JP4473747B2

JP4473747B2 - 巻線方法とその巻線装置

Info

Publication number: JP4473747B2
Application number: JP2005043755A
Authority: JP
Inventors: 敬青木
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: JP2006230159A

Description

本発明は、分割コアの巻線方法およびその装置に関する。

従来は、分割コアに巻線する場合、これらの分割コアを一列に並べ、分割コアの周囲を回転するノズルから繰り出される線材を、分割コアの巻胴部に巻回することにより巻線を行っていた。
特開平１０−１３６６２０号公報

この方法は、あらかじめ一体に形成されたステータの内周側に突出した磁極に巻線する場合に比べ、巻線が容易で、磁極の巻胴部に巻回する巻数も増加させることができる。しかしながら、分割コアの周囲にノズルを回転させるため、隣接する分割コアの間隔をある程度確保しないと、ノズルが隣接する分割コアに干渉してしまうため巻線装置が大型化してしまうという問題があった。また、分割コア間の距離を狭くする場合は、ノズルの動きを、レーストラック型にしなくてはならず、ノズルの動作が複雑になるとともに、ノズルの回転速度が遅くなってしまうという問題があった。

したがって、本発明は、隣接する分割コアの距離を狭くして装置の小型化を計るとともに、回転速度を上げて巻線時間を短くでき、さらには作業効率の良い巻線方法及び巻線装置を提供することを目的とする。

本発明に係る巻線装置は、軸中心に回転するスピンドル軸と、線材が巻回される分割コアをそれぞれ支持するとともに、前記スピンドルと一体的に回転する一対の巻治具と、前記一対の巻治具の少なくとも一方をスピンドル軸の軸方向にスライドする軸方向移動手段と、前記軸方向移動手段によってスライドする前記一対の巻治具の相対位置を位置決めする軸方向位置決め手段と、前記一対の巻治具の少なくとも一方をスピンドル軸の直交方向にスライドさせ、前記一対の巻治具の相対位置を調整する軸直交方向移動手段と、前記軸直交方向移動手段によってスライドする前記一対の巻治具の相対位置を位置決めする軸直交方向位置決め手段と、一方の分割コアへの巻回を終えた線材を、他方の分割コアに案内するガイド手段とを備え、前記軸直交方向位置決め手段は、前記一方の巻治具と前記他方の巻治具との間に、前記他方の分割コアの最外周において１巻きされる分の線材を余らせるように前記一対の巻治具の相対位置を設定することを特徴とする。

また、本発明に係る巻線方法は、スピンドル軸の軸方向及び直交方向に少なくとも一方がスライド可能である一対の分割コアを備え、前記スピンドル軸と一体的に回転する前記分割コアに線材を巻回する巻線方法において、前記分割コアの一方を他方より前記スピンドル軸から離れて位置するようにスピンドル軸の軸方向にスライドさせ、前記スピンドル軸を回転させ前記一方の分割コアに線材を巻回し、前記一方の分割コアへの巻線終了後、他方の分割コアを前記一方の分割コアより前記スピンドル軸から離れて位置するようにスピンドル軸の軸方向にスライドさせ、前記一方の分割コアへの巻回を終えた線材を線材ガイドに這わせ、当該線材ガイドを前記他方の分割コアまで移動させ、前記スピンドル軸を回転させ前記線材ガイドに這わされた線材を前記他方の分割コアに巻回し、前記他方の分割コアへの巻線終了後、線材ガイドを引き抜くとともに前記他方の分割コアをスピンドル軸の直交方向にスライドさせ、前記一対の分割コア間の線材の緩みを防止することを特徴とする。

本発明によれば、分割コアを支持する一対の巻治具のスピンドル軸の軸方向の相対位置を位置決めする軸方向位置決め手段を備えるため、分割コア同士が隣接して接近していても、一対の巻治具のスピンドル軸の軸方向の相対位置をずらすことによって、省スペースで、高速回転が可能な巻線を行うことができる。さらに、巻治具のスピンドル軸の垂直方向の相対位置を位置決めする軸直交方向位置決め手段を備えるため、線材ガイドに這わされ、線材ガイドの高さ分余ってしまう線材の処理作業が容易となり、作業効率の向上に寄与する。

以下に、図面を参照して本発明の巻線装置の実施の形態について説明する。

図１〜図７を参照して本発明の実施の形態である巻線装置１について説明する。図１は、巻線装置１の概略を示す斜視図であり、図２は、第１巻治具、第２巻治具の固定手段を説明する図であり、図３は、第１巻治具、第２巻治具のスピンドル軸の軸方向の位置関係を示す平面図であり、図４は、巻治具のスピンドル軸の軸方向の位置決め機構を説明する機構図であり、図５は、線材保持手段を説明する図であり、図６は、線材ガイドを説明する図であり、図７は、線材の巻線方法を示す模式図である。説明上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を、Ｘ軸は前後方向（＝スピンドル軸の軸方向）、Ｙ軸は左右方向（＝スピンドル軸の軸方向に対して直交水平方向）、Ｚ軸は上下方向（＝スピンドル軸の軸方向に対して直交上下方向）とする。

巻線装置１は、Ｘ軸回りに回転するスピンドル軸２を回転自在に支持するスピンドル支持台３を備え、スピンドル支持台３はベース１００上に立設し、スピンドル軸２は、その一端に接続されたスピンドルモータ４により回転制御される。

スピンドル軸２の他端には、第１巻治具６を支持する支持板５が接続される。第１巻治具６は、例えば四角柱状に形成され、その長手方向がＸ軸方向と平行に設置され、その一端面に前述の支持板５が接続される。他端面には線材２１が巻回される分割コア７ａのヨーク部７ｃの一方を固定する溝６ａが形成され、溝６ａはヨーク部７ｃの外形形状に対応して形成される。具体的には、この溝６ａはヨーク部７ｃの両側の鍔部７ｄの一方が引っ掛かるように鍔部６ｆが形成され、ヨーク部７ｃの鍔部７ｄの他方は分割コア支持機構８により第１巻治具６に固定される。

分割コア支持機構８は、分割コア７の鍔部７ｄの一方を第１巻治具６に固定する鍔８ａと、第１巻治具６のＸ−Ｚ平面に平行に形成される一面６ｂに接してＸ軸方向に移動可能な平面部８ｂと、平面部８ｂから外側に立設する立壁８ｃと、この立壁８ｃと第１巻治具の一面６ｂから外側に突出する立壁６ｃとの間でＸ軸方向に平行に設置される第１バネ９と、立壁８ｃからＸ方向に伸びる受棒８ｄとから構成される。ここで、第１バネ９の付勢力は、第１巻治具６の溝６ａに設置された分割コア７ａの鍔部７ｄを分割コア支持機構８の鍔８ａで第１巻治具６に押しつけるように作用する。

また、立壁８ｃからＸ軸方向に延出する受棒８ｄが設けられる。受棒８ｄは、別置された第１シリンダ機構１０に固定された押板１０ａに押され、分割コア支持機構８が第１バネ９の付勢力により移動する方向と逆方向に分割コア支持機構８を移動する。この移動に伴い鍔８ａも移動し、溝６ａと鍔８ａ間のスペースが大きくなる。このスペースを用いて、第１巻治具６への分割コア７の取り付け、取り外しが可能となる。なお、第１巻治具６と対となる第２巻治具１１にも同様の分割コア支持機構８が設けられる。

第１巻治具６と第２巻治具１１との間には、第２巻治具１１が第１巻治具６に対してスピンドル軸の軸方向（Ｘ軸方向）及びスピンドル軸の直交方向（Ｚ軸方向）にそれぞれスライド可能とする中板３０が配置される。第１巻治具６の面６ｂの対面６ｇには、Ｚ軸方向に蟻溝形状の溝６ｄが形成され、中板３０の第１巻治具６と接する面には、当該溝６ｄに摺動可能に嵌合する凸状の突起３０ａが形成される。また、中板３０の第２巻治具１１と接する面には、Ｘ軸方向に蟻溝形状の溝３０ｂが形成され、第２巻治具１１の中板３０と接する面には、当該溝３０ｂに摺動可能に嵌合する凸状の突起１１ｄが形成される。

したがって、第２巻治具１１は、中板３０と共に第１巻治具６に対して溝６ｄに沿ってＺ軸方向にスライド可能であり、また、第２巻治具１１は、中板３０及び第１巻治具６に対して溝３０ｂに沿ってＸ軸方向にスライド可能な構造となっている。このように、第１巻治具６の溝６ｄと中板３０の突起３０ａとがスピンドル軸と直交方向の軸直交方向移動手段を構成し、中板３０の溝３０ｂと第２巻治具１１の突起１１ｄとがスピンドル軸の軸方向の軸方向移動手段を構成する。つまり、第２巻治具１１は、中板３０を介して第１巻治具６に対してＸ軸方向及びＺ軸方向にスライド可能に配置される。

次に、第２巻治具１１を中板３０と共に、第１巻治具６に対してＺ軸方向、つまりスピンドル軸とは直交方向にスライドさせ、第１、第２巻治具６、１１のＺ軸方向の相対位置関係を拘束するための軸直交方向位置決め手段について説明する。軸直交方向位置決め手段は、第２巻治具の上下にそれぞれ配置され、軸直交方向移動手段によって第２巻治具１１を中板３０と共にＺ軸方向にスライドさせる軸直交方向駆動手段３１と、中板３０を第１巻治具６に固定する固定手段３２とを備える。

軸直交方向駆動手段３１は、第２巻治具１１の上部に配置され第２巻治具１１をＺ軸下方向に移動させる上シリンダ３１ａと、第２巻治具１１の下部に配置され第２巻治具１１をＺ軸上方向に移動させる下シリンダ３１ｂとからなる。上シリンダ３１ａは、スピンドル支持台３上に取り付けられたＬ字型部材３１ｃを介して第２巻治具１１の上部に配置にされる。また、下シリンダ３１ｂは、ベース１００上に立設される。なお、上シリンダ３１ａ及び下シリンダ３１ｂのピストンは油圧、空気圧等によって駆動する。

固定手段３２は、図２に示すように、第１巻治具６に対してスピンドル軸と直交方向（Ｚ軸方向）にスライドする中板３０及び第２巻治具１１の相対位置を位置決めする位置決め部材としてのボールプランジャ３３と、中板３０を第１巻治具６に固定する固定部材としての貫通棒３４と、この貫通棒３４をＹ軸方向に移動させ中板３０と第１巻治具６との固定を解除する固定部材解放機構３５とを備える。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるｂ部の拡大図である。

以下に、固定手段３２による第１巻治具６に対する第２巻治具１１のＺ軸方向の位置決め機構を詳しく説明する。ボールプランジャ３３は、第１巻治具６と中板３０との間に配置され、ボール３３ｂと、一端が中板３０の第１巻治具６と接する面に設けられた凹部３０ｃに取り付けられ、他端にボール３３ｂが取り付けられたスプリング３３ａとからなる。また、第１巻治具６の中板３０と接する面６ｇには、ボール３３ｂが嵌合する凹部６ｈがＺ軸方向に二つ形成される。

ボール３３ｂは、スプリング３３ａによって第１巻治具６側に付勢され、第１巻治具６と第２巻治具１１の高さが同一の場合、つまり、第１巻治具６の上面６ｅと第２巻治具１１の上面１１ｅとが同じ高さの場合には、上部の凹部６ｈに嵌合する（図２に示す状態）。また、この状態から上シリンダ３１ａの作用によって、第２巻治具１１を中板３０と共に下方向に移動させた場合には、ボールプランジャ３３のボール３３ｂは、スプリング３３ａが圧縮されることによって上部の凹部６ｈから出て嵌合が外れる。そして、第２巻治具１１は、中板３０と共にボール３３ｂが下部の凹部６ｈに嵌合するまで下方向にスライドする。このように、ボール３３ｂが下部の凹部６ｈに嵌合することによって、第１巻治具６に対する第２巻治具１１のＺ軸方向の相対位置が位置決めされる。

ボール３３ｂが下部の凹部６ｈに嵌合した後、中板３０は、第１の巻治具６に貫通棒３４によって確実に固定される。第１の巻治具６には、面６ｂから面６ｇに貫通する、つまりＹ軸方向に貫通する貫通孔６ｉが形成される。また、中板３０の第１巻治具６と接する面には、Ｚ軸方向に二つの穴部３０ｄが形成される。ボールプランジャ３３のボール３３ｂが上部の凹部６ｈに嵌合した状態、つまり第１巻治具６の上面６ｅと第２巻治具１１の上面１１ｅとが同じ高さの状態では、貫通孔６ｉは下部の穴部３０ｄと同軸上に連通する（図２に示す状態）。また、ボールプランジャ３３のボール３３ｂが下部の凹部６ｈに嵌合した状態、つまり、第２巻治具１１及び中板３０が第１巻治具６よりも下方に位置した状態では、貫通孔６ｉは上部の穴部３０ｄと同軸上に連通する。

この連通する貫通孔６ｉ及び穴部３０ｄに貫通棒３４が挿通することによって、中板３０は第１巻治具６に固定される。貫通棒３４は、貫通棒３４の頭部３４ａ及び第１巻治具６の面６ｂの双方に取り付けられたスプリング３６によって、中板３０の方向に付勢される。したがって、スプリング３６の作用によって、中板３０は第１巻治具６に確実に固定される。

第１巻治具６と中板３０との固定の解除、つまり、貫通棒３４をスプリング３６の付勢力に抗して移動させ中板３０の穴部３０ｄから抜き出すには、ベース１００上に立設された固定部材解放機構３５が用いられる。固定部材解放機構３５は、貫通棒３４の頭部３４ａに係合し貫通棒３４を貫通棒３４の付勢方向とは逆方向に移動させるコの字形の治具３５ａと、治具３５ａをＺ方向に移動させる第１のシリンダ３５ｂと、治具３５ａをＹ方向に移動させる第２のシリンダ３５ｃとを有する。このように、治具３５ａを第１のシリンダ３５ｂ及び第２のシリンダ３５ｃによって移動させ、貫通棒３４を付勢方向とは反対方向に移動させ中板３０の穴部３０ｄから抜き出すことによって第１巻治具６と中板３０との固定の解除が行われる。

次に、第１、第２巻治具６、１１のＸ軸方向、つまりスピンドル軸の軸方向の相対位置関係を拘束するための軸方向位置決め手段１２について説明する。軸方向位置決め手段１２は、第１、第２巻治具６、１１間に渡って設置され、Ｘ軸方向に並んで形成された複数の凹状の切り欠き１３ａ〜１３ｃを設けた雌板１３とこの切り欠き１３ａ〜１３ｃのいずれかに嵌合する突起１４ａを備えた雄板１４とから構成される。ここで、凹状の切り欠き１３ａ〜１３ｃは、Ｙ軸方向に向けて開口する。巻線装置１では、雌板１３は、第１巻治具６の上面６ｅ及び中板３０に渡って配置され、第１巻治具６の上面６ｅに固定される。また、雄板１４は第２巻治具１１の上面１１ｅに固定される。このように構成され、雌板１３の切り欠き１３ａ〜１３ｃの一つと雄板１４の突起１４ａが嵌合することで、第１巻治具６と第２巻治具１１のＸ軸方向の相対移動が規制される。なお、雌板１３の凹状の切り欠き１３ａ〜１３ｃにおけるＹ軸方向の深さは、中板３０のＹ軸方向の板厚とほぼ同一となっている。また、雄版１４のＺ軸方向の高さは、第２巻治具１１が中板３０と共に軸直交方向駆動手段３１の作用によって第１巻治具６に対して下方向にスライドした場合でも、雄版１４の突起１４ａが雌板１３の切り欠き１３ａ〜１３ｃと嵌合状態を維持する高さとなっている。

雄板１４は、第２巻治具１１に対してＺ軸方向にのみ移動可能となるように、第２巻治具１１をＺ軸方向に貫通する支持棒１５に接続される。この支持棒１５の端部には受板１６が固定され、受板１６と第２巻治具１１との間には第２バネ１７が設置されている。第２バネ１７の付勢力は、雄板１４を第２巻治具１１の上面１１ｅに押し付けるように作用する。

一方、この第２バネ１７の付勢力に抗する作用力が受板１６に作用する。具体的には受板１６の下面には凹状のＹ軸方向に延びる溝１６ａが形成される。第１、第２巻治具６、１１をＸ軸回りに９０°回転した状態で、この溝１６ａに嵌合する押板１８ａを固定した第２シリンダ機構１８が別置される。この第２シリンダ機構１８が第２バネ１７の付勢力による雄板１４の移動方向と反対方向に受板１６を移動させることで、雄板１４は第２巻治具１１から離れ、雌板１３との嵌合が解除される。さらに、この非嵌合状態から雄板１４は、第２巻治具１１とともに第２シリンダ機構１８の作用により軸方向移動手段によってＸ方向にスライドし、雄板１４の突起１４ａが所定の他の切り欠き１３ａ〜１３ｃに嵌合される。このようにして、雄板１４と雌板１３との嵌合位置を切り換え、第１、第２巻治具６、１１のＸ方向の相対位置が設定される。

次に、軸方向位置決め手段１２と第１、第２巻治具６、１１の相互の位置関係について図３、図４を用いて詳しく説明する。前述したように、第１巻治具６に固定された雌板１３と第２巻治具１１に設置された雄板１４の嵌合位置により、第１、第２巻治具６、１１のＸ方向の相対位置が設定される。つまり、雌板１３の形成された切り欠き１３ａ〜１３ｃの内、スピンドル軸２側の切り欠き１３ａが雄板１４の突起１４ａと嵌合すると、第１巻治具６が第２巻治具１１に対してＸ軸方向（スピンドル軸２から離れる方向）に突出する位置関係（この位置を第１巻治具６前位置という。以下同様。）となる。また、スピンドル軸２から遠い側の切り欠き１３ｃと雄板１４の突起１４ａが嵌合すると、第２巻治具１１が第１巻治具６に対して前位置になる（この位置を第２巻治具１１前位置という。以下同様。）。また中間の切り欠き１３ｂと雄板１４の突起１４ａが嵌合すると、第１、第２巻治具６、１１は同じＸ軸方向位置（分割コアセット位置）となり、この状態でそれぞれの巻治具に巻線される分割コア７ａ、７ｂが設置される。したがって、軸方向位置決め手段１２による第１、第２巻治具６、１１の位置関係は、第１巻治具６前位置（図３の（ｂ））、第２巻治具前位置（図３の（ｃ））、分割コアセット位置（図３の（ａ））の３ポジションとなる。なお、分割コアセット位置を省略し、軸方向位置決め手段１２を前後の２ポジションとすることも可能である。

そして、スピンドル軸２が回転し、前位置にある第１、第２巻治具６、１１の一方、例えば第１巻治具６に固定された分割コア７ａには、別置のノズル２０から繰り出された線材２１が巻回される。このとき、第２巻治具１１は、第１巻治具６よりスピンドル軸側に位置しているため、巻回のためのノズル２０や線材２１等の邪魔になることがなく、迅速に巻線を行うことができる。分割コア７ａへの巻線が終了したら、軸方向位置決め手段１２の嵌合位置を切り換えて、巻線されていない第２巻治具１１を前位置として分割コア１１ａへの巻回を行う。ただし、第２巻治具１１に固定された分割コア７ｂへの巻回時の回転方向は、分割コア７ａの巻回時の回転方向と逆方向とする。

なお、線材２１の巻き始めには、図５に示すような第１巻治具６に設けた線材保持治具（保持手段）２２に線材２１の先端を保持するようにする。その後、ノズル２０をトラバースしながらスピンドル軸２を回転させて分割コア７ａ、７ｂ回りに線材２１を巻回する。線材保持治具２２は、棒状で、その上端面に線材２１が挿入される孔２２ａが軸方向に形成されるとともに、上端面の半円部分は軸方向に下側に段差をもって形成され、かつ斜め下方向に傾斜する傾斜面２２ｂで形成される。したがって、線材２１の先端は、孔２２ａに挿入された後、傾斜面２２ｂに沿って折り曲げられ、ノズル２０の巻回動作によっても外れることがない。

次に、図６を参照して第１巻治具６における巻線終了後の第２巻治具１１への移行動作について説明する。第１巻治具６に固定した分割コア７ａへの巻線終了後は、第２巻治具１１に固定された分割コア７ｂへの巻線を行う。この場合には、軸方向位置決め手段１２によって、第２巻治具１１を第１巻治具６に対して前位置に設定する。さらに、軸直交方向駆動手段３１によって、第２巻治具１１を中板３０と共に第１巻治具６に対して下方向へスライドさせ、固定手段３２によって中板３０を第１巻治具６に固定する。このように、第１巻治具６及び第２巻治具１１のＸ軸方向及びＺ軸方向の位置決めが設定された後、分割コア７ａへの巻線が終了した線材２１は、線材ガイド２３にガイドされて分割コア７ｂに送られる。そして、分割コア７ａの巻回方向と逆方向に分割コア７ｂを回転させて線材２１を分割コア７ｂに巻回する。なお、第２巻治具１１及び中板３０のＺ方向の位置は、第１巻治具６に対して線材ガイド２３の高さ分下方に設定される。

図６に示すように、分割コア７ａへの巻回を終えた線材を、分割コア７ｂに案内する線材ガイド（ガイド手段）２３は、第２巻治具１１の上端面１１ｅにＸ軸方向に摺動可能に配置され、別置した移動ピン２４により摺動を制御される。つまり、分割コア７ａの巻線を終了し、次に分割コア７ｂを巻回する時には、移動ピン２４が線材ガイド２３を分割コア７ｂ側に移動させる。こうして一方の分割コア７ａの巻線終了部から他方の分割コア７ｂの巻線開始位置に向けて線材が案内されるように分割コア７ａの巻線を終えた線材２１は、線材ガイド２３に沿って移動し、分割コア７ｂへとガイドされる。したがって、分割コア間に渡る線材２１は、分割コア７ａと分割コア７ｂの間に這わされることになり、面倒な線材２１の処理が不要になる。

次に本発明の巻線装置を用いた巻線方法について説明する。巻線開始時の初期状態は、第１、第２巻治具６、１１のＺ軸方向の相対位置は、それぞれの上面６ｅ、１１ｅが同一平面となるように設定され、かつ第１、第２巻治具６、１１のＸ軸方向の相対位置は中間位置（分割コアセット位置）に設定される。

初期状態から、第１シリンダ機構１０の押板１０ａにより分割コア支持機構８の受棒８ｄがＸ軸方向に移動する。このため、分割コア支持機構８の鍔８ａが第１、第２巻治具６、１１から離れる方向へ移動し、溝６ａ、１１ａに分割コア７ａ、７ｂをセットできる。その後、受棒８ｄを元の位置まで戻し、第１バネ９の付勢力により分割コア７ａ、７ｂを分割コア支持機構８を介して第１、第２巻治具６、１１に押しつける。これで、分割コア７ａ、７ｂの巻治具６、１１へのセットが完了する。

そして、第１、第２巻治具６、１１をＸ軸回りに９０°回転させる。次に第２シリンダ機構１８を作用させ、その押板１８ａにより軸方向位置決め手段１２の雄板１４を第２巻治具１１から離れるＹ軸方向に移動させる。これにより雄板１４と雌板１３との嵌合が解除される。この非嵌合状態から、軸方向移動手段によって第２巻治具１１を第１巻治具６に対して中板３０を介してＸ軸方向の所定の位置までスライドさせ、第１巻治具６が前位置となるように雄板１４と雌板１３との嵌合状態にセットする。

第１巻治具６を前位置にセットした後、スピンドル軸２をＸ軸回りに−９０°回転させて第１、第２巻治具６、１１を元の位置に戻す。そして、線材保持治具２２に線材２１の先端を挿入、折り曲げて線材２１を線材保持治具２２に固定する。次いでノズル２０をＸ軸方向にトラバースさせるとともに、スピンドル軸２を所定の回転方向に回転させて第１巻治具６の分割コア７ａに巻線する。

分割コア７ａの巻線が終了したら、軸方向位置決め手段１２の雄板１４と雌板１３の嵌合位置を第２巻治具１１が前位置となるように変更する。さらに、固定部材解放機構３５の作用によって、固定部材解放機構３５の治具３５ａを貫通棒３４の頭部３４ａに係合させ、貫通棒３４をスプリング３６の付勢方向とは反対方向に移動させ中板３０の穴部３０ｄから抜き出すことによって第１巻治具６と中板３０との固定の解除を行う。この解除状態において、軸直交方向駆動手段３１の上シリンダ３１ａによって第２巻治具１１を押し、ボールプランジャ３３のボール３３ｂが下部の凹部６ｈに嵌合するまで第２巻治具１１を中板３０と共に下方向にスライドさせる。

ボールプランジャ３３のボール３３ｂが下部の凹部６ｈに嵌合した状態で、固定部材解放機構３５の作用によって、固定部材解放機構３５の治具３５ａと貫通棒３４の頭部３４ａとの係合を解除し、貫通棒３４をスプリング３６の付勢力によって中板３０の穴部３０ｄに嵌合させ、再度中板３０を第１巻治具６に固定する。これにより、第２巻治具１１に固定された分割コア７ｂは、第１巻治具６に固定された分割コア７ａに対して下方に配置される。なお、分割コア７ｂは線材ガイド２３の高さ分だけ分割コア７ａに対して下方に配置される。

次いで、移動ピン２４によって線材ガイド２３を移動させ、線材を分割コア７ｂ側に移動させる。線材ガイド２３は、線材が這わされた先端部が分割コア７ｂの一部と重なる位置に配置される。この状態でスピンドルの回転方向を逆にして巻線を開始する。その際、ノズル２０をＸ軸方向にトラバースさせることによって、線材は分割コア７ｂに整列に巻線される。

ここで、図７を参照して、分割コア７ｂへの線材の巻線方法を詳細に説明する。図７は、分割コアを正面から見たものであり、分割コア７ｂへの最初の１巻の部分を示す模式図である。線材は、分割コア７ｂの先端部に這わされているため、最初の１巻きは、図７（ａ）に示すように、線材ガイド２３上から、分割コア７ｂの外周に巻き付けられる。そして、２巻き目以降は、線材ガイド２３を避けて、分割コア７ｂの外周に直接巻き付けられる。所定の層数、所定の巻き幅にて分割コア７ｂに巻線された後、最外周において１巻きを残して巻線を終了する。巻線終了後、線材ガイド２３を後退させる。これにより、線材ガイド２３に巻かれた最初の１巻き分の線材が余った状態となる（図７（ｂ））。

次に、固定部材解放機構３５によって、第１巻治具６と中板３０との固定を解除し、軸直交方向駆動手段３１の下シリンダ３１ｂによって第２巻治具１１を押し、第２巻治具１１を中板３０と共に上方向にスライドさせ、分割コア７ａと分割コア７ｂの高さを同一にする（図７（ｃ））。これにより、線材ガイド２３に這わされ、線材ガイド２３の高さ分余っていた線材は、分割コア７ｂの最外周の１巻き残した部分に巻線され、分割コア７ａ、７ｂ間の線材の緩みは防止される。

以上のように、第２巻治具１１に固定された分割コア７ｂへの巻線が終了したら、図示しないカッタにより線材２１を切断して分割コア７ａ、７ｂへの巻線を終了する。そして再び２個の分割リングを第１、第２巻治具６、１１にセットして巻線を繰り返す。一方、巻線が終了した分割コアは、図示しないステータリングの溝に順次挿入してステータを完成させる。

本発明の巻線装置１は、軸方向位置決め手段１２を備えるため、巻線時に一方の分割コアを他方の分割コアへの巻線を行うノズルの移動に干渉しない位置に待機させることができ、スピンドル軸２を高速で回転させても、他の分割コアに線材２１が干渉することはない。したがって、分割コア同士が隣接して接近していても、高速に分割コアを回転させることができ、省スペースで、高速回転が可能な巻線装置とすることができる。さらに、巻線装置１は、巻治具のＺ軸方向の移動を可能とする軸直交方向位置決め手段を備えるため、線材ガイド２３に這わされ、線材ガイド２３の高さ分余ってしまう線材の処理スペースを確保する必要が無く、また、その線材の処理作業が容易となるため、作業効率が向上する。

本発明の他の実施の形態として、図８に示すように、第２巻治具１１を予め第１巻治具６に対して線材ガイドの高さの分下側に配置し、段差を付ける構成にしてもよい。この場合には、線材ガイド２３を後退させた後、分割コア７ａ、７ｂを手作業で第１巻治具６と第２巻治具１１から外して、分割コア７ａ、７ｂの高さを揃えるようにすることで、線材ガイドの高さ分余ってしまう線材を分割コア７ｂの外周に巻線させることができる。この実施の形態では、線材ガイド２３は、スピンドル軸の軸方向に移動可能に設ける必要はなく、図８に示すように、線材が這わせられる線材ガイド２３の先端部が分割コア７ｂの一部と重なるように、第２巻治具１１上に固定して配置してもよい。

次に、図９を参照して本発明の他の実施の形態である巻線装置２について説明する。図９は、巻線装置２の概略を示す斜視図であり、前述した巻線装置１と同様の構成には、同一の符号を付する。巻線装置２における巻線装置１との相違点は、第１巻治具６と中板３０との間にベース板２５を備え、そのベース板２５がスピンドル軸２に固定されている点である。

第１巻治具６にはＸ軸方向に凸状の突起６ｊが形成され、ベース板２５には当該突起６ｊが摺動可能に嵌合する蟻溝形状の溝２５ａが形成され、この突起６ｊと溝２５ａとで第１巻治具６とベース板２５との軸方向移動手段を構成する。また、第１巻治具６とベース板２５とのスピンドル軸方向の位置決めは、巻線装置１と同様に軸方向位置決め手段１２によって行われる。

また、第２巻治具１１は、中板３０を介してベース板２５に対してＸ軸方向及びＺ軸方向にスライド可能に配置される。この第２巻治具１１をベース板２５に対してＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能とする手段は、巻線装置１における軸方向移動手段及び軸直交方向移動手段と同様の構成である。また、第２巻治具１１をベース板２５に対してＸ軸方向及びＺ軸方向に位置決めする手段は、巻線装置１における軸方向位置決め手段１２及び軸直交方向位置決め手段（図示せず）と同様の構成である。

以上のように、巻線装置２は、軸方向位置決め手段１２を２組備え、その軸方向位置決め手段１２における雌板１３は、図９に示すように２の切り欠き１３ａ、１３ｂを有する２ポジションに移動可能な構成となる。なお、２組の軸方向位置決め手段１２は、図９に示すように、ベース板２５の上下に配置するようにすれば、巻線装置２をコンパクトにすることができる。

本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明は、分割コアに高速に巻線する巻線装置に適用できる。

本発明の実施形態を示す巻線装置の斜視図である。巻治具の固定手段を説明する図である。巻治具のスピンドル軸の軸方向の位置関係を示す平面図である。巻治具のスピンドル軸の軸方向の位置決め機構を説明する機構図である。線材保持手段を説明する図である。線材ガイドを説明する図である。線材の巻線方法を示す模式図である。本発明の他の実施の形態を示す巻線装置の斜視図である。本発明の他の実施の形態を示す巻線装置の斜視図である。

符号の説明

１巻線装置
２スピンドル軸
５支持板
６第１巻治具
６ａ溝
６ｄ溝
７ａ、７ｂ分割コア
８分割コア支持機構
９第１バネ
１０第１シリンダ機構
１０ａ押板
１１第２巻治具
１１ａ溝
１１ｄ突起
１２水平位置決め手段
１３雌板
１３ａ〜１３ｃ切り欠き
１４雄板
１４ａ突起
１５支持棒
１６受板
１７第２バネ
１８第２シリンダ機構
１８ａ押板
２０ノズル
２１線材
２２線材保持治具
２２ａ孔
２２ｂ傾斜面
２３線材ガイド
２４移動ピン
２５ベース板
３０中板
３０ａ突起
３０ｂ溝
３０ｃ凹部
３０ｄ穴部
３１軸直交方向駆動手段
３１ａ上シリンダ
３１ｂ下シリンダ
３２固定手段
３３ボールプランジャ
３４貫通棒
３５固定部材解放機構
３６スプリング

Claims

軸中心に回転するスピンドル軸と、
線材が巻回される分割コアをそれぞれ支持するとともに、前記スピンドルと一体的に回転する一対の巻治具と、
前記一対の巻治具の少なくとも一方をスピンドル軸の軸方向にスライドする軸方向移動手段と、
前記軸方向移動手段によってスライドする前記一対の巻治具の相対位置を位置決めする軸方向位置決め手段と、
前記一対の巻治具の少なくとも一方をスピンドル軸の直交方向にスライドさせ、前記一対の巻治具の相対位置を調整する軸直交方向移動手段と、
前記軸直交方向移動手段によってスライドする前記一対の巻治具の相対位置を位置決めする軸直交方向位置決め手段と、
一方の分割コアへの巻回を終えた線材を、他方の分割コアに案内するガイド手段とを備え、
前記軸直交方向位置決め手段は、前記一方の巻治具と前記他方の巻治具との間に、前記他方の分割コアの最外周において１巻きされる分の線材を余らせるように前記一対の巻治具の相対位置を設定することを特徴とする巻線装置。
前記一対の巻治具の一方は前記スピンドル軸に固定され、
他方は、前記軸方向移動手段によって前記一方の巻治具に対して前記スピンドル軸の軸方向にスライドし、かつ前記軸直交方向移動手段によって前記一方の巻治具に対して前記スピンドル軸の直交方向にスライドすることを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
前記一対の巻治具の間には、前記他方の巻治具が前記一方の巻治具に対してスピンドル軸の軸方向及び直交方向のそれぞれにスライド可能とする中板が配置されることを特徴とする請求項２に記載の巻線装置。
前記軸方向移動手段は、前記中板のスピンドル軸の軸方向に形成された溝と、当該溝に摺動可能に嵌合し前記他方の巻治具に形成された突起とからなることを特徴とする請求項３に記載の巻線装置。
前記軸直交方向移動手段は、前記一方の巻治具のスピンドル軸の直交方向に形成された溝と、当該溝に摺動可能に嵌合し前記中板に形成された突起とからなることを特徴とする請求項３に記載の巻線装置。
前記軸直交方向位置決め手段は、前記他方の巻治具を前記中板と共にスピンドル軸と直行方向にスライドさせる軸直交方向駆動手段と、前記中板を前記一方の巻治具に固定する固定手段とを備えることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一に記載の巻線装置。
前記固定手段は、前記一方の巻治具に対する前記他方の巻治具のスピンドル軸と直交方向の相対位置を位置決めする位置決め部材と、前記中板を前記一方の巻治具に固定する固定部材と、当該固定部材を移動させ前記中板と前記一方の巻治具の固定を解除する固定部材解放機構とを備えることを特徴とする請求項６に記載の巻線装置。
前記位置決め部材は、前記一方の巻治具に形成された凹部に嵌合するボールと、一端が前記中板に形成された凹部に取り付けられ、他端に前記ボールが取り付けられたスプリングとを有するボールプランジャであり、
前記固定部材は、前記一方の巻治具を貫通する貫通孔と、前記中板に形成され前記貫通孔に連通する穴とに挿通される貫通棒であり、
当該貫通棒と前記一方の巻治具との双方に取り付けられたスプリングの付勢力によって前記中板を前記一方の巻治具に固定することを特徴とする請求項７に記載の巻線装置。
前記スピンドル軸に固定されたベース板を備え、前記一対の巻治具の一方は前記軸方向移動手段によって前記ベース板に対して前記スピンドル軸の軸方向にスライドし、
他方は、前記軸方向移動手段によって前記ベース板に対して前記スピンドル軸の軸方向にスライドし、かつ前記軸直交方向移動手段によってベース板に対して前記スピンドル軸の直交方向にスライドすることを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
前記軸方向位置決め手段は、前記スピンドル軸の軸方向に並ぶ複数の凹部を備えた雌板と、この雌板の凹部に嵌合する凸部を備えた雄板とからなり、前記複数の凹部と前記凸部の嵌合位置を前記軸方向移動手段により変更することで、前記一対の巻治具の相対位置を位置決めすることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の巻線装置。
スピンドル軸の軸方向及び直交方向に少なくとも一方がスライド可能である一対の分割コアを備え、前記スピンドル軸と一体的に回転する前記分割コアに線材を巻回する巻線方法において、
前記分割コアの一方を他方より前記スピンドル軸から離れて位置するようにスピンドル軸の軸方向にスライドさせ、
前記スピンドル軸を回転させ前記一方の分割コアに線材を巻回し、
前記一方の分割コアへの巻線終了後、他方の分割コアを前記一方の分割コアより前記スピンドル軸から離れて位置するようにスピンドル軸の軸方向にスライドさせ、
前記一方の分割コアへの巻回を終えた線材を線材ガイドに這わせ、当該線材ガイドを前記他方の分割コアまで移動させ、
前記スピンドル軸を回転させ前記線材ガイドに這わされた線材を前記他方の分割コアに巻回し、
前記他方の分割コアへの巻線終了後、線材ガイドを引き抜くとともに前記他方の分割コアをスピンドル軸の直交方向にスライドさせ、前記一対の分割コア間の線材の緩みを防止することを特徴とする巻線方法。