JP4192727B2

JP4192727B2 - Coil winding machine

Info

Publication number: JP4192727B2
Application number: JP2003306072A
Authority: JP
Inventors: 勝平子; 英治山田; 修治佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: CN1701490A; CN100405708C; WO2005022722A1; JP2005080363A

Description

この発明は、家庭用電気製品や自動車等に使用されるモータを製造するためのコイル巻線機に関し、より詳細にはコイルの周長を変化させるため巻枠に可変段差を設けたものであって、特にその変化する段差ストロークを大きくとることができるように構成されたコイル巻線機に関する。 The present invention relates to a coil winding machine for manufacturing a motor used in household electrical appliances, automobiles, and the like, and more specifically, a variable step is provided on a winding frame in order to change the circumference of the coil. In particular, the present invention relates to a coil winding machine configured so that the changing step stroke can be increased.

従来から、コイルの周長を変えるため巻枠に可変する段差を設けたモータ製造用のコイル巻線機が提案されており、例えば特許文献１として挙げた特開２００３−１６４１２２号公報に記載されている。
モータ用のコイルは、ワイヤがコイル巻線機の巻枠に螺旋状に巻き取られ、その後、図８に示すように同一円周状に所定の間隔をおいて植設した複数のブレード２０１を有するコイル挿入治具２００に預けられ、このコイル挿入治具２００に装着された固定子３００の所定のスロット３０１に挿入して移し換えられる。しかし、コイル４０１〜４０５の周長がスロット３０１への挿入及び成形に際して最も長さを必要とする部位に合わせて全てが同一長さに設定されたものは、挿入するスロット３０１の部位によっては必要以上の長さで挿入されることになる。そのため、コイルエンドの寸法が大きくなって固定子が大形化すると同時に、余分な銅損が発生してモータの効率が低下するという問題点があった。 2. Description of the Related Art Conventionally, a coil winding machine for manufacturing a motor provided with a step that can be varied in a winding frame in order to change the circumference of the coil has been proposed, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-164122 cited as Patent Document 1. ing.
A coil for a motor is formed by winding a plurality of blades 201 in which a wire is spirally wound around a winding frame of a coil winding machine, and then implanted at predetermined intervals in the same circumference as shown in FIG. The coil is inserted into the coil insertion jig 200 and inserted into a predetermined slot 301 of the stator 300 attached to the coil insertion jig 200 for transfer. However, depending on the part of the slot 301 to be inserted, the peripheral lengths of the coils 401 to 405 are all set to the same length in accordance with the part that requires the most length for insertion and molding into the slot 301. It will be inserted with the above length. For this reason, there is a problem in that the size of the coil end is increased and the stator is enlarged, and at the same time, an extra copper loss is generated and the efficiency of the motor is lowered.

これに対して特許文献１には、各々のコイルが異なる周長となるコイル巻線機が提案されている。図５は、そのコイル巻線機を示した図であり、図６は、そのコイルの巻き取り状態を示した図である。そして図７は、コイル巻線機の巻枠に段差を付けた状態を示した図である。
コイル巻線機１００は、コイル挿入治具２００に対して図５に示すように配置され、このコイル巻線機１００は、巻枠１１０が上下に移動可能な支持板１３１に保持され、コイル落とし１３２下端の押板１３３によって、図６に示す如く巻枠１１０に巻き取ったコイル４０１〜４０５を下方に放出するように構成されている。巻枠１１０の外側には、コイル４０１〜４０５を形成する帯状になった１０本のワイヤ４００を挿通したフライヤ１２０が回転自在に設けられ、このフライヤ１２０が高速で巻枠１１０の回りを旋回することによって、図６に示すように下降する巻枠１１０に対してワイヤ４００が螺旋状に巻き付けられていく。 On the other hand, Patent Document 1 proposes a coil winding machine in which each coil has a different circumference. FIG. 5 is a view showing the coil winding machine, and FIG. 6 is a view showing a winding state of the coil. And FIG. 7 is the figure which showed the state which attached the level | step difference to the winding frame of the coil winding machine.
The coil winding machine 100 is arranged as shown in FIG. 5 with respect to the coil insertion jig 200, and this coil winding machine 100 is held by a support plate 131 in which a winding frame 110 is movable up and down, By the push plate 133 at the lower end of 132, the coils 401 to 405 wound around the winding frame 110 are discharged downward as shown in FIG. On the outside of the reel 110, a flyer 120 through which ten strip-shaped wires 400 forming coils 401 to 405 are inserted is rotatably provided, and the flyer 120 revolves around the reel 110 at high speed. As a result, the wire 400 is spirally wound around the descending reel 110 as shown in FIG.

巻枠１１０は、支持板１３１に対して固定巻枠１１１と可動巻枠１１２とが設けられている。可動巻枠１１２は、図７に示すように、第１〜第４の巻枠片１５１〜１５４が基板１５６を挿通して水平方向に摺動可能なガイド軸１６１と一体になり、そのガイド軸１６１に固定されたガイド板１６２が、それぞれ不図示の圧縮スプリングによって図面左側の固定巻枠１１１側へ付勢されている。巻枠１１０の軸心Ａには、カム軸１７０にカム１７１〜１７４が一体的に形成され、カム軸１７０の回転により、カム１７１〜１７４に押圧された巻枠片１５１〜１５４がそれぞれ圧縮スプリングの付勢力に抗して外方へ押し出されて段差が形成される。そこで、図６に示すように固定巻枠１１１との間に１周目から５周目までワイヤ４００が巻き付けられ、周長の異なるコイル４０１〜４０５が形成されることになる。 The reel 110 is provided with a fixed reel 111 and a movable reel 112 with respect to the support plate 131. As shown in FIG. 7, the movable reel 112 is integrated with a guide shaft 161 in which the first to fourth reel pieces 151 to 154 are inserted through the substrate 156 and can slide in the horizontal direction. The guide plate 162 fixed to 161 is urged toward the fixed reel 111 on the left side of the drawing by a compression spring (not shown). Cams 171 to 174 are formed integrally with the cam shaft 170 at the shaft center A of the reel 110, and the reel pieces 151 to 154 pressed against the cams 171 to 174 by the rotation of the cam shaft 170 are respectively compressed springs. It is pushed outward against the urging force to form a step. Therefore, as shown in FIG. 6, the wire 400 is wound from the first turn to the fifth turn between the fixed winding frame 111, and coils 401 to 405 having different peripheral lengths are formed.

その後、巻枠１１０が下降し、固定巻枠１１１との間隙部１１３にコイル挿入治具２００のブレード２０１が挿入される。図６に示すようにコイルの巻き取りが終了すると、カム軸１７０の逆転によって可動巻枠１１２の段差がなくなり、各巻枠片１５１〜１５４に巻き付けられた１周目〜５周目のコイル４０１〜４０５が弛緩状態になる。そこで、コイル落とし１３２の下降によってコイル４０１〜４０５が放出され、図８に示した状態と同様の状態となる。そして、前述したように、このコイル挿入治具２００に装着されたコイル４０１〜４０５を固定子３００の所定のスロット３０１に挿入して移し換えられる。このとき、挿入するスロット３０１の部位によってコイル４０１〜４０５の周長が異なっているため、固定子に挿入される合計のコイル長さを短くして銅損を減少させることができる。
特開２００３−１６４１２２号公報（第２−６頁、図１，４，７，１３） Thereafter, the winding frame 110 is lowered, and the blade 201 of the coil insertion jig 200 is inserted into the gap 113 with the fixed winding frame 111. As shown in FIG. 6, when the winding of the coil is completed, the step of the movable winding frame 112 disappears due to the reverse rotation of the cam shaft 170, and the coils 401 to 1 of the first to fifth turns wound around the winding frame pieces 151 to 154. 405 enters a relaxed state. Therefore, when the coil drop 132 is lowered, the coils 401 to 405 are released, and the state is similar to the state shown in FIG. Then, as described above, the coils 401 to 405 mounted on the coil insertion jig 200 are inserted into the predetermined slots 301 of the stator 300 and transferred. At this time, since the circumferential lengths of the coils 401 to 405 are different depending on the portion of the slot 301 to be inserted, the total coil length inserted into the stator can be shortened to reduce the copper loss.
JP 2003-164122 A (page 2-6, FIGS. 1, 4, 7, and 13)

しかしながら、特許文献１に示されている従来のコイル巻線機は、カム軸１７０と一体のカム１７１〜１７４を回転させ、そのカム１７１〜１７４にガイド軸１６１及びガイド板１６２を介して当てられた巻枠片１５１〜１５４を変位させるよう駆動機構が構成されているが、これでは巻枠片１５１〜１５４の変位について十分なストロークを得ることができなかった。大きなストロークを得ようとすると、同様にカム１７１〜１７４の形状を大きくしなければならず、そのため巻枠１１０のみならずコイル巻線機１００全体を大型化させてしまうことになるからである。更に、特許文献１では、巻枠片１５１〜１５４による可変パターンを２種類だけ示しているが、より多くのパターンの可変を行うにはカム１７１〜１７４そのものの形状を特定するのに限界があった。 However, the conventional coil winding machine disclosed in Patent Document 1 rotates cams 171 to 174 integrated with the cam shaft 170 and is applied to the cams 171 to 174 via a guide shaft 161 and a guide plate 162. Although the drive mechanism is configured to displace the reel pieces 151-154, a sufficient stroke cannot be obtained for the displacement of the reel pieces 151-154. In order to obtain a large stroke, the shape of the cams 171 to 174 must be increased in the same manner, and therefore, not only the winding frame 110 but also the entire coil winding machine 100 is enlarged. Furthermore, in Patent Document 1, only two types of variable patterns by the reel pieces 151 to 154 are shown. However, in order to change more patterns, there is a limit in specifying the shapes of the cams 171 to 174 themselves. It was.

この点、駆動機構の構成としてシリンダを利用することも考えられる。シリンダは、任意に出力を制御することができるためより多くの可変パターンを得ることができるからである。しかし、シリンダにすると、大きなストロークを得ようとするとやはり巻枠及びコイル巻線機を大型化してしまうことになり、小型のシリンダでは大きなストロークを得る事ができない。 In this respect, it is conceivable to use a cylinder as a configuration of the drive mechanism. This is because the cylinder can arbitrarily control the output, so that more variable patterns can be obtained. However, when a cylinder is used, if a large stroke is to be obtained, the winding frame and the coil winding machine are enlarged, and a large stroke cannot be obtained with a small cylinder.

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、全体を大型化させることなく巻枠片のストロークを大きくすることが可能なコイル巻線機を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a coil winding machine capable of increasing the stroke of the winding frame piece without increasing the size of the whole in order to solve such a problem.

本発明のコイル巻線機は、固定巻枠と該固定巻枠からの距離を複数段に分けて可変可能な可動巻枠とを備えた巻枠に対し、ワイヤを供給しながら旋回するフライヤが配置され、そのフライヤがワイヤを供給しながら旋回し、巻枠がその旋回の中心軸方向に移動することにより、巻枠にコイルが複数段に巻き付けられ周長の異なるコイルが形成されるようにしたコイル巻線機において、
前記可動巻枠は、交差したアームの開閉に伴う伸縮を、前記コイルの周長を異ならせる各段に対応してカム溝が形成されたストロークバーの直線移動を該アームに対して一体的に設けたギヤの回転運動に変化させることにより行う駆動機構を有し、
前記駆動機構により、前記コイルが直接巻き付けられる前記アーム先端に取り付けられた巻枠片の前記固定巻枠からの距離を可変可能にするものであることを特徴とする。 The coil winding machine according to the present invention includes a flyer that turns while supplying a wire to a winding frame that includes a fixed winding frame and a movable winding frame that can be changed by dividing the distance from the fixed winding frame into a plurality of stages. Arranged so that the flyer turns while feeding the wire, and the winding frame moves in the direction of the central axis of the turning so that the coil is wound around the winding frame in a plurality of stages to form coils having different circumferential lengths. Coil winding machine
The movable reel integrally moves with respect to the arm by linear movement of a stroke bar formed with a cam groove corresponding to each step of varying the circumference of the coil with the expansion and contraction of the crossed arms. It has a drive mechanism that is performed by changing the rotational movement of the provided gear,
The drive mechanism makes it possible to vary the distance from the fixed winding frame of the winding frame piece attached to the arm tip on which the coil is directly wound.

また、本発明のコイル巻線機は、固定巻枠と該固定巻枠からの距離を複数段に分けて可変可能な可動巻枠とを備えた巻枠に対し、ワイヤを供給しながら旋回するフライヤが配置され、そのフライヤがワイヤを供給しながら旋回し、巻枠がその旋回の中心軸方向に移動することにより、巻枠にコイルが複数段に巻き付けられ周長の異なるコイルが形成されるようにしたものであって、前記可動巻枠が、前記コイルの周長を異ならせる各段に対応してカム溝が形成されたストロークバーを有し、各段毎に、前記カム溝を貫いたピンがストロークバーを挟んで配置された一対のラックに固定され、各ラックにはピニオンギヤが噛み合い、そのピニオンギヤにはストロークバーを挟んで配置されたアームが交差するように固定され、その両アームの先端部に、前記コイルが直接巻き付けられる巻枠片が、アームの動作に対して同じ姿勢を保つように連結されたものであることを特徴とする。 In addition, the coil winding machine of the present invention turns while supplying a wire to a winding frame that includes a fixed winding frame and a movable winding frame that can change the distance from the fixed winding frame in a plurality of stages. The flyer is arranged, the flyer turns while supplying the wire, and the winding frame moves in the direction of the central axis of the turning, so that the coil is wound around the winding frame in a plurality of stages to form coils having different circumferential lengths. The movable reel has a stroke bar in which a cam groove is formed corresponding to each step of varying the circumference of the coil, and penetrates the cam groove for each step. The pin is fixed to a pair of racks arranged with a stroke bar between them, and a pinion gear meshes with each rack, and the arms arranged with the stroke bar in between are fixed to each pinion gear. Beyond In part, the coil winding frame piece wound directly, characterized in that it is one that is connected to keep the same orientation with respect to the operation of the arm.

本発明のコイル巻線機によれば、複数段の可動巻枠を実現するのにアームと一体的に設けたギヤを回転させ、その交差したアーム同士を開閉動作させるのに伴って各段ごとの巻枠片の位置を制御するようにしている。より具体的には、例えば前記ストロークバーを上下させることによりカム溝に従うピンを介してラックを横方向に移動させ、更にラックの移動によりピニオンギヤを回転させて交差したアームを開閉させる。アーム先端部には巻枠片が取り付けられているため、前記固定巻枠からの距離がカム溝によるラックの移動量、すなわちピニオンギヤの回転量によって各段毎に調整される。 According to the coil winding machine of the present invention, in order to realize a movable winding frame of a plurality of stages, the gear provided integrally with the arm is rotated, and the crossed arms are opened and closed to each stage. The position of the reel frame piece is controlled. More specifically, for example, by moving the stroke bar up and down, the rack is moved laterally via a pin that follows the cam groove, and the pinion gear is rotated by the movement of the rack to open and close the intersecting arms. Since a winding frame piece is attached to the tip of the arm, the distance from the fixed winding frame is adjusted for each stage according to the amount of movement of the rack by the cam groove, that is, the amount of rotation of the pinion gear.

よって、本発明は、交差したアームの開閉に伴う伸縮を、そのアームに対して一体的に設けられたギヤを介して回転を与えることにより行う駆動機構を有し、その駆動機構の動作によってコイルが直接巻き付けられるアーム先端に取り付けられた巻枠片が固定巻枠からの距離を可変可能にするように可動巻枠を構成したので、ギヤの径よりアームの長さを大きくとることによって、全体を大型化させることなく巻枠片のストロークを大きくすることが可能なコイル巻線機を提供することが可能となった。 Therefore, the present invention has a drive mechanism that performs expansion and contraction associated with opening and closing of the intersecting arms by applying rotation via a gear integrally provided to the arms, and the coil is operated by the operation of the drive mechanism. Since the movable reel is configured so that the distance from the fixed reel can be changed by the reel piece attached to the tip of the arm on which the arm is directly wound, the length of the arm is made larger than the gear diameter. Thus, it is possible to provide a coil winding machine capable of increasing the stroke of the winding frame piece without increasing the size of the coil.

次に、本発明に係るコイル巻線機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態のコイル巻線機は前述した特許文献１に示す従来例と同様に、巻枠の外側にはコイルを形成するワイヤ４００を挿通したフライヤ１２０が回転自在に設けられ、このフライヤ１２０が高速で巻枠の回りを旋回するように構成されたものであり、下降する巻枠に対してワイヤ４００が螺旋状に巻線が行われるようにしたものである。そして、本実施形態のコイル巻線機もコイル周長の可変設定ができるように巻枠に段差を設けるようにしたものであるが、特に周長の異なるコイルの巻線を行うための段差ストロークを大きくとることができる構造にした点に特徴を有する。 Next, an embodiment of a coil winding machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the coil winding machine of this embodiment, as in the conventional example shown in Patent Document 1 described above, a flyer 120 through which a wire 400 forming a coil is inserted is rotatably provided on the outside of the winding frame. The wire 400 is configured to rotate around the reel at high speed, and the wire 400 is spirally wound around the descending reel. The coil winding machine of the present embodiment is also provided with a step on the winding frame so that the coil peripheral length can be variably set. In particular, a step stroke for winding coils with different peripheral lengths. It is characterized in that it has a structure that can take a large value.

図１は、そうした本実施形態のコイル巻線機を構成する可動巻枠を示した斜視図であり、図２は、その可動巻枠の内部構造を示した斜視図である。なお、フライヤなどは、図５に示した従来例のものと同様の構成であるため、図示することはせず、その点については以下、適宜図５及び図６を参照しながら説明することとする。 FIG. 1 is a perspective view showing a movable winding frame constituting the coil winding machine of this embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing an internal structure of the movable winding frame. Note that the flyer and the like have the same configuration as that of the conventional example shown in FIG. 5, and therefore will not be illustrated, and this point will be described below with reference to FIGS. 5 and 6 as appropriate. To do.

コイル巻線機を構成する巻枠の可動巻枠１０は、ボディ１１に対して段差を構成する巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが上下に３つ設けられ、コイルの周長設定がこの巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの移動位置によって調整できるようになっている。巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの駆動機構は、先ずボディ１１を上下に貫くガイド孔１２が形成され、そのガイド孔１２には、図４に示す形状のカム溝３１，３２，３３が切られたストロークバー１３が挿入されている。ストロークバー１３に設けられたカム溝３１，３２，３３は、上下方向に配設された巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに対応して３つ形成されている。 The movable reel 10 of the reel constituting the coil winding machine is provided with three upper and lower reel pieces 15A, 15B, 15C constituting a step with respect to the body 11, and the peripheral length of the coil is set to this reel. It can be adjusted according to the movement position of the pieces 15A, 15B, 15C. In the drive mechanism of the reels 15A, 15B, 15C, first, a guide hole 12 penetrating up and down the body 11 is formed, and cam grooves 31, 32, 33 having the shape shown in FIG. A stroke bar 13 is inserted. Three cam grooves 31, 32, 33 provided in the stroke bar 13 are formed corresponding to the winding frame pieces 15A, 15B, 15C arranged in the vertical direction.

本実施形態のコイル巻線機は、３相モータを製造するためＵ相、Ｖ相およびＷ相のコイルを固定子に装着させるためのものである。そのため、ストロークバー１３に切られたカム溝３１，３２，３３は、それぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応した各ストロークを出力できるようにその形状が決定されている。すなわち、３パターンのカム溝３１，３２，３３には、それぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相に応じて巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを位置決めするためのポイント（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１／Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２／Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３）が設けられている。 The coil winding machine of this embodiment is for attaching a U-phase, V-phase, and W-phase coil to a stator in order to manufacture a three-phase motor. Therefore, the shapes of the cam grooves 31, 32, 33 cut in the stroke bar 13 are determined so that each stroke corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase can be output. That is, in the three patterns of the cam grooves 31, 32, 33, points (U1, V1, W1 / U2, 2) for positioning the reel pieces 15A, 15B, 15C according to the U phase, the V phase, and the W phase, respectively. V2, W2 / U3, V3, W3).

こうしたカム溝３１，３２，３３を有するストロークバー１３には、各カム溝３１，３２，３３毎に、つまり最終的に動作させる巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ毎に可動ピン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが直交方向に貫通している。そして、可動巻枠１０の駆動機構は、以下に示す構成が巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのいずれも同じ構造で構成されている。そのため、駆動機構の構成については巻枠片１５Ａに対応する部分について符号を付して説明し、巻枠片１５Ｂ，１５Ｃについては符号を省略している。 The stroke bar 13 having the cam grooves 31, 32, 33 has movable pins 21A, 21B, 21C for each cam groove 31, 32, 33, that is, for each of the reels 15A, 15B, 15C to be finally operated. Penetrates in the orthogonal direction. And the drive mechanism of the movable reel 10 is configured in the same manner in all of the reel pieces 15A, 15B, and 15C. Therefore, the configuration of the drive mechanism will be described with reference to the portions corresponding to the reel piece 15A, and the reference numerals are omitted for the reel pieces 15B and 15C.

この可動ピン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、それぞれストロークバー１３を挟むように配置された各一対のラック２２，２２に固定され、上下方向に移動することはなくラックの歯が並んだ横方向にのみ移動が可能な構成になっている。つまり、可動ピン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、ボディ１１に対して巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが移動する横方向のみの移動が可能であり、図４においてストロークバー１３が上下動する場合、カム溝３１，３２，３３の位置に従って同一の高さを横方向に押されて位置を変化させるようになっている。 The movable pins 21A, 21B, and 21C are fixed to the pair of racks 22 and 22 arranged so as to sandwich the stroke bar 13, respectively, and do not move in the vertical direction, but only in the lateral direction in which the rack teeth are arranged. It can be moved. That is, the movable pins 21A, 21B, and 21C can move only in the lateral direction in which the reels 15A, 15B, and 15C move with respect to the body 11, and when the stroke bar 13 moves up and down in FIG. According to the positions of the grooves 31, 32, 33, the same height is pushed in the lateral direction to change the position.

一対のラック２２，２２は、ボディ１１内で図３に示すように扇形をしたピニオンギヤ２３，２３にそれぞれ噛み合っている。従って、駆動機構のここまでの構成によれば、ストロークバー１３の上下運動が、可動ピン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを介して各一対のラック２２，２２を横方向に移動する運動へと変化させ、更にラック２２，２２に噛み合ったピニオンギヤ２３，２３の回転運動へと変化して伝わるようになっている。 The pair of racks 22 and 22 mesh with fan-shaped pinion gears 23 and 23 in the body 11 as shown in FIG. Therefore, according to the configuration of the drive mechanism so far, the vertical movement of the stroke bar 13 is changed to a movement that moves the pair of racks 22 and 22 laterally via the movable pins 21A, 21B, and 21C. Further, the rotation of the pinion gears 23 and 23 meshed with the racks 22 and 22 is changed and transmitted.

更に可動巻枠１０の駆動機構は、ピニオンギヤ２３，２３の上下に、それぞれ反対側のピニオンギヤ２３のものと交差するようにアーム２４，２４が取り付けられている。ここで、対になっているラック２２，２２及びピニオンギヤ２３，２３は、ストロークバー１３を挟んで対称的に配置されている。そのため、交差したアーム２４，２４…は、ピニオンギヤ２３，２３が回転運動することによってハサミのような対称的な開閉動作をするように構成されている。すなわち、交差したアーム２４，２４…の先端は、その間隔を狭めてストロークバー１３（図３に示す固定巻枠３０）から離れる方向に伸びたり、逆に間隔を広げて固定巻枠３０に近づくように縮まったりする動きをするように構成されている。 Furthermore, the drive mechanism of the movable reel 10 has arms 24 and 24 mounted on the upper and lower sides of the pinion gears 23 and 23 so as to intersect with the pinion gear 23 on the opposite side. Here, the racks 22 and 22 and the pinion gears 23 and 23 that are paired are arranged symmetrically with the stroke bar 13 in between. Therefore, the intersecting arms 24, 24... Are configured to open and close symmetrically like scissors when the pinion gears 23, 23 rotate. That is, the tips of the intersecting arms 24, 24... Extend in a direction away from the stroke bar 13 (fixed reel 30 shown in FIG. 3) with a narrower interval, or conversely increase the interval to approach the fixed reel 30. It is configured to move like shrinking.

そして、アーム２４，２４…の先端に、巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが支持されて取り付けられる。巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、コイルの巻線方向に湾曲した面を有するものであり、上下にはアーム２４，２４…先端に突設された取付ピン２５，２５…に係合する長孔１６，１６が形成されている。前述したように交差するアーム２４，２４がそれぞれ開閉動作するとき、先端の取付ピン２５，２５…の移動軌跡は弧を描くが、その移動範囲内で取付ピン２５，２５…は、長孔１６，１６内を長手方向に自由に移動し、それと直交する巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのストローク方向には移動が制限される。従って、巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、図１に示すように起立した姿勢を変えることなく、その面に直交する方向に直線的に進退するよう構成されている。 And the reel pieces 15A, 15B, 15C are supported and attached to the tips of the arms 24, 24. The reel pieces 15A, 15B, 15C have surfaces curved in the winding direction of the coil, and are vertically engaged with mounting pins 25, 25... Projecting from the arms 24, 24. Holes 16 are formed. As described above, when the intersecting arms 24, 24 open and close, respectively, the movement trajectories of the mounting pins 25, 25... At the tips draw an arc, but the mounting pins 25, 25. , 16 is freely moved in the longitudinal direction, and the movement is restricted in the stroke direction of the reel pieces 15A, 15B, 15C orthogonal to the longitudinal direction. Accordingly, the reel pieces 15A, 15B, and 15C are configured to advance and retract linearly in a direction perpendicular to the surface without changing the standing posture as shown in FIG.

こうした駆動機構によって動作する巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、所定の飛び出し位置で止められ、コイルが巻き付けられる。コイルは、ワイヤが強い力で巻き付けられるので、巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃはアーム２４，２４…だけではなく更に複数の作用ロッド２６…と支持ロッド２７…とによってガタのないように支えられている。作用ロッド２６…と支持ロッド２７…とはラック２２，２２から突設されており、図３に示すように、作用ロッド２６はバネの弾性力が引き込み方向（図面左側）に作用するよう装着され、支持ロッド２７はブシュを介して摺動可能に装着されている。従って、巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、作用ロッド２６を介したバネ２８の付勢力が支持ロッド２７側に作用して図１に示す姿勢が保たれている。 The reel pieces 15A, 15B, and 15C operated by such a driving mechanism are stopped at a predetermined pop-out position, and the coil is wound thereon. Since the coil is wound with a strong force, the coil pieces 15A, 15B and 15C are supported not only by the arms 24, 24 but also by a plurality of working rods 26 and support rods 27 so as not to be loose. ing. The action rods 26 and the support rods 27 protrude from the racks 22 and 22, and as shown in FIG. 3, the action rods 26 are mounted so that the elastic force of the spring acts in the pull-in direction (left side in the drawing). The support rod 27 is slidably mounted via a bush. Accordingly, the winding frame pieces 15A, 15B, and 15C maintain the posture shown in FIG. 1 due to the biasing force of the spring 28 via the action rod 26 acting on the support rod 27 side.

そこで、以上のような構成からなる可動巻枠１０を備えたコイル巻線機では、次のようにしてコイル巻線が行われる。可動巻枠１０は、図３に示すように間隙部３５を介して固定巻枠３０とで巻枠１が構成され、コイル巻線機は、その巻枠１の外側には図５及び図６に示すように、コイル４０１〜４０５を形成する帯状になった１０本のワイヤ４００を挿通したフライヤ１２０が回転自在に設けられている。従って、このフライヤ１２０が高速で巻枠１１０の回りを旋回することにより、下降する巻枠１に対してワイヤ４００が螺旋状に巻き付けられる。 Therefore, in the coil winding machine including the movable winding frame 10 configured as described above, the coil winding is performed as follows. As shown in FIG. 3, the movable winding frame 10 is configured with the fixed winding frame 30 through the gap portion 35, and the coil winding machine is located outside the winding frame 1 in FIGS. 5 and 6. As shown in FIG. 4, a flyer 120 through which ten strips of wire 400 forming coils 401 to 405 are inserted is rotatably provided. Accordingly, when the flyer 120 turns around the reel 110 at a high speed, the wire 400 is spirally wound around the descending reel 1.

このとき、巻枠１の可動巻枠１０が駆動機構の動作によって、次のように巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの位置決めが行われ段差が形成される。この段差は、本実施形態の場合Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した３パターンの変化が与えられる。
コイル巻線機にはサーボモータなどのアクチュエータが備えられ、ストロークバー１３は、このアクチュエータによって上下方向の位置決め制御が行われるようになっている。すなわち、各可動ピン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの高さにカム溝３１，３２，３３のポイントＵ１，Ｖ１，Ｗ１…が位置するように、固定子のスロットへコイルを挿入するＵ相、Ｖ相そしてＷ相の順にストロークバー１３が引き上げられる。なお、駆動機構の動作は、巻枠片１５Ａを例に挙げて説明する。 At this time, the movable reel 10 of the reel 1 is positioned by the operation of the drive mechanism, and the steps 15A, 15B, and 15C are positioned as follows. In the case of this embodiment, this step is provided with three patterns corresponding to the U phase, V phase, and W phase.
The coil winding machine is provided with an actuator such as a servo motor, and the stroke bar 13 is controlled in the vertical direction by this actuator. That is, the U phase, V phase, and the like, in which the coils are inserted into the slots of the stator, so that the points U1, V1, W1,... Of the cam grooves 31, 32, 33 are positioned at the heights of the movable pins 21A, 21B, 21C. The stroke bar 13 is pulled up in the order of the W phase. The operation of the drive mechanism will be described by taking the reel piece 15A as an example.

そこで、例えばＵ相のコイル巻線が巻き終わると、次のＶ相に対するコイル巻線工程に移る。その場合、ストロークバー１３は引き上げられ、図４に示す位置で一旦停止する。これは、Ｕ相のコイルを巻き終わった後、図６に示すようにコイル落とし１３２によって、その巻き取ったコイルを下方のコイル挿入治具２００に放出しなければならないため、巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの段差を一旦無くす必要があるからである。従って、カム溝３１，３２，３３には、Ｕ相とＶ相、Ｖ相とＷ相の各ポイントＵ１，Ｖ１，Ｗ１…間に巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを後退させて段差をなくすためのポイントが設定されている。 Therefore, for example, when the winding of the U-phase coil ends, the process moves to the coil winding process for the next V-phase. In that case, the stroke bar 13 is pulled up and temporarily stops at the position shown in FIG. This is because after winding the U-phase coil, the wound coil must be discharged to the lower coil insertion jig 200 by the coil drop 132 as shown in FIG. This is because the steps 15B and 15C need to be eliminated once. Accordingly, in the cam grooves 31, 32, 33, the steps 15A, 15B, 15C are retracted between the U-phase and V-phase, V-phase and W-phase points U1, V1, W1,. The point is set.

コイル挿入治具２００へのコイル放出が終わると、続いてストロークバー１３が引き上げられる。可動ピン２１Ａは相対的に下降し（図４参照）、カム溝３１に沿って図面右側に移動する。すると、可動ピン２１Ａと一体のラック２２，２２も同方向に移動し、このラック２２，２２に噛み合ったピニオンギヤ２３，２３に回転が与えられる。そして、ピニオンギヤ２３，２３に回転が与えられると、このピニオンギヤ２３，２３に固定され、巻枠片１５Ａを支えるアーム２４，２４…にも回転が与えられる。このとき、ピニオンギヤ２３，２３の歯車径（半径）よりもアーム２４，２４…先端の取付ピン２５，２５…の回転半径の方が長いため、ピニオンギヤ２３，２３を回転させるラック２２，２２の移動量が小さくても、同方向における取付ピン２５，２５…の移動量、すなわち巻枠片１５Ａのストロークは大きくとれる。巻枠片１５Ａに連結された支持ロッド２７，２７…は、作用ロッド２６を介してかかるバネの付勢力に抗してラック２２，２２から引き出される。 When the coil release to the coil insertion jig 200 is completed, the stroke bar 13 is subsequently pulled up. The movable pin 21A descends relatively (see FIG. 4) and moves to the right side of the drawing along the cam groove 31. Then, the racks 22 and 22 integral with the movable pin 21 </ b> A also move in the same direction, and rotation is given to the pinion gears 23 and 23 meshed with the racks 22 and 22. When rotation is applied to the pinion gears 23, 23, rotation is also applied to the arms 24, 24,... Fixed to the pinion gears 23, 23 and supporting the reel piece 15A. At this time, since the rotation radii of the mounting pins 25, 25... At the tips of the arms 24, 24... Are longer than the gear diameter (radius) of the pinion gears 23, 23, the racks 22, 22 that rotate the pinion gears 23, 23 are moved. Even if the amount is small, the movement amount of the mounting pins 25, 25... In the same direction, that is, the stroke of the reel piece 15A can be large. The support rods 27, 27... Connected to the reel piece 15 A are pulled out from the racks 22, 22 against the biasing force of the springs via the action rod 26.

こうした動作は、巻枠片１５Ｂ，１５Ｃについてもストロークバー１３の引き上げによって同様に行われ、それぞれカム溝３２，３３の形状によって所定のストロークだけ移動する。そして、巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに対してワイヤが巻き付けられ、Ｖ相のコイル巻線が巻枠１に対して３段に周長を異ならせて形成される。その後はストロークバー１３が更に引き上げられ、前述したように巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの段差が無くなったところで弛緩状態になり、コイル落としによってコイル挿入治具２００に放出される。そして、図８に示した状態と同様にコイル挿入治具２００に預けられ、更には、このコイル挿入治具２００に装着された固定子３００の所定のスロット３０１に挿入して移し換えられる。 Such an operation is similarly performed for the reels 15B and 15C by pulling up the stroke bar 13, and moves by a predetermined stroke depending on the shapes of the cam grooves 32 and 33, respectively. Then, a wire is wound around the winding frame pieces 15A, 15B, and 15C, and a V-phase coil winding is formed on the winding frame 1 with three different circumferential lengths. Thereafter, the stroke bar 13 is further lifted, and as described above, when the steps of the reels 15A, 15B, and 15C are eliminated, the stroke bar 13 is relaxed and is released to the coil insertion jig 200 by dropping the coil. Then, it is deposited in the coil insertion jig 200 as in the state shown in FIG. 8, and further inserted into a predetermined slot 301 of the stator 300 mounted on the coil insertion jig 200 and transferred.

本実施形態のコイル巻線機によるコイルの形成は、こうしてＵ相、Ｖ相およびＷ相の順にストロークバー１３を段階的に引き上げることによって行われる。そして、全ての相のコイルが形成された後は再びストロークバー１３が押し下げられ、可動ピン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃがカム溝３１，３２，３３のポイントＵ１，Ｕ２，Ｕ３に位置する初期状態に戻される。 Coil formation by the coil winding machine according to the present embodiment is performed by pulling up the stroke bar 13 step by step in the order of the U phase, the V phase, and the W phase. After all the phase coils are formed, the stroke bar 13 is pushed down again, and the movable pins 21A, 21B, 21C are returned to the initial state located at the points U1, U2, U3 of the cam grooves 31, 32, 33. It is.

よって、本実施形態のコイル巻線機によれば、巻枠１の可動巻枠１０の駆動機構を交差したアーム２４，２４…の動きによってストロークを得るようにしているので、アーム２４，２４…の長さによって、そのストローク方向、つまり巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの突き出し方向の小さな変動（可動ピン２１Ａやラック２２の動き）を大きく変化させて出力することができる。従って、可動巻枠１０を含むコイル巻線機を大型化することなくコイル周長を異ならせる巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの移動量、すなわち段差ストロークを大きく取ることができる。
また、可動ピン２１Ａやラック２２の動きを、カム溝３１，３２，３３が切られたストロークバー１３によって発生させているため、ストロークバー１３に形成するカム溝の形状を変化させることによって、巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの移動量を容易に変更することができる。 Therefore, according to the coil winding machine of the present embodiment, the stroke is obtained by the movement of the arms 24, 24... Crossing the drive mechanism of the movable winding frame 10 of the winding frame 1. Therefore, the arms 24, 24. Depending on the length, the small fluctuation (movement of the movable pin 21A and the rack 22) in the stroke direction, that is, the protruding direction of the reels 15A, 15B, and 15C can be greatly changed and output. Therefore, the moving amount of the winding frame pieces 15A, 15B, and 15C, that is, the stepped stroke can be increased without increasing the coil circumference without increasing the size of the coil winding machine including the movable winding frame 10.
Further, since the movement of the movable pin 21A and the rack 22 is generated by the stroke bar 13 in which the cam grooves 31, 32, and 33 are cut, by changing the shape of the cam groove formed in the stroke bar 13, the winding is performed. The amount of movement of the frame pieces 15A, 15B, 15C can be easily changed.

以上、本発明のコイル巻線機についてその一実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定させることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では３相コイルに対応させて３つの巻枠片１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを変位させるように構成したが、ストロークバー１３にカム溝を形成し、アームまでの駆動機構を追加することで、より多くの巻枠片を駆動させるようにしてもよい。 As mentioned above, although one embodiment was described about the coil winding machine of the present invention, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the three winding frame pieces 15A, 15B, and 15C are configured to be displaced corresponding to the three-phase coil. However, a cam groove is formed in the stroke bar 13, and a drive mechanism up to the arm is added. Thus, more reel pieces may be driven.

コイル巻線機を構成する可動巻枠の一実施形態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed one Embodiment of the movable winding frame which comprises a coil winding machine. 図１に示した可動巻枠の内部構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the internal structure of the movable winding frame shown in FIG. 図１に示した可動巻枠を含む巻枠の断面図である。It is sectional drawing of the winding frame containing the movable winding frame shown in FIG. 図１に示した可動巻枠内に挿入されているストロークバーを示した図である。It is the figure which showed the stroke bar inserted in the movable reel shown in FIG. 従来のコイル巻線機を示した図である。It is the figure which showed the conventional coil winding machine. 従来のコイル巻線機におけるコイルの巻き取り状態を示した図である。It is the figure which showed the winding state of the coil in the conventional coil winding machine. 従来のコイル巻線機において巻枠に段差を付けた状態を示した図である。It is the figure which showed the state which provided the level | step difference in the winding frame in the conventional coil winding machine. コイル巻線機によって巻き取ったコイルをコイル挿入治具に預けた状態を示した図である。It is the figure which showed the state which left the coil wound up with the coil winding machine to the coil insertion jig.

Explanation of symbols

１巻枠
１０可動巻枠
１３ストロークバー
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ巻枠片
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ可動ピン
２２ラック
２３ピニオンギヤ
２４アーム
２５取付ピン
２６作用ロッド
２７支持ロッド
３０固定巻枠
３１，３２，３３カム溝 1 reel 10 movable reel 13 stroke bar 15A, 15B, 15C reel pieces 21A, 21B, 21C movable pin 22 rack 23 pinion gear 24 arm 25 mounting pin 26 action rod 27 support rod 30 fixed reels 31, 32, 33 cam groove

Claims

A flyer that rotates while supplying a wire is arranged on a reel that has a fixed reel and a movable reel that can be changed by dividing the distance from the fixed reel into multiple stages, and the flyer supplies the wire. In the coil winding machine in which the coil is wound in a plurality of stages by turning the winding frame in the direction of the central axis of the turning, and coils having different circumferential lengths are formed.
The movable reel integrally moves with respect to the arm by linear movement of a stroke bar formed with a cam groove corresponding to each step of varying the circumference of the coil with the expansion and contraction of the crossed arms. It has a drive mechanism that is performed by changing the rotational movement of the provided gear,
A coil winding machine characterized in that the distance from the fixed winding frame of a winding piece attached to the tip of the arm on which the coil is directly wound can be varied by the driving mechanism .

A flyer that rotates while supplying a wire is arranged on a reel that has a fixed reel and a movable reel that can be changed by dividing the distance from the fixed reel into multiple stages, and the flyer supplies the wire. In the coil winding machine in which the coil is wound in a plurality of stages by turning the winding frame in the direction of the central axis of the turning, and coils having different circumferential lengths are formed.
The movable winding frame has a stroke bar in which a cam groove is formed corresponding to each step of varying the circumference of the coil, and a pin that penetrates the cam groove sandwiches the stroke bar for each step. Each rack is fixed to a pair of racks, and a pinion gear meshes with each rack, and the pinion gears are fixed so that the arms arranged with the stroke bar sandwiched therebetween. A coil winding machine characterized in that the directly wound winding frame pieces are connected so as to maintain the same posture with respect to the operation of the arm.

In the coil winding machine according to claim 2,
The reel piece is formed with a long long hole in a direction perpendicular to the moving direction, and a mounting pin fixed to the arm is inserted into the long hole so as to maintain the same posture with respect to the operation of the arm. Coil winding machine characterized by being connected.