JP3567832B2

JP3567832B2 - Winding machine

Info

Publication number: JP3567832B2
Application number: JP33767499A
Authority: JP
Inventors: 正宜芳賀; 泰彦石丸; 泰之西本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP2001028316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する巻枠に導線を巻き付けてコイルを形成する巻線機に関し、特に、導線の先端部を巻枠にクランプする部分の好適な構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機や発電機などの回転電機において、高出力化のためにコイルの巻き回数を増加することが行われるが、単純にこの回数を増加すると回転電機の大型化を招く。そこで、回転電機の磁極間の、コイルを納めるスロットの断面積に対するコイルを形成する導線の断面積の総和の割合（以下、占積率と記す）を高めることが行われる。占積率を高めるとは、すなわち導線を隙間なく配列することであり、このために導線を整列させて巻くコイル成形方法およびコイル成形装置が開発されている。このような装置に、特開平７−１８３１５２号公報がある。
【０００３】
また、占積率を向上するためには平角導線を用いることが効果的である。平角導線とは四角形の断面積を有する導線である。円形断面の導線を用いるのと比較して、平角導線を用いることにより、さらに導線間の隙間を小さくできる。
【０００４】
このようなコイル成形は、回転電機の磁極またはこれに相当する形状を有する巻枠（芯金）に、導線を一列ずつ隣接する導線と隙間を空けずに巻き、コイルの全長分を巻き終わると、その上の層を同様に巻き付け、所定数の層を形成して行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のコイル成形においては、まず最初に導線の先端部が巻枠に固定される。導線固定用のクランプ構造は、例えば特開平９−３２０８８１号公報に開示されている。
【０００６】
ここで、クランプ時、導線の先端から適当な長さ（余裕長さ）の部分が巻枠には巻かれないように、導線を固定することが好適である。この巻枠に巻かれない部分は、接続部として機能し、例えばコイル同士の接続やコイル−電源間の接続に用いられる。そのため、接続部は、コイルの接続形態に応じた適当な長さをもつ必要がある。しかしながら、上記特開平９−３２０８８１号公報に示されるような従来構造では、接続部を十分に長くとれない場合がある。
【０００７】
またクランプ構造においては、導線先端部が巻枠に確実に固定される必要がある。何故なら、導線を巻き付けるために巻枠を回転するとき、導線には大きな張力が作用するからである。特に、比較的剛性の高い導線を巻枠に隙間なく整列させるためには、大きな張力を導線に与えることが必要である。このような大きな張力を考慮すると、できるだけ確実に導線を巻枠にクランプすることが望まれる。例えば、本出願人による特願平１１−６２６９０号には、楔作用を利用して導線を巻枠にクランプする装置が開示されており、この技術により導線を確実にクランプできる。しかし、他にも適当な導線クランプ構造を提供することが望まれる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、導線の先端の接続部を十分に長くとれるようなクランプ構造を有する巻線機を提供することにある。
【０００９】
また本発明の目的の一つは、導線の先端を確実に巻枠にクランプできる巻線機を提供することにある。
【００１０】
また本発明の目的の一つは、導線のクランプを自動的に行うことができる巻線機を提供することにある。
【００１１】
【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、回転する巻枠に導線を巻き付けることによりコイルを形成する巻線機において、導線固定用のクランプ装置を有し、該クランプ装置が、導線の先端付近の所定クランプ部位を巻枠に固定する固定手段と、前記クランプ部位から先端側の導線部分を巻枠回転方向に屈曲させる屈曲手段と、を含む。本発明によれば、導線の先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態で巻枠に固定される。したがって導線先端の接続部を長く設定したとしても、巻枠回転の際に妨げとならないように導線先端部を配置でき、これにより接続部の延長が可能となる。
【００１２】
なお、導線を屈曲させる方向としての巻枠回転方向とは、本発明では、巻枠回転軸の周りを回る方向を意味しており、巻枠の実際の回転と一致する方向と、反対方向とのどちらでもよい。
【００１３】
本発明の好ましい一態様においては、前記固定手段と前記屈曲手段が一体化され、導線上の同一部位を固定かつ屈曲させる。本発明によれば、導線の先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態で巻枠に固定されるので、導線が確実に巻枠に固定され、大きな張力が導線に作用しても導線が外れるのを回避できる。
【００１４】
好ましくは、前記先端部を固定するクランプ位置は、前記巻枠の導線巻付け面から巻枠回転軸方向にオフセットした位置に設定されている。これにより、導線先端部分と後続する導線部分との干渉、すなわち導線巻付け面に巻き付く導線部分との干渉が回避されるので、巻付け動作が円滑に行われる。
【００１５】
また好ましくは、巻線機は、導線の先端部を前記クランプ位置に導く導線誘導手段を含む。この態様によれば、導線の先端部が導線誘導手段によって自動的にクランプ位置に導かれて、クランプ位置で固定される。したがって導線を巻枠にクランプするための手作業を減らすことができる。
【００１６】
また好ましくは、前記巻枠は導線巻付け面の端部に巻枠フランジを有し、前記クランプ位置は前記巻枠フランジに設けられ、前記導線誘導手段は、前記巻枠フランジに設けられ、前記クランプ位置へ続く誘導溝を含み、巻枠へ供給された導線は前記誘導溝を通って前記クランプ位置に達する。この態様によれば、フランジ部に溝を設けるという簡単な構成により、自動クランプが実現される。
【００１７】
また好ましくは、前記巻枠に対して巻枠回転方向に相対移動して導線を前記巻枠に押し付けるクランプ部材を有し、前記クランプ部材は、アクチュエータによってクランプ開放方向に駆動され、かつ、弾性部材によって締め付け方向に付勢される。弾性部材としては、例えば、ばねが好適である。
【００１８】
この態様によれば、弾性部材の弾性力によって導線がクランプされ、アクチュエータによりクランプが開放される。すなわち巻枠回転中は、弾性部材の機能で導線がクランプされる。巻枠が停止しているときにアクチュエータが機能してクランプを開放する。巻枠回転中にはアクチェータが機能しなくてもよいので、アクチュエータは巻枠とともに回転しなくてもよい。アクチュエータを回転部に搭載しなくてよいので、装置の複雑化を回避できる。また回転部の重量を低減でき、巻枠回転モータの負荷を軽減できる。
【００１９】
本発明のもう一つの好ましい一態様においては、前記固定手段と前記屈曲手段が一体化されており、前記固定手段が導線の前記クランプ部位を固定するとき、前記屈曲手段が前記クランプ部位よりも先端側の部分に作用して導線を屈曲させる。本発明によれば、固定手段と屈曲手段が一体化されているので、クランプと屈曲を一つの動作で行える。さらに、屈曲手段がクランプ部位より先端側の部分に作用して導線を屈曲させるので、導線先端のより長い部分を巻枠回転の妨げとならないように配置でき、したがって、導線先端部の接続部をさらに長く設定可能となる。
【００２０】
好ましくは、前記屈曲手段は、巻枠回転方向に回動して導線に当接し屈曲させる屈曲用回動部材を含む。本発明によれば、屈曲用回動部材が回動しながら導線を所望の形状へと導くので、導線を大きく屈曲でき、これにより接続部を長くとれる。
【００２１】
好ましくは、さらに、前記屈曲用回動部材とともに回動して導線に当接し固定するクランプ部材が設けられ、前記屈曲用回動部材よりも回動軸に近い位置で前記クランプ部材が導線をクランプする。この態様では、屈曲用回動部材は、クランプ機能付きの屈曲用回動部材、クランプ屈曲用回動部材などということができる。
【００２２】
本発明によれば、屈曲用回動部材の回動によって、クランプと屈曲を同時に行える。一つの回動部材にクランプ機能と屈曲機能をもたせたので構成が簡単であるという利点が得られる。
【００２３】
好ましくは、前記クランプ部材は、前記屈曲用回動部材の回動軸に偏心して設けられている。本発明によれば、導線をクランプ部位から引き抜こうとする力が作用したときに、クランプ部材によるクランプ力が増幅されるので、確実なクランプが可能となる。クランプ部材は、例えば偏心して取り付けられたピンであり、また例えばカムである。
【００２４】
好ましくは、前記屈曲用回動部材が回動するときに前記クランプ部材および前記屈曲用回動部材により導線を押し付けられる押付け面であって、所定の屈曲形状に対応する押付け面を有する屈曲台部材が設けられる。本発明によれば、導線を所望の形状に屈曲させることができ、接続部の長さのばらつきを減らし、安定させることができる。
【００２５】
好ましくは、前記屈曲用回動部材がクランプ開放状態にあるとき、導線を巻枠回転方向に変形せずとも、巻枠に向けて導かれた導線が、前記クランプ部材と前記屈曲台部材との間を通過するように、前記クランプ部材および前記屈曲台部材が構成される。本発明によれば、簡単な誘導手段を用いて、あるいは特別な誘導手段を用いなくとも、導線をクランプ装置へと適当に導くことができる。
【００２６】
好ましくは、前記屈曲用回動部材をクランプ締付け方向に付勢する弾性部材と、前記屈曲用回動部材を前記クランプ締付け方向と反対のクランプ開放方向に回動させるクランプ用アクチュエータと、が設けられる。本発明によれば、弾性部材とアクチュエータで両方向への力を与える簡単な構成により、クランプ屈曲用回動部材の動きを制御することができる。クランプ締付け状態は弾性部材により得られるので、巻枠回転中はアクチュエータが機能しなくてもよい。したがってアクチュエータを回転部に搭載しなくてよく、これにより装置の複雑化を回避できる。また回転部の重量を低減でき、巻枠回転モータの負荷を軽減できる。
【００２７】
また本発明の好ましい一態様では、前記屈曲用回動部材をクランプ締付け状態位置から所定の開閉境界位置までの締付け側回動領域ではクランプ締付け方向に付勢し、かつ、前記開閉境界位置を越えた開放側回動領域では前記クランプ締付け方向と反対のクランプ開放方向に付勢する開閉用弾性部材が設けられる。
【００２８】
本発明によれば、開閉用弾性部材の付勢力によって、外部から他の力を加えなくてもクランプ状態での締付けのための力が得られる。さらには同じ開閉用弾性部材の付勢力によって、アンクランプ状態を保持するための力が得られる。したがって、巻線機の構成を簡単にすることができる。また弾性部材の付勢力で回動部材が締め付け方向に跳ね戻るといったような回動部材の急激な動作を防止することができる。
【００２９】
好ましくは、前記開閉用弾性部材は、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置にあるときに弾性変形量が最大になり、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置から両側に離れるにしたがって弾性変形量が少なくなるように設けられる。
【００３０】
好ましくは、前記開閉用弾性部材は、引張り力によって前記屈曲用回動部材を付勢するばねであり、前記屈曲用回動部材が前記開閉境界位置にあるときにばね長さが最も長くなるように、ばねの一端が前記屈曲用回動部材に取り付けられる。
【００３１】
好ましくは、前記締付け側回動領域および前記開放側回動領域の双方において、前記開閉用弾性部材の付勢方向と反対方向に前記屈曲用回動部材を回転させるクランプ用アクチュエータを有する。このようなアクチュエータを設けることにより、屈曲用回動部材を滑らかに動かすことができる。また回転部材たる巻枠にアクチュエータを搭載しなくてもすみ、上述したような利点が得られる。
【００３２】
好ましくは、前記クランプ用アクチュエータは往復動部材を有し、前記締付け側回動領域では往復動部材が一方向に移動して前記屈曲用回動部材をクランプ開放方向に回転させ、前記開放側回動領域では前記往復動部材が他方向に移動して前記屈曲用回動部材をクランプ締付け方向に回転させる。好ましくは、前記往復動部材は、その往復動作によって、クランプ開放方向とクランプ締付け方向の両側から前記屈曲用回動部材に当接する形状を有する。この態様によれば、往復動する簡単な構成のアクチュエータ、例えば圧力シリンダを用いて本発明の巻線機を実現できる。
【００３３】
【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）について、図面を参照し説明する。
【００３４】
＜実施形態１．＞
図１は本実施形態の巻線機の斜視図であり、図２は正面図であり、図３は平面図である。発明を理解しやすいように、各図は部分的に断面で示され、また適宜簡略化されている。さらに図４は巻線機の機構を示している。
【００３５】
まず図４を参照して巻線機の機構を説明する。巻線機は左右対称に構成されているので、ここでは主として右半部のみを説明する。巻枠（芯金）１の回転軸３は、装置ベース（図示せず）に回転可能に支持されている。回転軸３はモータ５によって回転される。
【００３６】
巻枠１の近傍であって回転軸３を挟んで両側にはガイド部材７，８が設けられている。これらのガイド部材は、巻枠１に巻き付けられる導線に当接し、導線の巻付き位置を規定することにより、導線のずれを防止する。
【００３７】
ガイド部材７，８は、本発明のガイド保持リンク機構９に保持されている。このリンク機構は、以下に説明するように、回転軸３と同軸に同期回転するように設けられており、さらにリンク機構は、リンク要素の回転軸方向の移動をガイド部材の巻枠径方向の移動に変換するように設定されている。
【００３８】
リンク機構９は、保持リンク１１、駆動リンク１３および変換リンク１５を有する。保持リンク１１は、巻枠回転軸３と同軸に同期回転するように設けられた第１円筒１１ａと、第１円筒１１ａから放射状に延びる放射部１１ｂを有する。装置の具体的構成においては放射部は円板形状を有する。そして放射部１１ｂには、巻枠径方向にスライド可能にガイド部材７，８が保持されている。
【００３９】
駆動リンク１３は、回転軸３と同軸に同期回転するように設けられた第２円筒１３ａにより構成される。回転軸３、第１円筒１１ａおよび第２円筒１３ａは、回転方向には互いに拘束されるが、軸方向には拘束されない。したがって回転軸３、保持リンク１１および駆動リンク１３は軸方向には相対移動する。
【００４０】
変換リンク１５は、保持リンク１１の放射部１１ｂと駆動リンク１３とを連結している。図示のように、変換リンク１５は回転軸３に対して斜めに設けられている。
【００４１】
またガイド部材８は、巻枠回転軸方向に伸縮自在なアーム８ａを介して保持リンク１１に保持されている。
【００４２】
次に図４のリンク機構の動作を説明する。第１アクチュエータ１７は、保持リンク１１を回転軸方向に移動させる。保持リンク１１は回転軸３に対して相対的に軸方向に移動し、これによりガイド部材７，８は巻枠１に対して回転軸方向に移動する。
【００４３】
また第２アクチュエータ１９は伸縮アーム８ａの長さを変更する。これにより、ガイド部材８は、保持リンク１１に対して回転軸方向に相対移動することができ、そしてガイド部材７と軸方向に異なる場所に位置することができる。
【００４４】
ここで、図４に示すように、アクチュエータ１９は、アーム８ａを両側から挟むフォーク１９ａを有し、フォークを動かすことによりアーム８ａを伸縮する。フォーク１９ａはアーム８ａと摺接する。摺接の摩擦抵抗が殆ど発生しないように、フォーク１９ａはボールを介してアーム８ａと接している。このような構成により、アクチュエータ１９は、巻枠とともに回転することなくアームを伸縮できる。
【００４５】
また第３アクチュエータ２１は、保持リンク１１に対して駆動リンク１３を回転軸方向に相対移動させる。駆動リンク１３の移動は、変換リンク１５により、ガイド部材７，８の径方向の移動に変換される。すなわち、図４の状態から駆動リンク１３が巻枠１に近づくと、回転軸３と変換リンク１５の角度が小さくなる。そしてガイド部材７，８が回転軸３に引き寄せられる。駆動リンク１３が巻枠１から遠ざかったときは、逆にガイド部材７，８が回転軸３から離れる。傘の骨組みと同様の原理が適用されている。
【００４６】
以上により、ガイド部材７，８は巻枠１と同期回転しながら、巻枠１に対して回転軸方向および径方向に移動することができる。ガイド部材７，８は回転軸方向に独立して移動し、径方向には同位置をとる。巻線機の構成は左右対象なので、合計４つのガイド部材が設けられている。すなわち、巻枠に対して径方向および回転軸方向の両側にガイド部材が配置され、それぞれ独立して巻枠１に対して移動する。
【００４７】
本実施形態では、リンク機構を動かすアクチュエータ１７，１９，２１は、駆動対象部材を巻枠回転軸方向にのみ移動させる。この場合、各アクチュエータ１７，１９，２１は、巻枠１とともに回転しないでも必要な機能が果たせる。そこで、各アクチュエータは回転しないように装置ベース等に設置されている。
【００４８】
なお、左右の駆動リンク１３は、一つのアクチュエータ２１によって移動される。また制御部２３は、巻枠回転モータ５、アクチュエータ１７，１９，２１および他のアクチュエータ類を連携して動作させる。制御部２３は、巻線機に設けられたセンサからの信号に基づいて各アクチュエータに制御信号を送る。
【００４９】
次に、図２および図３を参照し、巻線機の具体的な構成を説明する。
【００５０】
装置ベース３０の両端に巻枠支持台３２が設置され、支持台３２により巻枠１と回転軸３が軸支されている。回転軸３の両端のプーリ３４に駆動ベルト３６が掛けられ、駆動ベルト３６は、装置ベース３０の下側にある駆動シャフト３８のプーリ４０にも掛けられている。駆動シャフト３８が巻枠回転モータ５によりベルト駆動され、これにより巻枠１が回転する。
【００５１】
装置ベース３０上にはガイドテーブル４２が搭載されている。ガイドテーブル４２は、装置ベース３０に設けられたレール４４に沿って巻枠回転軸方向にスライド可能である。左右のテーブルは、それぞれモータ４６ａ，４６ｂにより独立して駆動される。モータ４６ａ，４６ｂは図４の第１アクチュエータ１７に相当する。
【００５２】
ガイドテーブル４２にはガイド保持台４８が固定されている。ガイド保持台４８は、回転軸３と同軸に設けられた保持リング５０を軸支する。この保持リング５０は、後述する駆動円筒６６を介して回転軸３と回転方向に拘束され、回転軸３と同期回転する。また保持リング５０は、ガイド保持台４８に対して軸方向に拘束されている。この保持リング５０が、図４で示した保持リンクに相当する。
【００５３】
保持リング５０は、ガイド爪アーム５４，５６を保持しており、アーム５４，５６の先端にガイド爪が設けられている。このガイド爪が図４のガイド部材に相当する。ガイド爪アーム５４，５６は、保持リング５０のレール５８に取り付けられ、保持リング５０に対して径方向にスライド可能である。
【００５４】
また一方のガイド爪アーム５６は、軸方向に伸縮可能であり、図４の伸縮アームに相当する。アーム５６の先端側の部分は、円板６０に取り付けられている。テーブル４２に固定されたアクチュエータ１９のフォーク１９ａが、円板６０を挟んでいる。このフォーク１９ａが円板６０を軸方向に移動し、これによりアーム５６が伸縮する。
【００５５】
なお、円板６０は、保持リング５０に保持されており、巻枠１と同軸に同期回転する。円板６０も、伸縮可能なアーム６１により保持リング５０に取り付けられている。またアーム５６の先端側の部分は、円板６０に対して軸方向には固定されているが、径方向には移動可能に設けられている。
【００５６】
さらに、ガイドテーブル４２には駆動円筒支持台６２が搭載されている。支持台６２は、テーブル４２上のレール６４に取り付けられ、テーブル４２に対して巻枠回転軸方向にスライド可能である。
【００５７】
駆動円筒支持台６２は駆動円筒６６を軸支している。駆動円筒６６は回転軸３と同軸に設けられている。駆動円筒６６は、回転軸３に対して回転方向に拘束されており、両者は同期回転する。この駆動円筒６６が、図４で説明した駆動リンクに相当する。駆動円筒６６は、変換リンク１５を介して保持リング５０と連結されている。
【００５８】
以上のように、図２および図３の巻線機は、図４で説明した機構を備えている。したがって巻線機は図４で説明したように動作し、各ガイド爪は巻枠１に対して径方向および軸方向に移動することができる。
【００５９】
次に図３を参照して、駆動円筒６６をテーブル上で移動させるための構成を説明する。図３に示すように、一方のガイドテーブル４２（本実施形態では左側のテーブル）にモータ６８が固定されている。モータ６８は、図４で説明した第３アクチュエータ２１に相当する。
【００６０】
モータ６８は、巻枠回転軸と平行に設けられた第１シャフト７０を回転させる。第１シャフト７０は、駆動円筒支持台６２と噛み合ってボールねじ機構７２を形成している。支持台６２は、逆さ配置されたＴ字型を有しており、回転軸に対して直角方向に延びた足部分で第１シャフト７０と係合している。
【００６１】
第１シャフト７０は、もう一方のガイドテーブル４２、すなわち右側のテーブルまで延びている。第１シャフト７０は右側テーブルで軸受支持部７４に支持されている。
【００６２】
右側テーブルには、第１シャフト７０と平行に第２シャフト７６が設けられ、第２シャフト７６は軸受支持部７８で支持されている。第２シャフト７６も、第１シャフト７０と同様に、駆動円筒支持台と係合してボールねじ機構を形成している。
【００６３】
第１シャフト７０に取り付けられた歯車８０と、第２シャフト７６に取り付けられた歯車８２が噛み合っており、両歯車の歯数は同一である。各シャフトと歯車との間にはボールスプライン機構が設けられている。したがってシャフト７０，７６は、それぞれ歯車８０，８２に対して軸方向に移動できる。
【００６４】
モータ６８が第１シャフト７０を回転させると、歯車を介して第２シャフト７６も同じだけ回転する。そして、左右両テーブルで同時にボールねじ機構が機能して、駆動円筒支持台６２が軸方向に移動する。これにより、駆動円筒６６が保持リング５０に対して軸方向に移動する。
【００６５】
第１シャフト７０と第２シャフト７６は反対方向に同じだけ回転するので、両側の駆動円筒は装置ベース上で反対方向に（巻枠を基準にしたときは同方向に）同じ量だけ動く。つまり両駆動円筒は同時に巻枠に近づき、あるいは巻枠から遠ざかる。
【００６６】
上述のように、シャフト７０，７６と歯車８０，８２はスライド可能である。このスライド移動は、テーブル４２が装置ベース３０に対して移動したときに生じる。このスライドにより、テーブル４２が移動しても両歯車の噛み合い状態が確保される。
【００６７】
このように、本実施形態では、一つのアクチュエータ６８により、両側の駆動円筒６６が常に同時に同じ量だけ移動する。したがって４本のガイド爪を巻枠径方向に同時に動かし、回転軸から同じ距離に位置させることができる。そして、コイルの各層の巻き付けを行うときに、その層の導線に４つのガイド爪が当接して導線の巻付き位置を案内することができる。このような動作を一つのアクチュエータのみで行うので、アクチュエータの数を削減できるという利点が得られる。
【００６８】
次に、巻枠１に導線を供給するための構成を説明する。図５の模式図を参照すると、巻枠１の近傍には４つのガイド爪ＢＬ，ＢＲ，ＦＬ，ＦＲが位置している。これらのガイド爪は、上述した４つのガイド爪に相当する。導線は、巻枠１の近傍に設置されたノズル８５から供給される。図示のように、ノズル８５は、直角方向に配置された２対のローラにより構成され、これらのローラの隙間を通って導線は巻枠に供給される。
【００６９】
ここでノズル８５は、図示しないアクチュエータにより巻枠１に対して相対移動可能に設けられており、巻枠回転軸方向に往復移動する。この往復移動により導線の供給方向が変わり、導線は一つの列から次の列へ移行することができる。すなわち、本実施形態ではノズル８５およびノズル駆動機構（図示せず）が、導線に列替えを行わせる列替駆動手段として機能する。
【００７０】
次に、図６〜図１２を参照し、本実施形態の巻線機による導線巻付けの動作を説明する。ここでは、図６に示す台形型のコイルを製造する場合を取り上げる。ただし、他の形状のコイルも同様に形成できることはもちろんである。また本実施形態では、図示のように、四角形断面を有する導線である平角線を用いてコイルが形成される。
【００７１】
図７は第１層の巻付け過程を示している。（ａ）まず導線の先端部が、巻枠１の両端のフランジの一方にクランプされる。このとき、ガイド爪ＢＬ，ＢＲはフランジのところ、すなわち導線巻付け面の端部に位置している。なお、残りのガイド爪ＦＬ，ＦＲは、第１層の巻付け時には機能しないので図から省略されているが、これらのガイド爪ＦＬ，ＦＲは導線と干渉しない位置に待避している。
【００７２】
（ｂ）次に巻枠が回転を開始することにより導線が巻き付き始める。巻枠が１回転する直前に（巻枠が約２７０度回転したとき）、ガイド爪ＢＬが回転軸方向に移動して、巻枠に巻き付けられる導線に回転軸方向に当接して、導線を押さえつける。このとき、ノズルは回転軸方向に移動する。移動方向は、第１列から第２列へ向かう方向である。
【００７３】
（ｃ）は、巻枠１がちょうど１回転した状態である。ノズルは、一旦大きく移動した後、第２列に対応する位置まで戻されている。すなわちノズルは、（ａ）の状態から導線１本分だけシフトしている。このようにして第１列の巻付けが終了し、巻枠は回転を継続して第２列の巻付け工程に移る。
【００７４】
（ｄ）および（ｅ）は第２列の巻付け工程である。（ｂ）および（ｃ）に示した第１列の巻付け工程と同様である。
【００７５】
ただし図８に示すように、ガイド爪ＢＬ，ＢＲの間に第２列目の導線を挟み込むとき、一旦ガイド爪ＢＬが大きく移動する。これにより、両ガイド爪の隙間は導線２本分より大きく広がる。それから第２列目の導線が両ガイド爪の間に受け入れられる。そしてガイド爪の隙間が閉じ、２本の導線が２つのガイド爪の間に挟まれる。
【００７６】
このようなガイド爪の動作により、導線がガイド爪に引っかかったり、両者が擦れ合うことが防止される。これにより導線の損傷、特に絶縁被膜の損傷が防止される。
【００７７】
また図８の動作では、導線を受け入れた後に両ガイド爪が閉じて、形成途中のコイルを両端から拘束している。従ってコイルの形状が確実に保持され、コイルの形状精度が向上する。
【００７８】
なお、同様の動作は、図７に示されていない残りの２本のガイド爪が導線を挟み込むときにも同様に行われる。
【００７９】
図７に戻り、（ｆ）は、第３列および第４列の巻付けも同様に行われた結果、第１層の巻付けが終了した状態である。
【００８０】
図９は、本実施形態のガイド爪が適用されない場合を示している。導線には、巻枠の回転に伴って大きな張力が作用している。そして列替えのために導線の進行方向を変えるとき、すでに巻付けられた導線が軸方向に引きずられる。その結果、図９（ｃ）に示すように導線が軸方向にずれてしまうことがある。列替えの度に導線のずれが発生し、このずれが集積されると、全体のずれ量は大きくなる。そして図９（ｄ）に示すように、導線のずれが原因で最終列の巻付けが不可能になることもあり得る。
【００８１】
一方、本実施形態では、ガイド爪が導線の巻付き位置を規定するので、図９に示したような導線のずれが抑えられる。これにより、各層の列数を確保することができ、コイル全体も正確な形状にすることができる。
【００８２】
次に図１０を参照し、第２層の巻付け工程を説明する。（ａ）まずガイド爪ＢＬ，ＢＲが、導線１本分だけ回転軸から遠ざけられる。前述したように、一つのアクチュエータの動作により、両ガイド爪が同じ距離だけ回転軸から離れる。この状態で巻枠が１回転し、第２層の第１列の巻き付けが行われる。
【００８３】
（ｂ）および（ｃ）では、第１列から第２列へ導線が移行する。ここでの動作は、第１層（図９（ｂ），（ｃ））と対象である。巻枠が１回転する直前に（約２７０度回転したとき）、ガイド爪ＢＲが回転軸方向に移動して導線に回転軸方向に当接して、導線を押さえつける。ノズルは回転軸方向に大きく移動し、それから反対方向に戻される。そしてノズルは第２列に対応する位置に配置される。（ｃ）は、（ａ）から巻枠１がちょうど１回転した状態であり、第２列への列替えが終了している。同様の巻付け工程が第３列および第４列に対して行われ、第２列の巻付けが終了する（ｄ）。
【００８４】
次に図１１を参照し、第３層の巻付け工程を説明する。ここでは台形コイルを形成する場合を取り上げている。そのため、第３層の列数は３であり、第１層および第２層の列数４より少ない。この列数変更のため、第３層は以下のようにして巻き付けられる。
【００８５】
（ａ）は、第３層の巻付け開始時の状態を示している。ここでは４本のガイド爪ＢＬ，ＢＲ，ＦＬ，ＦＲが機能する。全ガイド爪は巻枠フランジのところに位置している。全ガイド爪は、第２層の巻付け終了の状態に対して、導線１本分だけ回転軸から遠ざけられる。前述したように、一つのアクチュエータの動作により、全ガイド爪が同じ距離だけ回転軸から離れる。また導線約１本分だけ回転軸方向にノズルがシフトする。これにより第３層の列数が第２層より少なくなり、コイルが台形になる。
【００８６】
（ａ）の状態から巻枠が回転し、第３層の巻付けが始まる。図には示されないが、巻枠が約９０度回転したときにガイド爪ＦＲが回転軸方向に移動し、導線に当接する。
【００８７】
（ｂ）さらに、巻枠が約２７０度回転したとき、ガイド爪ＢＬが回転軸方向に移動して導線に当接する。このとき、第２列への列替えのため、ノズルは軸方向に大きく移動する。
【００８８】
（ｃ）は巻枠がちょうど１回転した状態である。上述したように、第１列の巻付け中にガイド爪ＦＲ，ＢＬが移動して導線に当接している。ノズルは、軸方向に大きく移動し後に戻され、第２列に対応する位置に配置されている。このノズルの往復移動の結果、第２列への列替えが完了している。
【００８９】
ここで、（ｂ）および（ｃ）に示すように、ガイド爪ＦＲおよびガイド爪ＢＬは、導線が第３層の第１列の位置（第２層の第３列の真上）に巻き付くように、導線の巻付き位置を規定している。ガイド爪ＦＲを設けたことにより、第２層と第３層に導線１本分の段差が確実に形成され、これにより正確な形状の台形コイルが形成される。すなわち、第１列の導線が巻枠端部（巻枠フランジ）の方にずれて台形形状が乱れる、といったことが防止される。またガイド爪ＢＬの機能により、他の層の場合と同様に、導線の列替え方向へのずれが効果的に防止される。
【００９０】
第３層の第２列、第３列の巻付けは、第１層と同様にして行われる。ただし、図１１（ｂ），（ｃ）のガイド爪ＦＲによる拘束状態は維持される。このような巻付け動作の結果、図１１（ｄ）に示すように台形コイルが完成する。
【００９１】
図１２は、第３層の巻付け工程の変形例である。図１２（ｂ）に示すように、ガイド爪ＢＲが、第３層第１列の導線に軸方向に当接している。ガイド爪ＢＲは、巻枠が１回転する直前（約２７０度回転したとき）に移動する。ガイド爪ＢＲおよびガイド爪ＢＬにより導線が挟み込まれる。これにより、導線は、その巻き付くべき位置に確実に保持される。また、ガイド爪ＢＲおよびガイド爪ＦＲが、巻枠端部側から導線を支持する。したがって台形コイルの段差（第２層と第３層の段差）が一層確実に形成される。
【００９２】
さらに図１２では、ガイド爪ＦＬも軸方向に移動して導線に当接する。ガイド爪ＦＬおよびガイド爪ＦＲが、形成途中のコイルを両端から拘束する。ガイド爪ＦＬは、巻枠１回転に一度、回転軸方向にシフトする（導線１本分待避する）。このとき、図８を用いて説明したように、導線を受け入れるときにガイド爪の隙間が開かれ、ガイド爪と導線の干渉に起因する導線の損傷が防止される。
【００９３】
図１２の巻付け動作では、４本のガイド爪を同時に使って導線の巻付き位置が規定される。導線のずれが一層確実に防止され、完成コイルの形状のさらなる安定が得られる。
【００９４】
以上にコイルの巻付け動作を説明した。ここでは図５の台形コイルを作る場合を取り上げて説明したが、本巻線機が他の形状のコイルもつくれることはもちろんである。コイルの層数や列数が異なっていてもよい。また各層の列数が任意に設定されたコイルを形成できる。長方形断面のコイルを作れることももちろんである。
【００９５】
また本実施形態ではガイド爪が巻枠と同期回転する。したがって、上記のガイド爪の移動と、ガイド爪による導線位置の規定は、巻枠の回転を継続しながら行われている。
【００９６】
次に図１３を参照し、完成したコイルを巻枠から取り外す動作を説明する。図１３（ａ）は、図１２（ｄ）と同様であり、コイルが完成した状態である。
【００９７】
まず図１３（ｂ）に示すように巻枠１が２つに切り離される。巻枠は、導線巻付き部と巻枠フランジとの間で分離可能に構成されている。そこで、一方の巻枠フランジが巻付け部から切り離される。このとき、巻枠フランジとともに２本のガイド爪ＢＲ，ＢＬも移動される。
【００９８】
具体的には、図２，３に示したように本実施形態では巻枠の両側に回転軸が取り付けられている。回転軸はアクチュエータ（図示せず）により軸方向に移動可能に構成されている。一方の回転軸が巻枠フランジとともに軸方向に移動する。これによりフランジが後退し、導線巻付け部から切り離される。
【００９９】
それから、図１３（ｃ）に示すように、ガイド爪ＢＬ，ＢＲが同時に回転軸方向に移動して、コイルを巻枠から押し出す。好ましくは、図示のようにガイド爪ＢＬ，ＢＲは、回転軸に近づいた位置でコイルを押す。コイル端面の広い範囲を押すことができ、コイルの型くずれを防止できる。
【０１００】
図１３（ｄ）に示すように、巻枠の導線巻付け部から完全にコイルが抜けたところで、作業者がコイルを取り外す。コイルは自動搬送装置等により取り外されてもよい。
【０１０１】
なお、変形例として、４本のガイド爪でコイルの両端を挟んだ状態で、コイルを巻枠から軸方向に抜いてもよい。これにより、コイルの型くずれを確実に防止することができる。
【０１０２】
「導線クランプ装置の構成」
次に図１４および図１５を参照し、巻付け開始のときに導線の先端を巻枠に自動的にクランプする装置について説明する。
【０１０３】
図１４は巻枠１を３方向から見た図であり、巻枠１を拡大して示している。（ｃ）は、（ａ）のラインＡ−Ａで巻枠１を切断した図である。巻枠１は、導線が巻き付けられる巻付け部１００を有する。巻付け部１００は、形成目標のコイルに対応した形状を有し、すなわちコイルが装着されるモータの磁極とほぼ同等の形状を有する。
【０１０４】
さらに巻枠１は、巻付け部１００の両側に巻枠フランジ１０２，１０４を有する。巻枠フランジ１０２，１０４は、形成途中のコイルの端面を支持して型崩れを防止するためのものである。巻枠フランジ１０２，１０４は、導線の巻付き位置を規定するガイド爪との干渉をさけるために切り欠かれ、逃げ部１０６が形成されている。４本のガイド爪は、この逃げ部１０６を通り、巻付け部１００に巻き付けられる導線に当接する。
【０１０５】
一方の巻枠フランジ１０２には、導線の先端部をクランプ位置Ｂに導くための誘導溝１０８が設けられている。図１４（ｃ）に示すように、誘導溝１０８は、巻付け部１００の４つの頂点のうちの一つの近傍で始まる。そして、誘導溝１０８は、巻付け部１００の一辺に沿って進み、フランジ上端のクランプ位置Ｂまで続く。誘導溝１０８は、開始点からクランプ位置Ｂにかけて徐々に深くなる。
【０１０６】
また図１４（ｃ）に示すように、フランジ１０２の上端には、フランジ端に沿って移動可能にクランプ爪１１０が設けられている。クランプ爪１１０の先端がクランプ位置Ｂ（誘導溝１０８の出口）に配置されている。図示のように、クランプ爪１１０の先端は、フランジ端部との間に楔型の隙間を形成している。これは、後述するように、誘導溝１０８から突き出した導線をクランプ爪１１０が押すときに、押付け方向に導線を屈曲させるためである。
【０１０７】
クランプ爪１１０には、コイル型のクランプばね（リターンスプリング）１１２の一端が取り付けられている。ばね１１２の他端は、フランジ１０２にボルトで固定されたばね支持アーム１１４に取り付けられている。このクランプばね１１２は、クランプ爪１１０をクランプ位置Ｂ（誘導溝１０８の出口）の方向へ付勢している。
【０１０８】
クランプ爪１１０には、クランプばね１１２の反対側に解除ロッド１１６が取り付けられている。解除ロッド１１６は、クランプばね１１２と同軸に設けられ、フランジ上端と平行に延びる。解除ロッド１１６は、ロッド支持アーム１１８に支持されている。ロッド支持アーム１１８は、クランプばね１１２を支持するアーム１１４とは反対側のフランジ端面にボルトで固定されている。解除ロッド１１６は、支持アーム１１８の貫通穴に挿入されており、この貫通穴内を自由に移動できる。また解除ロッド１１６のストッパー凸部１１７は、支持アーム１１８の壁面に当たっている。このストッパー凸部１１７により、解除ロッド１１６の可動範囲が規定されている。
【０１０９】
クランプ解除アクチュエータ１２０は、装置ベース（図示せず）に対して固定されている。アクチュエータ１２０は、クランプ解除ロッド１１６を押して移動させることができる。アクチュエータ１２０のプッシュアーム１２２が右方向に移動してロッド１１６を押すと、ばね１１２の抵抗に打ち勝ってクランプ爪１１０が移動し、クランプ位置Ｂから離れる。アクチュエータ１２０がプッシュアーム１２２を戻すと、クランプ爪１１０はクランプばね１１２に押され、元のクランプ位置Ｂに戻る。
【０１１０】
さらに、図１４（ａ）に示すように、巻枠１の近傍には導入アクチュエータ１２４が設けられている。導入アクチュエータ１２４は、巻枠の軸方向に移動可能な導入アーム１２６を有する。アクチュエータ１２４は、導入アーム１２６を進退させることにより、ノズル（図示せず）から供給される導線の先端を誘導溝１０８へと導く。
【０１１１】
次に図１５を参照し、クランプ装置の動作を説明する。
【０１１２】
（ａ）まずクランプ解除アクチュエータ１２０がプッシュアーム１２２を移動させて、解除ロッド１１６を押す。クランプばね１１２の抵抗に打ち勝ってクランプ爪１１０が移動し、誘導溝１０８の出口が開かれる。
【０１１３】
（ｂ）次に、ノズルから導線を繰り出すとともに、誘導アクチュエータ１２４が導入アーム１２６をフランジ１０２の方へ動かす。これにより、導線の先端が誘導溝１０８に進入し、誘導溝１０８の中を進む。導線は、導入アーム１２６に押されているので、誘導溝１０８の底部に沿って進む。導線の先端部が所定の長さだけ誘導溝１０８の出口から突出するまで、ノズルから導線が供給される。
【０１１４】
（ｃ）次に、クランプ解除アクチュエータ１２０がプッシュアーム１２２を後退させる。ロッド１１６およびクランプ爪１１０は、クランプばね１１２に押されてアーム１２２に追従する。ロッド１１６の凸部１１７が支持アーム１１８に当たるとロッド１１６が止まる。アーム１２２は、ロッド１１６から離れる位置まで後退する。
【０１１５】
クランプ爪１１０は、ばね１１２に押されて移動するとき、誘導溝１０８から突き出した導線先端部を屈曲させ、屈曲部分をフランジ１０２に押しつける。この屈曲部分でクランプ爪１１０により導線が巻枠にクランプされる。
【０１１６】
以上のようにして導線のクランプが自動的に行われる。この後、巻枠が回転し、導線の巻付けが行われる。また、コイルの巻付けが完了したときは、クランプ解除アクチュエータ１２０が再び動作し、クランプ爪１１０を移動させる。これによりクランプ状態が解除されるので、コイルを巻枠から取り外すことができる。
【０１１７】
本実施形態では、導線先端部が、フランジの端部に沿う方向に屈曲した状態でクランプされる。すなわち導線は巻枠回転方向に屈曲した状態でクランプされる。したがって下記のように先端部を確実にクランプできる。
【０１１８】
導線を巻き付けるときは、導線に大きな張力が作用し、導線を巻枠から外そうとする。しかし、導線を巻枠回転方向に屈曲した状態で保持しているので、導線に作用する張力に対して効果的に対抗することができる。これにより、クランプ状態を確実に維持できる。
【０１１９】
なお、このクランプのための構成に関し、巻枠回転方向とは、巻枠回転軸の周りを回る方向を意味しており、時計回りと反時計回りの両方向を意味する。言い換えれば、巻枠回転方向は、コイル形成のために実際に巻枠が回る方向と、その反対の方向の両方を含む。そして、クランプのために導線先端を屈曲させる方向は、どちらの方向でもよい。
【０１２０】
具体的には、図１４（ｃ）の例では、コイル形成のときに巻枠は時計回りに回転する。クランプ爪は導線を反時計回りの方向に屈曲させている。変形例としては、クランプ爪が導線を時計回りの方向に、すなわち巻枠の回転と同一の方向に屈曲させてもよい。この場合、クランプ爪は導入溝の反対側に位置し、他の構成も対称に設けられる。
【０１２１】
以上に本実施形態の好適な巻線機について説明した。次に、本実施形態の巻線機の各種の利点を説明する。
【０１２２】
本実施形態では、図１４および図１５に示したように、導線先端部が、フランジの端部に沿う方向に屈曲した状態でクランプされ、すなわち導線は巻枠回転方向に屈曲した状態でクランプされる。導線先端部は、コイル同士の接続やコイル−電源間接続等のための接続部として用いることができる。本実施形態では、上記の屈曲状態のクランプにより、導線先端の接続部を長く設定したとしても、巻枠回転の際に妨げとならないように導線先端部を配置でき、これにより接続部の延長が可能となる。
【０１２３】
また、本実施形態では、導線の先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態で、その屈曲部分で先端部が巻枠に固定される。固定手段と屈曲手段が一体化され、導線方向に屈曲した状態で巻枠に固定される。回転方向に導線がクランプされるので強い拘束力が得られる。そして、導線に大きな張力が作用したときでも、この張力により導線がクランプ部から引き抜かれるのを効果的に防止できる。
【０１２４】
また本実施形態では、クランプ位置が巻枠フランジ上に設定されている。すなわち、巻枠の導線巻付け部から巻枠回転軸方向にクランプ位置がオフセットしている。したがって導線先端部分と後続する導線部分との干渉を避けることができ、巻付け動作が円滑に行われる。
【０１２５】
また本実施形態では、図１４および図１５に示したように、巻枠フランジ１０２に誘導溝１０８が設けられ、また導線を誘導溝１０８に導くアクチュエータ１２４が設けられている。したがって手作業によらずに自動的に導線をクランプ位置に導くことができ、生産性の向上が図れる。
【０１２６】
また本実施形態では、図１４および図１５に示したように、巻枠が停止しているときにアクチュエータ１２０が作動して、クランプ爪によるクランプを解除する。そして、巻枠回転中は、クランプばね１１２によりクランプ爪が付勢され、クランプ状態が得られる。したがって巻枠回転中はアクチュエータが機能しなくてもよい。そこで、アクチュエータは装置ベース等に適当に固定されている。以上より、回転部分に搭載するべきアクチュエータを減らすことができるので、装置の構造が簡単である。また、回転部分の重量を小さくできるので、巻枠回転モータの負担が軽く、モータを小型化できる。
【０１２７】
＜実施形態２．＞
以下、本発明の好適な第２の実施形態について説明する。本実施形態では、モータ用の２連続コイルを形成する巻線機に本発明が適用される。
【０１２８】
まず、本発明のクランプ装置を説明する前に、巻線機全体の構成と動作を説明する。
【０１２９】
図１６は、本実施形態の巻線機の斜視図である。巻線機は部分的に分解され、かつ模式的に示されている。この巻線機は、素線が巻き付けられた素線供給ロール２１０と、巻取り被駆動歯車２１３と、被駆動歯車２１３の両側に装着される第１巻枠２１１および第２巻枠２１２と、被駆動歯車２１３を回転させる駆動機構２１４とを含む。本実施形態においては、クランプ装置が第１巻枠２１１に設けられているが、図面を分かりやすくするためにここでは図示されていない。クランプ装置については、後述にて別の図面を用いて説明する。
【０１３０】
素線供給ロール２１０は、ロールアクチュエータ２１５により軸方向（矢印２１６）に往復移動可能である。ロール２１０には、素線としての平角線が巻き付けられている。平角線とは四角形の断面を有する導線である。平角線を用いることにより、円形断面の導線を用いるのと比較して、導線間の隙間を小さくできる。巻枠を回転させると、素線が引っ張られ、ロール２１０から引き出される。なお、これ以降素線が平角線の場合を説明するが、本発明は素線断面が丸であっても適用できる。
【０１３１】
巻取り被駆動歯車２１３の側面には巻枠台座２１７が設けられている。被駆動歯車２１３の反対側の側面にも、同一形状の台座が対称に設けられている。第１巻枠（芯金）２１１は、巻付け部（芯部）２１１ａとフランジ部２１１ｂを有する。第２巻枠（芯金）２１２も同様に、巻付け部（芯部、図示せず）およびフランジ部２１２ｂを有する。フランジ部２１１ｂ、２１２ｂは、歯車側の巻枠台座２１７と同一形状を有する。
【０１３２】
第１巻枠２１１は、スライドタイプの第１巻枠アクチュエータ２２１により駆動され、被駆動歯車２１３の回転軸方向（矢印２２３）に移動可能である。コイル形成時、第１巻枠２１１は、被駆動歯車２１３の台座に密着するように配置される。このとき、第１巻枠２１１の中心が被駆動歯車２１３の回転軸上に位置するように、かつ、台座とフランジが同一角度位置で向き合うように、巻枠が位置決めされる。
【０１３３】
第２巻枠２１２についても同様である。すなわち、第２巻枠２１２は、スライド式の第２巻枠アクチュエータ２２２により駆動され、被駆動歯車２１３の回転軸方向（矢印２２４）に移動可能である。そしてコイル形成時、被駆動歯車２１３に巻枠２１２が密着される。これにより、被駆動歯車２１３の両側に対称的に第１巻枠２１１および第２巻枠２１２が配置される。
【０１３４】
図１６に示されるように、巻取り被駆動歯車２１３の外周面には、接続区間ガイド溝２２５が設けられている。このガイド溝２２５は接続区間ガイド手段として機能する。ガイド溝２２５は、第１巻枠２１１から第２巻枠２１２へと、コイル同士の接続区間の導線を所定の経路（溝底を通る経路）に沿って導く。ガイド溝２２５は、歯車回転軸に対して斜めに設けられている。
【０１３５】
次に、被駆動歯車２１３を回転させる駆動機構２１４は、巻取り駆動モータ２２６と、巻取り駆動モータ２２６の出力により回転する３つの駆動歯車２２７を含む。３つの駆動歯車２２７は、被駆動歯車２１３を取り囲んでおり、等間隔を開けて配置されており、それぞれ被駆動歯車２１３と噛み合っている。これら３つの駆動歯車２２７は、図示しない歯車機構を介して繋がっており、同期回転する。
【０１３６】
ここで、図１６では被駆動歯車２１３および駆動歯車２２７の歯が省略されているが、各歯車には任意な適当なタイプの歯を適用できる。例えば、平歯車またはヘリカルギアが適用できる。
【０１３７】
上記の複数のアクチュエータ、つまりロールアクチュエータ２１５、第１巻枠アクチュエータ２２１、第２巻枠アクチュエータ２２２および巻取り駆動モータ２２６は、制御部２２８により制御されている。制御部２２８は、これらのアクチュエータを同期して動作させる。制御部２２８は、その他にも巻線機全体を制御する。
【０１３８】
次に、図１７（ａ）〜図１７（ｄ）の参照し、本実施形態の巻線機の動作を説明する。図１７では、図１６の装置の一部の構成が簡略化のために省略されている。
【０１３９】
まず、図１７（ａ）に示すように、第１巻枠２１１および第２巻枠２１２が巻取り被駆動歯車２１３の両側面に密着される。そして、素線供給ロールから引き出された素線の先端が、第１巻枠２１１の所定位置にクランプ装置を用いて固定される。クランプ装置については後述にて詳細に説明する。
【０１４０】
次に、図１７（ｂ）に示すように、駆動モータの回転が開始され、素線が第１巻枠２１１に巻き付けられる。
【０１４１】
このとき、巻枠２１１の回転と同期した適当なタイミングで、供給ロール２１０が往復移動する。巻枠２１１の１回転に１度、ロール２１０が導線１本分移動する。これにより、導線が一列ずつ隣接する導線と隙間を空けずに巻かれる。巻枠の全長分（コイルの全長分）を巻き終わると第１層が出来上がる。それからその上の層が同様に巻き付けられる。同様の巻付けが繰り返され、所定数の層が形成される。このようにして、必要なターン数の巻付けが終わると、一つ目のコイルが完成する。
【０１４２】
上記の巻付け動作では、素線の整列巻付けが行われる。素線が隙間無く並ぶので、同一サイズでも素線の巻数が多くなる。これにより、モータ組付け時の占積率が増大する。占積率とは、回転電機の磁極間の、コイルを納めるスロットの断面積に対するコイルを形成する導線の断面積の総和の割合である。また本実施形態では、平角線の採用によっても占積率が増大している。この占積率の増大により、モータの高出力化が可能である。
【０１４３】
図１７に戻り、図１７（ｃ）は、一つ目のコイルから２つ目のコイルへ移行するときの動作を示している。ここでは、以下に述べるように、駆動モータとロールアクチュエータとガイドアクチュエータが同期して動作する。
【０１４４】
被駆動歯車２１３の外周面にはガイド溝２２５が設けられている。モータの回転により、ローラ２１０の方を向く所定角度にガイド溝２２５が到達する。このときに、ロールアクチュエータにより供給ロール２１０が第２巻枠２１２側へと移動される。またガイドアクチュエータ２２９（図１６には示さず）が、素線を第２巻枠２１２へ向けて付勢する。素線は、アクチュエータ２２９のアームに押され、ガイド溝２２５を通り抜ける。溝の傾斜を考慮し、溝の両端の周方向の距離ｄ（図１７（ｄ）参照）と対応する角度だけ歯車２１３が回転する間に素線がガイド溝２２５を通り抜けるように、アクチュエータが制御される。
【０１４５】
次に、図１７（ｄ）に示すように、第２巻枠２１２に素線が巻き付けられ、２つ目のコイルが形成される。このときの巻付け動作は、１つ目のコイル巻付けと同様である。所定ターン数の巻き付けにより、所定の列数および層数をもつ整列コイルが形成される。第２のコイルが出来上がると、切断装置２３０（図１６では示さず）により、素線が所定の位置で切断される。
【０１４６】
次に、図１８に示すように、ガイド溝２２５が下側に位置する状態で、被駆動歯車２１３が停止する。そして、第１巻枠２１１および第２巻枠２１２が、それぞれ、第１巻枠アクチュエータ２２１および第２巻枠アクチュエータ２２２によって、被駆動歯車２１３から離され、所定の待機位置に運ばれる。これにより、完成した２つのコイル２３１、２３２は、接続区間２３３の素線を介して繋がったまま、自重により下方へ落下し、取り出される。
【０１４７】
この後、再び両巻枠２１１、２１２が歯車２１３に密着される。図１７（ａ）に戻り、次のコイルの巻付けが開始される。
【０１４８】
以上、巻線機全体の構成と動作を説明した。
【０１４９】
なお、本実施形態では、図１６に示したように、２つの巻枠２１１、２１２は被駆動用歯車２１３から脱着された。これに対し、一方または両方の巻枠が歯車２１３の側面に一体的に設けられ、あるいは常に取り付けられていてもよい。この場合は、フランジ部分のみが脱着される。その他、巻枠を適当に分割する構成が採用されてもよい。
【０１５０】
また本実施形態では、３つの駆動歯車が設けられた。これに対し、一部の歯車が削除され、あるいはアイドラーとして機能してもよい。ただし、この場合でも駆動歯車がガイド溝を越えるために必要な機能は確保されるように構成する。
【０１５１】
また、図１７（ｃ）のガイドアクチュエータ２２９を設けないでもよい。モータの回転と供給ロールの軸方向移動の同期によって、素線がガイド溝に導かれる。
【０１５２】
「導線クランプ装置」
次に、本実施形態における導線クランプ装置について説明する。
【０１５３】
図１９を参照すると、巻枠２１１（コイル巻芯金）は、図１６に示した第１巻枠に相当する。フランジ部２１１ｂに設けられた切欠きは、適宜、素線整列用の爪との干渉防止などのために用いられる。
【０１５４】
フランジ部２１１ｂには、適当な曲面（略半円でもよい）を周囲にもつクランプ屈曲台部２４１がボルト等を用いて固定され、一体化されている。押付け面２４３は、クランプ屈曲台部２４１の外周円筒面であり、押し付けられた素線に適当な屈曲形状（本実施形態の場合は湾曲）を与える。
【０１５５】
クランプ屈曲台部２４１の周りを囲むように、三日月形状を有するクランプ屈曲用のアーム２４５が設けられている。アーム２４５は、その一端の支点２４７（回動軸）にてフランジ部２１１ｂに取り付けられている。アーム２４５は、支点２４７を中心に、巻枠回転方向に回動可能に設けられている。
【０１５６】
なお、本実施形態でも、クランプ関連の構成において、巻枠回転方向とは、巻枠回転軸の周りを回る方向を意味しており、巻枠の実際の回転と一致する方向と、反対方向とのどちらでもよい。巻枠回転方向は、巻枠回転軸に対して角度（垂直でなくてもよい）をなす面（平面でなくてもよい）内で、巻枠回転軸を取り巻くような線に沿って移動する方向であればよく、巻枠回転方向は、巻枠回転軸を中心とする円を描く必要はない。したがって図１９に示すようなアームの動作も、巻枠回転方向の回転に含まれる。
【０１５７】
図１９に戻り、アーム２４５の支点２４７には、クランプ部材としてのクランプピン２４９が回動可能に設けられている。クランプピン２４９はアーム２４５に取り付けられ、共に回動する。クランプピン２４９は、支点２４７に対して偏芯して設けられている。
【０１５８】
アーム２４５がクランプ屈曲台部２４１に向けて移動すると（矢印Ｘ）、クランプピン２４９が素線に接してこれを固定する。逆にアーム２４５がクランプ屈曲台部２４１から離れる方向に移動すると（矢印Ｙ）、クランプピン２４９が素線から離れ、クランプが開放される。すなわち前者の矢印Ｘの方向がクランプ締付け方向であり、後者の矢印Ｙの方向がクランプ開放方向である。
【０１５９】
また、アーム２４５における支点２４７と反対側の端には、屈曲部材としての素線折曲げピン２５１が取り付けられている。素線折曲げピン２５１は、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに回動するときに、素線をクランプ屈曲台部２４１に押し付けて屈曲させる。
【０１６０】
上記のアーム２４５および素線折曲げピン２５１により本発明の屈曲用回動部材が構成され、この屈曲用回動部材にクランプピン２４９が備えられ、これらは一体になって回動する。図１９に示されるように、本実施形態では、巻枠２１１における巻付け部２１１ａが直方体である。巻付け部２１１ａの一つの面に沿って素線が進むと、素線の先が、クランプピン２４９に到達するように、クランプピン２４９が配置されている。クランプピン２４９は、クランプ屈曲台部２４１の押付け面２４３における最初の部分と対向している。
【０１６１】
さらに、素線折曲げピン２５１は、クランプピン２４９の先（巻枠２１１から遠い位置）に配置されている。したがって素線折曲げピン２５１は、アーム回動に伴い、素線のクランプ部位より先の部分に作用して、折り曲げる。本実施形態では、巻枠回転方向への屈曲の一形態として、素線が約１８０度折り返される。屈曲部分は、押付け面に沿ったカーブを描く。
【０１６２】
次に、アーム２４５を回動するための構成、すなわちクランプ開閉用の構成について説明する。
【０１６３】
アーム２４５の先端には、クランプ用の弾性部材の一形態であるクランプばね２５３の一端が取り付けられている。クランプばね２５３の他端は、巻枠２１１のフランジ部２１１ｂに取り付けられている。クランプばね２５３の両端のフックがそれぞればねポスト２５３ａ、２５３ｂに引っかけられている。
【０１６４】
クランプばね２５３は、アーム２４５を巻枠締付け方向に付勢している。図１９のクランプ状態においてもアーム２４５に十分な強さの付勢力が作用するように、クランプばね２５３の配置および構成（サイズ、ばね定数等）が設定されている。本実施形態では、弦巻ばねを採用することにより、コンパクトな構成が実現されている。
【０１６５】
一方、アーム２４５の中央部には、アーム動作用ピン２５５が取り付けられている。アーム動作用ピン２５５の上方には、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７（本発明のクランプ用のアクチュエータの一形態）が設けられている。クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７は、押下げ部材である押下げ板２５９を直線的に往復動させる。
【０１６６】
押下げ板２５９が、クランプばね２５３の付勢力に対向して、アーム動作用ピン２５５を押し下げると、アーム２４５がクランプ開放方向に移動する。押下げ板２５９が上昇すると、アーム動作用ピン２５５とともにアーム２４５がクランプ締付け方向に回動する。このとき、クランプばね２５３の付勢力が働いているので、アーム動作用ピン２５５が押下げ板２５９に追従し、なめらかな動作が得られる。
【０１６７】
また、押下げ板２５９の往復動にともなって、アーム動作用ピン２５５は、押下げ板２５９上を往復動作方向と垂直方向に、すなわち板面上を横方向に移動する。したがって、往復動タイプの簡単なアクチュエータによりアーム２４５を回動可能である。
【０１６８】
さらに、図１９に示すように、巻線機にはガイド用シリンダ２６１が設けられている。ガイド用シリンダ２６１はガイド爪２６３を上下に往復させる。またガイド用シリンダ２６１自体が、スライド機構２６５によって巻枠回転軸方向（矢印Ｚ）に移動する。この上下動と、回転軸方向の移動とによって、ガイド爪２６３は、素線を適当な方向に案内する。
【０１６９】
以上に本実施形態のクランプ装置の構成を説明した。なお、上記のクランプ・アンクランプ用シリンダ２５７およびガイド用シリンダ２６１の動作は、他の構成と同様に、図１６の制御部２２８により制御される。
【０１７０】
次に、図２０〜図２２を参照し、このクランプ装置によるクランプ動作について説明する。
【０１７１】
まず、図２０に示すように、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が押下げ板２５９を下降させ、アーム動作用ピン２５５を押し下げる。アーム２４５がクランプばね２５３に逆らいながら回転する。アーム２４５が約９０度回転するまで、アーム動作用ピン２５５が押し下げられる。これにより、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間に、素線の厚さ以上の隙間が空く。また同時に、ガイド用シリンダ２６１はガイド爪２６３を下降させる。
【０１７２】
次に、図２１に示すように、素線供給ロールから巻枠２１１に向けて素線が送り出される。素線の先端は、巻付け部２１１ａの一つの面に沿って進み、さらに延びてクランプピン２４９を通り過ぎ、さらに素線折曲げピン２５１を通り過ぎる。素線を折り曲げなくとも、図２１の状態を矢印Ｚ（巻枠回転軸方向）から見たときには、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間を素線が通り、かつ、素線折曲げピン２５１の上またはそれより高い所を素線が通るように、各構成が配置されている。
【０１７３】
巻枠端部から素線の先端までの長さが所定の余裕長さに達するまで、ロールから素線が送り出される。所定の余裕長さは、素線の先端部分が接続部として適切に機能できるように設定されている。すなわち、コイルが完成後に取り付けられるモータでの接続構造に適した長さに設定されている。
【０１７４】
素線が適当な長さだけ送り出されると、スライド機構２６５が動作して、ガイド爪２６３が素線を巻枠回転軸方向Ｚにガイドする。これにより、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の隙間へと素線が入り込む。また素線折曲げピン２５１の上方に素線が位置する。
【０１７５】
次に、図２２に示すように、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が押下げ板２５９を上昇させる。クランプばね２５３はばね力でアーム２４５を引っ張る。アーム２４５はクランプ締付け方向Ｘに回動し、素線折曲げピン２５１が素線に当接し、素線を上方に曲げる。素線は押付け面２４３のカーブに沿って約１８０度折り曲げ返される。
【０１７６】
素線の折り曲げと同時にクランプピン２４９により素線が以下のようにクランプされる。クランプピン２４９もアーム２４５とともに元の位置に戻ろうと回動する。クランプピン２４９は支点２４７に対して偏心している。したがって、アーム２４５が回動すると、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間の隙間が狭くなり、この隙間で素線が巻枠２１１に対してロックされる。
【０１７７】
クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７は押下げ板２５９を元の待機位置に戻す。またガイド用シリンダ２６１およびスライド機構２６５も、ガイド爪２６３を元の待機位置に戻す。これによりクランプが完了する。
【０１７８】
クランプが完了すると、前述したように、巻枠２１１が回転され、コイルの巻付けが開始される。巻付け工程では、素線に対して大きな張力が作用する。本実施形態では、クランプピン２４９が支点２４７に対して偏心して設けられている。したがって、素線にかかる張力が大きくなるほど、素線のクランプ力も大きくなり、素線が抜けにくくなる。
【０１７９】
コイル巻付け工程が終わると、完成したコイルが巻枠２１１から取り外される。このときは、再度、クランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が押下げ板２５９を下降させる。押下げ板２５９によりアーム動作用ピン２５５が押し下げられ、アーム２４５がクランプ開放方向Ｙに回動する。クランプピン２４９と押付け面２４３の間の隙間が広がり、クランプ状態が解除される。そして、完成したコイルが取り出される。
【０１８０】
本実施形態では上述したように２連続巻コイルが形成される。完成したコイルは、素線先端に十分な長さの接続部を有している。この接続部は、コイルをステータコアに挿入したとき、動力線の結線に用いられ、あるいは中性点の結線に用いられる。
【０１８１】
以上に本実施形態の好適な巻線機のクランプ装置について説明した。次に、本実施形態の各種の利点を説明する。
【０１８２】
本実施形態では、導線先端部が巻枠回転方向に屈曲した状態でクランプされる。したがって、導線先端の接続部を長く設定したとしても、巻枠回転の際に妨げとならないように導線先端部を配置でき、これにより接続部の延長が可能となる。
【０１８３】
特に、本実施形態では、アーム２４５、クランプピン２４９、素線折曲げピン２５１等が素線の固定手段および屈曲手段を構成する。そして、クランプピン２４９よりも素線の先端側で、素線折曲げピン２５１が素線を折り曲げる。このように、本実施形態では、固定手段と屈曲手段が一体化されており、固定手段が導線のクランプ部位を固定するとき、屈曲手段がクランプ部位よりも先端側の部分に作用して導線を屈曲させる。
【０１８４】
したがって本実施形態によれば、固定手段と屈曲手段が一体化されているので、クランプと屈曲を一つの動作で行える。さらに、屈曲手段がクランプ部位より先端側の部分に作用して導線を屈曲させるので、導線先端の比較的長い部分を巻枠回転の妨げとならないように配置でき、したがって、導線先端部の接続部をかなり長く設定可能である。
【０１８５】
具体例としては、前出の図１４および図１５の実施形態では、屈曲により素線が約９０度しか折り曲げられていない。これに対し、本実施形態の例では、素線が約１８０度折り曲げられている。クランプ部位から先の部分にて、素線折曲げピン２５１と押付け面２４３を用いて素線が屈曲されている。素線は曲線を描いており、無理な変形はない。折り返された素線は、巻枠２１１のフランジ部２１１ｂに沿って進んでいる。巻枠２１１から外向きに飛び出さないように素線が配置されている。以上より、素線先端の接続部を比較的長くとることが可能となっている。
【０１８６】
また本実施形態では、素線折曲げピン２５１とアーム２４５により屈曲用回動部材が構成される。素線折曲げピン２５１は屈曲部材として、巻枠回転方向に回転して導線に当接し、これを屈曲させる。屈曲部材が回動しながら導線を所望の形状へと導いていくので、導線の屈曲角度を大きくでき、これにより接続部を長くとれる。
【０１８７】
また本実施形態では、クランプピン２４９がアーム２４５に備えられている。すなわち、クランプ部材が屈曲用回動部材とともに回動する。したがってクランプと屈曲を同時に行える。一つの回動部材にクランプ機能と屈曲機能をもたせることができ、構成が簡単であるという利点が得られる。
【０１８８】
また本実施形態では、クランプピン２４９が支点２４７（回動軸）に対して偏心して設けられている。したがって、導線をクランプ部位から引き抜こうとする力が作用したときに、クランプ部材によるクランプ力が増幅されるので、確実なクランプが可能となる。
【０１８９】
ここで、本実施形態のクランプピン２４９は、偏心して取り付けられており、一種のカムとして機能している。クランプピン２４９の外周面は、円筒でなくてもよく、任意の適当なカム形状を採用できる。同様の機能が得られれば、偏心部材の形状は特に限定されないことはもちろんである。
【０１９０】
また本実施形態では、クランプ屈曲台部２４１の押付け面２４３に導線が押し付けられる。押付け面２４３は目標の屈曲形状を有している。この押付け面２４３に沿って導線が屈曲するので、導線を所望の形状に屈曲させることができる。したがって接続部の長さのばらつきを減らし、安定させることができる。
【０１９１】
また本実施形態では、クランプ開放状態にあるときに、導線を巻枠回転方向に変形せずとも、巻枠２１１に向けて導かれた導線が、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１との間を通過するように、各構成が配置されている。したがって、導線を容易にクランプ位置へとセットできる。図１６の例では、往復動タイプのガイド用シリンダ２６１を用いて導線を巻枠回転軸方向Ｚ方向に押すだけで、導線がクランプ位置へ導かれる。
【０１９２】
また変形例としては、巻枠２１１に対する素線の送り出し方向に適当な角度をもたせることにより、直接クランプ屈曲台部２４１とクランプピン２４９の間へと素線を挿入することも好適である。これにより、ガイド用シリンダ２６１や、そのスライド機構２６５を廃止することが可能となる。すなわち、接続部としての余裕長さを確保しつつ素線をクランプできる本発明の機構を、シリンダ１本のみの簡単な構成にて成立させることができる。
【０１９３】
また本実施形態では、アーム２４５をクランプ締付け方向に付勢する弾性部材としてのクランプばね２５３と、反対のクランプ開放方向に回動させるクランプ用アクチュエータとしてのクランプ・アンクランプ用シリンダ２５７が設けられる。弾性部材とアクチュエータで両方向への力を与える簡単な構成により、クランプ屈曲用回動部材の動きを制御することができる。上述の実施形態と同様に、巻枠回転中はアクチュエータが機能しなくてもよいので、アクチュエータを回転部に搭載しなくてよい。したがって、装置の複雑化を回避できるなどの利点が得られる。
【０１９４】
また上記の実施形態の応用例の一つとして、クランプピン２４９の偏心量を変更可能に構成することが好適である。偏心量の異なる複数種類のピンを用意し、取り替えてもよい。これにより、断面形状およびそのサイズが異なる複数種類の素線をクランプできる。クランプピン２４９に限らず、任意の偏心部材を適用した場合にも同様である。この構成は、下記の実施形態にも適用できる。
【０１９５】
＜実施形態３．＞
次に、本発明の好適な第３の実施形態について説明する。
【０１９６】
図２３は本実施形態の巻線機の全体構成を示している。本実施形態でも、上記の実施形態と同様の巻線機に本発明が適用される。そして、本実施形態のクランプ装置は、巻枠のフランジ部に設けられている。
【０１９７】
図２４は、本実施形態のクランプ装置を示している。図２４において、図１６のクランプ装置と同様の構成には同一符号を付してあり、これらの構成についての説明は省略する。以下、図１６と図２４の装置の相違点を中心にして、本実施形態のクランプ装置を説明する。
【０１９８】
図２４においては、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を往復移動させる。往復動ブロック２７３は押下げ部２７５および引上げ部２７７を有する。
【０１９９】
押下げ部２７５は、図１６の押下げ板に相当し、アーム２４５のアーム動作用ローラ２７９を押し下げる。なお、本実施形態では、アーム動作用ピンの代わりにローラが設けられ、これにより摩擦抵抗を低減でき、アームの動作を滑らかにできる（この構成はもちろん図１６の装置にも適用できる）。
【０２００】
一方、引上げ部２７７は、押下げ部２７５の下面から突出している。引上げ部２７７は、アーム動作用ローラ２７９の下方に回り込めるように折れ曲がっている。すなわち、引上げ部２７７と押下げ部２７５の間には、ローラ２７９を配置するための隙間が設定されている。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を引き込む方向に動作するとき、引上げ部２７７によりアーム動作用ローラ２７９が引き上げられ、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに回動する。
【０２０１】
このように、本実施形態では、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が、アーム２４５を両方向に回動可能に構成されている。
【０２０２】
次に、図２５を参照し、アーム２４５およびクランプばね２８１の配置と構成を説明する。図面を分かりやすくするため、クランプばね２８１はその外形のみを想像線で簡略的に示す。
【０２０３】
図２５には、本実施形態においてアーム２４５がとる３つの回動位置が示されている。すなわち、クランプ締付け状態位置Ａ、開閉境界位置Ｂおよびクランプ開放状態位置Ｃである。
【０２０４】
巻線機が図２４の状態にあって素線がクランプされているとき、アーム２４５はクランプ締付け状態位置Ａにある。また素線のクランプ動作を開始する前もアーム２４５は位置Ａにある（詳細には、素線の有無に応じた分だけアーム位置が異なる）。
【０２０５】
開閉境界位置Ｂは、アーム２４５がクランプ締付け状態位置Ａからある程度クランプ開放方向Ｙに回動したところに設定されている。開閉境界位置Ｂでは、ばね両端とアーム回動軸が一直線に並ぶ。すなわち、ばね両端を結ぶ線上にアーム回動軸が位置する。図２４では、巻枠側ばねポスト２８５、アーム２４５の支点２４７およびアーム側ばねポスト２８３が一直線に並ぶ。このとき、巻枠側ばねポスト２８５がアーム側ばねポスト２８３から最も遠ざかり、したがってクランプばね２８１の長さが最大になり（伸び量が最大）、ばね引張り力も最大になる。
【０２０６】
ここでクランプ締付け状態位置Ａから開閉境界位置Ｂまでの領域を締付け側回動領域とする。また開閉境界位置Ｂを超えた領域を開放側回動領域とする。締付け側回動領域ではクランプ締付け方向Ｘに、そして開放側回動領域ではクランプ開放方向Ｙにアーム２４５が付勢される。開閉境界位置Ｂからアーム２４５が遠ざかるほど、クランプばね２８１の長さが短くなり、ばね引張り力も小さくなる。
【０２０７】
クランプ開放状態位置Ｃは、素線をクランプ位置へ導くときのアーム位置である。位置Ｃは開放側回動領域内に設定されているので、アーム２４５はクランプ開放方向Ｙに付勢されている。アーム２４５が位置Ｃに保持されるように、巻枠側に設けられた図示しないストッパ部がアーム２４５をクランプ締付け方向Ｘに支えている。
【０２０８】
次に、本実施形態のクランプ装置の動作を説明する。
【０２０９】
図２６を参照すると、クランプ開始前、アーム２４５はクランプ締付け状態位置（図２５参照）にある。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を下降させると、押下げ部２７５がアーム動作用ローラ２７９を押し下げる。アーム２４５はクランプばね２８１に逆らいながら回転する。アーム２４５の回動に伴い、アーム動作用ローラ２７９は押下げ部２７５の下面を横方向に転がる。同時にガイド用シリンダ２６１はガイド爪２６３を下降させる。
【０２１０】
アーム２４５が回るほどクランプばね２８１が長くなり、ばね引張り力が増す。巻枠側ばねポスト２８５、支点２４７およびアーム側ばねポスト２８３が一直線に並ぶとき、すなわちアーム２４５が開閉境界位置（図２５参照）に到達したとき、クランプばね２８１の長さが最大になり、ばね引張り力も最大になる。
【０２１１】
図２７に示すように、アーム２４５は、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１により、開閉境界位置を越えて回動される。開閉境界位置から先では、クランプばね２８１はアーム２４５をクランプ開放方向Ｙに付勢する。アーム２４５はクランプ開放状態位置へと移動し、巻枠側のストッパ部（図示せず）に当接する。図２７ではまだアーム動作用ローラ２７９が往復動ブロック２７３の押下げ部２７５に接しているように見えるが、この直後にローラ２７９は押下げ部２７５から離れて引上げ部２７７に当接する。そしてローラ２７９は引上げ部２７７により下側から支持される。
【０２１２】
上述のように、図２７の直後に押下げ部２７５から引上げ部２７７へアーム動作用ローラ２７９が受け渡される。したがって、アーム動作用ローラ２７９が横方向に最大限に移動しても押下げ部２７５から転がり落ちないように、押下げ部２７５の形状が適切に設定されている。
【０２１３】
図２８および図２９では、アーム２４５がクランプ開放状態位置（図２５参照）まで回動され、保持されている。このとき、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の間には、素線を挿入可能な隙間が空いている。アーム２４５はばね引張り力によりクランプ開放方向Ｙに付勢され、かつ、巻枠側のストッパ部により支持されて静止している。図ではさらにクランプ・アンクランプ用シリンダ２７１がストッパ手段または保持手段として機能している。このように本実施形態では、クランプばね２８１により、クランプ締付け力だけでなく、クランプを開放するための力も得られている。
【０２１４】
そして、図２８および図２９に示すように、素線供給ロールから素線が送り出され、クランプ位置へと導かれる。ガイド用シリンダ２６１およびスライド機構２６５が動作して、ガイド爪２６３に素線を案内させる。この部分の動作は、上述の実施形態における図２１の動作と同様である。なお、ここでも上述の実施形態と同様、素線供給角度を調整することにより、ガイド用シリンダ２６１およびスライド機構２６５を廃止してもよい。
【０２１５】
次に、図３０に移り、クランプ締め付け動作に移行する。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を上昇させると、引上げ部２７７がアーム動作用ローラ２７９を引き上げる。これにより、クランプばね２８１のばね力に逆らって、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに移動する。
【０２１６】
両ばね端（ばねポスト）とアーム支点が一直線に並ぶ開閉境界位置を越えると、ばね力による付勢方向が反転し、アーム２４５はクランプ締付け方向Ｘに回ろうとする。今度は、往復動ブロック２７３の押下げ部２７５が有効に働き、アーム２４５が急激に跳ね戻ってしまうのを防ぐ。押下げ部２７５の上昇にアーム動作用ローラ２７９が追従し、アーム２４５はスムーズにクランプ状態へと進む。
【０２１７】
また図３０におけるアーム回動位置では、アーム動作用ローラ２７９が最も巻枠２１１から遠ざかる。この状態でもアーム動作用ローラ２７９が押下げ部２７５から転がり落ちないように、往復動ブロック２７３の形状が設定されている。
【０２１８】
また図３０に示すように、アーム２４５がクランプ締付け方向Ｘに回動するのにつれて、素線折曲げピン２５１が素線を上方に曲げる。最終的に素線は押付け面２４３のカーブに沿って約１８０度折り曲げ返される。同時に、偏心配置されたクランプピン２４９により素線がクランプされる。素線折曲げピン２５１およびクランプピン２４９の機能については、図１６の実施形態と同様である。
【０２１９】
図３１および図３２は、クランプ完了状態を示している。クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１およびガイド用シリンダ２６１は、待機位置に後退している。アクチュエータによる外力が加えられなくとも、クランプばね２８１の引っ張り力でクランプ状態が維持されている。クランプ完了後、上述の実施形態と同様に、巻枠２１１が回転され、コイルの巻付けが開始される。
【０２２０】
コイル巻付け工程が終わると、完成したコイルを巻枠２１１から取り外す工程に移る。図３３に示すように、再度、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が往復動ブロック２７３を下降させ、アーム２４５をクランプ開放状態位置（図２５参照）に移動させる。これにより、クランプピン２４９とクランプ屈曲台部２４１の隙間が開き、クランプが解除される。
【０２２１】
次に、前出の図２３に示すように、巻枠２１１全体がクランプ装置ごと巻枠回転軸方向に移動され、コイルから巻枠２１１が抜き取られる。
【０２２２】
このとき、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１は静止しており、巻枠回転軸方向にはスライド移動されない。したがって、巻枠２１１が移動すると、アーム２４５のアーム動作用ローラ２７９がクランプ・アンクランプ用シリンダ２７１の往復動ブロック２７３から外れる。
【０２２３】
ローラ２７９が往復動ブロック２７３から外れても、アーム２４５は回動しない。アーム２４５はクランプばね２８１の付勢力でクランプ開放方向Ｙに付勢されて、巻枠側の図示しないストッパー部に突き当たっているからである。
【０２２４】
このように、本実施形態では、クランプばね２８１のばね力の適切な作用により、コイル取外しの際にアーム２４５が開ききったまま、ロックされる。
【０２２５】
ここで仮に本実施形態のようなばね作用がなかったとすると、アーム２４５は、シリンダ２７１に拘束されなくなった瞬間に、クランプ締付け方向Ｘへと跳ね戻る。そしてクランプピン２４９と素線折曲げピン２５１の少なくとも一方がクランプ屈曲台部２４１に激突する。これにより異音が生じ、また装置の損傷を招く可能性があり、また装置の寿命が低下し得る。
【０２２６】
このような跳ね戻りを防ぐために、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１を巻枠２１１に追従してスライド移動させることも考えられる。しかしながら、スライド機構を設けることは、装置の複雑化やコスト増を招き、好ましくない。
【０２２７】
これに対し、本実施形態では、クランプばね２８１の適切な作用によって、アンクランプ時のロックが可能である。シリンダ移動機構など設けなくても、簡単な構成によりアーム跳戻りを回避できる。
【０２２８】
以上に本実施形態の好適な巻線機のクランプ装置について説明した。次に、本実施形態の各種の利点を説明する。
【０２２９】
本実施形態では、クランプばね２８１が、本発明の開閉用弾性部材の一形態として設けられている。またアーム２４５が素線折曲げピン２５１とともに屈曲用回動部材を構成している。そしてクランプばね２８１は、締付け側回動領域ではアーム２４５をクランプ締付け方向Ｘに付勢するが、開閉境界位置Ｂを超えた開放側回動領域ではアーム２４５をクランプ開放方向Ｙに付勢する。
【０２３０】
これにより、外部から他の力を加えなくてもクランプ状態での締付けのための力が得られる。さらには同じ開閉用弾性部材の付勢力によって、アンクランプ状態を保持するための力が得られる。したがって、巻線機の構成を簡単にすることができる。また上述したように、クランプばね２８１の付勢力でアーム２４５がクランプ締付け方向Ｘ跳ね戻るといったような急激な動作を防止し、逆にばね付勢力を利用してアンクランプ状態のロックができる。
【０２３１】
なお、本実施形態では開閉用弾性部材は弦巻ばねであり、引っ張り状態で用いられた。そしてこれによりクランプ装置がコンパクトに構成された。しかし、その他の弾性部材が用いられてもよい。例えば、弦巻ばねを圧縮状態で用いることができる。また弦巻ばね以外のばね部材、例えば板ばねが用いられてもよい。さらにゴム等の他の種類の弾性部材が用いられてもよい（この点は、上述の実施形態２についても同様である）。
【０２３２】
また本実施形態では、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１が本発明のクランプ用アクチュエータとして設けられており、締付け側回動領域および開放側回動領域の双方において、クランプばね２８１の付勢方向と反対方向にアーム２４５を回転させる。このアクチュエータによりアーム２４５は滑らかに動く。また、回転部材たる巻枠にアクチュエータを搭載しなくてもすみ、上述の実施形態で説明した各種利点が得られる。
【０２３３】
さらに、上記構成のアクチュエータをクランプばね２８１（開閉用弾性部材）とともに適用したことで、以下に説明するように、アーム２４５（屈曲用回動部材）を広い回動範囲で回動させることが可能となっている。
【０２３４】
前述の図１６の実施形態では、アクチュエータがアームに対して一方向にのみ作用したので、開閉境界位置を超えた範囲ではアーム２４５の動きを制御できなかった。これに対し、本実施形態ではアクチュエータがアームを両方向に動かせるので、開閉境界位置を超えた範囲でもアーム２４５の動きを制御できる。したがって開閉境界位置（本実施形態ではクランプばね２８１両端とアーム支点が一直線に並ぶ位置）を超えた領域までアーム２４５を移動させて使用することが可能となっている。この拡大領域でのばね作用は、上述のようにコイル取り外しの際の適切なアーム動作に有効に利用され、これにより本発明の効果が好適に得られる。
【０２３５】
また本実施形態では、クランプ・アンクランプ用シリンダ２７１は、往復動部材としてのブロック２７３を有している。往復動ブロック２７３は、締付け側回動領域では一つの方向（延び方向）に移動してアーム２４５をクランプ開放方向に回転させる。また開放側回動領域では逆方向（引込み方向）に移動してアーム２４５をクランプ締付け方向に回転させる。具体的には、往復動ブロック２７３は、クランプ開放方向とクランプ締付け方向の両側から、それぞれ押下げ部２７５および往復動部材２７３によってアーム２４５を回動させる。このような構成を採用したので、往復動タイプの簡単な構成のアクチュエータ、例えば本実施形態の圧力シリンダを用いることが可能となっている。
【０２３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、導線の先端の接続部を長くとれ、導線を確実にクランプでき、クランプを自動的に行え、その他の上述した各種効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の巻線機を示す斜視図である。
【図２】図１の巻線機の正面図である。
【図３】図１の巻線機の平面図である。
【図４】図１の巻線機の機構を示す図である。
【図５】図１の巻線機に導線を供給するノズルを示す模式図である。
【図６】図１の巻線機を用いて形成されるコイルの例を示す図である。
【図７】図６のコイルの第１層の巻付け過程を示す図である。
【図８】コイルの巻付け過程でガイド爪が導線を挟み込むときの動作を示す図である。
【図９】ガイド爪を使用しない場合の巻付け過程を示す図である。
【図１０】第２層の巻付け過程を示す図である。
【図１１】第３層の巻付け過程を示す図である。
【図１２】第３層の巻付け過程の変形例を示す図である。
【図１３】完成したコイルを巻枠から取り外す過程を示す図である。
【図１４】導線の先端を巻枠に自動的にクランプする装置を示す図である。
【図１５】図１４のクランプ装置の動作を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態２の巻線機の全体構成を示す図である。
【図１７】図１６の巻線機の動作を示す図である。
【図１８】図１６の巻線機のコイル取出し方法を示す図である。
【図１９】図１６の巻線機に設けられる実施形態２のクランプ装置を示す図である。
【図２０】図１９のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第１の図である。
【図２１】図１９のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第２の図である。
【図２２】図１９のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第３の図である。
【図２３】本発明の実施形態３の巻線機の全体構成を示す図である。
【図２４】図２３の巻線機に設けられる実施形態３のクランプ装置を示す図である。
【図２５】図２４のクランプ装置におけるアームとクランプばねの配置と構成を示す図である。
【図２６】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第１の図である。
【図２７】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第２の図である。
【図２８】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第３の図である。
【図２９】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第４の図である。
【図３０】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第５の図である。
【図３１】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第６の図である。
【図３２】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第７の図である。
【図３３】図２４のクランプ装置による素線クランプ工程を示す第８の図である。
【符号の説明】
１巻枠、３回転軸、５モータ、１００巻付け部、１０２，１０４巻枠フランジ、１０６逃げ部、１０８誘導溝、１１０クランプ爪、１１２クランプばね、１１６解除ロッド、１２０クランプ解除アクチュエータ、１２２プッシュアーム、１２４導入アクチュエータ、１２６導入アーム、
２１１巻枠、２１１ａ巻付け部、２１１ｂフランジ部、２４１クランプ屈曲台部、２４３押付け面、２４５アーム、２４７支点、２４９クランプピン、２５１素線折曲げピン、２５３，２８１クランプばね、２５５アーム動作用ピン、２５７，２７１クランプ・アンクランプ用シリンダ、２５９押下げ板、２６１ガイド用シリンダ、２７３往復動ブロック、２７５押下げ部、２７７引上げ部、２７９アーム動作用ローラ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding machine that forms a coil by winding a conducting wire around a rotating bobbin, and particularly to a preferable configuration of a portion that clamps a leading end portion of the conducting wire to the bobbin.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a rotating electric machine such as a motor or a generator, the number of windings of a coil is increased in order to increase output. However, simply increasing the number of windings causes an increase in the size of the rotating electric machine. Therefore, the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the conductors forming the coil to the cross-sectional area of the slot accommodating the coil between the magnetic poles of the rotating electric machine (hereinafter referred to as space factor) is increased. To increase the space factor, that is, to arrange conductors without gaps, has been developed a coil forming method and a coil forming apparatus for aligning and winding conductors. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-183152 discloses such an apparatus.
[0003]
Further, in order to improve the space factor, it is effective to use a rectangular conductor. A rectangular conductor is a conductor having a square cross-sectional area. By using a rectangular conductor, a gap between the conductors can be further reduced as compared with using a conductor having a circular cross section.
[0004]
In such coil forming, the conductors are wound around a magnetic pole of a rotating electric machine or a winding frame (core metal) having a shape corresponding to the conductors one line at a time without leaving a gap with an adjacent conductor, and when the entire length of the coil is finished. , And the layers above it are similarly wound to form a predetermined number of layers.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described coil forming, first, the leading end of the conductive wire is fixed to the bobbin. A clamp structure for fixing a conductive wire is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-320883.
[0006]
Here, at the time of clamping, it is preferable to fix the conducting wire so that a portion of an appropriate length (a margin length) from the leading end of the conducting wire is not wound around the winding frame. The part that is not wound around the winding frame functions as a connection part, and is used for connection between coils or between a coil and a power supply, for example. Therefore, the connection portion needs to have an appropriate length according to the connection form of the coil. However, in the conventional structure as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-320881, the connection portion may not be sufficiently long.
[0007]
Further, in the clamp structure, it is necessary to securely fix the leading end of the conductive wire to the bobbin. This is because a large tension acts on the conductor when the bobbin is rotated to wind the conductor. In particular, it is necessary to apply a large tension to the conductor in order to align the relatively rigid conductor with the winding frame without any gap. In view of such a large tension, it is desired to clamp the conductor to the bobbin as securely as possible. For example, Japanese Patent Application No. 11-62690 filed by the present applicant discloses a device for clamping a conductor to a bobbin using a wedge effect, and this technique can reliably clamp the conductor. However, it would be desirable to provide other suitable wire clamp structures.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and one of the objects thereof is to provide a winding machine having a clamp structure capable of obtaining a sufficiently long connection portion at a leading end of a conductive wire.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a winding machine capable of securely clamping the leading end of a conductive wire to a bobbin.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a winding machine that can automatically clamp a conductor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention relates to a winding machine for forming a coil by winding a conductive wire around a rotating bobbin, the device having a clamp device for fixing a conductive wire, and the clamp device is provided near a tip of the conductive wire. Fixing means for fixing the predetermined clamp portion to the bobbin, and bending means for bending a lead wire portion on the distal end side from the clamp portion in the bobbin rotation direction are included. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the front-end | tip part of a conducting wire is fixed to a reel in the state bent in the reel rotation direction. Therefore, even if the connecting portion at the leading end of the wire is set to be long, the leading end portion of the conducting wire can be arranged so as not to hinder the rotation of the bobbin, whereby the connecting portion can be extended.
[0012]
Note that, in the present invention, the bobbin rotation direction as a direction in which the conductor is bent means a direction around the bobbin rotation axis, and a direction coinciding with the actual rotation of the bobbin, and an opposite direction. Either may be used.
[0013]
In a preferred aspect of the present invention, the fixing means and the bending means are integrated to fix and bend the same portion on the conductor. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the front-end | tip part of a conducting wire is fixed to a bobbin in the state bent in the bobbin rotation direction, a conducting wire is reliably fixed to a bobbin, and a conducting wire detaches even if a large tension acts on a conducting wire. Can be avoided.
[0014]
Preferably, the clamp position for fixing the distal end portion is set at a position offset from the conducting wire winding surface of the winding frame in the direction of the rotation axis of the winding frame. Accordingly, interference between the leading end portion of the conductor and the subsequent conductor portion, that is, interference with the conductor portion wound around the conductor winding surface is avoided, so that the winding operation is performed smoothly.
[0015]
Further preferably, the winding machine includes a conductor guiding means for leading a leading end of the conductor to the clamp position. According to this aspect, the leading end of the conductor is automatically guided to the clamp position by the conductor guiding means, and is fixed at the clamp position. Therefore, manual work for clamping the conductor to the bobbin can be reduced.
[0016]
Also preferably, the reel has a reel flange at an end of a wire winding surface, the clamp position is provided on the reel flange, and the conductor guiding means is provided on the reel flange, Including a guide groove leading to the clamping position, the conductor supplied to the bobbin reaches the clamp position through the guide groove. According to this aspect, automatic clamping is realized by a simple configuration in which a groove is provided in the flange portion.
[0017]
Also preferably, the clamp has a clamp member that moves relative to the reel in a reel rotation direction and presses a conductive wire against the reel. The clamp member is driven by an actuator in a clamp opening direction, and has an elastic member. Urged in the tightening direction. As the elastic member, for example, a spring is preferable.
[0018]
According to this aspect, the conductive wire is clamped by the elastic force of the elastic member, and the clamp is opened by the actuator. That is, during rotation of the bobbin, the conductor is clamped by the function of the elastic member. When the bobbin is stopped, the actuator functions to release the clamp. Since the actuator does not need to function during the rotation of the bobbin, the actuator does not have to rotate with the bobbin. Since the actuator does not need to be mounted on the rotating unit, the device can be prevented from becoming complicated. Further, the weight of the rotating section can be reduced, and the load on the winding frame rotating motor can be reduced.
[0019]
In another preferred aspect of the present invention, the fixing means and the bending means are integrated, and when the fixing means fixes the clamped portion of the conducting wire, the bending means is more distal than the clamped portion. Acts on the side part to bend the conductor. According to the present invention, since the fixing means and the bending means are integrated, clamping and bending can be performed by one operation. Furthermore, since the bending means acts on the portion on the tip side of the clamp portion to bend the wire, a longer portion of the wire tip can be disposed so as not to hinder the rotation of the bobbin. It can be set longer.
[0020]
Preferably, the bending means includes a bending rotation member that rotates in the bobbin rotation direction to contact and bend with the conductive wire. According to the present invention, the conducting wire is guided into a desired shape while the bending rotating member rotates, so that the conducting wire can be largely bent, and thereby the connection portion can be lengthened.
[0021]
Preferably, there is further provided a clamp member which rotates together with the turning member for bending and abuts and fixes on the lead, and the clamp member clamps the lead at a position closer to a rotation axis than the turning member for bending. I do. In this aspect, the turning member for bending can be referred to as a turning member for bending with a clamping function, a turning member for clamp bending, or the like.
[0022]
According to the present invention, the clamping and the bending can be performed simultaneously by the rotation of the bending rotation member. Since one rotating member has a clamping function and a bending function, the advantage that the configuration is simple is obtained.
[0023]
Preferably, the clamp member is provided eccentrically to a rotation axis of the bending rotation member. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the force which pulls out a conducting wire from a clamp site | part acts, the clamp force by a clamp member is amplified and a reliable clamp is attained. The clamping member is, for example, an eccentrically mounted pin, for example a cam.
[0024]
Preferably, a bending table member having a pressing surface against which a conducting wire is pressed by the clamp member and the bending rotation member when the bending rotation member rotates, the pressing surface corresponding to a predetermined bending shape. Is provided. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a conductive wire can be bent to a desired shape, and the dispersion | variation in the length of a connection part can be reduced and stabilized.
[0025]
Preferably, when the bending rotating member is in the clamp open state, the conductive wire guided toward the bobbin does not deform the conductive wire in the bobbin rotation direction, and the conductive wire guided toward the bobbin is formed between the clamp member and the bending base member. The clamp member and the bending base member are configured to pass between them. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a conducting wire can be suitably guided to a clamp apparatus using a simple guide means or without using special guide means.
[0026]
Preferably, an elastic member for urging the bending turning member in a clamp tightening direction and a clamp actuator for rotating the bending turning member in a clamp opening direction opposite to the clamp tightening direction are provided. . According to the present invention, the movement of the clamp bending turning member can be controlled by a simple configuration in which forces are applied in both directions by the elastic member and the actuator. Since the clamped state is obtained by the elastic member, the actuator does not have to function during the rotation of the bobbin. Therefore, it is not necessary to mount the actuator on the rotating section, and this can avoid complication of the device. Further, the weight of the rotating section can be reduced, and the load on the winding frame rotating motor can be reduced.
[0027]
In a preferred aspect of the present invention, the bending turning member is urged in a clamp tightening direction in a tightening-side turning area from a clamp tightening state position to a predetermined opening / closing boundary position, and moves beyond the opening / closing boundary position. In the open rotation area, an opening / closing elastic member that urges in a clamp opening direction opposite to the clamp tightening direction is provided.
[0028]
According to the present invention, the force for tightening in the clamped state can be obtained by the urging force of the opening / closing elastic member without applying any other external force. Further, a force for maintaining the unclamped state is obtained by the same urging force of the elastic member for opening and closing. Therefore, the configuration of the winding machine can be simplified. Further, it is possible to prevent a sudden movement of the rotating member, such as the spring member rebounding in the tightening direction due to the urging force of the elastic member.
[0029]
Preferably, the opening / closing elastic member has a maximum amount of elastic deformation when the bending rotation member is at the opening / closing boundary position, and as the bending rotation member moves away from the opening / closing boundary position on both sides. It is provided so that the amount of elastic deformation is reduced.
[0030]
Preferably, the opening / closing elastic member is a spring that urges the bending turning member by a tensile force, and the spring length is the longest when the bending turning member is at the opening / closing boundary position. Then, one end of a spring is attached to the bending turning member.
[0031]
Preferably, a clamp actuator for rotating the bending rotation member in a direction opposite to a biasing direction of the opening / closing elastic member is provided in both the tightening side rotation region and the opening side rotation region. By providing such an actuator, the turning member for bending can be moved smoothly. Further, it is not necessary to mount the actuator on the winding frame as the rotating member, and the above-described advantages can be obtained.
[0032]
Preferably, the clamp actuator has a reciprocating member, and the reciprocating member moves in one direction in the tightening-side rotation area to rotate the bending rotation member in a clamp opening direction, and the opening-side rotation In the movement region, the reciprocating member moves in the other direction to rotate the bending turning member in the clamp tightening direction. Preferably, the reciprocating member has a shape in which the reciprocating member comes into contact with the bending rotating member from both sides in the clamp opening direction and the clamp tightening direction. According to this aspect, the winding machine of the present invention can be realized using an actuator having a simple configuration that reciprocates, for example, a pressure cylinder.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0034]
<First embodiment. >
FIG. 1 is a perspective view of the winding machine of the present embodiment, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a plan view. Each drawing is partially shown in section and is simplified as appropriate for easy understanding of the invention. FIG. 4 shows the mechanism of the winding machine.
[0035]
First, the mechanism of the winding machine will be described with reference to FIG. Since the winding machine is symmetrical, only the right half will be described here. The rotating shaft 3 of the winding frame (core metal) 1 is rotatably supported by a device base (not shown). The rotating shaft 3 is rotated by a motor 5.
[0036]
Guide members 7 and 8 are provided near the winding frame 1 and on both sides of the rotating shaft 3. These guide members are in contact with the conductor wound around the winding frame 1 and define the winding position of the conductor to prevent the conductor from shifting.
[0037]
The guide members 7 and 8 are held by the guide holding link mechanism 9 of the present invention. The link mechanism is provided so as to rotate synchronously coaxially with the rotating shaft 3 as described below, and further, the link mechanism controls the movement of the link element in the rotating shaft direction in the radial direction of the winding frame of the guide member. It is set to convert to movement.
[0038]
The link mechanism 9 has a holding link 11, a driving link 13, and a conversion link 15. The holding link 11 has a first cylinder 11a provided to rotate synchronously coaxially with the bobbin rotation shaft 3, and a radiating portion 11b extending radially from the first cylinder 11a. In a specific configuration of the device, the radiating section has a disk shape. The radiating portion 11b holds guide members 7, 8 so as to be slidable in the winding frame radial direction.
[0039]
The drive link 13 is constituted by a second cylinder 13 a provided so as to rotate synchronously coaxially with the rotation shaft 3. The rotating shaft 3, the first cylinder 11a, and the second cylinder 13a are mutually restricted in the rotation direction, but are not restricted in the axial direction. Therefore, the rotating shaft 3, the holding link 11, and the driving link 13 relatively move in the axial direction.
[0040]
The conversion link 15 connects the radiating portion 11 b of the holding link 11 and the drive link 13. As illustrated, the conversion link 15 is provided obliquely with respect to the rotation shaft 3.
[0041]
Further, the guide member 8 is held by the holding link 11 via an arm 8a that can be extended and contracted in the direction of the reel rotation axis.
[0042]
Next, the operation of the link mechanism of FIG. 4 will be described. The first actuator 17 moves the holding link 11 in the rotation axis direction. The holding link 11 moves in the axial direction relatively to the rotating shaft 3, whereby the guide members 7, 8 move in the rotating shaft direction with respect to the bobbin 1.
[0043]
The second actuator 19 changes the length of the telescopic arm 8a. Thereby, the guide member 8 can move relative to the holding link 11 in the rotation axis direction, and can be located at a position different from the guide member 7 in the axial direction.
[0044]
Here, as shown in FIG. 4, the actuator 19 has a fork 19a sandwiching the arm 8a from both sides, and the arm 8a expands and contracts by moving the fork. The fork 19a slides on the arm 8a. The fork 19a is in contact with the arm 8a via a ball so that the frictional resistance of the sliding contact hardly occurs. With such a configuration, the actuator 19 can extend and contract the arm without rotating with the bobbin.
[0045]
The third actuator 21 moves the drive link 13 relative to the holding link 11 in the rotation axis direction. The movement of the drive link 13 is converted by the conversion link 15 into radial movement of the guide members 7, 8. That is, when the drive link 13 approaches the winding frame 1 from the state of FIG. Then, the guide members 7 and 8 are drawn to the rotating shaft 3. When the drive link 13 moves away from the winding frame 1, the guide members 7 and 8 move away from the rotating shaft 3. The same principle as the umbrella framework is applied.
[0046]
As described above, the guide members 7 and 8 can move in the rotation axis direction and the radial direction with respect to the winding frame 1 while rotating synchronously with the winding frame 1. The guide members 7, 8 move independently in the direction of the rotation axis and take the same position in the radial direction. Since the configuration of the winding machine is symmetrical, a total of four guide members are provided. That is, guide members are arranged on both sides in the radial direction and the rotation axis direction with respect to the bobbin, and move independently with respect to the bobbin 1.
[0047]
In the present embodiment, the actuators 17, 19, and 21 that move the link mechanism move the driven member only in the bobbin rotation axis direction. In this case, the actuators 17, 19, and 21 can perform necessary functions without rotating together with the bobbin 1. Therefore, each actuator is installed on a device base or the like so as not to rotate.
[0048]
The left and right drive links 13 are moved by one actuator 21. Further, the control unit 23 operates the reel rotating motor 5, the actuators 17, 19, and 21 and other actuators in cooperation with each other. The control unit 23 sends a control signal to each actuator based on a signal from a sensor provided in the winding machine.
[0049]
Next, a specific configuration of the winding machine will be described with reference to FIGS.
[0050]
A bobbin support 32 is installed at both ends of the device base 30, and the bobbin 1 and the rotating shaft 3 are supported by the support 32. A drive belt 36 is hung on pulleys 34 at both ends of the rotating shaft 3, and the drive belt 36 is also hung on a pulley 40 of a drive shaft 38 below the device base 30. The drive shaft 38 is belt-driven by the reel rotation motor 5, whereby the reel 1 is rotated.
[0051]
A guide table 42 is mounted on the device base 30. The guide table 42 is slidable along the rail 44 provided on the apparatus base 30 in the direction of the reel rotation axis. The left and right tables are independently driven by motors 46a and 46b, respectively. The motors 46a and 46b correspond to the first actuator 17 in FIG.
[0052]
A guide holder 48 is fixed to the guide table 42. The guide holder 48 supports a holding ring 50 provided coaxially with the rotating shaft 3. The holding ring 50 is constrained in a rotational direction with respect to the rotating shaft 3 via a driving cylinder 66 described later, and rotates synchronously with the rotating shaft 3. The holding ring 50 is axially restrained by the guide holding base 48. The holding ring 50 corresponds to the holding link shown in FIG.
[0053]
The holding ring 50 holds guide claw arms 54 and 56, and a guide claw is provided at a tip of the arms 54 and 56. This guide claw corresponds to the guide member in FIG. The guide claw arms 54 and 56 are attached to rails 58 of the retaining ring 50 and are slidable with respect to the retaining ring 50 in the radial direction.
[0054]
Further, one guide claw arm 56 is capable of extending and contracting in the axial direction, and corresponds to the telescopic arm in FIG. The distal end of the arm 56 is attached to the disk 60. The fork 19 a of the actuator 19 fixed to the table 42 sandwiches the disk 60. The fork 19a moves the disk 60 in the axial direction, whereby the arm 56 expands and contracts.
[0055]
The disk 60 is held by the holding ring 50 and rotates coaxially with the reel 1. The disk 60 is also attached to the holding ring 50 by an extendable arm 61. Further, a portion on the distal end side of the arm 56 is fixed to the disk 60 in the axial direction, but is provided movably in the radial direction.
[0056]
Further, a driving cylinder support 62 is mounted on the guide table 42. The support 62 is attached to a rail 64 on the table 42 and is slidable with respect to the table 42 in the direction of the reel rotation axis.
[0057]
The drive cylinder support 62 pivotally supports the drive cylinder 66. The drive cylinder 66 is provided coaxially with the rotation shaft 3. The drive cylinder 66 is constrained in the rotation direction with respect to the rotation shaft 3, and both rotate synchronously. The drive cylinder 66 corresponds to the drive link described with reference to FIG. The drive cylinder 66 is connected to the retaining ring 50 via the conversion link 15.
[0058]
As described above, the winding machine shown in FIGS. 2 and 3 includes the mechanism described with reference to FIG. Accordingly, the winding machine operates as described with reference to FIG. 4, and each guide claw can move in the radial direction and the axial direction with respect to the bobbin 1.
[0059]
Next, a configuration for moving the driving cylinder 66 on the table will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a motor 68 is fixed to one guide table 42 (the left table in the present embodiment). The motor 68 corresponds to the third actuator 21 described with reference to FIG.
[0060]
The motor 68 rotates a first shaft 70 provided in parallel with the bobbin rotation axis. The first shaft 70 meshes with the drive cylinder support 62 to form a ball screw mechanism 72. The support 62 has an inverted T-shape, and engages with the first shaft 70 at a leg portion extending in a direction perpendicular to the rotation axis.
[0061]
The first shaft 70 extends to the other guide table 42, that is, the right table. The first shaft 70 is supported by the bearing support 74 at the right table.
[0062]
A second shaft 76 is provided on the right table in parallel with the first shaft 70, and the second shaft 76 is supported by a bearing support 78. Similarly to the first shaft 70, the second shaft 76 is engaged with the driving cylindrical support to form a ball screw mechanism.
[0063]
A gear 80 attached to the first shaft 70 and a gear 82 attached to the second shaft 76 mesh with each other, and the two gears have the same number of teeth. A ball spline mechanism is provided between each shaft and the gear. Thus, shafts 70 and 76 can move axially relative to gears 80 and 82, respectively.
[0064]
When the motor 68 rotates the first shaft 70, the second shaft 76 rotates by the same amount via the gears. Then, the ball screw mechanism functions simultaneously on both the left and right tables, and the driving cylinder support 62 moves in the axial direction. As a result, the drive cylinder 66 moves in the axial direction with respect to the holding ring 50.
[0065]
Since the first shaft 70 and the second shaft 76 rotate the same amount in opposite directions, the drive cylinders on both sides move the same amount in opposite directions (in the same direction relative to the bobbin) on the device base. That is, both drive cylinders approach the bobbin at the same time or move away from the bobbin.
[0066]
As described above, the shafts 70 and 76 and the gears 80 and 82 are slidable. This sliding movement occurs when the table 42 moves with respect to the device base 30. By this slide, the meshing state of both gears is ensured even if the table 42 moves.
[0067]
Thus, in the present embodiment, the drive cylinders 66 on both sides are always simultaneously moved by the same amount by one actuator 68. Accordingly, the four guide claws can be simultaneously moved in the radial direction of the bobbin and positioned at the same distance from the rotation axis. Then, when each layer of the coil is wound, the four guide claws abut on the conductor of that layer, thereby guiding the winding position of the conductor. Since such an operation is performed by only one actuator, there is an advantage that the number of actuators can be reduced.
[0068]
Next, a configuration for supplying a conductive wire to the bobbin 1 will be described. Referring to the schematic diagram of FIG. 5, four guide claws BL, BR, FL, and FR are located near the winding frame 1. These guide claws correspond to the four guide claws described above. The conducting wire is supplied from a nozzle 85 installed near the bobbin 1. As shown, the nozzle 85 is constituted by two pairs of rollers arranged at right angles to each other, and the wire is supplied to the bobbin through the gap between these rollers.
[0069]
Here, the nozzle 85 is provided so as to be relatively movable with respect to the bobbin 1 by an actuator (not shown), and reciprocates in the bobbin rotation axis direction. This reciprocal movement changes the direction of supply of the conductors and allows the conductors to transition from one row to the next. That is, in the present embodiment, the nozzle 85 and the nozzle driving mechanism (not shown) function as a column switching driving unit that causes the conductor to perform column switching.
[0070]
Next, with reference to FIGS. 6 to 12, an operation of conducting wire winding by the winding machine of the present embodiment will be described. Here, a case where the trapezoidal coil shown in FIG. 6 is manufactured will be described. However, it goes without saying that coils of other shapes can be similarly formed. Further, in the present embodiment, as illustrated, the coil is formed using a rectangular wire that is a conductive wire having a square cross section.
[0071]
FIG. 7 shows the winding process of the first layer. (A) First, the leading end of the conductor is clamped to one of the flanges at both ends of the bobbin 1. At this time, the guide claws BL and BR are located at the flange, that is, at the end of the wire winding surface. The remaining guide claws FL and FR do not function when the first layer is wound, and are omitted from the drawing, but these guide claws FL and FR are retracted to a position where they do not interfere with the conductor.
[0072]
(B) Next, when the winding frame starts rotating, the conductive wire starts to wind. Immediately before the bobbin makes one rotation (when the bobbin rotates about 270 degrees), the guide claw BL moves in the direction of the rotational axis, abuts on the conductor wound around the bobbin in the rotational axis direction, and presses down the conductor. . At this time, the nozzle moves in the rotation axis direction. The moving direction is a direction from the first row to the second row.
[0073]
(C) is a state where the winding frame 1 has just made one rotation. After the nozzle has moved once, it has returned to the position corresponding to the second row. That is, the nozzle is shifted from the state of (a) by one conductor. In this way, the winding of the first row is completed, and the bobbin continues to rotate and moves to the winding process of the second row.
[0074]
(D) and (e) are the winding steps of the second row. This is the same as the winding process of the first row shown in (b) and (c).
[0075]
However, as shown in FIG. 8, when the second-row conductive wires are sandwiched between the guide claws BL and BR, the guide claws BL once move greatly. As a result, the gap between the two guide claws widens more than two conductors. Then the second row of leads is received between the two guide claws. Then, the gap between the guide claws is closed, and the two conducting wires are sandwiched between the two guide claws.
[0076]
Such an operation of the guide claw prevents the conductive wire from being caught on the guide claw and rubbing against each other. As a result, damage to the conductor, particularly damage to the insulating coating, is prevented.
[0077]
In the operation shown in FIG. 8, both guide claws are closed after the conductor is received, and the coil being formed is restrained from both ends. Therefore, the shape of the coil is reliably held, and the accuracy of the shape of the coil is improved.
[0078]
Note that the same operation is performed similarly when the remaining two guide claws (not shown in FIG. 7) sandwich the conducting wire.
[0079]
Returning to FIG. 7, (f) shows a state in which the winding of the first layer has been completed as a result of the same winding of the third and fourth rows.
[0080]
FIG. 9 shows a case where the guide claws of the present embodiment are not applied. A large tension acts on the conductor as the winding frame rotates. Then, when changing the direction of travel of the conductors for changing rows, the already wound conductors are dragged in the axial direction. As a result, the conductor may be displaced in the axial direction as shown in FIG. Each time a row is replaced, a displacement of the conductor occurs, and if this displacement is accumulated, the total displacement increases. Then, as shown in FIG. 9D, the winding of the last row may not be possible due to the displacement of the conductor.
[0081]
On the other hand, in the present embodiment, the guide claw defines the winding position of the conductor, so that the displacement of the conductor as shown in FIG. 9 is suppressed. As a result, the number of rows in each layer can be secured, and the entire coil can be formed in an accurate shape.
[0082]
Next, the winding process of the second layer will be described with reference to FIG. (A) First, the guide claws BL, BR are moved away from the rotation axis by one conductor. As described above, the operation of one actuator moves both guide claws away from the rotation axis by the same distance. In this state, the winding frame makes one rotation, and the first row of the second layer is wound.
[0083]
In (b) and (c), the conductor moves from the first row to the second row. The operation here is for the first layer (FIGS. 9B and 9C). Immediately before the winding frame makes one rotation (when it rotates about 270 degrees), the guide claw BR moves in the direction of the rotation axis and abuts on the conductor in the direction of the rotation axis to press the conductor. The nozzle moves largely in the direction of the axis of rotation and is then returned in the opposite direction. Then, the nozzles are arranged at positions corresponding to the second row. (C) is a state in which the bobbin 1 has just rotated one turn from (a), and the line switching to the second column has been completed. A similar winding process is performed on the third and fourth rows, and the winding of the second row is completed (d).
[0084]
Next, the winding step of the third layer will be described with reference to FIG. Here, a case where a trapezoidal coil is formed is taken up. Therefore, the number of columns in the third layer is three, which is smaller than the number of columns in the first layer and the second layer. To change the number of rows, the third layer is wound as follows.
[0085]
(A) has shown the state at the time of starting winding of a 3rd layer. Here, four guide claws BL, BR, FL, and FR function. All guide claws are located at the bobbin flange. All the guide claws are moved away from the rotation axis by one conductor with respect to the state where the winding of the second layer is completed. As described above, the operation of one actuator moves all the guide claws away from the rotation axis by the same distance. Also, the nozzle shifts in the direction of the rotation axis by about one conductor. As a result, the number of rows of the third layer becomes smaller than that of the second layer, and the coil becomes trapezoidal.
[0086]
From the state of (a), the winding frame rotates, and the winding of the third layer starts. Although not shown in the drawing, when the winding frame is rotated by about 90 degrees, the guide claw FR moves in the direction of the rotation axis and comes into contact with the conductor.
[0087]
(B) Further, when the bobbin is rotated by about 270 degrees, the guide claw BL moves in the rotation axis direction and comes into contact with the conductor. At this time, the nozzle is largely moved in the axial direction for switching to the second row.
[0088]
(C) is a state where the winding frame has just made one rotation. As described above, during the winding of the first row, the guide claws FR and BL move and come into contact with the conductor. The nozzle is largely moved in the axial direction and returned later, and is arranged at a position corresponding to the second row. As a result of the reciprocating movement of the nozzle, the row switching to the second row has been completed.
[0089]
Here, as shown in (b) and (c), in the guide claws FR and the guide claws BL, the conductor is wound around the position of the first row of the third layer (immediately above the third row of the second layer). Thus, the winding position of the conductor is defined. By providing the guide claws FR, a step corresponding to one conductive wire is reliably formed in the second layer and the third layer, thereby forming a trapezoidal coil having an accurate shape. That is, it is possible to prevent the first-row conductors from being displaced toward the reel end (the reel flange) to disturb the trapezoidal shape. In addition, the function of the guide claws BL effectively prevents the wires from shifting in the column switching direction, as in the case of the other layers.
[0090]
The winding of the second and third rows of the third layer is performed in the same manner as in the first layer. However, the restrained state by the guide claws FR of FIGS. 11B and 11C is maintained. As a result of such a winding operation, a trapezoidal coil is completed as shown in FIG.
[0091]
FIG. 12 shows a modification of the third layer winding step. As shown in FIG. 12B, the guide claws BR are in axial contact with the third-layer first-row conductors. The guide claw BR moves immediately before the winding frame makes one rotation (when it rotates about 270 degrees). The conducting wire is sandwiched between the guide claws BR and the guide claws BL. This ensures that the conductor is held in its winding position. Further, the guide claws BR and the guide claws FR support the conductor from the end of the bobbin. Therefore, the step of the trapezoidal coil (the step between the second layer and the third layer) is more reliably formed.
[0092]
Further, in FIG. 12, the guide claw FL also moves in the axial direction and contacts the conductor. The guide claw FL and the guide claw FR restrain the coil being formed from both ends. The guide claw FL shifts in the rotation axis direction once for each rotation of the winding frame (retreats by one conductor). At this time, as described with reference to FIG. 8, a gap between the guide claws is opened when the conductor is received, and damage to the conductor caused by interference between the guide claws and the conductor is prevented.
[0093]
In the winding operation of FIG. 12, the winding position of the conductor is defined by using four guide claws simultaneously. Displacement of the conductor is more reliably prevented, and further stability of the shape of the completed coil is obtained.
[0094]
The winding operation of the coil has been described above. Here, the case of making the trapezoidal coil of FIG. 5 has been described, but it goes without saying that the present winding machine has a coil of another shape. The number of layers and the number of rows of the coils may be different. Further, a coil in which the number of rows of each layer is arbitrarily set can be formed. Needless to say, a coil with a rectangular cross section can be made.
[0095]
In this embodiment, the guide claw rotates synchronously with the winding frame. Therefore, the movement of the guide claws and the definition of the position of the conductive wire by the guide claws are performed while the rotation of the bobbin is continued.
[0096]
Next, an operation of removing the completed coil from the bobbin will be described with reference to FIG. FIG. 13A is similar to FIG. 12D, and shows a state in which the coil is completed.
[0097]
First, as shown in FIG. 13B, the bobbin 1 is cut into two. The winding frame is configured to be separable between the wire winding portion and the winding frame flange. Then, one bobbin flange is cut off from the winding portion. At this time, the two guide claws BR and BL are moved together with the reel flange.
[0098]
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the rotating shafts are attached to both sides of the bobbin. The rotating shaft is configured to be movable in the axial direction by an actuator (not shown). One rotating shaft moves in the axial direction together with the bobbin flange. As a result, the flange retracts and is separated from the wire winding portion.
[0099]
Then, as shown in FIG. 13 (c), the guide claws BL and BR are simultaneously moved in the direction of the rotation axis to push the coil out of the bobbin. Preferably, as shown, the guide claws BL, BR push the coil at a position near the rotation axis. A wide range of the coil end surface can be pressed, and the coil can be prevented from being deformed.
[0100]
As shown in FIG. 13D, when the coil is completely removed from the wire winding portion of the bobbin, the operator removes the coil. The coil may be removed by an automatic transfer device or the like.
[0101]
As a modified example, the coil may be pulled out from the winding frame in the axial direction with both ends of the coil sandwiched by four guide claws. As a result, it is possible to reliably prevent the coil from being deformed.
[0102]
"Construction of wire clamp device"
Next, with reference to FIGS. 14 and 15, a description will be given of an apparatus for automatically clamping the leading end of a conductive wire to a bobbin at the start of winding.
[0103]
FIG. 14 is a view of the bobbin 1 viewed from three directions, and shows the bobbin 1 in an enlarged manner. (C) is the figure which cut | disconnected the winding frame 1 in the line AA of (a). The winding frame 1 has a winding portion 100 around which a conductive wire is wound. The winding portion 100 has a shape corresponding to the coil to be formed, that is, has a shape substantially equivalent to the magnetic pole of the motor to which the coil is mounted.
[0104]
Further, the bobbin 1 has bobbin flanges 102 and 104 on both sides of the winding portion 100. The winding frame flanges 102 and 104 are for supporting the end surface of the coil being formed to prevent the coil from being out of shape. The winding frame flanges 102 and 104 are notched in order to avoid interference with a guide claw that defines the winding position of the conductive wire, and an escape portion 106 is formed. The four guide claws pass through the escape portion 106 and abut on a conductive wire wound around the winding portion 100.
[0105]
One of the winding frame flanges 102 is provided with a guide groove 108 for guiding the leading end of the conductive wire to the clamp position B. As shown in FIG. 14C, the guide groove 108 starts near one of the four vertices of the winding portion 100. Then, the guide groove 108 advances along one side of the winding portion 100 and continues to the clamp position B at the upper end of the flange. The guide groove 108 gradually becomes deeper from the starting point to the clamp position B.
[0106]
Further, as shown in FIG. 14C, a clamp claw 110 is provided at the upper end of the flange 102 so as to be movable along the flange end. The tip of the clamp claw 110 is located at the clamp position B (the exit of the guide groove 108). As shown in the figure, the tip of the clamp claw 110 forms a wedge-shaped gap with the end of the flange. This is because, as will be described later, when the clamp claw 110 presses the conductor protruding from the guide groove 108, the conductor is bent in the pressing direction.
[0107]
One end of a coil type clamp spring (return spring) 112 is attached to the clamp claw 110. The other end of the spring 112 is attached to a spring support arm 114 fixed to the flange 102 with a bolt. The clamp spring 112 urges the clamp claw 110 in the direction of the clamp position B (the exit of the guide groove 108).
[0108]
A release rod 116 is attached to the clamp claw 110 on the opposite side of the clamp spring 112. The release rod 116 is provided coaxially with the clamp spring 112 and extends in parallel with the upper end of the flange. The release rod 116 is supported by a rod support arm 118. The rod support arm 118 is fixed to the flange end face opposite to the arm 114 that supports the clamp spring 112 with a bolt. The release rod 116 is inserted into a through hole of the support arm 118, and can move freely in this through hole. Further, the stopper convex portion 117 of the release rod 116 contacts the wall surface of the support arm 118. The movable range of the release rod 116 is defined by the stopper protrusion 117.
[0109]
The clamp release actuator 120 is fixed to a device base (not shown). The actuator 120 can push and move the clamp release rod 116. When the push arm 122 of the actuator 120 moves rightward and pushes the rod 116, the clamp claw 110 moves to overcome the resistance of the spring 112 and moves away from the clamp position B. When the actuator 120 returns the push arm 122, the clamp pawl 110 is pushed by the clamp spring 112 and returns to the original clamp position B.
[0110]
Further, as shown in FIG. 14A, an introduction actuator 124 is provided near the winding frame 1. The introduction actuator 124 has an introduction arm 126 that is movable in the axial direction of the bobbin. The actuator 124 guides the leading end of the wire supplied from a nozzle (not shown) to the guide groove 108 by moving the introduction arm 126 forward and backward.
[0111]
Next, the operation of the clamp device will be described with reference to FIG.
[0112]
(A) First, the clamp release actuator 120 moves the push arm 122 to push the release rod 116. The clamp claw 110 moves by overcoming the resistance of the clamp spring 112, and the outlet of the guide groove 108 is opened.
[0113]
(B) Next, the wire is paid out from the nozzle, and the induction actuator 124 moves the introduction arm 126 toward the flange 102. As a result, the leading end of the conductive wire enters the guide groove 108 and advances through the guide groove 108. Since the wire is pushed by the introduction arm 126, the wire advances along the bottom of the guide groove 108. The wire is supplied from the nozzle until the tip of the wire protrudes from the outlet of the guide groove 108 by a predetermined length.
[0114]
(C) Next, the clamp release actuator 120 moves the push arm 122 backward. The rod 116 and the clamp pawl 110 are pushed by the clamp spring 112 and follow the arm 122. When the protrusion 117 of the rod 116 hits the support arm 118, the rod 116 stops. The arm 122 retracts to a position away from the rod 116.
[0115]
When the clamp claw 110 is moved by being pushed by the spring 112, the clamp claw 110 bends the leading end of the conductor protruding from the guide groove 108 and presses the bent portion against the flange 102. The conducting wire is clamped to the bobbin by the clamp claw 110 at this bent portion.
[0116]
As described above, the conductor is automatically clamped. Thereafter, the winding frame is rotated, and the wire is wound. When the winding of the coil is completed, the clamp release actuator 120 operates again to move the clamp claw 110. As a result, the clamped state is released, so that the coil can be removed from the bobbin.
[0117]
In the present embodiment, the leading end of the conductive wire is clamped in a state of being bent in a direction along the end of the flange. That is, the conducting wire is clamped in a state of being bent in the winding frame rotation direction. Therefore, the tip can be reliably clamped as described below.
[0118]
When winding a conductive wire, a large tension acts on the conductive wire and tends to remove the conductive wire from the bobbin. However, since the conductor is held in a state of being bent in the winding frame rotation direction, it is possible to effectively counter the tension acting on the conductor. Thereby, the clamped state can be reliably maintained.
[0119]
In the configuration for the clamp, the winding frame rotation direction means a direction around the winding frame rotation axis, and means both clockwise and counterclockwise directions. In other words, the direction of rotation of the bobbin includes both the direction in which the bobbin actually rotates to form the coil and the opposite direction. The direction in which the leading end of the lead wire is bent for clamping may be either direction.
[0120]
Specifically, in the example of FIG. 14 (c), the bobbin rotates clockwise during coil formation. The clamp pawl bends the wire in a counterclockwise direction. As a variant, the clamp pawl may bend the wire in a clockwise direction, ie in the same direction as the rotation of the bobbin. In this case, the clamp claws are located on the opposite side of the introduction groove, and other configurations are provided symmetrically.
[0121]
The preferred winding machine of the present embodiment has been described above. Next, various advantages of the winding machine of the present embodiment will be described.
[0122]
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the leading end of the conductor is clamped in a state of being bent in a direction along the end of the flange, that is, the conductor is clamped in a state of being bent in the direction of rotation of the bobbin. You. The leading end of the conductive wire can be used as a connection portion for connection between coils, connection between a coil and a power supply, and the like. In the present embodiment, even if the connecting portion at the leading end of the lead wire is set long by the clamp in the bent state, the leading end portion of the lead wire can be arranged so as not to hinder rotation of the bobbin, thereby extending the connecting portion. It becomes possible.
[0123]
Further, in the present embodiment, in a state where the leading end of the conductive wire is bent in the bobbin rotation direction, the leading end is fixed to the bobbin at the bent portion. The fixing means and the bending means are integrated and fixed to the bobbin in a state of being bent in the conductive wire direction. Since the conductor is clamped in the rotation direction, a strong restraining force is obtained. And even when a large tension acts on the conductor, the tension can effectively prevent the conductor from being pulled out of the clamp portion.
[0124]
In the present embodiment, the clamp position is set on the reel flange. In other words, the clamp position is offset from the wire winding portion of the bobbin in the direction of the bobbin rotation axis. Therefore, interference between the leading end portion of the conductor and the subsequent conductor portion can be avoided, and the winding operation is performed smoothly.
[0125]
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, a guide groove 108 is provided in the winding frame flange 102, and an actuator 124 that guides a conductive wire to the guide groove 108 is provided. Therefore, the conductor can be automatically guided to the clamp position without manual operation, and the productivity can be improved.
[0126]
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, when the bobbin is stopped, the actuator 120 operates to release the clamp by the clamp claws. During the rotation of the bobbin, the clamp claws are urged by the clamp spring 112 to obtain a clamped state. Therefore, the actuator may not function during the rotation of the bobbin. Therefore, the actuator is appropriately fixed to a device base or the like. As described above, since the number of actuators to be mounted on the rotating portion can be reduced, the structure of the device is simple. Further, since the weight of the rotating portion can be reduced, the burden on the winding frame rotating motor is light and the motor can be downsized.
[0127]
<Embodiment 2. >
Hereinafter, a preferred second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the present invention is applied to a winding machine that forms two continuous coils for a motor.
[0128]
First, before describing the clamp device of the present invention, the configuration and operation of the entire winding machine will be described.
[0129]
FIG. 16 is a perspective view of the winding machine of the present embodiment. The winding machine is partially exploded and shown schematically. The winding machine includes a wire supply roll 210 around which a wire is wound, a driven gear 213, a first winding frame 211 and a second winding frame 212 mounted on both sides of the driven gear 213, And a drive mechanism 214 for rotating the driven gear 213. In the present embodiment, the clamp device is provided on the first winding frame 211, but is not shown here for easy understanding of the drawing. The clamp device will be described later using another drawing.
[0130]
The element wire supply roll 210 can reciprocate in the axial direction (arrow 216) by a roll actuator 215. A flat wire as a wire is wound around the roll 210. A rectangular wire is a conductive wire having a square cross section. By using a rectangular wire, the gap between the conductors can be reduced as compared with using a conductor having a circular cross section. When the bobbin is rotated, the strand is pulled and pulled out of the roll 210. Hereinafter, the case where the element wire is a rectangular wire will be described, but the present invention is applicable even if the element wire has a round cross section.
[0131]
A winding frame pedestal 217 is provided on a side surface of the take-up driven gear 213. A pedestal having the same shape is provided symmetrically on the opposite side surface of the driven gear 213. The first winding frame (core bar) 211 has a winding portion (core portion) 211a and a flange portion 211b. Similarly, the second winding frame (core bar) 212 has a winding portion (core portion, not shown) and a flange portion 212b. The flange portions 211b and 212b have the same shape as the bobbin pedestal 217 on the gear side.
[0132]
The first winding frame 211 is driven by a slide-type first winding frame actuator 221 and is movable in the direction of the rotation axis of the driven gear 213 (arrow 223). When forming the coil, the first winding frame 211 is arranged so as to be in close contact with the pedestal of the driven gear 213. At this time, the winding frame is positioned such that the center of the first winding frame 211 is located on the rotation axis of the driven gear 213, and the pedestal and the flange face each other at the same angular position.
[0133]
The same applies to the second winding frame 212. That is, the second winding frame 212 is driven by the slide-type second winding frame actuator 222 and is movable in the direction of the rotation axis of the driven gear 213 (arrow 224). Then, when forming the coil, the winding frame 212 is brought into close contact with the driven gear 213. Thus, the first winding frame 211 and the second winding frame 212 are symmetrically arranged on both sides of the driven gear 213.
[0134]
As shown in FIG. 16, a connection section guide groove 225 is provided on the outer peripheral surface of the take-up driven gear 213. The guide groove 225 functions as connection section guide means. The guide groove 225 guides the conductor of the connection section between the coils along the predetermined path (the path passing through the groove bottom) from the first winding frame 211 to the second winding frame 212. The guide groove 225 is provided obliquely with respect to the gear rotation axis.
[0135]
Next, the drive mechanism 214 that rotates the driven gear 213 includes a winding drive motor 226 and three drive gears 227 that rotate by the output of the winding drive motor 226. The three driving gears 227 surround the driven gear 213, are arranged at equal intervals, and mesh with the driven gear 213, respectively. These three drive gears 227 are connected via a gear mechanism (not shown), and rotate synchronously.
[0136]
Here, the teeth of the driven gear 213 and the driving gear 227 are omitted in FIG. 16, but any appropriate type of teeth can be applied to each gear. For example, a spur gear or a helical gear can be applied.
[0137]
The plurality of actuators described above, that is, the roll actuator 215, the first reel actuator 221, the second reel actuator 222, and the winding drive motor 226 are controlled by the controller 228. The control unit 228 operates these actuators in synchronization. The control unit 228 also controls the entire winding machine.
[0138]
Next, the operation of the winding machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 17 (a) to 17 (d). In FIG. 17, a part of the configuration of the apparatus in FIG. 16 is omitted for simplification.
[0139]
First, as shown in FIG. 17A, the first winding frame 211 and the second winding frame 212 are brought into close contact with both side surfaces of the driven gear 213 to be wound. Then, the tip of the wire drawn from the wire supply roll is fixed to a predetermined position of the first winding frame 211 using a clamp device. The clamp device will be described later in detail.
[0140]
Next, as shown in FIG. 17B, rotation of the drive motor is started, and the element wire is wound around the first winding frame 211.
[0141]
At this time, the supply roll 210 reciprocates at an appropriate timing synchronized with the rotation of the winding frame 211. The roll 210 moves by one conductor once every one rotation of the winding frame 211. As a result, the conductors are wound one by one without leaving a gap with the adjacent conductors. When the entire length of the bobbin (the entire length of the coil) has been wound, the first layer is completed. Then the layer above it is wound up as well. The same winding is repeated to form a predetermined number of layers. When the required number of turns have been wound in this way, the first coil is completed.
[0142]
In the above-described winding operation, the element wires are aligned and wound. Since the wires are arranged without gaps, the number of turns of the wires increases even with the same size. Thereby, the space factor at the time of assembling the motor increases. The space factor is the ratio of the total cross-sectional area of the conductor forming the coil to the cross-sectional area of the slot that houses the coil between the magnetic poles of the rotating electric machine. In this embodiment, the space factor is also increased by adopting the rectangular wire. By increasing the space factor, the output of the motor can be increased.
[0143]
Returning to FIG. 17, FIG. 17C shows the operation when shifting from the first coil to the second coil. Here, as described below, the drive motor, the roll actuator, and the guide actuator operate in synchronization.
[0144]
A guide groove 225 is provided on the outer peripheral surface of the driven gear 213. By the rotation of the motor, the guide groove 225 reaches a predetermined angle facing the roller 210. At this time, the supply roll 210 is moved toward the second reel 212 by the roll actuator. A guide actuator 229 (not shown in FIG. 16) urges the strand toward the second winding frame 212. The strand is pushed by the arm of the actuator 229 and passes through the guide groove 225. In consideration of the inclination of the groove, the actuator is controlled so that the element wire passes through the guide groove 225 while the gear 213 rotates by an angle corresponding to the circumferential distance d (see FIG. 17D) at both ends of the groove. Is done.
[0145]
Next, as shown in FIG. 17D, the element wire is wound around the second winding frame 212 to form a second coil. The winding operation at this time is similar to the first coil winding. By winding a predetermined number of turns, an aligned coil having a predetermined number of rows and a predetermined number of layers is formed. When the second coil is completed, the strand is cut at a predetermined position by the cutting device 230 (not shown in FIG. 16).
[0146]
Next, as shown in FIG. 18, the driven gear 213 stops in a state where the guide groove 225 is located on the lower side. Then, the first winding frame 211 and the second winding frame 212 are separated from the driven gear 213 by the first winding frame actuator 221 and the second winding frame actuator 222, respectively, and are carried to a predetermined standby position. As a result, the two completed coils 231 and 232 fall down by their own weight and are taken out while being connected via the wires of the connection section 233.
[0147]
Thereafter, the two winding frames 211 and 212 are brought into close contact with the gear 213 again. Returning to FIG. 17A, winding of the next coil is started.
[0148]
The configuration and operation of the entire winding machine have been described above.
[0149]
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the two winding frames 211 and 212 are detached from the driven gear 213. On the other hand, one or both winding frames may be integrally provided on the side surface of the gear 213, or may be always attached. In this case, only the flange portion is detached. In addition, a configuration in which the winding frame is appropriately divided may be employed.
[0150]
In this embodiment, three drive gears are provided. On the other hand, some gears may be omitted or function as an idler. However, even in this case, the function required for the drive gear to pass over the guide groove is ensured.
[0151]
Further, the guide actuator 229 shown in FIG. 17C may not be provided. The strand is guided to the guide groove by the synchronization of the rotation of the motor and the axial movement of the supply roll.
[0152]
"Wire clamp device"
Next, the wire clamp device according to the present embodiment will be described.
[0153]
Referring to FIG. 19, the bobbin 211 (coil core metal) corresponds to the first bobbin shown in FIG. 16. The notch provided in the flange portion 211b is appropriately used for preventing interference with a wire aligning claw.
[0154]
A clamp bending base 241 having an appropriate curved surface (may be a substantially semicircular shape) is fixed to the flange portion 211b using bolts or the like and is integrated with the flange portion 211b. The pressing surface 243 is an outer cylindrical surface of the clamp bending base 241 and gives the pressed wire an appropriate bent shape (curved in the present embodiment).
[0155]
A clamp bending arm 245 having a crescent shape is provided so as to surround the periphery of the clamp bending base 241. The arm 245 is attached to the flange portion 211b at a fulcrum 247 (rotating shaft) at one end. The arm 245 is provided so as to be rotatable around the fulcrum 247 in the winding frame rotation direction.
[0156]
In this embodiment, also in the clamp-related configuration, the bobbin rotation direction means a direction around the bobbin rotation axis, and a direction coinciding with the actual rotation of the bobbin, and an opposite direction. Either may be used. The bobbin rotation direction moves along a line surrounding the bobbin rotation axis within a plane (not necessarily a plane) making an angle (not necessarily perpendicular) to the bobbin rotation axis. Direction, and the bobbin rotation direction need not draw a circle about the bobbin rotation axis. Therefore, the operation of the arm as shown in FIG. 19 is also included in the rotation in the winding frame rotation direction.
[0157]
Returning to FIG. 19, a clamp pin 249 as a clamp member is rotatably provided at a fulcrum 247 of the arm 245. The clamp pin 249 is attached to the arm 245 and rotates together. The clamp pin 249 is provided eccentrically with respect to the fulcrum 247.
[0158]
When the arm 245 moves toward the clamp bending base 241 (arrow X), the clamp pin 249 contacts and fixes the element wire. Conversely, when the arm 245 moves away from the clamp bending base 241 (arrow Y), the clamp pin 249 separates from the strand and the clamp is released. That is, the former arrow X direction is the clamp tightening direction, and the latter arrow Y direction is the clamp release direction.
[0159]
Further, a wire bending pin 251 as a bending member is attached to an end of the arm 245 opposite to the fulcrum 247. When the arm 245 rotates in the clamp tightening direction X, the wire bending pin 251 presses the wire against the clamp bending base 241 to bend the wire.
[0160]
The arm 245 and the wire bending pin 251 constitute a turning member for bending according to the present invention, and the turning member for bending is provided with a clamp pin 249, which turns integrally. As shown in FIG. 19, in the present embodiment, the winding portion 211a of the bobbin 211 is a rectangular parallelepiped. The clamp pins 249 are arranged so that the ends of the wires reach the clamp pins 249 when the wires advance along one surface of the winding portion 211a. The clamp pin 249 faces the first portion of the pressing surface 243 of the clamp bending base 241.
[0161]
Further, the wire bending pin 251 is disposed at the tip of the clamp pin 249 (at a position far from the winding frame 211). Accordingly, the wire bending pin 251 bends by acting on the portion of the wire that is ahead of the clamped portion with the rotation of the arm. In the present embodiment, as one form of bending in the winding frame rotation direction, the element wire is folded back by about 180 degrees. The bent portion draws a curve along the pressing surface.
[0162]
Next, a configuration for rotating the arm 245, that is, a configuration for opening and closing the clamp will be described.
[0163]
One end of a clamp spring 253, which is a form of an elastic member for clamping, is attached to the tip of the arm 245. The other end of the clamp spring 253 is attached to the flange 211b of the bobbin 211. The hooks at both ends of the clamp spring 253 are hooked on the spring posts 253a and 253b, respectively.
[0164]
The clamp spring 253 urges the arm 245 in the bobbin tightening direction. The arrangement and configuration (size, spring constant, etc.) of the clamp spring 253 are set so that a sufficiently strong urging force acts on the arm 245 even in the clamped state shown in FIG. In the present embodiment, a compact configuration is realized by employing a helical spring.
[0165]
On the other hand, an arm operation pin 255 is attached to the center of the arm 245. Above the arm operation pin 255, a clamp / unclamp cylinder 257 (an embodiment of the clamp actuator of the present invention) is provided. The clamp / unclamping cylinder 257 linearly reciprocates a pressing plate 259 serving as a pressing member.
[0166]
When the pressing plate 259 pushes down the arm operation pin 255 in opposition to the biasing force of the clamp spring 253, the arm 245 moves in the clamp opening direction. When the pressing plate 259 moves up, the arm 245 rotates in the clamp tightening direction together with the arm operating pin 255. At this time, since the urging force of the clamp spring 253 is acting, the arm operation pin 255 follows the pressing plate 259, and a smooth operation is obtained.
[0167]
Further, with the reciprocating movement of the press-down plate 259, the arm operation pin 255 moves on the press-down plate 259 in a direction perpendicular to the reciprocating operation direction, that is, in a lateral direction on the plate surface. Therefore, the arm 245 can be rotated by a simple reciprocating actuator.
[0168]
Further, as shown in FIG. 19, the winding machine is provided with a guide cylinder 261. The guide cylinder 261 reciprocates the guide claw 263 up and down. The guide cylinder 261 itself is moved by the slide mechanism 265 in the bobbin rotation axis direction (arrow Z). The guide claw 263 guides the element wire in an appropriate direction by the vertical movement and the movement in the rotation axis direction.
[0169]
The configuration of the clamp device according to the present embodiment has been described above. The operations of the clamp / unclamp cylinder 257 and the guide cylinder 261 are controlled by the control unit 228 shown in FIG. 16 as in the other configurations.
[0170]
Next, a clamp operation by the clamp device will be described with reference to FIGS.
[0171]
First, as shown in FIG. 20, the clamp / unclamp cylinder 257 lowers the press-down plate 259, and presses down the arm operation pin 255. The arm 245 rotates while opposing the clamp spring 253. The arm operation pin 255 is pushed down until the arm 245 rotates about 90 degrees. As a result, a gap is formed between the clamp pin 249 and the clamp bending base 241 that is greater than the thickness of the strand. At the same time, the guide cylinder 261 lowers the guide claw 263.
[0172]
Next, as shown in FIG. 21, the strand is sent out from the strand supply roll toward the bobbin 211. The leading end of the wire proceeds along one surface of the winding portion 211a, further extends past the clamp pin 249, and further passes the wire bending pin 251. Even when the wire is not bent, the wire passes between the clamp pin 249 and the clamp bending base portion 241 when the state of FIG. Each component is arranged such that the element wire passes above or above 251.
[0173]
The wire is fed from the roll until the length from the end of the bobbin to the tip of the wire reaches a predetermined margin length. The predetermined margin length is set so that the distal end portion of the strand can appropriately function as a connection portion. That is, the length is set to be suitable for the connection structure of the motor to be mounted after the coil is completed.
[0174]
When the strand is fed by an appropriate length, the slide mechanism 265 operates, and the guide claw 263 guides the strand in the winding frame rotation axis direction Z. As a result, the element wire enters the gap between the clamp pin 249 and the clamp bending base 241. The wire is located above the wire bending pin 251.
[0175]
Next, as shown in FIG. 22, the cylinder 257 for clamping and unclamping raises the press-down plate 259. The clamp spring 253 pulls the arm 245 by a spring force. The arm 245 rotates in the clamp tightening direction X, and the wire bending pin 251 comes into contact with the wire and bends the wire upward. The strand is bent back about 180 degrees along the curve of the pressing surface 243.
[0176]
Simultaneously with the bending of the wire, the wire is clamped by the clamp pin 249 as follows. The clamp pin 249 also rotates to return to the original position together with the arm 245. The clamp pin 249 is eccentric with respect to the fulcrum 247. Therefore, when the arm 245 rotates, the gap between the clamp pin 249 and the clamp bending base 241 becomes narrower, and the element wire is locked with respect to the reel 211 in this gap.
[0177]
The clamping / unclamping cylinder 257 returns the press-down plate 259 to the original standby position. The guide cylinder 261 and the slide mechanism 265 also return the guide claws 263 to the original standby position. This completes the clamping.
[0178]
When the clamping is completed, the winding frame 211 is rotated and the winding of the coil is started as described above. In the winding process, a large tension acts on the strand. In the present embodiment, the clamp pin 249 is provided eccentrically with respect to the fulcrum 247. Therefore, as the tension applied to the strand increases, the clamping force of the strand also increases, and the strand is less likely to come off.
[0179]
When the coil winding step is completed, the completed coil is removed from the bobbin 211. At this time, the clamp / unclamp cylinder 257 lowers the pressing plate 259 again. The push-down plate 259 pushes down the arm operation pin 255, and the arm 245 rotates in the clamp opening direction Y. The gap between the clamp pin 249 and the pressing surface 243 widens, and the clamped state is released. Then, the completed coil is taken out.
[0180]
In the present embodiment, as described above, the two continuous winding coils are formed. The completed coil has a sufficiently long connecting portion at the wire tip. This connecting portion is used for connecting a power line when the coil is inserted into the stator core, or used for connecting a neutral point.
[0181]
The preferred clamping device for the winding machine according to the present embodiment has been described above. Next, various advantages of the present embodiment will be described.
[0182]
In the present embodiment, the conductor is clamped in a state where the leading end portion is bent in the winding frame rotating direction. Therefore, even if the connecting portion at the leading end of the conductive wire is set to be long, the leading end portion of the conductive wire can be arranged so as not to hinder the rotation of the bobbin, whereby the connecting portion can be extended.
[0183]
In particular, in the present embodiment, the arm 245, the clamp pin 249, the wire bending pin 251 and the like constitute the wire fixing means and the bending means. Then, the wire bending pin 251 bends the wire closer to the distal end side of the wire than the clamp pin 249. As described above, in the present embodiment, the fixing means and the bending means are integrated, and when the fixing means fixes the clamped portion of the conductor, the bending means acts on a portion closer to the tip end than the clamped portion to form the conductor. Bend.
[0184]
Therefore, according to this embodiment, since the fixing means and the bending means are integrated, clamping and bending can be performed by one operation. Furthermore, since the bending means acts on the portion on the distal end side of the clamp portion to bend the conductive wire, a relatively long portion of the conductive wire tip can be arranged so as not to hinder the rotation of the bobbin. Can be set quite long.
[0185]
As a specific example, in the embodiments of FIGS. 14 and 15 described above, the strand is bent only by about 90 degrees due to bending. On the other hand, in the example of the present embodiment, the strand is bent by about 180 degrees. The wire is bent by using the wire bending pin 251 and the pressing surface 243 at a portion ahead of the clamp portion. The wires are curved and there is no unreasonable deformation. The folded element wire advances along the flange portion 211b of the bobbin 211. The element wires are arranged so as not to protrude outward from the winding frame 211. As described above, it is possible to make the connection portion at the tip end of the wire relatively long.
[0186]
Further, in the present embodiment, a bending turning member is configured by the wire bending pin 251 and the arm 245. The wire bending pin 251 rotates as a bending member in the direction of rotation of the bobbin, abuts on the conductor, and bends it. The bending member guides the conductive wire to a desired shape while rotating, so that the bending angle of the conductive wire can be increased, and the connection portion can be made longer.
[0187]
In the present embodiment, the arm 245 is provided with the clamp pin 249. That is, the clamp member rotates together with the bending rotation member. Therefore, clamping and bending can be performed simultaneously. One rotating member can have a clamping function and a bending function, and the advantage that the configuration is simple is obtained.
[0188]
In the present embodiment, the clamp pin 249 is provided eccentrically with respect to the fulcrum 247 (rotation axis). Therefore, when a force is applied to pull out the conductor from the clamp portion, the clamping force by the clamp member is amplified, so that reliable clamping can be performed.
[0189]
Here, the clamp pin 249 of the present embodiment is mounted eccentrically and functions as a kind of cam. The outer peripheral surface of the clamp pin 249 need not be a cylinder, and any appropriate cam shape can be adopted. Of course, as long as the same function is obtained, the shape of the eccentric member is not particularly limited.
[0190]
Further, in the present embodiment, the conductor is pressed against the pressing surface 243 of the clamp bending base 241. The pressing surface 243 has a target bent shape. Since the conductor is bent along the pressing surface 243, the conductor can be bent into a desired shape. Therefore, variation in the length of the connection portion can be reduced and stabilized.
[0191]
Further, in the present embodiment, when the clamp is in the open state, the conductor guided toward the bobbin 211 can be moved between the clamp pin 249 and the clamp bending base 241 without deforming the conductor in the bobbin rotation direction. Each component is arranged to pass through. Therefore, the conductor can be easily set to the clamp position. In the example of FIG. 16, the conductor is guided to the clamp position only by pushing the conductor in the direction Z of the bobbin rotation axis using the reciprocating guide cylinder 261.
[0192]
As a modified example, it is also preferable that the wire is directly inserted between the clamp bending base part 241 and the clamp pin 249 by giving an appropriate angle to the sending direction of the wire with respect to the winding frame 211. Thus, the guide cylinder 261 and the slide mechanism 265 can be eliminated. That is, the mechanism of the present invention that can clamp the element wire while securing a marginal length as the connection portion can be realized with a simple configuration using only one cylinder.
[0193]
In this embodiment, a clamp spring 253 as an elastic member for urging the arm 245 in the clamp tightening direction, and a clamp / unclamp cylinder 257 as a clamp actuator for rotating in the opposite clamp opening direction are provided. With a simple configuration in which a force in both directions is applied by the elastic member and the actuator, the movement of the clamp bending turning member can be controlled. As in the above-described embodiment, the actuator does not need to function during the rotation of the bobbin, so that the actuator need not be mounted on the rotating unit. Therefore, advantages such as the complexity of the apparatus can be avoided.
[0194]
Further, as one application example of the above-described embodiment, it is preferable that the eccentric amount of the clamp pin 249 can be changed. A plurality of types of pins having different amounts of eccentricity may be prepared and replaced. Thereby, a plurality of types of wires having different cross-sectional shapes and sizes can be clamped. The same applies to a case where an arbitrary eccentric member is applied instead of the clamp pin 249. This configuration can be applied to the following embodiments.
[0195]
<Embodiment 3>>
Next, a third preferred embodiment of the present invention will be described.
[0196]
FIG. 23 shows the overall configuration of the winding machine of the present embodiment. Also in the present embodiment, the present invention is applied to a winding machine similar to the above embodiment. And the clamp device of this embodiment is provided in the flange part of the winding frame.
[0197]
FIG. 24 shows a clamp device of the present embodiment. In FIG. 24, the same components as those in the clamp device of FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and description of these components will be omitted. Hereinafter, the clamp device according to the present embodiment will be described with a focus on the differences between the devices of FIGS. 16 and 24.
[0198]
In FIG. 24, a clamp / unclamping cylinder 271 reciprocates the reciprocating block 273. The reciprocating block 273 has a pressing part 275 and a pulling part 277.
[0199]
The pressing unit 275 corresponds to the pressing plate in FIG. 16 and presses down the arm operating roller 279 of the arm 245. In this embodiment, a roller is provided instead of the arm operation pin, whereby the frictional resistance can be reduced, and the operation of the arm can be made smooth (this configuration can be applied to the apparatus shown in FIG. 16).
[0200]
On the other hand, the pulling part 277 protrudes from the lower surface of the pressing part 275. The pulling portion 277 is bent so as to be able to go under the roller 279 for arm operation. That is, a gap for disposing the roller 279 is set between the pulling portion 277 and the pressing portion 275. When the clamp / unclamping cylinder 271 operates in the direction of pulling the reciprocating block 273, the pulling portion 277 pulls up the arm operating roller 279, and the arm 245 rotates in the clamp tightening direction X.
[0201]
As described above, in the present embodiment, the clamp / unclamping cylinder 271 is configured to be able to rotate the arm 245 in both directions.
[0202]
Next, the arrangement and configuration of the arm 245 and the clamp spring 281 will be described with reference to FIG. In order to make the drawing easier to understand, only the outer shape of the clamp spring 281 is schematically shown by imaginary lines.
[0203]
FIG. 25 shows three rotation positions that the arm 245 takes in the present embodiment. That is, the clamped state position A, the opening / closing boundary position B, and the clamp open state position C.
[0204]
When the winding machine is in the state of FIG. 24 and the strand is clamped, the arm 245 is in the clamped state A. Also, the arm 245 is at the position A before the start of the strand clamping operation (specifically, the arm position is different depending on the presence or absence of the strand).
[0205]
The opening / closing boundary position B is set at a position where the arm 245 has rotated to some extent in the clamp opening direction Y from the clamped state A. At the opening / closing boundary position B, both ends of the spring and the arm rotation axis are aligned. That is, the arm rotation axis is located on a line connecting both ends of the spring. In FIG. 24, the bobbin-side spring post 285, the fulcrum 247 of the arm 245, and the arm-side spring post 283 are aligned. At this time, the bobbin-side spring post 285 is farthest from the arm-side spring post 283, so that the length of the clamp spring 281 is maximum (extension is maximum), and the spring tension is also maximum.
[0206]
Here, an area from the clamp tightening state position A to the opening / closing boundary position B is defined as a tightening-side rotation area. An area beyond the opening / closing boundary position B is defined as an open-side rotation area. The arm 245 is urged in the clamp tightening direction X in the tightening side rotation area, and in the clamp opening direction Y in the release side rotation area. The farther the arm 245 is from the opening / closing boundary position B, the shorter the length of the clamp spring 281 and the smaller the spring pulling force.
[0207]
The clamp open state position C is an arm position when the strand is guided to the clamp position. Since the position C is set in the opening side rotation area, the arm 245 is urged in the clamp opening direction Y. A stopper (not shown) provided on the winding frame side supports the arm 245 in the clamp tightening direction X so that the arm 245 is held at the position C.
[0208]
Next, the operation of the clamp device of the present embodiment will be described.
[0209]
Referring to FIG. 26, before starting the clamp, the arm 245 is in a clamped state (see FIG. 25). When the clamp / unclamp cylinder 271 lowers the reciprocating block 273, the pressing unit 275 presses down the arm operating roller 279. The arm 245 rotates while opposing the clamp spring 281. As the arm 245 rotates, the arm operation roller 279 rolls on the lower surface of the push-down portion 275 in the lateral direction. At the same time, the guide cylinder 261 lowers the guide claw 263.
[0210]
As the arm 245 rotates, the clamp spring 281 becomes longer, and the spring pulling force increases. When the reel-side spring post 285, the fulcrum 247, and the arm-side spring post 283 are aligned, that is, when the arm 245 reaches the opening / closing boundary position (see FIG. 25), the length of the clamp spring 281 is maximized, and The tensile force is also maximized.
[0211]
As shown in FIG. 27, the arm 245 is rotated by the clamp / unclamping cylinder 271 beyond the opening / closing boundary position. Beyond the opening / closing boundary position, the clamp spring 281 urges the arm 245 in the clamp opening direction Y. The arm 245 moves to the clamp release state, and comes into contact with a stopper (not shown) on the reel side. In FIG. 27, the roller 279 for arm operation still appears to be in contact with the push-down portion 275 of the reciprocating block 273, but immediately after this, the roller 279 separates from the push-down portion 275 and contacts the pull-up portion 277. The roller 279 is supported from below by the pulling portion 277.
[0212]
As described above, immediately after FIG. 27, the arm operating roller 279 is delivered from the push-down unit 275 to the pull-up unit 277. Therefore, the shape of the pressing portion 275 is appropriately set so that the arm operating roller 279 does not roll down from the pressing portion 275 even when moved to the maximum in the lateral direction.
[0213]
In FIGS. 28 and 29, the arm 245 is rotated and held to the clamp release state position (see FIG. 25). At this time, there is a gap between the clamp pin 249 and the clamp bending base 241 where a wire can be inserted. The arm 245 is urged in the clamp opening direction Y by a spring pulling force, and is stationary by being supported by a stopper on the reel side. In the figure, the clamping / unclamping cylinder 271 further functions as a stopper means or a holding means. As described above, in the present embodiment, not only the clamp tightening force but also a force for opening the clamp is obtained by the clamp spring 281.
[0214]
Then, as shown in FIG. 28 and FIG. 29, the strand is fed from the strand supply roll and guided to the clamp position. The guide cylinder 261 and the slide mechanism 265 operate to guide the element wire to the guide claw 263. The operation of this portion is the same as the operation of FIG. 21 in the above-described embodiment. Note that, similarly to the above-described embodiment, the guide cylinder 261 and the slide mechanism 265 may be eliminated by adjusting the wire supply angle.
[0215]
Next, the procedure moves to FIG. 30, and the procedure moves to the clamp tightening operation. When the clamp / unclamp cylinder 271 raises the reciprocating block 273, the pulling section 277 raises the arm operating roller 279. Thus, the arm 245 moves in the clamp tightening direction X against the spring force of the clamp spring 281.
[0216]
When the two spring ends (spring posts) and the arm fulcrum exceed the opening / closing boundary position in a straight line, the biasing direction by the spring force is reversed, and the arm 245 tends to rotate in the clamp tightening direction X. This time, the push-down portion 275 of the reciprocating block 273 works effectively to prevent the arm 245 from jumping back. The arm operating roller 279 follows the upward movement of the pressing section 275, and the arm 245 smoothly proceeds to the clamp state.
[0219]
In the arm rotation position in FIG. 30, the arm operation roller 279 is farthest from the reel 211. In this state, the shape of the reciprocating block 273 is set so that the arm operating roller 279 does not roll down from the pressing section 275.
[0218]
Further, as shown in FIG. 30, as the arm 245 rotates in the clamp tightening direction X, the wire bending pin 251 bends the wire upward. Finally, the strand is bent back by about 180 degrees along the curve of the pressing surface 243. At the same time, the strand is clamped by the eccentrically arranged clamp pin 249. The functions of the wire bending pin 251 and the clamp pin 249 are the same as in the embodiment of FIG.
[0219]
FIG. 31 and FIG. 32 show a clamp completed state. The clamp / unclamp cylinder 271 and the guide cylinder 261 are retracted to the standby position. Even if no external force is applied by the actuator, the clamped state is maintained by the tensile force of the clamp spring 281. After completion of the clamping, the winding frame 211 is rotated, and the winding of the coil is started, as in the above-described embodiment.
[0220]
When the coil winding step is completed, the process proceeds to a step of removing the completed coil from the winding frame 211. As shown in FIG. 33, the clamp / unclamping cylinder 271 lowers the reciprocating block 273 again, and moves the arm 245 to the clamp open state position (see FIG. 25). As a result, a gap between the clamp pin 249 and the clamp bending base 241 is opened, and the clamp is released.
[0221]
Next, as shown in FIG. 23, the entire bobbin 211 is moved together with the clamp device in the bobbin rotation axis direction, and the bobbin 211 is extracted from the coil.
[0222]
At this time, the clamp / unclamp cylinder 271 is stationary and does not slide in the direction of the bobbin rotation axis. Therefore, when the winding frame 211 moves, the arm operating roller 279 of the arm 245 comes off the reciprocating block 273 of the clamping / unclamping cylinder 271.
[0223]
Even if the roller 279 comes off the reciprocating block 273, the arm 245 does not rotate. This is because the arm 245 is urged in the clamp opening direction Y by the urging force of the clamp spring 281 and abuts against a stopper (not shown) on the winding frame side.
[0224]
As described above, in the present embodiment, the arm 245 is fully opened and locked when the coil is removed by the appropriate action of the spring force of the clamp spring 281.
[0225]
Here, if there is no spring action as in the present embodiment, the arm 245 rebounds in the clamp tightening direction X at the moment when the arm 245 is no longer restrained by the cylinder 271. Then, at least one of the clamp pin 249 and the wire bending pin 251 collides with the clamp bending base 241. This can cause abnormal noise, damage the device, and reduce the life of the device.
[0226]
In order to prevent such bouncing back, it is conceivable to slide the clamp / unclamp cylinder 271 following the bobbin 211. However, providing the slide mechanism is not preferable because it complicates the apparatus and increases the cost.
[0227]
On the other hand, in the present embodiment, the lock at the time of unclamping can be performed by an appropriate operation of the clamp spring 281. Even without providing a cylinder moving mechanism or the like, it is possible to avoid arm recoil with a simple configuration.
[0228]
The preferred clamping device for the winding machine according to the present embodiment has been described above. Next, various advantages of the present embodiment will be described.
[0229]
In the present embodiment, the clamp spring 281 is provided as one mode of the opening and closing elastic member of the present invention. Further, the arm 245 forms a bending rotation member together with the wire bending pin 251. The clamp spring 281 urges the arm 245 in the clamp tightening direction X in the tightening side rotation region, but urges the arm 245 in the clamp opening direction Y in the opening side rotation region beyond the opening / closing boundary position B.
[0230]
Thereby, a force for tightening in the clamped state can be obtained without applying any other external force. Further, a force for maintaining the unclamped state is obtained by the same urging force of the elastic member for opening and closing. Therefore, the configuration of the winding machine can be simplified. As described above, the urging force of the clamp spring 281 prevents the arm 245 from suddenly moving back in the clamp tightening direction X, and the unclamping state can be locked using the spring urging force.
[0231]
In the present embodiment, the elastic member for opening and closing is a helical spring, which is used in a tensioned state. As a result, the clamp device was made compact. However, other elastic members may be used. For example, a helical spring can be used in a compressed state. Further, a spring member other than the helical spring, for example, a leaf spring may be used. Further, another kind of elastic member such as rubber may be used (this is the same in the second embodiment).
[0232]
In the present embodiment, the clamp / unclamp cylinder 271 is provided as the clamp actuator of the present invention, and is opposite to the biasing direction of the clamp spring 281 in both the tightening-side rotation area and the opening-side rotation area. Rotate arm 245 in the direction. This actuator allows the arm 245 to move smoothly. Further, it is not necessary to mount the actuator on the winding frame as the rotating member, and the various advantages described in the above-described embodiment can be obtained.
[0233]
Further, by applying the actuator having the above configuration together with the clamp spring 281 (opening and closing elastic member), the arm 245 (turning member for bending) can be turned over a wide turning range as described below. It has become.
[0234]
In the embodiment of FIG. 16 described above, since the actuator acted on the arm in only one direction, the movement of the arm 245 could not be controlled in a range beyond the opening / closing boundary position. In contrast, in the present embodiment, since the actuator can move the arm in both directions, the movement of the arm 245 can be controlled even in a range beyond the opening / closing boundary position. Therefore, it is possible to use the arm 245 by moving it to a region beyond the opening / closing boundary position (the position where both ends of the clamp spring 281 and the arm fulcrum are aligned in this embodiment). As described above, the spring action in the enlarged region is effectively used for an appropriate arm operation at the time of coil removal, whereby the effects of the present invention can be suitably obtained.
[0235]
In this embodiment, the clamp / unclamp cylinder 271 has a block 273 as a reciprocating member. The reciprocating block 273 moves in one direction (extending direction) in the rotation region on the tightening side to rotate the arm 245 in the clamp opening direction. In the open-side rotation area, the arm 245 is moved in the opposite direction (retraction direction) to rotate the arm 245 in the clamp tightening direction. Specifically, the reciprocating block 273 rotates the arm 245 from both sides in the clamp opening direction and the clamp tightening direction by the pressing part 275 and the reciprocating member 273, respectively. Since such a configuration is employed, it is possible to use an actuator having a simple configuration of a reciprocating type, for example, the pressure cylinder of the present embodiment.
[0236]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the connection portion at the tip of the conductor can be lengthened, the conductor can be securely clamped, the clamp can be automatically performed, and the other various effects described above can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a winding machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the winding machine shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view of the winding machine of FIG. 1;
FIG. 4 is a view showing a mechanism of the winding machine of FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic view showing a nozzle for supplying a conductor to the winding machine of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a coil formed by using the winding machine of FIG. 1;
FIG. 7 is a view showing a process of winding a first layer of the coil of FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram illustrating an operation when a guide claw sandwiches a conductive wire in a winding process of a coil.
FIG. 9 is a diagram illustrating a winding process when a guide claw is not used.
FIG. 10 is a view showing a winding process of a second layer.
FIG. 11 is a diagram showing a winding process of a third layer.
FIG. 12 is a view showing a modified example of the winding process of the third layer.
FIG. 13 is a diagram showing a process of removing a completed coil from a bobbin.
FIG. 14 is a view showing an apparatus for automatically clamping the leading end of a conductive wire to a bobbin.
FIG. 15 is a view showing the operation of the clamp device of FIG. 14;
FIG. 16 is a diagram illustrating an overall configuration of a winding machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a view showing the operation of the winding machine shown in FIG. 16;
FIG. 18 is a view showing a coil removing method of the winding machine of FIG. 16;
FIG. 19 is a diagram illustrating a clamp device according to a second embodiment provided in the winding machine of FIG. 16;
FIG. 20 is a first diagram showing a strand clamping step by the clamp device of FIG. 19;
FIG. 21 is a second diagram showing a strand clamping step by the clamp device of FIG. 19;
FIG. 22 is a third diagram showing a strand clamping step by the clamp device of FIG. 19;
FIG. 23 is a diagram illustrating an overall configuration of a winding machine according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a diagram illustrating a clamp device according to a third embodiment provided in the winding machine of FIG. 23;
FIG. 25 is a view showing the arrangement and configuration of an arm and a clamp spring in the clamp device of FIG. 24;
FIG. 26 is a first view showing a strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
FIG. 27 is a second diagram showing a strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
FIG. 28 is a third diagram illustrating a strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
FIG. 29 is a fourth diagram showing the strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
FIG. 30 is a fifth view showing the strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
FIG. 31 is a sixth diagram illustrating the strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
FIG. 32 is a seventh diagram showing the strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
FIG. 33 is an eighth diagram showing a strand clamping step by the clamp device of FIG. 24;
[Explanation of symbols]
1 winding frame, 3 rotating shafts, 5 motors, 100 winding portions, 102, 104 winding frame flanges, 106 relief portions, 108 guide grooves, 110 clamp claws, 112 clamp springs, 116 release rods, 120 clamp release actuators, 122 pushes Arm, 124 introduction actuator, 126 introduction arm,
211 winding frame, 211a winding portion, 211b flange portion, 241 clamp bending base portion, 243 pressing surface, 245 arm, 247 fulcrum, 249 clamp pin, 251 strand bending pin, 253,281 clamp spring, 255 arm operation Pin, 257, 271 Clamping / unclamping cylinder, 259 push-down plate, 261 guide cylinder, 273 reciprocating block, 275 push-down section, 277 pull-up section, 279 Arm operation roller.

Claims

In a winding machine that forms a coil by winding a conductive wire around a rotating bobbin,
It has a clamp device for fixing the lead wire, and the clamp device is
Fixing means for fixing a predetermined clamp portion near the end of the conductor to the bobbin;
Bending means for bending the lead wire portion from the clamp site in the bobbin rotation direction,
A winding machine characterized in that the end of a conducting wire is fixed to a bobbin in a state bent in the bobbin rotation direction.

The winding machine according to claim 1,
A winding machine, wherein the fixing means and the bending means are integrated to fix and bend the same portion on a conductive wire.

The winding machine according to claim 1 or 2,
A winding machine, wherein a clamp position for fixing the distal end portion is set at a position offset in a winding shaft rotation axis direction from a conductive wire winding surface of the winding frame.

The winding machine according to any one of claims 1 to 3,
A winding machine comprising: a wire guiding means for guiding a leading end of a wire to a clamp position.

The winding machine according to claim 4,
The reel has a reel flange at an end of a wire winding surface,
The clamp position is provided on the reel flange,
The wire guide means includes a guide groove provided on the bobbin flange and leading to the clamp position, and a lead supplied to the bobbin reaches the clamp position through the guide groove. Machine.

The winding machine according to any one of claims 1 to 5,
A clamp member for moving the wire relative to the bobbin in the bobbin rotation direction and pressing a conductive wire against the bobbin,
The winding machine, wherein the clamp member is driven in a clamp opening direction by an actuator, and is urged in a tightening direction by an elastic member.

The winding machine according to claim 6,
The winding machine, wherein the elastic member is a spring.

The winding machine according to claim 1,
The fixing means and the bending means are integrated, and when the fixing means fixes the clamp portion of the conductive wire, the bending means acts on a portion on the tip side of the clamp portion to bend the conductive wire. A winding machine.

The winding machine according to claim 8,
The winding machine according to claim 1, wherein the bending unit includes a bending rotation member that rotates in a winding frame rotation direction to contact and bend the conductive wire.

The winding machine according to claim 9,
The winding machine further includes a clamp member that rotates together with the bending rotation member and abuts and fixes the conductor.

The winding machine according to claim 10,
The winding machine, wherein the clamp member is provided eccentrically to a rotation axis of the bending rotation member.

The winding machine according to claim 11,
A bending surface member having a pressing surface against which a conducting wire is pressed by the clamp member and the bending rotation member when the bending rotation member rotates, and having a pressing surface corresponding to a predetermined bending shape. Winding machine.

The winding machine according to claim 12,
When the bending rotating member is in the clamp open state, the conductive wire guided toward the bobbin passes between the clamp member and the bending base member without deforming the conductive wire in the bobbin rotation direction. The winding machine, wherein the clamp member and the bending base member are configured so as to perform the operation.

The winding machine according to claim 11,
An elastic member for urging the bending turning member in a clamp tightening direction,
A clamp actuator for rotating the bending rotating member in a clamp opening direction opposite to the clamp tightening direction,
A winding machine characterized by including:

The winding machine according to claim 11,
The bending rotation member is urged in a clamp tightening direction in a tightening rotation region from a clamp tightened state position to a predetermined opening / closing boundary position, and the clamp is opened in an opening rotation region beyond the opening / closing boundary position. A winding machine provided with an opening / closing elastic member for urging in a clamp opening direction opposite to a tightening direction.

The winding machine according to claim 15,
The opening / closing elastic member has a maximum elastic deformation amount when the bending turning member is at the opening / closing boundary position, and the elastic deformation amount increases as the bending rotating member moves away from the opening / closing boundary position on both sides. A winding machine, characterized in that the winding machine is provided so as to reduce the number of windings.

The winding machine according to claim 15 or 16,
The opening and closing elastic member is a spring that biases the bending turning member by a tensile force,
A winding machine, wherein one end of a spring is attached to the bending rotation member so that the spring length is the longest when the bending rotation member is at the opening / closing boundary position.

The winding machine according to any one of claims 15 to 17,
A winding actuator for rotating the bending rotation member in a direction opposite to a biasing direction of the opening / closing elastic member in both the tightening side rotation region and the opening side rotation region. Wire machine.

The winding machine according to claim 18,
The clamp actuator has a reciprocating member, the reciprocating member moves in one direction in the tightening-side rotating region to rotate the bending rotating member in the clamp opening direction, and in the opening-side rotating region, A winding machine wherein the reciprocating member moves in the other direction to rotate the bending turning member in a clamp tightening direction.

The winding machine according to claim 19,
The winding machine, wherein the reciprocating member has a shape in which the reciprocating member comes into contact with the bending turning member from both sides in a clamp opening direction and a clamp tightening direction by the reciprocating operation.