JP3353616B2

JP3353616B2 - 巻線方法及び巻線装置

Info

Publication number: JP3353616B2
Application number: JP21864896A
Authority: JP
Inventors: 裕之秋田; 展明三宅; 雅彦下村; 利正三瓶; 博文大内; 竜哉小野; 裕治中原; 健一東
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2002-12-03
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JPH1066313A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ノズルを用い
て、例えば電動機の鉄心に巻線を行う巻線方法および巻
線装置に関するものであり、特に特開平８−１９１９６
号公報記載のディスク回転駆動用の薄型モータの連結ス
テータコアに良好に効率的に巻線できる巻線方法および
巻線装置に関するものである。なお、この明細書におい
ては、上記連結ステータコアの巻線の場合を例に説明す
る。

【０００２】

【従来の技術】まず、巻線対象の上記特開平８−１９１
９６号公報記載の連結コアについて簡単に説明する。図
１５の正面図と平面図に示すように、電動機の相数に等
しい磁極ティース７ａを並列に突設してなるブロック７
ｂを複数薄肉で直線状に連結して構成され、直線状のま
ま巻線処理が施される。巻線されたコアは図１６の正面
図に示すように薄肉連結部７ｃで折り曲げられ、樹脂製
のコアホルダ４０に収納される。巻線コアの薄肉連結部
７ｃには位置決め用の穴が設けられており、樹脂ホルダ
に施された突起に嵌合され位置決めされた後、樹脂突起
を加熱しコアと融着して固定される。４は巻線のワイヤ
である。

【０００３】巻線では、図１７の正面図に示すように連
結ステータコアに対向する位置に巻線機４１を配置し、
一つのブロック７ｂの磁極ティース７ａに等しい数、例
えば三本の巻線ノズル３を磁極ティースのまわりを円形
軌跡を描くように周回（回転）させコイルを形成する。
巻線ノズル３は周回とともに磁極ティース７ａに対して
前後の送りが可能なため容易に整列巻きができ、同時に
複数本のコイルを巻くことができる。そして、個々の磁
極ティースにコイルを形成しながら渡り線を切らずに連
続巻きをすることによりコイル端末処理、結線処理が容
易となる。そのためには、コアを移動させるか、あるい
は周回する三本のノズルを並進移動させる機構が必要と
なる。

【０００４】次に、上記ノズル軌跡とワーク（被巻線
体）であるコア、即ちティースの形状の関係について説
明する。図１８の模式断面図にティース７ａのまわりを
ノズルが周回（回転）し、巻線している状態を示す。図
のコアは三相一対となる直列コアであり、ノズルも三本
一対で巻線を行う。ノズルをティース７ａのまわりを周
回（回転）させて巻線する場合、ノズルの描く軌跡は図
に示すような円形軌跡４２となり、コア、即ちティース
７ａとノズルとの最小隙間４３は非常に小さい。そのた
め、コアのわずかな加工誤差の累積や巻線機のノズル位
置誤差、さらに小型のコアを対象とする場合コアのティ
ース断面およびピッチが小さく、それに伴い巻線ノズル
も小径となり、ともに剛性が低く、巻線中にノズル３や
コア７が振動し、コアとノズルが干渉し、ノズルが折れ
るなどして巻線が困難になる場合が多かった。また、連
続した複数コアを対象に巻線を行う場合、さらにコア形
状の誤差や変動が累積し、巻線が困難となる場合が多発
した。そのため、ノズル３とコア７の干渉無しに巻線を
行うためには、コア７の加工精度を高くする、巻線中に
ノズル及びコアの振動を小さく抑えるために巻線回転速
度を低くする等して対応しているので、生産性が悪くな
る等の問題があった。

【０００５】上記問題点の対策（解決策）としたノズル
がコアの周りをコア形状に即した軌跡で周回して巻線す
る巻線装置としては、例えば特開平５−９５６５４号公
報（従来例２と記す）に開示の図１９の要部縦断面図に
示すような巻線装置がある。巻線４６は、電動機の鉄心
の歯部４７によって形成されるスロット４８を、鉄心の
内径側に軸方向から挿通される軸４９に直角に設けられ
た巻線ノズル３が回動して形成される。軸４９はクラン
ク装置５０によって上下動し、回動装置５３によって一
定角度の回動を行うように構成されており、両者は同期
することによってノズル３が歯部４７の外周を歯部に即
した軌跡で回転するように構成されている。５１はノズ
ル３を鉄心の軸方向に移動するカム、５２はノズル３の
回転角を誘導するガイドである。即ち、線輪４の巻装
は、巻線装置の軸４９が上下動するとともに回動してノ
ズル３が歯部４７の外周を回転するように行われ、スロ
ット４８に巻線４６を形成している。しかし、この場合
にはノズルが一本の構成となり、生産性が悪い。また、
ノズル位置とガイド位置が離れた構成になり、剛性が低
く、振動を伴うなどして整列巻きができないという欠点
がある。

【０００６】本巻線においては、複数ノズルがコアの周
りをコア形状に即した軌跡で周回する動作と、直列状の
コアに連続巻きするためノズルがコアの薄肉連結方向に
移動する動作の両機能が必要であるが、図１９に示す従
来例２の巻線装置では後者の動作が実現できない。後者
の動作はコア側を動かすことによっても実現可能である
が、この場合、コア保持部において連続処理のために次
のコアを供給しておくことができず生産性を損う。その
ため後者の動作は巻線機側で実現するのが望ましい。そ
こで例えばノズルを周回させる巻線ヘッドをロボットの
先端に取り付け、両者の動作を実現することが考えられ
る。

【０００７】また、図２０に示すように３軸ロボット１
の先端に巻線ノズル３を複数とりつけ、ロボット１の動
作により両者の動作を実現することも考えられるが、こ
の場合の巻線周回速度は遅く、生産性が悪い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、被巻線コアの
断面形状に即したノズル軌跡をとり、複数磁極を同時に
巻線可能な巻線方法、装置が必要となる。特に上記ノズ
ル軌跡を得る巻線ヘッドを、高剛性でかつ、ロボットの
先端に搭載できるくらいに小型、軽量に構成することが
必要となる。

【０００９】この発明は被巻線体の形状に即した巻線が
簡単な構成で高速かつ効率的に行える巻線方法および巻
線装置を得ることを目的とする。また、ロボット先端に
搭載するため簡単な構成で小型、軽量かつ高剛性の巻線
装置用の巻線ヘッドを得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の巻線方法は、
被巻線体に線材を吐出する巻線ノズルを周回させて線材
を巻装するもので、上記巻線ノズルが、カムの回転に応
動する一対の直動体の二方向の並進運動を合成した、被
巻線体の形状に即した軌跡を描いて、被巻線体を周回す
るようにしたものである。

【００１１】この発明の巻線装置の第１の構成は、被巻
線体に線材を吐出する巻線ノズルを周回させて線材を巻
装する巻線装置において、被巻線体に線材を吐出する巻
線ノズルを周回させて線材を巻装する巻線装置におい
て、所定のカムストロークを形成する所定半径の円弧部
を有し、回転駆動される第１及び第２のカムと、第１の
直動ガイドにより支持され、上記第１のカムに当接し上
記第１のカムの回転に追従して直進運動する第１のスラ
イドプレートと、第２の直動ガイドにより第１のスライ
ドプレートと互いに運動方向が直交するように支持さ
れ、上記第２のカムに当接し上記第２のカムの回転に追
従して直進運動する第２のスライドプレートと、上記第
１，第２のスライドプレートのいずれかに摺動自在に取
着され、両者の運動方向によって一意に規定される平面
内を、両者の運動を合成した軌跡を描いて周回運動を行
うノズルプレートと、このノズルプレートに取着される
巻線ノズルとからなる巻線ヘッドを設けたものである。

【００１２】この発明の巻線装置の第２の構成は、第１
の構成において、上記第１のカムとして半径の差が概ね
被巻線体の長辺の長さとなる２つの異なる一定半径部を
有するカムを、上記第２のカムとして半径の差が概ね上
記被巻線体の短辺の長さとなる２つの異なる一定半径部
を有するカムを用いるものである。

【００１３】この発明の巻線装置の第３の構成は、第１
の構成において、上記第１及び第２のカムを半径の差が
概ね被巻線体の一辺の長さとなる２つの異なる一定半径
部を有する単一のカムで構成し、上記第１，第２のスラ
イドプレートを上記カムに９０度位相の異なる位置で当
接させたものである。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１にこの発明の実施の形態１に係わる
巻線装置の斜視図を示す。１はＸＹＺに動く３軸ロボッ
ト、２は３軸ロボット１の先端に搭載された巻線ノズル
３を有する巻線ヘッド、４は巻線に供される線材のワイ
ヤ、５はワイヤドラム、６はテンショナ、７はワーク
（被巻線体）の連結ステータコアで、Ａ方向から回転イ
ンデックス９に例えば４本同時に供給される。供給され
たコア７は４本同時に位置決め装置８によって位置決め
される。位置決めされたコアは前のコアの巻線処理が完
了した後にインデックス９により１８０度回転して巻線
ヘッド２と向き合う。なお、巻線ヘッド２には磁極ティ
ース数に等しい巻線ノズル３が多段に設けられている。

【００１７】巻線ヘッド２は３軸ロボット１の先端に搭
載されており、図１５に示すコア７が巻線位置にローデ
ィングされると、ロボット１により巻線ヘッド２が所定
位置に位置決めされｙ方向に直進駆動されるとともに、
巻線ノズル３がコアのティースの周囲を周回運動して巻
線する。さらに第１ブロックから第７ブロックまで順に
４本のコア７の３本のティースそれぞれに同時に巻線処
理を施しながら移動し、最後に端末を引き出し切断して
巻線処理を終了し、巻線待機位置まで移動して次の巻線
に備える。なお、ロボット１は、例えば巻線ヘッド２、
即ち巻線ノズル３を次の巻回位置（ブロック）へとｘ軸
方向に駆動したり、巻線時に前後、即ちコア（ティー
ス）の軸（ｙ）方向に駆動したり、渡り線処理時に上下
（ｚ）方向に駆動したりする。

【００１８】図２にこの発明の実施の形態１の巻線ヘッ
ドの斜視図を示し、四角形のノズル軌跡を生成するノズ
ル駆動機構について説明する。１０は第１のスライドプ
レートで、第１の直動ガイド１１によりｚ方向に可動可
能に３軸ロボット１に取着されるベース板１２に取り付
けられている。第１のスライドプレート１０は、第１の
カムフォロア１３を備えており、これによりカム板１４
の上部と接しカム板１４の回転に伴いｚ方向に直進運動
する。同様にベース板１２に取り付けられ、ｘ方向に可
動可能に設置された第２の直動ガイド１５に取り付けら
れた第２のスライドプレート１６は、それに備えられた
第２のカムフォロア１７によりカム１４の左部（第１の
スライドプレート１０とカム板１４の接点から９０度位
相のずれた点）と接し、カム板１４の回転に伴いｘ方向
に直進運動する。二つのスライドプレート１０，１６は
圧縮バネ１８によりカム１４に押し付けられており、回
転中に慣性力によりカム１４と離れないように設置され
ている。

【００１９】磁極ティース数に等しい巻線ノズル３が多
段に設けられたノズルプレート１９は第３の直動ガイド
２０によりｘ方向に可動可能に第１のスライドプレート
１０に取り付けられており、ｚ方向には第１のスライド
プレート１０に従い運動する。また、ノズルプレート１
９にはｚ軸方向に平行な突起２１が設けられ、この突起
２１は第２のスライドプレート１６に取り付けられた二
つのローラー２２により挟まれている。突起２１により
第２のスライドプレート１６のｘ方向の運動はノズルプ
レート１９に伝えられ、また突起２１はｚ方向に運動自
在にローラー２２に挟持されているため、ノズルプレー
ト１９のｚ方向運動とは独立にｘ方向に可動となる。つ
まり、ノズルプレート１９はｚ方向には第１のスライド
プレート１０に、ｘ方向には第２のスライドプレート１
６に従って独立に運動する。

【００２０】カム板１４の形状は、図３の動作説明図に
示すように二つの異なる一定半径の円弧部Ｂ，Ｃを備
え、その間をノズルがコアコーナー部の輪部と相似曲線
の軌跡を描くカム曲線を形成しており、このカム１４に
当接し、第１，第２の直動ガイド１１，１５により運動
方向が規定された第１，第２のスライドプレート１０，
１６の運動軌跡は図４の波形図に示す二つの停留点（両
端）Ｄ，Ｅを持つ往復運動となる。第１のスライドプレ
ート１０と第２のスライドプレート１６は同じカム板１
４に９０度位相をずらして接しているため、９０度位相
をずらして同じ運動を行う。それぞれの運動軌跡を図５
(a)(b)に示す。ノズルプレート１９はこれらを合成した
運動を行い、ｘ方向、ｚ方向それぞれが二停留点運動を
とるため、合成された運動軌跡は図５(c)に示すように
四角軌跡となる。従って、ノズルプレート１９に搭載さ
れた複数の巻線ノズル３も四角軌跡を描いて周回するこ
とになる。

【００２１】２つの異なる一定半径の円弧部を有するカ
ムの形状により、複数のノズルを被巻線コアの断面形状
に即したノズル軌跡をとるようコアの周囲を周回させる
ことができる。また、カムの回転１軸により軌跡を生成
するため、小型軽量化できロボットの先端に容易に搭載
することができる。第１，第２のスライドプレート１
０，１６を第１，第２の直動ガイド１１，１５により軸
方向に往復運動自在に支持するように構成したので、高
速で動作させたときのノズルの振動、ぶれが少なくな
る。さらに、被巻線コアの断面形状に即したノズル軌跡
をとることにより、コアの加工誤差や巻線中の振動によ
るコアとノズルの干渉が低減でき、高速に巻線が可能と
なる。上記のようにカム機構により巻線を行うことによ
り、例えば前記ロボット先端に複数ノズルを取り付け
て、ロボットの動作によりノズルをコアの周囲に周回運
動させた場合と比較して数十倍の高速巻線が可能とな
り、生産性が著しく向上する。

【００２２】なお、上記実施の形態では２つの異なる一
定半径の円弧部を有する一つのカムを用い、概ね正方形
の軌跡を描く場合を示したが、それぞれ異なる所定半径
の円弧部を有するカム板を２つ用い、第１，第２のスラ
イドプレート１０，１６に対し別々のカム板を接触さ
せ、所定のカムストローク分往復移動させてノズルプレ
ート１９が長方形等の所定の軌跡を描いて周回するよう
に構成すれば、コア断面形状に対応したノズル軌跡精度
が良くなり、さらにその効果は向上する。

【００２３】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２に係わる巻線ヘッドの巻線ノズル３とノズルプレー
ト１９周辺の構成を示す斜視図である。４はワイヤ、３
は巻線ノズル、１９は巻線ノズル３を取り付けるノズル
プレートであり、巻線ノズル３の取付穴があけられてい
る。２３はワイヤの振動抑制、周囲の機構等からワイヤ
を保護するために設けられたワイヤガイドであり、巻線
ノズルに対応する貫通穴があけられている。図７は図６
の断面図であり、１本の巻線ノズルへのワイヤ挿入状態
を示している。巻線ノズル３はノズルプレート１９の厚
みより長く設定し、そのワイヤ挿入口はノズルプレート
１９よりも後方に突出するように配置されている。ま
た、ワイヤ４はワイヤガイド２３の後端部から挿入され
巻線ノズル３の先端部より出てくる。

【００２４】次に、巻線ノズル３へのワイヤ挿入につい
て説明する。巻線ノズル３はノズルプレート１９の背面
よりワイヤガイド２３側に突き出して取り付けられてい
る。ワイヤガイド２３にあけられた穴は二段穴になって
おり、ノズル３の外径より大きな内径を要するノズル挿
入側の方がワイヤ挿入口側より大きな穴が形成されてい
る。次に、ワイヤガイド２３と巻線ノズル３の連結部分
について説明する。図８は図７のα部の拡大断面図であ
る。ノズル３のワイヤが通る穴の径Ｊは、例えばこの場
合は0.3mm であるが、ワイヤ４の入り口は滑らかに広が
った形状をしており、入り口での穴径はワイヤガイド２
３のワイヤ挿入口側の穴径よりも大きく設定している。
これにより、ワイヤガイド２３後方から供給されたワイ
ヤ４は、ワイヤガイドとノズルの結合部でひっかかるこ
となくノズルに供給され、ノズル穴を通って巻線面に出
てくる。ワイヤを供給する際にワイヤガイド２３とノズ
ル３の間でワイヤが引っかかることなく供給できる。な
お、ｄはワイヤ４の外径を示している。また、ワイヤガ
イド２３、ノズル３ともにワイヤ挿入口の形状はＲ形状
であるが、テーパ形状でも同様の効果が得られる。

【００２５】本巻線装置では複数のワイヤを同時に巻線
するが、ワーク（コア）の機種切り替えの際に、ノズル
とワイヤガイドの結合部の形状の工夫により、ノズルや
ワイヤガイドを取り外すこと無しにワイヤを供給でき、
段取り替え作業が簡素化でき、生産効率が向上した。

【００２６】参考例１．巻線された連結ステータコアは、例えば図１６に示すよ
うに、薄肉連結部で折り曲げられ、樹脂製のコアホルダ
に収納され、巻線コアに形成された位置決め用の穴に、
樹脂ホルダに設けた突起を嵌合させて位置決めし、樹脂
突起を加熱しコアと融着させ固定される。この融着の際
に、一つのブロックの巻線後に次の巻線ブロックに巻線
ノズルが直進移動するときに生じる巻線（ブロック）間
の渡り線が加熱部と干渉しないよう、巻線時に渡り線を
図９の斜視図に示すようにコア背面に押しやる必要があ
る。この処理を渡り線処理と呼ぶ。渡り線処理は一つの
ブロックの巻線後に次の巻線ブロックにノズルが直進移
動したときワイヤプッシャーが前進し渡り線（ワイヤ）
を背面に押しやり完了するが、このとき、ワイヤプッシ
ャーとワーク（コア）が干渉しないようにワイヤをワー
ク上方に浮かす必要がある。この方法の一つとして、ワ
イヤをコアに対して斜めに位置させる方法がある。これ
はテンションがゆるまないため、巻線がコンパクトに仕
上がる。しかし、ノズル位置に対してワイヤプッシャー
が下方に位置するため巻線中（ノズルがワーク位置まで
下がったとき）にワークとワイヤプッシャーが干渉する
という不都合が生じる。この参考例では、それを避ける
ために、ワイヤプッシャーをノズルに対してｚ方向に可
動とし、また、バネを介して常時一方向に押し付けるこ
とで、専用の駆動源を必要としないコンパクトな構成を
実現した。

【００２７】図１０は参考例１のバネ式渡り線処理機構
の構成を示す斜視図、図１１はその要部模式拡大図であ
る。２４は渡り線を押し出すためのワイヤプッシャーで
あり、一端にワイヤ４と接する（押し出す）棒状部２４
ａを有し、他端部が軸ピン２６により取付金具２５に回
動自在に取り付けられている。また、棒状部２４ａはワ
イヤの傷つき防止、ワイヤ被覆保護のため円柱形状とし
ている。さらに、図１１に示すように、取付金具２５に
は係止部であるストッパ部３０が形成されており、ワイ
ヤプッシャー２４の他端部はこのワイヤプッシャー２４
を回動させて棒状部２４ａを上下方向（ｚ方向）に移動
させるねじりばね２７によりストッパ部３０に押し当て
られ、棒状部２４ａ先端は巻線ノズル３より下方に位置
している。２９は直動ガイド２８により巻線ヘッド２の
ベースに取り付けられたアクチュエータ、この場合はエ
アシリンダである。ワイヤプッシャー２４はエアシリン
ダ２９により取付金具２５とともに前後、即ちノズル３
の軸方向（ｙ方向）に駆動される。なお、ワイヤプッシ
ャー２４の前後方向の移動は巻線ノズル３とは別個に独
立して行われる。

【００２８】渡り線を処理する動作について図１２に基
づき説明する。図１２(ａ)〜(ｇ)は渡り線処理を巻線ノ
ズルの上方、および後方よりみた、ノズル、ワイヤ、ワ
イヤプッシャーの位置関係を示す説明図である。巻線中
は取付金具２５およびそれに取着されたワイヤプッシャ
ー４はエアシリンダ２９によりワークのコアから離れた
位置にある。また、巻線ノズル３は剛性確保のため短
く、ワイヤプッシャー２４はノズルプレート１９に位置
を拘束され、図のようにワーク（コア）のブロックの間
に位置する。渡り線処理時のノズルとワイヤプッシャー
の位置関係からワイヤプッシャー棒状部先端は前述のと
おりワークより下方にある。

【００２９】当該ブロックの巻線を終えノズルが次のブ
ロックに移動し渡り線処理を行うときの動作を順を追っ
て説明する。１) まず、巻線ヘッド（即ち巻線ノズル）をｚ方向に上
昇させる（図１２(ｂ)）。２) 次のブロックまでｘ方向に巻線ヘッドを移動させ
る。このとき、ノズル、ワイヤ、ワイヤプッシャーの位
置関係は図１２(ｃ)のとおりで、ワイヤプッシャが前進
したときにワイヤプッシャーとすべてのワイヤが引っか
かり、ワークのコア７とは干渉しない配置となってい
る。３) シリンダ２９によりワイヤプッシャー２４を取付金
具２５とともに前方に移動させ、渡り線処理を行う（図
１２(ｄ)）。４) 巻線ヘッドを、巻線位置までｚ方向に下げる（図１
２(ｅ)）。この際、ワイヤプッシャー２４はコア７にあ
たり、バネ２７が伸びて軸ピン２６まわりに回動する。５) 巻線を開始する（図１２(ｆ)）。６) 摩擦でワイヤ位置がずれなくなるまで数回ワイヤを
巻回した後、シリンダ２９によりワイヤプッシャーを後
方に下げる（図１２(ｇ)）。

【００３０】これらの動作により、ワイヤテンションを
緩めることなしに渡り線処理を行える。ワイヤは常に引
き出され緩むことなく巻線が行えるため、緩みのない緊
密な巻線が可能となり巻線密度が向上し、巻線後のコイ
ル形状がコンパクトになる。性能の良い巻線コアが得ら
れる。なお、この参考例では、巻線ヘッド（ノズル）を
上方に移動させた後、次のブロックまで移動させている
が、先にノズルを次のブロックまで移動させた後ノズル
を上昇させても良い。

【００３１】参考例２．図１３(ａ)は参考例２の端末処理のワイヤの把持切断機
構の構成を示す斜視図で、同図(ｂ)は同図(ａ)のＧ部分
の拡大斜視図である。この端末処理ユニットは生産性向
上のために巻線処理後、巻線ヘッドがワイヤ４を把持し
た状態でワイヤを切断し、自動で次の巻線が行えるよう
に設けたもので、この参考例ではワイヤ４の把持、切断
機構を１つのアクチュエータ（エアシリンダ）でコンパ
クトに構成している。

【００３２】ワイヤの把持切断機構のハンドは上爪３１
と下爪３２から構成され、それぞれにワイヤ切断用の刃
３１ａ，３２ａとワイヤ把持用のグリッパ３１ｂ，３２
ｂを備えている。上爪３１と下爪３２は直動ガイド３３
で支持されており、上爪側３１に取着された第１のアク
チュエータの第１のエアシリンダ３４によって下爪３２
が駆動され刃とグリッパを開閉する。そのときの一対の
刃３１ａ，３２ａとグリッパ３１ｂ，３２ｂの位置関係
を図１３(ｂ)に示す。下爪のグリッパ３２ｂはバネ３２
ｃによりバネ取付板３２ｄに連結されており、開閉方向
（ｚ方向）に可動である。グリッパ３１ｂ，３２ｂ間距
離は刃３１ａ，３２ａ間距離より小さく、下爪３２が上
昇するときには、まずグリッパ３１ｂ，３２ｂが接しあ
い、さらに下爪３２が閉じバネ３２ｃが圧縮変形し、次
に刃３１ａ，３２ａがかみあうように構成されている。
３５は爪をｙ方向に駆動する第２のアクチュエータの第
２のエアシリンダである。

【００３３】図１４(ａ)(ｂ)(ｃ)はワイヤの把持切断動
作を順に示す模式図である。コアの巻線を終えた後、巻
線ヘッド（即ち巻線ノズル）がｘ方向に必要な端末線の
長さだけ移動してワイヤを引き出した状態で停止する
（図１４(ａ)）。この状態でハンドが第２のアクチュエ
ータ３５により駆動されｙ方向に移動し、前方（ワイヤ
位置）に移動する。この状態で第１のエアシリンダ３４
を駆動すると、下刃３２が上昇し、まずグリッパ３１
ｂ，３２ｂがワイヤ４と接し、ワイヤを把持する（図１
４(ｂ)）。さらにシリンダが動作し、上刃３１ａと下刃
３２ａによりワイヤが切断される（図１４(ｃ)）。この
とき下グリッパ３２ｂがバネにより支持されているの
で、ワイヤを切傷することなく、確実に保持することが
できる。このように、ワイヤの切断及び把持が同時に行
えるため、端末処理に要する時間の短縮が可能となり、
生産性が向上する。

【００３４】また、ワイヤ切断後、次の巻線開始時にお
いて、グリッパでワイヤを把持したまま最初の第１のブ
ロックを巻線し始めるが、このときグリッパにはテンシ
ョンがかかるので、ワイヤ抜け防止のためにワイヤテン
ション以上の把持力が必要となる。一方、生産性向上の
ためには図１に示すように複数のワーク（コア）を同時
に巻線処理するのが望ましく、ワイヤのグリッパもワー
クと同数必要となる。しかし、巻線ヘッドをコンパクト
に構成する必要（ロボットの先に搭載するため）から、
複数のグリッパを駆動するシリンダを多数取り付けるこ
とは困難である。そこで本参考例では一個のシリンダで
複数のグリッパに対して所望の把持力を与えるために、
ワイヤ把持部である下爪３２のグリッパ３２ｂの把持面
に図１３，１４のようにワイヤと交差する方向に段差を
設け、Ｌ型に形成した。この場合は把持部の形状が平面
の場合と比べてバネを介したシリンダの加圧力による摩
擦力に加え、Ｌ型部での引っ掛かりがワイヤ抜け防止に
寄与するため、ワイヤ把持力が約２倍大きくなる。この
ため、小さな駆動力（一個の小さなシリンダ）により複
数の所望のワイヤ把持力を得ることができ、グリッパ部
をコンパクトに構成することができる。巻線終了後、線
材の端末を保持しつつ切断することが可能となり、連続
巻線が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、この発明の巻線方法で
は、被巻線体に線材を吐出する巻線ノズルを周回させて
線材を巻装するさいに、上記巻線ノズルが、カムの回転
に応動する一対の直動体の二方向の並進運動を合成し
た、被巻線体の形状に即した軌跡を描いて、被巻線体を
周回するようにしたので、簡単な構成で被巻線体の形状
に即した巻線が高速で行え生産性を向上できる。

【００３６】また、この発明の巻線装置の第１の構成で
は、被巻線体に線材を吐出する巻線ノズルを周回させて
線材を巻装する巻線装置において、所定のカムストロー
クを形成する所定半径の円弧部を有し、回転駆動される
第１及び第２のカムと、第１の直動ガイドにより支持さ
れ、上記第１のカムに当接し上記第１のカムの回転に追
従して直進運動する第１のスライドプレートと、第２の
直動ガイドにより第１のスライドプレートと互いに運動
方向が直交するように支持され、上記第２のカムに当接
し上記第２のカムの回転に追従して直進運動する第２の
スライドプレートと、上記第１，第２のスライドプレー
トのいずれかに摺動自在に取着され、両者の運動方向に
よって一意に規定される平面内を、両者の運動を合成し
た軌跡を描いて周回運動を行うノズルプレートと、この
ノズルプレートに取着される巻線ノズルとからなる巻線
ヘッドを設けることにより、被巻線体の断面形状に即し
た巻線が高速で行え生産性を向上できるとともに、簡単
な構成でロボット先端に十分搭載できるほど小型軽量化
できる。

【００３７】この発明の巻線装置の第２の構成では、第
１の構成において、上記第１のカムとして半径の差が概
ね被巻線体の長辺の長さとなる２つの異なる一定半径部
を有するカムを、上記第２のカムとして半径の差が概ね
被巻線体の短辺の長さとなる２つの異なる一定半径部を
有するカムを用いることにより、巻線ノズルが概ね長方
形の軌跡を描いて周回する。

【００３８】この発明の巻線装置の第３の構成では、第
１の構成において、上記第１及び第２のカムを半径の差
が概ね被巻線体の一辺の長さとなる２つの異なる一定半
径部を有する単一のカムで構成し、上記第１，第２のス
ライドプレートを上記カムに９０度位相の異なる位置で
当接させることにより、巻線ノズルが正方形の軌跡を描
いて周回する。

【００３９】

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係わる巻線装置を
示す斜視図である。

【図２】この発明の実施の形態１の巻線装置ヘッドを
示す斜視図である。

【図３】この発明の実施の形態１に係わるカムの形状
とスライドプレートの動作を示す動作説明図である。

【図４】この発明の実施の形態１に係わるスライドプ
レートの動作を示す波形図である。

【図５】この発明の実施の形態１に係わるスライドプ
レートとノズルプレートの動作を示す説明図である。

【図６】この発明の実施の形態２の巻線ヘッドの巻線
ノズル部分を示す斜視図である。

【図７】図６の断面図である。

【図８】図７の要部拡大断面図である。

【図９】参考例１に係わる渡り線処理を説明する斜視
図である。

【図１０】参考例１の渡り線処理機構の構成を示す斜
視図である。

【図１１】図１０の要部模式拡大図である。

【図１２】参考例１に係わる渡り線処理の工程を順に
示す説明図である。

【図１３】参考例２の端末処理（線材切断・把持）機
構を示す斜視図である。

【図１４】参考例２に係わる線材の把持切断動作を順
に示す模式図である。

【図１５】この発明の実施の形態に係わる巻線対象の
連結コアを示す正面図である。

【図１６】この発明の実施の形態に係わるホルダに収
納したコアを示す正面図である。

【図１７】従来のコアの巻線方法、装置を示す正面図
である。

【図１８】従来のコアへの巻線状態を示す模式断面図
である。

【図１９】従来の他の巻線装置を示す要部縦断面図で
ある。

【図２０】従来のさらに他の巻線装置を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１３軸ロボット、２巻線ヘッド、３巻線ノズル、
４ワイヤ、７連結ステータコア、１０第１のスラ
イドプレート、１３第１のカムフォロア、１４カ
ム、１６第２のスライドプレート、１７第２のカム
フォロア、１９ノズルプレート、２３ワイヤガイド、
２４ワイヤプッシャー、２５取付金具、２６ねじ
りばね、２９エアシリンダ、３０ストッパ部、３１
上爪、３１ａ上刃、３１ｂ上グリッパ、３２下
爪、３２ａ下刃、３２ｂ下グリッパ、３４第１の
エアシリンダ、３５第２のエアシリンダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三瓶利正東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者大内博文東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者小野竜哉東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者中原裕治東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者東健一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (56)参考文献特開昭60−16160（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 15/00 - 15/02 H02K 15/04 - 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被巻線体に線材を吐出する巻線ノズルを
周回させて線材を巻装する巻線方法において、上記巻線
ノズルがカムの回転に応動する一対の直動体の二方向の
並進運動を合成した、被巻線体の形状に即した軌跡を描
いて被巻線体を周回するようにしたことを特徴とする巻
線方法。
【請求項２】被巻線体に線材を吐出する巻線ノズルを
周回させて線材を巻装する巻線装置において、所定のカ
ムストロークを形成する所定半径の円弧部を有し、回転
駆動される第１及び第２のカムと、第１の直動ガイドに
より支持され、上記第１のカムに当接し上記第１のカム
の回転に追従して直進運動する第１のスライドプレート
と、第２の直動ガイドにより第１のスライドプレートと
互いに運動方向が直交するように支持され、上記第２の
カムに当接し上記第２のカムの回転に追従して直進運動
する第２のスライドプレートと、上記第１，第２のスラ
イドプレートのいずれかに摺動自在に取着され、両者の
運動方向によって一意に規定される平面内を、両者の運
動を合成した軌跡を描いて周回運動を行うノズルプレー
トと、このノズルプレートに取着される巻線ノズルとか
らなる巻線ヘッドを設けたことを特徴とする巻線装置。
【請求項３】上記第１のカムは半径の差が概ね被巻線
体の長辺の長さとなる２つの異なる一定半径部を有し、
上記第２のカムは半径の差が概ね上記被巻線体の短辺の
長さとなる２つの異なる一定半径部を有することを特徴
とする請求項２記載の巻線装置。
【請求項４】上記第１及び第２のカムは半径の差が概
ね被巻線体の一辺の長さとなる２つの異なる一定半径部
を有する単一のカムで構成され、上記第１，第２のスラ
イドプレートを上記カムに９０度位相の異なる位置で当
接させたことを特徴とする請求項２記載の巻線装置。