極目以降の巻線についても同じ）。この巻戻りを防ぐために、本発明によれば、上記の相対位置維持手段により、前記巻線保持手段に保持された巻線と、他の極の巻線を形成中の巻枠との相対位置関係の乖離が抑制される。したがって、すでに巻上がった巻線と巻枠との距離が離れなくなり、上述の巻戻りを防ぐことができる。このように、本発明によれば、巻上がった巻線の巻戻りを招くことなく、巻枠の回転を利用して装置の負荷を好適に軽減することが可能となる。
【００１１】
さらにまた、特許請求の範囲に示されるように、巻線製造方法というかたちで本発明を実現することも好適であり、上述したような良好な効果が得られる。
【００１２】
以上に説明したように、本発明によれば、従来は２０本程度に抑えられていたパラ本数の上限を引き上げることが可能となる。例えば、従来は困難であった５０本程度のパラ本数の巻線を製造することも可能となる。
【００１３】
【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）を図面を参照し説明する。図３には、本実施形態の巻線製造システムが示されている。このシステムでは、パラ本数の多いパラ巻きコイルが製造され、このコイルはモータステータコイルとして利用される。例えば、パラ本数ｎは５０程度であり、ターン数ｍは４〜５程度であり、極数ｐは４である。
【００１４】
図３において、第１ステップでは、「素線の供給および分割」が行われる。床上には、単一の電線ボビンパック２０が置かれており、この電線ボビンパック２０には大量の電線２２が収納されている。電線ボビンパック２０の上方には、連結ボビン２４が、図示しない支持手段によって、極小さな力で滑らかに回転可能に支持されている。連結ボビン２４は、その長手方向に沿って互いに連結された複数の小型の単素線ボビン２６を有する。単素線ボビン２６の数は、パラ本数と同じｎである。電線ボビンパック２０と連結ボビン２４の間には、電線２２を切断するための切断機２８が設けられている。
【００１５】
第１ステップでは、電線２２が電線ボビンパック２０から引き出され、その先端が一の単線ボビン２６にひっかけられる。連結ボビン２４を回転することにより、電線２２は電線ボビンパック２０から引き出され、単素線ボビン２６に巻き取られる。必要な長さの電線２２を巻き取るために、所定回数だけ連結ボビン２４が回転される。一の単素線ボビン２６についての巻き取りが終わると、切断機２８により電線２２が切断される。そして、次の単素線ボビン２６に対して、同様の作業により電線２２が巻付けられる。上記の作業が繰り返され、ｎ個のすべての単素線ボビン２６に電線２２が巻付けられる。このようにして、電線ボビンパック２０内の非常に長い１本の電線２２から、必要な長さの電線が個々に順次切り出される。その結果、パラ本数ｎの電線が、回転可能なｎ個のボビンに個別に巻き取られた状態で、第２ステップのために用意される。
【００１６】
次に、第２ステップでは、「素線の集合」が行われる。連結ボビン２４は、第１ステップと同じ場所に配置されてもよく、別の場所に移動されてもよい。別の場所に移動した場合には、第１ステップと同様に、連結ボビン２４は、極小さな力で滑らかに回転可能に支持される。連結ボビン２４から適当な距離を隔てて単一の集合素線ボビン３０が配置されている。集合素線ボビン３０は、単素線ボビン２６よりも大型のボビンである。また、集合素線ボビン３０も、図示しない支持手段によって、極小さな力で滑らかに回転可能に支持されている。
【００１７】
第２ステップでは、図示されるように、連結ボビン２４からｎ本の電線３１が引き出され、電線３１の先端が集合素線ボビン３０にひっかけられ、そして、集合素線ボビン３０が回転される。集合素線ボビン３０が回転すると、電線３１が引っ張られ、連結ボビン２４も回転する。これにより、ｎ本の電線３１は、連結ボビン２４から引き出され、まとめて集合素線ボビン３０に巻き取られる。このようにして、ｎ本の電線３１が集合され、回転可能なボビンに巻き取った状態で、次の第３ステップのために用意される。
【００１８】
第３ステップでは、巻線形成装置３２によりコイルの形成が行われる。集合素線ボビン３０は、巻線形成装置３２の近傍に配置され、図示しない支持手段によって、ここでも極小さな力で回転可能に支持されている。集合素線ボビン３０は、第２ステップと同じ場所に配置されてもよく、また、別の場所に移動されてもよい。
【００１９】
図４および図５は、それぞれ、図３の巻線形成装置３２をラインＸ−ＸおよびラインＹ−Ｙで切断した断面図である。固定テーブル３４には壁３６が立設され、壁３６は、固定テーブル３４と平行な天井３８へ続いている。天井３８には巻枠４０が吊り下げられている。巻枠４０には巻枠軸４２が連結されており、この巻枠４０がボールベアリング４４によって天井３８に軸支されている。これにより、巻枠４０は天井３８に回転可能に支持されている。巻枠４０には、ｎ本の電線群４６の線端をひっかけるための線端ロックツメ４８が設けられている。
【００２０】
巻枠軸４２の先端は天井３８から上方に突き出しており、この突き出し部分に巻枠従動プーリ５０が固定的に取り付けられている。巻枠従動プーリ５０には平ベルト５２がかけられており、この平ベルト５２は巻枠駆動プーリ５４にもかけられている。駆動軸５６が天井３８から上方に突き出しており、この突き出し部分に巻枠駆動プーリ５４が固定的に取り付けられている。長尺の駆動軸５６は、天井３８およびテーブル３４にベアリング５８，６０によって軸支されている。駆動軸５６の下端はテーブル３４の下方へ突き出しており、その先端には傘歯車６２が取り付けられている。傘歯車６２は、ハンドル６４側の傘歯車と噛み合っている。このような構成により、作業者が取っ手６６を持ってハンドル６４を回すと、駆動軸５６および巻枠駆動プーリ５４が回転し、この回転が平ベルト５２によって巻枠従動プーリ５０へ伝えられ、巻枠４０が回転する。
【００２１】
また、天井３８には、図４に示されるように、ノズル装置６８が設けられている。天井３８には、ノズル支持台７０が、吊り下げるようにして固定されている。ノズル支持台７０と天井の間には、ガイドバー７２が固定されている。ガイドバー７２と平行に巻送りねじ７４が設けられている。巻送りねじ７４は天井３８を貫通しており、ベアリング７６によって天井３８に軸支されている。巻送りねじ７４の上端は、オシレートモータ７８に連結されている。
【００２２】
ガイドバー７２および巻送りねじ７４は、ノズル台８０を上下に貫通している。巻送りねじ７４は、ノズル台８０側のねじ山と噛み合っている。また、ノズル台８０には、水平方向に一つのまたは複数のノズル穴８２が貫通して設けられている。ノズル穴８２には、集合素線ボビン３０から供給されたｎ本の電線群４６が通される。これにより、電線群４６はまとめられて巻枠４０へと導かれる。コイル形成の際には、巻枠４０の回転にあわせてオシレートモータ７８が回転する。これにより、ノズル台８０は、ガイドバー７２に案内されて上下方向に移動する。このオシレート移動により、電線群４６は巻枠４０上の適切な位置に導かれ、この適切な位置に巻付けられる。
【００２３】
また、図４および図５に示されるように、固定テーブル３４の中央には、円形の回転テーブル８４が、ベアリング８６を用いて回転可能に支持されている。回転テーブル８４の回転中心は、巻枠４０の回転中心と一致している。
【００２４】
回転テーブル８４には巻落治具８８が載っている。巻落治具８８は、巻枠４０で巻上がったコイルを、後段のコイル形成が行われている間、保持するためのものである。この巻落治具８８は、回転テーブル８４の回転中心から所定距離だけ離れた位置に配置されている。巻落治具８８の治具本体９０の上部には、円盤形状のコイル受け棚９２が設けられている。コイル受け棚９２には、複数の棒状の櫛歯９４が立っている。図５に示されるように、櫛歯９４は、円形に並んでいる。治具本体９０の中央の貫通穴にはスプラインシャフト９５が挿入されており、このスプラインシャフト９５は回転テーブル８４を貫通して下方へ突き出している。
【００２５】
また、巻落治具８８の治具本体９０の外周面には、４つのピン受溝９６が、９０°ずつ間隔をあけて掘られている。このピン受溝９６には、割出位置決ピン９８が挿入されており、この割出位置決ピン９８は回転テーブル８４の上に設けられている。この割出位置決ピン９８によりインデックス機能が実現され、巻落治具８８は、４つの９０°ずつずれた角度位置に位置決め可能である。
【００２６】
なお、４つの位置決め角度が設定されている理由は、本実施形態では極数ｐ＝４のコイルを形成するからである。製造するコイルの極数にあわせてピン受溝９６の数および位置を適当に設定することが好ましい。
【００２７】
巻上がったコイルを巻枠４０から取り外す時には、割出位置決ピン９８がピン受溝９６から取り外され、巻落治具８８がスプラインシャフト９５に案内されて上方へ持ち上げられる。そして、作業者により巻枠４０から巻落治具８８へコイルがしごき落とされる。このとき、コイルは、あらかじめ決められた櫛歯９４の間へとしごき落とされ、これにより、コイル受け棚９２上の所定の保持位置にコイルが保持される。この後、巻落治具８８は作業者により下方へ戻され、９０°回転される。そして、割出位置決ピン９８が隣のピン受溝９６に挿入される。この状態が図５に示されている。
【００２８】
図４に示されるように、回転テーブル８４の下側には、テーブル従動プーリ１００が設けられている。テーブル従動プーリ１００には平ベルト１０２がかけられており、平ベルト１０２はテーブル駆動プーリ１０４にもかけられている。前述のように、駆動シャフト５６はテーブル３４の下方へ突き出しており、この突き出し部分にテーブル駆動プーリ１０４が固定されている。ここで、テーブルプーリ１０４，１００の減速比は、巻枠プーリ５４，５０の減速比と同一に設定されている。したがって、作業者がハンドル６４を回したとき、巻枠４０と回転テーブル８４とが同軸上で、同一回転数で同期回転する。
【００２９】
以上に巻線形成装置３２の構成を説明した。次に、この巻線形成装置３２の動作を説明する。
【００３０】
まず、作業者は、集合素線ボビン３０からｎ本の電線群４６をまとめて引き出し、この電線群４６をノズル台８０のノズル穴８２へ通す。ノズル穴８２を通った電線群４６の線端は、巻枠４０の線端ロックツメ４８にクリップ留めされる。
【００３１】
次に、作業者は取っ手６６を持ってハンドル６４を回す。これにより駆動軸５６および巻枠駆動プーリ５４が回転し、この回転が巻枠従動プーリ５０へ伝えられ、巻枠４０が回転し、電線群４６が巻枠４０に巻き取られる。このとき、オシレートモータ７８が回転しており、巻枠４０の１回転毎にノズル台８０が指定ピッチだけ上方へ進み、電線群４６の重なりを防止する。作業者は、ターン数ｍのコイルを形成するために、所定回数だけハンドル６４を回す。これにより、巻枠４０がｍ回回転し、一極分のコイルが巻上げられる。
【００３２】
次に作業者は、巻き上がったコイルを巻落治具８８へしごき落とす。前述のように、位置決めロックが解除され、巻落治具８８が持ち上げられる。巻き上がったコイルはしごき落とされ、所定の櫛歯９４にひっかけられ、コイル受け棚９２の上の保持位置に保持される。巻落治具８８は下方へ戻され、９０°回転された後、再び割出位置決ピン９８により位置決めされる。
【００３３】
作業者は、次のコイルを形成するために、ノズル台８０を原位置へ戻し、再び、電線群４６を巻枠４０の線端ロックツメ４８にクリップ留めする。この時、すでに巻上がったコイルと次のコイルとの間を連結する必要な長さの電線部分が確保される。作業者は、再びハンドル６４を回し、２つめのコイルを形成する。
【００３４】
作業者がハンドル６４を回すとき、テーブル駆動プーリ１０４が回転し、この回転が平ベルト１０２によりテーブル従動プーリ１００へ伝えられて、回転テーブル８４が回転する。前述のように、上方の巻枠プーリ５４，５０の減速比と、下方のテーブルプーリ１０４，１００の減速比は同一である。したがって、回転テーブル８４と巻枠４０は同一回転速度で同期回転する。回転テーブル８４の上の巻落治具８８も、巻枠４０の回転中心の周りを、巻枠４０と同じ回転速度で同期回転する。これにより、巻落治具８８およびそれに保持されたコイルと、巻枠４０との相対位置関係が維持され、この相対位置関係の乖離が抑制される。したがって、巻枠４０が回転したときに、巻落治具８８に保持されているコイルの電線を巻枠４０がひっぱるということはなく、巻戻りの発生が防止される。巻戻りとは、すでに巻き上がったコイルの電線を巻枠４０が巻き取ってしまうことである。また、上記の相対位置関係の維持により、コイル間をつなぐ電線部分のねじれの発生も回避される。このように、本実施形態では、巻落治具８８、回転テーブル８４およびテーブル駆動機構等が本発明の相対位置維持手段として機能する。
【００３５】
２番目のコイルが完成すると、続けて３番目のコイルが同様の作業によって形成される。４番目のコイルが形成され、巻落治具８８へしごき落とされるまで、同様の作業が繰り返し続けられる。
【００３６】
４つのコイルが完成すると、電線群４６が切断機（図示せず）によって切断される。そして次の工程で、４つの連結されたコイルがモータステータへ組み付けられる。なお、図４の巻落治具８８をコイルとともに巻線形成装置３２から取り外し、次の工程へ運ぶことも好適である。また、巻線形成装置３２では、上記の動作が再び行われ、次のコイルの形成が開始される。
【００３７】
次に、本実施形態の巻線製造システムによって得られる利点を説明する。
【００３８】
本実施形態によれば、図３の第１ステップに示されるように、単一の電線ボビンパックのみが用意される。従来のようにパラ本数と同数の電線ボビンパックを用意する必要がない。多数の大型のボビンパックを床上に並べる必要がないので、システムの占めるスペースが大幅に削減される。工場内のスペースが制約されているときでも、パラ本数の多いパラ巻コイルの製造が可能となる。
【００３９】
なお、本実施形態では、ボビンパック数が一つであったが、ボビンパック数は複数でもよい。本発明の範囲内で、パラ本数より少ない適当な数のボビンパックを使うことで、スペース削減という本発明の効果が好適に得られる。このように、本発明の巻線供給手段の数は一つには限定されない。
【００４０】
また、本実施形態によれば、巻枠４０の回転によって電線群４６が巻枠４０に巻き取られる。ノズル台８０は同じ場所で上下方向に移動するのみである。ノズルが電線をひっぱりながら巻枠の周りを周回する必要がないので、電線の巻付けテンションによるメカニズムへの負荷が軽減される。したがって、パラ本数が多い場合でも、巻線形成装置３２のメカニズムの十分な剛性と耐力を容易に確保することができる。
【００４１】
特に、本実施形態では、パラ本数ｎの電線群４６が集合素線ボビン３０に巻付けられており、この滑らかに回転可能な集合素線ボビン３０からノズル台８０へ直接に電線群４６が供給される。電線を電線ボビンパック２０から引き出すときに発生するような抵抗力が電線に作用しないので、大きな巻付けテンションは発生しない。したがって、電線ボビンパックからノズルへ直接に電線を供給する従来構成と比較すると、ノズルにかかる負荷が大幅に軽減される。これにより、線の絶縁被膜の傷付リスクの低減、生産性の向上やコスト低減を図ることが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、回転テーブル８４が巻枠４０と同期回転し、これにより、巻落治具８８も巻枠４０と同期回転する。したがって、巻落治具８８に保持されたコイルと巻枠４０との相対位置関係の乖離が抑制される。その結果、巻き戻り、すなわち、巻枠４０が巻上げ済みのコイルの電線を巻き取ってしまうことの発生が防止される。
【００４３】
さらにまた、フライヤ型装置で普通に多本パラ巻のモータコイルを巻くと、１回巻く毎に１回のよじれが発生する。この「よじれ」が１回転の巻付けのどこで発生するかは分からない。よじれ位置がツール（図４の櫛歯９４に相当）上に来ると、ツールが整列せずに開いてしまい、そのままでは次工程のコイル挿入が出来なくなってしまったり、コイルに傷がつく可能性がある。このような事情があるので、フライヤ型装置の場合には、「よじれ」防止装置によってコイルのよじれを防止している。しかし、よじれ防止装置を用いても、最大１５本程度のパラ数が限界である。そのため、５０本程度のパラ数のコイルを製造するためには、素線群を３〜４回繰り返して巻く必要がある。しかし、これには時間もかかり、リード線も３〜４カ所から出ることとなってしまう。また、「よじれ」に起因する素線の加工硬化は、更にコイル挿入性を悪くする。一方、巻枠を回転させるスピンドル型装置を用いれば、上記のようなコイル巻中のよじれという問題は解決できる。しかし、従来のスピンドル型には、１極分のコイルを作ってトランスファツール（図４の櫛歯９４）に移した後に素線をカットしなければ、次の極のコイルを巻けないという問題がある。極と極の間で素線をカットすると、後工程でカット部分の素線を結線しなくてはならないので、余分な作業が必要になる。このような従来のスピンドル型装置とは異なり、本実施形態の巻線製造装置では、上述のように極と極の間で素線をカットしないで連続的にコイルを巻くことができるという大きな利点が得られる。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、巻線製造のために必要な占有スペースを大幅に削減することができ、また、巻線形成装置にかかる負荷を大幅に低減することができる。従来はスペースやメカニズム剛性の観点からパラ本数の上限が２０本程度に抑えられていた。本実施形態では、上記の効果により、パラ本数の上限を引き上げることが可能となる。例えば、上記の如く５０本程度のパラ本数のコイルの製造も可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態ではモータステータ用のコイルが製造されたが、もちろん、本発明は上記に限定されず、他の用途に用いるモータも本発明により同様に製造可能である。
【００４６】
また、本実施形態の変形例として、図２の第２ステップを省略してもよい。この場合、第３ステップにて、連結ボビン２４が巻線形成装置８２の近傍に配置され、連結ボビン２４からノズル台８０へ直接にパラ本数ｎの電線が供給される。
【００４７】
「第２の実施形態」
次に、上記の実施形態をさらに改良した第２の実施形態を説明する。図６は、第２の実施形態の巻線形成装置２００を示している。以下に説明するように、巻線形成装置２００の特徴として、第１の実施形態の巻線形成装置３２に対し、集合素線ボビン３０とノズル装置６８の間にテンショナー機構２０２が追加されている。
【００４８】
固定テーブル３４と天井３８は第２の壁２０４で繋がっており、この第２の壁は第１の壁３６と向き合っている。第２の壁２０４から水平方向にテンショナー支持テーブル２０６が棚状に突き出している。
【００４９】
テンショナー支持テーブル２０６の中央付近には、テンションローラ２０８を有するテンショナー２１０が設置されている。テンションローラ２０８は、電線群４６が嵌まる外周溝を有し、ローラの材質はセラミックで、電線の傷付き防止を兼ねている。テーブル２０６上であってテンショナー２１０よりもボビン３０側には、中継ノズル２１２が固定されている。中継ノズル２１２は、中央に貫通穴２１４を有する。
【００５０】
テンショナー２１０よりもノズル装置６８側には、ノズル台８０とほぼ同等の高さに保持ローラ２１６が配置されている。保持ローラ２１６は中実円筒形状を有し、電線傷付き防止のため外周みがき処理が施されている。さらに保持ローラ２１６とノズル台８０の間には素線浮上り防止プレート２１８が設けられている。プレート２１８は、その上下の板各々にフェルトが貼られ、その間に電線群４６を通過させることで、電線に付着しているゴミ等の異物を除去し、かつ、電線群４６が浮き上がるのを防止する。プレート２１８の高さは、スプリングを介した調整ねじ２２０を用いて調整可能である（押え力調整）。上記の保持ローラ２１６は、壁２０４から水平方向に突き出したローラ支持腕２２２に回転可能に取り付けられている。そして、この支持腕２２２上に浮上り防止プレート２１８が設置されている。
【００５１】
さらに、テンショナー支持テーブル２０６の下側に、テーブル２０６と平行に第２の棚２２４が設けられている。第２の棚２２４は壁２０４から突出している。そして、テンション調整スプリング２２６の下側端が棚２２４に固定され、上側端がテンションローラ２０８に取り付けられている。スプリング２２６により、テンションナー２１０の上下方向のテンション量が調整可能である。すなわち、スプリング２２６は、適当な引張り力でテンションローラ２０８を下方に引っ張ることにより、テンションローラ２０８が電線群４６に付与する張力を調整し、予め設定した張力を付与できるようにするためのものである。
【００５２】
第２の実施形態の巻線形成装置２００の動作を説明する。ただし、第１の実施形態と同様の部分の説明は省略する。
【００５３】
作業者は、集合素線３０から電線群４６をまとめて引き出し、この電線群４６を中継ノズル２１２の貫通穴２１４に通す。貫通穴２１４を通った電線群４６をテンションローラ２０８の下側にかけ、そして、保持ローラ２１６の上側にかける。さらに、電線群４６を素線浮上り防止プレート２１８の上下の隙間に通し、ノズル台８０の貫通穴８２を通す。なお、図６には示されないが、壁２０４は巻線形成装置２００のフレームを形成しており、フレームの２本の柱の間を電線群４６が通っている。さらに、作業者は、電線群４６の先端を巻枠４０に引っかける。そして、作業者が第１の実施形態と同様にハンドル６４を回すと、巻枠４０が回転し、電線群４６は巻枠４０に巻き取られ、コイルが形成される。
【００５４】
ここで、本実施形態によれば、集合ボビン３０から供給されるパラ本数ｎの電線群４６は、中継ノズル２１２でまとめられ、それから、テンション量を調整可能なテンショナー２１０で適当な張力を与えられる。そして、保持ローラ２１６で向きを変えた後、電線群４６は浮上り防止プレートを通ってノズル装置６８に達する。
【００５５】
従って、テンション機構２０２を設けたことにより、巻枠４０に到達する電線群４６に対し、パラ本数に見合った適切なテンションを与えることができる。コイル形成時に電線のテンションが確保されるので、電線のたるみを防止できる。その結果、形成された多本パラコイルでは、電線群４６の乱れが少なくなり、整列度が大幅によくなる。整列度は、コイルを構成する電線がどれ位きれいに並んでいるかの程度である。以上より、第２の実施形態によれば、生産性と品質のさらなる向上を図ることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態では、整列度の向上により、以下の利点が得られる。巻枠４０で形成されたコイルは、後工程において、コイルインサータを用いてモータステータに挿入される。コイルの整列度が高ければ、挿入時のインサータでのロック現象によるコイル傷の低減または解消が可能になる。さらに、コイルインサータの挿入ブレードの破損等も低減または解消できる。このように、モータ製造での製品側および設備側に与えるダメージを回避することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転する巻き枠に素線を巻き付けて巻線を形成する際に、巻枠の回転に巻線保持手段を動かし、巻線保持手段に保持された巻線と、他の極の巻線を形成中の巻枠との相対位置関係を維持するようにしたことにより、多数本の素線をパラ巻きしてコイルを形成できると共に、極と極との間で素線をカットすることなく、複数の極のコイルを連続して巻くことが可能となる。したがって、例えば電気自動車の駆動モータのように多数本の素線をパラ巻きする必要があるモータコイルの製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】モータステータ用のコイルであって、パラ本数ｎ×ターン数ｍ×極数ｐのコイルの構成の例を概略的に示す図である。
【図２】従来の巻線製造装置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の巻線製造システムを示す図である。
【図４】図３のシステムに設けられた巻線形成装置を示す断面図である。
【図５】図３のシステムに設けられた巻線形成装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の巻線形成装置を示す断面図である。
【符号の説明】
２０電線ボビンパック、２２，３１電線、２４連結ボビン、２６単素線ボビン、２８切断機、３０集合素線ボビン、３２巻線形成装置、４０巻枠、４６電線群、８０ノズル、８４回転テーブル、８８巻落治具。

Claims

巻枠への素線の巻付けによる巻線形成、および、巻枠からの巻線の取外しを繰り返すことにより、互いに連結された所定数の極の巻線を形成する巻線製造システムにおいて、
回転する巻枠に素線を巻き付けて巻線を形成する巻線形成手段と、
巻付けが完了し巻枠から取り外された巻線を、その巻線の極に対応する所定の保持位置に保持する巻線保持手段と、
前記巻枠の回転に合わせて前記巻線保持手段を動かすことにより、前記巻線保持手段に保持された巻線と、他の極の巻線を形成中の巻枠との相対位置関係の乖離を抑制する相対位置維持手段と、
を含むことを特徴とする巻線製造システム。
巻枠への素線の巻付けによる巻線形成、および、巻枠からの巻線の取外しを繰り返すことにより、互いに連結された所定数の極の巻線を形成する巻線製造方法において、
回転する巻枠に素線を巻き付けて巻線を形成する巻線形成工程と、
巻付けが完了し巻枠から取り外された巻線を、その巻線の極に対応する所定の保持位置に保持する巻線保持工程と、
前記保持位置に保持された巻線を巻枠の回転に合わせて動かすことにより、前記保持位置の巻線と、他の極の巻線を形成中の巻枠との相対位置関係の乖離を抑制する相対位置維持工程と、
を含むことを特徴とする巻線製造方法。