JP5436006B2 - パラ巻線方法 - Google Patents

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挿入するようにしたパラ巻線方法に関する。

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電源によって大きな駆動力が得られるようにするため、導線（「電線」、「ワイヤ」とも言う）の断面積を大きくして大電流を流すことにより、小型で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、導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導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、複数本の導線を並列して巻枠に巻き付けて（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、導線の断面積を実質的に大きくする巻線装置が開発されている。

このようなパラ巻線装置として、下記特許文献１には、上方に向かって巻径が漸増する複数の巻段を有する巻枠が一段ずつ下降することにより、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順次各巻段に巻き付けてコイルを形成し、形成したコイルを順次下方に配設したコイル挿入治具に挿入するようにした巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置であって、前記フライヤに、該フライヤと同動して回転するダミーフライヤを一体に設けるとともに、前記巻枠と同軸上に該巻枠の平均周長とほぼ等しい周長を有するダミードラムを回転自在に設け、前記テンションノズルを挿通した前記ワイヤを前記ダミーフライヤにより前記ダミードラムに巻き付けながら前記フライヤから供給して前記巻枠に巻線することにより、前記ワイヤのよじれを防止するようにしたことを特徴とする巻線機におけるよじれ防止装置が開示されている。

また、下記特許文献２には、複数本の電線を並列して送り出すノズルと、これらの電線のクランプ部を有し、これらの電線を巻き付けさせるように回転する巻枠と、この巻枠の下方に配置され、ステータコアの内歯に対応して立設された複数本のガイド棒を有し、前記巻枠と同期して回転できる電線保持治具と、水平及び上下方向に移動できる電線受け渡し手段とを備えた巻線装置において、前記巻枠には、左右一対の巻枠クランプが設けられており、前記巻枠の回転方向によって、電線を保持させる巻枠クランプが選択されるように構成されたことを特徴とする巻線装置が開示されている。

更に、下記特許文献３には、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パラ巻線方法が開示されている。

更にまた、下記特許文献４には、巻枠と、巻枠の周囲を公転するガイドローラと、回転軸心をガイドローラの公転軸心と同心にして配設されたストックリングと、巻枠の下方に配置されたコイル挿入治具とを備え、ストックリングに複数本のワイヤを並列して巻き付けておき、このストックリングから複数本のワイヤを引出して、ガイドローラを通し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挿入治具に落とし込むようにした巻線方法及び巻線装置が開示されている。

特開平１１−９８７７９号公報 特開２００４−６４８２９号公報 特開２００６−２７１１１８号公報 特開２００８−２２６９６号公報

パラ巻きされたコイルは、複数本の導線が一列に並んでループを描いており、その配列のままコイル受け治具に保持されて、コイル受け治具がコイル挿入治具である場合にはそのまま、コイル受け治具がトランスファー治具である場合には、コイル挿入治具に受け渡されて、コイル挿入治具にステータコアが組付けられ、コイル挿入治具の内側を移動するストリッパによってステータコアのスロットに挿入される。

上記コイル挿入操作によって、一列に並んだ複数本の導線は、その配列順序でスロットに挿入されていく傾向があり、その結果、複数本の導線の配列順序によって、ステータコアのスロット内の位置が外径側に配置されやすいものと内径側に配置されやすいものとが生じ、スロット内の位置に偏りが生じる。

一方、コイルのインダクタンスは、巻線に流れる電流変化と巻線を貫く磁束の変化量の比で定義されるため、コイルのコアとコイル素線の相対位置がインダクタンス変化に影響を及ぼすことが知られている。このため、上記パラ巻きされたコイルを挿入したステータコアでは、スロット内に収まった複数本の各導線において、コアの内径側を通る導線と外径側を通る導線とでは導線間のインダクタンスに差が生じることとなり、そのことがモータ等の回転電機の性能の低下につながることが判った。

特許文献１〜４に記載されたコイル巻線装置においては、上記のような問題について何ら解決手段を講じておらず、パラ巻線されたコイルを挿入したステータコアを有する回転電機の性能を低下させる原因となっていた。

したがって、本発明の目的は、並列して巻線された複数本の導線が、ステータコアのスロットに挿入されて回転電機に使用されたとき、複数本の導線のインダクタンスがほぼ均一化されて、優れた性能の回転電機が得られるようにしたパラ巻線方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によるパラ巻線方法は、複数本の導線を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において、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させることを特徴とする。

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んで保持させる操作を繰り返すことにより、複数極のコイルを連続して形成することができる。そして、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、巻枠の軸方向に対する複数本の導線の配列順序を逆転させるようにしたので、巻線された複数極のコイルをステータコアのスロットに挿入したとき、ステータコアのスロット内における１つのターン中の各導線の位置が各極毎に逆転し、全体として各導線のスロット内の位置が平均化される。このため、コイル挿入したステータコアを回転電機に使用したとき、パラ巻きされた複数本の導線のインダクタンスがほぼ均一化されて、優れた性能の回転電機が得られる。

本発明のパラ巻線方法の１つの好ましい態様においては、巻枠の回りを周回する回転アームを有するフライヤに、導線供給手段から供給される複数本の導線を整列させて導出させる導線導出部を設け、この導線導出部から導出される複数本の導線を、前記フライヤの回転によって巻枠の外周に巻き付けてコイルを形成するようにし、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記導線導出部を回動させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させる。

上記態様は、例えば前記特許文献１，３，４に記載されたような巻線装置に適用できるものであり、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、導線導出部を回動させるという簡単な方法によって、巻枠の軸方向に対する複数本の導線の配列順序を逆転させることができる。

また、フライヤを用いた上記巻線方法において、前記フライヤの回転によって巻枠の外周に複数本の導線を巻き付ける際、前記巻枠を前記フライヤの回転軸心方向に徐々に移動させ、前記フライヤの回転によって前記巻枠の外周に巻き付けられる複数本の導線を、前記巻枠に螺旋状に巻き付けることが好ましい。この態様によれば、複数本の導線が整列して螺旋状をなすコイルが得られるので、ステータコアのスロットに挿入したときに、スロット内における各導線の配列が予定される配列になりやすく、複数本の導線のインダクタンスを均一化しやすくなる。

また、フライヤを用いた上記巻線方法の１つの好ましい態様において、前記導線供給手段は、複数本の導線を並列して予め巻き付けられたボビンからなり、前記導線導出部は、該ボビンから引出される導線を整列させて導出させるガイドノズルからなり、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記ガイドノズルを前記ボビンから引出される導線と平行方向の軸周りに回動させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させることが好ましい。この態様によれば、ボビンから複数本の導線を引き出しながら、巻線を行うことができるので、装置をコンパクト化できる。

更に、前記ガイドノズルを回動させる際は、前記ガイドノズルの導出口のほぼ中心を回転中心にして前記ガイドノズルを回動させることが好ましい。この態様によれば、ガイドノズルを回動させても、導出口の位置が変わらないので、巻枠への巻き付け条件を一定化しやすくすることができる。

また、フライヤを用いた上記巻線方法の別の好ましい態様において、前記導線供給手段は、複数本の導線を並列して予め巻き付けられたボビンからなり、前記導線導出部は、該ボビンから引出される導線の導出部からなり、前記フライヤに前記ボビン及び前記導線導出部を設け、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記ボビン及び前記導線導出部を反転させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させることが好ましい。この態様においては、ボビン及び導線導出部を反転させることにより、ボビンと導線導出部との間で導線のねじれが生じないので、導線の配列が乱れにくくなると共に、導線に無理な応力がかからないという利点が得られる。

更に、本発明のパラ巻線方法の別の好ましい態様においては、導線供給手段の導線導出部から導出された導線を、回転する前記巻枠に巻き付けてコイルを形成するようにし、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記導線導出部を導線と平行方向の軸周りに回動させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させる。

上記態様は、例えば前記特許文献２に記載されたような巻線装置に適用できるものであり、フライヤを用いずに巻枠を回転させて巻き付ける構造をなすため、高速回転がしやすいという利点が得られる。

また、上記巻枠を回転させる巻線方法においては、前記導線供給手段の導線導出部から導出された導線を、回転する前記巻枠に巻き付ける際、前記巻枠をその回転軸心方向に徐々に移動させるか、又は前記導線導出部を前記巻枠の回転軸心方向に徐々に移動させることにより、複数本の導線を前記巻枠に螺旋状に巻き付けることが好ましい。この態様によれば、複数本の導線が整列して螺旋状をなすコイルが得られるので、ステータコアのスロットに挿入したときに、スロット内における各導線の配列が予定される配列になりやすく、複数本の導線のインダクタンスを均一化しやすくなる。

本発明によれば、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、巻枠の軸方向に対する複数本の導線の配列順序を逆転させるようにしたので、巻線された複数極のコイルをステータコアのスロットに挿入したとき、ステータコアのスロット内における１つのターン中の各導線の位置が各極毎に逆転し、全体として各導線のスロット内の位置が平均化され、こうしてコイル挿入したステータコアを回転電機に使用することにより、パラ巻きされた複数本の導線のインダクタンスがほぼ均一化されて、優れた性能の回転電機を得ることができる。

本発明を実施するためのパラ巻線装置の第１実施形態を示す全体構成図である。 同パラ巻線装置のフライヤ部分を示す断面図である。 同パラ巻線装置のフヤイヤ部分を別の角度で示す断面図である。 同パラ巻線装置の巻線装置本体を示す平面図である。 同パラ巻線装置の巻線装置本体を示す底面図である。 同パラ巻線装置に用いられるボビンの斜視図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構を示す底面図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構を示す模式説明図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構の動作を示す説明図である。 同パラ巻線装置においてノズルを反転させ導線が捩られた状態を示す側面図である。 同パラ巻線装置により、導線が巻枠に巻き付けられ始めた状態を示す説明図である。 同パラ巻線装置により、導線が巻枠にほぼ一周巻き付けられた状態を示す説明図である。 同パラ巻線装置により、導線が巻枠に巻き付けて１つの極のコイル巻線が終了した状態を示す説明図である。 同パラ巻線装置により、全ての極に対するきる巻線が終了し、形成されたコイルをコイル受け治具に落とし込んだ状態を示す説明図である。 同パラ巻線装置により、巻線操作を開始する状態を示す平面図である。 同パラ巻線装置により、導線が巻枠に巻き付けられ始めた状態を示す平面図である。 同パラ巻線装置により、導線が巻枠に半周ほど巻き付けられた状態を示す平面図である。 同パラ巻線装置により、導線が巻枠に３／４周ほど巻き付けられた状態を示す平面図である。 同パラ巻線装置により、導線が巻枠にほぼ一周巻き付けられた状態を示す平面図である。 同パラ巻線装置により、ガイドノズルを反転させて次の極のコイル巻線を開始するときの状態を示す平面図である。 コイル挿入治具をコイル挿入装置に移動して、コイル挿入を行う状態を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 コイルをステータコアのスロットに挿入した状態を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンドを成形した状態を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の方法で巻線されたコイルをステータコアのスロットに挿入した状態を示す部分拡大図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す全体構成図である。 同パラ巻線装置の要部拡大図である。 同パラ巻線装置のフライヤの平面図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構を示す説明図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構を示す説明図である。 同パラ巻線装置のフライヤとノズル反転機構とを示す平面図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構において、ガイドノズルの角度をロックした状態を示す平面図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構において、ガイドノズルの角度をロックした状態を示す側面図である。 同パラ巻線装置のノズル反転機構において、ガイドノズルを反転させるときの状態を示す平面図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す模式正面図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す模式正面図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す模式正面図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す模式正面図である。 同パラ巻線装置のコイル受け治具とコイルとの関係を示す模式平面図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す模式正面図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す模式正面図である。 本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態を示す模式正面図である。 ノズル反転方式によるパラ巻線装置を用いた、本発明による巻線工程のフローチャートである。 ボビン反転方式によるパラ巻線装置を用いた、本発明による巻線工程のフローチャートである。

次に、図面を参照して本発明を実施するためのパラ巻線装置の実施形態を説明する。

図１に示すように、このパラ巻線装置１０は、基台１１を有し、この基台１１上のテーブル１２に立壁１３が立設され、この立壁１３上に上テーブル１４が設置されている。このパラ巻線装置１０の側方には、導線供給装置１５が配置されている。導線供給装置１５には、公知のテンション装置１６が設けられており、このテンション装置１６を通して複数本の導線Ｗが並列して供給されるようになっている。導線供給装置１５から供給された導線Ｗは、クランプ１７に保持されて、ボビン２５への巻付け操作がなされるようになっている。なお、図中２４は、導線Ｗを切断するカッターである。

テーブル１２上には、スライドウェイ２０が設けられており、このスライドウェイ２０に沿ってスライダ１９が、巻枠４９の下方に向けて前後移動可能に配置されている。ここで、前方とは、スライダ１９に沿って巻枠４９に向かう方向を意味し、後方とは、スライダ１９に沿って巻枠４９から遠ざかる方向を意味し、左方向とは、スライダ１９に沿って巻枠４９方向に見たとき、スライダ１９に対して直交する左方向を意味し、右方向とは、スライダ１９に沿って巻枠４９方向に見たとき、スライダ１９に対して直交する右方向を意味し、上方向とは、スライダ１９に沿って巻枠４９方向に見たとき、スライダ１９に対して直交する上方向を意味し、下方向とは、スライダ１９に沿って巻枠４９方向に見たとき、スライダ１９に対して直交する下方向を意味する。このスライダ１９上には、昇降用エアシリンダ１８が設置され、この昇降用エアシリンダ１８の作動ロッド上端部には、左右移動用エアシリンダ３２が取り付けられている。そして、この左右移動用エアシリンダ３２を介して、前記クランプ１７が支持されており、クランプ１７は、これらの駆動機構によって前後左右、並びに、上下に移動可能とされている。なお、上記のようなクランプ１７は、１つに限られるものではなく、２つ以上設置されていてもよい。

後述するフライヤ６０に支持されるボビン２５の下方には、導線クランプ装置２１が配置されている。導線クランプ装置２１は、テーブル１２上に設置された支持台２２に取付けられた昇降用エアシリンダ２３を介して支持されており、クランプ１７によってボビン２５に挿入された導線Ｗを、ボビン２５にクランプさせる役割をなす。

図６に示すように、ボビン２５は、一対の端面板２６、２７の間に複数枚のセパレータ２８が所定間隔で積層され、これらの端面板２６、２７、及び、セパレータ２８の間に、導線Ｗを一本ずつ収容する環状溝２９が形成されて構成されている。また、端面板２６、２７には、前記導線クランプ装置２１の位置決めピンが挿入される穴３０と、前記導線クランプ装置２１のクランプレバーが挿入される透孔３１とが形成されている。

なお、ボビン２５としては、セパレータ２８や環状溝２９を有せず、導線Ｗを周面に一列に並べて巻き付けるようにしたものを用いることもできる。

ボビン２５への導線Ｗの巻付けは、クランプ１７によって保持された導線Ｗを、クランプ１７の移動によってボビン２５の環状溝２９に挿入し、その状態で導線クランプ装置２１を上昇させ、透孔３１に導線クランプ装置２１のクランプレバーを挿入し、環状溝２９に挿入された、それぞれの導線Ｗを該クランプレバーによってボビン２５に固定し、その状態で後述する駆動機構によりボビン２５を回転させて、導線Ｗをボビン２５に巻き付け、最後に導線クランプ装置２１を下降させて、透孔３１から導線クランプ装置２１のクランプレバーを引き抜くことにより行われる。

この巻線操作については、本出願人による特開２００７−８２３４０号公報に詳しく説明されているので、ここではその詳細な説明を省略することにする。

図１に示すように、上テーブル１４には、巻線装置本体４０が設置されている。すなわち、上テーブル１４上に複数本のガイドポスト４１（図１では便宜上１本のみ示されている）が立設され、これらのガイドポスト４１の上端部は、支持板４２に連結されている。また、支持板４２の下方には、昇降プレート４３がガイドポスト４１にガイドされて、昇降可能に支持されている。支持板４２上には、昇降用モータ４４が設置され、ボールネジ４１ａを回転させて、昇降プレート４３を昇降動作させるようになっている。

図２を併せて参照すると、この昇降プレート４３の下面には、巻枠支持筒４５が取り付けられ、この巻枠支持筒４５は、上テーブル１４を貫通して下方に伸びている。巻枠支持筒４５の下端部には巻枠ホルダ４６が取り付けられ、この巻枠ホルダ４６に、前方巻枠４７及び後方巻枠４８からなる巻枠４９が取り付けられている。

後方巻枠４８は、下方から上方に向けて次第に拡径する複数の段部４８ａを有している。また、後方巻枠４８は傾動機構６９を介して、巻枠ホルダ４６に対して傾動可能に取り付けられており、巻き付けられたコイルを後述するコイル受け治具８０に落し込む際に、その下端部を前方巻枠４７に近接させるように、傾動するようにされている。

昇降プレート４３上には、払い落し板用エアシリンダ５２が設置されており、この作動ロッドに連結されたロッド５０が、巻枠支持筒４５内を通って下方から突出し、その下端部に払い落し板５１が取り付けられている。払い落し板５１は、ロッド５０に対してほぼ直交し、前方巻枠４７及び後方巻枠４８のスリットに挿入されて、払い落し板用エアシリンダ５２の作動により、ロッド５０が下降すると、それと一緒に下降して、巻枠４９に巻き付けられたコイルを下方に払い落す役割をなしている。

巻枠支持筒４５の上テーブル１４の挿通部外周には、回転筒５３が配置されており、この回転筒５３は、上テーブル１４に固定された保持筒５５の内周に、ベアリング５４を介して回転可能に支持されている。

回転筒５３の上端部には、従動プーリ５６が装着されている。また、図４を併せて参照すると、上テーブル１４上には、フライヤ回転用モータ５７が設置されており、その駆動プーリ５８と前記回転筒５３の従動プーリ５６との間に、タイミングベルト５９が張設され、フライヤ回転用モータ５７の作動により、駆動プーリ５８、タイミングベルト５９、及び従動プーリ５６を介して、回転筒５３が回転するようになっている。

図２、４、５に示すように、回転筒５３の下端部には、フライヤ６０が固着されている。フライヤ６０は、回転筒５３に対して互いに対向する方向に延出された、第１アーム６１と第２アーム６２とを有し、更にこの第１アーム６１及び第２アーム６２と直交する方向に延出された、同じく対向する方向に伸びる第３アーム６３及び第４アーム６４とを有している。

第１アーム６１の先端部下面には、下方に延出された第１支持筒６６が取り付けられている。この第１支持筒６６内には、ボビン回転軸６７が配置され、このボビン回転軸６７の下端部が、第１支持筒６６から突出して、ボビン２５に連結されている。また、ボビン回転軸６７の上端部には、ボビン側プーリ６８が装着されている。

一方、第２アーム６２の先端部下面には、モータ７０が装着されている。このモータ７０の駆動軸は、第２アーム６２の上面に突出し、そこにモータ側プーリ７１が装着されている。更に、第３アーム６３及び第４アーム６４の先端部上面には、それぞれアイドルプーリ７２、７３が設置されている（図４参照）。そして、ボビン側プーリ６８、モータ側プーリ７１、及び、アイドルプーリ７２、７３の間に、タイミングベルト７４が張設されている。したがって、ボビン２５が回転すると、タイミングベルト７４を介して、これらのプーリが回転するようになっている。

保持筒５５の外周には、リング状をなす一対の電極７５ａ、７５ｂが上下に所定間隔をおいて装着されている。また、フライヤ６０の上面には、これらの電極７５ａ、７５ｂに摺接する一対のカーボンブラシ７６ａ、７６ｂが取り付けられている（図３参照）。したがって、電極７５ａ、７５ｂ、並びに、カーボンブラシ７６ａ、７６ｂを介して、モータ７０に電力が供給され、ボビン２５の回転に対して制動力を付与することができるようになっている。

図３に示すように、第３アーム６３の先端部下面には、下方に延出された第２支持筒１０５が取付けられており、この第２支持筒１０５の下端部には、水平方向に延出された支持板１０６が取付けられている。

図７を併せて参照すると、支持板１０６の下面には、支軸１０７によって回転可能に支持されたガイドリール１０８が装着されている。このガイドリール１０８には、ボビン２５から引出された導線Ｗが引き掛けられて、後述するガイドノズル１０９に導線Ｗを案内するようになっている。

ガイドノズル１０９は、支持板１０６から延出されたブラケット１１０を介して支軸１１１により回動可能に取付けられている。この実施形態の場合、ガイドノズル１０９は、ほぼ直方体形状の本体１１２と、この本体１１２に設けられた導線Ｗの挿通路１１３とを有している。そして、挿通路１１３の途中に、押圧プレート１１４と、この押圧プレート１１４に対向して配置された受け台１１５とで構成されるテンション装置１１６が設けられている。押圧プレート１１４は、図示を省略したが、複数本の導線Ｗの一本毎に対応して配置された複数枚のプレートからなり、図示しないスプリング等の押圧手段により、各プレートがそれぞれ独立して受け台１１５に向けて押圧されるようになっている。導線Ｗは、挿通路１１３を通る際に、上記押圧プレート１１４の対応するプレートによって押圧され、所定のテンションが付与されるようになっている。そして、ガイドノズル１０９の挿通路１１３の出口が、導線Ｗの導出口１２１をなし、この導出口１２１が、本発明における導線導出部をなしている。

本体１１２には、ピン１１７が突設されている。また、支持板１０６の支軸１１１を挟んで両側には、一対のロック装置１１８が取付けられている。これらを模式化して示す図８に示すように、ロック装置１１８には、ガイドノズル１０９が支軸１１１を中心に回動したとき、上記ピン１１７を受け入れる凹溝１１９を有し、ピン１１７がこの凹溝１１９に挿入されたとき、該ピン１１７を保持してガイドノズル１０９を固定する図示しないロック機構を有している。このロック機構は、ロック装置１１８に設けられた解除レバー１２０を操作することにより解除されるようになっている。

そして、図９に示すように、支軸１１１を中心にガイドノズル１０９を回動させることにより、ガイドノズル１０９の向きを変えて、導出口１２１のスリット方向を反転できるようになっている。すなわち、同図（ａ）は、ガイドノズル１０９を図中左側のロック装置１１８に保持させた状態を示し、導出口１２１のスリットが縦方向に伸びている。同図（ｂ）は、図示しない駆動機構により解除レバー１２０を操作してロックを解除し、ガイドノズル１０９を下方に回動させた状態を示している。更に、同図（ｃ）は、ガイドノズル１０９を図中右側のロック装置１１８に保持させた状態を示し、導出口１２１のスリット方向は同じく縦方向となるが、同図（ａ）の状態に対して１８０度反転して上下反対となっている。

本発明におけるノズル反転機構とは、上記のような、ガイドノズル１０９を回動させて導出口１２１のスリット方向を逆にする手段を意味している。なお、ガイドノズル１０９の導出口１２１のスリットの反転の角度は、正確に１８０度である必要はなく、後述する巻線操作において、巻枠４９の軸方向に対する導線Ｗの配列順序が逆転するように巻き付けられる角度であればよい。

図７に示す状態では、ボビン２５から引出された導線Ｗが、ガイドリール１０８に引き掛けられた後、実線で示す位置（図中の上方）にあるガイドノズル１０９の挿通路１１３に挿入されて、導出口１２１から引出されている。この状態では、導線Ｗは途中でねじれることなく、平行状態を保って各経路を通過している。しかし、ガイドノズル１０９が反転して図中想像線で示す位置に配置されると、導線Ｗの経路が図中想像線で示すように変わり、ガイドリール１０８とガイドノズル１０９との間で、導線Ｗがほぼ１８０度捩られることになる。図１０は、その状態を側方から見て示したものである。このように、導線Ｗが途中で捩られても、ガイドリール１０８とガイドノズル１０９との双方で整列が維持されるので、巻枠への巻線状態に対する影響は、特に生じないことがわかった。

図３に示すように、第４アーム６４の先端部下面には、バランスウエイト１２２が取付けられている。更に、各アーム６１，６２，６３，６４に取付けられた第１支持筒６６、モータ７０、第２支持筒１０５、バランスウエイト１２２には、それらを連結する環状の補強プレート１２３が取付けられている。この補強プレート１２３により、フライヤ６０が高速回転したときの遠心力による撓みを規制するようになっている。

次に、上記パラ巻線装置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。図４２は、同巻線工程のフローチャートである。

まず、巻線操作に先立って、前述したように、ボビン２５に導線Ｗを巻き付ける（ステップＳ１）。この際、ボビン２５の回転は、モータ７０を作動させ、タイミングベルト７４を介して、ボビン側プーリ６８、及び、ボビン回転軸６７を回転させることにより行わせることができる。

図４，５，７に示すように、ボビン２５に巻き付けられた導線Ｗは、カットされ（ステップＳ２）、ガイドリール１０８を通って、ガイドノズル１０９の挿通路１１３に挿入され（ステップＳ３）、導出口１２１から引出されるようになっている。ガイドノズル１０９が上記各図の実線で示される位置にある場合には、導線Ｗは途中で捩られることなくガイドノズル１０９の挿通路１１３に導入され、ガイドノズル１０９が上記各図の想像線で示される位置にある場合には、導線Ｗは途中で捩られて、上記とは上下配列を逆にしてガイドノズル１０９の挿通路１１３に導入されるようになっている。

図３は、導線Ｗを巻き付けられたボビン２５から引き出された導線Ｗの端部を、クランプ１７で保持した状態を示している（ステップＳ４）。図１５は、クランプ１７を移動させて巻枠４９に対して巻線を開始する状態を示している。この状態でフライヤ回転用モータ５７（図１参照）が作動し、タイミングベルト５９を介して、従動プーリ５６及び回転筒５３が回転し、それと共にフライヤ６０が図１５の矢印方向に回転する（ステップＳ５）。

図１１及び図１６は、フライヤ６０の回動によって、導線Ｗが巻枠４９に当接して巻き付き始める状態を示している。図１７は、フライヤ６０が更に回動して、導線Ｗが巻枠４９に半周ほど巻き付けられた状態を示している。図１８は、フライヤ６０が更に回動して、導線Ｗが巻枠４９に３／４周ほど巻き付けられた状態を示している。

図１２，１９は、フライヤ６０が更に回動して、導線Ｗが巻枠４９にほぼ一周巻き付けられた状態を示している。このとき、昇降用モータ４４の作動によりボールネジ４１ａが回動して昇降プレート４３が所定距離だけ下降し（図１参照）、昇降プレート４３に取付けられた巻枠支持筒４５を介して、巻枠４９が並列した複数本の導線Ｗの幅もしくはそれより僅かに長い距離で下降する。こうして一周巻き付けられる毎に巻枠４９が所定距離ずつ下降することにより、導線Ｗは、巻枠４９の外周に螺旋状に巻き付けられていく。

ところで、導線Ｗは、ボビン２５を回転させつつ、ボビン２５から引き出されながら、巻枠４９に巻き付けられるため、ボビン回転軸６７及びボビン側プーリ６８を介して、タイミングベルト７４が周回することとなり、このタイミングベルト７４の周回によって、モータ側プーリ７１も同期して回転することになる（図４，５参照）。

一方、この実施形態では、電極７５ａ、７５ｂ、カーボンブラシ７６ａ、７６ｂを介して、モータ７０に電力が供給され、モータ７０にタイミングベルト７４によって回転する方向とは逆方向に回転させる負荷を与えるようにしている。すなわち、モータ７０は、タイミングベルト７４を介して、ボビン２５を逆方向に回転させようとするが、巻枠４９に巻き付けられる導線Ｗの引張り力により、ボビン２５を介して強制的に逆転させられるようになっている。

その結果、モータ７０は、導線Ｗにより引張られて回転するボビン２５に対して、制動トルクを付与することになり、巻枠４９に巻き付けられる導線Ｗに、所定のテンションを与えることになる。このように、モータ７０を導線Ｗにテンションを与えるためのトルクモータとして使用した場合、その回転が急激に変動しても、比較的一定のトルクを与え続けることができるという利点が得られる。

また、モータ７０は、電極７５ａ、７５ｂ、及び、カーボンブラシ７６ａ、７６ｂを介して、電力を供給されるため、その供給電力を制御することにより、ボビン２５の回転トルクに応じて、その制動トルクを変化させることができる。例えば、ボビン２５に導線Ｗがいっぱいに巻き付けられた状態で、導線Ｗを引き出す場合の引き出し位置のボビン２５の回転中心に対する半径は大きくなる。これに対して、ボビン２５から導線Ｗが消費されて、巻き付けられている導線Ｗが少なくなったときの引き出し位置の回転中心に対する半径は小さくなる。したがって、導線Ｗの引張り力が一定であるとすると、回転半径が大きいときの方が、回転半径が小さいときよりも回転トルクは大きくなる。

このため、引張り力を一定に保とうとする場合には、ボビン２５に残存する導線Ｗの巻付け半径に応じて、制動トルクを変化させる必要があるが、この実施形態では、モータ７０を制御することにより、ボビン２５から引き出される導線Ｗのテンションを一定に調整することができる。このように、導線Ｗにほぼ一定のテンションを与えながら、巻枠４９に巻き付けることができるので、導線Ｗの整列状態を維持して、周長のバラツキのないコイルを形成することができる。

図１３は、上記の態様で巻線操作を進行させることにより、巻枠４９の段部４８ａの下方から上方に至るまで導線Ｗを巻き付けて、１つの極のコイル巻線が終了した状態を示している。この状態で、払い落とし用エアシリンダ５２が作動し（図１参照）、ロッド５０を介して払い落し板５１が下降し、巻枠４９に巻き付けられたコイルをコイル受け治具８０のガイド棒８２の所定の間隙に落とし込む。このとき、ロッド５０の下降に伴い、傾動機構６９が作動して、後方巻枠４８が前方巻枠４７に向けて内側定の間隙に落し込まれる（ステップＳ６）。

こうして、１つの極のコイル巻線が終了した後は、インデックステーブル８３を回動させることにより、コイル受け治具８０を所定角度回動させ、コイルを落とし込むべき、ガイド棒８２の間隙を変えて、次の極のコイルの巻線操作が準備される（ステップＳ７）。

次いで、上記コイルが最後の極か否かが判断され（ステップＳ８）、最後の極でない場合には、図９に示したように、支軸１１１を中心にガイドノズル１０９を回動させ、反対側のロック装置１１８にガイドノズル１０９を保持させる。その結果、ガイドノズル１０９の導出口１２１のスリット方向が上下反対となり、導出口１２１から導出される導線Ｗの配列が上下反対になる（ステップＳ９）。

その状態で、上記と同様な操作によって次の極のコイル巻線を行う。このとき、図２０の矢印で示すように、フライヤ６０の回転方向が前の極とは反対となり、反対回りに巻線されてコイルが形成される。また、前記のように、ガイドノズル１０９の導出口１２１のスリット方向が上下反対となるため、巻枠４９に巻き付けられる導線Ｗの配列が上下反対になる。こうして、１極のコイル巻線が終了する毎に、ガイドノズル１０９が反転して、ガイドノズル１０９の導出口１２１のスリット方向が上下反対とされ、かつ、フライヤ６０の回転方向も反対にされて、複数極のコイル巻線が行われる。

そして、ステップＳ８において、最後の極であると判断された場合には、巻線工程が終了する（ステップＳ１０）。

図１４には、こうして全ての極に対するコイル巻線が終了し、形成されたコイルＣがコイル受け治具８０のガイド棒８１の所定の間隙に落とし込まれた状態が示されている。この実施形態の場合は、コイル受け治具８０がコイル挿入治具をなしているので、このコイル挿入治具をコイル挿入装置に移動して、ステータコアへのコイル挿入を行う。コイル受け治具８０がトランスファーツールの場合には、コイル受け治具８０に保持されたコイルを、コイル挿入治具に移してコイル挿入を行うことになる。

図２１は、このコイル挿入治具をコイル挿入装置に移動して、コイル挿入を行う状態を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図２１において、１６０はコイル挿入治具であり、基台１６７上に設置された筒状のホルダ１６１と、その中心部に上下移動可能に配置されたストリッパ１６２と、ホルダ１６１の内周に基端部を固定して配置された複数本の固定ブレード１６３と、ストリッパ１６２に基端部を固定して配置された同じく複数本の可動ブレード１６４と、各ブレード１６３，１６４の基部側の外周に配置されたウェッジガイド１６５と、ホルダ１６１の外周に取付けられたコイル受け１６６とで構成されている。勿論、これは一例であって、他の構造のコイル挿入治具を用いることも可能である。

前述した方法で巻線されたコイルＣは、下方から上方に向けて１〜８のターンをなして、ブレード１６３、１６４の所定の間隙に落とし込まれて保持されている。そして、ブレード１６３，１６４の上端部外周に、ステータコア１７０がその内歯を対応するブレード１６３，１６４に嵌合させて装着されている。

図２２は、コイルＣをステータコア１７０のスロットに挿入した状態を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。すなわち、図２１の状態で、ストリッパ１６２が上昇し、コイルＣがストリッパ１６２によって押し上げられ、ブレード１６３，１６４の間隙を通して、ステータコア１７０の対応するスロットに挿入される。このとき、同図（ｂ）に示すように、各極のコイルは、最上部のターン８がスロットの最も外周側（奥側）に入り、最下部のターン１がスロットの最も内周側（開口側）に挿入される。

図２３は、ステータコア１７０に挿入されたコイルＣのコイルエンドを成形した状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。すなわち、コイルエンドは、ステータコア１７０の外周側に寄せてコンパクトな形状となるように成形される。なお、同図（ｂ）は、巻線されたときの１〜８のターンの配置を示している。

図２４は、こうしてステータコア１７０のスロットにコイルを挿入した状態を示す部分拡大図である。この図に示すように、コイルは、対応する各スロットに、内径側が１のターンで外径側が８のターンとなるように配列されて挿入される。そして、例えば１つの相の１つの極のコイルＣ１は、スロット２とスロット４５との間に挿入されており、同じ相の次の極のコイルＣ２は、スロット４４とスロット３９との間に挿入されている。そして、コイルＣ１とコイルＣ２とは、コイルＣ１のスロット２に挿入された１のターンから、コイルＣ２のスロット４４に挿入された８のターンに至る渡り線Ｗａを介して連結されている。

前述したように、１極のコイル巻線が終了する毎に、ガイドノズル１０９が反転して、導出口１２１のスリット方向が上下反対とされて巻線操作が進むので、スロット内における各ターンの配列順序は変わらないが、各ターンを構成する導線Ｗの配列順序は、コイルＣ１とコイルＣ２とで反対になっている。その結果、図２４のスロット２の拡大図並びにスロット４４の拡大図に示されるように、スロット２では、導線Ｗの番号の小さいものが外径側に寄って挿入され、スロット４４では、導線Ｗの番号の大きいものが外径側に寄って挿入される。

前述したように、スロットに挿入された導線のインダクタンスは、ステータコアのスロット内での径方向の位置によって変化することが知られている。このため、パラ巻きされたコイルを挿入したステータコアでは、複数本の導線によってインダクタンスが異なることとなり、そのことがモータ等の回転電機の性能の低下につながっていた。

しかしながら、図２４の拡大図に示すように、同じ相のコイルでも、隣接する極どうしのコイル、例えばコイルＣ１、コイルＣ２で、導線Ｗの配列順序を反転させることにより、導線Ｗのスロットの径方向の位置が、１つのターンの中で番号の小さいものが外径側に寄って挿入されたり、番号の大きいものが外径側に寄って挿入されたりして変わることになる。その結果、１つの相の全ての極を連続して巻線した場合、パラ巻きされた個々の導線Ｗのスロットの径方向の位置は、全体として平均化されて、個々の導線Ｗ毎の偏りがなくなることになる。その結果、パラ巻きされる個々の導線Ｗのインダクタンスに偏りがなくなり、結果としてより優れた性能を発揮する回転電機を得ることができる。

図２５〜３３には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略することにする。

図２５に示すように、このパラ巻線装置１０ａは、前記実施形態の装置と基本的には同様な構造をなしているが、フライヤ６０に取付けられたガイドノズルの構造等が異なっている。

図２６、２７に示すように、フライヤ６０は、回転中心に対して対向する方向に伸びる第１アーム６１と第２アーム６２とを有している。第１アーム６１には、第１支持筒６６が取付けられ、その下端部にボビン２５が装着されている。ボビン２５を支持する回転軸の上端にはボビン側プーリ６８（図２７参照）が装着されている。第２アーム６２には、モータ７０が取付けられている。このモータ７０の駆動軸には、モータ側プーリ７１が装着されている。更に、フライヤ６０の上面には、複数のアイドルプーリ７２が配置されており、これらのアイドルプーリ７２と、前記モータ側プーリ７１と、前記ボビン側プーリ６８との間に、タイミングベルト７４が張設されている。その結果、ボビン２５が回転すると、タイミングベルト７４を介して、これらのプーリが回転するようになっている。したがって、前記実施形態と同様に、カーボンブラシ７６ａ、７６ｂを介して、モータ７０に電力を供給し、モータ７０にタイミングベルト７４によって回転する方向とは逆方向に回転させる負荷を与えることにより、導線Ｗにより引張られて回転するボビン２５に対して制動トルクを付与して、巻枠４９に巻き付けられる導線Ｗに、所定のテンションを与えるようになっている。

また、フライヤ６０の下面から複数本の連結棒１２４（図２６参照）が突出し、これらの連結棒１２４の下端部と、前記第１支持筒６６の下方部分とに、環状の補強板１２５が取付けられている。そして、この環状の補強板１２５の下面に、ガイドリール１０８と、ガイドノズル１２６が取付けられている。

このガイドノズル１２６は、図２８，２９に示すように、本体部１２７と、この本体部１２７の挿通孔１２７ａに、縮径された後端部を回動可能に挿通された円柱形状の回転ノズル１２８と、この回転ノズル１２８の後部に連結された扇形のセクタギヤ１２９とを有している。回転ノズル１２８には、一列に整列した導線Ｗを受け入れるスリット１３０が、周面の一箇所から中心部に向けて形成されており、その周面の開口側には、導線Ｗを受け入れやすくするためにテーパ状に広がった導入部１３０ａが設けられている。また、スリット１３０のガイドリール１０８側に位置する片面は、導線Ｗの導入口１３０ｂをなしている。また、上記導入口１３０ｂの反対側の面が導出口１３０ｃ（図３１〜３３参照）をなしている。なお、本体部１２７にも、図２８の状態で回転ノズル１２８のスリット１３０と整合するスリットが形成されている。そして、上記回転ノズル１２８の導線Ｗの導出口１３０ｃが、本発明における導線導出部を構成している。

図２８（ａ）に示すように、導線Ｗのクランプ１３１は、支持棒１３２と、この支持棒１３２の先端に装着されたヘッド１３３と、このヘッド１３３に対して図示しない駆動機構により開閉可能に取付けられた押え片１３４とを有し、ヘッド１３３と押え片１３４との間に、一列に配列された導線Ｗを受け入れて、開閉可能に把持するようになっている。そして、このクランプ１３１が図中矢印で示すように上昇して、同図（ｂ）に示すように、導線Ｗをスリット１３０に挿入するようになっている。

導線Ｗがスリット１３０の奥方まで挿入された後、図２９（ａ）に示すように、後述する駆動機構により、セクタギヤ１２９を介して、回転ノズル１２８がやや回転して、回転ノズル１２８のスリット１３０が、本体部１２７の挿通孔１２７ａの内周面で塞がれ、導線Ｗがスリット１３０から抜け出せなくなる。この状態で、導線Ｗは、前記ガイドリール１０８からほぼストレートに平行に伸びて、スリット１３０の導入口１３０ｂに導入されるようになっている。

上記の状態で１つの極のコイル巻線を行った後、図２９（ｂ）に示すように、セクタギヤ１２９を介して、回転ノズル１２８をこの実施形態では半周弱の角度で回動させる。その結果、ガイドリール１０８からスリット１３０の導入口１３０ｂに導入される導線Ｗは、その途中で１８０度弱の角度で捩られた状態になる。この状態で、巻線操作を行うと、導線Ｗは、巻枠４９の軸方向に対する配列順序を逆転されて巻き付けられる。

なお、この実施形態では、スリット１３０の角度が、巻枠４９の軸方向に対してやや傾いた状態で停止し、スリット１３０から導線Ｗがやや斜めに引出されることになるが、実際に巻線してみると、特に問題を生じることなく巻枠４９に整列して巻き付けることができることがわかった。

図３０は、ボビン２５と、ガイドリール１０８と、ガイドノズル１２６と、巻枠４９と、ガイドノズル１２６の回転ノズル１２８を回動させて、スリット１３０を反転させる反転機構１４０との配置を平面的に示している。

反転機構１４０は、フライヤ６０の補強板１２５に、ガイドノズル１２６と隣接して設置されたロック装置１４１と、フライヤ６０が所定の回動位置で停止したとき、上記ロック装置１４１と対向するように外部に配置された回転駆動装置１４２とを備えている。

回転駆動装置１４２は、エアシリンダ１４２ａによって進退動作する支持板１４３を有し、この支持板１４３にモータ１４４が取付けられている。モータ１４４の駆動軸１４５には、駆動ギヤ１４６が装着されており、駆動軸１４５の先端はテーパ状に尖った突起１４７をなして、駆動ギヤ１４６の前方に突出している。

図３１，３２に示すように、ロック装置１４１は、スプリング１４８により、常時は前方に付勢されたプレート１４９を有し、このプレート１４９の中央部にガイド孔１５０が設けられている。また、プレート１４９は、スプリング１４８によって前方に押出された位置にあるとき、セクタギヤ１２９に歯合してセクタギヤ１２９の回動をロックする突起１５１を有している。なお、図３２におけるＡは、ガイドノズル１２６を反対側の面（導出口１３０ｃ側）から見た部分拡大図であり、Ｂは、突起１５１がセクタギヤ１２９に歯合した状態を示す部分拡大図である。

図３１、３３に示すように、モータ１４４が前進してその突起１４７を、ロック装置１４１のプレート１４９のガイド孔１５０に挿入し、プレート１４９をスプリング１４８の付勢力に抗して押し込むことにより、プレート１４９が後退して、駆動ギヤ１４６がセクタギヤ１２９に歯合する。そして、モータ１４４を作動して、駆動ギヤ１４６を回動させることにより、セクタギヤ１２９を回動させて、回転ノズル１２８を回動させ、スリット１３０の角度を変えられるようになっている。なお、モータ１４４が後退して、駆動ギヤ１４６がセタクギヤ１２９から離れると、スプリング１４８の付勢力によって、プレート１４９が再び前進し、突起１５１がセクタギヤ１２９に歯合して、回転ノズル１２８の回動がロックされるようになっている。

この実施形態のパラ巻線装置１０ａによる巻線操作は、前記実施形態と同様であるので、その説明を省略することにする。この実施形態では、ガイドノズル１２６の回転ノズル１２８が、その導出口１３０ｃのほぼ中心を回転中心にして回動するので、反転したときの導出口１３０ｃの位置が変わらず、巻枠４９への巻き付け条件を一定化しやすくすることができる。

次に、図３４には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の更に他の実施形態が示されている。なお、以下に記載する実施形態の図面は、いずれも装置の概念図であり、詳細な機構については前記実施形態に準じた機構が採用されるものである。

このパラ巻線装置１０ｂは、前記実施形態と同様に、フライヤ６０を回転させて、巻枠４９に導線Ｗを巻き付ける方式を採用したものであるが、巻枠４９の軸方向に対する複数本の導線Ｗの配列順序を逆転させる機構が、前記実施形態とは相違している。

すなわち、フライヤ６０は、第１アーム６１と、第２アーム６２とを有し、第２アーム６２の先端にはバランスウエイトが取付けられている。第１アーム６１の先端には、下方に垂下する支持棒１７２が取付けられ、この支持棒１７２の下端部に反転用モータ１７３が取付けられている。反転用モータ１７３の回転軸は、支持棒１７２を貫通して、支持棒１７２の内周側に配設された回転板１７４に連結されている。そして、この回転板１７４には一対の支持板１７５，１７５が平行に取付けられ、支持板１７５，１７５の間に図示しない回転軸を介してボビン２５が回転可能に支持されている。また、一方の支持板１７５には、ボビン２５の回転軸に連結されたモータ１７６が取付けられており、このモータ１７６によってボビン２５から引出される導線Ｗに適度なテンションを与えるようになっている。更に、ボビン２５と巻枠４９との間には、クランプ１７７が設けられている。巻枠４９の下方には、前記実施形態と同様にコイル受け治具８０が設置されている。なお、上記ボビン２５から導線Ｗを引出す部分が、本発明における導線導出部を構成している。

図４３は、このパラ巻線装置１０ｂによる巻線工程のフローチャートである。このパラ巻線装置１０ｂによれば、前述したような方法で導線Ｗをボビン２５に巻き付け（ステップＳ１１）、導線Ｗをカットし（ステップＳ１２）、カットされた導線Ｗの先端部を引出してクランプする（ステップＳ１３）。そして、フライヤ６０が回転すると、ボビン２５から並列した複数本の導線Ｗが引出され、巻枠４９に巻き付いていく。フライヤ６０が１周回転する毎に巻枠４９が下降して上方の巻段に移り、螺旋状に導線Ｗが巻き付いていく。こうして１つの極のコイル巻線が終了すると（ステップＳ１４）、クランプ１７７で導線Ｗを保持して、形成されたコイルＣは、コイル受け治具８０のガイド棒８２の所定の間隙に落とし込まれる（ステップＳ１５）。

次いで、図示しないインデックステーブルを回動させることにより、コイル受け治具８０を所定角度回動させ、コイルを落とし込むべき、ガイド棒８２の間隙を変えて、次の極のコイルの巻線操作が準備される（ステップＳ１６）。

更に、上記コイルが最後の極か否かが判断され（ステップＳ１７）、最後の極でない場合には、次の巻線操作を開始する前に、反転用モータ１７３により回転板１７４及び支持板１７５を回転させて、ボビン２５の上下を反転させる（ステップＳ１８）。

そして、図中想像線で示すようにクランプ１７７で導線Ｗを保持し直し、導線Ｗを所定の位置まで引出して、フライヤ６０を回転させて、次の極のコイル巻線を開始する。こうしてステップＳ１４以降の巻線操作を繰り返すことにより、巻枠４９の軸方向に対する複数本の導線Ｗの配列順序を各コイル毎に逆転させることができる。最後に、ステップＳ１７にて最後の極であると判断された場合には、巻線工程が終了する（ステップＳ１９）。

図３５には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の更に他の実施形態が示されている。このパラ巻線装置１０ｃは、図３４に示した前記実施形態と基本的には同じ構造をなすので、機構的に異なる部分についてのみ説明することにする。

このパラ巻線装置１０ｃでは、支持棒１７２の下端部に、ボビン２５を支持する回転板１７４及び支持板１７５，１７５が、回転軸１７８によって支持されており、回転軸１７８の基端部は、支持棒１７２の外側に突出して、その先端に扁平な突部を有するツマミ１７９が装着されている。そして、フライヤ６０が所定の回動位置にあるとき、上記ツマミ１７９に対向するように、台１８１を介して反転用モータ１７３が設置されている。反転用モータ１７３の駆動軸には、軸方向に進退動作して上記ツマミ１７９に嵌合するホルダ１８０が装着されており、このホルダ１８０が前進して上記ツマミ１７９に嵌合し、反転用モータ１７３が作動して、ボビン２５の上下を反転させるようになっている。そして、巻線操作中は、ホルダ１８０がツマミ１７９から離れて、フライヤ６０が自由に回転できるようにされている。

このパラ巻線装置１０ｃによる巻線操作は、上記ボビン２５の反転機構が異なっている点以外は、基本的に図３４に示した実施形態と同じであるので、その説明を省略することにする。このパラ巻線装置１０ｃにおいては、反転用モータ１７３がフライヤ６０に装着されることなく、外部に設置されるので、フライヤ６０を軽くして、より高速回転させることが可能となる。

図３６には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の更に他の実施形態が示されている。このパラ巻線装置１０ｄも、図３４，３５に示した実施形態と基本的には同じ構造をなすが、ボビン２５の反転機構が異なっている。

この巻線装置１０ｄは、フライヤ６０の第２アーム６２先端にモータ７０が取付けられている。モータ７０の駆動軸には、モータ側プーリ７１が装着されている。また、第１アーム６１の先端には、第１支持筒６６が垂下して取付けられており、その内部にボビン回転軸６７が配置されており、その下端にボビン２５が着脱可能に装着されている。ボビン回転軸６７の上端には、ボビン側プーリ６８が装着され、前記モータ側プーリ７１とボビン側プーリ６８との間にタイミングベルト７４が装着されている。したがって、モータ７０により、モータ側プーリ７１、タイミングベルト７４、ボビン側プーリ６８及び回転軸６７を介して、ボビン２５に制動力を付与して、ボビン２５から引出される導線Ｗに適度なテンションを与えるようになっている。

そして、この巻線装置１０ｄでは、フライヤ６０が所定の回転位置にあるとき、その下方にボビン脱着装置１８３が設置されている。ボビン脱着装置１８３は、昇降ホルダ１８４を有している。また、このボビン脱着装置１８３の側方に、支持台１８１を介して反転用モータ１７３が設置されており、この反転用モータ１７３の回転軸にクランプ１８２が装着されている。

したがって、この巻線装置１０ｄにおいては、フライヤ６０が回転して１つの極のコイル巻線が終了すると、クランプ１７７で導線Ｗを保持し、巻線されたコイルＣをコイル受け治具８０に落とし込む。次いで、ボビン脱着装置１８３の昇降ホルダ１８４が上昇し、フライヤ６０のボビン回転軸６７の下端に装着されたボビン２５を取り外して支持し、その状態で下降させる。続いて、反転用モータ１７３のクランプ１８２がボビン２５を把持し、図中矢印で示すようにクランプ１８２を回動させてボビン２５を上下反転させる。その後、ボビン２５を昇降ホルダ１８４で再び支持し、クランプ１８２を離して、昇降ホルダ１８４によりボビン２５を上昇させ、フライヤ６０のボビン回転軸６７の下端に再びボビン２５を装着する。こうしてボビン２５を反転させて、次の極の巻線操作を開始することにより、巻枠４９の軸方向に対する複数本の導線Ｗの配列順序を各コイル毎に逆転させることができる。

図３７、３８には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の更に他の実施形態が示されている。このパラ巻線装置１０ｅは、前記特許文献２（特開２００４−６４８２９号公報）に記載されたような、巻枠４９を回転させて導線Ｗを巻枠４９に巻き付けるタイプのパラ巻線装置に、本発明を適用したものである。

図３７に示すように、このパラ巻線装置１０ｅは、図示しないフレームの上方に取付けられた上テーブル１４に、巻枠回転用モータ１９０が設置され、その回転軸１９１は、軸方向にスライド可能に支持されていて、その下端部に巻枠４９が支持されている。したがって、巻枠４９は、巻枠回転用モータ１９０の作動により回転すると共に、昇降可能に支持されている。

また、基台のテーブル１２上には、前記巻枠４９の側方に支柱１９２が立設され、この支柱１９２の上端には、水平方向かつ巻枠４９の方向に延出されたアーム１９３が取付けられている。このアーム１９３には、図示しない複数の導線リール等から繰り出される複数本の導線Ｗを案内するガイド１９４が取付けられている。そして、アーム１９３の先端部には、導線Ｗを一列に配列させて保持すると共に、導線Ｗの配列順序を上下逆にするように１８０°反転可能な反転ノズル１９５が取付けられている。この反転ノズル１９５が本発明における導線導出部をなしている。なお、巻枠４９には、導線Ｗの図示しないクランプ部が設けられており、クランプ１９６で導線Ｗを保持して移動させることにより、上記クランプ部に導線Ｗの巻き始め端部を保持させることができるようになっている。

更に、基台のテーブル１２上には、巻枠４９の下方を通るスライドウェイ１９９が配設され、このスライドウェイ１９９にスライダ２００が移動可能に装着されている。スライダ２００には、モータ２０１に装着され、このモータ２０１によって回転する回転軸２０３を介して、ターンテーブル２０２が回転可能に配置されている。ターンテーブル２０２上には、その中心にコイル受け治具８０が設置されており、このコイル受け治具８０の周辺に複数のコイル保持具１９８が設置されている。コイル受け治具８０の中心は、上記回転軸２０３と整合するように配置されている。

図３８に示すように、コイル受け治具８０は、複数本のガイド棒８２を有し、巻線終了後、巻枠４９に巻き付けられたコイルを受けるときには、巻枠４９の各巻段に巻線された導線Ｗが、ガイド棒８２の所定の間隙に落とし込まれるように、巻枠４９の下方に配置される。また、コイル保持具１９８は、複数本の保持棒１９７を有しており、コイル受け治具８０にコイルが落とし込まれるとき、コイルの外側に突出するループ部分が保持棒１９７の所定の間隙に落しこまれるようになっている。

次に、この巻線装置１０ｄを用いた巻線方法について説明すると、まず、図示しない導線リール等から繰り出された複数本の導線Ｗは、ガイド１９４及び反転ノズル１９５を通して供給され、クランプ１９６で保持されて巻枠４９の図示しない保持部に保持される。また、スライダ２００が移動して、コイル受け治具８０の中心、言い換えるとターンテーブル２０２の回転軸２０３が、巻枠４９の回転軸１９１と整合するように配置される。

こうして、導線Ｗの巻き始め端部を巻枠４９に固定した後、クランプ１９６は、導線Ｗを開放し、巻枠回転用モータ１９０が作動して、巻枠４９が回転し始める。このとき、同時にモータ２０１が作動して、ターンテーブル２０２及びその上に設置されたコイル受け治具８０やコイル保持具１９８も、巻枠４９と同期して回転する。そして、巻枠４９が回転すると、導線Ｗは巻枠４９の外周に巻き付いていき、それと同期して巻枠４９が一段ずつ下降して、巻枠４９の各巻段に導線Ｗが螺旋状に巻き付いてコイルが形成される。

こうして１つの極のコイルが形成されたら、所定の位置で巻枠４９の回転が停止し、クランプ１９６で導線Ｗの巻き終わり端部を再び把持し、スライダ２００が移動して、図３８に示すように、巻枠４９の各巻段に巻き付けられたコイルが、ガイド棒８２の所定の間隙に整合するように、コイル受け治具８０が配置される。その状態で、巻枠４９に巻き付けられたコイルが、コイル受け治具８０のガイド棒８２の所定の間隙に落とし込まれる。それと同時に、コイルの外方のループは、コイル保持具１９８の保持棒１９７の所定の間隙に落とし込まれ、次の極の巻線操作の際にターンテーブル２０２が回転しても、コイルがばらけないように保持する。

巻枠４９に巻き付けられたコイルが、コイル受け治具８０及びコイル保持具１９８に受け渡されると、再びスライダ２００が移動して、巻枠４９の回転軸１９１と、ターンテーブル２０２の回転軸２０３とが一致するように、ターンテーブル２０２が移動する。

次いで、反転ノズル１９５が反転して、巻枠４９の軸方向に対する複数本の導線Ｗの配列順序を逆転させる。そして、クランプ１９６が移動して、巻枠４９の図示しない保持部に導線Ｗを保持させる。この状態で、クランプ１９６が導線Ｗを離し、巻枠回転用モータ１９０が作動して、巻枠４９が再び回転し始め、次の極の巻線操作が開始される。

このように、この実施形態においても、巻枠４９の軸方向に対する複数本の導線Ｗの配列順序を各極のコイル毎に逆転させることができる。

図３９には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の更に他の実施形態が示されている。このパラ巻線装置１０ｆは、前記図３７，３８に示した実施形態と基本的には同じであるが、導線Ｗの供給が、アーム１９３に取付けられたボビン２５からなされる点が相違している。すなわち、アーム１９３にテンション用のモータ１７６が取付けられ、このモータ１７６の回転軸にボビン２５が装着されている。そして、ボビン２５から繰り出される導線Ｗが、ガイド１９４及び反転ノズル１９５を通して供給され、巻枠４９に巻き付けられるようになっている。他の構成や、巻線操作は、前記実施形態と同様であるため、その説明を省略することにする。

図４０には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の更に他の実施形態が示されている。このパラ巻線装置１０ｇは、図３９に示した実施形態と基本的に同じであるが、アーム１９３が昇降可能に取付けられている点が相違している。すなわち、支柱１９２上にガイドレール２０４が立設され、このガイドレール２０４に沿ってスライダ２０５が昇降可能に取付けられている。そして、このスライダ２０５に前記アーム１９３が支持されて水平方向に延出されている。したがって、巻線操作に伴って、アーム１９３を上昇させることにより、巻枠４９の下段から上段に向けて、導線Ｗを螺旋状に巻き付けることができるようになっている。なお、巻線操作終了後にコイルを受け治具８０及び保持具１９８に落とし込む際には、巻枠４９も下降できるようになっている。

図４１には、本発明を実施するためのパラ巻線装置の更に他の実施形態が示されている。このパラ巻線装置１０ｈは、図４０に示した実施形態と基本的には同じであるが、導線Ｗの反転機構が異なっている。すなわち、スライダ２０５に反転用モータ１７３が設置され、この反転用モータ１７３の回転軸に回転板１７４が連結されている。そして、この回転板１７４には一対の支持板１７５，１７５が平行に取付けられ、支持板１７５，１７５の間に図示しない回転軸を介してボビン２５が回転可能に支持されている。また、一方の支持板１７５には、ボビン２５の回転軸に連結されたモータ１７６が取付けられており、このモータ１７６によってボビン２５から引出される導線Ｗに適度なテンションを与えるようになっている。更に、ボビン２５と巻枠４９との間には、クランプ１７７が設けられている。なお、上記ボビン２５から導線Ｗが引出される部分が、本発明における導線導出部を構成している。

このパラ巻線装置１０ｈにおいては、１つの極の巻線が終了した後、クランプ１７７で導線Ｗの巻き終わり端部を把持し、スライダ２０３を移動して所定位置に配置されたコイル受け治具８０及びコイル保持具１９７に巻線されたコイルを落とし込む。次いで、スライダ２０３を再び移動して、ターンテーブル２０２の回転軸２０３が、巻枠４９の回転軸１９１と整合するように配置される。そして、反転用モータ１７３が作動して、ボビン２５の上下が反転する。その結果、ボビン２５から供給される導線Ｗの巻枠４９の軸方向に対する配列順序を反転させることができる。次いで、クランプ１９６でボビン２５から供給される導線Ｗを把持して、クランプ１７７から導線Ｗを離し、クランプ１９６で導線Ｗを巻枠４９の図示しない保持部に保持させ、モータ１９０により巻枠４９を回転させて、次の極の巻線操作を開始する。

以上のように、本発明は、フライヤを回転させて巻枠に導線を巻き付けるタイプの巻線装置、例えば前記特許文献１（特開平１１−９８７７９号公報）、特許文献３（特開２００６−２７１１１８号公報）、特許文献４（特開２００８−２２６９６号公報）に記載されたような巻線装置だけでなく、巻枠を回転させて巻枠に導線を巻き付けるタイプの巻線装置、例えば前記特許文献２（特開２００４−６４８２９号公報）に記載されたような巻線装置にも適用することができる。

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。

１０,１０ａ パラ巻線装置
１５ 導線供給装置
１６ テンション装置
２１ 導線クランプ装置
２４ カッター
２５ ボビン
４０ 巻線装置本体
４５ 巻枠支持筒
４６ 巻枠ホルダ
４７ 前方巻枠
４８ 後方巻枠
４８ａ 段部
４９ 巻枠
５０ ロッド
５１ 払い落し板
５７ フライヤ回転用モータ
６０ フライヤ
８０ コイル受け治具
８２ ガイド棒
８３ インデックステーブル
１０９ ガイドノズル
１２１ 導出口（導線導出部）
１２６ ガイドノズル
１３０ スリット
１３０ａ 導入部
１３０ｂ 導入口
１３０ｃ 導出口（導線導出部）
１４０ 反転機構
１６０ コイル挿入治具
１６３ 固定ブレード
１６４ 可動ブレード
１６５ ウェッジガイド
１６６ コイル受け
１７０ ステータコア
１７３ 反転用モータ
１８３ ボビン脱着装置
１９０ 巻枠回転用モータ
１９５ 反転ノズル（導線導出部）
１９６ クランプ
Ｗ 導線
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ コイル

Claims (8)

1. 複数本の導線を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において、
   少なくとも１つのコイルを形成して、そのコイルを前記コイル受け治具に落とし込んだ後、次の極のコイルを形成する際、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させることを特徴とするパラ巻線方法。
2. 複数本の導線を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において、
   巻枠の回りを周回する回転アームを有するフライヤに、導線供給手段から供給される複数本の導線を整列させて導出させる導線導出部を設け、この導線導出部から導出される複数本の導線を、前記フライヤの回転によって巻枠の外周に巻き付けてコイルを形成するようにし、
   少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記導線導出部を回動させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させることを特徴とするパラ巻線方法。
3. 前記フライヤの回転によって巻枠の外周に複数本の導線を巻き付ける際、前記巻枠を前記フライヤの回転軸心方向に徐々に移動させ、前記フライヤの回転によって前記巻枠の外周に巻き付けられる複数本の導線を、前記巻枠に螺旋状に巻き付ける請求項２記載のパラ巻線方法。
4. 前記導線供給手段は、複数本の導線を並列して予め巻き付けられたボビンからなり、前記導線導出部は、該ボビンから引出される導線を整列させて導出させるガイドノズルからなり、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記ガイドノズルを前記ボビンから引出される導線と平行方向の軸周りに回動させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させる請求項２又は３記載のパラ巻線方法。
5. 前記ガイドノズルを回動させる際は、前記ガイドノズルの導出口のほぼ中心を回転中心にして前記ガイドノズルを回動させる請求項４記載のパラ巻線方法。
6. 前記導線供給手段は、複数本の導線を並列して予め巻き付けられたボビンからなり、前記導線導出部は、該ボビンから引出される導線の導出部からなり、前記フライヤに前記ボビン及び前記導線導出部を設け、少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記ボビン及び前記導線導出部を反転させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させる請求項２又は３記載のパラ巻線方法。
7. 複数本の導線を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において、
   導線供給手段の導線導出部から導出された導線を、回転する前記巻枠に巻き付けてコイルを形成するようにし、
   少なくとも１つのコイルを形成して、次の極のコイルを形成する際、前記導線導出部を導線と平行方向の軸周りに回動させて、前記巻枠の軸方向に対する前記複数本の導線の配列順序を逆転させることを特徴とするパラ巻線方法。
8. 前記導線供給手段の導線導出部から導出された導線を、回転する前記巻枠に巻き付ける際、前記巻枠をその回転軸心方向に徐々に移動させるか、又は前記導線導出部を前記巻枠の回転軸心方向に徐々に移動させることにより、複数本の導線を前記巻枠に螺旋状に巻き付ける請求項７記載のパラ巻線方法。