JP3613680B2

JP3613680B2 - 巻線機

Info

Publication number: JP3613680B2
Application number: JP2001000293A
Authority: JP
Inventors: 正宜芳賀; 泰彦石丸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: JP2002203733A

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、導線の巻付き位置を確実に規定できる装置に関する。
【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、導線の隙間を少なくすることであり、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提案されている。このような装置に、特開平７−１８３１５２号公報がある。
【０００３】
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、コイルの一層を巻き終わると、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のコイル成形の導線の巻き付けにおいては、ある列から次の列へ導線の巻き付けを移行する列替えのときに、導線のテンションにより導線の位置ずれが生じると、一つの層における導線の巻き付け回数が低下し、占積率が下がる。
【０００５】
このような事態を避けるため、巻枠の巻き付け面に沿って複数のガイド部材を設け、これら複数のガイド部材を巻枠の軸方向に一体的に突出させることにより、巻き付けた導線を巻枠の軸方向（つまり、列の並び方向）に拘束し、これによって、導線の位置ずれを防止することを考えることができる。
【０００６】
ところで、上述した列替えの際には、ガイド部材の先端部が導線拘束位置から後退して次の列の導線を受け入れるための隙間を形成しなければならない。しかし、複数のガイド部材を一体的に軸方向に突出あるいは後退させる構成では、隙間を形成する動作のために、巻枠の全周にわたる複数のガイド部材が全て導線拘束位置から後退することになり、これによって導線の位置ずれが生じてしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、導線の巻付き位置ずれを防止するための新規な手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、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であって、巻枠回転軸を挟んで両側に設けられ、巻枠と同期回転し、巻枠に巻き付けられた導線に巻枠回転軸方向から当接し、巻付き位置を規定する第１および第２のガイド部材と、第１及び第２のガイド部材を巻枠回転軸方向に一体的に移動させるアクチュエータと、巻枠と同期回転し、第２のガイド部材を、第１のガイド部材に対し巻枠回転軸方向に相対移動するよう駆動するリングカムと、を有し、アクチュエータとリングカムを制御することにより、第 1 及び第２のガイド部材が同時に導線を拘束する姿勢と、第１及び第２のガイド部材のうち、一方のガイド部材が導線を拘束し、かつ他方のガイド部材が導線から退避した姿勢と、を任意に得ることが出来ることを特徴とする巻線機である。
【０００９】
第１の本発明では、アクチュエータとリングカムを制御することにより、第 1 及び第２のガイド部材が同時に導線を拘束する姿勢と、第１及び第２のガイド部材のうち、一方のガイド部材が導線を拘束し、かつ他方のガイド部材が導線から退避した姿勢と、を任意に得ることが出来る。
【００１０】
したがって第１の本発明では、一方のガイド部材が次の列の導線を受け入れるための隙間を形成している際にも、他方のガイド部材が導線を拘束しているので、導線の巻付き位置ずれが防止される。
【００１１】
第２の本発明は、第１の本発明の巻線機であって、リングカムは、第２のガイド部材を、第１のガイド部材に対し、突出した姿勢、並んだ姿勢および後退した姿勢の３段階に変位するように駆動することを特徴とする巻線機である。
【００１２】
第２の本発明では、リングカムが、第２のガイド部材を巻枠回転軸方向に３段階に変位させることとしたので、第２のガイド部材の先端部が、第１のガイド部材の先端部に対して突出した姿勢、並んだ姿勢、および後退した姿勢の３種類の第２のガイド部材の姿勢を、比較的簡易な手段により実現できる。
【００１３】
本発明における駆動手段は、ガイド部材が巻枠の回転と連動して動作するように、巻枠の回転力を機械的にガイド部材の運動に変換する機械要素手段とするのが好適であり、特に、ガイド部材に要求される動作を規定したカムと、該カムに従動するカムフォロワとを含むこととするのが好適である。
【００１４】
また、前記カムは前記巻枠とともに回転する回転部材に設けられ、前記カムフォロワは前記巻枠とともには回転せず、前記カムのカム面は巻枠回転軸を取り囲んでおり、前記２つのガイド部材のうちの一のガイド部材が前記回転部材に取り付けられていることとしてもよい。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は実施形態の巻線機の要部を示す斜視図であり、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。
【００１７】
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分のみを説明する。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。
【００１８】
巻枠１の近傍であって回転軸３を挟んで両側には、本発明における第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７、および第２のガイド部材であるカム動作爪８が設けられている。これらのＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は、巻枠１に巻き付けられた導線Ｗに軸方向に当接・押圧し、導線Ｗの巻付き位置を規定することにより、導線Ｗのずれを防止する。
【００１９】
ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は、リンク機構９に保持されている。このリンク機構９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９は、リンク要素の回転軸方向の移動を、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の巻枠径方向の移動に変換するように設定されている。
【００２０】
リンク機構９は、第１円盤１１、駆動リンク１３および変換リンク１５を有する。第１円盤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１１ｂ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ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８が保持されている。
【００２１】
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ず相対移動可能である。
【００２２】
変換リンク１５は、第２円筒１３ａと、第１円盤１１の放射部１１ｂにスライド可能に取り付けられているＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の基部とを連結している。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。
【００２３】
第１アクチュエータ１７は、第１円盤１１を回転軸方向に移動させる。第１円盤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ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は互いに同期して、巻枠１に対して回転軸方向に移動する。
【００２４】
また第２アクチュエータ２１は、第１円盤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、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪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のなす角度が小さくなる。そしてＮＣ動作爪７およびカム動作爪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ＮＣ動作爪７およびカム動作爪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。
【００２５】
カム動作爪８は、巻枠１の回転力を機械的に変換して利用する機械要素手段により導線Ｗに向って突出あるいは導線Ｗから後退方向に駆動される。回転軸３と一体的に回転する第１円盤１１には、内側リングカム２０６と外側リングカム２０８が設けられており、特に外側リングカム２０８のプロフィールに従って、カム動作爪８が駆動される。
【００２６】
図５は、第１円盤１１を回転軸方向から見た図である。内側リングカム２０６と外側リングカム２０８は、回転軸３を取り囲む同心円を描いている。リングカム２０６，２０８は円周方向に沿って起伏を有する、いわゆる端面カムである。カム面のプロフィールは、カム動作爪８に所望の軸方向の動作を行わせるように設定されている。
【００２７】
図６に示すように、外側リングカム２０８は、０度から７５度までの範囲が、カム面が低い基準部分（高さＺ）となっており、１８０度から２７０度までの範囲（図５におけるハッチング部分）は、カム面が高いオン部分（高さＹ）となっている。９０度から１６５度、および２８５度から３４５度までの範囲は、中程度の高さの中立部分（高さＸ）となっている。各部分の間のそれぞれ１５度ずつの領域には、各部分を結ぶ滑らかな接続斜面が形成されている。
【００２８】
内側リングカム２０６は、その高さが変化せず、上記外側リングカム２０８における中立部分と同じ高さ（高さＸ）に設定されている。
【００２９】
カム動作爪８は、スリーブ８ａを介して第１円盤１１に巻枠回転軸方向に伸縮自在に保持されている。回転軸３には、カム動作爪８を突出あるいは後退駆動するための第２円盤３１が、軸方向に相対移動可能かつ回転方向に相対回転不能に設けられている。第２円盤３１には、カム動作爪８が巻枠径方向にスライド可能に保持されている。
【００３０】
装置ベース（図示せず）には、ブラケット３３が、軸方向にスライド可能に設けられている。ブラケット３３の一方の先端のフォーク３３ａには、２個一対の対向ローラが設けられている。対向ローラは第２円盤３１を挟んでいる。ブラケット３３の他方の先端には、カムの有効・無効を切り替えるための切替アクチュエータ２１４を介して、カムフォロワ３５が設けられている。切替アクチュエータ２１４は、カムフォロワ３５を回転軸３に向かう径方向に移動させて、カムフォロワ３５を外側リングカム２０８または内側リングカム２０６のカム面に選択的に当接させる。カムフォロワ３５が外側リングカム２０８のカム面に当接するとカムが有効（作動状態）となる。ブラケット３３は、図示しないバネによって第１円盤１１に対向する方向に付勢されている。
【００３１】
カムフォロワ３５が、第１円盤の外側リングカム２０８の高い位置であるオン部分に来ると、カムフォロワ３５が押され、ブラケット３３を介して、対向ローラに挟まれた第２円盤３１が回転軸方向に移動し、カム動作爪８が突出方向に駆動される。
【００３２】
カムフォロワ３５がオン部分に接しているとき、カム動作爪８の先端部が、ＮＣ動作爪７の先端部の位置に対して回転軸方向に突出した位置になる。カムフォロワ３５が中立部分に接しているとき、カム動作爪８の先端部が、ＮＣ動作爪７の先端部に対して回転軸方向に等しい位置になる。カムフォロワ３５が基準位置に接しているとき、カム動作爪８の先端部が、ＮＣ動作爪７の先端部に対して後退した位置になる。
【００３３】
以上により、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪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。ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は回転軸方向には外側リングカム２０８により独立して移動し、径方向には同位置をとる。
【００３４】
本実施形態では、リンク機構を動かす第１アクチュエータ１７および第２アクチュエータ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１７，２１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。
【００３５】
なお、制御部２３は、モータ５、第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２１、切替アクチュエータ２１４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。
【００３６】
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。
【００３７】
装置ベース３０の両端に巻枠支持台３２が設置され、巻枠支持台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。
【００３８】
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。左右のガイドテーブル４２には、それぞれ第１アクチュエータ１７（図３参照）が設けられている。第１アクチュエータ１７はモータである。
【００３９】
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第１円盤１１を軸支する。この第１円盤１１は、後述する第２円筒１３ａ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。また第１円盤１１は、ガイド保持台４８に対しては軸方向に拘束され相対回転可能に保持されている。
【００４０】
第１円盤１１は、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８を保持している。ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８は、第１円盤１１のレール５８（図３参照）に取り付けられ、第１円盤１１に対して径方向にスライド可能である。
【００４１】
カム動作爪８は、軸方向に伸縮可能である。カム動作爪８の先端側の部分は、第２円盤３１に取り付けられている。ガイドテーブル４２には、図示しないレールを介してブラケット３３（図１参照）がスライド可能に保持されている。ブラケット３３のフォーク３３ａの対向ローラが、第２円盤３１を挟んでいる。このフォーク３３ａが第２円盤３１を軸方向に移動し、これによりカム動作爪８が突出あるいは後退方向に移動する。
【００４２】
第２円盤３１は、伸縮可能なアーム６１により第１円盤１１に保持されており、巻枠１と同軸に同期回転する。またカム動作爪８の先端側の部分は、第２円盤３１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。
【００４３】
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、ガイドテーブル４２上のレール６４に取り付けられ、ガイドテーブル４２に対して巻枠回転軸方向にスライド可能である。
【００４４】
駆動円筒支持台６２は第２円筒１３ａを軸支している。第２円筒１３ａは回転軸３と同軸に設けられている。第２円筒１３ａ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。第２円筒１３ａは、第１円盤１１に対し径方向にスライド可能に取り付けられているＮＣ動作爪７およびカム動作爪８と、変換リンク１５を介して第１円盤１１と連結されている。
【００４５】
次に図３を参照して、第２円筒１３ａを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、第２アクチュエータ２１が固定されている。第２アクチュエータ２１はモータである。
【００４６】
第２アクチュエータ２１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。
【００４７】
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は右側のテーブルで軸受支持部７４に支持されている。
【００４８】
右側のテーブルには、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６２と係合してボールねじ機構を形成している。
【００４９】
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。
【００５０】
第２アクチュエータ２１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、第２円筒１３ａが第１円盤１１に対して軸方向に移動する。
【００５１】
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。
【００５２】
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、ガイドテーブル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、ガイドテーブル４２が移動しても両歯車の噛み合い状態が確保される。
【００５３】
導線は、巻枠１の近傍に設置されたノズル（図示せず）から供給される。ノズルは、例えば互いに直交して配置された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１に供給される。ノズルは、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とされており、巻枠回転軸方向（図７においてＢ−Ｂ方向）に往復移動する。この往復移動により導線Ｗの供給方向が変わり、導線Ｗは一つの列から次の列へ移行することができる。
【００５４】
図７に示すように、巻枠１は、その軸方向の両端部からフランジ１２により挟まれている。フランジ１２の透孔を通じて、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８が軸方向に突出あるいは後退し、これによって導線Ｗの形状が規定される。
【００５５】
図７は図中右側から左側に向けて、図中Ａ方向に導線Ｗの列を形成する場合を示しており、この動作の間中、図中右側のＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面は、右側のフランジ１２の端面と同一平面上にある。他方、図中左側のＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面は、両者のいずれか一方が次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成している際、つまり図７において符号Ｄで示される状態のときに、他方が導線Ｗを、図７において符号Ｅで示される状態に拘束する。
【００５６】
次に、図８〜図１０を参照し、本実施形態の巻線機による導線巻き付けの動作を説明する。本実施形態では、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。図８（ａ）は図７の巻枠１のＣ−Ｃ断面を示し、また図８（ｂ）（ｃ）、図９および図１０は、図８（ａ）の状態から巻枠１が回転した場合の各タイミングにおけるＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面と巻き取られた導線Ｗとの当接の状態を示す。図８〜図１０において、ＮＣ動作爪７およびカム動作爪８の先端面は、巻き取られた導線Ｗと当接している先端面が編目模様で示され、また当接しておらず導線Ｗの側面から浮上している先端面が白抜きで示される。図８〜図１０の導線Ｗにおいてハッチングで表示している部分は、図７の巻枠１において看者側を向いている部分、すなわち導線Ｗの巻き始めの部分と横並びになる部分を示し、この部分ではある列（例えば第ｎ列）から次の列（例えば第ｎ＋１列）への列替えが行われる。
【００５７】
図８（ａ）において、フランジ１２の一方に設けられた適宜のクランプ部（図示せず）により先端をクランプされた導線が、図中時計方向に回転する巻枠１に巻き取られる。いま、回転角０度の状態では、ＮＣ動作爪７は突出位置にあり、導線Ｗのうち巻枠１に既に巻き取られている部分の側面を押圧している。他方、導線Ｗのうち巻き取られていない部分と巻枠１との接点に対し前方（図中反時計方向側）である巻枠１の上辺に位置しているカム動作爪８は、後退した状態にある。その結果、カム動作爪８の先端面とフランジ１２との間、またはカム動作爪８の先端面と既に巻き取られている導線Ｗの側面との間には、次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間が形成されている。
【００５８】
したがって、巻枠１が４５度回転した図８（ｂ）の状態においては、カム動作爪８の先端面とフランジ１２との間、またはカム動作爪８の先端面と既に巻き取られている導線Ｗとの間に、次の列の導線Ｗが受け入れられる。
【００５９】
次に、回転角度が７５度に達すると、第１円盤１１の外側リングカム２０８のオン部分がカムフォロワ３５を押し出すことより、カム動作爪８が突出方向に駆動される。その結果、巻枠１が９０度回転した図８（ｃ）の状態では、カム動作爪８の先端が、既に巻き取られている導線Ｗの側面に当接する。このとき、カム動作爪８の先端面とＮＣ動作爪７の先端面とはいずれも突出状態であり、かつ両者は軸方向に等しい位置にある。
【００６０】
巻枠１が１３５度回転した図９（ａ）の状態では、カム動作爪８の先端面とＮＣ動作爪７の関係は変化しない。
【００６１】
回転角度が１６５度に達すると、第１アクチュエータ１７の作用により、ＮＣ動作爪７の後退が開始され、ＮＣ動作爪７の先端面は、巻枠１が１８０度回転した図９（ｂ）の状態では、一杯まで後退した位置にある。この結果、ＮＣ動作爪７の先端面とフランジ１２との間、またはＮＣ動作爪７の先端面と既に巻き取られている導線Ｗの側面との間には、次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間が形成される。
【００６２】
ここで、ＮＣ動作爪７の後退動作の間、カム動作爪８はその先端面の位置を維持しなければならない。この動作は、カムフォロワ３５に対する外側リングカム２０８の高さが、中立位置からオン位置へと移行することで実現される。
【００６３】
巻枠１が２２５度回転した図９（ｃ）の状態では、ＮＣ動作爪７の先端面とフランジ１２との間、またはＮＣ動作爪７の先端面と既に巻き取られている導線Ｗとの間に、次の列の導線Ｗが受け入れられる。このときカム動作爪８の先端面は、ＮＣ動作爪７の先端面に対し前側にある。
【００６４】
巻枠１が２７０度回転した図１０（ａ）の状態では、後退していたＮＣ動作爪７が、既に巻き取られている巻線Ｗの側面を押すために前進を開始する。ここで、ＮＣ動作爪７の前進動作の間、既に前進位置にあるカム動作爪８が巻き取り済みの導線Ｗの側面を押しすぎないように、カム動作爪８の先端面の位置を維持しなければならない。この動作は、カムフォロワ３５に対する外側リングカム２０８の高さが、オン位置から中立位置へと移行することで実現される。この移行は、回転角度２８５度のタイミングで完了し、その結果、カム動作爪８の先端面とＮＣ動作爪７の先端面とはいずれも導線Ｗを押している状態となり、かつ両者は軸方向に等しい位置にある。
【００６５】
巻枠１が３１５度回転した図１０（ｂ）の状態を経て、回転角度が３４５度になると、カム動作爪８は、まだ巻き取られていない導線Ｗとの干渉を防ぐための後退動作を開始する。この動作は、カムフォロワ３５に対する外側リングカム２０８の高さが、中立位置から基準位置へと移行することで実現される。その結果、カム動作爪８の先端面と既に巻き取られている導線Ｗの側面との間には、次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間が形成される。
【００６６】
このようにして３６０度回転した図１０（ｃ）の状態へと移行する。ここでは図中ハッチングで示す列替え部分の巻き付けが行われるが、その際にＮＣ動作爪７が突出状態にあり導線Ｗを拘束しているので、導線Ｗの位置ずれや巻き崩れが特に生じやすい部分である列替え部分においても、この位置ずれや巻き崩れを効果的に防止できる。このようにして、以下これらの動作が繰り返される。なお、巻枠１の回転に伴い、巻枠１に対するカム動作爪８およびＮＣ動作爪７の絶対位置は、１回転につき導線Ｗの太さに相当する寸法だけ、徐々に後退する。また、第１層の巻き付けが終了すると、その上に第２層、第３層の巻き付けが行われ、所定の層数の巻き付けが済むと巻き付け工程が終了する。
【００６７】
これらの一連の工程における回転角度と、ＮＣ動作爪７・カム動作爪８の動作との関係は、図１１に示されている。
【００６８】
なお、巻き付け工程が終了すると、一方のフランジ１２が巻枠１から取り外され、他方のカム動作爪８およびＮＣ動作爪７が共に前進することにより、巻枠１からコイルが取り外される。このとき、カム動作爪８およびＮＣ動作爪７の前進は、第１アクチュエータ１７のみを作動させることによって実現できる。
【００６９】
以上のとおり、本実施形態では、第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７の作用点である先端面が、巻枠１または巻枠１に既に巻き付けられた下層の導線層と、巻き付け前の導線Ｗと、の接点を横切る際に、ＮＣ動作爪７の先端面が後退して次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成し、かつ、第２のガイド部材であるカム動作爪８が導線Ｗとの当接状態を保つようにする。
【００７０】
また、逆に、第２のガイド部材であるカム動作爪８の作用点である先端面が、前記接点を横切る際に、カム動作爪８の先端面が後退して次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成し、かつ第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７が導線Ｗとの当接状態を保つようにする。
【００７１】
このように本実施形態では、一方のガイド部材が次の列の導線Ｗを受け入れるための隙間を形成している際にも、他方のガイド部材が導線Ｗを拘束する、という関係が交互に繰り返されるので、導線の巻付き位置ずれが防止される。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。
【００７２】
また、本実施形態では、駆動手段が、第１のガイド部材としてのＮＣ動作爪７を突出あるいは後退させる第１の駆動手段である第１アクチュエータ１７と、ＮＣ動作爪７に対して第２のガイド部材であるカム動作爪８を突出あるいは後退させる第２の駆動手段とである外側リングカム２０８と、を含むこととしたので、上記第１の本発明の効果に加え、第１アクチュエータ１７のみを作動させることによりＮＣ動作爪７とカム動作爪８とを一体的に突出あるいは後退動作させることが可能であり、そのような動作を、巻き終わったコイルの取り外しの場面で利用することができる。
【００７３】
また本実施形態では、第２の駆動手段である外側リングカム２０８が、第２のガイド部材であるカム動作爪８を突出あるいは後退方向に「オン位置」「中立位置」「基準位置」の３段階に対応させて変位させることとしたので、カム動作爪８の先端部が、第１のガイド部材であるＮＣ動作爪７の先端部に対して突出した姿勢、並んだ姿勢、および後退した姿勢の３種類の姿勢を、比較的簡易な手段により実現できる。
【００７４】
また本実施形態では、退避を終えたＮＣ動作爪７またはカム動作爪８の突出位置への復帰が完了するタイミングを、隙間への導線Ｗの受け入れと略同時（回転角度９０度の状態）とするほか、隙間への導線Ｗの受け入れより後（回転角度２８５度の状態）とする構成としたが、この復帰完了のタイミングは、隙間への導線Ｗの受け入れと同時あるいは以後であれば、いずれのタイミングでも良い。尚、このタイミングが早過ぎれば導線Ｗの受け入れを失敗するおそれが高まる。他方、このタイミングを遅らせれば導線Ｗの受け入れを確実に行えるが、導線Ｗの被覆層を損傷するおそれが高まることになる。
【００７５】
なお、上記実施形態では、本発明を、巻枠１が自転することによって導線Ｗを巻き付ける構成の巻線機に適用した例について説明したが、本発明は、巻線Ｗを供給するノズルが巻枠１の周りを公転する構成の巻線機や、巻枠１とノズルとが相互に公転する構成の巻線機についても適用することができる。
【００７６】
巻枠１が回転することによって導線Ｗを巻き付ける構成の場合には、本発明における駆動手段は、ガイド部材が巻枠の回転と連動して動作するように、巻枠の回転力を機械的にガイド部材の運動に変換する機械要素手段とするのが好適であり、特に、ガイド部材に要求される動作を規定したカムと、該カムに従動するカムフォロワとを含むこととすれば足り、本発明は上記実施形態の態様には限定されない。
【００７７】
また、前記カムは前記巻枠とともに回転する回転部材に設けられ、前記カムフォロワは前記巻枠とともには回転せず、前記カムのカム面は巻枠回転軸を取り囲んでおり、前記２つのガイド部材のうちの一のガイド部材が前記回転部材に取り付けられていることとするのが特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の巻線機の要部を示す斜視図である。
【図２】巻線機の正面図である。
【図３】巻線機の平面図である。
【図４】巻線機の機構を示す図である。
【図５】第１円板を示す側面図である。
【図６】第１円盤の外側リングカムおよび内側リングカムのプロフィールを示す図である。
【図７】コイルの巻き付け工程を示す正面図である。
【図８】（ａ）ないし（ｃ）はコイルの巻き付け工程を示す側面図である。
【図９】（ａ）ないし（ｃ）はコイルの巻き付け工程を示す側面図である。
【図１０】（ａ）ないし（ｃ）はコイルの巻き付け工程を示す側面図である。
【図１１】コイルの巻き付け工程とＮＣ動作爪・カム動作爪の動作との関係を示す表である。
【符号の説明】
１巻枠、３回転軸、５モータ、７ＮＣ動作爪、８カム動作爪、１１第１円盤、１２フランジ、１３駆動リンク、１３ａ第２円筒、１５変換リンク、１７第１アクチュエータ、２１第２アクチュエータ、２３制御部、３５カムフォロワ、２０８外側リングカム、Ｗ導線。

Claims

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であって、
巻枠回転軸を挟んで両側に設けられ、巻枠と同期回転し、巻枠に巻き付けられた導線に巻枠回転軸方向から当接し、巻付き位置を規定する第１及び第２のガイド部材と、
第１及び第２のガイド部材を巻枠回転軸方向に一体的に移動させるアクチュエータと、
巻枠と同期回転し、第２のガイド部材を、第１のガイド部材に対し巻枠回転軸方向に相対移動するよう駆動するリングカムと、
を有し、
アクチュエータとリングカムを制御することにより、
第 1 及び第２のガイド部材が同時に導線を拘束する姿勢と、
第１及び第２のガイド部材のうち、一方のガイド部材が導線を拘束し、かつ他方のガイド部材が導線から退避した姿勢と、
を任意に得ることが出来ることを特徴とする巻線機。
請求項１に記載の巻線機であって、
リングカムは、第２のガイド部材を、第１のガイド部材に対し、突出した姿勢、並んだ姿勢および後退した姿勢の３段階に変位するように駆動することを特徴とする巻線機。