JP7634366B2 - 巻線機及び巻線機が備えた端末線処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、主にインナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機及びその巻線機が備えた端末線を処理するための端末線処理装置に関する。

従来より、車載用モータ（電動パワーステアリング用や燃料ポンプ用）や電動工具用モータに使用されるＤＣブラシレスモータどの外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有するインナーローター型モータのコアとして、図５に示すようなコアが採用されている。このようなコアに、巻線を行う巻線機として、線材を案内するノズルを上下に駆動し、コアをその中心を軸とした回転方向に揺動させることにより線材を巻線する巻線機が広く用いられている。

このような巻線機では、ある極への巻線に続いて他の極に巻線を行うときに、線材を渡り線係止部に渡り線として掛け渡して、次に線材を巻線を行う極まで移動させる必要がある。近年、コアの用途の多様化に伴い、渡り線と巻線の導出部とをコアの両端面に別々に配置する要請がある。そこで、コアの保持具の下方で渡り線（下渡り線）を掛け渡す方法として、例えば特許文献１、２に記載の技術が提案されている。

特許文献１に記載の技術では、巻線機は渡り線ガイド部材を備えており、巻線の終了後にノズルとともに渡り線ガイド部材をワークの半径方向に移動させて、渡り線ガイド部材の線材案内部を渡り線用ピンの外側の所定の位置に配置し、ワークを回転させることにより、渡り線ガイド部材を経由して線材を渡り線用ピンに掛け渡す。

特許文献２に記載の技術では、筒状のワーク保持具の外周壁に複数の貫通孔を形成し、この貫通孔を介し外側から下渡り線形成ユニットを出し入れし、線材を掛け渡す。

しかし、上記技術はいずれも装置が複雑であり、また汎用性に欠けるものであった。

このように、下渡り線の形成は困難を伴うため、渡り線の形成はコア上部で行い、コア下部で端末線処理を行う技術が提案されている。このような技術として、例えば、特許文献３では、ワーク（コア）を保持するワーク保持治具が、ワークを配置する開口端を有する筒状に形成された保持本体部と、複数の線材支持部と、を備えており、ワークに対する線材の巻き付け作業の途中段階において、線材を複数の線材支持部のうちいずれかで支持し、切断することによりスタート線などの線材の引出部を形成する端末線処理方法が提案されている。

特開２００３－１６４１２４号公報 特許第６６９４６２１号公報 特許第６７４７７３２号公報

しかし、コア下部に端子を設け、端子に線材を巻き付けて固定する「絡げ」や端子に線材をかしめて固定する「かしめ」による端末線処理は、巻線終了後にコアを巻線機から取り出した後に手作業で行われており、巻線機内でこのような端末線処理を行うことはできなかった。

そこで、本発明は、インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機において、コア上部で渡り線を形成する場合に、簡単な構造で汎用性が高く、巻線機内でコア下部で端子に線材を固定する端末線処理を行うことができる巻線機及びその端末線処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、
インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機において、
ノズルを駆動し線材を巻線するためのノズル駆動装置と、
コアを保持するコア保持具と、コアの割り出しを行うコア割出用モータと、を備え、コアを保持し巻線時の割出しを行う巻線割出装置と、
コアの回動状態を切り替える回動状態切替装置と、
極への巻線が終了した線材または巻線を開始する前の線材を挟み込んで保持する線材保持装置と、
線材を切断する切断装置と、
を備え、
前記コア保持具は、
前記コア割出用モータと接続された筒状に形成されており、周面部に前記保持された線材に対し前記切断装置を接近または離間させるための窓部が設けられている回動部材と、
前記回動部材の上端に前記回動部材に対して回動可能に配置された、コアを保持するコア受け部材と、を備え、
前記線材保持装置は、前記回動部材の外部に配置され、線材を保持する線材保持部材を、前記窓部を通じて前記回動部材の内部で操作可能に構成され、
前記切断装置は、前記回動部材の外部に配置され、線材を切断する切断部材を、前記窓部を通じて前記回動部材の内部で操作可能に構成され、
前記回動状態切替装置は、
コアを回動させるコア回動手段と、
コアを前記回動部材を介して前記コア割出用モータにより回動して割り出す第１の状態と、前記コア回動手段によりコアを前記回動部材に対して相対的に回動させる第２の状態と、に切り替える切替手段と、を備え、
前記コア回動手段は、前記コア割出用モータであり、
前記切替手段は、
前記回動部材とともに前記コア受け部材が回動する状態と、前記回動部材が回動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第１の切替手段と、
前記回動部材に接続され、前記第１の切替手段と協働して、前記コア割出用モータの駆動により前記コア受け部材が回動する状態と、前記コア割出用モータが駆動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第２の切替手段と、
を備え、
前記コア受け部材には、第１の回動制限部と第２の回動制限部とが形成されており、
前記第１の切替手段は、前記第１の回動制限部に第１の制限部材を挿抜可能な第１の回転制限装置を備え、
前記第２の切替手段は、前記第２の回動制限部に第２の制限部材を挿抜可能な第２の回転制限装置を備え、
コアの端面に設けられた端子に線材を固定する端末線処理を、前記第１の状態で前記回動部材の内部で行う、
という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の巻線機において、
前記ノズルまたは前記線材保持部材により、前記端子の周りに線材を周回させて、線材を前記端子に絡げることにより端末線処理を行う、
という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の巻線機において、
前記ノズルを駆動し、線材をかしめるために前記端子に設けられたフック部に線材を案内し、線材が案内された前記フック部を前記線材保持装置の線材保持部材によりかしめて線材を前記端子に固定する端末線処理を行う、
という技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の巻線機が備えた端末線処理装置であって、前記コア保持具、前記線材保持装置及び前記切断装置を備えた、
という技術的手段を用いる。

本発明の巻線機及び端末線処理装置によれば、回動状態切替装置により、コアの回動状態を、第１の状態と第２の状態とに切り替えることができるので、回動部材の外部に設けた線材保持装置及び切断装置により、簡単な構造で汎用性が高く、コアを巻線機から取り外すことなく、回動部材の窓部を介して巻線機内で端末線処理を行うことができる。また、端子に対する端末線処理が困難な太線（例えば、φ０．３～φ０．３～１．５ｍｍ）を巻線するときにも好適に用いることができる。

第１実施形態に係る巻線機の構成を示す説明図であり、巻線機を上方から見た上面図である。 巻線機を図１右方向から見た側面図である。 巻線機を図１下方向から見た正面図である。 端末線処理装置の構成を示す斜視図である。図４（ａ）は正面側、図４（ｂ）は裏面側から見た斜視図である。 インナーローター型コアの一例を示す斜視図である。 第１実施形態の巻線機による巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図６（ａ）は一部断面図、図６（ｂ）は下方から見た下面図、図６（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図７（ａ）は一部断面図、図７（ｂ）は下方から見た下面図、図７（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図８（ａ）は一部断面図、図８（ｂ）は下方から見た下面図、図８（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図９（ａ）は一部断面図、図９（ｂ）は下方から見た下面図、図９（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図１０（ａ）は一部断面図、図１０（ｂ）は下方から見た下面図、図１０（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図１１（ａ）は一部断面図、図１１（ｂ）は下方から見た下面図、図１１（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図１２（ａ）は一部断面図、図１２（ｂ）は下方から見た下面図、図１２（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図１３（ａ）は一部断面図、図１３（ｂ）は下方から見た下面図、図１３（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図１４（ａ）は一部断面図、図１４（ｂ）は下方から見た下面図、図１４（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図１５（ａ）は一部断面図、図１５（ｂ）は下方から見た下面図、図１５（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図１６（ａ）は一部断面図であり、図１６（ｂ）、（ｃ）は線材保持装置及び切断装置により端末線処理を行う工程を示す説明図である。 巻線工程及び端末線処理工程における端末線処理装置の状態を示す斜視図である。図１７（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図１７（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 巻線工程及び端末線処理工程における端末線処理装置の状態を示す斜視図である。図１８（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図１８（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 巻線工程及び端末線処理工程における端末線処理装置の状態を示す斜視図である。図１９（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図１９（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 巻線工程及び端末線処理工程における端末線処理装置の状態を示す斜視図である。図２０（ａ）は図４（ａ）の斜視図、図２０（ｂ）は図４（ｂ）の斜視図にそれぞれ対応する。 回動状態切替装置の第１の状態を示す側面図である。 回動状態切替装置の第２の状態を示す側面図である。 第２実施形態の巻線機による巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図２３（ａ）は一部断面図、図２３（ｂ）は下方から見た下面図、図２３（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図２４（ａ）は一部断面図、図２４（ｂ）は下方から見た下面図、図２４（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図２５（ａ）は一部断面図、図２５（ｂ）は下方から見た下面図、図２５（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図２６（ａ）は一部断面図、図２６（ｂ）は下方から見た下面図、図２６（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図２７（ａ）上図は一部断面図、左下図は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図であり、図２７（ｂ）、（ｃ）は線材保持装置により線材の方向を変更する工程を示す説明図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図２８（ａ）は一部断面図、図２８（ｂ）は下方から見た下面図、図２８（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 巻線工程及び端末線処理工程を示す説明図である。図２９（ａ）は一部断面図、図２９（ｂ）は下方から見た下面図、図２９（ｃ）は図中左方向から見た極、線材保持装置及び切断装置の状態を示す一部断面図である。 その他の実施形態に係る巻線機での巻線工程及び端末線処理工程における巻線機の状態を示す側面図である。 その他の実施形態に係る巻線機での巻線工程及び端末線処理工程における巻線機の状態を示す側面図である。 その他の実施形態に係る巻線機の変更例を示す側面図である。 その他の実施形態に係る巻線機の変更例を示す側面図である。

本発明に係る巻線機について、インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機を例に、図１－４を参照して説明する。ここで、コアに巻線を行う線材は、端末線処理として絡げを行うことが困難な太線（例えば、φ０．３～１．５ｍｍ）とする。

巻線機Ｍは、インナーローター型モータのコアＣの極ａに対し、線材Ｗを巻線するための巻線機である。

図１－４に示すように、巻線機Ｍは、線材Ｗを巻線するためのノズル駆動装置１と、極に対して巻線を終了した線材を保持する線材保持装置２と、コアを保持し巻線時の割出しを行う巻線割出装置３と、コアの回動状態を切り替える回動状態切替装置４と、線材保持装置２により保持された線材を切断する切断装置５と、各装置の動作を制御する図示しない制御装置と、を備えている。

ノズル駆動装置１は、線材Ｗを案内するためのノズル１０、ノズルを保持するノズル保持具１１、ノズル前後移動装置１２、ノズル左右移動装置１３、ノズル上下移動装置１４、ノズル回動ユニット１５を備えている。

ノズル前後移動装置１２は、台座Ｄに載置されており、ノズル前後移動用モータ１２ａと、ノズル前後移動用モータ１２ａにより駆動されるノズル前後移動用ボールねじ１２ｂと、ノズル前後移動用ボールねじ１２ｂに接続され前後に水平移動される前後リニアガイド１２ｃと、を備えている。ここで、「前後方向」とは、図中Ｘ方向のことをいう。

ノズル左右移動装置１３は、前後リニアガイド１２ｃに取り付けられており、ノズル左右移動用モータ１３ａと、ノズル左右移動用モータ１３ａにより駆動されるノズル左右移動用ボールねじ１３ｂと、ノズル左右移動用ボールねじ１３ｂに接続され左右に水平移動される左右リニアガイド１３ｃと、を備えている。ここで、「左右方向」とは、図中Ｙ方向のことをいう。

ノズル左右移動装置１３は、ノズル前後移動装置１２により前後に水平移動させることができる。

ノズル上下移動装置１４は、左右リニアガイド１３ｃに取り付けられており、ノズル上下移動用モータ１４ａと、ノズル上下移動用モータ１４ａにより駆動されるノズル上下移動用タイミングベルト１４ｂと、を備えている。ここで、「上下方向」とは、図中Ｚ方向のことをいう。

ノズル上下移動装置１４は、ノズル左右移動装置１３により左右に水平移動させることができる。

ノズル回動ユニット１５は、回動ユニット本体１５ａと、回動ユニット本体１５ａに取り付けられた回動手段１５ｂと、を備えている。回動手段１５ｂにはノズル保持具１１が取り付けられており、ノズル回動ユニット１５によりノズル保持具１１を水平な回転中心軸を中心に回動させて姿勢を変更することができる。

ノズル回動ユニット１５は、回動ユニット本体１５ａにおいて、ノズル上下移動装置１４のノズル上下リニアガイド１４ｃに取り付けられており、ノズル上下移動用タイミングベルト１４ｂを介してノズル上下移動装置１４により上下方向に移動させることができる。

ノズル前後移動装置１２及びノズル左右移動装置１３により、ノズル回動ユニット１５を水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させることができる。ノズル上下移動装置１４により、ノズル回動ユニット１５を上下方向（Ｚ方向）に移動させることができる。そして、ノズル回動ユニット１５により、ノズル保持具１１を介してノズル１０を回動させることができる。更に、巻線割出装置３により、コアＣを、回転中心軸Ａを中心に回動、または揺動（Ｒ方向）させることができる。このように、ノズル前後移動装置１２、ノズル左右移動装置１３、ノズル上下移動装置１４、ノズル回動ユニット１５及び巻線割出装置３が協働することにより、ノズル１０を、台座Ｄに対して水平方向、上下方向、水平な回転中心軸に対する回転方向の３方向を組み合わせて移動させることができ、更に、コアＣを回転中心軸Ａを中心に回動、または揺動（Ｒ方向）させて、ノズル１０との相対的な位置関係を変えることができる。

図４に示すように、線材保持装置２は、線材保持部材２１と線材保持部材２１の駆動装置２２と、を備えている。

線材保持装置２は、切断装置５に隣接し、線材保持部材２１を回動部材３１の窓部３１ｂから挿抜可能な位置に配置されている。

線材保持部材２１は、棒状部材２１ａの先端に開閉制御が可能なクランプ２１ｂを備えて構成されている。線材保持部材２１は、切断部材５１の下方に配置されている。

駆動装置２２は、線材保持部材２１を棒状部材２１ａの軸線方向とそれに垂直な計３軸方向、または加えて周方向、に駆動可能な駆動機構を備えている。

巻線割出装置３は、コア保持具３０と、コア割出用モータ３３と、を備えている。

コア保持具３０は、回動部材３１と、回動部材３１の上端に配置されたコア受け部材３２と、を備えている。

回動部材３１は、コア割出用モータ３３と回動可能に接続された筒状部３１ａを備えており、筒状部３１ａの周面部には周方向に沿って開口する窓部３１ｂが形成されている。筒状部３１ａの中心軸はコア割出用モータ３３の回転中心軸Ａと一致している。

窓部３１ｂは、線材保持部材２１及び切断部材５１を挿抜可能であるとともに、この窓部３１ｂを通じてコアＣの端末線処理状態が視認可能である。

コア受け部材３２は、コアＣを保持するコア受け部３２ａと、コア受け部３２ａとベアリング３４（図２1）を介して回動部材３１に接続され、コアＣが回動部材３１とともに回動するか否かを切り替える切替部材３２ｂと、を備えている。

コア受け部３２ａは、コアＣをコアＣの回動中心が回転中心軸Ａとが一致した位置に保持する。

切替部材３２ｂは上面が円板状に形成されており、回動部材３１より径が大きく、回動部材３１の外方に張り出している。

切替部材３２ｂの外周には、等間隔で溝状に形成された第１回動制限部３２ｃが形成されている。本実施形態では、第１回動制限部３２ｃは極ａの数に対応して４０°おきに９か所形成されている。

切替部材３２ｂには、同心円状に配置された貫通孔である第２回動制限部３２ｄが形成されている。第２回動制限部３２ｄは、第２回転制限装置４２のピン４２ａを挿抜可能な位置に形成されている。本実施形態では、窓部３１ｂの開口位置を極ａの位置に対応させるため、極ａの数に対応して４０°おきに９か所形成されている。また、第２回動制限部３２ｄを３０°おきに１２か所形成すると、３相に巻線を行う場合で極ａの数が６、９、１２のコアＣに対応することができ、汎用性を高くすることができる。

コア割出用モータ３３は、回動部材３１と接続されており、コア受け部材３２を回動部材３１を介して鉛直方向の回転中心軸Ａを中心に水平方向に回動、または回転往復運動（揺動）させることができる（Ｒ方向）。

回動状態切替装置４は、第１回転制限装置４１と、第２回転制限装置４２と、を備えている。

第１回転制限装置４１は、ピン４１ａと、ピン４１ａを水平方向に前進及び後退させる駆動手段４１ｂと、を備えている。第１回転制限装置４１は、台座Ｄから延伸された取付部材に固定され、第１回動制限部３２ｃにピン４１ａを挿抜可能な位置に配置されている。第１回動制限部３２ｃにピン４１ａを挿抜することにより、回動部材３１とともにコア受け部材３２が回動する状態と、回動部材３１が回動してもコア受け部材３２が回動できない状態と、に切り替えることができる。第１回転制限装置４１と第１回動制限部３２ｃとが、第１の切替手段を構成する。

第２回転制限装置４２は、ピン４２ａと、ピン４２ａを垂直方向に前進及び後退させる駆動手段４２ｂと、を備えている。第２回転制限装置４２は、回動部材３１の周面部に固定され、第２回動制限部３２ｄにピン４２ａを挿抜可能な位置に配置されている。第２回転制限装置４２は、第１回転制限装置４１と協働して、第２回動制限部３２ｄにピン４２ａを挿抜することにより、コア割出用モータ３３の駆動によりコア受け部材３２が回動する状態と、コア割出用モータ３３が駆動してもコア受け部材３２が回動できない状態と、に切り替えることができる。第２回転制限装置４２と第２回動制限部３２ｄとが、第２の切替手段を構成する。

切断装置５は、極への巻線が終了した線材Ｗを切断するための装置であり、切断部材５１と駆動装置５２とを備えている。

本実施形態では、切断部材５１は、棒状部材の先端に開閉制御が可能な鋏を切断部５１ａとして備えたエアーニッパからなる。ここで、切断部材５１は、線材Ｗを切断できれば鋏状に限定されるものではなく、例えば、棒状部材の先端にカッターを備えた構成などとすることもできる。

駆動装置５２は、切断部材５１を棒状部材の軸線方向とそれに垂直な計３軸方向、または加えて周方向、に駆動可能な駆動機構を備えている。

切断装置５は、巻線割出装置３に隣接し、切断部５１ａを回動部材３１の窓部３１ｂから挿抜可能な位置に配置されている。これにより、線材保持装置２により保持された線材Ｗに対し、切断部材５１を接近または離間させることができる。

以下に、巻線機Ｍを用いてインナーローター型モータのコアＣの各極ａに線材Ｗを巻線する方法について図５－２２を参照して説明する。ここでは、３相モータで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の巻線を行う場合を例に説明する。なお、図１７－２０において、簡単のため、ノズル駆動装置1の図示を省略した。

図５に巻線が終了したコアＣの形状を示す。コアＣは、インナーローター型コアであり、ヨークＹから半径方向内側に向かって巻線を行うための極ａ１－ａ９が所定の間隔で設けられている。隣接する極の間にはスロットＳＬが形成されている。コアＣの上端面には、渡り線を係止するための渡り線係止部Ｋ（Ｋ１－Ｋ９）が上方へ突出して設けられており、下端面には、端末線処理として線材Ｗを固定するための端子Ｐ（Ｐ１－Ｐ６）が下方へ突出して設けられている。ここで、端末線処理としては、端子Ｐに線材Ｗを巻き付ける「絡げ」と、端子Ｐの一部に線材Ｗをかしめて固定する「かしめ」がある。端子Ｐには、線材Ｗを絡げやするための絡げ部Ｐｋ及び線材Ｗを案内してかしめるためのフック部Ｐｆが形成されている。第１実施形態では、端末線処理として絡げを行う場合について説明する。３相の巻線を行うときには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のスタート線及びフィニッシュ線にそれぞれ対応するために、３組６つの端子Ｐ１－Ｐ６が、極ａ１、ａ２、ａ３、ａ７、ａ８、ａ９に対応してその下方にそれぞれ設けられている。巻線時には、コアＣはコア受け部材３２に固定される。

図６は、Ｕ相を構成する３つの極ａ１，ａ４，ａ７の巻線が終了した状態を示す。渡り線係止部Ｋには、渡り線ＷＫが張り渡されている。第７極ａ７の巻線が終了したノズル１０は、先端が端子Ｐに隣接した状態で配置されている。

切断装置５０の切断部５１ａ及び線材保持部材２１のクランプ２１ｂは、窓部３１ｂの外方に位置している。ここで、切断部５１ａ及びクランプ２１ｂは、ノズル１０や回動部材３１と干渉しない位置まで離間させておいてもよい。

本実施形態では、クランプ２１ｂの先端部は、一方が鉤状に張り出し、他方が張り出した部分に対応した凹部を備えている。これにより、線材Ｗを保持したときに、線材Ｗにクランプによる保持力を超える張力が生じても鉤状部に係止されるので、線材Ｗがクランプ２１ｂから外れることを防ぐことができる。

このとき、図１７及び図２１に示すように、ピン４１ａは第１回動制限部３２ｃに挿入されておらず、ピン４２ａは第２回動制限部３２ｄに挿入されている。これにより、コア受け部材３２は回動部材３１に対して回動不能な状態となるとともに、コア受け部材３２の回動は制限されない状態となり、コア割出用モータ３３によりコアＣの割り出しが可能な状態となる。これを「第１の状態」という。窓部３１ｂは、切断装置５側で開口しており、切断装置５を基準として、上方から見て反時計回り方向に４０°、時計回り方向に１６０°開口している。窓部３１ｂには、線材保持装置２が面しており、外部から視認可能である。

続いて、図７に示すように、ノズル１０が第７極ａ７の下方に設けられた端子Ｐ４の下方に配置されるように、第１の状態でコアＣを２０°回動させる。そして、線材Ｗを保持させた状態でクランプ２１ｂを端子Ｐ周りを線材Ｗが周回するように駆動し、フック部Ｐｆに線材Ｗを通すとともに線材Ｗを端子Ｐに絡げる。その後、ノズル１０を切断部５１ａ及びクランプ２１ｂより下方となる位置に移動させる。

続いて、図８に示すように、駆動装置５２及び駆動装置２２により切断装置５の切断部５１ａ及び線材保持部材２１のクランプ２１ｂが線材Ｗを挟み込める位置までそれぞれ移動させる。線材保持部材２１のクランプ２１ｂにより線材Ｗを挟み込み保持した後に、切断装置５０の切断部５１ａによりクランプ２１ｂと端子Ｐ４との間で線材Ｗを切断する。線材Ｗの切断後に、切断部５１ａを後退させる。切断され端子Ｐ４側に残った線材ＷがＵ相のフィニッシュ線（ＷＦ線）となり、ノズル１０側でクランプ２１ｂにより端部が保持されている線材ＷがＶ相のスタート線（ＷＳ線）となる。

続いて、図９に示すように、切断部５１ａを後退させてから、線材保持装置２のクランプ２１ｂにより線材Ｗを保持した状態で、図１８に示すようにコア割出用モータ３３により回動部材３１をＲ１方向に所定の角度（本実施形態では１６０°）だけ回動させ、Ｖ相の第１極となる第２極ａ２に対応する端子Ｐ２の下方にノズル１０が位置するようにコアＣを割り出す。ここで、図１７及び図２１で示したように、コア受け部材３２は回動部材３１に対して回動不能であるので、コア受け部材３２は回動部材３１と一体的に中心軸Ａを中心に回動されコアＣが割り出される。

続いて、クランプ２１ｂを後退させてノズル１０から離間させ、水平方向で端子Ｐ２より外方に、ノズル１０を高さ方向でクランプ２１ｂと端子Ｐの間に位置させる。

続いて、図１０に示すように、ノズル１０を端子Ｐの絡げ部Ｐｋより上に移動させた後に、クランプ２１ｂを端子Ｐ周りを周回するように駆動し、線材Ｗを端子Ｐに絡げる端末線処理を行う。ここで、絡げた線材Ｗは、コアＣを取り出した後にヒュージングにより端子Ｐに固定するため、巻線による張力に耐えうる保持力があればよい。このため、太線（例えば、φ０．３～１．５ｍｍ）を巻線するときにも、端末線処理として絡げを採用することができる。

続いて、図１１に示すように、切断部５１ａを線材Ｗに向かって前進させて、線材Ｗを切断する。クランプ２１ｂに保持された切断後の線材Ｗは不要な線材となり、クランプ２１ｂを後退させた後に捨て線として処理する。

続いて、図１９及び図２２に示すように、第１回転制限装置４１を駆動してピン４１ａを第１回動制限部３２ｃに挿入し、第２回転制限装置４２を駆動してピン４２ａを第２回動制限部３２ｄから抜く。これにより、コア割出用モータ３３が駆動しても、回動部材３１のみ回動し、コア受け部材３２が回動できない状態となる。これを「第２の状態」という。

回動状態切替装置４により第２の状態に切り替えた後に、図２０に示すように、コア割出用モータ３３により回動部材３１をＲ２方向に所定の角度（本実施形態では１６０°）回動させる。これにより、回動部材３１のみ回動し、窓部３１ｂを元の位置に戻すことができる。

続いて、第２回転制限装置４２を駆動してピン４２ａを第２回動制限部３２ｄに挿入した後に、第１回転制限装置４１を駆動してピン４１ａを第１回動制限部３２ｃから抜く。これにより、第１の状態となり、第２極ａ２に線材Ｗを巻線する準備が完了する。また、先にピン４２ａを第２回動制限部３２ｄに挿入することにより、コア受け部材３２が第１回転制限装置４１及び第２回転制限装置４２ともに制限を受けていない状態を避けることができる。

その後、図１２に示すように、ノズル１０を上昇させ、Ｖ相の第１極となる第２極ａ２への巻線を行う。まず、ノズル駆動装置１により、ノズル１０の先端がコアＣの半径方向の外方に向かって突出するように、第１極ａ１と第２極ａ２との間に形成されるスロットＳＬの上方に配置する。

続いて、ノズル１０を駆動して、ノズル上下移動装置1４によるスロットＳＬ内の往復上下動（Ｚ方向）と、巻線割出装置３による回転中心軸Ａを中心とした揺動（Ｒ方向）と、を組み合わせて、第２極ａ２に対して相対的に周回移動させる。そして、線材Ｗを第２極ａ２に１周巻き付ける毎にノズル前後移動装置１２によりコアＣの径方向にノズル１０を所定ピッチ（例えば線材Ｗの径）で移動させる。これにより、第２極ａ２に線材Ｗを巻線する。

Ｖ相第１極である第２極ａ２の巻線が終了すると、次に巻線する極、本実施形態ではＶ相第２極である第５極ａ５へ渡り線を形成し、割り出しを行う。

渡り線の形成は、コアＣの上方で、ノズル駆動装置１によりノズル１０の先端が下方を向くように姿勢変換を行い、ノズル１０を駆動して渡り線係止部Ｋに線材Ｗを係止する。回動状態切替装置４により第１の状態に切り替えて、次に巻線する極、本実施形態ではＶ相第２極である第５極ａ５へ向かって、コアＣの渡り線係止部Ｋに線材Ｗを掛け渡すことで渡り線を形成する。

続いて、回動状態切替装置４により第２の状態に切り替えて、図２０に示すように、コア割出用モータ３３により回動部材３１をＲ２方向に回動させる。このとき、線材Ｗにたるみが生じないように、ノズル１０を上昇させながら回動させている。これにより、回動部材３１のみ回動し、窓部３１ｂを元の位置に戻すことができる。

続いて、図１３に示すように、第５極ａ５、第８極ａ８の巻線を行いＶ相を形成し、続いて第３極ａ３、第６極ａ６、第９極ａ９への巻線を行いＷ相を形成する。ここで、各相の巻線が終了すると、第２の状態に変更し、窓部３１ｂを元の位置に戻している。続いて、図７同様に線材Ｗの端子Ｐへの絡げを行う。

続いて、図１４に示すように、切断部５１ａを前進させて、端子Ｐ６直下で線材Ｗを切断する。上記の工程により、インナーローター型モータのコアＣの極ａに対する巻線が完了し、図５に示すようなコアＣが形成される。

続いて、図１５に示すように、切断部材５１を後退させる。ノズル１０側に残った線材Ｗは、太線で剛性が高いので上方を向いたままである。ノズル１０をコアＣに衝突しない位置まで移動させた後に上方に移動させて、巻線が完了したコアＣを取り出し、新しいコアＣをコア受け部材３２のコア受け部３２ａに配置する。

ノズル１０側の残った線材Ｗが新しいコアＣのＵ相のスタート線（ＷＳ線）となる。新しいコアＣのスタート線の保持は、図１６に示す以下の工程で行う。

まず、図１６（ａ）に示すように、線材保持部材２１のクランプ２１ｂを前進させてノズル１０の先端から上方に伸びる線材Ｗを挟み込んで保持する。

続いて、図１６（ｂ）に示すように、図１０同様に、ノズル１０を端子Ｐの絡げ部Ｐｋより上に移動させた後に、クランプ２１ｂを端子Ｐ周りを周回するように駆動し、線材Ｗを端子Ｐに絡げる端末線処理を行う。

続いて、図１６（ｃ）に示すように、切断部５１ａを前進させて、端子Ｐ１直下で線材Ｗを切断する。これによりＵ相のスタート線の端末線処理が完了する。

本実施形態では、コア割出用モータ３３がコア回動手段、第１回転制限装置４１及び第１回動制限部３２ｃが第１の制限手段（第１の切替手段）、第２回転制限装置４２及び第２回動制限部３２ｄが第２の制限手段（第２の切替手段）にそれぞれ相当する。

コア保持具３０、前記線材保持装置２及び切断装置５は、既存の巻線機に取り付け可能な端末線処理装置として用いることができる。

（変更例）
図７ではノズル１０により絡げによる端末線処理を行ったが、図１０に示すように線材保持装置２を用いて行うこともできる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態の巻線機及び端末線処理装置によれば、回動状態切替装置４により、コアＣの回動状態を、第１の状態と第２の状態とに切り替えることができるので、回動部材３１の外部に設けた線材保持装置２及び切断装置５により、簡単な構造で汎用性が高く、コアを巻線機から取り外すことなく、回動部材３１の窓部３１ｂを介して巻線機Ｍ内で端末線処理を行うことができる。また、端子に対する端末線処理が困難な太線（例えば、φ０．３～１．５ｍｍ）を巻線するときにも好適に用いることができる。

（第２実施形態）
本発明の巻線機の第２実施形態である端末線処理として、線材Ｗを端子Ｐにかしめて固定する構成について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を用いるとともに、説明を省略する。

第２実施形態の巻線機において、線材保持装置７は、線材Ｗを挟み込む構成が第１実施形態の線材保持装置２と異なっている。図２３に示すように、線材保持装置７は、線材保持部材７１と線材保持部材７１を軸線方向とそれに垂直な計３軸方向、または加えて周方向、に駆動可能な駆動手段を備えている。

線材保持装置７は、切断装置５に隣接し、線材保持部材７１は、切断部材５１の上方で回動部材３１の窓部３１ｂから挿抜可能な位置に配置されている。

線材保持部材７１は、略棒状に形成された第１保持部材７２及び第２保持部材７３を備えている。

第１保持部材７２は、先端に鉤状に形成された押圧部７２ａを備えている。

第１保持部材７２は、第２保持部材７３に沿って水平動が可能に形成されており、第１保持部材７２の押圧部７２ａが先端部７３ａに対向している。第１保持部材７２は、例えばシリンダなど直線駆動する駆動手段により水平方向に駆動することができる。

これにより、第１保持部材７２の押圧部７２ａを第２保持部材７３の先端部７３ａに対して接近または離間させることができ、第２保持部材７３の先端部７３ａと第１保持部材７２の押圧部７２ａとの間にあるものを挟み込んで押圧することができる。このように、本実施形態における線材保持部材７１は、線材Ｗの保持に加え、端子Ｐへのかしめを行うことができる。

次に、巻線工程及び線材Ｗをかしめる工程について説明する。図２３は、Ｕ相を構成する３つの極ａ１，ａ４，ａ７の巻線が終了した状態を示す。渡り線係止部Ｋには、渡り線ＷＫが張り渡されている。

切断装置５０の切断部５１ａ及び線材保持部材７１の先端部は、窓部３１ｂの外方に位置している。ここで、切断部５１ａ及び線材保持部材７１の先端部は、ノズル１０や回動部材３１と干渉しない位置まで離間させておいてもよい。

巻線が終了した後、ノズル１０が第７極ａ７の下方に設けられた端子Ｐ４の下方に配置されるように、第１の状態でコアＣを２０°回動させる。第７極ａ７の巻線が終了したノズル１０は、巻線の終了後に端子Ｐのフック部Ｐｆに線材Ｗを案内するように駆動される。その後、ノズル１０を線材保持部材７１及び切断部材５１より下方となる位置に移動させる。

続いて、図２４に示すように、端子Ｐのフック部Ｐｆ及び線材Ｗが第１保持部材７２の押圧部７２ａと第２保持部材７３の先端部７３ａとの間に位置するように線材保持部材７１を移動させる。その後、図示しない駆動手段により第１保持部材７２の押圧部７２ａを第２保持部材７３に向かって駆動し、フック部Ｐｆ及び線材Ｗを挟み込んで押圧することによりかしめる。

続いて、図２５に示すように、第２保持部材７３による押圧を開放し、線材保持部材７１を後退させる。続いて、ノズル１０を下方に移動させた後に切断部５１ａを前進させて、端子Ｐ直下で線材Ｗを切断する。端子Ｐ４側の線材ＷがＵ相のフィニッシュ線（ＷＦ線）となり、ノズル１０先端から露出している線材ＷがＶ相のスタート線（ＷＳ線）となる。

続いて、図２６に示すように、ノズル１０の上方に端子Ｐ２を割り出すとともに切断部材５１を後退させる。ノズル１０側に残った線材Ｗは、太線で剛性が高いので上方を向いたままである。

続いて、図２７（ａ）に示すように、ノズル１０先端から上方に伸びる線材Ｗの側方に第１保持部材７２の押圧部７２ａを配置する。続いて、図２７（ｂ）に示すように、線材保持部材７１を水平方向に移動させて、押圧部７２ａにより線材Ｗを押し倒す。このとき、線材Ｗは押圧部７２ａの下面により案内されている。そして、図２７（ｃ）に示すように、線材Ｗに接触したまま線材保持部材７１をノズル１０先端の下方に移動させる。これにより、線材Ｗをノズル１０先端から下方に伸びる状態に変更することができる。

続いて、図２８に示すように、線材保持部材７１及び切断部材５１を後退させた後に、ノズル１０を駆動して、線材Ｗを端子Ｐのフック部Ｐｆに差し込む。

続いて、図２９に示すように、図２４と同様に線材保持部材７１によりフック部Ｐｆ及び線材Ｗを挟み込んで押圧することによりかしめる。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態の巻線機及び端末線処理装置によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、線材Ｗをかしめにより端子Ｐに固定する端末線処理を行うことができるので、より強固に線材Ｗを端子Ｐに固定することができる。

（その他の実施形態）
巻線機のその他の実施形態について、図３０－２９を参照して説明する。なお、第１実施形態の巻線機Ｍと同じ構成については、同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。

本実施形態の巻線機Ｍ２は、コア受け部材３５を回動させるための回動モータ６１と、コア割出用モータ３３の駆動によりコア受け部材３５が回動する状態と、コア割出用モータ３３が駆動してもコア受け部材３５が回動できない状態と、に切り替える切替手段を備えている。

コア受け部材３５は、コアＣを保持するコア受け部３５ａと、コア受け部３５ａとベアリング３４を介して回動部材３１に接続され、コアＣが回動部材３１とともに回動するか否かを切り替える切替部材３５ｂと、を備えている。

切替部材３５ｂは上面が円板状に形成されており、回動部材３１より径が大きく、回動部材３１の外方に張り出している。切替部材３５ｂの外周には、ギヤの歯３５ｃが形成されている。

切替部材３５ｂには、同心円状に配置された貫通孔である回動制限部３５ｄが形成されている。回動制限部３５ｄは、第２回転制限装置４２のピン４２ａを挿抜可能な位置に形成されている。

回転モータ６１は、モータ本体６１ａ及びギヤ６１ｂからなり、モータ移動シリンダ６２は、回転モータ６１を切替部材３５ｂに近接または離間させる移動手段として機能する。

ギヤ６１ｂは、切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃと噛み合う高さに配置されており、モータ移動シリンダ６２により、ギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態と、噛み合っていない状態と、に切り替えることができる。

本実施形態において第１の状態は、図３０に示すように、ピン４２ａは回動制限部３５ｄに挿入されている。これにより、コア受け部材３５は回動部材３１に対して回動不能な状態となり、コア割出用モータ３３により回動部材３１とコア受け部材３５とを一体的に回動可能となるので、コアＣの割り出しが可能な状態となる。ここで、回転モータ６１は回動部材３１に配置されていないので、コア割出用モータ３３による回動部材３１の回動の抵抗となることがない。

本実施形態において第２の状態は、図３１に示すように、ピン４２ａは回動制限部３５ｄから抜かれている。また、モータ移動シリンダ６２により回転モータ６１を、モータギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態となっている。コア割出用モータ３３の駆動を停止し回転モータ６１を駆動すると、回動部材３１が停止した状態でコア受け部材３５のみを回動させることができる。これにより、窓部３１ｂの位置は不変で、コアＣだけを回動させることができる。

本実施形態では、回転モータ６１がコア回動手段、第２回転制限装置４２及び第２回動制限部３５ｄが第３の制限手段に相当する。

第１実施形態では、モータを１台、切替手段を２つ用いたのに対し、本実施形態では、モータを２台、切替手段を１つ用いて同様の効果を奏することができる。

（変更例）
巻線を行った後、図３０に示すように、ピン４２ａが回動制限部３５ｄに挿入されている状態のままコア割出用モータ３３により回動部材３１とコア受け部材３５とを一体的に回動させることもできる。回動部材３１を元の位置に戻すときには、図３１に示すように、ピン４２ａが回動制限部３５ｄから抜かれ、モータ移動シリンダ６２により回転モータ６１を、モータギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態とする。そして、モータ６１の保持トルクによりコア受け部材３２が回動できないようにし、コア割出用モータ３３により回動部材３１を先の回動方向と反対方向に回動させる。これにより、回動部材３１のみ回動し、回動部材３１を元の位置に戻すことができる。

この変更例では、コア割出用モータ３３がコア回動手段、第２回転制限装置４２、第２回動制限部３５ｄ及び回転モータ６１が第３の制限手段に相当する。

モータ移動シリンダ６２を備えていない構成を採用することもできる。図３２に示すように、モータギヤ６１ｂと切替部材３５ｂのギヤの歯３５ｃとが噛み合った状態となるように、回転モータ６１を回動部材３１に配置してもよい。更に、第２回転制限装置４２でコア受け部材３５を回動不能にしなくてもモータ６１の保持トルクによりコア受け部材が３２が回動しないなら、図３３に示すように第２回転制限装置４２も備えていない構成を採用することができる。

１…ノズル駆動装置
１０…ノズル
１１…ノズル保持具
１２…ノズル前後移動装置
１３…ノズル左右移動装置
１４…ノズル上下移動装置
１５…ノズル回動ユニット
２…線材保持装置
２１…線材保持部材
２１ａ…棒状部材
２１ｂ…クランプ
２２…駆動装置
３…巻線割出装置
３０…コア保持具
３１…回動部材
３１ａ…筒状部
３１ｂ…窓部
３１ｃ…底部
３２…コア受け部材
３２ａ…コア受け部
３２ｂ…切替部材
３２ｃ…第１回動制限部
３２ｄ…第２回動制限部
３３…コア割出用モータ
３４…ベアリング
３５…コア受け部材
３５ａ…コア受け部
３５ｂ…切替部材
３５ｃ…歯
３５ｄ…回動制限部
４…回動状態切替装置
４１…第１回転制限装置
４１ａ…ピン
４１ｂ…駆動手段
４２…第２回転制限装置
４２ａ…ピン
４２ｂ…駆動手段
５…切断装置
５１…切断部材
５１ａ…切断部
５２…駆動装置
６１…回転モータ
６１ａ…モータ本体
６１ｂ…モータギヤ
６２…モータ移動シリンダ
７…線材保持装置
７１…線材保持部材
７２…保持部材
７２ａ…押圧部
７３…保持部材
７３ａ…先端部
Ｃ…コア
ａ…極
Ｄ…台座
Ｋ…渡り線係止部
Ｍ…巻線機
Ｐ…端子
Ｐｋ…絡げ部
Ｐｆ…フック部
Ｗ…線材

Claims (4)

1. インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機において、
   ノズルを駆動し線材を巻線するためのノズル駆動装置と、
   コアを保持するコア保持具と、コアの割り出しを行うコア割出用モータと、を備え、コアを保持し巻線時の割出しを行う巻線割出装置と、
   コアの回動状態を切り替える回動状態切替装置と、
   極への巻線が終了した線材または巻線を開始する前の線材を挟み込んで保持する線材保持装置と、
   線材を切断する切断装置と、
   を備え、
   前記コア保持具は、
   前記コア割出用モータと接続された筒状に形成されており、周面部に前記保持された線材に対し前記切断装置を接近または離間させるための窓部が設けられている回動部材と、
   前記回動部材の上端に前記回動部材に対して回動可能に配置された、コアを保持するコア受け部材と、を備え、
   前記線材保持装置は、前記回動部材の外部に配置され、線材を保持する線材保持部材を、前記窓部を通じて前記回動部材の内部で操作可能に構成され、
   前記切断装置は、前記回動部材の外部に配置され、線材を切断する切断部材を、前記窓部を通じて前記回動部材の内部で操作可能に構成され、
   前記回動状態切替装置は、
   コアを回動させるコア回動手段と、
   コアを前記回動部材を介して前記コア割出用モータにより回動して割り出す第１の状態と、前記コア回動手段によりコアを前記回動部材に対して相対的に回動させる第２の状態と、に切り替える切替手段と、を備え、
   前記コア回動手段は、前記コア割出用モータであり、
   前記切替手段は、
   前記回動部材とともに前記コア受け部材が回動する状態と、前記回動部材が回動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第１の切替手段と、
   前記回動部材に接続され、前記第１の切替手段と協働して、前記コア割出用モータの駆動により前記コア受け部材が回動する状態と、前記コア割出用モータが駆動しても前記コア受け部材が回動できない状態と、に切り替える第２の切替手段と、
   を備え、
   前記コア受け部材には、第１の回動制限部と第２の回動制限部とが形成されており、
   前記第１の切替手段は、前記第１の回動制限部に第１の制限部材を挿抜可能な第１の回転制限装置を備え、
   前記第２の切替手段は、前記第２の回動制限部に第２の制限部材を挿抜可能な第２の回転制限装置を備え、
   コアの端面に設けられた端子に線材を固定する端末線処理を、前記第１の状態で前記回動部材の内部で行うことを特徴とする巻線機。
2. 前記ノズルまたは前記線材保持部材により、前記端子の周りに線材を周回させて、線材を前記端子に絡げることにより端末線処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
3. 前記ノズルを駆動し、線材をかしめるために前記端子に設けられたフック部に線材を案内し、線材が案内された前記フック部を前記線材保持装置の線材保持部材によりかしめて線材を前記端子に固定する端末線処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の巻線機が備えた端末線処理装置であって、前記コア保持具、前記線材保持装置及び前記切断装置を備えたことを特徴とする端末線処理装置。

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