JP5255827B2 - 分割コア式ワークの巻線方法、巻線機及び保持治具 - Google Patents

Description

本発明は、分割コア式ワーク（すなわち多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割されたワーク）の巻線方法に関する。また、その巻線方法の実施に直接使用する巻線機、及び保持治具に関する。

従来より、スピンドル（主軸）と同心的に接続されるワーク支え治具（ワーク受け具）をワーク保持状態にてワークとともに駆動回転させ、ワークの鍔部間に形成された筒状部（ボビン）の外周に沿って巻線するタイプの巻線機（スピンドル巻線機と通称されている）が知られており、上下方向のスピンドルを有する縦型スピンドル巻線機と、水平方向のスピンドルを有する横型スピンドル巻線機とに大別される。これらのスピンドル巻線機では、スピンドルの駆動回転を直接的にワークに伝達することにより高速回転でも芯ブレ等の少ない安定した巻線を可能としている。

ところで、レゾルバ等の回転角度検出機器や電動機、発電機等の回転式電気機械において、リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部を有するインナーコアタイプ（アウタステータタイプ）の多極電機子を含む場合がある。しかし、スピンドル巻線機は、上記した巻線方式のままでは、このようなインナーコアタイプの多極電機子の極部に巻線することはできない。

そこで近年、スピンドル巻線機の高速での巻線性能を活かして、いわゆる分割コア式ワークに巻線を行うことが知られている。分割コア式ワークは、多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割されている。したがって、ヨーク部をスピンドルに取り付けて回転させ、ノズルに保持された線材を極部に巻線することによって、分割コア式ワークの極部１個を単位として多くの巻数を高速で巻線する（特許文献１〜３参照）。さらに、巻線を終えた複数の分割コア式ワークを環状に集合・配列することにより多極電機子を製造できる（特許文献４参照）。

特許第３４３２３７０号公報 特開２００６−９４５９３号公報 特開２００６−２３０１５９号公報 特開２００６−３５２９６６号公報

特許文献１〜３に開示されているように、スピンドル巻線機を用いて分割コア式ワークに巻線する場合、巻線は分割コア式ワークの極部１個単位で行われるので、多くの巻数を高速高精度で巻線（高能率で整列巻）することができる。ところが、特許文献４のように巻線後の分割コア式ワークを環状に集合配置して多極電機子を構成するためには、各分割コア式ワークの巻線部の端末線（始端部及び終端部）を位相毎に結線処理（渡り線の後処理）しなければならない。例えば、３相１２極の多極電機子の場合には、分割コア式ワークの巻線部につき２本（合計２４本）の端末線を位相毎に結線して、合計６本の端末線に集約する必要がある。したがって、例え個々の分割コア式ワークの巻線時に高精度・高能率を維持することができても、結線処理（渡り線の後処理）時に多くの工数を要するとともに、断線、結線ミス等のトラブルによって製品歩留りが著しく低下するおそれがある。

本発明の課題は、複数の分割コア式ワークを保持治具の凹部に収納して重ねて配置し、各極部に巻線することによって、重ねた段数分の巻線部については巻線部の端末線を渡り線として処理でき、端末線の処理を簡素化して結線処理の工数を軽減することのできる巻線方法と、その巻線方法の実施に直接使用する巻線機、及び保持治具を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の課題を解決するために、本発明の分割コア式ワークの巻線方法は、
リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造するために、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークの巻線方法であって、
一対の外表面を各々主表面として有する保持治具に対して、それら主表面に各々形成された凹部に前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するワークセット工程と、
スピンドル軸の軸端に前記保持治具を固定したとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向から前記保持治具に押圧保持する治具セット工程と、
前記スピンドル軸を駆動することにより、前記保持治具に保持され前記スピンドル軸と一体回転する一対の分割コア式ワークのうち、一方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第一巻線部を形成する第一巻線工程と、
前記スピンドル軸の駆動を停止して、一方の分割コア式ワークから他方の分割コア式ワークへ前記保持治具の主表面を跨ぐように前記ノズルを移動させて渡り線を形成する渡り線形成工程と、
前記スピンドル軸の駆動を再開して、他方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第二巻線部を形成する第二巻線工程と、
を含むことを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、一対の分割コア式ワークを上下方向に配置されたスピンドル軸によって回転駆動して巻線する場合には、本発明の分割コア式ワークの巻線方法は、
リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造するために、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークの巻線方法であって、
一対の平行な外表面としての上面及び下面を各々主表面として有する板状又はブロック状の保持治具に対して、それら主表面に各々形成された凹部に前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するワークセット工程と、
上下方向に配置されたスピンドル軸の上端に固定されたワーク受け具に対して、各主表面の凹部に対応する分割コア式ワークを保持した保持治具を、いずれかの分割コア式ワークが前記ワーク受け具の載置面で受け止められる状態で載置したとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向となる上下方向から前記保持治具に押圧保持する治具セット工程と、
前記スピンドル軸を駆動することにより、前記保持治具に保持され前記スピンドル軸と一体的に水平回転する一対の分割コア式ワークのうち、一方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第一巻線部を形成する第一巻線工程と、
前記スピンドル軸の駆動を停止して、一方の分割コア式ワークから他方の分割コア式ワークへ前記保持治具の主表面を跨ぐように前記ノズルを上下移動させて渡り線を形成する渡り線形成工程と、
前記スピンドル軸の駆動を再開して、他方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第二巻線部を形成する第二巻線工程と、
を含むことを特徴とする。

これらの巻線方法によりスピンドル巻線機を用いて分割コア式ワークに巻線する場合、一対の（例えば上下に平行状の）主表面に凹部を有する保持治具に収納保持（例えば嵌合保持）される一対の分割コア式ワークを単位として巻線が行われる。これによって、巻線工程では、保持治具の使用個数（１個又は複数個）すなわち分割コア式ワークの重ね段数（保持治具Ｎ個に対してＮ＋１段で、２段以上）に応じて、さらに高能率で整列巻することができる。

しかも、分割コア式ワークを重ねた段数分の巻線部については、巻線工程間に設ける渡り線形成工程にて、巻線部の端末線（始端部及び終端部）を渡り線として処理でき、端末線の処理を簡素化して結線処理の工数を軽減することができる。また、断線、結線ミス等のトラブルの発生を抑制して、製品歩留りを向上させることもできる。例えば、３相６極の多極電機子において、１個の保持治具を使用して２個の分割コア式ワークに巻線と渡り線形成を行う場合には、１相分に相当する２極の巻線と１本の渡り線とを一挙に形成することができる。

なお、各主表面に形成された凹部に対するワークセットの形態として、次のいずれの方式でも実施できる。
（１）一方の分割コア式ワークのヨーク部と他方の分割コア式ワークの極部とを各凹部にセット（挿入保持）する順列並び方式；
（２）一方の分割コア式ワークのヨーク部と他方の分割コア式ワークのヨーク部とを各凹部にセット（挿入保持）する背中合わせ方式；
（３）一方の分割コア式ワークの極部と他方の分割コア式ワークの極部とを各凹部にセット（挿入保持）する向かい合わせ方式。

例えば、複数の保持治具を使用する場合には、
治具セット工程において、スピンドル軸の軸線方向に沿って保持治具を複数直列的に配置することにより、保持治具と分割コア式ワークとを交互に積層状に積み重ねて、保持治具Ｎ個にＮ＋１個の分割コア式ワークを保持させ、
その後、Ｎ＋１回の巻線工程とＮ回の渡り線形成工程とを交互に実行してＮ＋１個の巻線部とＮ本の渡り線を形成することができる。

このように、複数の保持治具を使用すれば、巻線工程での巻線処理の高能率化と、渡り線形成工程での端末線（始端部及び終端部）の渡り線処理による工数軽減とが一層促進される。例えば、２個（Ｎ＝２）の保持治具を使用して３個（Ｎ＋１＝３）の分割コア式ワークに巻線と渡り線形成を行う場合には、３相９極の多極電機子において、１相分に相当する３極（Ｎ＋１＝３）の巻線と２本（Ｎ＝２）の渡り線とを一挙に形成することができる。

また、渡り線形成工程において、ノズルの移動距離を変更することにより渡り線の長さを調整可能とすることができ、種々の分割コア式ワークに対応することができる。

したがって、上記の課題を解決するために、本発明の分割コア式ワークの巻線方法に用いられる分割コア式ワークの保持治具は、
リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造する際に、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークを保持するための保持治具であって、
一対の外表面を各々主表面として有し、それら主表面には、前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するための凹部が各々形成され、
スピンドル軸の軸端に固定されたとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向から前記各凹部に押圧保持することを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、一対の分割コア式ワークを上下方向に配置されたスピンドル軸によって回転駆動して巻線する場合には、本発明の分割コア式ワークの巻線方法に用いられる分割コア式ワークの保持治具は、
リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造する際に、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークを保持するための保持治具であって、
一対の平行な外表面としての上面及び下面を各々主表面として有し、それら主表面には、前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するための凹部が各々形成され、
上下方向に配置されたスピンドル軸の上端に固定されたワーク受け具に対して、各主表面の凹部に対応して保持する分割コア式ワークのうち、いずれかの分割コア式ワークが前記ワーク受け具の載置面で受け止められる状態で載置されたとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向となる上下方向から前記各凹部に押圧保持することを特徴とする。

これらの保持治具とスピンドル巻線機を用いて分割コア式ワークに巻線する場合、一対の（例えば上下に平行状の）主表面に凹部を有する保持治具に収納保持（例えば嵌合保持）される一対の分割コア式ワークを単位として巻線が行える。これによって、保持治具の使用個数（１個又は複数個）すなわち分割コア式ワークの重ね段数（保持治具Ｎ個に対してＮ＋１段で、２段以上）に応じて、さらに高能率で整列巻することができる。

しかも、分割コア式ワークを重ねた段数分の巻線部については、巻線部の端末線（始端部及び終端部）を渡り線として処理でき、端末線の処理を簡素化して結線処理の工数を軽減することができる。また、断線、結線ミス等のトラブルの発生を抑制して、製品歩留りを向上させることもできる。例えば、３相６極の多極電機子において、１個の保持治具を使用して２個の分割コア式ワークに巻線と渡り線形成を行う場合には、１相分に相当する２極の巻線と１本の渡り線とを一挙に形成することができる。

さらに、上記分割コア式ワークの保持治具には、
前記渡り線形成工程における前記ノズルの移動距離を変更可能とすることにより前記渡り線の長さを調整するための渡り線調整手段が設けられることがある。

このように、分割コア式ワークを収容する保持治具に渡り線調整手段を設けることによって、個々の分割コア式ワーク自体に渡り線の長さ調節機構を備えなくても、種々の分割コア式ワーク（ひいては多極電機子）に適用することができる。

なお、渡り線調整手段として、例えば次のように実施できる。
（１）一対の凹部に周方向の位相差（位相ずれ）を設けることができる。その際、スピンドル軸の回転方向に対して第一巻線部（第一ワーク用凹部）よりも第二巻線部（第二ワーク用凹部）が所定回転位相角度進行した位置関係に配置する（＋の位相差を設ける）ことにより、同位相に比べて渡り線を長く形成できる。あるいは、所定回転位相角度後退した位置関係に配置する（−の位相差を設ける）ことにより、同位相に比べて渡り線を短く形成できる。
（２）渡り線を途中で係止するために外方へ突出形成された渡り線係止部（例えば巻付ピン）を設け、線材（渡り線）の係止長さ（例えば巻き付け回数）を調整することにより、渡り線の長さを調節することができる。

さらに、上記の課題を解決するために、本発明の分割コア式ワークの巻線機は、
上記した分割コア式ワークの保持治具において、前記一対の主表面に形成された凹部に前記分割コア式ワークが各々挿入保持され、
前記スピンドル軸を駆動して前記保持治具を一体回転しつつ前記ノズルに保持された線材を一方の分割コア式ワークに巻き付けて前記巻線部を形成し、前記スピンドル軸の駆動を停止し前記ノズルを移動して前記渡り線を形成し、前記スピンドル軸の駆動を再開して他方の分割コア式ワークに前記巻線部を形成することを特徴とする。

このようなスピンドル巻線機を用いて、複数の分割コア式ワークを保持治具の凹部に収納して重ねて配置し、各極部に巻線することによって、重ねた段数分の巻線部については巻線部の端末線を渡り線として処理でき、端末線の処理を簡素化して結線処理の工数を軽減することができる。

（実施例１）
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る縦型スピンドル巻線機の一例を示す側面図である。図１の縦型スピンドル巻線機（以下、単に巻線機ともいう）１００は、巻線機構（巻線手段）の主体をなすノズル１に１対１で対応して設けられた巻線装置２等から構成される。

巻線装置２は、垂直方向（上下方向）のスピンドル３（スピンドル軸；主軸）を有し、これが下側ハウジング４に軸受９を介して回転可能に保持される。スピンドル３にはプーリ５が固定され、連続回転用の主軸駆動用モータ６のプーリ７との間にタイミングベルト８が巻掛けられ、スピンドル３が高速（例えば１２０００ｒｐｍ）で回転するようになっている。なお、主軸駆動用モータ６は、所定の角度位置（周方向位置）で停止させることのできるサーボモータ等が採用される。

ノズル１は、ノズルフレーム９１の先端部（前端部）に固定されている。このノズルフレーム９１は、メインフレーム２７に対して前後移動用モータ６２により前後方向（ワークＷに対して進退する方向）に移動可能な前後移動フレーム６３と、前後移動フレーム６３に対して左右移動用モータ６４により直交する方向（左右方向；図１の紙面直交方向）に移動可能な左右移動フレーム６５とを介して、左右移動フレーム６５に対して上下移動用モータ９２により直交する方向（上下方向；スピンドル軸線Ｏ１方向）に移動可能に取り付けられている。具体的には、上下移動用モータ９２の出力軸に連結されたカップリング９３から延出するボールねじ軸９４と、ボールねじ軸９４と平行なガイド軸９５との間にスライダ９６を介装し、このスライダ９６の昇降に連動してガイド軸９５に固定されたノズルフレーム９１が昇降する。したがって、ノズル１は前後・左右・上下の各方向へ３次元的に移動可能とされている。なお、図１において、ノズル１から見て巻線装置２側を前方（巻線装置２から見てノズル１側を後方）とする。

図４に示すように、インナーコアタイプ（アウタステータタイプ）の電動モータ用多極電機子Ａには、リング状の外周を形成するヨーク部Ｙから半径方向内側に向けて複数（例えば、ｕ，ｖ，ｗの３相で１２極）の極部Ｐが突出形成されている。多極電機子Ａは、所定角度範囲（例えば３０°）のヨーク部ｙと１つの極部ｐとを単位として有するように複数（例えば１２個）に分割されて、分割コア式ワーク（以下、単にワークともいう）Ｗ（具体的には、ｕ相４極のワークｕ１〜ｕ４，ｖ相４極のワークｖ１〜ｖ４，ｗ相４極のワークｗ１〜ｗ４）が形成されている。したがって、各分割コア式ワークｕ１〜ｕ４，ｖ１〜ｖ４，ｗ１〜ｗ４の極部ｐにノズル１に保持された線材Ｌをインシュレータｉを介して電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部ｗが形成される（図８，図１０参照）。

図１に示すように、巻線装置２のスピンドル３には、後述するワーク保持ユニット１０のワーク受け具１１が同心的に接続されている。そして、ワークＷは、ワーク軸線Ｏ２方向（つまり、ヨーク部ｙ又は極部ｐの法線方向）がスピンドル軸線Ｏ１方向と一致するように、ワーク受け具１１に同心的に嵌合保持されている（図３参照）。主軸駆動用モータ６の作動によりスピンドル３が駆動回転し、ワークＷはワーク受け具１１とともにワーク軸線Ｏ２周りで回転させられる。このとき、上下移動用モータ９２を駆動してノズル１を上下方向に往復動させると、ノズル１から繰り出された線材Ｌが未巻線の極部ｐに順次積層状に巻き付けられて巻線が行なわれる（図８，図１０参照）。なお、符号２０はワーク保持ユニット１０を上方から押圧するワーク押え装置を表わす。

図２及び図３を参照してワーク保持ユニット１０の具体的構造について説明する。一対のワークＷ（例えば、ｕ相第一極のワークｕ１とｕ相第二極のワークｕ２）が保持治具１３を挟んでワーク軸線Ｏ２方向両側（上下）に保持され、さらにその外側（上下）にワーク受け具１１とワーク押え具１２とが配置されて、ワーク保持ユニット１０の主要部が構成されている。また、軸受１９ｄを介してスピンドル３を支持する水平板状の下部フレーム１４と、軸受１９ｕを介してワーク押え具１２と一体化されたスリーブ１５を支持する水平板状の上部フレーム１６とが、上下方向の連結フレーム１７によって連結されている。さらに、スリーブ１５はワーク押え具１２からワーク軸線Ｏ２方向上方に向けて一体的に突出する連動軸１８に挿入固定され、スリーブ１５，ワーク押え具１２及び連動軸１８は一体回転する。

したがって、ワーク受け具１１とワーク押え具１２とは、上下方向のスピンドル３に同心的に接続され、一対のワークＷ（ｕ１，ｕ２）と保持治具１３とを駆動側である下方側と押圧側である上方側とで保持しつつ駆動回転する。スピンドル３（ワーク受け具１１）の駆動回転に伴い、両軸受１９ｄ，１９ｕ及びフレーム１４，１６，１７を介して連動軸１８（スリーブ１５及びワーク押え具１２）が同期回転し、両軸３，１８間に周速差を生じることなく円滑に回転伝動が行われる。

図５に、本発明に係る保持治具の平面図、側面断面図及び底面図を示す。直方体状で板状に形成された金属（例えばステンレス）製の保持治具１３は、一対の平行な外表面を有する。そのうち、下面１３１（第一主表面）には、一方のワークｕ１（Ｗ）の極部ｐを嵌合保持（挿入保持）するための下側凹部１３１ａ（第一凹部）が形成されている（図６参照）。また、上面１３２（第二主表面）には、他方のワークｕ２（Ｗ）のヨーク部ｙを嵌合保持（挿入保持）するための上側凹部１３２ａ（第二凹部）が形成されている（図６参照）。さらに、直方体状の保持治具１３の一方の短辺を構成する端面には、一対のワークＷ（ｕ１，ｕ２）間に渡り線ｒを形成する際にノズル１を通過させるための渡り線用切欠１３３が形成されている（図９参照）。なお、ヨーク部ｙを収容する上側凹部１３２ａの方が、極部ｐを収容する下側凹部１３１ａよりも深く形成されている。

図２及び図３に示すように、ワーク受け具１１の上面には、ワークｕ１（Ｗ）のヨーク部ｙを嵌合保持（挿入保持）するための受止用凹部１１ａが形成されている。また、ワーク押え具１２の下面には、ワークｕ２（Ｗ）の極部ｐを嵌合保持（挿入保持）するための押圧用凹部１２ａが形成されている。したがって、ワークｕ１（Ｗ）は極部ｐが保持治具１３の下側凹部１３１ａに嵌合保持され、ワークｕ２（Ｗ）はヨーク部ｙが上側凹部１３２ａに嵌合保持されて、両ワークは順列並び方式で保持治具１３にセットされる。そして、さらにワーク受け具１１とワーク押え具１２を重ね合わせて、一対のワークＷ（ｕ１，ｕ２）をワーク保持ユニット１０にセットすると、ワーク軸線Ｏ２がスピンドル軸線Ｏ１と一致した状態でスピンドル３を駆動回転できる。このように、１個（Ｎ＝１）の保持治具を使用してワークＷ（ｕ１，ｕ２）を２段重ね（Ｎ＋１＝２）した場合、２極（Ｎ＋１＝２）の巻線部ｗと１本（Ｎ＝１）の渡り線ｒとを一挙に形成することができる。

次に、このような巻線機１００により一対のワークＷ（ｕ１，ｕ２）の極部ｐに巻線する方法について、図６〜図１１の工程順に説明する。

（１）ワークセット工程［図６］
一対のワークＷを順列並び方式で保持治具１３にセットする。すなわち、ｕ相の第一極に相当するワークｕ１の極部ｐを保持治具１３の下側凹部１３１ａに嵌合保持し、ｕ相の第二極に相当するワークｕ２のヨーク部ｙを保持治具１３の上側凹部１３２ａに嵌合保持する。

（２）治具セット工程［図７］
ｕ相第一極のワークｕ１のヨーク部ｙをワーク受け具１１の受止用凹部１１ａに嵌合保持し、ｕ相第二極のワークｕ２の極部ｐをワーク押え具１２の押圧用凹部１２ａに嵌合保持する。これによって、一対のワークＷがワーク保持ユニット１０にセットされる。

（３）第一巻線工程［図８］
線材Ｌの始端部（スタート線）を絡げ処理した後、主軸駆動用モータ６を駆動してスピンドル３を所定方向（例えば時計回り）に回転させるとともに、上下移動用モータ９２を駆動してノズル１を上下方向に往復動させる。これにより、スピンドル３と一体的に水平回転する一対のワークＷのうち、下側のｕ相第一極のワークｕ１の極部ｐへノズル１に保持された線材Ｌを巻き付けて巻線部ｗ（第一巻線部）を形成する。

（４）渡り線形成工程［図９］
主軸駆動用モータ６の駆動を停止してスピンドル３の回転を停止する。一方、上下移動用モータ９２を駆動して、下側のｕ相第一極のワークｕ１から上側のｕ相第二極のワークｕ２へ、ノズル１を上方移動させて保持治具１３の渡り線用切欠１３３を通過させ、渡り線ｒを形成する。

（５）第二巻線工程［図１０］
再び主軸駆動用モータ６を駆動してスピンドル３を所定方向（例えば時計回り）に回転させるとともに、上下移動用モータ９２を駆動してノズル１を上下方向に往復動させる。これにより、スピンドル３と一体的に水平回転する一対のワークＷのうち、上側のｕ相第二極のワークｕ２の極部ｐへノズル１に保持された線材Ｌを巻き付けて巻線部ｗ（第二巻線部）を形成する。線材Ｌの終端部（フィニッシュ線）を絡げ処理した後切断して、次のワークセット工程に戻る。

（６）多極電機子組立工程［図１１］
すべてのワークＷに対して極部ｐへの巻線が終了したら、ワークＷを所定の順序で円環状に並べ、各相毎の端末線ｅの結線Ｃと隣接するヨーク部ｙの溶接Ｂを行って、多極電機子Ａが完成する。３相１２極の多極電機子Ａの場合、１２本の端末線ｅ（ｕ，ｖ，ｗの各相毎に４本）が形成される（残り６本は渡り線ｒとして処理される）ので、３ヶ所（各相毎に１ヶ所）の結線Ｃ処理を行えばよい。

このように、保持治具１３に一対のワークＷを単位として巻線が行われるので、巻線工程では、保持治具１３の使用個数（例えばＮ＝１個）とワークＷの重ね段数（例えばＮ＋１＝２段）に応じて、高能率で整列巻することができる。しかも、巻線工程間に設ける渡り線形成工程にて、巻線部ｗの端末線ｅ（スタート線及びフィニッシュ線）を渡り線ｒとして処理でき、端末線ｅの処理を簡素化して結線Ｃ処理の工数を軽減することができる。また、断線、結線ミス等のトラブルの発生を抑制して、多極電機子Ａの製品歩留りを向上させることもできる。なお、保持治具１３の板厚を変更することにより、渡り線ｒの長さを調節することができる。

（変形例１）
図１２に保持治具の他の使用例を示す。治具セット工程（図７参照）において、スピンドル軸線Ｏ１（ワーク軸線Ｏ２）方向に沿って保持治具１３を複数（例えばＮ＝２個）直列的に配置することによって、保持治具１３とワークＷとを交互に積層状に積み重ねて、保持治具Ｎ＝２個にＮ＋１＝３個のワークＷを保持させている。この場合には、その後、Ｎ＋１＝３回の巻線工程とＮ＝２回の渡り線形成工程とを交互に実行してＮ＋１＝３個の巻線部ｗとＮ＝２本の渡り線ｒを形成することとなる。

このように、２個（Ｎ＝２）の保持治具１３を使用して３個（Ｎ＋１＝３）のワークＷに巻線と渡り線形成を行う場合には、３相９極の多極電機子Ａであれば、１相分に相当する３極（Ｎ＋１＝３）の巻線部ｗと２本（Ｎ＝２）の渡り線ｒとを一挙に形成することができる。したがって、複数の保持治具１３を使用すれば、巻線工程での巻線処理の高能率化と、渡り線形成工程での端末線（始端部及び終端部）の渡り線処理による工数軽減とが一層促進される。

（変形例２）
図１３に保持治具の他の構成例を示す。渡り線形成工程（図９参照）におけるノズル１の移動距離を変更可能とすることにより渡り線ｒの長さを調整するための渡り線調整手段を設けることができる。図１３では、渡り線調整手段として、保持治具１１３の下側凹部１３１ａと上側凹部１３２ａとに周方向の位相差θ（位相ずれ）を設けてある。具体的には、スピンドル３の回転方向（例えば、平面視（図１３（ａ））で時計回り）に対して下側凹部１３１ａよりも上側凹部１３２ａが所定回転角度（例えば７０°）の位相差θ分だけ後退した位置関係に配置する（−の位相差を設ける）ことにより、同位相に比べて渡り線ｒを短く形成できる。なお、逆に位相差θを進行した位置関係に配置する（＋の位相差を設ける）場合には、同位相に比べて渡り線を長く形成できる。

（変形例３）
図１４に保持治具のさらに他の構成例を示す。図１４では、渡り線調整手段として、渡り線ｒを途中で巻き付ける（係止する）ために、保持治具２１３の側面から後方側（外方）へ突出形成された巻付ピン１３４（渡り線係止部）を設けてある。巻付ピン１３４への線材Ｌ（渡り線ｒ）の巻き付け回数（係止長さ）を調整することにより、渡り線ｒの長さを調節することができる。なお、変形例３（図１４）において実施例１（図２，図３）と共通する機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略する。

（実施例２）
図１５は、一対の分割コア式ワーク（以下、単にワークともいう）Ｗを保持治具３１３に背中合わせ方式でセットする場合を示している。すなわち、ｕ相の第一極に相当するワークｕ１のヨーク部ｙを保持治具３１３の下側凹部１３１ａ（第一凹部）に嵌合保持し、ｕ相の第二極に相当するワークｕ２のヨーク部ｙを保持治具３１３の上側凹部１３２ａ（第二凹部）に嵌合保持する。

（実施例３）
図１６は、一対の分割コア式ワーク（以下、単にワークともいう）Ｗを保持治具４１３に向かい合わせ方式でセットする場合を示している。すなわち、ｕ相の第一極に相当するワークｕ１の極部ｐを保持治具４１３の下側凹部１３１ａ（第一凹部）に嵌合保持し、ｕ相の第二極に相当するワークｕ２の極部ｐを保持治具４１３の上側凹部１３２ａ（第二凹部）に嵌合保持する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、当業者が有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。

例えば、実施例においては、保持治具１３，１１３，２１３，３１３，４１３の下側凹部１３１ａに嵌合保持されたワークｕ１の極部ｐに第一巻線工程にて巻線部ｗを形成した後、上側凹部１３２ａに嵌合保持されたワークｕ２の極部ｐに第二巻線工程にて巻線部ｗを形成している。しかし、巻線開始位置や巻線終了位置の変更等により、上側凹部１３２ａに嵌合保持されたワークｕ２の極部ｐに第一巻線工程にて巻線部ｗを形成し、下側凹部１３１ａに嵌合保持されたワークｕ１の極部ｐに第二巻線工程にて巻線部ｗを形成してもよい。

本発明に係る縦型スピンドル巻線機の一例を示す側面図。 図１のワーク保持ユニットの要部破断側面図。 図１のワーク保持ユニットの要部破断背面図。 分割コア式ワークと多極電機子との関係を説明する斜視図。 本発明に係る保持治具の一例を示す平面図、側面断面図及び底面図。 ワークセット工程の説明図。 図６に続く治具セット工程の説明図。 図７に続く第一巻線工程の説明図。 図８に続く渡り線形成工程の説明図。 図９に続く第二巻線工程の説明図。 図１０に続く多極電機子組立工程の説明図。 保持治具の他の使用例を示す説明図。 保持治具の他の構成例を示す平面図、側面断面図及び底面図。 保持治具のさらに他の構成例を示すワーク保持ユニットの要部破断側面図及び背面図。 分割コア式ワークを保持治具にセットするときの他の方式を示す説明図。 分割コア式ワークを保持治具にセットするときのさらに他の方式を示す説明図。

符号の説明

１ ノズル（巻線機構；巻線手段）
２ 巻線装置
３ スピンドル（スピンドル軸）
１０ ワーク保持ユニット
１１ ワーク受け具
１１ａ 受止用凹部
１２ ワーク押え具
１２ａ 押圧用凹部
１３ 保持治具
１３１ 下面（第一主表面）
１３１ａ 下側凹部（第一凹部）
１３２ 上面（第二主表面）
１３２ａ 上側凹部（第二凹部）
１３３ 渡り線用切欠
２０ ワーク押え装置
Ｏ１ スピンドル軸線
Ｏ２ ワーク軸線
Ｗ（ｕ１〜ｕ４，ｖ１〜ｖ４，ｗ１〜ｗ４） 分割コア式ワーク
ｙ ヨーク部
ｐ 極部
ｉ インシュレータ
ｗ 巻線部
ｒ 渡り線
ｅ 端末線

Claims (6)

1. リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造するために、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークの巻線方法であって、
   一対の外表面を各々主表面として有する保持治具に対して、それら主表面に各々形成された凹部に前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するワークセット工程と、
   スピンドル軸の軸端に前記保持治具を固定したとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向から前記保持治具に押圧保持する治具セット工程と、
   前記スピンドル軸を駆動することにより、前記保持治具に保持され前記スピンドル軸と一体回転する一対の分割コア式ワークのうち、一方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第一巻線部を形成する第一巻線工程と、
   前記スピンドル軸の駆動を停止して、一方の分割コア式ワークから他方の分割コア式ワークへ前記保持治具の主表面を跨ぐように前記ノズルを移動させて渡り線を形成する渡り線形成工程と、
   前記スピンドル軸の駆動を再開して、他方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第二巻線部を形成する第二巻線工程と、
   を含むことを特徴とする分割コア式ワークの巻線方法。
2. リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造するために、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークの巻線方法であって、
   一対の平行な外表面としての上面及び下面を各々主表面として有する板状又はブロック状の保持治具に対して、それら主表面に各々形成された凹部に前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するワークセット工程と、
   上下方向に配置されたスピンドル軸の上端に固定されたワーク受け具に対して、各主表面の凹部に対応する分割コア式ワークを保持した保持治具を、いずれかの分割コア式ワークが前記ワーク受け具の載置面で受け止められる状態で載置したとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向となる上下方向から前記保持治具に押圧保持する治具セット工程と、
   前記スピンドル軸を駆動することにより、前記保持治具に保持され前記スピンドル軸と一体的に水平回転する一対の分割コア式ワークのうち、一方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第一巻線部を形成する第一巻線工程と、
   前記スピンドル軸の駆動を停止して、一方の分割コア式ワークから他方の分割コア式ワークへ前記保持治具の主表面を跨ぐように前記ノズルを上下移動させて渡り線を形成する渡り線形成工程と、
   前記スピンドル軸の駆動を再開して、他方の分割コア式ワークの極部に前記ノズルに保持された線材を巻き付けて第二巻線部を形成する第二巻線工程と、
   を含むことを特徴とする分割コア式ワークの巻線方法。
3. 前記治具セット工程において、前記スピンドル軸の軸線方向に沿って前記保持治具を複数直列的に配置することにより、前記保持治具と分割コア式ワークとを交互に積層状に積み重ねて、保持治具Ｎ個にＮ＋１個の分割コア式ワークを保持させ、
   その後、Ｎ＋１回の巻線工程とＮ回の渡り線形成工程とを交互に実行してＮ＋１個の巻線部とＮ本の渡り線を形成する請求項１又は２に記載の分割コア式ワークの巻線方法。
4. リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造する際に、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークを保持するための保持治具であって、
   一対の外表面を各々主表面として有し、それら主表面には、前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するための凹部が各々形成され、
   スピンドル軸の軸端に固定されたとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向から前記各凹部に押圧保持することを特徴とする分割コア式ワークの保持治具。
5. リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極部のそれぞれに、ノズルに保持された線材を電気的絶縁状態で巻き付けることにより巻線部が形成された多極電機子を製造する際に、その多極電機子が所定角度範囲のヨーク部と１つの極部とを単位として有するように複数に分割された分割コア式ワークを保持するための保持治具であって、
   一対の平行な外表面としての上面及び下面を各々主表面として有し、それら主表面には、前記分割コア式ワークのヨーク部又は極部を１個ずつ挿入保持するための凹部が各々形成され、
   上下方向に配置されたスピンドル軸の上端に固定されたワーク受け具に対して、各主表面の凹部に対応して保持する分割コア式ワークのうち、いずれかの分割コア式ワークが前記ワーク受け具の載置面で受け止められる状態で載置されたとき、各凹部は前記スピンドル軸の回転方向に対して所定回転位相角度ずらした位置関係に配置されるとともに、各分割コア式ワークを、前記ヨーク部又は極部の法線方向が前記スピンドル軸の軸線方向と一致するように、かつ周方向に位相差を設けて、軸線方向となる上下方向から前記各凹部に押圧保持することを特徴とする分割コア式ワークの保持治具。
6. 請求項４又は５に記載の分割コア式ワークの保持治具において、前記一対の主表面に形成された凹部に前記分割コア式ワークが各々挿入保持され、
   前記スピンドル軸を駆動して前記保持治具を一体回転しつつ前記ノズルに保持された線材を一方の分割コア式ワークに巻き付けて前記巻線部を形成し、前記スピンドル軸の駆動を停止し前記ノズルを移動して前記渡り線を形成し、前記スピンドル軸の駆動を再開して他方の分割コア式ワークに前記巻線部を形成することを特徴とする分割コア式ワークの巻線機。

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