JP5641635B2 - 巻線機及びそれを用いる連続コイルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スピンドルに装着されて回転するボビンのような被巻線部材に線材を巻線する巻線機及びそれを用いる連続コイルの製造方法に関する。更に詳しくは、線材保護のためのチューブをコイル間の線材に嵌入させ得る巻線機及びそれを用いる連続コイルの製造方法に関するものである。

従来、回転電機のステータは、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）及びその間に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアを備える。そして、各ティースには線材を巻回する巻線が行われ、その巻回された線材からなるステータコイルが各スロットに納められる。このようなステータの製造方法として、ステータコアをティース毎に円周方向に分割して複数のコア片とし、そのコア片におけるティースに絶縁用のボビンを装着し、その被巻線部材であるボビンに巻線をしてコイルとし、そのようなコイルがそれぞれ設けられた複数のコア片をその後に組み立てる方法が知られている。

このように、ステータコアを複数のコア片に分割することにより、巻線機のノズルの移動に必要な軌道を確保してコイルを巻線できるため、コイルの整列性が良くなり、高いコイル占積率を得ることができるとされている。また、磁気的な無効部分であるコイルエンドが小さくなり、回転電機の軸長を短縮し、かつ銅損を小さくすることができるともされている。このような理由から、回転電機の小型化と高効率化が実現できるため、近年では搭載空間や重量に制限のある自動車用の回転電機などに採用が進んでいる。

そして、このようなステータを小型化、低コスト化するため、直列の同相コイルを連続して巻線し、コイル端末の接続点数を極力減らす試みがなされており、その場合の直列に連続して巻線された各コイル間の渡り線処理のため、ボビンの外周にガイドを一体的に設け、そのガイドにコイル間の渡り線を引き回す構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１１−１８３３１号公報

しかし、直列に連続して巻線された各コイル間の渡り線を引き回す作業は手作業で行わなければならず、その渡り線はコイル間で外部に表出するためその引き回し作業中に渡り線が他の部材、例えば隣接する金属製のコアと接触するようなことがあればその表面が損傷してその信頼性が低下するおそれがあった。このため、その作業には細心の注意が必要となり、その引き回し作業の効率を上げるには限界が生じていた。よって、その渡り線を巻線の段階で予め保護できれば、その引き回し作業に払う注意力が減少してその引き回し作業の効率が向上し、ステータを低コスト化し得るとともに、その信頼性を著しく高めることが期待できる。

本発明の目的は、コイルとコイルの間の線材に保護のためのチューブを嵌入させ得る巻線機を提供することにある。

本発明の別の目的は、コイル間の線材である渡り線をチューブにより保護しつつコイルを連続して巻線し得る連続コイルの製造方法を提供することにある。

本発明の巻線機は、複数の被巻線部材が取付けられ中心軸を中心に回転して供給源から繰出される線材を複数の被巻線部材に順次巻回してコイルを形成するスピンドルと、スピンドルに対して３軸方向に移動可能に構成された移動台と、移動台に中心軸と平行に相対移動可能に設けられた一対の側壁と、側壁のスピンドル側に設けられた上制限部材と下制限部材とを備え、一対の側壁には供給源から繰出される線材が挿通され、一対の側壁は相対移動して線材に嵌入された保護チューブの通過を禁止する接近状態と保護チューブの通過を許容する離間状態の双方を形成可能に構成され、離間状態の一対の側壁の間を通過した保護チューブは複数の被巻線部材におけるコイル間の線材からなる渡り線を被覆するように構成され、上制限部材と下制限部材は線材の挿通方向に直交する方向の移動を制限するものであることを特徴とする。

ここで、線材に嵌入されたチューブを繰出し可能な繰出し装置を移動台に設けることが好ましく、線材にチューブを嵌入するチューブ挿入機を更に備えることも好ましい。

本発明の連続コイルの製造方法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の巻線機を用いる連続コイルの製造方法であって、供給源から繰出される線材に保護チューブを嵌入するチューブ嵌入工程と、保護チューブの通過を禁止する接近状態にある一対の側壁の間に挿通された線材をスピンドルに取付けられた複数の被巻線部材の１つに巻回させて第１コイルを得る第１巻線工程と、一対の側壁を離間状態とし、その間に保護チューブを通過させ被巻線部材から引き出された線材から成る渡り線を保護チューブにより被覆するチューブ被覆工程と、一対の側壁を再び接近状態として一対の側壁の間に挿通された線材をスピンドルに取付けられた別の被巻線部材に巻回させて第２コイルを得る第２巻線工程とを含む。

本発明の巻線機及びそれを用いる連続コイルの製造方法では、保護チューブの通過を禁止する接近状態とチューブの通過を許容する離間状態の双方を形成可能に構成された一対の側壁を備えるので、予め線材に保護チューブを嵌入して一対の側壁を接近状態とし、チューブを繰出すことなく線材のみを繰出して第１コイルを巻線した後にその一対の側壁を離間状態としてチューブを引き出し、その後第２コイルを巻線することにより、コイルとコイルの間の線材に保護のためのチューブを嵌入させた連続コイルを得ることが可能となる。

このような連続コイルでは、各コイル間の保護チューブで保護された線材からなる渡り線を引き回す作業中にその渡り線が他の部材、例えば隣接する金属製のコアと接触しても、その線材の表面が損傷するようなことはない。よって、このような巻線機及びそれを用いる連続コイルの製造方法により連続コイルを得ることにより、その引き回し作業に払う注意力が減少してその引き回し作業の効率を向上させることができ、ステータを低コスト化するとともに、得られたステータの信頼性を十分に高めることができる。

本発明実施形態の線材供給機を用いて連続コイルを製造した状態を示す上面図である。 そのチューブで被覆された渡り線を係止突起に係止させる状態を示す図１に対応する上面図である。 その第１コイルの巻き終わりにチューブを引き出した状態を示す図１に対応する上面図である。 その連続コイルの巻き始めの状態を示す図１に対応する上面図である。 その線材供給機の接近状態を示す正面図である。 その線材供給機の離間状態を示す図５に対応する正面図である。 その線材にチューブを嵌入させる線材供給機の側面図である。 その線材を繰出して巻線している状態を示す図７に対応する側面図である。 その線材に嵌入されたチューブを引き出している状態を示す図７に対応する側面図である。 その供給機を用いて得られた連続コイルを示す平面図である。 そのステータのコイル片を示す斜視図である。 そのステータの中心軸に直交する平面における断面図である。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１２に、本発明により得られる連続コイルを用いた分割コア式ステータ１０の断面を示す。このステータ１０は、ティース１１ａ毎に円周方向に分割された複数のコア片１１から成るステータコアと、そのコア片１１におけるティース１１ａに被巻線部材である絶縁用のボビン１３を装着し、そのボビン１３に巻線が成されたコイル１６とを備える。具体的に、このコア片１１は、円弧状部分１１ｂと、この円弧状部分１１ｂの内周面から当該内周面の円弧中心に向けて突出しているティース１１ａとを備えた磁性材料からなり、この実施の形態におけるコア片１１は、一定厚さの円弧状部分１１ｂ及びティース１１ａを備えた形状のコア積層板を、所定の厚さとなるように積層して固定することにより構成された積層型のものを示す。

図１１に示すように、被巻線部材であるボビン１３はインシュレータ１２の一部として形成され、このインシュレータ１２はコア片１１を覆う絶縁性樹脂からなる。このインシュレータ１２の一部を構成するボビン１３は、ティース１１ａが挿入される筒状胴部１３ａと、この筒状胴部１３ａにおける円弧状部分１１ｂ側の端部に一体形成された外周側フランジ１３ｂと、筒状胴部１３ａにおけるステータ１０内周側の端部に一体形成された内周側フランジ１３ｃとを備える。外周側及び内周側フランジ１３ｂ，１３ｃは、筒状胴部１３ａの中心軸線に対して直交する方向に沿って外側に延びた矩形枠であり、外周側フランジ１３ｂが内周側フランジ１３ｃに比べて広幅とされる。

ボビン１３の外周側フランジ１３ｂには、コア片１１の円弧状部分１１ｂにおけるステータ１０の中心軸線方向の両側の端面を覆う一対の円弧状板部材１４，１４が一体的に形成される。円弧状板部材１４，１４におけるコア片１１の連結方向（ステータ１０の円周方向）の両端面はコア片１１における円弧状部分１１ｂの両端面と面一とされ、コア片１１を円環状に連結した図１２に示す状態において、隣接するコア片１１の端面にそれぞれ接合する接合面になるように構成される。このボビン１３と一対の円弧状板部材１４，１４を有するこの実施の形態におけるインシュレータ１２は、コア片１１を樹脂成形型に入れて絶縁性樹脂を注入するアウトサート成形により形成されたものであり、このインシュレータ１２におけるボビン１３に線材１７（図１）が巻回されてコイル１６（図１２）が形成される。そして、本発明の巻線用線材供給機２０（図１〜図９）は、このようなボビン１３に巻線のための線材１７を供給するのに適したものであり、この実施の形態における線材１７は、表面に絶縁皮膜が形成された断面円形の丸線である場合を示す。

図１〜図４に示すように、本発明の巻線用線材供給機２０は、被巻線部材であるボビン１３を装着して回転するスピンドル２１に対して３軸方向に移動する移動台２２を備える。スピンドル２１には、複数のボビン１３がその軸方向に所定の間隔を空けて設けられ、図では２個のボビン１３，１３が設けられる例を示す。このスピンドル２１は、図示しないモータにより中心軸を回転中心として回転する断面円形の棒状部材である回転軸２１ａと、その回転軸２１ａの分断された中間の端部にそれぞれ設けられてボビン１３，１３を挟持する一対の挟持部材２１ｂ，２１ｂと、複数のボビン１３の間に設けられた補助具２１ｃを備える。補助具２１ｃはボビン１３とボビン１３の間の所定の間隔を保持するためのものであり、この実施の形態では２個のボビン１３，１３の間に介装され、この状態で両側のボビン１３，１３が一対の挟持部材２１ｂ，２１ｂにより挟持される場合を示す。

ボビン１３はコア片１１にアウトサート成形されたものであり(図１１)、図示しないが、挟持部材２１ｂ，２１ｂ及び補助具２１ｃにはコア片１１における円弧状部分１１ｂとティース１１ａの内端部分を収容可能な凹部がそれぞれ形成され、その凹部にそれらを収容することによりスピンドル２１はコア片１１とともにボビン１３を装着可能に構成される。そして、ボビン１３とボビン１３の間に位置する補助具２１ｃには、それらのボビン１３に巻回されたコイル１６とコイル１６の間に掛け渡される線材１７を係止する係止突起２１ｅが形成され、一方のボビン１３の近傍の挟持部材２１ｂには線材１７の端部が挿入されて係止される端部保持具２１ｆが設けられる。

図７〜図９に示すように、移動台２２はボビン１３を装着して回転するスピンドル２１に対して３軸方向に移動するものである。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延びるものとして本発明の線材供給機２０について説明する。すると、スピンドル２１はＹ軸方向に延びて設けられ、移動台２２は移動装置３１を介して基台２０ａに取付けられる。この移動装置３１は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３２〜３４の組み合わせにより構成される。これらの伸縮アクチュエータ３２〜３４は、サーボモータ３２ａ〜３４ａによって回動駆動されるボールネジ３２ｂ〜３４ｂと、このボールネジ３２ｂ〜３４ｂに螺合して平行移動する従動子３２ｃ〜３４ｃ等によって構成される。

この実施の形態では、移動台２２をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ３２の従動子３２ｃに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ３２をＺ軸方向に移動可能にＺ方向伸縮アクチュエータ３４の従動子３４ｃに取付け、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ３４をＹ軸方向に移動可能にＹ軸方向伸縮アクチュエータ３３の従動子３３ｃに取付け、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ３３が基台２０ａに取付けられる。それらの各伸縮アクチュエータ３２〜３４におけるサーボモータ３２ａ〜３４ａは、この移動装置３１及びスピンドル２１の回転を制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。そして、この移動装置３１は、図示しないコントローラからの指令に基づいて移動台２２をスピンドル２１に対して３軸方向に任意に移動可能に構成される。

線材１７はリール１８に巻回され、このリール１８が線材１７の供給源となる。このリール１８は線材供給機２０と別な場所の例えば基台２０ａの上等に置かれ、その基台２０ａには、供給源であるリール１８から繰出された線材１７を真直ぐに伸ばす癖取り装置４１が設けられる。この癖取り装置４１はリール１８から繰出された線材１７を八の字状に繰り回す一対の繰り回しプーリ４２，４３と、その一対の繰り回しプーリ４２，４３を通過した線材１７をＳ字状に旋回させる固定プーリ４４と可動プーリ４６とを備える。固定プーリ４４と可動プーリ４６を旋回した線材１７が移動台２２方向に向かうように構成され、可動プーリ４６はコイルスプリング４７により移動台２２より遠ざかる方向に付勢される。コイルスプリング４７は、その可動プーリ４６を付勢することにより移動台２２が移動する際に線材１７が弛むようなことを防止するように構成される。

移動台２２には通過板６１が設けられ、通過板６１には癖取り装置４１を介してリール１８から供給された線材１７が通過する孔が形成される。この図示しない孔を介して通過板６１を通過した線材１７が後述する一対の側壁の間に挿通するように構成される。また、この通過板６１を通過した線材１７を把持可能なチャック装置６２がその通過板６１に設けられる。そして、通過板６１には、この通過板６１を通過した線材１７に嵌入されたチューブ１９を繰出し可能な繰出し装置６３が設けられる。この繰出し装置６３は、線材１７を跨いてチューブ１９の端部に当接する出没軸６４ａをＺ軸方向に出没させるＺ軸方向出没アクチュエータ６４と、その出没アクチュエータ６４をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動アクチュエータ６６とを有する。

また移動装置３１と別に基台２０ａにはチューブ挿入機７１が設けられる。この実施の形態における挿入機７１は、チューブ１９を保持可能に構成されたチューブ保持具７２と、チューブ１９を所定の長さに切断してチューブ保持具７２に供給する図示しないチューブ供給機と、チューブ保持具７２に保持されたチューブ１９を移動させる移動具７３と、その移動具７３をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向挿入アクチュエータ７４とを備える。チューブ保持具７２は図示しない供給機から所定の長さに切断されて供給されたチューブ１９をＸ軸方向に延びて保持し、線材１７の端部をそのチューブ１９に案内するようにその端部が漏斗状に形成される。そして、このチューブ保持具７２は線材１７がチューブ１９に挿入された後にＹ軸方向に分断してそのチューブ１９の保持を解除するように構成され、移動具７３は分断されたチューブ保持具７２の間に残存するチューブ１９に係止するように構成される。その状態で、Ｘ軸方向挿入アクチュエータ７４によりその移動具７３をＸ軸方向に移動させると、後述する一対の側壁８１，８２と通過板６１の間にまでそのチューブ１９を移動可能に構成される。なお、このチューブ挿入機７１は一例であって、線材１７にチューブ１９を嵌入できる限り、他の形式のものであっても良い。

図１に示すように、移動台２２にはスピンドル２１の中心軸と平行に移動可能な一対の側壁８１，８２が設けられる。一対の側壁８１，８２の間には通過板６１を通過した線材１７が挿通される。この実施の形態では一対の側壁８１，８２の双方が移動可能である場合を示すけれども、一対の側壁８１，８２のいずれか一方のみを移動可能に移動台２２に設けても良い。図５に示すように、この例ではエア圧により移動可能な一対の移動子８３ａ，８３ｂを有するエアシリンダ８３の、その一対の移動子８３ａ，８３ｂに一対の側壁８１，８２が取付けられ、これにより一対の側壁８１，８２の双方が移動可能な場合を示す。そして、一対の側壁８１，８２は相対移動して線材１７に嵌入された保護チューブ１９の通過を禁止する図１及び図５に示す接近状態と、チューブ１９の通過を許容する図３及び図６に示す離間状態の双方を形成可能に構成される。なお、図における符号８３ｃ，８３ｄは、一対の側壁８１，８２を離間状態にする一対の移動子８３ａ，８３ｂの必要以上の移動を禁止するストッパ部材を示し、離間状態にある一対の側壁８１，８２の間の所定の間隔はチューブ１９の通過を許容する必要があるので、その所定の間隔がチューブ１９の外径より広くなるようにストッパ部材８３ｃ，８３ｄが取付けられる。

また、一方の側壁８１には雌ねじ８４がスピンドル２１の中心軸と平行に形成され、ナット８６が螺合された雄ねじ８７がその雌ねじ８４に螺着され、その雄ねじ８７の先端が他方の側壁８２に当接して、接近状態にある一対の側壁８１，８２の間の線材１７が挿通された所定の間隔を維持するように構成される。このため、ナット８６を緩めて雌ねじ８４に対して雄ねじ８７を回転させると、一方の側壁８１に対して雄ねじ８７がスピンドル２１の中心軸に平行に移動することになり、接近状態にある一対の側壁８１，８２の間の所定の間隔を線材１７の外径に従って変更可能に構成される。即ち、接近状態にある一対の側壁８１，８２は線材１７の通過を許容するけれども、その線材に嵌入された保護チューブ１９の通過を禁止する必要がある。従って、その雄ねじ８７等により、接近状態にある一対の側壁８１，８２の間の所定の間隔を線材１７の外径より広く、かつチューブ１９の外径より狭くなるように変更調整可能に構成される。そして、ナット８６は一方の側壁８１に接触し、その接触抵抗により雄ねじ８７の不要な回転を防止して、接近状態にある一対の側壁８１，８２の間の調整された所定の間隔が変化することを防止するものである。

更に、図５及び図６に示すように、一対の側壁８１，８２のいずれか一方又は双方には、一対の側壁８１，８２の間に挿通された線材１７の挿通方向に直交する方向の移動を制限する制限部材８８が設けられる。この実施の形態では一方の側壁８１に制限部材８８が設けられる場合を示し、その制限部材８８は下制限部材８８ｂと上制限部材８８ａを備える。図１〜図４に示すように一対の側壁８１，８２の線材１７が挿通する対向面のスピンドル２１側の出口における角部には、線材１７にダメージを与えることなく滑らかに繰出すための丸みを形成するアール加工が施され、下制限部材８８ｂと上制限部材８８ａは、一方の側壁８１のアール加工された出口近傍に設けられる。また、図７〜図９に示すように、その線材１７の図の上下方向の移動を外周面に接触させて制限するこの実施の形態における下制限部材８８ｂと上制限部材８８ａは、その線材１７にダメージを与えることなく滑らかに繰出すために線材１７が接触する外周面が研磨された断面円形の丸ピンが採用される。即ち、図５に示すように、一対の側壁８１，８２が接近状態で、その上下の制限部材８８は線材１７を図の上下から挟み、一対の側壁８１，８２の存在によりスピンドル２１の軸方向の移動が禁止された線材１７の、スピンドル２１の中心軸に直交しかつ線材１７の挿通方向に直交する方向の線材１７の移動を制限するように構成される。なお、この制限部材８８は、他方の側壁８２に設けても良く、一対の側壁の双方に制限部材８８をそれぞれ設けても良い。

次に、このような巻線用線材供給機を用いた連続コイルの製造方法について説明する。

巻線が行われる被巻線部材であるボビン１３はコア片１１にアウトサート成形を行うことにより形成されたものであり、コア片１１は、プレス抜きされたコア積層板を積層固定することにより構成される。この実施に形態では、コア片１１にアウトサート成形された２個のボビン１３を準備し、この２個のボビン１３の間に補助具２１ｃを介装して所定の間隔を保持させ、この状態で両側を挟持することによりスピンドル２１に装着する。そして、本発明における巻線用線材供給機２０を用いて線材１７をボビン１３に巻回する巻線を行い、以下の手順により連続コイルを得る。

＜チューブ嵌入工程＞
先ず、巻線前の線材１７に保護チューブ１９を予め嵌入させる。図７に示すように、このチューブ１９の嵌入は、チューブ挿入機７１により行われる。そのチューブ保持具７２には供給機から供給されて所定の長さに切断されたチューブ１９がＸ軸方向に延びて予め保持され、図示しないコントローラはチャック装置６２により線材１７を把持し、その状態で移動台２２を移動させ、一対の側壁８１，８２の間を通過してＸ軸方向に突出する線材１７の先端をチューブ保持具７２の漏斗状に形成された端部に挿入する。これにより線材１７の端部は案内されてチューブ１９に挿入される。その後、一対の側壁８１，８２を開いて離間状態とするとともに（図６）、チューブ保持具７２をＹ軸方向に分断してそのチューブ１９の保持を解除する（図示せず）。そして、Ｘ軸方向挿入アクチュエータ７４により移動具７３をＸ軸方向に移動させ、線材１７が挿入されたチューブ１９をその挿入状態を維持しつつ一対の側壁８１，８２間を通過させる。このようにして、チューブ１９を一対の側壁８１，８２と通過板６１の間にまで移動させ、巻線前の線材１７に保護チューブ１９を予め嵌入させる。チューブ１９を嵌入させた後には、Ｘ軸方向挿入アクチュエータ７４により移動具７３を逆方向に移動させてその移動具７３を元の位置に戻し、一対の側壁８１，８２の間からその移動具７３を離脱させる。そして、図４に示すように、一対の側壁８１，８２を閉じて再び接近状態とし、その線材１７に嵌入された保護チューブ１９が一対の側壁８１，８２の間を通過して線材１７から抜け出すようなことを防止する。

＜第１巻線工程＞
次に、一対の側壁８１，８２の接近状態を維持してその線材１７に嵌入された保護チューブ１９が一対の側壁８１，８２の間を通過することを禁止しつつ、その一対の側壁８１，８２の間に挿通された線材１７を繰出して、スピンドル２１に取付けられた複数のボビン１３の内の１つに巻線を行う。即ち、線材１７に嵌入された保護チューブ１９を一対の側壁８１，８２と通過板６１の間に維持しつつ巻線を行う。この巻線を始めるに当たり、図４に示すように、図示しないコントローラはチャック装置６２により線材１７を把持しつつ移動台２２を移動させ、巻線を行う一方のボビン１３の近傍における端部保持具２１ｆに線材１７の端部を挿入する。その後、チャック装置６２により線材１７の把持を解除し、その線材１７をその端部保持具２１ｆで折り曲げるように移動台２２を移動させ、線材１７の先端をその端部保持具２１ｆに係止させる。

その後、スピンドル２１を回転させ、一対の側壁８１，８２の間から線材１７を回転する一方のボビン１３に供給し、巻線を行う。一対の側壁８１，８２の間に挿通された線材１７は、その一対の側壁８１，８２により移動台２２に対するＹ軸方向の自由な移動は制限されるので、図示しないコントローラは移動台２２をスピンドル２１の中心軸に平行に所定の速度で移動させることにより、その線材１７の供給位置となる一対の側壁８１，８２をスピンドル２１の中心軸に平行に移動させることができる。このように線材１７の供給位置となる一対の側壁８１，８２を移動台２２とともに所定の速度で移動させることにより、ボビン１３にその線材１７を整列に巻回することが可能になる。

また、巻線が行われるボビン１３の断面形状は方形であるため、巻線時に、巻線が行われているボビン１３において線材１７はＺ軸方向に上下動することになる。一方、この実施の形態では、スピンドル２１の中心軸に直交しかつ接近状態で線材１７の挿通方向に直交する方向、即ち、図５の上下方向の線材１７の移動を制限する制限部材８８を一方の側壁８１のスピンドル２１側の出口近傍に設けたので、一対の側壁８１，８２の間から線材１７が離脱することを防止できる。そして、一対の側壁８１，８２の間から繰出されてボビン１３においてＺ軸方向に上下動する線材１７は、図８に示すように、その上下の制限部材８８ａ，８８ｂのいずれか一方に接触させて屈折させることにより、その接触する部分を線材１７の揺動中心とすることができる。これにより、ボビン１３に巻線される線材１７の揺動中心はボビン１３に近づき、揺動する線材１７の長さを短くすることができる。この結果、その線材１７の揺動に起因する振れ幅は減少し、制限部材８８が設けられた一対の側壁８１，８２を所定の速度で移動させることにより、ボビン１３にその線材１７を確実に整列させて巻回させることができる。

ボビン１３に線材１７を巻回させると、図８に示すように、線材１７はリール１８から癖取り装置４１を介して連続的に供給され、その一方のボビン１３に所定の回数線材１７が巻回された段階でスピンドル２１の回転を停止し、これにより図３における第１コイル１６ａが得られる。

＜チューブ被覆工程＞
次に、第１コイル１６ａから引き出された線材１７をチューブ１９により被覆する。この被覆は線材１７に予め嵌入されていたチューブ１９を手動又は繰出し装置６３により引き出すことにより行われる。図示しないコントローラは、チューブ１９を引き出す以前に、図９に示すように、第１コイル１６ａから引き出された線材１７が上下の制限部材８８の間を通過して通過板６１まで真直ぐになるように移動台２２を移動させる。そして、一対の側壁８１，８２を開いて離間状態とし、図３に示すように一対の側壁８１，８２の間にチューブ１９を通過させ、ボビン１３から引き出された線材１７をそのチューブ１９により被覆する。繰出し装置６３によるチューブ１９の繰出しは、Ｚ軸方向出没アクチュエータ６４の出没軸６４ａを突出させてその先端部をチューブ１９の端部に当接させ、その状態のＺ軸方向出没アクチュエータ６４をＸ軸方向移動アクチュエータ６６によりＸ軸方向に移動させることにより行われる。

なお、チューブ１９を引き出した後には、Ｚ軸方向出没アクチュエータ６４の出没軸６４ａを没入させるとともにそのＺ軸方向出没アクチュエータ６４をＸ軸方向移動アクチュエータ６６により逆方向に移動させて復元させる。そして、離間状態であった一対の側壁８１，８２を移動させて図２に示すように再び接近状態に戻す。

＜第２巻線工程＞
次に、スピンドル２１に取付けられた複数のボビン１３の内の別のボビン１３に巻線を行う。この巻線を始めるに当たり、図示しないコントローラは移動台２２ととも一対の側壁８１，８２を移動させ、図２に示すように、補助具２１ｃにおける係止突起２１ｅにチューブ１９で被覆された線材１７を係止させる。この移動台２２の移動により、一対の側壁８１，８２の間に挿通された線材１７が癖取り装置４１側に移動するようなことも考えられるが、その癖取り装置４１における可動プーリ４６はコイルスプリング４７により移動台２２より遠ざかる方向に付勢されているので、移動台２２が移動する際に線材１７が弛むようなことは回避される。

その後、スピンドル２１を再び回転させ、接近状態にある一対の側壁８１，８２の間から線材１７を回転する他方のボビン１３に供給し、図１に示すように巻線を行う。このとき、コントローラはボビン１３に線材１７が整列に巻かれるように一対の側壁８１，８２とともに移動台２２をスピンドル２１の中心軸に平行に所定の速度で移動させる。図１には、その他方のボビン１３に線材１７を巻回させる方向が一方のボビン１３の巻回方向と同一の場合を示す。そして、その他方のボビン１３に所定の回数線材１７が巻回された段階でスピンドル２１の回転を停止し、これにより第２コイル１６ｂが得られる。

なお、前述したように、上下の制限部材８８ａ，８８ｂのいずれかにその線材１７を接触させることにより、その接触する部分を巻線時における線材１７の揺動中心として、その線材１７の揺動に起因する振れ幅を減少させることができる。よって、図８に示すように、一方のボビン１３に線材１７を巻回させる際に上下の制限部材８８ａ，８８ｂのいずれか一方にその線材１７を接触させた場合、その他方のボビン１３に線材１７を巻回させる際に上下の制限部材８８ａ，８８ｂのいずれか他方にその線材１７を接触させて屈折させることも可能となる。してみると、制限部材８８として上下の制限部材８８ａ，８８ｂを設けたこの実施の形態では、他方のボビン１３に線材１７を巻回させる方向を一方のボビン１３の巻回方向と逆方向にすることも可能となり、整列巻きを維持しつつボビン１３毎に線材１７の巻回方向を異ならせることができる。

この実施の形態では、２つのコイル１６が連続する場合を示し、第２コイル１６から引き出された線材１７をカッタ９０（図１）等を用いて所定の長さに切断し、その後スピンドル２１から取り外すことにより図１０に示す２つのコイル１６，１６がチューブ１９により保護された線材１７から成る渡り線を介して連続する連続コイルを得る。即ち、チューブ嵌入工程において予めチューブ１９を線材１７に嵌入し、ボビン１３の巻線工程とチューブ被覆工程を交互に繰り返す本発明の製造方法により、所望の数のコイル１６がチューブ１９により保護された渡り線を介して連なる図１０に示すような連続コイルを得ることができる。

この連続コイルは、図１２に示すように、後に、渡り線で連結された状態で円環状に並べられ、それらを相互に連結固定することになるけれども、各コイル１６間の保護チューブ１９で保護された線材１７からなる渡り線を引き回す作業中にその渡り線が他の部材、例えば隣接する金属製のコア片１１と接触しても、チューブ１９で保護されているのでその線材１７の表面が損傷するようなことはない。よって、本発明の巻線用線材供給機２０及びそれを用いた連続コイルの製造方法により得られた連続コイルでは、その後の渡り線を引き回す作業に払う注意力が減少してその引き回し作業の効率を向上させることができ、ステータ１０を低コスト化するとともに、チューブ１９で保護することにより渡り線を構成する線材１７の表面が損傷することもないので、得られたステータ１０の信頼性を十分に高めることができる。

なお、上述した実施の形態では、被巻線部材として、コア片１１を樹脂成形型に入れて絶縁性樹脂を注入するアウトサート成形により形成されたインシュレータ１２におけるボビン１３を用いて説明したが、この被巻線部材は、アウトサート成形により形成されたボビンに限られない。例えば、コア片１１と別に樹脂成型品からなる分割形のボビンを準備し、コア片１１のティース１１ａをステータ１０の中心軸線方向の両側からその分割形のボビンにより覆うようなものであっても良く、ティース１１ａに絶縁紙を巻回させたコア片１１自体を被巻線部材としても良い。

また、上述した実施の形態では、２個のボビン１３を準備し、この２個のボビン１３に巻線を行い、２個のコイルが連なる連続コイルが製造される例を示したが、連続コイルは３個又は４個又は５個以上のコイルが連なるものであっても良い。この場合、コイルの数に対応する数の被巻線部材１３を準備し、この複数の被巻線部材１３の間に補助具２１ｃをそれぞれ介装して所定の間隔を保持させ、この状態で両側を挟持することによりスピンドル２１に装着する。そして、チューブ嵌入工程において被巻線部材１３の個数より１つ少ない数のチューブ１９を線材１７に直列的に嵌入し、被巻線部材１３の巻線工程とチューブ被覆工程を繰り返し行うことにより、所望の数のコイル１６が連なる連続コイルを得ることができる。

この場合には、チューブ嵌入工程において２本以上のチューブ１９を予め線材１７に嵌入させることになるけれども、図４に示すように巻線工程においてチューブ１９は必ず一対の側壁８１，８２に当接することになる。従って、チューブ被覆工程において、チューブ１９を繰出し装置６３により引き出す場合には、Ｚ軸方向出没アクチュエータ６４の出没軸６４ａを突出させたときにその先端部が直列的に嵌入されたチューブ１９とチューブ１９の境に入り込むようにすることにより、被巻線部材側のチューブ１９のみを移動させることができる。このため、コイル１６から引き出された線材１７をチューブ１９により被覆した段階で、その他のチューブ１９を一対の側壁８１，８２と通過板６１の間に残存させることができる。その残存するチューブは、次に別のコイル１６を形成する巻線工程において、一対の側壁８１，８２に当接するので、その残存するチューブ１９を次に形成されたコイル１６から引き出された線材１７を被覆するチューブ１９とすることができる。即ち、本発明では、予め線材１７に嵌入された２本以上のチューブ１９をコイル１６毎に移動させることにより、３個又は４個又は５個以上のコイルが連なる連続コイルであっても、コイル毎に引き出された線材１７をそれぞれチューブ１９により被覆することが可能となる。

また、上述した実施の形態では、制限部材８８が下制限部材８８ｂと上制限部材８８ａを備える場合を説明したが、巻線時に線材１７を屈折させて線材１７の揺動する部分の長さを短くする必要が無い場合には、この制限部材８８を設けることを必要としない。また、この制限部材８８を設ける場合であっても、複数の被巻線部材１３の全ての巻線方向が同一であるような場合には、その線材１７を屈折させる方向も同一とし得るので、下制限部材８８ｂ又は上制限部材８８ａのいずれか一方を制限部材８８としても良い。

更に、上述した実施の形態では、上下の制限部材８８ａ，８８ｂとして線材１７が接触する外周面が研磨された断面円形の丸ピンを例示したが、線材１７にダメージを与えることなく滑らかに繰出すことができる限り、この制限部材８８ａ，８８ｂは線材１７を周囲に掛け回した状態で回転可能に一対の側壁８１，８２のいずれか一方又は双方に設けられたプーリであっても良い。

１３ ボビン（被巻線部材）
１７ 線材
１６ａ 第１コイル
１６ｂ 第２コイル
１９ 保護チューブ
２１ スピンドル
２２ 移動台
８１ 一方の側壁
８２ 他方の側壁
８８ 制限部材

Claims (4)

1. 複数の被巻線部材(13)が取付けられ中心軸を中心に回転して供給源から繰出される線材(17)を前記複数の被巻線部材(13)に順次巻回してコイル(16a,16b)を形成するスピンドル(21)と、
   前記スピンドル(21)に対して３軸方向に移動可能に構成された移動台(22)と、
   前記移動台(22)に前記中心軸と平行に相対移動可能に設けられた一対の側壁(81,82)と、
   前記側壁(81,82)の前記スピンドル側に設けられた上制限部材(88a)と下制限部材(88b)とを備え、
   前記一対の側壁(81,82)には前記線材(17)が挿通され、
   前記一対の側壁(81,82)は相対移動して前記線材(17)に嵌入された保護チューブ(19)の通過を禁止する接近状態と前記保護チューブ(19)の通過を許容する離間状態の双方を形成可能に構成され、
   離間状態の前記一対の側壁(81,82)の間を通過した前記保護チューブ(19)は前記複数の被巻線部材(13)におけるコイル(16a,16b)間の前記線材(17)からなる渡り線を被覆するように構成され、
   前記上制限部材(88a)と前記下制限部材(88b)は前記線材(17)の挿通方向に直交する方向の移動を制限するものである
   ことを特徴とする巻線機。
2. 線材(17)に保護チューブ(19)を嵌入するチューブ挿入機(71)を更に備えた請求項１記載の巻線機。
3. 線材(17)に嵌入された保護チューブ(19)を繰出し可能な繰出し装置(63)が移動台(22)に設けられた請求項１又は２記載の巻線機。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の巻線機を用いる連続コイルの製造方法であって、
   供給源から繰出される線材(17)に保護チューブ(19)を嵌入するチューブ嵌入工程と、
   前記保護チューブ(19)の通過を禁止する接近状態にある一対の側壁の間に挿通された前記線材(17)をスピンドル(21)に取付けられた複数の被巻線部材(13)の１つに巻回させて第１コイル(16a)を得る第１巻線工程と、
   前記一対の側壁(81,82)を離間状態とし、その間に前記保護チューブ(19)を通過させ前記被巻線部材(13)から引き出された線材(17)から成る渡り線を前記保護チューブ(19)により被覆するチューブ被覆工程と、
   前記一対の側壁(81,82)を再び接近状態として前記一対の側壁(81,82)の間に挿通された線材(17)を前記スピンドルに取付けられた別の被巻線部材(13)に巻回させて第２コイル(16b)を得る第２巻線工程と、
   を含む連続コイルの製造方法。

Images