JP3989948B1 - 複数ワイヤ同時巻線方法及びその巻線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で捩れのない巻線を可能にし、装置の小型化と高速巻線及び巻線品質の向上を可能にする。
【解決手段】外周に複数の環状溝５３ａを並列に形成したストックリング５３を、巻枠５４の周囲を公転するガイドローラ５２の公転軸心Ｏと同心の回転軸心に対して回転可能に配設し、そのストックリング５３の複数の環状溝５３ａに予め複数のワイヤ５１を巻き付けてストックし、ガイドローラ５２を公転させてストックリング５３にストックした複数のワイヤ５１を同時に引き出しながら巻枠５４に巻き付けてコイルを形成し、そのコイルをコイル挿入治具５５に受け渡す。
【選択図】 図２

Description

この発明は自動車、工作機械、輸送機器等に用いられる大型モータのステータコイルを作製するために、複数本のワイヤを同時に巻線する複数ワイヤ同時巻線方法及びそれを実施する巻線装置に関する。

この種のコイル巻線装置は、上方に向かって次第に巻径が漸増する複数の巻段を有する巻枠が一段ずつ下降することにより、回転するフライヤから供給されるワイヤを順次その巻枠の各段に巻き付けながらコイルを形成し、その形成されたコイルを上記巻枠の下方に配設されたコイル挿入治具に挿入するようになっている。

図３５は、例えば特許文献１に従来技術として記載されている従来の巻線装置の概略をコイル挿入治具とともに示す要部の斜視図である。
この巻線機の巻枠１は左巻枠１ａと右巻枠１ｂとで構成され、それぞれ上方に向かって次第に巻径が漸増する複数の巻段１ａａ，１ａｂ，１ａｃ，１ａｄ及び巻段１ｂａ，１ｂｂ，１ｂｃ，１ｂｄを有し、左右巻枠１ａ，１ｂは上下に移動する支持板２に装着されている。

左右巻枠１ａ，１ｂには、各巻段の外側に４本の押棒３を上下に移動自在に設けてあり、それぞれの押棒３の下端部には、左右巻枠１ａ，１ｂに設けた図示してない間隙内を上下に挿通可能な押板４が放射状に固設され、押棒３が下方に移動することにより、巻枠１に巻線されているコイルを下方に放出する。

そして、これらの外側にはコイル形成用のワイヤ５を挿通するフライヤ６を設けており、そのフライヤ６が巻枠１の外周を旋回することにより、巻枠１にワイヤ５が巻き付けられてコイルが形成される。
このようにして形成されたコイルは、押板４により下方に放出され、多数のブレード７ａを円周上に配設したコイル挿入治具７によってそのコイルが受け取られ、次の工程でモータのステータコアに挿入される。

実際の巻線に際しては、図３５に示す状態から、巻枠１が下降して左巻枠１ａの最下端にある巻段１ａａがコイル挿入治具７の先端部に若干くい込んだ状態でフライヤ６が回転する。これにより、ワイヤ５が巻段１ａａ，１ｂａに巻き付けられてコイルが形成されるが、同時に押棒３と一体の押板４が上下し、形成されたコイルを順次下方へ移動させて巻段１ａａ，１ｂａから排出する。排出されたコイルは、コイル挿入治具７のブレード７ａの間隙内に挿入され、この第１段の巻線の最終段階では、形成されたコイルは一部を残して大部分がコイル挿入治具７に挿入される。

第１の巻段１ａａ，１ｂａに所定の巻線が行われると、巻枠１が一段下降して第２の巻枠１ａｂ，１ｂｂが巻線位置になり、巻段１ａａ，１ｂａで形成された第１段のコイルの終端部を形成するワイヤは、第２の巻段１ａｂ，１ｂｂ上に導かれて第２段のコイルが形成されるが、この第２段のコイルも一部を残して大部分がコイル挿入治具７内に挿入される。

同様にして、第３、第４の巻段１ａｃ，１ｂｃ，１ａｄ，１ｂｄにもコイルが巻線され、これらの大部分もコイル挿入治具７内に挿入される。
所定の段数の巻線が終ると、押棒３が最下部まで下降し、各巻段に残されている一部のコイルは押板４に押圧されて完全にコイル挿入治具７内に挿入され、第１極のコイル巻線が終了する。
次いで、第１極のコイルの最終端を形成するワイヤが図示しないグリッパにより把持され、コイル挿入治具がステータコアの極数に応じて所定角度旋回し、次極のコイル巻線が同様にして行われ、所定の極数のコイル巻線がすべて終了すると、ワイヤ５が切断されてステータコア１個分の巻線が完了する。

しかしながら、大型のモータでは大電流を流すために導体断面積を大きくする目的で、複数のワイヤ（電線，導線，銅線）を同時に巻線するのが一般的であり、上記の巻線方法では複数の電線を同時に巻線すると電線に捩れが発生して束になってしまい、コイルを挿入するためのツールに移し変えることが困難になる。
そこで、特許文献１では、縦型巻線機を用いて複数本のワイヤを連続して巻線する際にワイヤに捩れを防止するための捩れ防止装置を提案しているが、構造が複雑で機械が大きくなるため、より簡単な構造の巻線機が求められている。

また、この種の複数のワイヤを同時に巻線する巻線装置では、１本でもワイヤが無くなったときは新しい素線ワイヤボビンに交換する必要があり、その際は機械が停止してしまう。しかし、素線ワイヤボビンより巻線を行うフライヤのワイヤ出口部までは長く複雑な径路であり、その閉じた経路で、連続体であるワイヤをその整列を崩さずに自動で交換することは困難を極める。手動によるワイヤ交換作業も、機械の構造上高所であることもあって容易ではなく、同時に巻線するワイヤの本数が増えるほど設備停止時間は増え、他の工程に時間のロスをもたらすことになる。
また、コイルを巻線するワイヤの本数が違う仕様に対応する際も、上記と同様にワイヤの本数変更のために機械を停止させなければならない。

そこで、巻線するワイヤを一旦貯線リング又はボビンに巻き付けてストックし、それを引き出して巻線することによってワイヤの捩れを防ぐようにし、ワイヤの交換も容易にする巻線方法及び巻線装置が、例えば特許文献２及び特許文献３に提案されている。
しかし、これらの巻線方法及び巻線装置では、貯線リング又はボビンが巻枠の中心から離れているため、巻線時にその公転と自転が発生する。そのため、貯線リング又はボビンを大きくして充分な量のワイヤをスットクすることができず、また外部から駆動力を伝えるのが困難で正確なテンションをかけることもできないという問題があった。
そのため、ワイヤの緩みや過剰テンションが発生して、ワイヤの伸びや傷付き、断線等による品質の低下が避けられず、高速化が困難で量産性にも問題があった。

特許第３６９１２２２号公報 特許第２６７００７８号公報 特許第３７６２９２９号公報

この発明は、複数のワイヤを同時に巻線する巻線方法及び巻線装置におけるこれらの問題を解決するためになされたものであり、従来に比べて簡単な構造で捩れのない巻線を可能にし、装置の小型化も容易にすること、さらにワイヤにかかるテンションを正確にコントロールして高速巻線を可能にし、巻線品質も向上させることを目的とする。
また、並列巻線する複数のワイヤのいずれかがなくなったとき、あるいはワイヤの本数仕様を変更する際などに、ワイヤの補充や交換を簡単に短時間で行えるようにして、巻線装置の停止時間を大幅に短縮し、生産ラインの設備稼働率を向上させることも目的とする。

この発明による複数ワイヤ同時巻線方法は、巻枠と、その巻枠の周囲を公転するガイドローラと、巻枠の下方に配置されるコイル挿入治具とを用い、ガイドローラが巻枠の周囲を公転することによって、複数のワイヤを同時に並列して上記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、そのコイルをコイル挿入治具に受け渡す複数ワイヤ同時巻線方法である。
そして、上記の目的を達成するため、外周に複数の環状溝を並列に形成したストックリングを、その回転軸心を上記ガイドローラの公転軸心と同心にして回転可能に配設し、そのストックリングの複数の環状溝に予め複数のワイヤを巻き付けてストックし、その後上記ガイドローラを公転させて上記ストックリングにストックした複数のワイヤを同時に引き出しながら上記巻枠に巻き付けることを特徴とする。

さらに、上記ストックリングとガイドローラとを、それぞれ個別のモータで独立して回転駆動し、そのストックリングから複数のワイヤを同時に引き出しながら上記巻枠に巻き付けるための、上記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、上記ストックリングにトルク制御の駆動を行うとよい。
その場合、上記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、上記ストックリングの慣性モーメントを加減速するために必要なトルクと、上記巻枠に巻線するのに必要なテンションを加えるためのトルクと、そのストックリングの軸受における摩擦トルクとを加算したトルクを該ストックリングに与えるのが望ましい。

これらの複数ワイヤ同時巻線方法において、上記ストックリングに予めストックする複数のワイヤを、ワイヤ１本毎に独立した供給径路を有するワイヤ供給装置から供給するとともに、予め予備のワイヤを保持したホルダを用意し、使用中の複数の供給径路のいずれかから供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなったときに、上記ホルダを上記予備のワイヤを供給し得る位置に移動させ、上記供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなった供給径路を上記ホルダが保持する予備のワイヤを供給する径路に変更するとよい。
また、これらの複数ワイヤ同時巻線方法において、上記ストックリングに予め供給してストックするワイヤの本数を変更することによって、並列に巻線するワイヤの本数を切り換えることができる。

この発明による複数ワイヤ同時巻線装置は、巻枠と、該巻枠の周囲を公転するガイドローラと、前記巻枠の下方に配置されるコイル挿入治具とを備え、前記ガイドローラが前記巻枠の周囲を公転することによって、複数のワイヤを同時に並列して前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、そのコイルを前記コイル挿入治具に受け渡すように構成した複数ワイヤ同時巻線装置である。
そして、前述の目的を達成するため、外周に複数の環状溝を並列に形成したストックリングを、その回転軸心を上記ガイドローラの公転軸心と同心にして回転可能に配設し、該ストックリングの複数の環状溝に予め複数のワイヤを巻き付けてストックする機構と、上記ガイドローラを公転させて上記ストックリングにストックした複数のワイヤを同時に引き出しながら上記巻枠に巻き付ける機構とを設けたものである。

この複数ワイヤ同時巻線装置において、さらに、上記ストックリングとガイドローラとをそれぞれ独立して回転駆動する個別のモータと、そのストックリングから複数のワイヤを同時に引き出しながら上記巻枠に巻き付けるための上記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、上記ストックリングにトルク制御の駆動を行うように上記個別のモータをそれぞれ駆動制御する駆動制御部とを設けるとよい。

その場合、上記駆動制御部が、上記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、上記ストックリングの慣性モーメントを加減速するために必要なトルクと、上記巻枠に巻線するのに必要なテンションを加えるためのトルクと、該ストックリングの軸受における摩擦トルクとを加算したトルクを該ストックリングに与えるように、上記個別のモータをそれぞれ駆動制御するのが望ましい。

これらの複数ワイヤ同時巻線装置において、上記ストックリングに予めストックする複数のワイヤを、ワイヤ１本毎に独立した供給径路で供給するワイヤ供給装置と、予備のワイヤを保持したホルダとを備え、そのワイヤ供給装置は、使用中の複数の供給径路のいずれかから供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなったときに、上記ホルダを上記予備のワイヤを供給し得る位置に移動させ、上記供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなった供給径路を上記ホルダが保持する予備のワイヤを供給する径路に変更する機能を有するとよい。
上記ワイヤ供給装置は、上記ストックリングにストックさせるために供給するワイヤの本数を自動変更する機構を有するとなおよい。

この発明による複数ワイヤ同時巻線方法及びその巻線装置によれば、同時に巻線する複数本のワイヤを予めストックリングの外周の溝にワイヤを巻き付けてストックし、その後ガイドローラ（従来のフライヤに相当する）を巻枠の周囲で公転させて、ストックリングにストックした複数本のワイヤを同時に引き出しながら巻枠に巻き付けるので、複数本のワイヤを捩れることなく並列して巻枠に巻き付けてコイルを形成することができる。
そして、上記ストックリングの回転軸心と上記ガイドローラの公転軸心とが同心であるから、ガイドローラの公転に伴ってストックリングが公転することはなく、ストックリングの径を大きくしても大きな公転空間が不要であり、装置の小型化を図りながら充分なワイヤ量を短時間でストックすることができ、大型モータのコイルの巻線にも容易に対応することができる。

さらに、上記ストックリングとガイドローラとを、それぞれ個別のモータで独立して回転駆動することができ、上記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、上記ストックリングにトルク制御の駆動を行うことにより、ワイヤにかかるテンションを正確にコントロールして高速巻線を可能にし、巻線品質も向上させることができる。
また、上記ストックリングに予めストックする複数のワイヤを、ワイヤ１本毎に独立したホルダを有するワイヤ供給装置から供給するようにして、並列巻線する複数のワイヤのいずれかがなくなったとき、あるいはワイヤの本数仕様を変更する際などに、ワイヤの補充や交換を簡単に短時間で行えるようにして、巻線装置の停止時間を大幅に短縮し、生産ラインの設備稼働率を向上させることもできる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
〔巻線装置の構造の説明〕
まず、図１及び図２によってこの発明による複数本同時巻線方法を実施する巻線装置の一実施例の構造の概略を説明する。図１はその巻線装置の全体を示す正面図、図２はその駆動部を一部断面にして示す拡大図である。
この巻線装置は、基台７０の上方に立壁７１を介して水平に延びる基板７２を設け、巻線装置本体を構成している。その基板７２にブシュ７３を介してシャフト１１を上下に貫通して設け、そのシャフト１１の下端部に巻枠５４を装着している。

その巻枠５４を囲むようにストックリング５３を配置し、その外側に、ストックリング５３から引き出した複数本のワイヤ（電線，導線，銅線）を揃えて同時に繰り出すためのガイドローラ（従来のフライヤに相当する）５２を公転自在に配置し、図２に示すように、ストックリング５３の回転用軸受５８とガイドローラ５２の公転用軸受５９とを同じ中間軸１８に配置している。

さらに、下部にストックリング５３を一体に設けた回転円筒軸２５をシャフト１１と同心に設け、その上部にガイドローラ５２とストックリング５３をそれぞれ駆動するためのタイミングプーリ１９，２６を配置し、それぞれ独立したモータ９，１０のタイミングプーリ２２，２８との間にタイミングベルト２１，２７を張装している。そのモータ９，１０は基板７２の下面側に取り付けられている。

このように、この実施例ではストックリング５３とガイドローラ５２とをそれぞれ独立して回転駆動する個別のモータ９，１０を設けており、後述するように、ストックリング５３から複数のワイヤを同時に引き出しながら巻枠５４に巻き付けるためのガイドローラ５２の公転中に、その加減速パターンに同期して、ストックリング５３にトルク制御の駆動を行うように、個別のモータ９，１０をそれぞれ駆動制御する駆動制御部１００を設けている。図１では、その駆動制御部１００を巻線装置本体の基板７２上に設けているが、この駆動制御部１００はこの巻線装置全体の制御装置内に設けてもよく、その設置位置は特に限定されない。

ストックリング５３は、軸受５８によって支持された回転円筒軸２５を介してタイミングプーリ２６と一体化している。ガイドローラ５２は、シャフト２０を軸として自転可能であり、そのシャフト２０が軸受５８，５９の間に支持されて回転するリング状の中間軸１８のアーム１８ａに支持されており、その中間軸１８を介してタイミングプーリ１９と一体化している。
したがって、ストックリング５３の回転軸心とガイドローラ５２の公転軸心は、いずれもシャフト１１の軸心Ｏと同心である。

これらの駆動部は図１に示すように、巻線装置本体の基板７２に、支柱１６、ベースプレート１７によって吊り下げられている。その下側には、コイルを挿入するためのコイル挿入治具５５が、巻線装置本体の基台７０上に矢示Ｘ方向に摺動するスライド台７５に載置されている。また、側方にはワイヤを供給するためのワイヤ供給装置５６が立壁７１に装着されており、そのワイヤ供給装置５６には複数の素線ワイヤボビン８（図１では１個しか示されていないが、紙面に垂直な方向に複数個並んでいる）からそれぞれワイヤ５１が引き出されている。その各素線ワイヤボビン８はそれぞれ重量計８０上に載置されており、ワイヤ供給装置５６とストックリング５３の間にはカッタ装置１４が、基板７２から垂下されて設けられている。

巻枠５４の付近には、ＸＹＺ全方向に自在に動作する線処理グリッパ５７を有する。巻枠５４は前側巻枠２９と後側巻枠３０で構成されており、シャフト１１に支持され、図１に示すモータ１３の動力でスライド機構６３により上下に可動して、巻線時のピッチ送りを行う。後側巻枠３０は軸７６によって前側巻枠２９に対して矢示α方向に回動可能であり、エアシリンダ１２によりシャフト１１の内部を伝達する推力で開閉動作を行う。そのエアシリンダ１２は、基板１４の上部に固設されたスライド機構６３に取り付けられたブラケット７４の上部にに装着されている。

ストックリング５３は、外周面に軸線方向に所定のピッチでワイヤストック用の複数の環状溝５３ａを形成しており、その内周面から回転円筒軸２５の内周面を通して図２に破線で示す所定の位置には、巻き始めのワイヤを保持するワイヤクランパ１５を備えている。そのワイヤクランパ１５は、上端部にカムフォロア２４を有するレバー２３を設けているが、その詳細を図３によって説明する。

図３は、回転円筒軸２５（図２参照）の中心部からみたストックリング５３の巻き始めワイヤ保持部の拡大正面図である。
ワイヤクランパ１５は、回転円筒軸２５の内周面に取り付けられたスライドガイド３１にガイドされてスライドするレバー２３を有し、そのレバー２３の下端部が二股になっており、その各アーム部２３ａ，２３ｂに、それぞれ対のピン３３ａ，３３ｂとリンク３２ａ，３２ｂとピン３４ａ，３４ｂを介して、一対のクランパ３５ａ，３５ｂを開閉可能に係着している。

このワイヤクランパ１５は、レバー２３の上端部に設けたカムフォロア２４が追従する図示しないカムの回動による外力によって、レバー２３が矢示Ａ方向に押下されると、リンク３２ａ，３２ｂの回動によってクランパ３５ａ，３５ｂが、ストックリング５３の内周面に取り付けられた上下のスライドガイド３６に沿って矢示Ｂ方向にスライドして閉じる。そして、ワイヤ供給装置５６からストックリング５３に預けられ、図８及び図９に示すように各環状溝５３ａの底面の一部に形成された透孔５３ｂを通して挿入された複数本のワイヤの巻き始め端部５１ａを、クランパ３５ａ，３５ｂの挟持力によって同時に保持する。

〔巻線動作の説明〕
次に、この巻線装置による巻線動作を、図４〜図１７によって順を追って説明する。
図４と図５、図６と図７、および図８と図９は、それぞれワイヤ供給装置５６からストックリング５３へワイヤ５１を供給する動作のワイヤ供給前、供給中、供給したワイヤの巻き始めワイヤ端部をワイヤクランパで１５保持した各段階の状態を示す要部平面図とそのストックリング５３を断面にして示す正面図である。なお、これらの図においてワイヤクランパ１５は、実際には図３で説明した構成を有するが、図示が困難であるため簡略化して破線で囲んで示している。

まず図４及び図５に示すように、ワイヤ供給装置５６のワイヤガイド３９から所定本数（この例では５本）のワイヤ５１を引き出してワイヤ供給ノズル３７に挿通し、その各巻き始め端部５１ａをワイヤ供給ノズル３７から突出させ、その各ワイヤ５１を共通のハンド３８で保持する。そして、そのワイヤ供給装置５６を図５の矢示Ｃ方向へ移動させて、図６及び図７に示すようにワイヤ供給ノズル３７をストックリング５３に接近させる。そして、各ワイヤ５１の巻き始め端部５１ａをストックリング５３の各環状溝５３ａ（図５にも明示）に挿入した後、ワイヤガイド３９とハンド３８を図７の矢示Ｄ方向へ移動させて、図８及び図９に示すようにその各ワイヤ５１をストックリング５３の透孔５３ｂを通してその内周部に設けられたワイヤクランパ１５のクランパ３５ａ，３５ｂ間に送り込む。

それをワイヤクランパ１５のクランパ３５ａ，３５ｂが図８の矢示Ｅ方向（図３の矢示Ｂ方向と同じ）に閉じてクランプし、各巻き始め端部５１ａを固定した後、ストックリング５３を図１０の矢示Ｆ方向に回転させて、その各環状溝５３ａ内にそれぞれコイル１個分のワイヤ５１を巻き取る。
その巻き取りを完了したらワイヤ供給ノズル３７を後退させ、図１１に示す線処理グリッパ５７で各ワイヤ５１を保持してから、カッタ４０でそれを切断する。

次に、図１２に示すようにワイヤ５１をガイドローラ５２に預けるために、ストックリング５３を矢示Ｇ方向へ回転させながらグリッパ５７を矢示Ｈ方向へ移動すろ。
そして、図１３に示すように、そのガイドローラ５２の上側ワイヤガイド４２の外周にに巻き付いた５本の並列なワイヤ５１を、矢示Ｉで示すように移動させて、自転するローラ４１と回転しない下側ワイヤガイド４３との隙間に滑り込ませ、そこから外れないように、上側ワイヤガイド４２を図１４に矢示Ｊで示すように上から下へ下げる。この状態で図１５に示すように巻枠５４を矢示Ｋ方向に下降させながら、ガイドローラ５２を公転させて巻枠５４にワイヤ５１を整列して巻き付ける。

この時、ガイドローラ５２の公転の加減速に同期したトルク制御を行うことによって、高速で高品質な巻線を行うことができる。その詳細は後述する。
巻枠５４に１個分のコイル巻きつけた後、図１６に示すようにコイル押板４４にてコイル６５を押さえながら前側巻枠２９に対して後側巻枠３０を矢示Ｍ方向に閉じて、その巻枠５４を矢示Ｌ方向に上昇させ、コイル挿入治具５５にそのコイル６５を受け渡した後、次の巻線を行う。
これらの動作を繰り返し、最後のコイルを巻き終わった状態でストックリング５３のワイヤクランパ１５を開放し、各ワイヤ５１の巻き始め端部５１aを含む残りの線を図１７に示すようにグリッパ５７で引き出す。
以上によって１サイクルの巻線が完了する。

〔ワイヤ交換動作の説明〕
ストックリング５３に全コイル分のコイル６５の巻線を終え、ストックリング５３とワイヤ供給ノズル３７の間のワイヤ５１をカッタ４０で切断する。その際、図１に示した各素線ワイヤボビン８を載置した重量計８０のいずれかがワイヤ不足を示す信号を出力していたら、その重量計８０上に載置されている素線ワイヤボビン８内のワイヤ５１の残量がモータ１個分の巻線量に対して不足していることが検知されたことになる。各重量計８０には、そこに載置される素線ワイヤボビン８内のワイヤ５１の残量がモータ１個分の巻線量に対して不足となる重量値がそれぞれ予め設定されており、計測重量がその設定値以下になったとき、ワイヤ不足を示す信号を出力するようになっている。
そこで、この信号が出力された重量計８０上の素線ワイヤボビン８から供給されるワイヤ５１を、予め予備に用意した素線ワイヤボビンのワイヤと自動交換することによって、稼働率を下げずに巻線作業を行うことができる。その場合の自動ワイヤ交換の動作を、図１８〜図２８によって順を追って説明する。

図１８は、図１１に示したようにストックリング５３に巻き取りを終えたワイヤ５１をカッタ４０で切断した後の、ワイヤ供給装置５６の状態を示す正面図である。
このワイヤ供給装置は５６は、通常の巻線時に巻線を行うワイヤ５１を、図示しない素線ワイヤボビンからチューブホルダ４８内の各チューブ４９、ワイヤガイド３９、及びワイヤ供給ノズル３７を通してストックリング５３に供給するが、その複数本のワイヤ５１の１本ごとにその供給経路を独立して保持している。

また、このワイヤ供給装置５６は、ワイヤ５１を保持するハンド３８と予備のワイヤを保持したホルダであるスペアチューブホルダ４７を有する。そのスペアチューブホルダ４７は、予備の素線ワイヤボビンから引き出した予備のワイヤであるスペアワイヤ４６を供給するスペアチューブ５０を保持して矢示Ｎ、Ｐで示すように上下方向に可動である。このスペアチューブホルダ４７はチューブホルダ４８と干渉しないように配置されている。
ここで、ワイヤ供給装置５６のワイヤガイド３９とチューブホルダ４８及びスペアチューブホルダ４７の構成の詳細を、図１９〜図２２によって説明する。

図１９は、図１８に示したワイヤガイド３９とチューブホルダ４８及びスペアチューブホルダ４７を径路切替用シリンダ８１及び戻し用シリンダ８２と共に示す右側面図（図１８の右側から見た図）である。
図２０の（ａ）〜（ｅ）はそのワイヤガイド３９を構成する上から１段目から５段目までの各ワイヤガイドプレート３９１〜３９５の平面を、それぞれチューブホルダ４８及び対応する位置に移動したスペアチューブホルダ４７の水平断面と共に示す図である。
図２１は図１９に示したワイヤガイド３９の要部とチューブホルダ４８及びスペアチューブホルダ４７との関係を示す平面図である。
図２２は図２０の（ｄ）に示した４段目のワイヤガイドプレート３９４を矢示方向に所定ストロークだけ移動させた状態を示す図である。

ワイヤガイド３９は、図１９に示すように支持ガイド枠３９ａ内に、１段ずつ独立した複数段（この例では５段）のワイヤガイドプレート３９１〜３９５が積み重なっている。その各ワイヤガイドプレート３９１〜３９５は、それぞれ図１９で左右方向に所定ストロークだけ独立してスライド可能である。そして、図１９で左側には径路切替用シリンダ８１が、スペアチューブホルダ４７と同期して矢示Ｎ及びＰ方向に上下動可能に設けられ、右側には戻し用シリンダ８２が固定されて設けられている。支持ガイド枠３９ａも図示していない部材によって固定されている。

チューブホルダ４８には、各ワイヤガイドプレート３９１〜３９５に対応する高さ位置に、それぞれ図２０で左右方向に位置をずらして各段用のチューブ４９を挿入して保持する貫通孔４８１〜４８５を、図２１に破線で示すように水平方向に傾斜して形成している。
スペアチューブホルダ４７にもスペアチューブ５０を挿入して保持する貫通孔４８１〜４８５を水平方向に傾斜して形成している。

１段目から５段目までの各ワイヤガイドプレート３９１〜３９５には、図２０の（ａ）〜（ｅ）に示すようにそれぞれ２本ずつの溝、すなわち通常径路の溝３９１ａ〜３９５ａとスペア径路の溝３９１ｂ〜３９５ｂが形成されている。通常径路の溝３９１ａ〜３９５ａは、各ワイヤガイドプレート３９１〜３９５が通常位置にあるとき、その各先端部は図１８に示したワイヤ供給ノズル３７の各透孔の軸線３７ｃと一致する位置に並び、後端はチューブホルダ４８に保持された各段のチューブ４９の先端と一致する位置になるように形成されている（図２２も参照）。

スペア径路の溝３９１ｂ〜３９５ｂは、各ワイヤガイドプレート３９１〜３９５が図１９で右方へ所定ストロークだけスライドしたとき、その各先端部が図１８に示したワイヤ供給ノズル３７の各透孔の軸線３７ｃと一致する位置になり、後端はスペアチューブホルダ４７に保持されたスペアチューブ５０の先端と一致する位置になるように形成されている。図１９における一点鎖線３７ｄは、ワイヤ供給ノズル３７の各透孔の軸線３７ｃの上下の配列方向を示す。

ここで、一例として上から４段目のワイヤガイドプレート３９４を通して供給されるワイヤが不足した場合のワイヤ交換動作を図２２も参照して説明する。
図１８において、そのワイヤ（下から２番目のワイヤ）を仮に不足ワイヤ４５とすると、ハンド３８を開いて不足ワイヤ４５の保持を開放し、その不足ワイヤ４５を図１に示した素線ワイヤボビン８側に配置された図示しないワイヤ送り戻し装置によって素線ワイヤボビン８側に巻き戻し、図２３に示すように、ワイヤ供給ノズル３７及びワイヤガイド３９から取り除く。
その後、図示しないモータの駆動により、図１９に示したスペアチューブホルダ４７と径路切替用シリンダ８１とを同期して４段目のワイヤガイドプレート３９４に対応する位置に移動させる。

そして、径路切替用シリンダ８１を作動させてそのピストンロッド８１ａを突出させ、４段目のワイヤガイドプレート３９４を図１９で右方へ所定ストロークだけスライドさせる。それによって、ワイヤガイドプレート３９４は図２２に示す位置になり、そのスペア径路の溝３９４ｂの先端部がワイヤ供給ノズル３７の透孔の軸線３７ｃと一致する位置に、後端がスペアチューブホルダ４７に保持されたスペアチューブ５０の先端と一致する位置になる。これにより、ワイヤの供給径路をスペアチューブ５０からワイヤ供給ノズル３７への径路に変更する。
図２３では、ワイヤの供給径路を切り替えた４段目のワイヤガイドプレート３９４と、それに対応する位置に移動したスペアチューブホルダ４７を斜線を施して示している。

次に、図２３に示したハンド３８を閉じてワイヤ５１を保持して、ハンド３８及びワイヤガイド３９を図２４の矢示Ｐ方向に前進させ、ワイヤ供給ノズル３７に干渉する直前で前進を一時停止してハンド３８を開き、再び矢示Ｐ方向へ前進させて、図２５に示すようにワイヤガイド３９をワイヤ供給ノズル３７に密着させる。
これにより、ワイヤをワイヤ供給ノズル３７に送れる状態となるので、図１に示した素線ワイヤボビン８側に配置された図示しないワイヤ送り戻し装置によって、スペアワイヤ４６をスペアチューブホルダ４７に保持されたスペアチューブ５０とワイヤガイドプレート３９４の図２２に示した溝３９４ｂを経由してワイヤ供給ノズル３７に送り、図２６に示すようにワイヤ供給ノズル３７を通過させた任意の位置で止める。

その後、ハンド３８及びワイヤガイド３９を矢示Ｒで示すように後退させる。その際、図２４に示した位置で一時停止させてハンド３８を閉じてワイヤ５１及びスペアワイヤ４６を保持し、さらに後退して図２７に示すように元の位置に戻る。
このとき、ワイヤ供給ノズル３７から突き出るワイヤの長さがばらつくと、次の巻線で不具合を生じる可能性があるため、前述したワイヤ送り戻し装置によってスペアワイヤ４６を若干引き戻し、図示しないセンサでその端部４６ａを検知して、図２８に示すようにそのスペアワイヤ４６の端部４６ａを他のワイヤ５１の端部５１ａと揃う適正位置に配置する。その後、図示しないモータの駆動により、図１９に示したスペアチューブホルダ４７と径路切替用シリンダ８１とを同期して最上昇位置に移動させる。

この一連のワイヤ交換動作は、巻枠５４に巻線を行っている間の裏作業で行えるため、ワイヤの不足による装置の停止を起こさずに済む。不足して取り替えになった素線ワイヤボビンは速やかに新しいものと交換し、上述した動作手順によって一時的に巻線をアシストする予備の素線ワイヤボビンと再び交代させる。
その場合には、新たにセットされた素線ワイヤボビン８から引き出したワイヤ５１の先端部を、チューブ４９に挿通してチューブホルダ４８の貫通孔４８４に挿入して保持させる。そして、スペアワイヤ４６を図示しないワイヤ送り戻し装置によって素線ワイヤボビン８側に巻き戻した後、図１９に示した戻し用シリンダ８２を作動させて、戻し用プレート８３を左行させ、ワイヤガイドプレート３９４を左方にスライドさせて他のワイヤガイドプレートと同じ通常の位置（図２０の（ｄ）に示した位置）に戻す。

その後、前述した動作手順によって新たにセットされた素線ワイヤボビン８からのワイヤをワイヤ供給ノズル３７に供給し、その先端を他のワイヤ５１の端部５１ａと揃える。
ただし、この場合にはスペアチューブホルダ４７と径路切替用シリンダ８１は使用しない。
この実施例では予備の素線ワイヤボビンは１つであるが、１つに限定されるものではなく、２つ以上配置するとさらに効果が向上する。

上述した実施例によれば、予め複数のワイヤ５１を巻きつけるストックリング５３にワイヤ５１を供給するワイヤ供給装置５６は、素線ワイヤボビン８より引き出された複数本のワイヤ５１を１本ごとに供給する径路を独立して有し、そのワイヤ供給ノズル３７からワイヤ５１の巻き始め端部５１ａを送出して、ストックリング５３に必要な本数のワイヤ５１の供給を行う。巻線前に、図１に示した重量計によりいずれかの素線ワイヤボビン８に残っているワイヤ量がコイル１個分の巻線に必要な量に対して不足していることが検知された際には、そのワイヤを素線ワイヤボビン８側に引き戻し、予備のワイヤを保持したスペアチューブホルダ４７を、その終了したワイヤのチューブ４９の位置に移動させ、一時的にワイヤ供給ノズル３７からスペアワイヤ４６を送出してストックリング５３にワイヤの供給を行う。
なお、素線ワイヤボビン８に残っているワイヤ量の検出は、電気抵抗によるセンサ等を用いてもよい。

スペアチューブホルダ４７は、予備の素線ワイヤボビンから引き出されたスペアワイヤ４６を独立した径路で保持して、ワイヤの不足時に備える。スペアワイヤは１本に限らず２本又は３本と複数用意するとより効果が上がる。
スペアワイヤは、ワイヤ供給ノズル３７の不足して引き戻した正規のワイヤの位置に入れ替わるのではなく、正規のワイヤ径路とは別の位置に移動してストックリング５３に供給してもよい。しかし、ストックリング５３はトルク制御の都合上慣性を最小限にしたいため、ストックリング５３にスペアワイヤを専用に巻き取るスペースを確保するのは回避したいので、不足したワイヤと同位置にスペアワイヤを移動させるのが望ましい。

ワイヤの交換はストックリング５３にワイヤの巻き取りを行い、巻き取り後ストックリング５３とワイヤ供給装置５６のワイヤ供給ノズル３７との間のワイヤをカッタ装置１４で切断した後の、巻枠５４に巻線を行っている間の裏作業で行うことができる。
これにより、ワイヤ不足時の機械の停止を回避し、生産ラインの設備稼働率の向上が可能になる。

〔同時巻線本数の自動変更の説明〕
次に、同時に巻線を行うワイヤの本数を自動変更する方法を、図２９及び図３０を参照して説明する。
図２９は、前述した構成のワイヤ供給装置５６の図であるが、ワイヤをストックリング５３に送り出すためのハンド３８は、図示しない機構によって上昇及び下降を行える構造になっている。

仮に仕様Ａの巻線仕様で同時に巻線するワイヤの本数を５本とし、仕様Ｂでは同時に巻線するワイヤの本数を３本とする。
仕様Ａで巻線する５本のワイヤはワイヤ６０とワイヤ６１の合計であり、仕様Ｂで巻線する３本のワイヤはワイヤ６０のみとする。

前述したストックリング５３にワイヤ供給装置５６からワイヤを預ける状態において、図２９では、ワイヤ６０とワイヤ６１の両ワイヤをハンド３８によって保持し、仕様Ａに対応する５本のワイヤをワイヤ供給ノズル３７からストックリング５３に供給する場合を示す。
図３０は図示しない機構によってハンド３８が矢示Ｑで示すように上昇され、ハンド３８がワイヤ６０のみを保持して仕様Ｂに対応する３本のワイヤをワイヤ供給ノズル３７からストックリング５３に供給する場合を示す。

このように、コイル巻線時に同時に巻線するワイヤの本数変更に対応する際には、ワイヤ供給装置５６内のワイヤをストックリング５３に送り出すワイヤ保持用のハンド３８を上下移動させることにより、送り出すワイヤの本数を容易に変えることができ、仕様に応じた本数のワイヤをストックリング５３に供給することができる。
したがって、同時に巻線するワイヤの本数を自動的に任意に変更して、複数の仕様の巻線を行うことが可能になる。また、前述の自動ワイヤ交換と組み合わせることにより、さらに装置稼働率の向上を図ることができる。

〔ストックリングのトルク制御の説明〕
この発明による上述した複数ワイヤ同時巻線装置は、図１及び図２に示したように、予め複数のワイヤ（電線，導線，銅線）をストックする環状のストックリング５３を、ワイヤを巻き付けるために公転するガイドローラ５２の駆動部の軸心と同心に配置したことを最も重要な特徴としているが、この実施例ではさらに、そのストックリング５３と公転するガイドローラ５２とをそれぞれ独立したモータ１０とモータ９（図１参照）によって駆動するようにしている。そして、ストックリング５３から供給されるワイヤ５１を巻枠５４に巻き付けるためのガイドローラ５２の公転中に、その加減速パターンに同期してストックリング５３に対してトルク制御の駆動を行うことにより、高速で高品質な巻線を可能にしている。

図１５によって説明したように、ガイドローラ５２の公転によってストックリング５３から複数本のワイヤを同時に引き出して巻枠５４に巻き付ける際に、ストックリング５３からワイヤをほどく方向にガイドローラ５２を回転させてワイヤ５１を引き出して巻枠５４に巻き付ける場合と、ストックリング５３にワイヤを巻き付ける方向にガイドローラ５２を回転させてワイヤを引き出して巻枠５４巻き付ける場合とがある。一般に、モータのステータコイルでは一極毎にコイルの巻線方向を反対にするため、上記の巻線をコイル１個ごとに交互に行っている。

そのため、ストックリング５３からワイヤをほどく方向にガイドローラ５２を回転させて巻線するときには、１回転当たり巻枠５４に巻き付ける周長Ｌに対し、ストックリング５３からほどくときの周長Ｒの方が大きいので、ガイドローラ５２と同方向のＲ−Ｌ分の回転角をストックリング５３に与える必要がある。
また、ストックリング５３にワイヤ５１を巻き付ける方向にガイドローラ５２を回転させて巻線するときには、１回転当たり巻枠５４に巻き付ける周長Ｌに対してストックリング５３に巻き付ける周長Ｒが追加され、ガイドローラ５２と同方向のＲ＋Ｌ分の回転角をストックリング５３に与える必要がある。

上記はワイヤにかかる張力を考慮しない場合で、巻線を高速化して品質を安定させるためには、ワイヤにかかる張力を一定にする必要があるため、巻線の加速時にはストックリング５３の慣性を加速するためのトルクと、ワイヤにテンションを与えるのこのためのトルクと、軸受の摩擦トルクとを加えたトルクをストックリング５３に与える必要がある。
巻線の減速時には、ストックリング５３の慣性を減速するための逆方向のブレーキトルクと、ワイヤにテンションを与えるのためのトルクと、軸受の摩擦トルクとを加算したトルクをストックリング５３に与える必要がある。
また巻線の一定速時には、巻線のために必要なトルクと軸受の摩擦トルクとを加算したトルクを与える必要がある。

これらを式で表わすと、次式の様に２通りの式となり、これにさらに加速時、定速時、減速時の角加速度を代入すると６通りのトルク制御パターンが必要になる。
ストックリングの巻き付け方向のトルク；
Ｔ＝Ｊ×(ｄω／ｄｔ)×{（Ｒ＋Ｌ）／Ｒ}＋(Ｗ／ｒ)−Ｆ
ストックリングのほどき方向のトルク；
Ｔ＝Ｊ×(ｄω／ｄｔ)×{（Ｒ−Ｌ）／Ｒ}＋(Ｗ／ｒ)＋Ｆ
Ｔ：ストックリングに与えるトルク
Ｊ：ストックリングの慣性モーメント
ω：ストックリングの公転の角速度
Ｗ：巻線に必要なテンション
ｒ：ストックリングの半径
Ｆ：ストックリングの軸受の摩擦係数

図３１はストックリングの巻き付け方向の、図３２はストックリングのほどき方向の、それぞれトルク制御パタ−ンを示す線図であり、ガイドローラ５２の速度Ｖおよび位置Ｐとストックリング５３のトルクＴとが時間と共に変化する６通りのトルク制御パターンを示している。
このようなトルク制御は、図１に示した駆動制御部１００によって、ガイドローラ駆動用モータ９およびストックリング駆動用モータ１０を駆動制御することにより行われる。

この駆動制御部１００の具体例を図３３にブロック図で示す。図１では図示を省略した操作パネルおよび各モータ９，１０を直接駆動するサーボドライバも図３３には示している。
駆動制御部１００は、判断および演算機能を有する中央処理装置であるＣＰＵ１０１、プログラムメモリであるＲＯＭ１０２、データメモリであるＲＡＭ１０３、および入出力部であるＩ／Ｏポート１０４，１０５，１０６と、これらを相互に接続するＣＰＵバス１０７等からなるマイクロコンピュータを構成している。

ＲＯＭ１０２には、ガイドローラ駆動用のモータ９とストックリング駆動用のモータ１０を、それぞれ駆動制御するための基本的なプログラムであるドライブコントローラＡおよびドライブコントローラＡと、この発明によるトルク制御を行うための制御プログラムＡおよび制御プログラムＢを格納している。
一方、ＲＡＭ１０３はＣＰＵのワーキングメモリとして使用される揮発性ＲＡＭ領域と、この発明によるトルク制御を行うためのガイドローラ用データおよびストックリング用データを格納する不揮発性ＲＡＭ領域１０３Ｎとを設けている。

Ｉ／Ｏポート１０４には、液晶表示器等のディスプレイ１１１とキーボード（タッチパネルでもよい）１１２を備えた操作パネル１１０が接続されている。この操作パネル１１０から、ＲＡＭ１０３の不揮発性ＲＡＭ領域１０３Ｎに格納するガイドローラ用データおよびストックリング用データを入力したり、そのデータを書き換えたりすることができる。

ガイドローラ用データとしては、次の各データを格納する。
ガイドローラ５２の巻き付け方向の移動量：Ｐ１
ガイドローラ５２の巻き付け方向の最高速度：Ｖ１
ガイドローラ５２の巻き付け方向の加速時間：Ｔ１
ガイドローラ５２の巻き付け方向の定速時間：Ｔ２
ガイドローラ５２の巻き付け方向の減速時間：Ｔ３
ガイドローラ５２のほどき方向の移動量：Ｐ２
ガイドローラ５２のほどき方向の最高速度：Ｖ２
ガイドローラ５２のほどき方向の加速時間：Ｔ４
ガイドローラ５２のほどき方向の定速時間：Ｔ５
ガイドローラ５２のほどき方向の減速時間：Ｔ６

ストックリング用データとしては、次の各データを格納する。
ストックリング５３の巻き付け方向の加速時トルク：ＴＱ１
ストックリング５３の巻き付け方向の定速時トルク：ＴＱ２
ストックリング５３の巻き付け方向の減速時トルク：ＴＱ３
ストックリング５３のほどき方向の加速時トルク：ＴＱ４
ストックリング５３のほどき方向の定速時トルク：ＴＱ５
ストックリング５３のほどき方向の減速時トルク：ＴＱ６
これらの各データを図３１および図３２のそれぞれ右側に示している。

Ｉ／Ｏポート１０５には、サーボドライバ１２０介して位置制御するガイドローラ駆動用のモータ９が接続され、そのモータ９に取り付けたエンコーダ１４０によって検出される位置情報を、サーボドライバ１２０を介して入力する。
Ｉ／Ｏポート１０６には、サーボドライバ１３０介してトルク制御するストックリング駆動用のモータ１０が接続され、そのモータ１０に取り付けたエンコーダ１５０によって検出される位置情報を、サーボドライバ１３０を介して入力する。

そして、この駆動制御部１００のＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラムＡおよびドライブコントローラＡに基いて、ＲＡＭ１０３に格納されたガイドローラ用データを参照し、エンコーダ１４０からの位置情報を確認ながら、サーボドライバ１２０によってモータ９を駆動制御させて、ガイドローラ５２を位置制御する。
同時にそのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラムＢおよびドライブコントローラＢに基いて、ＲＡＭ１０３に格納されたストックリング用データを参照し、エンコーダ１５０からの位置情報を確認しながら、サーボドライバ１３０によってモータ１０を駆動制御させて、ストックリング５３をトルク制御する。

ここで、ＣＰＵ１０１が制御プログラムＡ（以下、単に「プログラムＡ」という）および制御プログラムＢ（以下、単に「プログラムＢ」という）によって実行する処理を、ストックリング５３の巻き付け方向でそのトルクを制御する場合について、図３４のフローチャートと図３１の制御パタ−ン図によって説明する。図３４およびその説明において、ステップを「Ｓ」と略記する。
ＣＰＵ１０１は図３４に示すプログラムＡおよびプログラムＢによる処理を並行して実行する。プログラムＡの処理を開始すると、先ずＳ１１でデータの入力をする。そのデータは、図３３に示したＲＡＭ１０３に格納された前述したガイドローラ用データおよびストックリング用データのうちの巻き付け方向のデータである。

次に、Ｓ１２で必要な位置データＰ１Ａ，Ｐ１Ｂを計算する。これは、前述したガイドローラの最高速度（目標速度）Ｖ１と加速時間Ｔ１から、加速終了時のガイドローラ５２の位置Ｐ１Ａを、Ｐ１Ａ＝Ｖ１×Ｔ１／２の演算によって計算し、その後の最高速度Ｖ１による定速時間Ｔ２から、定速終了時のガイドローラ５２の位置Ｐ１Ｂを、Ｐ１Ｂ＝Ｐ１Ａ＋Ｖ１×Ｔ２の演算によって計算する。

そして、Ｓ１３でスタートフラグをＯＮにし、ガイドローラ駆動用モータ９の駆動をスタートさせ、Ｓ１４でガイドローラ５２をスタート位置Ｐ１Ｓから移動量Ｐ１の目標位置Ｐ１Ｅへ移動（公転）させる。その制御は、ガイドローラの最高速度（目標速度）Ｖ１、加速時間Ｔ１、定速時間Ｔ２、および減速時間Ｔ３に基いて、ドライブコントローラＡによる処理で、サーボドライバ１２０を制御し、そのサーボドライバ１２０にモータ９を駆動させて行う。
ガイドローラ５２が目標位置に達すると、Ｓ１５で終了フラグをＯＮにして、処理を終了する。

一方、プログラムＢの処理を開始すると、先ずＳ２１でトルク制御モードに切り替える。
そして、Ｓ２２でスタートフラグがＯＮになるのを待ち、プログラムＡの処理のＳ１３でスタートフラグがＯＮになると、それに同期してＳ２３でストックリング５３を加速時トルクＴＱ１に切り替え、ストックリング駆動用モータ１０の駆動をスタートさせる。したがって、ガイドローラ５２とストックリング５３は図３１に示すように同期して回転をスタートする。
実際のストックリング５３の回転駆動は、ドライブコントローラＢによる処理で、加速時トルクＴＱ１になるようにサーボドライバ１３０を制御し、そのサーボドライバ１３０にモータ１０を駆動させて行う。以降の定速時トルクＴＱ２および減速時トルクＴＱ３の制御も同様である。

その後、Ｓ２４でガイドローラ５２の現在位置がＰ１Ａに達しているかを判断する。これは、プログラムＡの処理のＳ１２で計算された加速終了時のガイドローラ５２の位置Ｐ１Ａと、エンコーダ１４０からの位置情報の積算値とを比較して判断する。
ガイドローラ５２の現在位置がＰ１Ａに達すると、Ｓ２５でストックリング５３を定速時トルクに切り替える。そして、Ｓ２６でガイドローラ５２の現在位置がＰ１Ｂに達しているかを判断する。これは、プログラムＡの処理のＳ１２で計算された定速終了時のガイドローラ５２の位置Ｐ１Ｂと、エンコーダ１４０からの位置情報の積算値とを比較して判断する。

ガイドローラ５２の現在位置がＰ１Ｂに達すると、Ｓ２７でストックリング５３を減速時トルクに切り替える。その後、Ｓ２８で終了フラグがＯＮになるのを待ち、プログラムＡの処理のＳ１５で終了フラグがＯＮになると、それに同期してストックリング５３のトルクを０に切り替え、モータ１０の駆動を停止させる。
このようにして、図３１に示すように、位置制御によるガイドローラ５２の公転中の加速時、定速時、減速時に対して、ストックリング５３がトルクを切れ目なく切り替えながら同期して回動することにとって、所定のトルク制御を実現する。よって、位置制御によるガイドローラの動作に、トルク制御による貯線されたストックリング５３が追従することにより巻線を行う。

ストックリング５３のほどき方向でそのトルクを制御する場合も、図３４に示すプログラムＡとプログラムＢによる処理と同様の処理を行うが、プログラムＡによる処理のＳ１１で入力するデータは、前述したガイドローラ用データおよびストックリング用データのうちのほどき方向のデータである。そして、Ｓ１２では図３２に示す位置データＰ２Ａ，Ｐ２Ｂを計算し、Ｓ１４では、ガイドローラ５２をスタート位置Ｐ２Ｓから移動量Ｐ２の目標位置Ｐ２Ｅへ移動（公転）させる。
プログラムＢによる処理のＳ２４，Ｓ２６で判断するガイドローラ５２の現在位置はＰ２Ａ，Ｐ２Ｂであり、Ｓ２３で切り替える加速時トルクはＴＱ４、Ｓ２５で切り替える定速時トルクはＴＱ５、Ｓ２７で切り替える減速時トルクはＴＱ６となる。

これらのストックリングの巻き付け方向およびほどき方向の何れの場合にも、ストックリング５３から複数のワイヤを同時に引き出しながら巻枠５４に巻き付けるためのガイドローラ５２の公転中における加減速パターンに同期して、ストックリング５３に対してトルク制御の駆動を行う。

以上説明してきたように、この発明による複数ワイヤ同時巻線方法及びその巻線装置は、自動車、工作機械、輸送機器等に用いられる大型モータのステータコイルを作製するために、複数本のワイヤを同時に巻線するのに好適であり、巻線装置の小型化、巻線作業の高速化及び巻線品質の向上、装置稼動率の向上などを達成することができる。

この発明による複数本同時巻線方法を実施する巻線装置の一実施例を示す正面図である。 同じくその駆動部を一部断面にして示す拡大図である。 同じくそのストックリングの巻き始めワイヤ保持部の拡大正面図である。 図３におけるワイヤ供給装置５６からストックリングへワイヤを供給する動作の供給前の状態を示す要部平面図である。 同じくそのストックリングを断面にして示す正面図である。 ワイヤ供給中の状態を示す要部平面図である。 同じくそのストックリングを断面にして示す正面図である。

供給したワイヤの巻き始めワイヤ端部をワイヤクランパで保持した状態を示す要部平面図である。 同じくそのストックリングを断面にして示す正面図である。 ストックリングへのワイヤ巻き取り動作を説明するための部分的な平面図である。 巻き取り完了後のワイヤ切断動作を説明するためのストックリングの上方から見た要部平面図である。 ワイヤをガイドローラに預けるため動作を説明するための図１１と同様な平面図である。

ワイヤをガイドローラのローラと下側ガイドとの隙間に滑り込ませる動作を説明するためのガイドローラと線処理グリッパの正面図である。 ワイヤをローラと下側ガイドとの隙間に保持した状態を示す図１４と同様な正面図である。 ガイドローラを公転させて巻枠にワイヤを整列して巻き付ける動作を説明するためのストックリングの一部を断面にして示す要部正面図である。 巻枠に巻いたコイルをコイル挿入治具に受け渡す動作を説明するための図１５と同様な要部正面図である。 最後のコイルを巻き終わった状態で各ワイヤの巻き始め端部を含む残りの線をグリッパで引き出す動作を説明するための巻枠を省略した要部正面図である。

自動ワイヤ交換の動作を説明するためのワイヤ供給装置の最初の状態を示す正面図である。 図１８に示したワイヤガイドとチューブホルダ及びスペアチューブホルダをワイヤガイドプレートを移動させるシリンダと共に示す右側面図である。 そのワイヤガイドを構成する上から１段目から５段目までの各ワイヤガイドプレートの平面を（ａ）〜（ｅ）に、それぞれチューブホルダ及び対応する位置に移動したスペアチューブホルダの水平断面と共に示す図である。 図１９に示したワイヤガイドの要部とチューブホルダ及びスペアチューブホルダとの関係を示す平面図である。 図２０の（ｄ）に示した４段目のワイヤガイドプレートを矢示方向に所定ストロークだけ移動させた状態を示す図である。

図１８に示した状態からワイヤ供給装置の不足ワイヤを素線ワイヤボビン側に巻き戻し、スペアチューブからワイヤ供給ノズルへのワイヤの径路を切り替えた状態を示す正面図である。 同じくそのワイヤ供給装置のハンド及びワイヤガイドを前進させ、ワイヤ供給ノズルに干渉する直前で前進を一時停止した状態を示す正面図である。 同じくそのワイヤ供給装置のワイヤガイドをワイヤ供給ノズルに密着させた状態を示す正面図である。 同じくそのワイヤ供給装置のスペアワイヤをワイヤガイドを経由してワイヤ供給ノズルを通過させた任意の位置で止め状態を示す正面図である。 同じくそのワイヤ供給装置のハンド及びワイヤガイドを後退させて元の位置に戻った状態を示す正面図である。 同じくそのワイヤ供給装置のスペアワイヤの端部を他のワイヤの端部と揃う適正位置に配置した状態を示す正面図である。

同時に巻線するワイヤの本数を５本とした場合のワイヤ供給装置の正面図である。 同時に巻線するワイヤの本数を３本とした場合のワイヤ供給装置の正面図である。 ストックリングの巻き付け方向のトルク制御パターンを示す線図である。 ストックリングのほどき方向のトルク制御パターンを示す線図である。 図１に示した駆動制御部１００の具体例を示すブロック図である。 図３３に示したＣＰＵが制御プログラムＡおよびＢによって実行する処理のフローチャートである。 従来の巻線機の概略をコイル挿入治具とともに示す要部の斜視図である。

符号の説明

８：素線ワイヤボビン ９：モータ（ガイドローラ駆動用）
１０：モータ（ストックリング駆動用） １１：シャフト
１２：エアシリンダ １３：モータ（巻枠上下動用）
１４：カッタ装置 １５：ワイヤクランパ １６：支柱
１７：ベースプレート １８：中間軸 １８ａ：アーム
１９：タイミングプーリ ２０：シャフト

２１：タイミングベルト ２２：タイミングプーリ ２３：レバー
２４：カムフォロア ２５：回転円筒軸 ２６：タイミングプーリ
２７：タイミングベルト ２８：タイミングプーリ ２９：前側巻枠
３０：後側巻枠 ３１：スライドガイド ３２ａ，３２ｂ：リンク
３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ：ピン ３５ａ，３５ｂ：クランパ
３６：スライドガイド ３７：ワイヤ供給ノズル ３８：ハンド
３９：ワイヤガイド ３９ａ：支持ガイド枠 ４０：カッタ
４１：ローラ ４２：上側ワイヤガイド ４３：下側ワイヤガイド
４４：コイル押板 ４５：不足ワイヤ ４６：スペアワイヤ
４７：スペアチューブホルダ ４８：チューブホルダ ４９：チューブ

５０：スペアチューブ ５１：ワイヤ ５１ａ：ワイヤの巻き始め端部
５２：ガイドローラ ５３：ストックリング
５３ａ：ワイヤストック用の環状溝 ５４：巻枠
５５：コイル挿入治具 ５６：ワイヤ供給装置
５７：線処理グリッパ ５８：軸受 ５９：軸受
６０：ワイヤ ６１：ワイヤ ６２：基板 ６３：スライド機構
６５：コイル ７０：基台 ７１：立壁 ７２：基板
７３：ブシュ ７４：ブラケット ７５：スライド台
７６：後側巻枠の軸 ８１：径路切替用シリンダ ８１ａ：ピストンロッド
８２：戻し用シリンダ ８３：戻し用プレート

１００：駆動制御部 １０１：ＣＰＵ １０２：ＲＯＭ １０３：ＲＡＭ
１０３Ｎ：不揮発性ＲＡＭ領域 １０４〜１０６：Ｉ／Ｏポート
１０７：ＣＰＵバス １１０：操作パネル １１１：ディスプレイ
１１２：キーボード １２０，１３０：サーボドライバ
１４０，１５０：エンコーダ
３９１〜３９５：ワイヤガイドプレート ３９１ａ〜３９５ａ：通常径路の溝
３９１ｂ〜３９５ｂ：スペア径路の溝
４７０：スペヤチューブを挿入するスペヤチューブホルダの貫通孔
４８１〜４８５：チューブを挿入するチューブホルダの貫通孔

Claims (10)

1. 巻枠と、該巻枠の周囲を公転するガイドローラと、前記巻枠の下方に配置されるコイル挿入治具とを用い、前記ガイドローラが前記巻枠の周囲を公転することによって、複数のワイヤを同時に並列して前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、そのコイルを前記コイル挿入治具に受け渡す複数ワイヤ同時巻線方法であって、
   外周に複数の環状溝を並列に形成したストックリングを、その回転軸心を前記ガイドローラの公転軸心と同心にして回転可能に配設し、該ストックリングの前記複数の環状溝に予め複数のワイヤを巻き付けてストックし、その後前記ガイドローラを公転させて前記ストックリングにストックした複数のワイヤを同時に引き出しながら前記巻枠に巻き付けることを特徴とする複数ワイヤ同時巻線方法。
2. 請求項１に記載の複数ワイヤ同時巻線方法において、
   前記ストックリングと前記ガイドローラとを、それぞれ個別のモータで独立して回転駆動し、
   前記ストックリングから複数のワイヤを同時に引き出しながら前記巻枠に巻き付けるための前記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、前記ストックリングにトルク制御の駆動を行うことを特徴とする複数ワイヤ同時巻線方法。
3. 請求項２に記載の複数ワイヤ同時巻線方法において、
   前記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、前記ストックリングの慣性モーメントを加減速するために必要なトルクと、前記巻枠に巻線するのに必要なテンションを加えるためのトルクと、該ストックリングの軸受における摩擦トルクとを加算したトルクを該ストックリングに与えることを特徴とする複数ワイヤ同時巻線方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の複数ワイヤ同時巻線方法において、
   前記ストックリングに予めストックする複数のワイヤを、ワイヤ１本毎に独立した供給径路を有するワイヤ供給装置から供給するとともに、予め予備のワイヤを保持したホルダを用意し、使用中の複数の供給径路のいずれかから供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなったときに、前記ホルダを前記予備のワイヤを供給し得る位置に移動させ、前記供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなった供給径路を前記ホルダが保持する予備のワイヤを供給する径路に変更することを特徴とする複数ワイヤ同時巻線方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の複数ワイヤ同時巻線方法において、
   前記ストックリングに予め供給してストックするワイヤの本数を変更することによって、並列に巻線するワイヤの本数を切り換えることを特徴とする複数ワイヤ同時巻線方法。
6. 巻枠と、該巻枠の周囲を公転するガイドローラと、前記巻枠の下方に配置されるコイル挿入治具とを備え、前記ガイドローラが前記巻枠の周囲を公転することによって、複数のワイヤを同時に並列して前記巻枠に巻き付けてコイルを形成し、そのコイルを前記コイル挿入治具に受け渡すように構成した複数ワイヤ同時巻線装置であって、
   外周に複数の環状溝を並列に形成したストックリングを、その回転軸心を前記ガイドローラの公転軸心と同心にして回転可能に配設し、該ストックリングの前記複数の環状溝に予め複数のワイヤを巻き付けてストックする機構と、前記ガイドローラを公転させて前記ストックリングにストックした複数のワイヤを同時に引き出しながら前記巻枠に巻き付ける機構とを設けたことを特徴とする複数ワイヤ同時巻線装置。
7. 請求項６に記載の複数ワイヤ同時巻線装置において、
   前記ストックリングと前記ガイドローラとをそれぞれ独立して回転駆動する個別のモータと、
   前記ストックリングから複数のワイヤを同時に引き出しながら前記巻枠に巻き付けるための前記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、前記ストックリングにトルク制御の駆動を行うように前記個別のモータをそれぞれ駆動制御する駆動制御部とを設けたことを特徴とする複数ワイヤ同時巻線装置。
8. 請求項７に記載の複数ワイヤ同時巻線装置において、
   前記駆動制御部が、前記ガイドローラの公転中における加減速パターンに同期して、前記ストックリングの慣性モーメントを加減速するために必要なトルクと、前記巻枠の巻線するのに必要なテンションを加えるためのトルクと、該ストックリングの軸受における摩擦トルクとを加算したトルクを該ストックリングに与えるように、前記個別のモータをそれぞれ駆動制御することを特徴とする複数ワイヤ同時巻線装置。
9. 請求項６から８のいずれか一項に記載の複数ワイヤ同時巻線装置において、
   前記ストックリングに予めストックする複数のワイヤを、ワイヤ１本毎に独立した供給径路で供給するワイヤ供給装置と、予備のワイヤを保持したホルダとを備え、前記ワイヤ供給装置は、使用中の複数の供給径路のいずれかから供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなったときに、前記ホルダを前記予備のワイヤを供給し得る位置に移動させ、前記供給するワイヤの残量がコイル１個分に必要な量に満たなくなった供給径路を前記ホルダが保持する予備のワイヤを供給する径路に変更する機能を有することを特徴とする複数ワイヤ同時巻線装置。
10. 請求項９に記載の複数ワイヤ同時巻線装置において、
    前記ワイヤ供給装置は、前記ストックリングにストックさせるために供給するワイヤの本数を自動変更する機構を有することを特徴とする複数ワイヤ同時巻線方法。

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