JP5176660B2 - 巻線装置 - Google Patents

Description

本発明は、巻枠に複数本の導線を巻き付けてコイルを形成する巻線装置に関する。より詳細には、予め複数本の導線が巻き貯められたリールから供給される複数本の導線を巻枠に巻き付けてコイルを形成する巻線装置に関するものである。

自動車、工作機械、輸送機器などに用いられる大型モータのステータコイルを形成するために、複数本の導線を巻き付ける巻線装置として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。ここに開示された巻線装置では、予め複数の導線が巻き貯められたストックリング（リール）を、巻枠の周囲を公転するガイドローラの公転軸と同一の軸心に対して回転可能に配設し、ガイドローラを公転させてストックリングに巻き貯められた複数の導線を引き出しながら巻枠に巻き付けてコイルを形成するようになっている。これにより、この巻線装置では、複数本の導線の整列性を確保しながら高速で整列巻きを行うことができるようになっている。
特開２００８−２２６９９号公報

しかしながら、上記した巻線装置では、巻線中に導線に弛みが生じてしまうと、複数本の導線の整列性を確保することができなくなり整列巻きを行うことができなるという問題があった。このため、上記した巻線装置では、ガイドローラ駆動用モータ及びストックリング駆動用モータの駆動制御を行って、巻線に必要なテンションを導線に付与するようになっているので、各モータの駆動制御が非常に複雑なものになっている。そして、このような複雑な駆動制御を実現させるために必要となるガイドローラ駆動とストックリング駆動との完全同期調整には、多くの工数を費やしてしまうという問題があった。

ここで、ステータコイルを形成する際には、極間の渡り線（接続導線）を設ける必要がある。そして、この渡り線を設けるときに、ストックリング（リール）と巻枠との間における導線の長さが一旦長くされた後に元に戻される（短縮される）。このとき、導線に大きな弛みが発生しやすい。そして、このような導線の大きな弛みは、上記した駆動制御では解消することが困難である。そこで、導線の大きな弛みが生じた場合に、その大きな弛みをなくすために大きなストロークに対応することができるテンション機構を新たに設けることも考えられる。ところが、このようなテンション機構を設けるための配置スペースを確保することが困難である。仮に配置スペースが確保できても、装置が大型化してしまうとともに高速巻線の障害となってしまう。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、リールと巻枠との間で導線に大きな弛みが生じた場合にも、巻枠に供給される導線に対して適正なテンションをかけて導線を巻枠に整列巻きすることができる巻線装置を提供することを課題とする。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る巻線装置は、複数本の導線を巻枠に巻き付ける巻線装置において、前記巻枠の周囲に環状に配置されるとともに、前記巻枠と同一の軸線を中心に自転可能に設けられ、前記巻枠に巻き付けるための前記導線が予め巻き貯められたリールと、前記巻枠の周囲を前記軸線を中心に公転可能に設けられたフライヤと、前記フライヤの一端側に遠心方向へ移動可能に弾性支持され、前記リールから前記巻枠へ前記導線を案内する案内部材と、前記リールから前記案内部材への導線供給経路途中に配置され、前記導線に対してテンションを付与する第１テンション付与機構と、前記フライヤの他端側に配置されたバランスウエイトと、前記フライヤに遠心方向へ移動可能に設けられ、前記案内部材と前記バランスウエイトとを一体に連結する連結部材とを有することを特徴とする。

この巻線装置では、フライヤを公転駆動させることにより、案内部材が巻枠の周囲を公転する。そして、このときに、リールを自転駆動させて、必要な長さの導線をリールから繰り出す。このように、案内部材が巻枠の周囲を公転駆動するとともに、リールが自転駆動することにより、リールから繰り出される必要な長さの導線が巻枠に巻き付けられる。

巻線中、リールから繰り出される導線は、案内部材及び第１テンション付与機構を介して巻枠に供給される。このため、極間の渡り線形成時などに導線に大きな弛みが生じた場合には、フライヤに弾性支持された案内部材が遠心方向へ移動することにより、その導線の大きな弛みをなくすことができる。また、巻枠に供給される導線に対しては、第１テンション付与機構により所定のテンションが安定して付与される。これらのことから、複数の導線を巻枠に導線の整列性を維持した状態で巻き付ける整列巻きを行うことができる。

ここで、案内部材は、フライヤに弾性支持されているため、フライヤが回転するとその遠心力の影響を受けてしまう。そうすると、案内部材はフライヤから離れる方向へ移動するため、導線に過剰なテンションがかかってしまうおそれがある。しかしながら、この巻線装置では、フライヤの他端側（案内部材とフライヤの公転中心を挟んで反対側）に配置されたバランスウエイトと、フライヤに遠心方向へ移動可能に設けられ、案内部材とバランスウエイトとを一体に連結する連結部材とを有している。このため、フライヤが回転するとバランスウエイトにも遠心力が作用する。その結果、案内部材とバランスウエイトとが力学的に釣り合う位置に連結部材で一体化された案内部材とバランスウエイトが移動する。このとき、バランスウエイトに作用する遠心力と案内部材に作用する遠心力とが相殺される。これにより、案内部材はフライヤ回転中に遠心力の影響を受けなくなるので、案内部材によって導線に過剰なテンションが付与されることがない。また、上記した案内部材による導線の弛み取りの効果が維持されるため、巻線中（フライヤ回転中）に何らかの原因で導線に大きな弛みが生じても、案内部材によってその弛みを確実に吸収することができる。

そして、この巻線装置では、リールが巻枠と同一の軸線を中心に環状に配置されて巻枠の周囲を自転駆動するので、リールに残存する導線の多少にかかわらず、リールの重量バランスが保たれ、リールが安定的に自転駆動する。また、巻枠の周囲を公転駆動するフライヤ全体として、バランスウエイトによって重量バランスが保たれ、フライヤが安定的に公転駆動する。このため、巻枠に巻線を高速で巻き付けることができる。

このように、この巻線装置では、導線に大きな弛みが発生した場合には案内部材によって確実にその弛みが吸収され、第１テンション付与機構によって導線に対して適切なテンションを付与することができる。このため、適切なテンションがかかった導線を巻枠に安定して供給することができるので、高速かつ確実に整列巻きを行うことができる。また、この巻線装置では、案内部材を弾性支持する機構、バランスウエイト、及び連結部材という非常に簡単な構成により、導線の大きな弛みを吸収しているので、装置が大型化することがないため、巻線の高速化を阻害することがない。また、第１テンション付与機構によって巻線に必要なテンションを導線に付与しているので、リール及びフライヤの駆動制御を、従来装置のように複雑なものにする必要がない。さらに、リール駆動とフライヤ駆動との完全同期調整も不要となる。従って、この巻線装置によれば、簡単な構成により、リールと巻枠との間で導線に大きな弛みが生じた場合にも、巻枠に供給される導線に対して適正なテンションをかけて導線を巻枠に整列巻きすることができる。

そして、本発明に係る巻線装置においては、前記案内部材は、前記第１テンション付与機構が前記導線に付与するテンションよりも小さい弾性力で前記フライヤに弾性支持されていることが望ましい。

ここで、案内部材を弾性支持する弾性力が、第１テンション付与機構が導線に付与するテンションより大きいと、案内部材の移動により、リールから導線が必要以上に引き出されてしまうおそれがある。そして、案内部材がリールから導線を必要以上に引き出してしまうと、その引き出された導線によって発生する弛みを吸収することができなくなる。

そこで、上記のような構成にすることにより、案内部材がリールから必要以上の導線を引き出すことを防止することができる。これにより、案内部材によって導線の大きな弛みを確実に吸収することができる。その結果、リールと巻枠との間で導線に大きな弛みが生じた場合にも、巻枠に供給される導線に対して適正なテンションをかけて導線を巻枠に整列巻きすることができる。

本発明に係る巻線装置においては、前記案内部材から前記巻枠への導線供給経路途中に配置され、前記導線に対してテンションを付与する第２テンション付与機構を有することが望ましい。

このような構成により、巻枠に供給される導線の整列性をより確実に保つことができるため、導線を巻枠により確実に整列巻きすることができる。

そしてこの場合、本発明に係る巻線装置においては、前記第２テンション付与機構は、前記案内部材の弾性支持力より小さいテンションを前記導線に付与するようにすればよい。

第２テンション付与機構が導線に付与するテンションが、案内部材の弾性支持力よりも大きいと、案内部材の移動が制限されてしまって、案内部材により導線の大きな弛みを吸収することができなくなってしまうからである。

本発明に係る巻線装置によれば、上記した通り、簡単な構成によって、リールと巻枠との間で導線に大きな弛みが生じた場合にも、巻枠に供給される導線に対して適正なテンションをかけて導線を巻枠に整列巻きすることができる。

以下、本発明の巻線装置を具体化した最も好適な実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。そこで、実施の形態に係る巻線装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、実施の形態に係る巻線装置の概略構成を示す図である。図２は、図１に示す巻線装置を下方から見た図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る巻線装置１０は、巻枠１２と、リール１３と、フライヤ１４と、ガイドローラ１５と、第１テンション装置２１と、第２テンション装置２２と、ノズル２３と、固定バランスウエイト１７と、可動バランスウエイト１８とを備えている。そして、リール１３から供給されるワイヤＷがガイドローラ１５を介して巻枠１２に巻き付けられてコイルが形成されるようになっている。

巻枠１２は、巻線装置１０のほぼ中心に配置され、固定枠１２ａと可動枠１２ｂにより構成されている。巻枠１２には、ワイヤＷが巻かれる。ワイヤＷは、電動機等のステータを構成するコイルを形成するために供される。本実施の形態では、ワイヤＷは並列配置された複数本（１０本前後）の導線により構成され帯状をなしている。そして、巻枠１２において、可動枠１２ｂは、不図示のアクチュエータにより図１中左右方向に移動するようになっており、巻枠１２にワイヤＷが巻き付けられてコイルが形成されると、固定枠１２ａに近接し、形成されたコイルを巻枠１２から離脱させる。また、巻枠１２は、不図示のアクチュエータにより図１中上下方向にも移動するようになっている。

リール１３は、円筒状の巻芯１３ａと、巻芯１３ａの上下端に配置されたつば部１３ｂ，１３ｂとで構成されている。そして、巻枠１２に巻くためのワイヤＷが巻芯１３ａに予め巻き付けられ、そのワイヤＷがつば部１３ｂにより保持されている。このようにして、リール１３には、ワイヤＷが巻き貯められている。このリール１３は、巻枠１２と同一の軸線Ｌを中心に回転する円環状の回転保持部材３０に保持されている。回転保持部材３０は、例えばコレットチャックなどによりリール１３を保持するようになっている。そして、回転保持部材３０には、不図示のモータがギヤやベルトなどで構成される駆動系を介して接続されている。これにより、不図示のモータの駆動力が回転保持部材３０に伝達され、回転保持部材３０が軸線Ｌを中心に回転するようになっている。この回転保持部材３０の回転に伴い、リール１３が軸線Ｌを中心に自転駆動するようになっている。また、リール１３の巻芯１３ａの内側及び回転保持部材３０の内側には、巻枠１２が配置されている。

フライヤ１４は、巻線装置１０の筐体に保持された不図示の軸受によって回転可能に支持され、巻枠１２の周囲を軸線Ｌを中心に公転可能に設けられている。このフライヤ１４の中心には、リール１３の巻芯１３ａの内径とほぼ同じ径の貫通穴１４ａが形成されており、貫通穴１４ａ内に巻枠１２が配置されている。そして、フライヤ１４には、不図示のモータがギヤやベルトなどで構成される駆動系を介して接続されている。これにより、不図示のモータの駆動力がフライヤ１４に伝達され、フライヤ１４が軸線Ｌを中心に公転駆動するようになっている。

このようなフライヤ１４の下面側一端（図１では右側）に、案内部材であるガイドローラ１５が配置されている。ガイドローラ１５は、リール１３から巻枠１２へワイヤＷを案内するものである。このガイドローラ１５は、保持部材３１から延設された支持軸３２に回転自在に取り付けられている。保持部材３１は、フライヤ１４にスプリング３３を介して弾性支持されている。これにより、ガイドローラ１５がフライヤ１４に弾性支持されるので、ワイヤＷに大きな弛みが発生すると、ガイドローラ１５が移動してその弛みを吸収することができるようになっている。なお、保持部材３１（ガイドローラ１５）の弾性支持構造の詳細については後述する。

また、フライヤ１４の下面には、リール１３とガイドローラ１５との間に第１テンション装置２１が配置され、ガイドローラ１５と巻枠１２との間に第２テンション装置２２及びノズル２３が配置されている。これら第１テンション装置２１、第２テンション装置２２、及びノズル２３は、フライヤ１４に取り付けられており、フライヤ１４とともに回転（公転）する。また、第１テンション装置２１、第２テンション装置２２、及びノズル２３は、ワイヤＷの供給経路上に設けられており、リール１３から繰り出されたワイヤＷが、第１テンション装置２１、第２テンション装置２２、及びノズル２３を通過して巻枠１２に供給されるようにされている。

ここで、図２に示すように、第１テンション装置２１は、５つの円筒形ローラが互い違いに配置されており、各ローラでワイヤＷを蛇行させてワイヤＷに所定のテンションを付与するものである。第２テンション装置２２は、３つの円筒形ローラが互い違いに配置されており、各ローラでワイヤＷを蛇行させてワイヤＷに所定のテンションを付与するものである。なお、第１テンション装置２１が、主として巻線時に必要となるテンションをワイヤＷに付与する役割を担い、第２テンション装置２２が、主として巻枠１２に供給するワイヤＷの整列性をノズル２３とともに高めるためのテンションをワイヤＷに付与する役割を担っている。ノズル２３は、ワイヤＷを整列させるためのものであり、出入口が幅広で中央部が幅狭となっており中央部でワイヤＷを縦一列（並列）に揃えるようになっている。

なお、各テンション装置２１，２２に備わるローラの外周面、及びノズル２３の内部は、ワイヤＷを傷つけないために鏡面加工されている。また、各テンション装置２１，２２、及びノズル２３は開閉するようになっており、それぞれ開状態でワイヤＷが通された後にそれぞれ閉状態とされる。

ここで、第１テンション装置２１及び第２テンション装置２２がそれぞれワイヤＷに付与するテンションの大きさと、スプリング３３によるガイドローラ１５の弾性支持力の大きさとの関係について説明する。第１テンション装置２１がワイヤＷに付与するテンションＴ１が、スプリング３３によるガイドローラ１５の弾性支持力Ｆより小さい（Ｔ１＜Ｆ）と、ガイドローラ１５の移動によってリール１３からワイヤＷが必要以上に引き出されてしまうおそれがある。そして、ガイドローラ１５がリール１３からワイヤＷを必要以上に引き出してしまうと、引き出されたワイヤＷによって発生する弛みをガイドローラ１５で吸収することができなくなる。また、第２テンション装置２２がワイヤＷに付与するテンションＴ２が、スプリング３３によるガイドローラ１５の弾性支持力Ｆより大きい（Ｔ２＞Ｆ）と、ガイドローラ１５の移動が制限されてしまって、ガイドローラ１５によってワイヤＷの大きな弛みを吸収することができなくなる。

すなわち、巻線装置１０において、第１テンション装置２１，２２がワイヤＷに付与するテンションＴ１，Ｔ２と、スプリング３３によるガイドローラ１５の弾性支持力Ｆとの関係を、「Ｔ２＞Ｆ＞Ｔ１」としてしまうと、ガイドローラ１５によるワイヤＷの弛み取り効果が発揮されなくなってしまうのである。このため、巻線装置１０においては、第１テンション装置２１，２２がワイヤＷに付与するテンションＴ１，Ｔ２と、スプリング３３によるガイドローラ１５の弾性支持力Ｆとの関係を、「Ｔ２＜Ｆ＜Ｔ１」としている。これにより、ガイドローラ１５によって、ワイヤＷに発生する大きな弛みを確実に吸収できるようにしている。

一方、フライヤ１４の下面側他端（図１では左側）には、固定バランスウエイト１７が取り付けられている。これにより、フライヤ１４全体の重量バランスがとられている。また、固定バランスウエイト１７の上方に、可動バランスウエイト１８が配置されている。この可動バランスウエイト１８は、取付部材３５に取り付けられている。取付部材３５は、フライヤ１４に遠心方向Ｄ（図２参照）へ移動可能に設けられた連結ロッド３６，３６によって、保持部材３５に連結されている。これにより、可動バランスウエイト１８は、ガイドローラ１５と一体で遠心方向Ｄ（図２参照）へ移動するようになっている。なお、可動バランスウエイト１８の支持構造の詳細については、保持部材３１の弾性支持構造とともに後述する

そこで、保持部材３１（ガイドローラ１５）の弾性支持構造、及び可動バランスウエイト１８の支持構造について、図３を参照しながら説明する。図３は、フライヤ周辺部の概略構成を示す上面図である。

まず、ガイドローラ１５の弾性支持構造について説明する。図３に示すように、ガイドローラ１５を支持する支持軸３２が設けられた保持部材３１には、貫通孔３１ａ，３１ａが形成されている。そして、これらの貫通孔３１ａ，３１ａに、フライヤ１４の一端部（図３では右側）から遠心方向外側へ延設されたガイド部材４０，４０が貫挿されている。ガイド部材４０，４０の先端には、ガイド部材４０，４０を連結する連結部材４１が取り付けられている。これにより、保持部材３１は、ガイド部材４０に沿ってフライヤ１４と連結部材４１との間で遠心方向Ｄ（図３の状態では左右方向）へ移動するようになっている。

また、保持部材３１のフライヤ側端面には、スプリング３３，３３の一端を収容するスプリング孔３１ｂ，３１ｂが形成されている。そして、スプリング孔３１ｂ、３１ｂに一端が収容されたスプリング３３，３３の他端は、フライヤ１４の一端部（図３では右側）に設けられた突起４２，４２に差し込まれている。これにより、保持部材３１は、スプリング３３，３３によりフライヤ１４に弾性支持される。従って、保持部材３１に保持されているガイドローラ１５もフライヤ１４に弾性支持される。よって、巻線時にはワイヤＷのテンションによりスプリング３３，３３が縮まるため、ガイドローラ１５はフライヤ１４寄りに位置する。そして、リール１３と巻枠１２との間でワイヤＷに大きな弛みが発生した場合には、スプリング３３，３３が伸びてガイドローラ１５が遠心方向外側（連結部材４１側）へ移動して、ワイヤＷの弛みを吸収するようになっている。

そして、スプリング３３は、その一端がスプリング孔３１ｂに収容され、他端が突起４２に差し込まれているだけであるので、簡単に交換することができる。従って、スプリング３３を交換する（スプリングの強さを変更する）ことにより、ガイドローラ１５の弾性支持力を調整することができる。これにより、ガイドローラ１５によるワイヤＷの弛み取り動作範囲、言い換えるとフライヤ１４のどの回転数範囲でガイドローラ１５によるワイヤＷの弛み取り動作が行われるかを、任意に設定することができる。その結果、巻線装置１０は、仕様の異なる様々コイルを形成する場合であっても、それぞれのコイル形成時におけるフライヤ１４の回転数に応じて、ワイヤＷの弛み取り動作範囲を適切に設定することができるようになっている。

次に、可動バランスウエイト１８の支持構造について説明する。図３に示すように、可動バランスウエイト１８が取り付けられた取付部材３５には、貫通孔３５ａ，３５ａが形成されている。そして、これらの貫通孔３５ａ，３５ａに、フライヤ１４の他端部（図３では左側）から遠心方向外側へ延設されたガイド部材４５，４５が貫挿されている。ガイド部材４５，４５の先端には、ガイド部材４５，４５を連結する連結部材４６が取り付けられている。これにより、取付部材３５は、ガイド部材４５に沿ってフライヤ１４と連結部材４６との間で遠心方向Ｄ（図３の状態では左右方向）へ移動するようになっている。そして、取付部材３５にボルト４７，４７によって可動バランスウエイト１８が取り付けられている。このようにして、可動バランスウエイト１８は、取付部材３５を介してフライヤ１４に対し移動可能に支持されている。

そして、ガイドローラ１５が保持される保持部材３１と可動バランスウエイト１８が取り付けられる取付部材３５とは、２本の連結ロッド３６，３６によって連結されて機械的に一体化されている。連結ロッド３６，３６は、フライヤ１４に対して遠心方向Ｄに貫通形成された貫通孔１４ｂ，１４ｂに摺動可能に貫挿されている。これにより、ガイドローラ１５と可動バランスウエイト１８とが一体となって、遠心方向Ｄへ移動するようになっている。

続いて、上記した構成の巻線装置１０の動作について説明する。まず、不図示のグリッパによりワイヤＷの先端がクランプされ、所定の長さのワイヤＷがリール１３から引き出され、引き出されたワイヤＷが第１テンション装置２１、ガイドローラ１５、第２テンション装置２２、及びノズル２３を通過させられる。そして、フライヤ１４が回転させられる。これにより、フライヤ１４が巻枠１２の周囲を公転するため、フライヤ１４に取り付けられている第１テンション装置２１、ガイドローラ１５、第２テンション装置２２、ノズル２３、及びバランスウエイト１７，１８が、巻枠１２の周囲を公転する。このとき、リール１３が回転させられる。これにより、リール１３は、巻枠１２の周囲を自転して必要な長さのワイヤＷを繰り出す。

このようして、第１テンション装置２１、ガイドローラ１５、第２テンション装置２２及びノズル２３が巻枠１２の周囲を公転駆動するととともに、リール１３が巻枠１２の周囲を自転駆動して、リール１３から繰り出されるワイヤＷが巻枠１２に順次巻き付けられていく。このとき、巻枠１２が下方へ移動させられていく。これにより、巻枠１２の下方から上方へ順にワイヤＷが巻き付けられていき、図１に示すように、ワイヤＷが巻枠１２に整列巻きされる。

ここで、巻枠１２に巻かれるワイヤＷには、第１テンション装置２１により所定のテンションが付与されているため、巻枠１２にはワイヤＷがしっかりと巻き付けられる。また、巻枠１２に巻かれるワイヤＷは、第２テンション装置２１及びノズル２３により縦一列（並列）に揃えられるため、整列性を維持した状態で巻枠１２に巻き付けられる。これらのことから、巻線装置１０によれば、リール１３から繰り出されたワイヤＷは、適切なテンションがかかった状態、かつ整列性が維持された状態で巻枠１２に供給される。従って、ワイヤＷを巻枠１２に対して確実に整列巻きすることができる。

また、巻線装置１０では、リール１３が巻枠１２と同一の軸線Ｌを中心に環状に配置されて巻枠１２の周囲を自転駆動するので、リール１３に残存するワイヤＷの多少にかかわらず、リール１３の重量バランスが保たれる。このため、リール１３の重量変化がリール１３の自転駆動に悪影響を与えることがないので、リール１３が安定的に自転駆動する。また、巻枠１２の周囲を公転駆動するフライヤ１４は全体として、バランスウエイト１７，１８によって重量バランスが保たれている。このため、フライヤ１４が安定的に公転駆動する。これらのことから、巻線装置１０によれば、巻枠１２にワイヤＷを高速で巻き付けることができる。その結果、コイルを形成するためのワイヤＷの巻き付けに係る工程時間を短縮することができる。

そして、１極分のコイルが形成されると、巻枠１２の移動枠１２ｂが固定枠１２ａへ近づき巻枠１２に巻き付けられたワイヤＷ（１極分のコイルに相当するもの）が、巻枠１２から外されてトランスファーツールに落とされる。次いで、次極のコイルを形成する際に、極間に渡り線が設けられる。このとき、リール１３と巻枠１２との間におけるワイヤＷの長さが一旦長くされた後に元に戻される（短縮される）ため、ワイヤＷに大きな弛みが生じてしまう。

ところが、巻線装置１０では、渡り線形成時に生じるワイヤＷの大きな弛みは、ガイドローラ１５によって以下のようにして吸収される。すなわち、ガイドローラ１５はスプリング３３を介してフライヤ１４に弾性支持されている。そして、巻線中においてガイドローラ１５にワイヤＷが掛けられている状態では、ワイヤＷに付与されているテンションＴ１がスプリング３３による弾性支持力Ｆよりも大きいので、スプリング３３が縮んでガイドローラ１５がフライヤ１４寄りに位置している。このとき、上記のようにワイヤＷに大きな弛みが生じると、スプリング３３が伸びてガイドローラ１５が遠心方向外側（フライヤ１４から離れる方向）に移動する。このガイドローラ１５の移動により、ワイヤＷの大きな弛みが吸収されるのである。

このようにして巻線装置１０では、渡り線形成時に生じるワイヤＷの大きな弛みが、ガイドローラ１５によって吸収されるので、次極のコイル形成時においても、リール１３から繰り出されるワイヤＷを巻枠１２に対して、整列性を維持しつつ適切なテンションをかけた状態で供給することができる。これにより、次極コイルの形成時にも、ワイヤＷを、巻枠１２に対して確実に整列巻きすることができる。

ここで、ガイドローラ１５がスプリング３３を介してフライヤ１４に弾性支持されているため、フライヤ１４が回転するとその遠心力の影響を受けてしまう。そうすると、ガイドローラ１５は遠心方向外側（フライヤ１４から離れる方向）へ移動するため、ワイヤＷに過剰なテンションがかかってしまうおそれがある。

しかしながら、この巻線装置１０では、フライヤ１４の他端側（ガイドローラ１５と軸線Ｌを挟んで反対側）に配置された可動バランスウエイト１８と、この可動バランスウエイト１８とガイドローラ１５とを一体に連結するとともに、フライヤ１４に対して遠心方向へ移動可能に配置された連結ロッド３６を有している。このため、フライヤ１４が回転すると、可動バランスウエイト１８にも遠心力が作用する。そして、可動バランス１８とガイドローラ１５とは連結ロッド３６で一体化されているため、ガイドローラ１５と可動バランスウエイト１８とが力学的に釣り合う位置に一体化された両者が移動する。このとき、可動バランスウエイト１８に作用する遠心力とガイドローラ１５に作用する遠心力とは相殺される。これにより、ガイドローラ１５はフライヤ１４の回転中に遠心力の影響を受けなくなるため、フライヤ１４の回転中にガイドローラ１５によって、ワイヤＷに過剰なテンションが付与されることがない。また、フライヤ１４の回転中でもガイドローラ１５によるワイヤＷの弛み取り効果は維持されるため、フライヤ１４の回転中に何らかの原因でワイヤＷに大きな弛みが生じた場合であっても、ガイドローラ１５によってその弛みを確実に吸収することができる。

そして、巻線装置１０では、ガイドローラ１５を弾性支持する機構、可動バランスウエイト１８、及び連結ロッド３６という非常に簡単な構成により、ワイヤＷの大きな弛みを吸収しているので、装置が大型化することがなく、巻線の高速化を阻害することがない。また、第１テンション装置２１によってワイヤＷに巻線時に必要なテンションを付与しているので、リール１３及びフライヤ１４（ガイドローラ１５）の駆動制御を、従来装置のように複雑なものにする必要がない。さらに、リール１３の駆動とフライヤ１４の駆動との完全同期調整も不要となる。従って、巻線装置１０によれば、簡単な構成で複雑な駆動制御を行わずに、リール１３と巻枠１２との間でワイヤＷに大きな弛みが生じた場合にも、適切なテンションがかかったワイヤＷを巻枠１２に安定して供給することができるので、高速かつ確実に整列巻きすることができる。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る巻線装置１０によれば、ワイヤＷに所定のテンションを付与する第１テンション装置２１と、リール１３から巻枠１２へワイヤＷを案内するガイドローラ１５とを備え、ガイドローラ１５をフライヤ１４に対してスプリング３３を介して弾性支持しているので、ワイヤＷに大きな弛みが生じた場合には、ガイドローラ１５の移動によって吸収することができる。そして、ガイドローラ１５を連結ロッド３６によって可動バランスウエイト１８と一体化しているため、フライヤ１４の回転中に、可動バランスウエイト１８の作用によりガイドローラ１５が遠心力の影響を受けない。これにより、フライヤ１４の回転中であっても、ガイドローラ１５による弛み取り作用が維持される。従って、巻線中にワイヤＷに大きな弛みが生じても、ガイドローラ１５によってその弛みを吸収することができるため、第１テンション装置２１によって常に適切なテンションが付与されたワイヤＷを巻枠１２に安定して供給することができる。このため、ワイヤＷを巻枠１２に対して確実に整列巻することができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、ガイドローラ１５（保持部材３１）をフライヤ１４に弾性支持するためにスプリング３３を用いたが、ガイドローラ１５（保持部材３１）を油圧ダンパや空圧ダンパなどを用いて弾性支持することもできる。

また、上記した実施の形態では、第１テンション装置２１の他に第２テンション装置２２を設けた構成を例示したが、第２テンション装置２２を設けない構成にすることもできる。この場合であっても、ガイドローラ１５によってワイヤＷの大きな弛みを確実に吸収することができる。

実施の形態に係る巻線装置の概略構成を示す図である。 図１に示す巻線装置を下方から見た図である。 フライヤ周辺部の概略構成を示す上面図である。

符号の説明

１０ 巻線装置
１２ 巻枠
１３ リール
１４ フライヤ
１５ ガイドローラ
１７ 固定バランスウエイト
１８ 可動バランスウエイト
２１ 第１テンション装置
２２ 第２テンション装置
３０ 回転保持部材
３１ 保持部材
３２ 支持軸
３３ スプリング
３５ 取付部材
３６ 連結ロッド
４０ ガイド部材
４１ 連結部材
４２ 突起
４５ ガイド部材
４６ 連結部材
４７ ボルト
Ｄ 遠心方向
Ｌ 軸線
Ｗ ワイヤ

Claims (4)

1. 複数本の導線を巻枠に巻き付ける巻線装置において、
   前記巻枠の周囲に環状に配置されるとともに、前記巻枠と同一の軸線を中心に自転可能に設けられ、前記巻枠に巻き付けるための前記導線が予め巻き貯められたリールと、
   前記巻枠の周囲を前記軸線を中心に公転可能に設けられたフライヤと、
   前記フライヤの一端側に遠心方向へ移動可能に弾性支持され、前記リールから前記巻枠へ前記導線を案内する案内部材と、
   前記リールから前記案内部材への導線供給経路途中に配置され、前記導線に対してテンションを付与する第１テンション付与機構と、
   前記フライヤの他端側に配置されたバランスウエイトと、
   前記フライヤに遠心方向へ移動可能に設けられ、前記案内部材と前記バランスウエイトとを一体に連結する連結部材とを有する
   ことを特徴とする巻線装置。
2. 請求項１に記載する巻線装置において、
   前記案内部材は、前記第１テンション付与機構が前記導線に付与するテンションよりも小さい弾性力で前記フライヤに弾性支持されている
   ことを特徴とする巻線装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載する巻線装置において、
   前記案内部材から前記巻枠への導線供給経路途中に配置され、前記導線に対してテンションを付与する第２テンション付与機構を有する
   ことを特徴とする巻線装置。
4. 請求項３に記載する巻線装置において、
   前記第２テンション付与機構は、前記案内部材の弾性支持力より小さいテンションを前記導線に付与する
   ことを特徴とする巻線装置。

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