JP3762929B1

JP3762929B1 - パラ巻線方法及びパラ巻線装置

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Publication number: JP3762929B1
Application number: JP2005086056A
Authority: JP
Inventors: 良雄加藤
Original assignee: Sanko Kiki Co Ltd
Current assignee: Sanko Kiki Co Ltd
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: US20060231669A1; US7252260B2; JP2006271118A

Abstract

【課題】比較的簡単な構造で、巻線サイクルを早めることができるようにしたパラ巻線方法及びパラ巻線装置を提供する。
【解決手段】複数本の導線Ｗを並列させて巻枠７６に巻き付けてコイルを形成し、このコイルをコイル受け治具１２０に落とし込むようにしたパラ巻線方法において、前記複数本の導線Ｗを一旦ボビン４０に巻き付け、このボビン４０を巻線装置のフライヤ９０に装着し、このフライヤ９０を回転させて、前記ボビン４０から複数本の導線Ｗを引出しながら前記巻枠７６に巻き付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数本の導線を並列させて巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルをコイル受け治具に落とし込むようにしたパラ巻線方法及びパラ巻線装置に関する。

近年、電気自動車などのモータの開発に際し、自動車に搭載可能な低電圧の電源によって大きな駆動力が得られるようにするため、電線の断面積を大きくして大電流を流すことにより、大きな駆動力が得られるようにしたモータが望まれている。しかしながら、電線の直径を大きくした場合には、巻線操作やステータコアへのコイル挿入操作が困難となると共に、ステータコアのスロット内における電線のスペースファクタ（空間占有率）も小さくなるという問題点があった。

そこで、複数本の電線を並列して巻いて（パラ巻きして）コイルを形成することにより、巻線操作やコイル挿入操作に支障をきたすことなく、電線の断面積を実質的に大きくするようにした巻線装置及び方法が提案されている。このようなパラ巻線においては、フライヤと呼ばれる回転ノズルを用いた従来の巻線装置をそのまま用いることはできない。すなわち、電線を送出するノズルを巻枠の周りで回転させて、電線を巻枠に巻き付けるフライヤを用いると、複数本の電線が縄のように捩れてしまい、得られたコイルを後の工程でコイル挿入装置によりステータコアのスロットに挿入することが困難になってしまうからである。

このため、例えば、下記特許文献１には、巻枠への素線の巻き付けによる巻線形成、及び、巻枠からの巻線の取外しを繰り返すことにより、互いに連結された所定数の極の巻線を形成する巻線製造システムにおいて、回転する巻枠に素線を巻き付けて巻線を形成する巻線形成手段と、巻き付けが完了し巻枠から取り外された巻線を、その巻線の極に対応する所定の保持位置に保持する巻線保持手段と、前記巻枠の回転に合わせて前記巻線保持手段を動かすことにより、前記巻線保持手段に保持された巻線と、他の極の巻線を形成中の巻枠との相対位置関係の乖離を抑制する相対位置維持手段と、を含むことを特徴とする巻線製造システムが開示されている。

また、下記特許文献２には、テンションノズルを通ってフライヤから供給される帯状に配列された複数本のワイヤを巻枠に巻き付けるようにした巻線機において、巻枠と同軸にその周長とほぼ同等の周長のダミードラムを回転自在に設けるとともに、フライヤと一体にダミードラムにワイヤを巻き付けるダミーフライヤを設け、フライヤ及びダミーフライヤの回転に同期してテンションノズルを上方へ、ダミードラムを下方へ同一速度で移動させながら、巻枠とダミードラムとにワイヤを同時に巻き付けることにより、よじれを防止してコイル挿入治具への挿入を容易にし、占積率を向上させるようにした巻線機が開示されている。
特許第３５５０３７２号公報特開平１１−９８７７９号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、既に巻線されて巻線保持手段（コイル受け治具）に保持されたコイルと、巻枠に新たに巻き付けられて形成されるコイルとの連結状態を維持するため、巻枠と巻線保持手段とを同期して回転させなければならないので、巻線サイクルを早めることが困難であった。

また、上記特許文献２の技術では、巻枠の上方にダミードラムを配置して、２つのフライヤで巻枠とダミードラムとに同時に巻線を行わなければならないので、特に高さ方向において装置が著しく大型化し、構造も複雑となり、装置コストが高くなる傾向があった。

したがって、本発明の目的は、比較的簡単な構造で、巻線サイクルを早めることができるようにしたパラ巻線方法及びパラ巻線装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のパラ巻線方法は、巻枠と、この巻枠の回りを周回するフライヤと、前記巻枠の下方に配置されるコイル受け治具とを用い、前記フライヤを前記巻枠の回りに周回させることにより、複数本の導線を並列させて前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルを前記コイル受け治具に落とし込むようにしたパラ巻線方法において、
前記複数本の導線をボビンに巻き付け、このボビンを巻線装置のフライヤに装着して、前記フライヤと共に前記巻枠の回りに周回させることにより、前記ボビンから複数本の導線を引出しながら前記巻枠に巻き付けるようにしたことを特徴とする。

本発明のパラ巻線方法によれば、複数本の導線を一旦ボビンに巻き付け、このボビンを巻線装置のフライヤに装着し、このボビンをフライヤと共に巻枠の回りに周回させることにより、ボビンから複数本の導線を引出しながら巻枠に巻き付けるようにしたので、複数本の導線を捩れることなく並列したまま巻枠に巻き付けることができる。また、導線を一旦ボビンに巻き付け、このボビンをフライヤに装着するという工程を付加するだけでよいので、比較的簡単な構造で巻線装置を構成することができる。更に、ボビンをフライヤと共に巻枠の回りに周回させて巻枠に巻き付けたコイルを、巻線操作中にコイル受け治具に順次落とし込むことができ、巻枠からコイル受け治具へのコイルの移動を同時に行えるので、巻線サイクルを早めることができる。

本発明のパラ巻線方法において、前記ボビンは、回転軸方向に所定間隔で平行に配置されたセパレータによって、前記複数本の導線が一本ずつ入る環状溝を有していることが好ましい。

これによれば、ボビンに巻き付けられた複数本の導線が互いにクロスすることが防止されるので、ボビンをフライヤに装着して巻枠に対して巻線を行う際に、ボビンから各導線をスムーズに引出すことができる。

また、前記ボビンは、両端面の板とそれらの間に配置された前記セパレータとを回転軸方向に貫通し、半径方向に伸びてその内周側端部が前記環状溝の内周に至る透孔を有し、前記複数本の導線を前記ボビンに巻き付ける際に、前記ボビンの前記環状溝に挿入された前記複数本の導線の始端部を、前記透孔を通して挿入されたクランプによって前記環状溝の内周に押圧させて保持するようにすることが好ましい。

これによれば、ボビンの環状溝に挿入された複数本の導線の始端部を、１つのクランプで同時に押圧保持させることができるので、構造を簡略化すると共に、作業性を良好にすることができる。

更に、１組のフライヤと巻枠に対して、前記ボビンを２個用意し、一方のボビンを前記フライヤに装着して巻線を行っている間に、他方のボビンに前記複数本の導線を巻き付けるようにして、前記２個のボビンを交互に使用することが好ましい。

これによれば、一方のボビンを前記フライヤに装着して巻線を行っている間に、他方のボビンに前記複数本の導線を巻き付けることができるので、ボビン巻き付け作業によって巻線サイクルが遅くなってしまうことがなく、巻線サイクルを早めることができる。

一方、本発明のパラ巻線装置は、巻枠と、この巻枠の回りを周回するフライヤと、前記巻枠の下方に配置されるコイル受け治具とを備え、前記フライヤを前記巻枠の回りに周回させることにより、複数本の導線を並列させて前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルをコイル受け治具に落とし込むようにしたパラ巻線装置において、
前記複数本の導線を並列させてボビンに巻き付けるボビン巻き付け装置と、このボビン巻き付け装置により前記導線を巻き付けられたボビンを移動させて前記フライヤに装着させるボビン移動装置とを有し、
前記ボビン巻き付け装置によって前記ボビンに前記導線を巻き付け、このボビンを前記ボビン移動装置によって前記フライヤに装着し、前記ボビンを前記フライヤと共に前記巻枠の回りに周回させて、前記ボビンから複数本の導線を引出しながら前記巻枠に巻き付けるように構成したことを特徴とする。

本発明のパラ巻線装置によれば、ボビン巻き付け装置により、複数本の導線を並列させてボビンに巻き付け、ボビン移動装置により、このボビンをフライヤに装着し、フライヤと共に巻枠の回りに周回させて、複数本の導線をボビンから引出しながら巻枠に巻き付けてコイルを形成することができる。したがって、比較的簡単な構造で、巻線サイクルが早いパラ巻線が可能となる。

本発明のパラ巻線装置によれば、前記ボビンは、回転軸方向に所定間隔で平行に配置されたセパレータによって、前記複数本の導線が一本ずつ入る環状溝を有していることが好ましい。

これによれば、前述したように、ボビンから各導線をスムーズに引出すことができる。

また、前記ボビンは、両端面の板とそれらの間に配置された前記セパレータとを回転軸方向に貫通し、半径方向に伸びてその内周側端部が前記環状溝の内周に至る透孔を有し、前記ボビン巻き付け装置は、前記透孔を通して挿入され、前記環状溝に挿入された前記複数本の導線の始端部を、前記環状溝の内周に押圧させて保持するクランプを有していることが好ましい。

これによれば、前述したように、ボビンの環状溝に挿入された複数本の導線の始端部を、１つのクランプで同時に押圧保持させることができるので、構造を簡略化すると共に、作業性を良好にすることができる。

前記移動装置は、前記ボビンの支持台を２つ持った回転テーブルを有し、前記２つの支持台は、前記回転テーブルの回転によって、前記ボビン巻き付け装置による巻き付け操作位置と、前記フライヤへの脱着操作位置との間を交互に移動するように構成され、前記２つの支持台に支持された２個のボビンのうち、一方のボビンを前記フライヤに装着して巻線を行っている間に、前記ボビン巻き付け装置により他方のボビンに前記複数本の導線を巻き付けるように構成されていることが好ましい。

これによれば、前述したように、一方のボビンを前記フライヤに装着して巻線を行っている間に、他方のボビンに前記複数本の導線を巻き付けることができるので、巻線サイクルを早めることができる。

本発明によれば、複数本の導線を一旦ボビンに巻き付け、このボビンを巻線装置のフライヤに装着し、フライヤと共に巻枠の回りに周回させて、ボビンから複数本の導線を引出しながら巻枠に巻き付けるようにしたので、複数本の導線を捩れることなく並列したまま巻枠に巻き付けることができる。また、導線を一旦ボビンに巻き付け、このボビンをフライヤに装着するという工程を付加するだけでよいので、比較的簡単な構造で巻線装置を構成することができる。更に、フライヤを回転させて巻枠に巻き付けたコイルを、巻線操作中にコイル受け治具に順次落とし込むことができ、巻枠からコイル受け治具へのコイルの移動を同時に行えるので、巻線サイクルを早めることができる。

以下、図面を参照して本発明によるパラ巻線装置の一実施形態を説明する。

このパラ巻線装置１０は、基台１１と、この基台１１のテーブル１２上に設置されたボビン移動装置２０と、このボビン移動装置２０に支持されたボビン４０に巻線を施すボビン巻付け装置３０と、ボビン巻付け装置３０に導線を供給する導線供給装置１５と、導線を巻付けられたボビン４０を受け取って、巻枠７６に対して巻線を行う巻線装置本体７０と、巻線装置本体７０により巻線されたコイルを受け取るコイル受け治具１２０とを備えている。テーブル１２上には、立壁１３が立設され、この立壁１３の上端部には、上テーブル１４が取付けられている。

テーブル１２上に設置されたボビン移動装置２０は、支持台２１と、この支持台２１から突出する回転軸２２により支持された回転テーブル２３とを有している。回転テーブル２３は、モータ２１ａによって回転するようになっている。回転テーブル２３の対向する位置には、ボビン４０を支持する一対の支持部２４が設けられている。

図２を併せて参照すると、支持部２４は、一対の昇降シリンダ２６と、この昇降シリンダ２６の作動ロッドに連結された支持板２７とを有している。また、一対の昇降シリンダ２６の間に配置されたシリンダ２８の作動ロッドは、前記支持板２７を貫通し、その上端に支持ローラ２９が装着されている。この支持ローラ２９は、ボビン４０の内周に挿入され、ボビン４０を回転可能に支持する。

支持部２４に支持されたボビン４０に、導線を供給するための導線供給装置１５がボビン移動装置２０に隣接して配置されている。導線供給装置１５は、テンション装置１６と、引戻しシリンダ１７と、幅寄せローラ１８と、一対のガイドローラ１９とを有している。そして、複数本の導線Ｗが、テンション装置１６を通過し、幅寄せローラ１８によって所定の間隔で整列され、更に、ガイドローラ１９を通してほぼ平行に繰り出されるようになっている。引戻しシリンダ１７は、テンション装置１６を進退動作させて、導線Ｗを所定距離だけ引戻すことができるようにするものである。

また、回転テーブル２３の一方の支持部２４に設置されたボビン４０であって、前記導線供給装置１５側に配置されたものに接離可能に当接する回転位置決めローラ２５ａが設けられている。この回転位置決めローラ２５ａは図１に示すモータ２５によって回転し、ボビン４０の回転位置を調節することができるようにしている。

図３に示すように、導線供給装置１５側に配置された支持部２４の上方には、ボビン巻付け装置３０が設置されている。このボビン巻付け装置３０は、立壁１３の中間高さ位置に水平に取付けられた支持板３２上に設置された台３３と、この台３３上に取付けられたエアシリンダ３４とを有している。

エアシリンダ３４の作動軸には、スプライン軸３５が回転可能に装着され、このスプライン軸３５は支持板３２を貫通して下方に延出されている。スプライン軸３５の支持板３２の下方に突出した部分には、従動プーリ３６がスプライン嵌合して回転可能に支持されている。更に、スプライン軸３５の下端には回転板３７が取付けられ、この回転板３７の下面には、ボビン４０の上面に設けられた穴４３に嵌合する突起３８が形成されている。

また、支持板３２のエアシリンダ３４の側方には、モータ３９が設置されており、このモータ３９の回転軸は支持板３２を貫通して下方に延出され、この回転軸に駆動プーリ４１が装着されている。そして、駆動プーリ４１と前記従動プーリ３６との間に、タイミングベルト４２が張設され、モータ３９により駆動プーリ４１が回転すると、タイミングベルト４２を介して従動プーリ３６が回転し、この従動プーリ３６にスプライン嵌合するスプライン軸３５が回転するようになっている。

そして、前述した回転位置決めローラ２５ａによりボビン４０が所定の回転角度に設置され、その状態でエアシリンダ３４が作動してスプライン軸３５が下降すると、回転板３７の下面に突設された突起３８がボビン４０の穴４３に挿入され、回転板３７とボビン４０とが嵌合するようになっている。

こうして、回転板３７とボビン４０とが嵌合した状態で、前記モータ３９の作動により、回転板３７が回転することにより、ボビン４０が回転するようになっている。

図４、５、６に示すように、ボビン４０は、前記支持ローラ２９が挿入される筒体４９と、この筒体４９の外周に装着された一対の端面板４４、４５と、この一対の端面板４４、４５の間に所定の間隔で複数枚配置されたセパレータ４６とを有している。

複数枚のセパレータ４６は、それらの内周側に配置されたスペーサ４７を介して所定間隔に保持されている。端面板４４、４５、及び、複数枚のセパレータ４６は、締付ボルト５１によって一体に組付けられている。そして、端面板４４、４５、及び、セパレータ４６の間には、複数の環状溝４８が形成されており、この環状溝４８に導線Ｗが一本ずつ挿入されるようになっている。

そして、前述したように、ボビン４０の上面には、一対の穴４３が形成されている。更に、一対の端面板４４、４５と、それらの間に配置された複数枚のセパレータ４６とを、回転軸方向に貫通し半径方向に伸びて、その内周側端部が前記環状溝４８の内周に至る透孔５０が形成されている。

図７及び図８に示すように、回転板３７の上面には、回転板３７を直径方向に横断するガイド溝５２が形成されている。このガイド溝５２に、レバー５３がスライド可能に挿入され、このレバー５３の前記ガイド溝５２から突出した一端に、下方に延出された棒状のクランプ５４が一体に設けられている。また、レバー５３の上面の一箇所にカムフォロア５５が取付けられている。更に、回転板３７の上記ガイド溝５２の上部には、カム板５６が回転可能に装着されている。このカム板５６の下面には、カム溝５７が形成されており、このカム溝５７に前記レバー５３のカムフォロア５５が挿入されている。

カム溝５７は、その一端がカム板５６の内周側に位置し、他端がカム板５６の外周側に位置する螺旋状の円弧をなしている。カム板５６の上面は、回転板３７と一体のカバー３７ａで覆われているが、このカバー３７ａに円弧状のスリット６６が形成されており、このスリット６６を通して、カム板５６に固着されたカム板回転用突起５８が延出されている。

一方、支持板３２の下方には、スペーサ６４ａを介して、補助板６４が支持板３２とほぼ平行に配設されている。補助板６４は、回転板３７のガイド溝５２に挿入されたレバー５３と同じ方向に伸びており、回転板３７に対して対向する方向に伸びる一対の端部を有している。そして、補助板６４の一方の端部には、クランプ解除用エアシリンダ５９が取付けられており、このクランプ解除用エアシリンダ５９の作動ロッドは、プッシャ６１をなしている。

このプッシャ６１は、エアシリンダ３４によって回転板３７が上方に移動した位置において、前記カム板回転用突起５８に当接できる位置に配置されている。すなわち、その位置でクランプ解除用エアシリンダ５９によりプッシャ６１が押出されると、プッシャ６１がカム板回転用突起５８に当り、このカム板回転用突起５８をスリット６６に沿って移動させる。すると、カム板回転用突起５８が連結されたカム板５６が回動し、カム溝５７に挿入されたカムフォロア５５を介してレバー５３がスライドし、クランプ５４がボビン４０の外周側に移動するようになっている。

また、補助板６４の他端部には、保持板６５を介してクランプ固定用エアシリンダ６２が取付けられている。このクランプ固定用エアシリンダ６２の作動ロッドは、プッシャ６３をなしている。このプッシャ６３はエアシリンダ３４の作動により、回転板３７がボビン４０の上面に当接したとき、前記カム板回転用突起５８に当接できる位置にある。すなわち、その位置において、クランプ固定用エアシリンダ６２の作動によりプッシャ６３が押出されると、前記カム板回転用突起５８を前記とは反対方向に、スリット６６に沿って移動させる。その結果、カム板回転用突起５８が連結されたカム板５６が、前記とは反対方向に回動し、カム溝５７に挿入されたカムフォロア５５を介して、レバー５３が前記とは反対方向にスライドし、クランプ５４がボビン４０の内周側に移動するようになっている。

なお、エアシリンダ３４の作動により回転板３７が下降して、ボビン４０の上面に当接する際、クランプ５４はボビン４０の透孔５０に挿入される。したがって、その状態で前述したように、クランプ５４をボビン４０の内周側に移動させることにより、複数のセパレータ４６で区画された複数の環状溝４８に挿入されたそれぞれの導線Ｗが、クランプ５４によって環状溝４８の内周面に押付けられて、クランプされるようになっている。

このようにクランプ５４は、ボビン４０の環状溝４８に挿入された複数本の導線Ｗの始端部を一度に、クランプして固定することができる。なお、クランプ５４は、回転板３７と共に回転するが、この回転動作の際には、前記クランプ固定用エアシリンダ６２のプッシャ６３は後退して、カム板回転用突起５８に干渉しない位置に待機する。

再び、図１、２、３を参照すると、ボビン巻付け装置３０の側方にはカッタ６０が配設されている。カッタ６０は、立壁１３の上端に取付けられた上テーブル１４の下面に、エアシリンダ６８を介して装着されたホルダ６９に取付けられている。カッタ６０は、内蔵するエアシリンダによって開閉動作し、また、前記エアシリンダ６８によって昇降動作をするようになっている。

ボビン移動装置２０の前記導線供給装置１５とは離れた方の円周に配置される支持部２４と、コイル受け治具１２０との上方には、巻線装置本体７０が配設されている。この巻線装置本体７０は、上テーブル１４上に立設された一対のガイドポスト７１と、このガイドポスト７１の上端を連設する支持板７２とを有している。一対のガイドポスト７１には、昇降プレート７３が昇降可能に取付けられている。この昇降プレート７３の下面中央には、支持筒７４の上端が固着されている。

図９を併せて参照すると、支持筒７４は上テーブル１４を貫通し、その下端に巻枠ホルダ７５を介して巻枠７６が取付けられている。巻枠７６は、前方巻枠７７と、後方巻枠７８とからなる。また、昇降プレート７３の中央部上面には、払い落し板用エアシリンダ７９が設置され、その作動ロッドが、昇降プレート７３を貫通して下方に伸び、これにロッド８１が連設されている。

このロッド８１は、支持筒７４の内部に配置され、支持筒７４の下端から突出し、前方巻枠７７及び後方巻枠７８の間に位置し、その下端には水平方向に向けて十字状に伸びる払い落し板８２が取付けられている。払い落し板８２は、巻枠７６に巻付けられたコイルを強制的に払い落す役割をなす。後方巻枠７８は、その上端部を、巻枠ホルダ７５に支軸８３を介して、回動可能に取付けられた傾動板８４に固着されている。

そして、傾動板８４と巻枠ホルダ７５との間にスライド軸８５が挿入されており、このスライド軸８５の端部には押えローラ８６が装着されている。一方、傾動板８４にはカム面８７が形成されており、スプリング８８の作用により前記押えローラ８６は、常時は、前記カム面８７の上端部に位置し、後方巻枠７８が傾かないように支持している。しかしながら、一つのコイルの巻線終了時に図示しないプッシャにより、スライド軸８５が押し込まれると、押えローラ８６がカム面８７の傾斜方向に移動するため、後方巻枠７８は傾動可能となり、巻枠７６に巻き付けられたコイルが下方に落ち易くすることができる。

支持筒７４の上テーブル１４を貫通する部分の外周には、上テーブル１４に装着された軸受け８９ａを介して、回転筒８０が回転可能に装着されている。回転筒８０の上端部外周には、従動プーリ８９が一体に形成されている。従動プーリ８９は、上テーブル１４上に設置されたフライヤ回転用モータ９１の駆動プーリ９２と、タイミングベルト９３を介して連設されている。したがって、フライヤ回転用モータ９１の作動により、駆動プーリ９２が回転すると、タイミングベルト９３を介して従動プーリ８９が回転し、従動プーリ８９に連設された回転筒８０が回転するようになっている。

回転筒８０の下端には回転板９４が取付けられ、この回転板９４の周方向一端には、バランスアーム９５が下方に突出するように取付けられている。そして、バランスアーム９５の下端には、バランスウエイト９６が取付けられている。この実施形態の場合、バランスウエイト９６はボビン４０を取付けることによって構成されている。

一方、回転板９４の周方向に対向する他端部には、フライヤアーム９７が同じく下方に突出するように取付けられている。フライヤアーム９７の下端には、後述する態様でボビン４０が着脱可能に装着されるようになっている。

ボビン４０は、ボビン脱着装置１００によって、フライヤアーム９７に着脱可能に装着される。図１０、１１を併せて参照すると、フライヤアーム９７の内周にはスライド筒９８が配設されている。スライド筒９８の上端にはフランジ９８ａが形成され、フライヤアーム９７の上端部に係合するようになっている。スライド筒９８の更に内周には、中心軸１０３が配置されている。中心軸１０３の上端には、ソケット１０５が取付けられている。また、図９に示すようにスライド筒９８の下端部には、複数のフラップ９９が開閉可能に取付けられている。更に、中心軸１０３の下端部は、上記フラップ９９の内周に挿入される頭部１０４をなしている。なお、スライド筒９８の下端内周には、頭部１０４が挿入される拡径部９８ａが形成され、頭部１０４が上昇すると、この拡径部９８ａの上端部に係合するようになっている。

一方、フライヤアーム９７は、ボビン４０を脱着する際に、図示しないセンサによって回転位置決めができるようにされている。すなわち、フライヤアーム９７は、ボビン４０の脱着操作を行う際、ボビン移動装置２０の一方の支持部２４上に配置される。上テーブル１４の、上記脱着操作を行う位置の上方に位置する部分には、開口１４ａが形成されている。この開口１４ａの周縁には、ブラッケト１４ｂを介して、押え板用シリンダ１０１が装着されている。そして、押え板用シリンダ１０１の作動ロッドは、前記開口１４ａを通して下方に延出され、その下端に押え板１０２が取付けられている。

また、一対の押え板用シリンダ１０１の間には、ブラケット１１０ａを介して、昇降用シリンダ１１０が取付けられている。昇降用シリンダ１１０の作動ロッドは下方に向けて延出され、そこに脱着用シリンダ１１１が装着されている。また、脱着用シリンダ１１１の下面には、円筒状のプラグ１０６が一体に固着されている。

プラグ１０６の下部外周には孔が設けられ、この孔を通してボール１０７が外周に部分的に突出可能に配置されている。プラグ１０６の内周には、前記脱着用シリンダ１１１の作動ロッドに連設されたボール押し軸１０８が挿入されている。ボール押し軸１０８は環状溝１０９を有し、この環状溝１０９がボール１０７の位置に配置されると、ボール１０７がプラグ１０６の内周に没することが可能となる。一方、ボール押し軸１０８が軸方方向にスライドして、環状溝１０９がボール１０７の位置からずれると、ボール１０７はボール押し軸１０８に押されて、プラグ１０６の外周側に突出するようになっている。

また、プラグ１０６は昇降用シリンダ１１０によって前記脱着用シリンダ１１１と共に、昇降動作できるようになっている。なお、図１１における１３０は導線Ｗのクランプであり、この導線クランプ１３０は図示しない駆動機構によって、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向に移動できるようになっている。

図１及び図１２を併せて参照すると、テーブル１２上にはターンテーブル１２３が配置され、このターンテーブル１２３上に受け台１２１を介して、コイル受け治具１２０が配設されている。コイル受け治具１２０は、環状に配列された複数本のガイド棒１２２を有しており、巻枠７６に巻付けられたコイルは、これらのガイド棒１２２の所定の間隙に落とし込まれるようになっている。

ターンテーブル１２３上には、複数、この実施形態の場合、２つのコイル受け治具１２０が円周方向に対向して配設されており、その一方のコイル受け治具１２０が巻枠７６の下方に位置するとき、他方のコイル受け治具１２０は巻線されたコイルと共に取り外されて、コイルを有さない別のコイル受け治具１２０と交換されるようになっている。なお、コイル受け治具１２０は、図示しない駆動機構によって一つのコイルの巻線が終了するたびに、所定角度ずつ回動して、新しく巻線されるコイルがガイド棒１２２の所定の間隙に配置されるように位置決めされるようになっている。

次に、このパラ巻線装置１０を用いた本発明によるパラ巻線方法の一実施形態を説明する。

まず、ボビン巻付け装置３０によって、ボビン４０に導線Ｗを巻付ける操作について説明する。

巻線操作が終了して空になったボビン４０が、ボビン巻付け装置３０の下方に配置された状態が図２２に示されている。このとき前の工程で、導線Ｗを巻付けられたボビン４０は、回転テーブル２３の回転により巻線装置本体７０のフライヤアーム９７の下方に位置している。

その結果、導線Ｗは巻線されたボビン４０から引き出されて、導線供給装置１５に至る経路をなしている。この導線Ｗの経路上で導線Ｗは、導線クランプ１３０によって保持されている。そして、導線クランプ１３０よりも導線供給装置１５側の部分に、カッタ６０が下降し、導線Ｗを切断するようになっている。このとき空のボビン４０は、回転位置決めローラ２５ａにより導線Ｗが透孔５０の部分を通るように位置決めされている。

この状態で、導線Ｗがカッタ６０によりカットされた後、導線供給装置１５の引戻しシリンダ１７により導線Ｗが引戻され、図２４に示すように切断された導線Ｗの端部が、透孔５０を少し通過した位置に配置される。こうして、複数本の導線Ｗの端部がボビン４０の環状溝４８に挿入された状態で、図７に示すエアシリンダ３４が作動し、回転板３７が下降する。すると、回転板３７に付設されたクランプ５４が透孔５０に挿入され、図４に示す回転板３７の突起３８が、ボビン４０の穴４３に挿入される。

そして、図７のクランプ固定用エアシリンダ６２が作動しプッシャ６３が押出され、プッシャ６３によりカム板回転用突起５８が押されてカム板５６が回転し、カム溝５７、カムフォロア５５を介してレバー５３がスライドし、クランプ５４が透孔５０の内周側に移動する。その結果、ボビン４０の複数の環状溝４８に挿入されたそれぞれの導線Ｗの端部が、クランプ５４により同時にクランプされる。

プッシャ６３はレバー５３をスライドさせた後は元の位置に復帰し、回転板３７の回転と干渉しないようになっている。この状態で、ボビン巻付け装置３０のモータ３９が作動し（図３参照）、駆動プーリ４１、タイミングベルト４２、従動プーリ３６を介して回転板３７が回転し、それと共にボビン４０が回転して、複数本の導線Ｗがボビン４０の対応する環状溝４８に入りながら、それぞれ巻き付けられる。

こうして、ボビン４０への巻き付け操作が終了すると、モータ３９が停止し、回転板３７が停止する。そして、エアシリンダ３４によりスプライン軸３５を介して回転板３７が上昇し、クランプ５４を透孔５０から抜き出してボビン４０から離れる。

導線Ｗは、セパレータ４６で仕切られた対応する環状溝４８に挿入されて巻き付けられるため、互いにクロスすることがなく、後述する巻線工程において引き出される際に、スムーズに引き出されるようになっている。

ボビン巻付け装置３０によるボビン４０への導線Ｗの巻き付け操作が行われている間に、他方のボビン４０は、巻線装置本体７０のフライヤアーム９７に装着されて、巻線操作が行われている。そして、巻線操作に使用されているボビン４０が、巻線操作終了によって空になると、フライヤアーム９７から支持部２４に移され、回転テーブル２３が回転して、導線Ｗを巻き付けられたボビン４０と交換される。

次に、巻線装置本体７０による巻線操作について説明する。

まず、巻線操作が終了して空になったボビン４０を取り外す操作から説明する。

図１３は、フライヤアーム９７に取付けられて巻線操作が終了し、空になったボビン４０が左側に示されており、ボビン巻付け装置３０によって導線Ｗを巻付けられたボビン４０が右側に示されている。

図１４に示すように、この状態で支持部２４の昇降シリンダ２６が作動して、支持板２７が上昇しボビン４０の下面に当接する。一方、パラ巻線装置１００の押え板用シリンダ１０１が作動し、押え板１０２が下降して、スライド筒９８のフランジ９８ａに当接する。

図１０を併せて参照すると、更に昇降用シリンダ１１０が作動しプラグ１０６が下降して、中心軸１０３の上端に装着されたソケット１０５に挿入される。この状態で脱着用シリンダ１１１が作動しボール押し軸１０８が下降して、ボール１０７をプラグ１０６の外周の溝から部分的に突出させ、プラグ１０６とソケット１０５とを連結する。

次に、図１５に示すように、昇降用シリンダ１１０が作動して中心軸１０３を上昇させ、その下端の頭部１０４をフラップ９９の内周から抜き出す。その結果、フラップ９９は内方に傾動可能となり、ボビン４０とフライヤアーム９７との係合が解除する。更に、図１６に示すように、押え板用シリンダ１０１の作動により押え板１０２が上昇すると共に、昇降用シリンダ１１０の作動により中心軸１０３が更に上昇する。

中心軸１０３の頭部１０４が、スライド筒９８の拡径部９８ｂの上端に係合するため、スライド筒９８も上昇し、フラップ９９がボビン４０から完全に抜き出される。それと共に支持部２４のシリンダ２８が作動し、支持ローラ２９がボビン４０の内周に挿入され、ボビン４０を支持部２４に支持する。この状態でボビン移動装置２０の回転テーブル２３が回動し、図１７に示すように、導線Ｗを巻き付けられた新たなボビン４０が、フライヤアーム９７の下方に配置される。図１８はこの状態を平面から見た説明図である。

図１７に示す状態で支持部２４のシリンダ２８が作動し、支持ローラ２９がボビン４０から抜き出されると共に、昇降用シリンダ１１０が作動して中心軸１０３が下降し、フラップ９９がボビン４０の内周に挿入される。更に、押え板用シリンダ１０１が作動して押え板１０２が下降すると共に、昇降用シリンダ１１０の作動により中心軸１０３が更に下降し、その下端の頭部１０４がフラップ９９の内周に挿入されて、ボビン４０がフライヤアーム９７のスライド筒９８下端に装着される。

図１９に示すように、この状態で支持部２４の昇降シリンダ２６が作動し、支持板２７が下降してボビン４０から離れる。また、図１０に示した脱着用シリンダ１１１が作動してボール押し軸１０８がスライドし、環状溝１０９がボール１０７に位置して、ボール１０７がプラグ１０６の内周に引き込み、プラグ１０６とソケット１０５の係合が解除される。図２０は、このときの状態を平面から見た説明図である。

その状態で、昇降用シリンダ１１０が作動してプラグ１０６が上昇し、ソケット１０５から抜き出される。この操作の間、押え板用シリンダ１０１は、押え板１０２をスライド筒９８のフランジ９８ａに当接させ、プラグ１０６の抜き出しを確実にさせる。こうしてプラグ１０６が抜き出された後、押え板用シリンダ１０１が作動して、押え板１０２も上昇する。

前記ボビン巻付け操作の説明の際に説明したように、ボビン４０と導線供給装置１５との間に亘る導線Ｗは、ボビン４０の透孔５０を通るように経路が設定されている。そして、導線クランプ１３０が導線Ｗをクランプする。

次に図２１、２２に示すようにカッタ６０が下降する。そして、カッタ６０は導線クランプ１３０よりも導線供給装置１５側に配置される。この状態で、図２３、２４に示すように、カッタ６０により導線Ｗがカットされ、前述したように導線供給装置１５の引戻しシリンダ１７によって導線Ｗが引戻されて、その端部がボビン４０の透孔５０を少し通過した状態とされる。

図２４において、右側に配置された空のボビン４０に導線Ｗの端部をクランプ５４により保持して導線Ｗを巻き付ける操作は、既に説明した通りである。

そして、フライヤアーム９７に取付けられたボビン４０は、導線Ｗの端部を導線クランプ１３０によって保持された状態で、フライヤ９０によって回転し、巻枠７６に対する巻線操作が開始される。フライヤ９０の回転は、図１におけるフライヤ回転用モータ９１の作動により、駆動プーリ９２、タイミングベルト９３、従動プーリ８９、回転板９４を介して行われる。

また、この巻線操作に伴って、図１の昇降用モータ７３ａの作動により昇降プレート７３が徐々に下降し、この昇降プレート７３に連結された支持筒７４を介して、巻枠７６が徐々に下降する。巻枠７６が下降するのに伴ない、その下方に配置されたコイル受け治具１２０のガイド棒１２２が前方巻枠７７に挿入され、巻枠７６に巻付けられたコイルがガイド棒１２２の所定の間隙に挿入されるようになっている。図２５はフライヤ９０が半周回転して、ボビン４０から引き出された導線Ｗが巻枠７６の下端部に巻き付けられ始めた状態を示している。

図２６に示すようにフライヤ９０が一回転して、導線Ｗが巻枠７６に一周巻き付けられるごとに、導線Ｗの幅分だけ巻枠７６が下降し、導線Ｗは巻枠７６の下方から上方に向けて一列に配列されながら螺旋状に巻き付けられていく。こうして、一つの極に対する巻線が終了すると、フライヤ９０の回転が停止し、図示しないプッシャによって巻枠ホルダ７５に取付けられたスライド軸８５が押し込められ、前述した機構によって傾動板８４が傾動可能となり、この傾動板８４に支持された後方巻枠７８が内側に傾動して、巻き付けられたコイルが巻枠７６の外周で弛んだ状態となる。

更に、払い落し板用エアシリンダ７９の作動により、払い落し板８２が下降して、巻枠７６に巻付けられたコイルを、全てコイル受け治具１２０のガイド棒１２２の所定の間隙に落とし込む。なお、巻枠７６が下降するに伴い、前述したようにガイド棒１２２が前方巻枠７７に挿入されるため、巻線されたコイルのコイル受け治具１２０への落とし込みは巻線操作と平行してなされ、巻線操作が終了すると、その直後に払い落し板８２が下降して、全てのコイルをコイル受け治具１２０に落とし込むため、巻線されたコイルのコイル受け治具１２０への移動は、巻線操作終了とほぼ同時に終了する。

こうして、一極の巻線操作が終了すると、コイル受け治具１２０が図示しない駆動機構によって所定角度回動し、ガイド棒１２２の別の間隙が巻枠７６に整合する位置に配置され、二極目のコイルの巻線が開始される。なお、導線クランプ１３０は一極目のコイルの巻線終了時に、導線Ｗのボビン４０から引き出された部分を再びクランプし直し、二極目の巻線操作の際に、導線Ｗの始端部を保持する役割をなす。このような巻線操作を繰り返して、図２７に示すように、コイル受け治具１２０のガイド棒１２２の所定の間隙にそれぞれの極のコイルを落とし込んで、巻線操作が終了する。

巻線操作が終了すると、ターンテーブル１２３が回動し、コイルを保持していない新たなコイル受け治具１２０が、巻枠７６の下方に配置される。そして、コイル受け治具１２０に保持された複数の極のコイルは、公知のコイル挿入装置によってステータコアのスロットに挿入されることになる。

こうして、一つのボビン４０に巻付けられた導線Ｗを前述した巻線操作によって消費すると、空になったボビン４０が前述した機構によって支持部２４に戻され、その巻線操作の間に導線Ｗを巻き付けられた新たなボビン４０が、ボビン移動装置２０によってフライヤアーム９７の下方に配置されて、新たな巻線操作が開始されることになる。

このようにして、本発明によれば、複数本の導線Ｗを一旦ボビン４０に巻き付け、このボビン４０をフライヤアーム９７に装着し、フライヤ９０を回転させて、ボビン４０から複数本の導線Ｗを引き出しながら、巻枠７６に巻付けるようにしたので、複数本の導線Ｗをよじれることなく並列したまま、巻枠７６に巻き付けることができる。また、フライヤ９０を回転させて、巻枠７６に巻き付けたコイルＷを、巻線操作中にコイル受け治具１２０に順次落とし込むことができ、巻枠７６からコイル受け治具１２０へのコイルの移動を同時に行えるので、巻線サイクルを早めることができる。

本発明によれば、複数本の導線を並列させて巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルをコイル受け治具に落とし込むようにしたパラ巻線方法及びパラ巻線装置を提供することができ、例えば電気自動車などのモータ等に好適なコイルの巻線方法及び巻線装置として利用することができる。

本発明によるパラ巻線装置の一実施形態を示す正面図である。同パラ巻線装置の導線供給装置、ボビン巻き付け装置及びボビン移動装置の概略斜視図である。同パラ巻線装置の導線供給装置、ボビン巻き付け装置及びボビン移動装置の正面図である。同パラ巻線装置のボビン巻き付け装置を示す部分拡大断面図である。同パラ巻線装置に用いられるボビンを示す斜視図である。同ボビンの断面図である。同パラ巻線装置においてボビンに導線をクランプさせる機構を示す断面図である。図７におけるVII−VIII矢示線に沿った断面図である。同パラ巻線装置における巻枠及びフライヤを示す断面図である。同パラ巻線装置におけるボビンの着脱機構の駆動部を示す部分拡大断面図である。同パラ巻線装置における巻枠及びフライヤを示す斜視図である。同パラ巻線装置における巻枠、フライヤ及びコイル受け治具を示す斜視図である。同パラ巻線装置において、巻線操作が終了して空になったボビンと、巻付け操作が終了したボビンとを示す平面図である。同パラ巻線装置において、巻線操作が終了して、フライヤアームの中心軸上端に固着されたソケットに、昇降用シリンダのプラグを挿入して連結した状態を示す説明図である。同昇降用シリンダによって中心軸を引き上げた状態を示す説明図である。押え板用シリンダによって押え板を上昇させると共に、昇降用シリンダによって中心軸を更に上昇させ、ボビンを切り離した状態を示す説明図である。フライヤアームの下方に巻線されたボビンを配置した状態を示す説明図である。図１７の状態における平面から見た説明図である。巻線されたボビンをフライヤアームに連結し、導線を可動クランプで保持した状態を示す説明図である。図１９の状態における平面から見た説明図である。巻線されたボビンをフライヤアームに連結し、カッタが下降した状態を示す説明図である。図２１の状態における平面から見た説明図である。同カッタにより導線を切断し、導線供給装置により導線が所定距離だけ後退した状態を示す説明図である。図２３の状態における平面から見た説明図である。フライヤアームを回転させて巻枠に導線を巻き付け始めた状態を示す説明図である。フライヤアームを回転させると共に、巻枠を下降させて巻枠に導線を巻き付ける状態を示す説明図である。同パラ巻線装置において、巻線されたコイルをコイル受け治具に保持させた状態を示す説明図である。

符号の説明

１０パラ巻線装置
１１基台
１２テーブル
１３立壁
１４上テーブル
１４ａ透孔
１４ｂブラケット
１５導線供給装置
１６テンション装置
１７引戻しシリンダ
１８幅寄せローラ
１９ガイドローラ
２０ボビン移動装置
２１支持台
２１ａモータ
２２回転軸
２３回転テーブル
２４支持部
２５モータ
２５ａ回転位置決めローラ
２６昇降シリンダ
２７支持板
２８シリンダ
２９支持ローラ
３０ボビン巻付け装置
３２支持板
３３台
３４エアシリンダ
３５スプライン軸
３６従動プーリ
３７回転板
３７ａカバー
３８突起
３９モータ
４０ボビン
４１駆動プーリ
４２タイミングベルト
４３穴
４４、４５端面板
４６セパレータ
４７スペーサ
４８環状溝
４９筒体
５０透孔
５１締付ボルト
５２ガイド溝
５３レバー
５４クランプ
５５カムフォロア
５６カム板
５７カム溝
５８カム板回転用突起
５９クランプ解除用エアシリンダ
６０カッタ
６１プッシャ
６２クランプ固定用エアシリンダ
６３プッシャ
６４補助板
６４ａスペーサ
６５保持板
６６スリット
６８エアシリンダ
７０巻線装置本体
７１ガイドポスト
７２支持板
７３昇降プレート
７３ａ昇降用モータ
７４支持筒
７５巻枠ホルダ
７６巻枠
７７前方巻枠
７８後方巻枠
７９払い落し板用エアシリンダ
８０回転筒
８１ロッド
８２払い落し板
８３支軸
８４傾動板
８５スライド軸
８６押えローラ
８７カム面
８８スプリング
８９従動プーリ
８９ａ軸受け
９０フライヤ
９１フライヤ回転用モータ
９２駆動プーリ
９３タイミングベルト
９４回転板
９５バランスアーム
９６バランスウエイト
９７フライヤアーム
９８スライド筒
９８ａフランジ
９８ｂ拡径部
９９フラップ
１００ボビン脱着装置
１０１押え板用シリンダ
１０２押え板
１０３中心軸
１０４頭部
１０５ソケット
１０６プラグ
１０７ボール
１０８ボール押し軸
１０９環状溝
１１０昇降用シリンダ
１１０ａブラケット
１１１脱着用シリンダ
１２０コイル受け治具
１２１受け台
１２２ガイド棒
１２３ターンテーブル
１３０導線クランプ

Claims

巻枠と、この巻枠の回りを周回するフライヤと、前記巻枠の下方に配置されるコイル受け治具とを用い、前記フライヤを前記巻枠の回りに周回させることにより、複数本の導線を並列させて前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルを前記コイル受け治具に落とし込むようにしたパラ巻線方法において、
前記複数本の導線をボビンに巻き付け、このボビンを巻線装置のフライヤに装着して、前記フライヤと共に前記巻枠の回りに周回させることにより、前記ボビンから複数本の導線を引出しながら前記巻枠に巻き付けるようにしたことを特徴とするパラ巻線方法。
前記ボビンは、回転軸方向に所定間隔で平行に配置されたセパレータによって、前記複数本の導線が一本ずつ入る環状溝を有している請求項１記載のパラ巻線方法。
前記ボビンは、両端面の板とそれらの間に配置された前記セパレータとを回転軸方向に貫通し、半径方向に伸びてその内周側端部が前記環状溝の内周に至る透孔を有し、前記複数本の導線を前記ボビンに巻き付ける際に、前記ボビンの前記環状溝に挿入された前記複数本の導線の始端部を、前記透孔を通して挿入されたクランプによって前記環状溝の内周に押圧させて保持するようにする請求項２記載のパラ巻線方法。
１組のフライヤと巻枠に対して、前記ボビンを２個用意し、一方のボビンを前記フライヤに装着して巻線を行っている間に、他方のボビンに前記複数本の導線を巻き付けるようにして、前記２個のボビンを交互に使用する請求項１〜３のいずれか１つに記載のパラ巻線方法。
巻枠と、この巻枠の回りを周回するフライヤと、前記巻枠の下方に配置されるコイル受け治具とを備え、前記フライヤを前記巻枠の回りに周回させることにより、複数本の導線を並列させて前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、このコイルをコイル受け治具に落とし込むようにしたパラ巻線装置において、
前記複数本の導線を並列させてボビンに巻き付けるボビン巻き付け装置と、このボビン巻き付け装置により前記導線を巻き付けられたボビンを移動させて前記フライヤに装着させるボビン移動装置とを有し、
前記ボビン巻き付け装置によって前記ボビンに前記導線を巻き付け、このボビンを前記ボビン移動装置によって前記フライヤに装着し、前記ボビンを前記フライヤと共に前記巻枠の回りに周回させて、前記ボビンから複数本の導線を引出しながら前記巻枠に巻き付けるように構成したことを特徴とするパラ巻線装置。
前記ボビンは、回転軸方向に所定間隔で平行に配置されたセパレータによって、前記複数本の導線が一本ずつ入る環状溝を有している請求項５記載のパラ巻線装置。
前記ボビンは、両端面の板とそれらの間に配置された前記セパレータとを回転軸方向に貫通し、半径方向に伸びてその内周側端部が前記環状溝の内周に至る透孔を有し、前記ボビン巻き付け装置は、前記透孔を通して挿入され、前記環状溝に挿入された前記複数本の導線の始端部を、前記環状溝の内周に押圧させて保持するクランプを有している請求項６記載のパラ巻線装置。
前記移動装置は、前記ボビンの支持台を２つ持った回転テーブルを有し、前記２つの支持台は、前記回転テーブルの回転によって、前記ボビン巻き付け装置による巻き付け操作位置と、前記フライヤへの脱着操作位置との間を交互に移動するように構成され、前記２つの支持台に支持された２個のボビンのうち、一方のボビンを前記フライヤに装着して巻線を行っている間に、前記ボビン巻き付け装置により他方のボビンに前記複数本の導線を巻き付けるように構成されている請求項５〜７のいずれか１つに記載のパラ巻線装置。