JP7367619B2 - 巻線装置及び巻線方法 - Google Patents

Description

本発明は、電機子のコア又は該コアに装着されるボビンからなる巻回対象物に、素線を巻回してコイルを形成する巻線装置及び巻線方法に関する。

例えばブラシレスモータの固定子にあっては、分割コアの各ティース部に、例えば銅線等の素線を巻回してコイルを形成し、その分割コアを複数組合せて構成されるものがある。例えば特許文献１には、この種の分割コアに対して、素線例えば銅線を巻回してコイルを形成する巻線装置が開示されている。この巻線装置は、分割コアを支持するクランプ部材、素線を供給するワイヤノズル、ワイヤノズルに対してクランプ部材ひいては分割コアを回転駆動する駆動ユニット等を備えて構成される。そして、前記素線を、分割コアのティース部の所定位置に案内する案内部材を設け、この案内部材を移動させて案内しながらコイル巻回の作業を行うことにより、コイルを密に巻回し占積率の向上が図られるようになっている。

特開２０１１－２２９３０１号公報

ところで、上記のような巻線装置にあっては、ティース部３に対する素線５の巻回の途中部において、図１２に示すように、素線５にテンションが掛けられていると共に、素線５の既に巻回されている部分の外周で軸方向即ち図で下方向に滑りが生ずる事情がある。そのため、本来Ａの部分に巻かれるべき素線５が、Ａ′部分にずれて巻かれてしまう不具合があった。このような素線の整列乱れの不具合は、上記した特許文献１に記載されたように、案内部材を設ける構成により防止することができる。ところが、上記特許文献１の構成では、案内部材及びそれを移動させるための構成が複雑で、動作制御が複雑となる問題があった。

尚、この種の巻線装置にあっては、他にも、いわゆる線流れが発生する問題がある。この線流れは、図１３に示すように、コイルの巻終り部Ｂで、本来は、素線５を、図で上から下へ直角に近い形態で送りたいにも関わらず、図で二点鎖線Ｂ′で示すように、素線５が斜め方向に流れることをいう。この線流れが発生すると、コイルの終端部分にたるみひいては外周側への膨らみが生じ、隣り合うコイルに接触、干渉してしまう等の不具合が起こる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、巻回対象物に素線を巻回してコイルを形成するものにあって、比較的簡単な構成で、巻回動作の途中部における素線の整列乱れの問題を解消することができる巻線装置及び巻線方法を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の巻線装置（１１）は、電機子のコア又は該コアに装着されるボビンからなる巻回対象物（３）に、素線（５）を巻回してコイル（６）を形成するものであって、前記巻回対象物がセットされる支持部（１９）と、前記素線をノズル（２６ａ）から送り出す送出部（２３）と、前記巻回対象物に対し相対的に前記ノズルを該巻回対象物の周囲を回転させながら軸方向に移動させて、前記軸方向に複数列且つ径方向に複数層のコイルを巻回する巻回動作を実行する巻回駆動機構（１３）と、前記巻回対象物の外周部に配置される線飛ばし作用位置と、該巻回対象物から離間している退避状態との間を移動可能に設けられ、前記線飛ばし作用位置において前記ノズルから送り出される素線を前記軸方向の必要位置にガイドする線飛ばしガイド（２７）と、前記巻回駆動機構によるコイルの巻回動作の途中部において、前記線飛ばしガイドを、前記退避状態から前記線飛ばし作用位置に移動させる第１の移動機構（３０）とを具備している。

上記構成によれば、巻回駆動機構により、支持部にセットされた巻回対象物に対し、送出部のノズルを相対的に該巻回対象物の周囲を回転させながら軸方向に移動させることによって、巻回動作が実行される。これにより、巻回対象物の周囲に、軸方向に複数列且つ径方向に複数層のコイルを巻回される。このとき、巻回駆動機構によるコイルの巻回動作の途中部において、線飛ばしガイドが、第１の移動機構により、巻回対象物から離間した退避状態から、線飛ばし作用位置に移動される。この線飛ばしガイドが、線飛ばし作用位置にある状態では、ノズルから送り出される素線を巻回対象物の軸方向の必要位置にガイドすることができる。

これにて、巻回駆動機構によるコイルの巻回動作の途中部における素線の整列乱れを防止することができる。このとき、線飛ばしガイドを、第１の移動機構により、退避状態と線飛ばし作用位置との間を往復移動させるだけで済むので、第１の移動機構をさほど複雑な構成とせずに済ませることができる。従って、巻回対象物に素線を巻回してコイルを形成するものにあって、比較的簡単な構成で、巻回動作の途中部における素線の整列乱れの問題を解消することができるという優れた効果を得ることができる。

第１の実施形態を示すもので、巻線装置の全体的な構成を概略的に示す斜視図 インデックス部の要部の斜視図 ガイドユニットの斜視図 中間位置のガイドユニットと分割コアとの位置関係を示す底面図 ガイドユニットを第１の回動位置に移動した巻線途中の様子を示す底面図（その１） ガイドユニットを第１の回動位置に移動した巻線途中の様子を示す底面図（その２） 線飛ばしガイドの線飛ばし作用位置におけるガイドの様子を示す拡大底面図 ガイドユニットを第２の回動位置に移動した巻終りの様子を示す底面図（その１） ガイドユニットを第２の回動位置に移動した巻終りの様子を示す底面図（その２） ガイドユニットを第２の回動位置に移動した巻終りの様子を示す底面図（その３） 線流れ防止ガイドの線流れ防止作用位置におけるガイドの様子を示す拡大底面図 分割コアのティース部に対するコイルの巻回途中の状態を示す断面図及びそのａ部の拡大図 分割コアのティース部に対するコイルの巻終り部分の状態を示す底面図 分割コアの斜視図 固定子の平面図 第２の実施形態を示すもので、固定子の平面図 線流れ防止ガイドの線流れ防止作用位置におけるガイドの様子を示す拡大底面図 線飛ばしガイドの線飛ばし作用位置におけるガイドの様子を示す拡大底面図

（１）第１の実施形態
以下、例えばブラシレスモータの電機子としての固定子の製造に適用した第１の実施形態について、図１から図１５を参照しながら説明する。また、本実施形態では、巻回対象物としての分割コアの各ティース部にコイルを巻装する場合を具体例とし、いわゆるフライヤ式の巻線装置が採用されている。

まず、巻回対象物としての分割コアについて、簡単に述べる。図１４は、１個の分割コア１の外観を示しており、図１５は、３個即ち３相分の分割コア１を組合せて固定子２を構成した様子を示している。図１４に示すように、分割コア１は、例えばケイ素鋼板を積層してなる４個のティース部３を、円周方向に９０度間隔で並んで備えると共に、それらティース部３を、リング状のヨーク部４により内周側で接続した形態をなしている。前記各ティース部３には、例えば銅線からなる素線５が巻回されてコイル６が形成されている。図１５に示すように、固定子２は、３個の分割コア１を組合せて構成され、円環状に並んだ１２個のコイル６を備えている。

図１は、本実施形態に係る巻線装置１１の全体構成を概略的に示している。ここで、巻線装置１１は、大きく分けて、巻回対象物としての分割コア１が配置されるインデックス部１２と、コイル６の巻回作業を行う巻線加工部１３とを備えている。尚、以下の説明で、方向や向きを言う場合には、前記インデックス部１２を前側、前記巻線加工部１３を後ろ側として説明する。つまり、図１のＸ軸方向を前後方向、Ｙ軸方向を左右方向、Ｚ軸方向を上下方向とする。前記インデックス部１２及び前記巻線加工部１３は、床部Ｆ上にＸ軸方向即ち前後方向に並んで設けられている。

そのうち前記インデックス部１２は、以下のように構成されている。即ち、円筒状のベース部１４上には、前後方向に長い搬送用ターンテーブル１５が、その中央部において垂直軸を中心に回転可能に設けられている。搬送用ターンテーブル１５は、ベース部１４内に設けられた図示しない搬送用サーボモータにより、１８０度ずつ回転駆動されるように構成されている。尚、搬送用ターンテーブル１５には、巻線加工がなされる２組のユニットが、前後に対称的に設けられ、いわゆる２ヘッド形とされている。以下、そのうち後側つまり巻線加工部１３を向く側を加工位置と称し、前側を準備位置と称する。

前記搬送用ターンテーブル１５上には、前後両端側に対称的に位置して上方に延びる支持筒部１６、１６が設けられ、それら各支持筒部１６上に、加工用インデックステーブル１７が、垂直軸を中心に回転可能に設けられている。前記各加工用インデックステーブル１７は、夫々インデックス用サーボモータ１８により、９０度ずつ回転駆動される。各加工用インデックステーブル１７上には、夫々支持部としてのワーク支持部１９が設けられ、図２にも示すように、このワーク支持部１９に前記分割コア１がセットされるようになっている。この場合、前記分割コア１は、ワーク支持部１９により、水平かつ各ティース部３が前後左右を向くように支持される。

この巻線装置１１においては、後方側つまり巻線加工部１３側の加工位置に位置するワーク支持部１９に支持された分割コア１に対して、巻線加工が行われる。このとき、４個のティース部３のうち水平後方を向いているティース部３に対するコイル６の巻回作業が実行される。この位置を作業位置Ｗと称する。また、水平前後方向即ちＸ方向をコイル６の軸方向と称する。１つのティース部３に対するコイル６の巻回作業が終了すると、加工用インデックステーブル１７ひいてはワーク支持部１９に支持された分割コア１が９０度回転されて、次のティース部３が作業位置Ｗに移動され、引き続きコイル６の巻回作業が実行される。これを４回繰り返すことにより、１つの分割コア１に対する巻回作業が行われる。

このとき、搬送用ターンテーブル１５の一方つまり後側の加工位置に位置するワーク支持部１９において巻線加工が行われている途中に、他方つまり手前側の準備位置に位置するワーク支持部１９においては、巻回作業後の分割コア１の取外し及び次の分割コア１のセットの作業が行われる。これにて、搬送用ターンテーブル１５を１８０度回転させて加工位置と準備位置とを順に入替えながら、順次巻線加工を行うことができる。そして、搬送用ターンテーブル１５の中央部には、ガイド用支柱部２０が上方に延びて設けられ、このガイド用支柱部２０に、後述するように、ガイドユニット及び回動機構などが設けられる。

一方、前記巻線加工部１３は、次のように構成されてる。即ち、図１に示すように、床部Ｆ上には、移動ベース２１が図示しない移動モータ等により前後方向に移動可能に設けられ、この移動ベース２１上にヘッド部２２が設けられている。ヘッド部２２の前面側には、図示しない素線供給源から素線５を送り出す送出部としてのフライヤ２３が、水平前後方向に延びる回転軸Ｏを中心に回転可能に設けられていると共に、前後方向に移動可能に設けられている。回転軸Ｏは、作業位置Ｗに配置されたティース部３の中心軸に一致している。また、ヘッド部２２の前面側には、フライヤ２３の内側に位置して、可動フォーマ２４が設けられている。

前記フライヤ２３は、前記可動フォーマ２４の外周に位置して、ヘッド部２２に回転可能且つ前後移動可能に支持されたリング状部２５と、このリング状部２５の直径方向の２箇所、図で上下２箇所から前方に延びるように設けられた例えば２本のアーム部２６とを備えている。アーム部２６の先端には、線材５を所定のテンションで繰出すためのノズル２６ａが設けられている。このフライヤ２３は、図示しない前後駆動モータにより前後方向に往復移動されると共に、図示しない巻回用駆動モータ等からなる巻回駆動機構により高速回転される。これにて、前記作業位置Ｗに配置されたティース部３の周囲を、回転軸Ｏを中心にアーム部２６のノズル２６ａが回転すると共に、軸方向即ち前後方向に移動されるように構成されている。

前記可動フォーマ２４は、前記作業位置Ｗに対向する部分に位置して設けられ、左右一対のガイドプレート２４ａ、２４ｂを備えている。これらガイドプレート２４ａ、２４ｂは、前記ノズル２６ａから繰出された線材５を、ティース部３の所定位置に案内するためのもので、図１０等にも示すように、図示しない前後移動機構により、ヘッド部２２に対して各々が独立して前後方向に移動されるように構成されている。これにて、前記フライヤ２３及び可動フォーマ２４により、ティース部３に外周に対する素線５の巻回動作が実行され、コイル６が形成されるようになっている。

さて、この巻線装置１１にあっては、上記したように、インデックス部１２において加工位置のワーク支持部１９に支持された分割コア１の一つのティース部３が作業位置Ｗに移動され、巻線加工部１３のフライヤ２３及び可動フォーマ２４により、そのティース部３の外周に対する素線５の巻回動作が実行される。このティース部３に対する素線５の巻回動作は、図１２に示すように、コイル６の軸方向即ち前後方向に複数列、且つ、コイル６の径方向に複数層にわたって行われ、コイル６が整列状態に形成され、占積率の向上が図られる。

ところが、ティース部３に対する素線５の巻回の途中部、例えば４層程度巻回したところにおいて、素線５にテンションが掛けられていることに伴い、素線５の既に巻回されている部分の外周で軸方向即ち図１２で下方向に滑りが生ずる事情がある。そのため、本来Ａの部分に巻かれるべき素線５が、Ａ′部分にずれて巻かれてしまうといった、整列乱れの不具合があった。そこで、本実施形態では、巻回動作の途中で、素線５を軸方向の必要位置にガイドする線飛ばしガイド２７、及び、その線飛ばしガイド２７を退避状態と線飛ばし作用位置との間で移動させる第１の移動機構が設けられる。

また、図１３に示すように、コイル６の巻終り部Ｂで、本来は、素線５を、図で上から下へ直角に近い形態で送りたいにも関わらず、図で二点鎖線Ｂ′で示すように、素線５が斜め方向に流れる、いわゆる線流れが発生する虞もある。この線流れが発生すると、コイル６の終端部分にたるみひいては外周側への膨らみが生じ、隣り合うコイル６に接触、干渉してしまう等の不具合が起こる。そこで、本実施形態では、コイル６の巻終り部で素線５が斜めに流れる線流れを防止する線流れ防止ガイド２８、及び、その線流れ防止ガイド２８を、退避状態と線流れ防止作用位置との間を移動させる第２の移動機構が設けられる。尚、線流れの防止ひいてはコイル６の巻終り部の整形は、線流れ防止ガイド２８と前記可動フォーマ２４との協働によりなされる。

このとき本実施形態では、前記線飛ばしガイド２７と、線流れ防止ガイド２８とは、一つの取付部材に取付けられて、ガイドユニット２９としてユニット化されている。これと共に、上記第１の移動機構と第２の移動機構とが、回動機構３０として共用化されている。上記したように、これらガイドユニット２９及び回動機構３０は、前記インデックス部１２のガイド用支柱部２０部分に組付けられる。以下、これらガイドユニット２９及び回動機構３０について、図２から図１１も参照して述べる。

図１、図２に示すように、前記ガイド用支柱部２０の上端部には、組付ベース部３１が設けられており、前記ガイドユニット２９は、その組付ベース部３１の上面の前後部に、２組が対称的に組付けられている。このとき、組付ベース部３１は、ガイド用支柱部２０に対して上下動可能に設けられ、組付ベース部３１ひいてはガイドユニット２９は、図示しない昇降用シリンダにより、前記分割コア１から下方に離間した下降位置と、作業位置Ｗのティース部３に対して下方から巻線動作のガイドを行う上昇位置との間で移動されるようになっている。

以下、図２で右側の加工位置に位置するガイドユニット２９を代表させて説明する。このガイドユニット２９は、図３、図４等に示すように、取付部材としての取付プレート３２に、前記線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８を取付けて構成されている。このガイドユニット２９は、全体として上面から見てＣ字形又は三日月形に構成されている。前記取付プレート３２は、図３、図４等に示すように、直角の頂点を手前側に配置したほぼ直角二等辺三角形状をなし、その右左両端の角部に、取付部３３、３４が設けられている。これら取付部３３、３４は、長方形状をなし、前後方向に対して、斜め４５度をなすように後方に延びて配置されている。

図３に示すように、右側の取付部３３の上面には、線飛ばしガイド２７の基端部が、２本のボルト３５により取付けられ、左側の取付部３４の上面には、線流れ防止ガイド２８の基端部が、２本のボルト３５により取付けられている。前記線飛ばしガイド２７は、前記基端部から後方斜めやや左方向に延び、先端部がやや肉厚な細幅状に構成されている。図７等にも示すように、線飛ばしガイド２７の先端部の後側を向く辺部が、前記素線５を軸方向の必要位置つまりティース部３の軸方向の中間部にガイドするガイド辺２７ａとされている。

前記線流れ防止ガイド２８は、図３に示すように、前記基端部から後方斜めやや右方向に延び、先端部がやや肉厚な幅広状に構成されている。図１１、図１０等にも示すように、線流れ防止ガイド２８の先端部の後側を向く辺部から先端辺部にかけての直角部分が、前記可動フォーマ２４との協働により、前記素線５が斜め方向に流れるいわゆる線流れを防止し、巻終り部の素線５を直角に近い形態で送るための先端ガイド部２８ａとされている。

上記線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８は、ガイドユニット２９の両側に取付けられることにより、ワーク支持部１９に支持された分割コア１のうち作業位置Ｗのティース部３の径方向の両側の下部に配置される。また、本実施形態では、前記線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８は、夫々、前記取付プレート３２の取付部３３及び取付部３４に対し、取付け位置の調整が可能に取付けられている。

この場合、図４に示すように、前記取付部３３には、前記ボルト３５が通される穴として、斜め４５度方向即ち矢印Ｃ１方向に長い２個の長穴３３ａが設けられ、この長穴３３ａに沿う相対的なボルト締めの位置が変更されることにより、線飛ばしガイド２７の前後方向即ち矢印Ｃ１方向の位置が調整される。同様に、前記取付部３４には、前記ボルト３５が通される穴として、斜め４５度方向即ち矢印Ｃ２方向に長い２個の長穴３４ａが設けられ、この長穴３４ａに沿う相対的なボルト締めの位置が変更されることにより、線流れ防止ガイド２８の前後方向即ち矢印Ｃ２方向の位置が調整される。

さらに、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８を、取付部３３及び取付部３４上に取付けるにあたり、図３に一部示すように、薄板状をなす任意枚数の高さ調整用スペーサ３６を挟むことが可能に構成されている。これにて、スペーサ３６を挟まない、あるいは挟む枚数を変更することにより、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８は、夫々取付け高さ位置の調整が可能とされる。このように、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８は、夫々、取付プレート３２に対し、前後方向の位置及び上下方向の位置が微調整可能に取付けられる。

上記ガイドユニット２９は、前記組付ベース部３１に対し、前記取付プレート３２のほぼ中央部において、垂直な旋回軸Ｔを中心に回動可能に取付けられている。旋回軸Ｔは、搬送用ターンテーブル１５の回動中心軸から前後にずれた位置に配置される。このとき、図３等に示すように、取付プレート３２の上面には、前記旋回軸Ｔのやや前側に位置して、カムフォロア３７が上方に凸となるように設けられている。取付プレート３２ひいてはガイドユニット２９は、図４、図２に示す中間位置から、矢印Ｄ方向及び矢印Ｅ方向に回動可能とされている。

ガイドユニット２９の中間位置では、図４、図２に示すように、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８の双方が、作業位置Ｗのティース部３から右左に離間した退避状態にある。前記ガイドユニット２９が、その中間位置から一方即ち矢印Ｄ方向に所定量だけ回動された第１の回動位置では、図５～図７に示すように、線飛ばしガイド２７が、作業位置Ｗのティース部３の下方に位置する線飛ばし作用位置に移動され、線流れ防止ガイド２８は、作業位置からより離間した退避状態にある。この第１の回動位置では、線飛ばしガイド２７が巻回動作中のティース部３の下方の線飛ばし作用位置に位置され、素線５を必要位置にガイドする。この線飛ばし作用位置における線飛ばしガイド２７とティース部３の外面即ち下面との間の隙間は、コイル６の巻線径の７０％以下とされ、これにより、素線５が線飛ばしガイド２７の下面に入り込むことが防止される。

前記ガイドユニット２９が、前記中間位置から他方即ち矢印Ｅ方向に回動された第２の回動位置では、図８～図１１に示すように、線流れ防止ガイド２８が、作業位置Ｗのティース部３の下方に位置する線流れ防止作用位置に移動され、線飛ばしガイド２７は、作業位置からより離間した退避状態にある。この第２の回動位置では、線流れ防止ガイド２８がティース部３の巻終り部分のコイル６の下方の線流れ防止作用位置に位置され、素線５を流れることなく整形する。尚、上記したガイドユニット２９は、図１に示すように、２組が、組付ベース部３１の前後部に対称的に設けられている。

そして、上記ガイドユニット２９を、中間位置と、第１の回動位置と、第２の回動位置との間を移動させる回動機構３０は、次のように構成されている。即ち、図３、図４などに示すように、ガイドユニット２９の取付プレート３２の上面には、旋回軸Ｔのやや前側に位置して、カムフォロア３７が上方に凸となるように設けられている。図２などに示すように、回動機構３０は、前記組付ベース部３１上に設けられた駆動レバー３８及びストッパ３９、前記駆動レバー３８を駆動する図示しない２個の旋回用シリンダ等を備えて構成される。

前記駆動レバー３８は、前後に対称的に位置するガイドユニット２９の取付プレート３２の上面の両方に跨るように前後に長く構成され、垂直軸を中心に矢印Ｄ′及び矢印Ｅ′方向に回動可能に設けられている。このとき、駆動レバー３８の前後両端部には、前後に長い長穴３８ａ、３８ａが設けられており、これらの長穴３８ａに前記各ガイドユニット２９のカムフォロア３７が係合している。前記ストッパ３９は、駆動レバー３８の矢印Ｄ′及び矢印Ｅ′の回動範囲を規制するためのものであり、夫々の方向に関して位置調整が可能に設けられている。

これにて、前記駆動レバー３８は、前後を指向している中立位置から、前記旋回用シリンダにより、矢印Ｄ′及び矢印Ｅ′に夫々回動される。このとき、カムフォロア３７が長穴３８ａに係合していることにより、加工位置に位置しているガイドユニット２９が、旋回軸Ｔを中心に矢印Ｄ及び矢印Ｅに夫々回動される。これにより、ガイドユニット２９は、中間位置と、線飛ばしガイド２７が線飛ばし作用位置に位置される第１の回動位置と、線流れ防止ガイド２８が線流れ防止作用位置に位置される第２の回動位置との間で移動される。

このように、１つの回動機構３０により、２組のガイドユニット２９が駆動されるように構成されている。また、ガイドユニット２９の旋回軸Ｔの位置設定により、ガイドユニット２９ が第１の回動位置及び第２の回動位置に移動された際に、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８が、ワーク支持部１９に支持されている分割コア１の他のティース部３やそれらティース部３に巻装済みのコイル６に対し干渉しないように構成されている。

尚、図示はしないが、巻線装置１１には、コンピュータを主体として構成される制御装置が設けられている。この制御装置により、上記したように、インデックス部１２における、搬送用ターンテーブル１５の搬送用サーボモータ、加工用インデックステーブル１７のインデックス用サーボモータ、ガイドユニット２９の昇降用シリンダ、回動機構３０の旋回用シリンダ、巻線加工部１３における、移動ベース２１の移動モータ、フライヤ２３の巻回用駆動モータ及び前後駆動モータ、可動フォーマ２４の前後移動機構などの各部が制御される。これにて、次の工程説明でも述べるように、前記制御装置のソフトウエア構成により、巻線の作業が自動で実行される。

次に、上記構成の作用について、図４～図１３も参照しながら説明する。上記巻線装置１１においては、以下のようにして、本実施形態に係る巻線方法が実行される。即ち、まず、インデックス部１２においては、分割コア１がセットされたワーク支持部１９が、加工位置に移動され、作業位置Ｗのティース部３の外周に対する巻線加工部１３による巻回動作が開始される。この巻回動作は、素線５の先端部を分割コア１の巻始め位置に保持させた状態で、可動フォーマ２４を前進させると共に、アーム部２６のノズル２６ａから素線５を所定のテンションで繰出しながらフライヤ２３を回転させると共に、軸方向即ち前後方向に往復移動させることにより行われる。

これにより、図１２にも示すように、回転軸Ｏの延びる軸方向即ち前後方向に複数列、且つ、コイル６の径方向に複数層にわたって素線５の巻回動作が行われ、整列巻きが行われる。このとき、１個のティース部３に対する巻回動作の開始時から途中部例えば４層まで巻かれるまでの間においては、図４に示すように、ガイドユニット２９は中間位置にあると共に、分割コア１からやや下方に離れた下降位置に位置されている。これにて、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８は、共に退避状態にあり、巻回動作に何ら干渉することはない。

そして、上記した巻回動作の途中部この場合４層の巻回が終わった時点で、図５、図６に示すように、ガイドユニット２９が上昇位置に上昇されると共に、回動機構３０により矢印Ｄ方向に回動され、中間位置から第１の回動位置に移動される。これにて、線飛ばしガイド２７が退避状態から線飛ばし作用位置に移動され、ノズル２６ａから送り出される素線５を軸方向の必要位置にガイドする線飛ばし工程が実行される。尚、この第１の回動位置では、線流れ防止ガイド２８は、作業位置Ｗのティース部３からより離れた退避状態にある。

この状態では、図７に実線Ａで示すように、線飛ばしガイド２７のガイド辺２７ａが、素線５を軸方向の必要位置つまりティース部３の軸方向の中間部にガイドするようになる。これにより、素線５は線飛ばしガイド２７によりガイドされながら、図５の状態から、図６の状態に巻回が進み、この際、素線５が滑ることなく正規の位置に整列して巻かれるようになり、素線５の整列乱れを防止することができる。線飛ばし工程が終了すると、ガイドユニット２９は、下降位置に下降されると共に、中間位置に戻される。

１つのティース部３に対する所定巻回数の巻回動作がなされると、コイル６の巻終り部において、図８等に示すように、ガイドユニット２９が上昇位置に上昇されると共に、回動機構３０により今度は上記とは逆方向即ち矢印Ｅ方向に回動され、中間位置から第２の回動位置に移動される。これにて、今度は、線流れ防止ガイド２８が反対側から作業位置Ｗに近付き、退避状態から線流れ防止作用位置に移動され、素線５が斜めに流れる線流れを防止する線流れ防止工程が実行される。

この状態では、素線５は、巻終り部分において、線流れ防止ガイド２８の先端ガイド部２８ａが配置された状態で、図８の状態から、図９の状態に巻回が進み、さらに図１０に示すように、可動フォーマ２４の図で左側のガイドプレート２４ｂが前進する。これにより、図１１にも示すように、素線５は線流れ防止ガイド２８の先端ガイド部２８ａの外形に倣うように整形され、素線５が、図１１に実線Ｂで示すように、上から下へ直角に近い形態で送られるようになる。

線流れ防止工程が終了すると、ガイドユニット２９は、下降位置に下降されると共に、中間位置に戻される。このようにして、１個のティース部３に対するコイル６の巻回動作が終了すると、素線５の巻終りの処理が行われ、加工用インデックステーブル１７ひいてはワーク支持部１９が９０度回転される。これにて、分割コア１のコイル６を巻装したティースブ３の隣の未巻装のティース部３が作業位置Ｗに移動され、引き続きコイル６の巻回作業が同様に実行される。

上記巻回動作を４回繰り返すことにより、１つの分割コア１の４個のティース部３に対するコイル６の巻回作業が完了する。尚、上記したように、加工位置においてワーク支持部１９に支持された分割コア１に対する巻線作業が行われている間に、準備位置に位置されるワーク支持部１９に次の分割コア１がセットされる。分割コア１に対する巻線作業が終了すると、搬送用ターンテーブル１５が１８０度回転され、次の分割コア１を支持したワーク支持部１９が準備位置から加工位置に移動され、上記したと同様の巻線作業が実行される。

このような本実施形態の巻線装置１１及び巻線方法によれば、次のような効果を得ることができる。即ち、作業位置のティース部３に対するコイル６の巻回動作の途中部において、素線５を軸方向の必要位置にガイドする線飛ばしガイド２７を設け、回動機構３０により、線飛ばし作用位置と退避状態との間を移動させる構成とした。これにより、コイル６の巻回動作の途中部において、線飛ばし工程が実行されることにより、素線５の整列乱れを防止することができる。

この場合、線飛ばしガイド２７を、退避状態と線飛ばし作用位置との間を往復移動させるだけで済むので、回動機構３０をさほど複雑な構成とせずに済ませることができる。従って、本実施形態によれば、分割コア１のティース部３に素線５を巻回してコイル６を形成するものにあって、比較的簡単な構成で、巻回動作の途中部における素線５の整列乱れの問題を解消することができるという優れた効果を得ることができる。ちなみに、本実施形態では、案内部材の移動にボールねじ式の機構を設ける場合に比べて、コストの８０％のダウン、サイズの８０％のダウンを図ることができた。

また本実施形態では、コイル６の巻終り部での素線５が斜めに流れる線流れを防止する線流れ防止ガイド２８を設け、回動機構３０により、線流れ防止作用位置と退避状態との間を移動させる構成とした。これにより、コイル６の巻終り部において、線流れ防止工程が実行されることにより、素線５が斜め方向に流れる線流れの発生が未然に防止され、コイル６の終端部分にたるみひいては外周側への膨らみが発生することを防止することができる。この場合も、回動機構３０により、線流れ防止ガイド２８を、退避状態と線流れ防止作用位置との間を往復移動させるだけで済むので、比較的簡単な構成で済ませることができる。

このとき本実施形態では、可動フォーマ２４と線流れ防止ガイド２８との協働により、コイル６の巻終り部の整形がなされるようにした。これにより、線流れ防止ガイド２８による線流れの防止と、可動フォーマ２４によるコイル６の外周面の整形との双方が行われることにより、コイル６の巻終り部を必要な形状に整形することを、より確実に行うことができる。

特に本実施形態では、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８を夫々移動させるための移動機構を、１つの共用化した回動機構３０から構成した。これにより、線飛ばしガイド２７を移動させるための第１の移動機構と、線流れ防止ガイド２８を移動させるための第２の移動機構とを別体に備える場合と比較して、移動機構の共用化により構成をより簡単に済ませることが可能となる。

さらに、本実施形態では、ガイドユニット２９を、両側に取付部３３、３４を有する取付プレート３２に線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８を取付けて構成し、そのガイドユニット２９を、回動機構３０により、中間位置、第１の回動位置、第２の回動位置の間で回動させる構成とした。これにより、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８の双方を設けるものにあって、構成をより簡単に済ませることができ、一層効果的となる。

本実施形態では、ガイドユニット２９において、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８を、夫々、取付プレート３２の取付部３３及び３４に対し、取付け位置調整可能に構成した。この場合、線飛ばしガイド２７の線飛ばし作用位置、線流れ防止ガイド２８の線流れ防止作用位置については、共にシビアな位置精度が求められる。それらの取付部３３及び３４に対する位置調整を可能としたことにより、巻回動作の途中部における素線５の整列乱れの防止効果、及び、コイル６の巻終り部における線流れの防止効果を、より良好にすることができる。

（２）第２の実施形態、その他の実施形態
図１６～図１８は、第２の実施形態を示している。この第２の実施形態が上記第１の実施形態と異なるところは、巻回対象物として、分割コア１に代えて一体型の固定子コア４１を採用した点にある。図１６に示すように、この一体型コア４１は、円環状に並んで多数個例えば１２個のティース部４２を備え、各ティース部４２に素線５が巻回されてコイル６が形成される。この第２の実施形態においても、巻線装置による巻線方法の実行により、一体型コア４１の複数のティース部４２に対し必要な順に巻回動作が実行される。

このとき、図１７に示すように、巻回動作の途中部にて、線飛ばしガイド４３が退避状態から線飛ばし作用位置に移動され、素線５を軸方向の必要位置にガイドする線飛ばし工程が実行される。また、図１８に示すように、コイル６の巻終り部において、線流れ防止ガイド４４が反対側から線流れ防止作用位置に移動され、素線５が斜めに流れる線流れを防止する線流れ防止工程が実行される。従って、この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。

尚、上記実施形態では、本発明をフライヤ式の巻線装置に適用するようにしたが、いわゆるノズル式の巻線装置のような、巻回対象物を回転させながら巻回動作を実行する場合にも適用することが可能である。上記実施形態では、インデックス部１２に２組のワーク支持部１９及びガイドユニット２９を設けたいわゆる２ヘッドタイプのものとしたが、単独ヘッドのもの、あるいは３以上の多ヘッドタイプのものとしても良い。

上記実施形態では、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８の双方を備えたものとしたが、線飛ばしガイド２７による線飛ばし工程のみを実行する構成としても良い。また、線飛ばしガイド２７及び線流れ防止ガイド２８の双方を設ける場合も、それらを移動させるための第１の移動機構及び第２の移動機構を別々に設けるようにしても良い、移動機構を共用化する場合でも、上記回動機構３０の構成に限定されず、ガイドを直線的に移動させるなど様々な変形が可能である。２ヘッドの場合、それぞれのガイドユニットを別々の駆動機構で駆動する構成としても良い。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１は分割コア（巻回対象物）、２は固定子（電機子）、３、４２はティース部、５は素線、６はコイル、１１は巻線装置、１２はインデックス部、１３は巻線加工部（巻回駆動機構）、１５は搬送用ターンテーブル、１７は加工用インデックステーブル、１９はワーク支持部（支持部）、２２はヘッド部、２３はフライヤ、２４は可動フォーマ、２６はアーム部、２６ａはノズル、２７、４３は線飛ばしガイド、２７ａはガイド辺、２８、４４は線流れ防止ガイド、２８ａは先端ガイド部、２９はガイドユニット、３０は回動機構（第１の移動機構、第２の移動機構）、３２は取付プレート（取付部材）、３３、３４は取付部、３８は駆動レバー、４１は一体型コア（巻回対象物）を示す。

Claims (4)

1. 電機子のコア又は該コアに装着されるボビンからなる巻回対象物（３）に、素線（５）を巻回してコイル（６）を形成する巻線装置（１１）であって、
   前記巻回対象物がセットされる支持部（１９）と、
   前記素線をノズル（２６ａ）から送り出す送出部（２３）と、
   前記巻回対象物に対し相対的に前記ノズルを該巻回対象物の周囲を回転させながら軸方向に移動させて、前記軸方向に複数列且つ径方向に複数層のコイルを巻回する巻回動作を実行する巻回駆動機構（１３）と、
   前記巻回対象物の外周部に配置される線飛ばし作用位置と、該巻回対象物から離間している退避状態との間を移動可能に設けられ、前記線飛ばし作用位置において前記ノズルから送り出される素線を前記軸方向の必要位置にガイドする線飛ばしガイド（２７）と、
   前記巻回駆動機構によるコイルの巻回動作の途中部において、前記線飛ばしガイドを、前記退避状態から前記線飛ばし作用位置に移動させる第１の移動機構（３０）と、
   前記巻回対象物の外周部に配置される線流れ防止作用位置と、該巻回対象物から離間している退避状態との間を移動可能に設けられ、前記線流れ防止作用位置おいて前記コイルの巻終り部での前記素線が斜めに流れる線流れを防止する線流れ防止ガイド（２８）と、
   前記巻回駆動機構によるコイルの巻終り部において、前記線流れ防止ガイドを、前記退避状態から前記線流れ防止作用位置に移動させる第２の移動機構（３０）と、
   前記支持部に支持された巻回対象物の径方向の両側に夫々離間して配置される取付部（３３、３４）を有し、一方の取付部に前記線飛ばしガイドが取付けられ、他方の取付部に前記線流れ防止ガイドが取付けられる取付部材（３２）と、
   前記取付部材を中間位置と、その中間位置から一方に回動された第１の回動位置と、前記中間位置から他方に回動された第２の回動位置との間を移動させる回動機構（３０）と、を備え、
   前記線飛ばしガイド及び前記線流れ防止ガイドは、前記支持部に支持された巻回対象物の径方向の両側に位置して設けられており、
   前記第１の移動機構及び前記第２の移動機構は、共用化されており、
   前記取付部材の中間位置では、前記線飛ばしガイド及び前記線流れ防止ガイドの双方が退避状態にあり、前記第１の回動位置では、前記線飛ばしガイドが線飛ばし作用位置に移動され、前記第２の回動位置では、前記線流れ防止ガイドが線流れ防止作用位置に移動されるように構成されることにより、
   前記回動機構が、前記第１の移動機構及び第２の移動機構を共用している巻線装置。
2. 前記ノズルから導出された素線を前記巻回対象物に向けて案内するための可動フォーマ（２４）を備え、
   前記可動フォーマと前記線流れ防止ガイドとの協働により、前記コイルの巻終り部の整形がなされる請求項１記載の巻線装置。
3. 前記線飛ばしガイド及び前記線流れ防止ガイドは、夫々、前記取付部材の取付部に対し、取付け位置調整可能に取付けられている請求項１又は２記載の巻線装置。
4. 電機子のコア又は該コアに装着されるボビンからなる巻回対象物（３）に、素線（５）を巻回してコイル（６）を形成する巻線方法であって、
   支持部にセットされた前記巻回対象物に対し、送出部（２３）のノズル（２６ａ）から前記素線を送り出し、巻回駆動機構（１３）により、相対的に前記ノズルを該巻回対象物の周囲を回転させながら軸方向に移動させて、前記軸方向に複数列且つ径方向に複数層のコイルを巻回する巻回動作を実行すると共に、
   前記巻回対象物の外周部に配置される線飛ばし作用位置と、該巻回対象物から離間している退避状態との間を移動可能に設けられた線飛ばしガイド（２７）を、前記巻回駆動機構によるコイルの巻回動作の途中部において、第１の移動機構（３０）により、前記退避状態から前記線飛ばし作用位置に移動させ、前記ノズルから送り出される素線を前記軸方向の必要位置にガイドする線飛ばし工程と、
   前記巻回対象物の外周部に配置される線流れ防止作用位置と、該巻回対象物から離間している退避状態との間を移動可能に設けられた線流れ防止ガイド（２８）を、前記巻回駆動機構によるコイルの巻終り部において、第２の移動機構（３０）により、前記退避状態から前記線流れ防止作用位置に移動させ、前記素線が斜めに流れる線流れを防止する線流れ防止工程と、を含み、
   前記線飛ばしガイド及び前記線流れ防止ガイドは、前記支持部に支持された巻回対象物の径方向の両側に位置して設けられており、
   前記第１の移動機構及び前記第２の移動機構は、共用化されており、
   前記支持部に支持された巻回対象物の径方向の両側に夫々離間して配置される取付部（３３、３４）を有し、一方の取付部に前記線飛ばしガイドが取付けられ、他方の取付部に前記線流れ防止ガイドが取付けられる取付部材（３２）と、
   前記取付部材を中間位置と、その中間位置から一方に回動された第１の回動位置と、前記中間位置から他方に回動された第２の回動位置との間を移動させる回動機構（３０）と、を備え、
   前記取付部材の中間位置では、前記線飛ばしガイド及び前記線流れ防止ガイドの双方が退避状態にあり、前記第１の回動位置では、前記線飛ばしガイドが線飛ばし作用位置に移動され、前記第２の回動位置では、前記線流れ防止ガイドが線流れ防止作用位置に移動されるように構成されることにより、前記回動機構が、前記第１の移動機構及び第２の移動機構を共用している巻線装置を用いて、前記線飛ばし工程と前記線流れ防止工程とを実行する巻線方法。

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