JPH11139691A - 巻線機のワーク保持治具、ワーク入替装置及び巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの複数の極に線材を巻付ける巻線機に
おいて、巻線部と巻線機構とが１対１の関係で相対位置
精度が高く、かつスピンドル等のインデックス回転又は
連続回転の回転機構を最小限にして構造を簡単にする。 【解決手段】 旋回部材としてのターンテーブル１６に
は、その回転中心に対して対称にチャック１３が設けら
れ、治具１０にはスピンドル３に対する共通の接続部１
１及びチャック１３によってクランプされる共通のチャ
ック保持部１４が形成される。かつ治具１０の上部はワ
ークの種類に応じて異なる形態となしうる。巻線部２に
おいてワークＷに巻線が実施される際は、チャック１３
が開放され、モータ６によりスピンドル３及び治具１０
を介してワークＷが割出回転する。この巻線中に反対側
のアイドル部１５では治具１０に巻線後のワークと巻線
前のワークとがはめ替えられる。巻線が終わると、ター
ンテーブル１６が上昇して治具１０とスピンドル３が切
り離され、その状態でターンテーブル１６が１８０度回
転して、巻線後のワークがアイドル部１５へ、巻線前の
ワークが巻線部２に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻線機において巻
線対象のワークを保持するワーク保持治具、これを利用
して巻線後のワークと巻線前のワークを入れ替えるワー
ク入替装置、ならびにそのワーク入替装置を含む巻線機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、巻線機では、モータ回転子となる
複数の極に、例えばフライヤーで巻線を施す。そして、
巻線後のワークを巻線部から取り出し、巻線前の新たな
ワークをその巻線部に位置させるのが普通である。

【０００３】従来そのために、ターンテーブルに複数の
巻線部を設け、各巻線部にはそのスピンドルにモータを
付属させて割出し回転等を可能とし、かつそのターンテ
ーブルを所定角度回転させ、ある巻線部がフライヤーに
対向し、別の巻線部がワーク供給部に対応するように位
置させる技術がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の装置では、ターンテーブルに設けた巻線部の各スピン
ドルにそれぞれモータを付属させ、各巻線部が回転駆動
部となるため、構造が複雑になる欠点がある。また、タ
ーンテーブルの回転によりいずれかの巻線部がフライヤ
ーに順次対向することとなるが、フライヤーと、順次そ
れに対応する巻線部との相対的な位置精度を高く維持で
きない問題もある。つまり、フライヤーと巻線部とが画
一的に１対１で対応せず、ターンテーブルの回転により
巻線部がフライヤー等に対し位置決めされることとなる
ため、その位置決め誤差により、固定的に１対１で対応
する場合に比べると、フライヤー等と巻線部との位置精
度は低くならざるを得ない。

【０００５】本発明の課題は、巻線後のワークと巻線前
のワークとを入れ替えることが可能で、かつ回転駆動を
ともなう巻線部は最小限として構造を簡単にし、しかも
フライヤー等と巻線部とを１対１で対応させることがで
きる技術を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、次のような
ワーク保持治具、すなわちワークに巻線を行う巻線部の
回転軸に接続される共通の接続部と、その接続部と一体
的にかつ前記ワークの種類に応じて形成されたワーク保
持部と、前記接続部とワーク保持部との間にこれらと一
体的に設けられてチャックに保持されるチャック保持部
とを備え、ワークを保持した状態で前記チャックにより
前記巻線部に接続され、巻線後はそのワークを保持した
状態で前記チャックにより前記巻線部から離脱されるこ
とを特徴とする。

【０００７】このようなワーク保持治具により、ワーク
の種類が異なっても、その共通の接続部を介して汎用的
に巻線部に接続することができる。従って、巻線部はワ
ークの種類にかかわらず、その交換等を要せず固定的な
ものとすることができる。

【０００８】本発明に係るワーク入替装置は次のような
ものである。ワークに巻線する巻線部と、その巻線部か
ら離れて位置し、ワークの供給・排出を行うアイドル部
とを有する巻線機において、前記巻線機で巻線されたワ
ークとアイドル部で供給された未巻線ワークとを入れ替
える入替装置であって、前記巻線部に設けられた回転軸
と平行な軸線周りに回転する旋回部材と、その旋回部材
の複数位置に設けられたチャックであって、前記巻線部
の回転軸に同心的に接続される共通の接続部及びその接
続部と一体的で前記ワークの種類に応じたワーク保持部
を有するワーク保持治具を着脱可能に保持する複数のチ
ャックと、それらのチャックのいずれかを前記巻線部に
対応させ、かつそれとは別の任意のチャックを前記アイ
ドル部に対応させるように、前記旋回部材を回転させる
回転駆動機構と、前記巻線部により巻線された後のワー
クを、前記ワーク保持治具とともに前記チャックにより
前記巻線部の回転軸から離脱させ、前記旋回部材の回転
後に、巻線前のワークが装着されている別のワーク保持
治具を、前記チャックにより前記巻線部の回転軸に装着
するチャック制御装置と、を含むことを特徴とする。

【０００９】このようなワーク入替装置では、巻線部は
フライヤー等の巻線手段と１対１に対応させ、共通のワ
ーク保持治具を保持する複数のチャックが巻線部とアイ
ドル部とをつなぐように旋回することで、その旋回部材
に複数の回転機構部を設ける必要がなく、共通のワーク
保持治具を保持するチャックを設けておけばよいため、
構造が簡単になる。かつ、上述のように巻線部はフライ
ヤー等の巻線手段と１対１で対応させ、両者間の位置精
度を高めることができる。

【００１０】さらに別の発明は、ワークに巻線する複数
の巻線部と、それらの巻線部から離れて位置し、ワーク
の供給・排出を行うために前記複数の巻線部と同数設け
られた複数のアイドル部とを有する巻線機において、前
記巻線機で巻線された複数のワークとアイドル部で供給
された複数の未巻線ワークとを一括して入れ替える入替
装置であって、前記巻線部にそれぞれ設けられた回転軸
と平行な軸線周りに回転する旋回部材と、その旋回部材
に前記複数の巻線部及び前記複数のアイドル部の総数以
上設けられたチャックであって、前記巻線部の回転軸に
同心的に接続される共通の接続部及びその接続部と一体
的で前記ワークの種類に応じたワーク保持部を有するワ
ーク保持治具を着脱可能に保持する複数のチャックと、
それらのチャックの一方のグループを前記巻線部に対応
させ、他方のグループを前記アイドル部に対応させるよ
うに、前記旋回部材を回転させる回転駆動機構と、前記
複数の巻線部により巻線された後の複数のワークを、前
記各ワーク保持治具とともに前記チャックの一方のグル
ープにより前記複数の巻線部の各回転軸から一括して離
脱させ、前記旋回部材の回転後に、巻線前のワークがそ
れぞれ装着されている別の複数のワーク保持治具を、前
記チャックの他方のグループにより前記複数の巻線部の
各回転軸に一括して装着するチャック制御装置と、を含
むことを特徴とする。

【００１１】このようにすれば、１つの旋回部材で複数
のワーク保持治具ひいては巻線後の複数のワークを一括
して複数の巻線部から排出し、代わりに別の複数のワー
ク保持治具ひいては巻線前の複数のワークを一括して複
数の巻線部に供給することができる。従って、構造が簡
単で工程効率がよい。

【００１２】なお、上述のワーク保持治具を構成要件に
入れてワーク入替装置を規定することもできるし、それ
を含まないで規定することも可能である。

【００１３】さらに、上記のようなワーク入替装置を含
んで請求項６又は７のように巻線機を構成することがで
きる。このような巻線機とすることで、上述の共通のワ
ーク保持治具、及びワーク入替装置により、巻線部は必
要最小限として構造を簡単にし、かつ巻線部をフライヤ
ー等の巻線手段と１対１で対応させることにより、両者
間の相対的な位置精度を高くし、ひいては巻線の品質を
高めることができる。また、請求項７の巻線機では、複
数のワークを一挙に入れ替えできるから、ワークの供給
・排出の効率が高まる。

【００１４】

【発明の実施の形態】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において、１
は巻線機構の主体をなすフライヤーであり、これに１対
１で対応して巻線部２が設けられている。巻線部２は、
垂直方向のスピンドル３を有し、これがハウジング４に
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、割出回転用のインデックスモータ（以下、単に
モータという）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が所定角度で割出回転す
るようになっている。なお、モータ６は、スピンドル３
を割出回転させることも、連続的に回転させることもで
きるサーボモータ等が採用される。

【００１５】この巻線部２のスピンドル３には、ワーク
保持治具（以下、単に治具という）１０が同心的に接続
されるようになっている。治具１０は後に詳しく述べる
が、スピンドル３に着脱可能に嵌合される軸状の接続部
１１と、これと同心的かつ一体的に形成されたワーク保
持部１２と、これらの中間に位置しチャック１３により
保持されるチャック保持部１４とを備え、これらが軸状
につながったものである。ワーク保持部１２は、モータ
コアとなる複数極のワークＷの中央孔が嵌合される軸状
の部分で、このワーク保持部１２はワークＷの種類に応
じて形成される。巻線部２では、ワークＷの各極に対し
フライヤー１により巻線が施され、ある極の巻線が終了
すると、スピンドル３がモータ６により割出回転させら
れて、別の極に巻線が行われ、一般には全ての極に対す
る巻線が行われる。

【００１６】一方、巻線部２から一定距離隔ててアイド
ル部１５が設けられ、このアイドル部１５で、巻線後の
ワークＷと未巻線の新たなワークＷとの入替えが行われ
る。上述の巻線部２とアイドル部１５とに跨るように旋
回部材としてのターンテーブル１６が設けられ、ターン
テーブル１６は回転軸１７の上部に連結されている。回
転軸１７は円筒状のハウジング１８内で軸受１９、２０
により回転可能に保持され、この回転軸１７のターンテ
ーブル１６とは反対側の端部にカップリング２１を介し
て旋回用のロータリアクチュエータ２２（エアシリン
ダ）が連結されている。ロータリアクチュエータ２２
は、例えばピニオンを挟んで並列するラックが空気圧に
より互いに逆向きにスライドすることにより、そのピニ
オンを介してターンテーブル１６を１８０度の角度範囲
で往復回転させるもので、図２にも示すように昇降フレ
ーム２３にブラケット２４を介して吊下状態で支持され
ている。なお、図２に示すように、その１８０度の往復
回転の移動限度を規定するストッパＳが位置固定に設け
られ、ストッパ当接部Ｓａがターンテーブル１６に設け
られている。

【００１７】回転軸１７を回転可能に保持する前述のハ
ウジング１８は、昇降フレーム２３に固定され、この昇
降フレーム２３にはターンテーブル１６の昇降シリンダ
２５のピストンロッド２６が連結されている。昇降シリ
ンダ２５はメインフレーム２７に取り付けられ、前述の
巻線部２のスピンドル３のハウジング４もこのメインフ
レーム２７に固定されている。ターンテーブル１６の回
転軸１７のハウジング１８は、このメインフレーム２７
を貫通し、その貫通孔２８において昇降可能となってい
る。昇降シリンダ２５のピストンロッド２６が収縮すれ
ば、ハウジング１８を介して回転軸１７及びターンテー
ブル１６が上昇し、これにともなってロタリアクチュエ
ータ２２も一体的に上昇する。また、その上昇した状態
で、ロータリアクチュエータ２２の作動によりターンテ
ーブル１６は例えば１８０度の回転角度で往復回転（同
方向の回転でもよい）することができる。

【００１８】ターンテーブル１６の両端には上述のチャ
ック１３が回転軸１７の軸線に関し対称位置に設けられ
ている。各チャック１３はメカニカルなもので、それぞ
れ治具１０を一時的に把持することができる。これらの
チャック１３はターンテーブル１６に取り付けられてい
るため、そのターンテーブル１６とともに旋回し、一方
のチャック１３が巻線部２に位置しているときは、他方
のチャック１３はアイドル部１５に位置する関係にあ
る。

【００１９】図３にチャック１３の平面図を示す。各チ
ャック１３は互いに接近離間可能な一対のクランプ片３
０、３１を有し、このクランプ片で治具１０を把持す
る。各クランプ片３０、３１は旋回フレームとしての一
対のサイドメンバ３２を横断する支持軸３３、３４に支
持され、支持軸３３、３４は、各クランプ片３０、３１
の基端側部分を貫通している。クランプ片３０は支持軸
３３に固定される一方で支持軸３４とは摺動可能な非固
定状態にあり、クランプ片３１は、支持軸３４に固定さ
れ、支持軸３３とは摺動可能な非固定状態にある。そし
て、クランプ片３０と一方のサイドメンバ３２との間、
ならびにクランプ片３１と他方のサイドメンバ３２との
間には、それぞれ圧縮スプリング３５が予圧縮状態で挿
入されている。これらの圧縮スプリング３５はチャック
１３を閉じる方向に付勢する付勢手段の役割を果たすも
ので、クランプ片３０、３１の接近方向の移動限度は、
軸３３に設けられたフランジ状のストッパ３７と、支持
軸３４に設けられた同様なフランジ状のストッパ３８に
よって規定される。

【００２０】巻線部２の両側には、チャック１３を開放
するチャック制御装置としてチャック開放シリンダ４
０、４１が設けられている。チャック開放シリンダ４０
は支柱４２にブラケット４３を介して支持され、そのピ
ストンロッド４４に固定の押圧部４５は、一方のサイド
メンバ３２から一定量突出した支持軸３４と同軸的に対
向している。他方のチャック開放シリンダ４１も同様に
支柱４６にブラケット４７を介して支持され、それのピ
ストンロッド４８に固定の押圧部４９が、他方のサイド
メンバ３２から一定量突出した支持軸３３に同軸的に対
向している。チャック１３が巻線部２に位置した状態で
チャック開放シリンダ４０が伸長すれば、その押圧部４
５が支持軸３４に突き当たってこれを横方向に移動さ
せ、その結果クランプ片３１がスプリング３５の付勢力
に抗して外側に移動する。他方、チャック開放シリンダ
４１が伸長すれば、その押圧部４９が支持軸３３に当接
してこれをスライドさせ、クランプ片３０がスプリング
３５の付勢力に抗して外側へよる。これらチャック開放
シリンダ４０及び４１が同期して作動することにより、
巻線部２に位置するチャック１３が開放され、これらチ
ャック開放シリンダ４０、４１が収縮すれば、チャック
１３は両側の圧縮スプリング３５の付勢力で閉じた状態
となる。

【００２１】なお、チャック開放シリンダ４０、４１は
巻線部２に対応してのみ設けられ、これと反対側のアイ
ドル部１５には設けられていない。つまり、チャック１
３は巻線部２では開放される機会があるが、アイドル部
１５では閉じたままの状態に保たれることとなる。

【００２２】各チャック開放シリンダ４０、４１の押圧
部４５、４９は、旋回フレームたるサイドメンバ３２の
旋回時にこれと干渉しないように、各支持軸３３及び３
４と一定の間隔を保つ。なお、各チャック開放シリンダ
４０、４１の支柱４２、４６は、図１及び２に示したメ
インフレーム２７に固定されている。図２では、チャッ
ク開放シリンダ４０、４１の位置のみを示す。また、図
２において５１は昇降フレーム２３に固定されたガイド
ポストであり、これがメインフレーム２７に取り付けら
れたガイドブッシュ５２に摺動可能に嵌合して、上述の
旋回フレーム３２を主体とするターンテーブル１６の昇
降をガイドする。図４はそのようにターンテーブル１６
が上昇した状態を示している。

【００２３】また、図１及び図２に示すように、旋回フ
レーム３２の上部にはカバープレート５３が被せられ、
平面視では図５に示すような形態のターンテーブル１６
となる。

【００２４】図６に前述のワーク保持治具１０の一例を
拡大して示す。治具１０は下から前述の接続部１１、チ
ャック保持部１４及びワーク保持部１２を有する。この
治具１０は接続部１１及びチャック保持部１４は複数の
治具１０について共通であり、ワーク保持部１２はワー
クの種類に応じて異なるものが用意される。そして、治
具１０は下側部分５５と上側部分５６との２分割構造と
なっている。すなわち図１５に示すように、上側部分５
６には下側に突出する軸部５７が形成され、これが下側
部分５５の挿入孔５８に挿入されるとともに、下側から
ボルト５９で結合されている。また、横方向にねじ込ま
れたセットスクリュー６０が上側部分５６と下側部分５
５の一体性を強化している。また、下側部分５５には軸
方向と平行に延びるＵ字状の溝６１が被係合部として形
成され、前述のスピンドル３にはこのＵ字状の溝６１に
入り込む位置決めピン６２が係合部として設けられてい
る。この溝６１と位置決めピン６２が係合するととも
に、下側部分５５の前記接続部１１がスピンドル３の中
心孔６３に入り込むことで、治具１０とスピンドル３と
が回止め状態で着脱可能に結合される。

【００２５】図６に戻って、その上端部のワーク保持部
１２には、例えば図７に巻線前と巻線後の状態を示すワ
ークＷの中心孔６５を、相対回転不能に嵌合する回止め
嵌合部６４（図６）が多角形状に形成され、ここにワー
クＷの中心孔６５がはまりこむ。図８は、ワークＷがは
まった治具１０がさらにスピンドル３に装着された状態
を示すものである。

【００２６】図９は、例えば図１０に示すようなワーク
Ｗを装着するためのワーク保持部６６を備えた治具１０
を示している。図１０に示すワークＷは、中心孔６７の
内周面に軸方向と平行にのびる溝６８を有し、治具１０
のワーク保持部６６にはこの溝６８と係合する軸方向と
平行な突条６９が形成されていて（図９）、これらが互
いに係合することにより、図１０のワークＷが、治具１
０のワーク保持部６６に相対的に回転不能状態で嵌合さ
れる。つまり、治具１０の下側部分５５は、図６と同様
であるが、上側部分７０が、図１０に示すワークＷに特
有のものとなっている。図１１はそのようなワークＷが
はめ込まれた治具１０が、スピンドル３に連結された状
態を示している。

【００２７】図１２は、前述のチャック１３の各クラン
プ片３０、３１を拡大して示すものである。各クランプ
片３０、３１は互いに平行な平面で構成されるクランプ
面７１と、それに隣接して形成された円弧状のクランプ
凹部７２とを有している。図１３に示す治具１０のチャ
ック保持部１４は、図１４に示すように、２平面取りさ
れた互いに平行な被クランプ面７３と、その下側に円弧
状に突出した被クランプ凸部７４を備えており、チャッ
ク１３の互いに対向するクランプ面７１が治具１０の２
平面取りされた被クランプ面７３に押し付けられること
で、治具１０のチャック１３に対する回転位相が一義的
に定まり、チャック１３の円弧状のクランプ凹部７２が
治具１０の円弧状の被クランプ凸部７４に係合すること
で、チャック１３に対する治具１０の中心位置が一義的
に定まることとなる。

【００２８】なお、図６に示すワーク保持部１２に代え
て、図１６に示すように、治具１０’の先端に軸線から
偏心したワーク保持部７５が形成され、このワーク保持
部７５に治具軸線と直交する方向にワークＷの中心軸Ｗ
ａを挿入する挿入孔７５ａが設けられた治具を採用する
こともできる。この場合は、ワーク保持部７５の挿入孔
７５ａにワークＷの中心軸Ｗａが挿入された治具１０’
がターンテーブル１６のチャック１３により、巻線部２
のスピンドル３に接続される。ワークＷは治具１０’の
ほぼ中心に位置し、スピンドル３の連続回転によりワー
クＷが一方向へ連続回転させられつつ、ノズルＮから供
給されるワイヤＷｉがワークＷの任意の極にいわゆるス
ピンドル巻で巻線される。ワークＷの治具１０’に対す
る回転位相は凸曲面のストッパ７５ｂがスプリング７５
ｃによりワークＷの極間隙間に押し付けて固定される。
ある極の巻線が終わればワークＷを割出回転させる送り
部材７５ｄが極間隙においてワークＷを所定角度回転さ
せるように押し動かし、別の極へのスピンドル巻が可能
な状態となる。この際、ストッパ７５ｂはスプリング７
５ｃの付勢力に抗して退避させられ、ワークＷの割り出
し回転を許容する。

【００２９】このように図６の治具１０にワークＷを装
着してこれにフライヤー巻を施したり、図１６の治具１
０’にワークＷを装着してこれにスピンドル巻を行った
りすることができる。これらの巻方法のいずれを選択す
るかは、ワークの用途に応じて適宜ワーク保持治具を選
択して決めることができる。

【００３０】次に、以上のような治具１０、巻線部２と
アイドル部１５との間でワークの入替えを行うワーク入
替装置、さらにはこれらを含む巻線機の作動を説明す
る。まず図１において、ターンテーブル１６の各チャッ
ク１３には、治具１０が保持される。そして使用される
治具１０は接続部１１やチャック保持部１４は全て共通
であり、ワーク保持部１２がワークＷの種類に応じて使
い分けられる。図１のように治具１０が巻線部２のスピ
ンドル３に装着され巻線が行われる際には、図３のチャ
ック開放シリンダ４０、４１が互いに伸長してチャック
１３を開いた状態に維持し、治具１０の割出回転でチャ
ック１３がこれに干渉しないようにされる。図１のフラ
イヤー１はワークＷの各極に対しフライヤー巻を施し、
モータ６、タイミングベルト８及びスピンドル３を介し
て治具１０が順次割出回転され、フライヤー巻が完了す
る。

【００３１】その後、図３に示すように、チャック開放
シリンダ４０、４１が退いて、チャック１３が巻線部２
の治具１０を保持した状態となる。その状態で図４に示
すように昇降シリンダ２５が収縮し、ターンテーブル１
６を上昇させる。これにより治具１０の接続部１１はス
ピンドル３から離脱する。この状態でロータリアクチュ
エータ２２が作動し、ターンテーブル１６が１８０度回
転する。その結果、巻線部２において治具１０に保持さ
れた巻線後のワークＷは反対側のアイドル部１５に移動
し、逆にアイドル部１５において治具１０に保持された
巻線前のワークＷが１８０度旋回して巻線部２にいた
る。その後昇降シリンダ２５によりターンテーブル１６
が下降し、巻線部２の治具１０がスピンドル３に連結さ
せられる。その後チャック１３が開いて前述と同様にフ
ライヤー１により新たなワークＷに対し巻線が行われ
る。

【００３２】なお、巻線中に反対側のアイドル部１５で
は、例えば作業者が巻線後のワークＷを治具１０から取
り外し、巻線前の新たなワークＷを治具１０に装着して
待機することができる。以後同様にターンテーブル１６
の１８０度の旋回を伴い、巻線されたワークＷと巻線前
のワークＷとが入れ替えられることとなる。また、この
アイドル部１５に隣接して搬送コンベアが設けられる場
合、アイドル部１５と搬送コンベアとの間でワーク保持
治具１０の受け渡しを行うロード・アンロード装置（例
えばロボット）を設けて、アイドル部１２で治具１０ご
と巻線後のワーク及び未巻線のワークの受渡しを行うこ
ともできる。この場合、アイドル部１２にもチャック開
放シリンダ４０等を設置することとなる。

【００３３】次に、図１７以降に基づいて本発明の別の
実施例を説明する。この実施例ではターンテーブル７８
に対し、その中心Ｏに均等な位置に４個のチャック１３
が設けられ、各チャック１３に治具１０が保持された４
軸タイプのものである。そして、ターンテーブル７８は
長方形状をなし、その一方の側の長辺に設けられた２つ
のチャック１３がそれぞれ巻線部２に対応する。言い換
えれば各フライヤー１に対応する。反対側の長辺に位置
する２個のチャック１３はそれぞれアイドル部１５に対
応する。つまりこの例ではチャック１３の２個が同時に
それぞれ巻線部２に位置し、反対側のチャック１３が同
時にそれぞれアイドル部１５に位置する。そして、各フ
ライヤー１に１対１で対応するように各巻線部２に位置
固定にインデックス等のスピンドル３が設置されてい
る。また、２箇所の巻線部２を挟んでその両側にチャッ
ク開放シリンダ４０、４１が位置固定に設けられてい
る。

【００３４】図２６に示すように、片側２個のチャック
は旋回フレーム７９に摺動可能に掛け渡された２本の支
持軸８０、８１に支持されている。各支持軸８０、８１
は各チャック１３のクランプ片３０、３１を貫通してい
る。各チャック１３のクランプ片３０は支持軸８０に固
定される一方で、支持軸８１に対しては摺動可能であ
る。相手方のクランプ片３１は支持軸８１に固定される
一方で、支持軸８０に対しては摺動可能である。そして
両側の旋回フレーム７９とクランプ片３０及び３１との
間には前述と同様の圧縮スプリング３５が予圧縮状態で
挿入されている。３７、３８は、各支持軸８０、８１に
フランジ状の形態で設けられて中間の旋回フレーム７９
に当接し、各チャックの接近距離を規定するストッパで
ある。

【００３５】そして、図２７に示すように、チャック開
放シリンダ４０が支持軸８１を一方の側に移動させ、チ
ャック開放シリンダ４１が支持軸８０を他方の側に移動
させることにより、それぞれの巻線部２に位置している
２個のチャック１３が同時に開放される。アイドル部１
５側にあるチャックは閉じたままで開放はされない。こ
れらのチャック１３の作動は、２連が同時に動くことを
除いては、図３に示すものと基本的には同様のものであ
る。

【００３６】また、図２０〜図２３に示すように、ター
ンテーブル７８の中心部には回転軸１７が連結され、こ
の回転軸１７がロータリアクチュエータ２２により１８
０度ずつ往復回転させられる。なお、ターンテーブル７
８を昇降させる昇降シリンダ２５等の昇降機構、ならび
に巻線部２にあるスピンドル３をインデックス回転又は
連続回転させる回転駆動機構は、図１及び図２に示すも
のと同様であるので、同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３７】図１８に示すように、メインフレーム２７
には門形フレーム８３が形成され、この門形フレーム８
３から下方に垂下する状態で回転ガイド軸８４が設けら
れている。各回転ガイド軸８４は巻線部２のスピンドル
３と同心的に設けられ、上端が共通の昇降フレーム８５
に支持されるとともに、その昇降フレーム８５が昇降シ
リンダ８６に連結されることで、フレーム８５を介して
昇降させられるようになっている。

【００３８】図１９に示すように、各回転ガイド軸８４
は、治具１０の上端側に位置するワーク保持部１２（ワ
ークＷを貫通して上方に突出する部分）に上側から相対
回転不能に嵌合するようになっており、回転ガイド軸８
４は、昇降フレーム８５に対して回転可能に取り付けら
れている。そのため、回転ガイド軸８４が治具１０に対
し上方から同軸的に結合した状態では、治具１０がスピ
ンドル３によりインデックス回転させられるのにともな
って、回転ガイド軸８４もこれと一体に回転し、治具１
０の回転に伴う芯ブレを防止する。なお、治具１０の上
端には、図６に示すように直径方向の係合溝６４ａが形
成され、図１８の回転ガイド軸８４の下端にはその係合
溝６４ａに嵌まり込む図示しない係合突起が形成されて
いて、これら係合溝６４ａと係合突起との結合により、
回転ガイド軸８４と治具１０との同軸性が付与され、か
つ相対回転が阻止される。

【００３９】また、図１８に示すように、巻線部２にお
ける各治具１０のワークＷに対応して巻線ガイド８７が
設けられている。各巻線ガイド８７は、フライヤー１に
よりワークＷに巻線をするときだけ退避位置から前進し
て、ワークＷの近傍に至り、フライヤー１がワークＷの
１つの極に巻線を行う際、その線材が隣合う極と干渉す
るのを防いで、線材がその極に容易に落とし込まれるよ
うにガイドする。巻線が終了すれば、各巻線ガイド８７
は退避位置へ後退する（図１８の紙面に直角な方向）。
これにより、旋回フレーム７９の治具１０と巻線ガイド
８７が干渉することはない。

【００４０】次に、以上のような４軸構成のワーク入替
装置を含む巻線機の作動を説明する。まず、図１７に示
す形態で、巻線部２でそれぞれのフライヤー１により巻
線が行われる状態では、図２０及び図２２に示すように
ターンテーブル７８が下降した状態にあり、また図２７
に示すように、巻線部２側の２個のチャック１３はいず
れも開放状態とされる。また、図２４に示すように、回
転ガイド軸８４が下降した状態で各治具１０の先端部に
はまり込み、治具１０のインデックス回転をガイドす
る。図１７の各フライヤー１により２個のワークに対し
同時に巻線工程が実施され、その巻線工程では治具１０
ひいてはワークＷがインデックス回転させられる。

【００４１】２個のワークＷに対する巻線が完了する
と、図２５に示すように、回転ガイド軸８４が昇降シリ
ンダ８６の作動により上昇して各治具１０から離間す
る。また、図２６に示すように、巻線部２側の２個のチ
ャック１３が同期して閉じ、巻線が完了したワークＷを
保持している治具１０をクランプする。さらに図２１及
び図２３に示すように、昇降シリンダ２５が作動して、
ターンテーブル７８がチャック１３及び治具１０ととも
に上昇する。これにより、巻線部２の治具１０がスピン
ドル３から切り離される。その後図２１及び図２３のロ
ータリアクチュエータ２２が作動して、ターンテーブル
７８が１８０度回転し、図１７において、巻線後のワー
クを保持する治具１０は、アイドル部１５に旋回して移
動し、アイドル部１５において、未巻線ワークを保持し
た治具１０は、これと入れ替わって巻線部２に位置させ
られる。

【００４２】以上の工程を経時的に示したのが図２８及
び図２９である。図２８（ａ）に示すように巻線動作が
行われ、（ｂ）に示すように巻線機構（フライヤー１）
が後退し、（ｃ）に示すように回転ガイド軸８４が上昇
する。かつ、図２９（ａ）に示すように、ターンテーブ
ル７８が上昇、及び１８０度の回転により巻線後のワー
クと巻線前のワークが入れ替えられ、同図（ｂ）に示す
ように、ターンテーブル７８の下降（治具１０とスピン
ドル３との接続）、さらに同図（ｃ）に示すように回転
ガイド軸８４の下降（フライヤー１の前進）、チャック
１３の開放、巻線の開始となる。

【００４３】以上のように、巻線部２において２以上の
ワークに対し同時に巻線を行い、かつ２以上の未巻線ワ
ークを巻線部２と入れ替えるためには、図３０（ｂ）に
示すように、図１〜図３に示したターンテーブル１６を
有する２軸型のワーク入替装置を横方向に２連つないで
設けることもできる。ただし、その場合は横方向寸法の
Ｌ2が大きくなる。言い換えればフライヤーのピッチＰb
がある程度大きくなる。これに対し図３０（ａ）に示す
ように、ターンテーブル７８を有する４軸のワーク入替
装置とすれば、横方向寸法のＬ1はＬ2より相当小さくで
き、フライヤー間のピッチ（言い換えれば巻線部間のピ
ッチ）Ｐaを小さくでき、限られたスペースでより多く
の巻線部を設定することができる。

【００４４】さらに、図３０（ａ）に示す４軸のワーク
入替装置を横方向に連ねることも可能である（図３
１）。その際、４軸のターンテーブル７８の最大回転軌
跡Ｓが互いに干渉しないように各軌跡Ｓ間に所定の隙間
をもって横方向に連ねることができる。つまり、各ター
ンテーブル７８を同時に回転させる場合は、それらの最
大回転軌跡Ｓがオーバーラップすると、互いに干渉を起
こして回転困難となったりするので、最大回転軌跡Ｓ
は、オーバーラップしないように配置する形態がまず考
えられる。ただ、そのような配置形態で、チャック１３
間の間隔、言い換えれば巻線部のピッチＬ3が、横方向
に連なる各ターンテーブルにおいて常に等しく設定困難
な場合がある。例えば１つのターンテーブル７８間のチ
ャック間隔Ｌ3と、隣合うターンテーブル７８間のチャ
ック間隔が異なってしまうと、巻線部ひいてはフライヤ
ー等が等間隔で配置されているものに対応できない場合
も生じる。

【００４５】そこで、複数のターンテーブル７８間にわ
たって全てチャック間隔Ｌ3が等しくなるように、各タ
ーンテーブル７８の最大回転軌跡Ｓをオーバーラップし
て配置する。このようにオーバーラップさせた場合、各
ターンテーブル７８を同期して回転させると、隣合うタ
ーンテーブル７８間で部材の衝突等が生ずるおそれがあ
るので、これを回避するために、各ターンテーブルの回
転時期を互いにずらしたり、回転方向を逆にしたりする
とかができる。例えば、第１番目、第２番目、第３番目
のターンテーブル７８が順次相前後して回転を開始し、
また１８０度の回転を終了するように、それぞれの旋回
機構を互いに関係付けて制御する。あるいは隣り合うタ
ーンテーブル７８の回転方向が互いに逆になるように制
御する。これによって各ターンテーブルの７８の最大回
転軌跡Ｓがオーバーラップしても、部材の衝突等は回避
でき、かつ横方向に連なるチャック間のピッチを同一に
することができる。なお、このことは、図３０（ｂ）の
ように、２軸２連のターンテーブル１６の最大回転軌跡
Ｓを互いにオーバーラップさせるときでも実質上同じで
ある。

【００４６】図３２に示すターンテーブル８８のよう
に、例えば６軸のチャック１３を設け、これを例えば１
８０度回転させることもできる。なお、この場合その最
大回転軌跡Ｓ’は４軸の場合よりある程度大きくなるの
で、それを考慮したスペースの確保が必要である。ま
た、図３２に示すような例えば６軸のターンテーブル８
８を横方向に連ねることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である２軸１連のターンテー
ブルを含むワーク入替装置の側面図。

【図２】図１の正面図。

【図３】図１の平面図（ただし、ターンテーブル１６の
カバープレートは取り外した状態を示す）。

【図４】図１のターンテーブルが上昇した状態を示す側
面図。

【図５】そのターンテーブルの平面図。

【図６】ワーク保持治具の一例とスピンドルの関係を示
す正面図。

【図７】巻線前後のワークの一例を示す正面図。

【図８】ワークを保持した治具がスピンドルに装着され
た状態を示す正面図。

【図９】図６とは異なるワーク保持治具とスピンドルと
の関係を示す正面図。

【図１０】図７とは異なる巻線状態のワークの一例を示
す正面図。

【図１１】そのワークＷを保持した治具がスピンドルに
装着された状態を示す正面図。

【図１２】チャックの要部を示す斜視図。

【図１３】チャックが治具を把持した状態の正面図。

【図１４】図１３のＡ−Ａ断面図（ただし、チャックは
省略）。

【図１５】治具とスピンドルとの結合状態の断面図。

【図１６】スピンドル巻に使用される治具の一例とワー
クの関係を示す図。

【図１７】本発明の他の実施例である４軸１連のターン
テーブルを含むワーク入替装置の平面図。

【図１８】図１７の正面図。

【図１９】図１８の側面図。

【図２０】図１７のターンテーブルの下降状態の正面
図。

【図２１】同じく上昇状態の正面図。

【図２２】図１９のターンテーブルの下降状態の断面
図。

【図２３】同じく上昇状態の断面図。

【図２４】回転ガイド軸の下降状態の正面図。

【図２５】同じく上昇状態の正面図。

【図２６】図１７のチャックのクランプ状態の平面図。

【図２７】その開放状態の平面図。

【図２８】図１７等のワーク入替装置の作動を経時的に
示す工程図。

【図２９】図２８に続く工程図。

【図３０】２軸のターンテーブルを２連つなげたもの
（２連２軸）と、４軸１軸のターンテーブルとを比較し
て示す平面図。

【図３１】４軸のターンテーブルを複数横方向に連ね、
かつ各最大回転軌跡をオーバーラップさせた例を示す平
面図。

【図３２】６軸１連のターンテーブルの一例を示す平面
図。

【符号の説明】

１ フライヤー（巻線機構） ２ 巻線部 ３ スピンドル １０ ワーク保持治具 １１ 接続部 １２ ワーク保持部 １３ チャック １４ チャック保持部 １５ アイドル部 １６、７８、８８ ターンテーブル（旋回部材） １７ 回転軸 ２２ ロータリアクチュエータ ２５ 昇降シリンダ ３０、３１ クランプ片 ３５ 圧縮スプリング ４０、４１ チャック開放シリンダ ５５ 治具の下側部分 ５６ 治具の上側部分 ７１ クランプ面 ７２ クランプ凹部 ７３ 被クランプ面 ７４ 被クランプ凸部 ８４ 回転ガイド軸

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに巻線を行う巻線部の回転軸に同
   心的に接続される共通の接続部と、 その接続部と一体的にかつ前記ワークの種類に応じて形
   成されたワーク保持部と、 前記接続部とワーク保持部との間にこれらと一体的に設
   けられてチャックに保持されるチャック保持部とを備
   え、 ワークを保持した状態で前記チャックにより前記巻線部
   の回転軸に接続され、巻線後はそのワークを保持した状
   態で前記チャックにより前記巻線部の回転軸から離脱さ
   れることを特徴とする巻線機のワーク保持治具。
2. 【請求項２】 ワークに巻線する巻線部と、その巻線部
   から離れて位置し、ワークの供給・排出を行うアイドル
   部とを有する巻線機において、前記巻線機で巻線された
   ワークとアイドル部で供給された未巻線ワークとを入れ
   替える入替装置であって、 前記巻線部に設けられた回転軸と平行な軸線周りに回転
   する旋回部材と、 その旋回部材の複数位置に設けられたチャックであっ
   て、前記巻線部の回転軸に同心的に接続される共通の接
   続部及びその接続部と一体的で前記ワークの種類に応じ
   たワーク保持部を有するワーク保持治具を着脱可能に保
   持する複数のチャックと、 それらのチャックのいずれかを前記巻線部に対応させ、
   かつそれとは別の任意のチャックを前記アイドル部に対
   応させるように、前記旋回部材を回転させる回転駆動機
   構と、 前記巻線部により巻線された後のワークを、前記ワーク
   保持治具とともに前記チャックにより前記巻線部の回転
   軸から離脱させ、前記旋回部材の回転後に、巻線前のワ
   ークが装着されている別のワーク保持治具を、前記チャ
   ックにより前記巻線部の回転軸に装着するチャック制御
   装置と、 を含むことを特徴とする巻線機のワーク入替装置。
3. 【請求項３】 ワークに巻線する複数の巻線部と、それ
   らの巻線部から離れて位置し、ワークの供給・排出を行
   うために前記複数の巻線部と同数設けられた複数のアイ
   ドル部とを有する巻線機において、前記巻線機で巻線さ
   れた複数のワークとアイドル部で供給された複数の未巻
   線ワークとを一括して入れ替える入替装置であって、 前記巻線部にそれぞれ設けられた回転軸と平行な軸線周
   りに回転する旋回部材と、 その旋回部材に前記複数の巻線部及び前記複数のアイド
   ル部の総数以上設けられたチャックであって、前記巻線
   部の回転軸に同心的に接続される共通の接続部及びその
   接続部と一体的で前記ワークの種類に応じたワーク保持
   部を有するワーク保持治具を着脱可能に保持する複数の
   チャックと、 それらのチャックの一方のグループを前記巻線部に対応
   させ、他方のグループを前記アイドル部に対応させるよ
   うに、前記旋回部材を回転させる回転駆動機構と、 前記複数の巻線部により巻線された後の複数のワーク
   を、前記各ワーク保持治具とともに前記チャックの一方
   のグループにより前記複数の巻線部の各回転軸から一括
   して離脱させ、前記旋回部材の回転後に、巻線前のワー
   クがそれぞれ装着されている別の複数のワーク保持治具
   を、前記チャックの他方のグループにより前記複数の巻
   線部の各回転軸に一括して装着するチャック制御装置
   と、 を含むことを特徴とする巻線機のワーク入替装置。
4. 【請求項４】 前記旋回部材に設けられた前記チャック
   はばね部材により常時閉方向へ付勢され、他方、前記チ
   ャック制御装置は少なくとも前記巻線部の近傍に位置固
   定に設けられ、前記旋回部材の静止状態において前記チ
   ャックに直接又は他部材を介して間接的に作用し、前記
   チャックを前記ばね部材の付勢力に抗して開方向へ移動
   させるアクチュエータを含む請求項２又は３に記載の巻
   線機のワーク入替装置。
5. 【請求項５】 前記旋回部材が複数並列して設けられ、
   かつ各旋回部材の最大回転軌跡が隣り合う旋回部材同士
   で互いに一部オーバーラップするように設定されるとと
   もに、各旋回部材を回転させる前記回転駆動機構は、隣
   り合う旋回部材同士が衝突しないように回転開始のタイ
   ミング・速度・回転方向その他の回転形態を制御する請
   求項２ないし４のいずれかに記載の巻線機のワーク入替
   装置。
6. 【請求項６】 ワークに巻線する巻線部と、 その巻線部から離れて位置し、ワークの供給・排出を行
   うアイドル部と、 前記巻線部に設けられた回転軸と平行な軸線周りに回転
   する旋回部材と、 その旋回部材の複数位置に設けられたチャックであっ
   て、前記巻線部の回転軸に同心的に接続される共通の接
   続部及びその接続部と一体的で前記ワークの種類に応じ
   たワーク保持部を有するワーク保持治具を着脱可能に保
   持する複数のチャックと、 それらのチャックのいずれかを前記巻線部に対応させ、
   かつそれとは別の任意のチャックを前記アイドル部に対
   応させるように、前記旋回部材を回転させる回転駆動機
   構と、 前記巻線部により巻線された後のワークを、前記ワーク
   保持治具とともに前記チャックにより前記巻線部の回転
   軸から離脱させ、前記旋回部材の回転後に、巻線前のワ
   ークが装着されている別のワーク保持治具を、前記チャ
   ックにより前記巻線部の回転軸に装着するチャック制御
   装置と、 を含むことを特徴とする巻線機。
7. 【請求項７】 ワークに巻線する複数の巻線部と、 それらの巻線部から離れて位置し、ワークの供給・排出
   を行うために前記複数の巻線部と同数設けられた複数の
   アイドル部と、 前記巻線部にそれぞれ設けられた回転軸と平行な軸線周
   りに回転する旋回部材と、 その旋回部材に前記複数の巻線部及び前記複数のアイド
   ル部の総数以上設けられたチャックであって、前記巻線
   部の回転軸に同心的に接続される共通の接続部及びその
   接続部と一体的で前記ワークの種類に応じたワーク保持
   部を有するワーク保持治具を着脱可能に保持する複数の
   チャックと、 それらのチャックの一方のグループを前記巻線部に対応
   させ、他方のグループを前記アイドル部に対応させるよ
   うに、前記旋回部材を回転させる回転駆動機構と、 前記複数の巻線部により巻線された後の複数のワーク
   を、前記各ワーク保持治具とともに前記チャックの一方
   のグループにより前記複数の巻線部の各回転軸から一括
   して離脱させ、前記旋回部材の回転後に、巻線前のワー
   クがそれぞれ装着されている別の複数のワーク保持治具
   を、前記チャックの他方のグループにより前記複数の巻
   線部の各回転軸に一括して装着するチャック制御装置
   と、 を含むことを特徴とする巻線機。
8. 【請求項８】 前記旋回部材に設けられた前記チャック
   はばね部材により常時閉方向へ付勢され、他方、前記チ
   ャック制御装置は少なくとも前記巻線部の近傍に位置固
   定に設けられ、前記旋回部材の静止状態において前記チ
   ャックに直接又は他部材を介して間接的に作用し、前記
   チャックを前記ばね部材の付勢力に抗して開方向へ移動
   させるアクチュエータを含む請求項６又は７に記載の巻
   線機。
9. 【請求項９】 前記旋回部材が複数並列して設けられ、
   かつ各旋回部材の最大回転軌跡が隣り合う旋回部材同士
   で互いに一部オーバーラップするように設定されるとと
   もに、各旋回部材を回転させる前記回転駆動機構は、隣
   り合う旋回部材同士が衝突しないように回転開始のタイ
   ミング・速度・回転方向その他の回転形態を制御する請
   求項６ないし８のいずれかに記載の巻線機。