JP6173093B2 - 巻線装置及び巻線方法 - Google Patents

Description

本発明は、巻線されるティースの個数と同じ数だけの複数のノズルを有する巻線装置及びその複数のノズルから各ティース間のスロットにそれぞれ線材を同時に繰出して、各ノズルに対応する所定の２つのスロットの間にそれぞれ同時に線材を巻線する巻線方法に関するものである。

従来、例えば、車両等に搭載されるモータとしては、ブラシレスモータがある。このブラシレスモータは、モータハウジングに内嵌固定されているステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータとを有している。このステータやロータには、放射状に突設された複数のティースが形成され、各ティース間には、径方向内側や外側に開口するスロットがそれぞれ形成される。そしてこれらスロットを介して、複数のティースに集中巻方式や分布巻方式によって線材が巻線されるようになっている。

ところで、モータの高効率化や小型化などを図るためには、巻線の占積率を向上させることが有効である。とりわけ、巻線は２つのスロットの間に行われるものであるので、この巻線は、一方のスロットルに線材を挿入した後、その線材を折り返して他方のスロットルに再び線材を挿入することになる。すると一方のスロットルから他方のスロットルに渡る渡り線が膨らむと、その小型化は困難となる。

そこで、巻線されるティースの個数と同じ数だけの複数のノズルを放射状に設け、その複数のノズルから各ティース間のスロットにそれぞれ線材を同時に繰出して、各ノズルに対応する所定の２つのスロットの間にそれぞれ同時に線材を巻線する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この技術では、複数のノズルから同時に線材が繰出されるので、渡り線を形成するにあたって、複数のノズルが径方向内側へと移動すると、各渡り線が径方向内側へと押さえつけられ、互いに徐々に径方向内側に変位しながら絡み合った状態になる。このようにすることで、渡り線が膨らむようなことは防止され、巻線の占積率を向上させ得るとしている。

特開２０１１−９１８８５号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、ティースの個数と同じ数だけの複数のノズルを設け、その複数のノズルから各ティース間のスロットにそれぞれ線材を同時に繰出しているので、そのノズルに線材を供給する線材供給源もそのノズルの数だけ必要になる。ここで、一般的に線材はスプールに巻回された状態で蓄えられ、そのスプールから線材を解きほぐすことにより供給可能となり、巻線するためにはスプールから操出された線材を真っ直ぐにする必要もある。このため、線材供給源は、少なくとも線材が巻回されたスプールと、その線材を真っ直ぐに伸ばす伸張機を必要とする。よって、このように線材が巻回されたスプールや伸張機をノズルの数だけ準備してノズルの周囲に配置するので、装置が大型化する不具合があった。

特に、出力が比較的大きなモータに使用されるステータやロータに形成されるティースの数は、２０本を超えるものが多い。このため、そのようなステータやロータに巻線するために、２０個以上のスプールや伸張機を準備して、それらを２０本以上もあるノズルの周囲に配置することは、巻線装置自体が著しく大型化して、比較的広い設置場所を必要とする不具合がある。

本発明の目的は、複数のノズルを設けるにも係わらず、スプールや伸張機の数を減らして小型化し、広い設置場所を不要とし得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。

本発明は、ティースの個数と同じ数だけのノズルが放射状に設けられ、複数のノズルから各ティース間のスロットにそれぞれ線材を同時に繰出して、各ノズルに対応する所定の２つのスロットの間に、それぞれ同時に線材を巻線する巻線装置の改良である。

その特徴ある構成は、単一のスプールから繰出された線材を所定の長さで操出して切断する線材操出し切断手段と、線材操出し切断手段により得られた所定長さの線材を複数のノズルの数と同じ数まで集めて放射状に配置する蓄線手段と、放射状に配置された複数の線材を蓄線手段から複数のノズルにまで案内する線材運搬手段とを備えたところにある。

この巻線装置では、線材操出し切断手段が複数設けられ、蓄線手段は複数の線材操出し切断手段により得られた所定長さの線材をノズルの数と同じ数まで集めて放射状に配置するように構成されることが好ましく、線材が被覆導線である場合には、操出される線材の被覆を除去する被覆除去装置を線材操出し切断手段に設けることもできる。

別の本発明は、ティースの個数と同じ数だけ放射状に設けられた複数のノズルから各ティース間のスロットにそれぞれ線材を同時に繰出して、各ノズルに対応する所定の２つのスロットの間にそれぞれ同時に線材を巻線する巻線方法の改良である。

その特徴ある点は、線材を巻線している間に単一のスプールから繰出されて巻線に必要な所定長さに切断された線材を複数のノズルの数と同じ数まで集めて放射状に配置する蓄線工程が行われ、線材の巻線の後に、放射状に配置された複数のノズルの個数と同じ数の所定長さの線材を複数のノズルにまで案内する線材運搬工程が行われるところにある。

本発明の巻線装置及び巻線方法では、単一のスプールから繰出された線材を所定の長さで操出して切断する線材操出切断手段を備え、それにより得られた複数の線材を線材運搬手段により複数のノズルにまで案内するので、ノズルの数に等しい数のスプールや伸張機を必要としない。よって、ノズルの数に等しい数のスプールや伸張機を必要としていた従来に比較して、装置は小型になり、広い設置場所を不要とすることができる。

線材操出切断手段を複数設け、蓄線手段は複数の線材操出切断手段により得られた所定長さの線材をノズルの数と同じ数まで集めて放射状に配置するようにすれば、巻線工程に係る時間内において、ノズルの数に等しい数の所定長さの線材を確実に準備することが可能となる。この場合であっても、線材操出切断手段の数をノズルの数未満とすることにより、装置は小型になり、広い設置場所を必要とすることはない。また、蓄線手段を備えることにより、巻線工程と同時に蓄線工程を行うことで、生産性を向上させることができる。

線材操出切断手段によって線材を操出す際に、その後に線材の接続されることになる部位の被覆を被覆除去装置により除去するようにすれば、その後の線材の接続作業を比較的容易に行うことが可能になる。

本発明実施形態における巻線装置の正面図である。 その蓄線手段を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 その線材運搬手段を示す図１のＢ−Ｂ線断面図である。 その蓄線手段と線材運搬手段の関係を示す図１のＣ−Ｃ線断面図である。 その複数のノズルの配置状態を示す図１のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 その装置の巻線手段側における側面図である。 図６のＥ−Ｅ線拡大断面図である。 その線材運搬手段により線材が複数のノズルの上方にまで運搬された状態を示す図７に対応する拡大断面図である。 その線材運搬手段により線材が複数のノズルの延長線上にまで運搬された状態を示す図７に対応する拡大断面図である。 その線材運搬手段により線材が複数のノズルに挿入された状態を示す図７に対応する拡大断面図である。 その線材が複数のノズルに挿入された後の線材運搬手段が上昇した状態を示す図７に対応する拡大断面図である。 その巻線装置により一方のスロットルに線材が挿入されたロータの側面図である。 その巻線装置により一方のスロットルに挿入された線材を折り返して他方のスロットルに再び線材を挿入して巻線が完了したロータの図１２に対応する側面図である。 その巻線装置により巻線が完了したロータの渡り線の状態を示す底面図である。

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１〜図１１に、本発明の巻線装置２０を示す。この実施の形態における巻線装置２０は、巻線の対象がモータに使用されるロータである場合を示す。

図１２〜図１４に示すように、このロータ１０は、放射状に突設された複数のティース１１を有しており、各ティース１１間には、径方向外側に開口するスロット１２がそれぞれ形成される。そして、巻線装置２０は、これらスロット１２を介して、複数のティース１１に線材１６を実際に巻線させる巻線手段２１と、線材操出切断手段６１と、蓄線手段７１と、線材運搬手段８１を有する。

図１、図５〜図７に示すように、巻線装置２０における巻線手段２１は、巻線対象とするロータ１０のティース１１の個数と同じ数だけのノズル２２を備える。この実施の形態では、巻線対象とするロータ１０は２０個以上のティース１１が放射状に設けられたものである場合を示す。これにより、巻線手段２１は２０本以上の放射状に設けられたノズル２２を備える。

巻線手段２１におけるノズル２２は水平な水平基板２３を介して放射状に配置され、その水平基板２３は４本の支柱２４を介して浮上して支持される。４本の支柱２４は台板２６に立設され、この台板２６には巻線手段２１を移動させるためのローラ２７とその移動を禁止する支持脚２８が設けられる。

図７に示すように、水平基板２３の略中央には、巻線対象とするロータ１０が通過可能な中央孔２３ａが形成され、その中央孔２３ａを包囲するリング部材２９が水平基板２３上に設けられ、リング部材２９には水平基板２３と平行なドーナツ状の取付円板３１が取付けられる。この取付円板３１の中央には、水平基板２３の中央孔２３ａと同軸の丸孔３１ａが形成され、複数のノズル２２はこの丸孔３１ａを中心として放射状に取付円板３１上に設けられる。

取付円板３１には、先ずレール３２が放射状に設けられ、それらのレール３２には移動台３３が移動可能に設けられる。

移動台３３は、丸孔３１ａを中心に放射状を成すように細長く形成され、その内端部３３ａにノズル２２が設けられる。また移動台３３の外端部には、ノズル２２に先端が挿通された線材１６の中間又は基端側を支持する支持部３３ｂが形成される。

リング部材２９の外周にはカム板３４が嵌入され、カム板３４は取付円板３１の丸孔３１ａを中心に水平面内において回転可能に構成される。移動台３３の外周側における支持部３３ｂには、その下端から下方に延びるカムフォロア３３ｃが設けられ、カム板３４にはそのカムフォロア３３ｃが進入するカム溝３４ａが形成される。図５に示すように、カム板３４に形成されるカム溝３４ａは、丸孔３１ａを中心に周方向にノズル２２の数と同じ数だけ等角度に形成される。

図７に戻って、カム板３４には丸孔３１ａを中心とする平ギヤ３４ｂが設けられ、この平ギヤ３４ｂに歯合して、その平ギヤ３４ｂとともにカム板３４を回転させるノズル駆動モータ３６が水平基板２３に設けられる。そして、このノズル駆動モータ３６によりカム板３４が回転すると、カム溝３４ａに進入したカムフォロア３３ｃがそのカム溝３４ａに沿って移動し、放射状に設けられた複数の移動台３３を同時に内側又は外側に移動させるように構成される。

ここで、各移動台３３に対応して水平基板２３に設けられた、図７の符号で示す３７は、線材１６の有無を検出するセンサ３７である。また、水平基板２３の下面に設けられた、図７の符号で示す３８は、線材１６が巻線されたロータ１０の端子装着部をかしめるかしめ部材３８であって、図７の符号で示す３９は、そのかしめ部材を稼動させるかしめ用モータ３９である。

図１、図６及び図７に示すように、この巻線手段２１は、巻線対象とするロータ１０を複数のノズル２２により囲まれる丸孔３１ａの下方にまで搬送するロータ搬送手段４０と、搬送されたロータ１０を昇降させるロータ昇降手段４５と、それにより上昇したロータ１０の上方を支持するとともに、線材１６の巻き初め端部１６ａ（図１２及び図１３）を咬持するロータ支持手段５０を有する。

ロータ昇降手段４５は、取付円板３１の丸孔３１ａの下方に鉛直方向に延びて設けられた昇降ロッド４６と、その昇降ロッド４６の下部を枢支して４本の支柱２４に昇降可能に設けられた枢支昇降板４７と、枢支昇降板４７より下方の４本の支柱２４に昇降不能に設けられた固定板４４と、その固定板４４に設けられてその枢支昇降板４７を昇降ロッド４６とともに昇降させるロッド昇降モータ４８と、その昇降ロッド４６を回転させる回動モータ４９とを備える。

一方、ロータ搬送手段４０は、ロータ１０を支持可能な支持台４１と、その支持台４１が先端に取り外し可能に設けられた３本のアーム４２を備え、そのアーム４２は先端を外側にして放射状に設けられる。

固定板４４にはこの３本のアーム４２を回転させて、それぞれのアーム４２の先端に設けられた支持台４１にロータ１０を搭載した状態で周方向に搬送する搬送モータ４３が設けられ、搬送モータ４３の回転軸４３ａ上に３本のアーム４２の基端が取付けられる。

この３本のアーム４２は水平基板２３より下方の水平面内において回転することにより、そのうちの一方の先端の支持台４１に支持されたロータ１０は、取付円板３１の丸孔３１ａの下方に位置し、この下方まで案内されたロータ１０を、昇降手段における昇降ロッド４６を上昇させると、昇降ロッド４６の上端に支持台４１が搭載され、その状態で昇降ロッド４６が更に上昇することにより、支持台４１とともに上昇するロータ１０を丸孔３１ａに通過可能に構成される。

ロータ支持手段５０は、支柱２４の上端に取付けられた固定台５１と、その固定台５１と水平基板２３との間の支柱２４に昇降可能に設けられた昇降台５２と、その昇降台５２に枢支されて丸孔３１ａを通過して上昇したロータ１０の上部を上方から押さえる押さえ部材５３と、固定台５１に設けられてその昇降台５２を昇降させる押さえ昇降モータ５４と、その押さえ部材５３を回転させる回転モータ５５とを備える。

なお、図示しないが、押さえ部材５３には、複数のノズル２２から操出される全ての線材１６の巻き初め端部１６ａ（図１２及び図１３）を咬持する咬持機構が設けられる。

図１に示すように、本発明の巻線装置２０は、単一のスプール１７から繰出された線材１６を所定の長さで操出して切断する線材操出切断手段６１を備える。スプール１７には線材１６が巻回されて貯線され、このスプール１７が線材１６の供給源となる。

この実施の形態における線材１６は被覆導線であって、断面が円形を成すいわゆる丸線が用いられる。けれども、この線材１６は断面が方形を成すいわゆる角線であっても良い。

そして、線材操出切断手段６１は、この様の貯線されたスプール１７と、そのスプール１７から引き出された線材１６を真っ直ぐにする伸張機６２を備える。

巻線手段２１における台板２６の近傍には、その台板２６に隣接して箱台６０が設けられ、台板２６の反対側における箱台６０の近傍にスプール１７が設置される。

そして、伸張機６２は箱台６０の上面からスプール１７の上方に突出して設けられた鉛直板６２ａと、その鉛直板６２ａに設けられ、スプール１７から上方に操出された線材１６を巻線手段２１に向けて水平方向に転向させる転向プーリ６２ｂと、水平方向に転向した線材１６を上下方向から挟んで、その上下方向の曲がりを正す鉛直方向矯正プーリ６２ｃと、水平方向に転向した線材１６を水平方向両側から挟んで、その水平方向の曲がりを正す水平方向矯正プーリ６２ｄを備える。なお、この箱台６０にも、これを移動させるためのローラ２７とその移動を禁止する支持脚２８が設けられる。

線材操出切断手段６１は、伸張機６２により巻線手段２１方向に転向して真っ直ぐにされた線材１６を把持するチャック機構６３と、そのチャック機構６３を伸張機６２側から巻線手段２１側へと移動させる線材移動アクチュエータ６４と、線材移動アクチュエータ６４の巻線手段２１側端縁に設けられてエア圧によりその線材１６を切断するニッパ装置６５とを備える。

線材移動アクチュエータ６４は、伸張機６２側から巻線手段２１側へ延びるハウジング６４ａと、そのハウジング６４ａ内部に長手方向に延びて設けられたネジ軸６４ｂと、そのネジ軸６４ｂに螺合してハウジング６４ａの長手方向に移動可能に設けられた可動台６４ｃと、その搬送ネジ軸６４ｂを回転させるサーボモータ６４ｄとを有し、チャック機構６３はその可動台６４ｃに取付けられる。

チャック機構６３は、可動台６４ｃに取付けられた本体部６３ａと、その本体部６３ａから上方に突出して実際に線材１６を把持する一対の把持片６３ｂ，６３ｂ（図２）を有し、線材移動アクチュエータ６４のサーボモータ６４ｄが駆動して搬送ネジ軸６４ｂが回転すると、それに螺合する可動台６４ｃがネジ軸６４ｂの長手方向に移動して、その可動台６４ｃとともに移動するチャック機構６３が線材１６を把持することにより、線材１６をその移動量だけ操出すように構成される。

そして、線材移動アクチュエータ６４の巻線手段２１側端縁に設けられたニッパ装置６５はエア圧により閉じる常開の切断刃６５ａ，６５ａ（図２）を有し、線材移動アクチュエータ６４によるチャック機構６３の移動により、所定の長さ操出された線材１６をエア圧により一対の切断刃６５ａ，６５ａにより挟持することにより切断するように構成される。

また、ニッパ装置６５の巻線手段２１側には、ニッパ装置６５により切断された線材１６を把持してそのニッパ装置６５から引き離す線材把持移動装置６６が設けられる。この線材把持移動装置６６は、チャック機構６３が移動して所定の長さに操出され、ニッパ装置６５を超えた線材１６を把持するものであって、ニッパ装置６５はその線材把持移動装置６６とチャック機構６３の間の線材１６を切断するように構成される。

そして、線材把持移動装置６６は、その切断の際にニッパ装置６５から巻線手段２１側に突出した線材１６、即ち、所定の長さに操出された線材１６を把持する一対の挟持片６６ａ，６６ａ（図２）を有し、ニッパ装置６５により線材１６が切断された後には、その所定の長さの線材１６を把持する一対の挟持片６６ａ，６６ａをニッパ装置６５から引き離す流体圧シリンダ６６ｃを有する。

また、この実施の形態では、線材１６が被覆導線であるので、操出される線材１６の被覆を除去する被覆除去装置６７が線材操出切断手段６１に設けられる。この被覆除去装置６７は回転する刃によりその被覆を除去する市販の被覆除去機６７ａと、その被覆除去機６７ａを移動させる被覆除去用アクチュエータ６７ｂとを備える。

この被覆除去用アクチュエータ６７ｂは、チャック機構６３を移動させる線材移動アクチュエータ６４と同一構造であり、この被覆除去用アクチュエータ６７ｂにより線材１６の延長方向に延びて被覆除去機６７ａを移動可能に構成される。この被覆除去用アクチュエータ６７ｂはチャック機構６３を移動させる線材移動アクチュエータ６４と伸張機６２との間に設けられ、被覆除去機６７ａは、その被覆除去用アクチュエータ６７ｂにより移動した量だけ被覆を除去するように構成される。

また、本発明の巻線装置２０は、線材操出切断手段６１により得られた所定長さの線材１６を巻線手段２１における複数のノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置する蓄線手段７１と、蓄線手段７１において放射状に配置された複数の線材１６を、その蓄線手段７１から巻線手段２１における複数のノズル２２にまで案内する線材運搬手段８１とを備える。

図１，図２及び図４に示すように、蓄線手段７１は、円板７２と、その円板７２を回転させるインデックスモータ７３を備え、インデックスモータ７３は線材操出切断手段６１と巻線手段２１の間の箱台６０上に設けられる。インデックスモータ７３はその回転軸７３ａを上方に突出させた状態で箱台６０に取付けられ、その回転軸７３ａに円板７２が同軸に取付けられる。この円板７２には、その中央に円柱部材７４が設けられ、その円柱部材７４を中心にしてノズル２２の数に等しい複数の線材１６を放射状に把持するための把持機構７７，７８が設けられる。

図２に詳しく示すように、把持機構７７，７８は、先端が円柱部材７４の周囲に当接して放射状を成し、ノズル２２の数に等しい複数の線材１６をそれぞれ２カ所で保持するものであって、円柱部材７４側に設けられた内支持部材７７と、円板７２の外周側に設けられた外支持部材７８を備える。

内支持部材７７と外支持部材７８は同一構造であって、線材１６が進入する溝がそれぞれ形成され、放射状に配置された状態で、その溝の円板７２の外周側には、外側に向かって溝の幅が拡大するように形成される。

また、外支持部材７８近傍の円板７２上には、内支持部材７７と外支持部材７８との間の線材１６に水平方向から弾性接触させる板バネ７９が設けられ、この板バネ７９は、線材１６に弾性接触して内支持部材７７と外支持部材７８との間に掛け渡された線材１６の長手方向の移動を防止するように構成される。

この実施の形態では、線材操出切断手段６１が２つ設けられ、蓄線手段７１はこれら２つの線材操出切断手段６１により得られた所定長さの線材１６をノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置するように構成される。

即ち、図２に詳しく示すように、２つの線材操出切断手段６１は、円板７２上に放射状に設けられて周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８に所定の長さの線材１６を操出すように構成され、その周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８に所定の長さの線材１６が把持された後に、インデックスモータ７３（図１）は円板７２を回転させて、周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８を新たに２つの線材操出切断手段６１に対向させる。そして、２つの線材操出切断手段６１は、新たに対向した周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８に所定の長さの線材１６を再び操出す。

このようなことを繰り返すことにより、蓄線手段７１は２つの線材操出切断手段６１により得られた所定長さの線材１６をノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置するように構成される。

図１，図３，図４，図６に示すように、線材運搬手段８１は、蓄線手段７１における円板７２上に放射状に配置された複数の線材１６を、その蓄線手段７１から巻線手段２１における複数のノズル２２にまで案内するものであって、放射状に配置された複数の線材１６を同時に把持する把持装置８２と、その把持装置８２により把持された複数の線材１６を巻線手段２１にまで案内する移動手段８３とを有する。

移動手段８３は箱台６０上に円板７２を挟むように設けられた４本の鉛直支持棒８４（図３，図４）によってその円板７２上に水平に設けられた延長板８５を備える。この延長板８５は、円板７２の上方から巻線手段２１における水平基板２３上にまで延びて設けられ、延長板８５には、その下面に円板７２の上方から巻線手段２１における水平基板２３上にまで延びるレール８６が取付けられる。このレール８６には可動板８７が取付けられ、この可動板８７に螺合するボールネジ８８が延長板８５の下面側に設けられる。

円板７２上方における延長板８５の上面には、そのボールネジ８８を回転させる駆動モータ８９が取付けられ、ボールネジ８８が正転または逆転することにより可動板８７が円板７２の上方から巻線手段２１における水平基板２３上にまでを往復移動可能に構成される。

可動板８７には、その下面に流体圧シリンダ９１を介して昇降板９２が取付けられ、昇降版に把持装置８２が設けられる。

図３及び図４に示すように、把持装置８２は放射状の複数の線材１６を同時に把持する複数のチャックシリンダ８２ａと、そのチャックシリンダ８２ａを放射状に移動させる放射状シリンダ８２ｂを備え、放射状シリンダ８２ｂが昇降板９２の下面に取付けられる。放射状シリンダ８２ｂはその出没軸８２ｃを内側に向けて取付けられ、その出没軸８２ｃにチャックシリンダ８２ａが取付けられる。

そして、昇降板９２を下降させると、蓄線手段７１における内支持部材７７と外支持部材７８との間にチャックシリンダ８２ａが進入し、その間の線材１６を把持した状態で昇降板９２を上昇させると、蓄線手段７１における板バネ７９の付勢力に抗して線材１６を上昇させるように構成される。

そして、その状態で、駆動モータ８９によりボールネジ８８を回転させることにより、その昇降板９２とともに可動板８７を円板７２の上方から巻線手段２１における水平基板２３上にまで移動することになり、これにより、放射状に配置された複数の線材１６を蓄線手段７１から複数のノズル２２にまで案内可能に構成される。

次に、上記巻線装置２０を用いた本発明の巻線方法について説明する。この巻線装置２０における動作は、箱台６０の内部に搭載された図示しないコントローラによって自動制御されるものとする。本発明の巻線方法は、ティース１１の個数と同じ数だけ放射状に設けられた複数のノズル２２から各ティース１１間のスロット１２にそれぞれ線材１６を同時に繰出して、各ノズル２２に対応する所定の２つのスロット１２の間にそれぞれ同時に線材１６を巻線する巻線方法の改良である。

その特徴ある点は、線材１６を巻線している間に巻線に必要な所定長さの線材１６を複数のノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置する蓄線工程が行われ、線材１６の巻線の後に、放射状に配置された複数のノズル２２の個数と同じ数の所定長さの線材１６を複数のノズル２２にまで案内する線材運搬工程が行われるところにある。そして、線材１６として被覆導線を用いるこの実施の形態では、蓄線工程において、被覆導線からなる線材１６の被覆を除去する被覆除去が行われるものとする。以下に各工程を詳説する。

＜蓄線工程＞
この蓄線工程にあっては、所定長さの線材１６を複数のノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置する。線材１６の所定の長さとは、単一のノズル２２が巻線対象であるロータ１０に線材１６を巻線させた場合に必要な長さであって、この所定の長さの線材１６は、線材操出切断手段６１により得ることができ、その所定の長さの線材１６を集めるのは蓄線手段７１により行われる。

図２に示すように、この実施の形態では、線材操出切断手段６１が２つ設けられるので、先ず、その２つの線材操出切断手段６１は、蓄線手段７１における円板７２上に放射状に設けられて周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８に所定の長さの線材１６を操出す。すると、それらの線材１６は、円板７２に設けられた外支持部材７８の溝を通過し、内支持部材７７の溝を更に通過することになる。

そして、外支持部材７８と内支持部材７７との間に掛け渡された線材１６には、水平方向から板バネ７９が弾性接触して線材１６の長手方向の自由な移動は防止される。

ここで、線材１６の操出しにあっては、その操出しと同時に被覆導線からなる線材１６の一部の被覆を除去する被覆除去が行われる。被覆の除去は、得られた所定長さの線材１６がその後ロータ１０に巻線されて電気的な接続が必要とされる部位において行われる。この被覆の除去は、線材１６を通過させた被覆除去機６７ａを稼動しつつ、それを被覆除去用アクチュエータ６７ｂにより所定の範囲に移動させることにより行われる。

所定の長さの線材１６を操出した線材操出切断手段６１は、その操出された線材１６をニッパ装置６５により切断する。そのとき、線材操出切断手段６１における線材把持移動装置６６は、ニッパ装置６５により切断された線材１６を把持してそのニッパ装置６５から水平方向に引き離し、外支持部材７８と内支持部材７７との間に掛け渡された線材１６を、板バネ７９の付勢力に抗して移動させ、その先端を円柱部材７４に当接させる。これにより、蓄線手段７１における円板７２の周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８に所定の長さの線材１６を把持させることができる。

円板７２の周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８に所定の長さの線材１６が把持された後には、インデックスモータ７３は円板７２を回転させて、周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８を新たに２つの線材操出切断手段６１に対向させる。

そして、２つの線材操出切断手段６１は、新たに対向した周方向に隣接する２つの把持機構７７，７８に所定の長さの線材１６を再び操出して切断し、線材把持移動装置６６は、その切断された所定の長さの線材１６を把持してニッパ装置６５から引き離し、線材１６の先端を円柱部材７４に当接させる。

このようなことを繰り返すことにより、図２に示すように、２つの線材操出切断手段６１により得られた所定長さの線材１６をノズル２２の数と同じ数まで集めて円板７２上に放射状に配置して蓄線する。

特に、この実施の形態では、線材把持移動装置６６により、円柱部材７４の外周面に複数の線材１６の先端を当接させるので、集められた複数の線材１６は中心からの位置がずれること無く放射状に配置されることになる。

＜線材運搬工程＞
この工程では、蓄線工程において放射状に配置された複数のノズル２２の個数と同じ数の所定長さの線材１６を複数のノズル２２にまで案内する。

この工程は線材運搬手段８１により行われ、その可動板８７を円板７２上方に位置させて、流体圧シリンダ９１により昇降板９２を下降させる。

そして、蓄線手段７１における内支持部材７７と外支持部材７８との間にチャックシリンダ８２ａを進入させ、その間の線材１６をチャックシリンダ８２ａに把持させる。その後、そのようにチャックシリンダ８２ａが線材１６を把持した状態で昇降板９２を上昇させ、蓄線手段７１における板バネ７９の付勢力に抗して線材１６を上昇させる。

その後、駆動モータ８９によりボールネジ８８を回転させて、昇降板９２とともに可動板８７を円板７２の上方から巻線手段２１における水平基板２３上にまで移動させる。

昇降板９２に設けられた複数のチャックシリンダ８２ａは、ノズル２２の数に等しい数の所定の長さの線材１６が放射状を成す状態で把持するので、これらの線材１６は放射状を成した状態で複数のノズル２２の上方にまで案内されることになる。ここで、線材１６を把持するチャックシリンダ８２ａは、放射状シリンダ８２ｂにより円板７２の外周方向にチャックシリンダ８２ａを位置させた状態で線材１６の把持が行われ、その後の移動が行われるものとする。

一方、巻線手段２１側にあっては、図８に示すように、ノズル駆動モータ３６によりカム板３４を回転させて、放射状に設けられた複数の移動台３３を中央に集めるように移動させ、複数のノズル２２が描く円を小さくし、複数のノズル２２の外端が描く外端円より、放射状に並べられた複数の線材１６の内端が描く内端円を大きくしておく。

この状態で、線材運搬手段８１における流体圧シリンダ９１により昇降板９２を放射状の線材１６とともに下降させ、図９に示すように、各ノズル２２の延長線上に各線材１６を位置させる。

その後、図１０に示すように、ノズル駆動モータ３６によりカム板３４を回転させて、放射状に設けられた複数の移動台３３を外側に膨らむように移動させ、それとともに、線材１６を把持するチャックシリンダ８２ａを、放射状シリンダ８２ｂにより中央に寄せて、放射状に配置された全ての線材１６を各ノズル２２に挿通させる。

その後、チャックシリンダ８２ａによる線材１６の把持を解消させて、図１１に示すように、線材運搬手段８１における流体圧シリンダ９１により昇降板９２を再び上昇させ、その昇降板９２を可動板８７とともに蓄線手段７１における円板７２の上方にまで戻す。これにより、巻線手段２１における巻線工程において、この可動板８７及び昇降板９２が邪魔になるようなことを回避する。

＜巻線工程＞
この工程では、巻線対象のティース１１の個数と同じ数だけ放射状に設けられた複数のノズル２２から各ティース１１間のスロット１２にそれぞれ線材１６を同時に繰出して、各ノズル２２に対応する所定の２つのスロット１２の間にそれぞれ同時に線材１６を巻線する。

巻線対象は、図１２に示すように、モータに使用されるロータ１０であって、回転軸の周囲に放射状に突設された２０本以上のティース１１を有するものとする。そして、このロータ１０には、線材１６の巻き初め及び巻き終わりを収容する保持部１３が形成されるものとする。

この巻線の対象となるロータ１０は、保持部１３を上側にしてロータ搬送手段４０における支持台４１に搭載され、その状態で搬送モータ４３がアーム４２を回転させ、それによりロータ１０を支持台４１に支持された状態で取付円板３１の丸孔３１ａの下方にまで搬送する。

その後、ロータ昇降手段４５における昇降ロッド４６を上昇させ、昇降ロッド４６の上端に支持台４１を搭載し、更に昇降ロッド４６を上昇させることにより、図７に示すように、ロータ１０を丸孔３１ａに通過させて、複数のノズル２２が包囲する位置にまで案内する。

一方、ロータ支持手段５０は、上昇したロータ１０の上部を上方から押さえ部材５３により押さえ、巻線対象であるロータ１０の鉛直方向の位置を定め、かつその位置がずれることを防止する。それとともに、押さえ部材５３は、複数のノズル２２から操出される全ての線材１６の巻き初め端部を咬持して、その巻初めの線材１６ａ（図１２）の位置を確定させる。

その後、押さえ部材５３とともに巻線の対象であるロータ１０を昇降させるとともに、ノズル駆動モータ３６によりカム板３４を回転させて、放射状に設けられた複数のノズル２２が描く円を縮小又は拡大させて、その複数のノズル２２から各ティース１１間のスロット１２にそれぞれ線材１６を同時に繰出して、各ノズル２２に対応する所定の２つのスロット１２の間にそれぞれ同時に線材１６を巻線する。

具体的には、先ず、放射状に設けられた複数のノズル２２が描く円を縮小又は拡大させつつロータ１０を上昇させて、複数のノズル２２から線材１６を同時に繰出して、図１２に示すように、保持部１３の周囲にその巻初めの線材１６ａを挿通させた後に、各ティース１１間のスロット１２にそれぞれ線材１６を挿通させる。

その後、ロータ１０を軸中心に回転させてノズル２２が対向するスロット１２を変え、その状態で、放射状に設けられた複数のノズル２２が描く円を縮小又は拡大させつつロータ１０を下降させ、図１３に示すように、複数のノズル２２から別の各ティース１１間のスロット１２にそれぞれ線材１６を同時に繰出して挿通させ、その後に保持部１３の周囲にその巻終わりの線材１６ｂを挿通させる。すると、スロット１２から下方に突出した線材１６は折り返されて別のスロット１２に挿入されることに成り、この折り返された線材１６が渡り線１６ｃを形成することになる。

このように、複数のノズル２２から同時に線材１６を繰出して巻線し、渡り線１６ｃを形成すると、図１４に示すように、各渡り線１６ｃが径方向内側へと押さえつけられ、互いに徐々に径方向内側に変位しながら絡み合った状態になる。よって、渡り線１６ｃが膨らむようなことは防止され、巻線の占積率を向上させることができる。

なお、巻初めの線材１６ａ及び巻終わりの線材１６ｂは保持部１３に収容され、図７の符号３８で示すかしめ部材によりその保持部１３にかしめられて、この巻き初め及び巻終わりの線材１６ａ，１６ｂの離脱は防止されることになる。

巻初めの線材１６ａ及び巻終わりの線材１６ｂが保持部１３にかしめられた後は、ロータ支持手段５０における押さえ部材５３による巻初めの線材１６ａの咬持を解消して、その押さえ部材５３を上昇させてロータ１０上部の押さえを解消し、昇降ロッド４６を下降させてロータ１０を支持台４１とともに下降させ、その後、その支持台４１が先端に搭載されたアーム４２を回転させてそのロータ１０を取り出して、一連の巻線作業を終了させる。このとき、他のアーム４２の先端の支持台４１に、次の巻線のためのロータ１０を搭載させておけば、巻線が完了したロータ１０の取り出しと、巻線を行うロータ１０の装着を同時に行うことができる。

そして、本発明の巻線方法にあっては、巻線工程と同時に蓄線工程を行うことを特徴とする。即ち、線材１６を巻線している間に、巻線に必要な所定長さの線材１６を複数のノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置しておくのである。そして、線材１６の巻線の後に、放射状に配置された前記複数のノズル２２の個数と同じ数の所定長さの線材１６を複数のノズル２２にまで案内することにより、比較的迅速に巻線を行うことが可能になる。

そして、本発明の巻線装置２０及び巻線方法にあっては、単一のスプール１７から繰出された線材１６を所定の長さで操出して切断する線材操出切断手段６１を備え、それにより得られた複数の線材１６を線材運搬手段８１により複数のノズル２２にまで案内するので、ノズル２２の数に等しい数のスプール１７や伸張機６２を必要としない。よって、ノズル２２の数に等しい数のスプール１７や伸張機６２を必要としていた従来に比較して、装置は小型になり、広い設置場所を必要とすることはない。

ここで、巻線工程に係る時間が短く、その時間内において、単一の線材操出切断手段６１により準備される所定長さの線材１６の数がノズル２２の数に達しない場合には、線材操出切断手段６１を複数設け、蓄線手段７１は複数の線材操出切断手段６１により得られた所定長さの線材１６をノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置するようにすれば、巻線工程に係る時間内において、ノズル２２の数に等しい数の所定長さの線材１６を確実に準備することが可能となる。この場合であっても、線材操出切断手段６１の数をノズル２２の数未満とすることにより、装置は小型になり、広い設置場所を必要とすることはない。

なお、このようなロータ１０に巻線された被覆導線からなる線材１６は、その後、図示しないバスバーに接続されることになるけれども、線材操出切断手段６１によって線材１６を操出す際に、バスバーに接続されることになる部位の被覆を被覆除去装置６７により除去することにより、その後のバスバーへの接続作業を比較的容易に行うことが可能になる。

ここで、上述した実施の形態では、２つの線材操出切断手段６１により得られた所定長さの線材１６をノズル２２の数と同じ数まで集めて円板７２上に放射状に配置して蓄線する場合を説明したけれども、線材操出切断手段６１は２つでなくても良い。例えば、巻線工程に係る時間が比較的長く、その時間内において、単一の線材操出切断手段６１により準備される所定長さの線材１６の数がノズル２２の数に達する場合には、線材操出切断手段６１は１つであっても良い。また、巻線工程に係る時間がきわめて短い場合には、線材操出切断手段６１は３つでも４つぐらい設け、それらにより得られた所定長さの線材１６をノズル２２の数と同じ数まで集めて放射状に配置するようにしても良い。

１２ ティース
１３ スロット
１６ 線材
２０ 巻線装置
２２ ノズル
６１ 線材操出切断手段
６７ 被覆除去装置
７１ 蓄線手段
８１ 線材運搬手段

Claims (5)

1. ティース(12)の個数と同じ数だけのノズル(22)が放射状に設けられ、複数の前記ノズル(22)から各ティース(12)間のスロット(13)にそれぞれ線材(16)を同時に繰出して、各ノズル(22)に対応する所定の２つのスロット(13)の間に、それぞれ同時に前記線材(16)を巻線する巻線装置において、
   単一のスプール(17)から繰出された線材(16)を所定の長さで操出して切断する線材操出切断手段(61)と、
   前記線材操出切断手段(61)により得られた所定長さの線材(16)を前記複数のノズル(22)の数と同じ数まで集めて放射状に配置する蓄線手段(71)と、
   放射状に配置された複数の線材(16)を前記蓄線手段(71)から前記複数のノズル(22)にまで案内する線材運搬手段(81)と
   を備えたことを特徴とする巻線装置。
2. 線材操出切断手段(61)が複数設けられ、蓄線手段(71)は複数の前記線材操出切断手段(61)により得られた所定長さの線材(16)をノズル(22)の数と同じ数まで集めて放射状に配置するように構成された請求項１記載の巻線装置。
3. 線材(16)が被覆導線であって、操出される前記線材(16)の被覆を除去する被覆除去装置(67)が線材操出切断手段(61)に設けられた請求項１又は２記載の巻線装置。
4. ティース(12)の個数と同じ数だけ放射状に設けられた複数のノズル(22)から各ティース(12)間のスロット(13)にそれぞれ線材(16)を同時に繰出して、各ノズル(22)に対応する所定の２つのスロット(13)の間にそれぞれ同時に前記線材(16)を巻線する巻線方法であって、
   前記線材(16)を巻線している間に単一のスプール(17)から繰出されて前記巻線に必要な所定長さに切断された線材(16)を複数の前記ノズル(22)の数と同じ数まで集めて放射状に配置する蓄線工程が行われ、
   前記線材(16)の巻線の後に、放射状に配置された前記複数のノズル(22)の個数と同じ数の所定長さの線材(16)を前記複数のノズル(22)にまで案内する線材運搬工程が行われる
   ことを特徴とする巻線方法。
5. 蓄線工程において、被覆導線からなる線材(16)の被覆を除去する被覆除去が行われる請求項４記載の巻線方法。

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