JP2005237100A - 巻線機 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォーマの保持を簡素な構成で実現し得る巻線機を提供する。
【解決手段】 電機子（巻芯）８０のまわりを回動して電機子７に線材９を巻回するフライヤ５０と、このフライヤ５０から繰り出される線材９を電機子７に案内するフォーマ２０とを備える巻線機１において、互いに同期して回転駆動される第一、第二スピンドル１１，７１と、この第一、第二スピンドル１１，７１にそれぞれ支持されフライヤ５０に送られる線材９を通す第一、第二ノズル９４，９６とを備え、第一スピンドル１１を介してフライヤ５０を回転駆動するとともに、第一、第二スピンドル１１，７１に対して同軸上に支持される第一、第二支持軸２１，２２と、この第一、第二支持軸２１，２２を互いに相対回転を係止して連結するジョイント４０とを備え、第一、第二支持軸２１，２２を互いに平行になるようにオフセットし、第一支持軸２１を介してフォーマ２０を静止状態に保持する構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータの電機子等に巻線を行うためのフライヤ型の巻線機に関し、特に線材を電機子のスロットに案内するフォーマを静止状態に保持する構造の改良に関する。

モータの電機子等に巻線を行うためのフライヤ型の巻線機においては、線材を電機子のスロットに案内するためにフォーマが使用されることがある。このフォーマは電機子に対して静止状態で保持される必要があるが、巻線機においてフォーマを静止状態に保持するための構造としては、例えば特許文献１等に提案がなされている。

図５には、この特許文献１に提案された巻線機を示す。この巻線機は、同軸上に配設された第１の回転軸１０１と第２の回転軸１０２を備える。第１の回転軸１０１は、巻線機本体に対して不動のボックス１１０に対してベアリングを介して回転自在に支持される。また、第２の回転軸１０２は第１の回転軸１０１に固定され、一体に回転するようになっている。

第２の回転軸１０２のアーム取付部１０２Ａには、フライヤアーム１０３が取り付けられる。線材１０６は、第１の回転軸１０１の軸上の中空部からフライヤアーム１０３のノズル１０４、１０５に導かれ、第１、第２の回転軸１０１、１０２の回転に伴ってフライヤアーム１０３が電機子１０７の回りを公転することにより、電機子１０７のスロットに巻回される。

第２の回転軸１０２には、同軸上に第一支持軸１０８がベアリングを介して回転自在に取り付けられる。この第一支持軸１０８にはフォーマ１０９が支持される。フォーマ１０９は電機子１０７に沿った位置に配設され、線材１０６はフォーマ１０９の傾斜面に沿って案内され、電機子１０７のスロットへ滑り込むようになっている。

この第一支持軸１０８の外周には、第１の固定ギヤ１１１が固定される。また、ボックス１１０には、第１の回転軸１０１と同軸上に配置された第２の固定ギヤ１１２が固定される。さらに第２の回転軸１０２のギヤ支持部１０２Ｂに回転自在に支持された支持軸１１３の両端には、第１、第２の連結ギヤ１１４、１１５が固定される。これら第１、第２の連結ギヤ１１４、１１５は、それぞれ第１、第２の固定ギヤ１１１、１１２に噛合する。

このような構成により、この巻線機では、連結ギヤ１１４、１１５と固定ギヤ１１１、１１２との噛み合いによる差動歯車機構の原理で、第１、第２の回転軸１０１、１０２が回転しても、フォーマー支持軸１０８およびこれに固定されたフォーマー１０９は静止状態を維持するようになっている。

また、特許文献２に提案された巻線機は、永久磁石を用いて磁力によりフォーマを静止状態に保持する構成となっている。
特公昭５８−５５７４５号公報 特開２００１−３０９６２０号公報

しかしながら、特許文献１に提案された巻線機のように、差動歯車機構を用いてフォーマを静止状態に保持する構成とすると、上記のような複雑な構造を備える必要があり、これは巻線機の製造コストを高める原因となっていた。

また、特許文献２に提案された巻線機のように、永久磁石を用いてフォーマを静止状態に保持する構成とすると、強力な永久磁石を用いる必要があるため、永久磁石を精度よく組み付けることが難しい。また、永久磁石の一部が欠けて巻線機の回転部に付着すると、巻線機の作動不良を招く可能性があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、フォーマの保持を簡素な構成で実現し得る巻線機を提供することを目的とする。

第１の発明は、巻芯のまわりを回動して巻芯に線材を巻回するフライヤと、このフライヤから繰り出される線材を巻芯に案内するフォーマとを備える巻線機に適用する。

そして、互いに同期して回転駆動される第一、第二スピンドルと、この第一、第二スピンドルにそれぞれ支持されフライヤに送られる線材を通す第一、第二ノズルとを備え、第一スピンドルを介してフライヤを回転駆動するとともに、第一、第二スピンドルに対して同軸上に支持される第一、第二支持軸と、この第一、第二支持軸を互いに相対回転を係止して連結するジョイントとを備え、第一、第二支持軸を互いに平行になるようにオフセットし、第一支持軸を介してフォーマを静止状態に保持する構成とした。

第１の発明によると、フライヤが巻芯のまわりを回動して巻芯に線材を巻回するとき、フォーマがこのフライヤから繰り出される線材を巻芯に案内する。

フォーマを静止状態に保持する機構として、互いに平行になるようにオフセットされる第一、第二支持軸はジョイントを介して互いの相対回転が係止されることにより、第一支持軸を介してフォーマを静止状態に保持することができる。

これにより、フォーマを静止状態に保持する機構を合理的に構成でき、従来装置のように歯車機構や強力な永久磁石を用いることなく、巻線機の製造コストを削減することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態の巻線機１を示す斜視図である。また、図２は側断面図である。図示されるように、
図１、図２に示す巻線機１は、巻芯としての電機子７に線材９を自動的に巻回するものである。電機子７は、インナロータ式モータ等に備えられるロータを構成するもので、複数の磁極が放射状に並び、各磁極の間に各スロットが開口している。

図１において、互いに直交するＹ、Ｚの２軸を設定し、Ｙ軸が略水平前後方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、巻線機１の構成について説明する。

巻線機１は、基台２に対して電機子７の中心軸（Ｚ軸）まわりに回動させるインデックス機構９０と、電機子７に対して磁極の軸まわりに回動し線材９を繰り出すフライヤ５０と、フライヤ５０をＹ軸まわりに回動させる第一スピンドル回動機構１０と、フライヤ５０をＹ軸方向に移動するフライヤ移動機構６０とを備え、フライヤ５０が線材９を繰り出しながら磁極のまわりを移動することにより、線材９が磁極に整列して巻回される。

インデックス機構９０は、基台２に対してＺ軸まわりに回転可能に支持されるワーク支持台９１と、このワーク支持台９１を回転駆動するインデックスモータ（図示せず）と、ワーク支持台９１に電機子７の軸を保持するチャック９６とを備える。

第一スピンドル回動機構１０は、フライヤ５０を支持する第一スピンドル１１と、この第一スピンドル１１をプーリ１２，１３及びベルト１４を介して回転駆動するスピンドルモータ１５とを備える。第一スピンドル１１はヘッド１６に対して一対のベアリング１７を介して回転可能に支持される。

フライヤ移動機構６０は、基台２に対してレール６２を介してＹ軸方向に移動可能に支持されるヘッド台６３と、このヘッド台６３側に螺合するボールネジ６４と、このボールネジ６４を回転駆動するサーボモータ６５とを備え、基台２に対して第一スピンドル１１をＹ軸方向に移動する構成となっている。

ヘッド台６３上にヘッド１６が設けられる。ヘッド台６３がＹ軸方向に移動すると、ヘッド１６に収められる第一スピンドル１１を介してフライヤ５０が一緒に移動するようになっている。

巻線機１は、フライヤ５０から繰り出される線材９を電機子７に案内するフォーマ２０を備える。フォーマ２０は第一支持軸２１の先端部に取り付けられ、この第一支持軸２１を介して電機子７に対峙する所定位置に支持される。第一支持軸２１は第一スピンドル１１と同軸上に配置される。第一支持軸２１は第一スピンドル１１を貫通して設けられる。第一支持軸２１は、第一スピンドル１１に対してスリーブ１８を介して軸方向に摺動可能に支持され、かつベアリング１９を介して回転可能に支持される。

フライヤ５０から繰り出された線材９は、フォーマ２０の傾斜面に案内されて、電機子７のスロットルに滑り込み、第一スピンドル１１の回転とともに、巻芯である電機子７に巻回されて行く。

なお、電機子７は、インデックス機構９０によってＺ軸まわりに回転させられることにより、フォーマ２０に正対する位置が順次変更され、電機子７の各磁極に順次巻線がなされるようになっている。

このような巻線作業において、フォーマ２０は静止状態（基台１に対して不動）に保持される必要がある。そこで、本発明は、フォーマ２０を静止状態に保持する機構として、この第一スピンドル１１と同期して回転駆動される第二スピンドル７１と、この第二スピンドル７１に対して同軸上に支持される第二支持軸２２と、第一支持軸２１とこの第二支持軸２２を互いに相対回転を係止して連結するジョイント４０とを備え、第一支持軸２１と第二支持軸２２を互いに平行になるようにオフセットし、第一支持軸２１を介してフォーマ２０を静止状態に保持する構成とした。

巻線機１は第二スピンドル７１をＹ軸まわりに回動させる第二スピンドル回動機構７０を備える。この第二スピンドル回動機構７０は、第二スピンドル７１をプーリ７２，７３及びベルト７４を介して回転駆動するスピンドルモータ７５とを備える。第二スピンドル７１はヘッド７６に対して一対のベアリング７７を介して回転可能に支持される。

第二支持軸２２は、第二スピンドル７１に対してベアリング７９を介して回転可能に支持される。

巻線機１は第二スピンドル７１をＹ軸方向に移動するフォーマ移動機構８０を備え、第二スピンドル７１が第二支持軸２２とジョイント４０と第一支持軸２１を介してフォーマ２０をＹ軸方向に移動する構成とする。このフォーマ移動機構８０は、基台２に対してレール８２を介してＹ軸方向に移動可能に支持されるヘッド台８３と、このヘッド台８３側に螺合するボールネジ８４と、このボールネジ８４を回転駆動するサーボモータ８５とによって構成される。

ヘッド台８３上にヘッド７６が設けられる。ヘッド台８３がＹ軸方向に移動すると、ヘッド７６に収められる第二スピンドル７１を介して第二支持軸２２が一緒に移動し、この第二支持軸２２の動きがジョイント４０、第一支持軸２１を介してフォーマ２０に伝えられる。

ジョイント４０は、第一支持軸２１に固定して結合される第一ジョイント部材４１と、第二支持軸２２に固定して結合される第二ジョイント部材４５と、第一支持軸２１に第二ジョイント部材４５を屈曲しうるように連結する自在継手４７と、第一ジョイント部材４１と第二ジョイント部材４５の相対回転を係止する回転係止機構４２とを備える。

回転係止機構４２は第一ジョイント部材４１に形成される係合溝４３を備え、この係合溝４３が第二ジョイント部材４５を所定の間隙を持って挟む溝側面を有する。なお、これに限らず、係合溝を第二ジョイント部材４５に形成し、この係合溝が第一ジョイント部材４１を所定の間隙を持って挟む構成としても良い。

線材９は図示されない線材源から供給され、線材源から供給される線材９は図示されないテンション装置を介して略一定の張力が付与される。

線材９は第一、第二スピンドル１１，７１を貫通してフライヤ５０へと送られる構成とする。第一スピンドル１１には円筒状の第一ノズル９４が貫通して設けられ、線材９はこの第一ノズル９４を通して導かれる。第二スピンドル７１には円筒状の第二ノズル９６が貫通して設けられ、線材９はこの第二ノズル９６を通して導かれる。

第一、第二スピンドル１１，７１が同期して同方向に回転駆動されることにより、第一ノズル９４と第二ノズル９６の位置関係が常に一定に保たれ、線材９が第二ノズル９６、第一ノズル９４を順に通ることにより、ジョイント４０等と干渉することなく円滑に導かれる。

次に、巻線機１の巻線動作について説明する。

まず、ワーク支持台９１にチャック９２を介して電機子７の軸を固定する。

続いて、インデックス機構９０及びフライヤ移動機構６０によってフライヤ５０を巻線すべき磁極に近い所定位置に移動する。

続いて、フォーマ移動機構８０によってフォーマ２０を巻線すべき磁極に対峙する所定位置に移動する。

続いて、フライヤ５０から繰り出される線材９の先端部を端子（図示せず）に係止する。

続いて、フライヤ５０を回動させ、フライヤ５０から繰り出される線材９をフォーマ２０を介して磁極に巻回する。このとき、フライヤ移動機構６０がフライヤ５０をＹ軸方向に移動することにより、線材９が磁極に整列して巻回される。

このとき、フォーマ２０は第一支持軸２１、ジョイント４０、第二支持軸２２を介して静止状態に保持されている。また、フォーマ移動機構８０がヘッド台８３を介して第二スピンドル７１をＹ軸方向に移動すると、フォーマ２０は第一支持軸２１、ジョイント４０、第二支持軸２２を介してＹ軸方向に平行移動する
一つの磁極に対する巻線が終了すると、線材９を端子に係止し、インデックス機構９０によって電機子７を回転し、巻線すべき磁極をフライヤ５０に近い所定位置に移動する。続いてフライヤ５０を回動させ、かつノズル駆動機構１５がフライヤ５０を移動し、フライヤ５０から繰り出される線材９を整列させてこの磁極に巻回する。

こうして全磁極の巻線が終了すると、線材９を図示しないカッタにより切断し、ワーク支持台９１から電機子７が取り外される。

以上のように巻線機１はフライヤ５０が電機子８０のまわりを回動して電機子７に線材９を巻回し、フライヤ５０から繰り出される線材９がフォーマ２０を介して電機子７へと案内される。

巻線機１は互いに平行になるようにオフセットされる第一、第二支持軸２１，２２がジョイント４０を介して互いの相対回転が係止されることにより、第一支持軸２１を介してフォーマ２０を静止状態に保持することができる。

これにより、フォーマ２０を静止状態に保持する機構を合理的に構成でき、従来装置のように歯車機構や強力な永久磁石を用いることなく、巻線機１の製造コストを削減することができる。

第一支持軸２１を第一スピンドル１１に対してスリーブ１８を介して軸方向に摺動可能に支持し、第二スピンドル７１をＹ軸方向に移動するフォーマ移動機構８０を備え、フォーマ移動機構８０が第二スピンドル７１と第二支持軸２２とジョイント４０と第一支持軸２１を介してフォーマ２０をＹ軸方向に移動する構成としたため、フォーマ２０とフライヤ５０のＹ軸方向の位置関係を適切に制御して磁極に対する巻線を精密に行うことが可能となる。

ジョイント４０は、第一支持軸２１に固定して結合される第一ジョイント部材４１と、第二支持軸２２に固定して結合される第二ジョイント部材４５と、第一支持軸２１に第二ジョイント部材４５を屈曲しうるように連結する自在継手４７と、第一ジョイント部材４１と第二ジョイント部材４５の相対回転を係止する回転係止機構４２とを備えるため、第一支持軸２１と第二支持軸２２の取り付け位置に傾き方向や径方向の誤差がある程度生じても、ジョイント４０がこの誤差を吸収して第二支持軸２１と動きを第一支持軸２１に伝えることが可能となり、第一支持軸２１が第一スピンドル１１に対して軸方向に移動する動作が円滑に行われる。

次に図３、図４に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。

巻線機１は、第二支持軸２２を第二スピンドル７１に対してスリーブ２８を介してＹ軸方向に摺動可能に支持し、基台２に対して第一スピンドル１１をＹ軸方向に移動するフライヤ移動機構６０を備え、このフライヤ移動機構６０がフォーマ２０とフライヤ５０を同期してＹ軸方向に移動する構成とする。

この場合、第二スピンドル７１はヘッド７６に対して一対のベアリング７７を介して回転可能に支持され、ヘッド７６を基台２に固定することが可能となり、構造の簡素化がはかれる。

本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の巻線機は、電機子に線材を巻回する装置に限らず、種々の巻芯に線材を巻回する装置に適用できる。

本発明の実施形態を示す巻線機の斜視図。 同じく巻線機の断面図。 他の実施形態を示す巻線機の斜視図。 同じく巻線機の断面図。 従来装置の断面図。

符号の説明

１ 巻線機
７ 電機子（巻芯）
９ 線材
１０ 第一スピンドル回動機構
１１ 第一スピンドル
２０ フォーマ
２１ 第一支持軸
２２ 第二支持軸
４０ ジョイント
４１ 第一ジョイント部材
４２ 係合溝
４５ 第二ジョイント部材
４７ 自在継手
７０ 第二スピンドル回動機構
７１ 第二スピンドル
９４ 第一ノズル
９６ 第二ノズル

Claims (4)

1. 巻芯のまわりを回動して巻芯に線材を巻回するフライヤと、このフライヤから繰り出される線材を巻芯に案内するフォーマとを備える巻線機において、
   互いに同期して回転駆動される第一、第二スピンドルと、この第一、第二スピンドルにそれぞれ支持され前記フライヤに送られる前記線材を通す第一、第二ノズルとを備え、前記第一スピンドルを介して前記フライヤを回転駆動するとともに、
   前記第一、第二スピンドルに対して同軸上に支持される第一、第二支持軸と、この第一、第二支持軸を互いに相対回転を係止して連結するジョイントとを備え、前記第一、第二支持軸を互いに平行になるようにオフセットし、前記第一支持軸を介して前記フォーマを静止状態に保持する構成としたことを特徴とする巻線機。
2. 前記ジョイントは、前記第一、第二支持軸にそれぞれ固定して結合される第一、第二ジョイント部材と、この第一、第二ジョイント部材を互いに屈曲しうるように連結する自在継手と、この第一、第二ジョイント部材の相対回転を係止する回転係止機構とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
3. 前記第一支持軸を前記第一スピンドルに対して軸方向に摺動可能に支持し、前記第二スピンドルを軸方向に移動するフォーマ移動機構を備え、このフォーマ移動機構が前記第二スピンドルと前記第二支持軸と前記ジョイントと前記第一支持軸を介して前記フォーマを軸方向に移動する構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の巻線機。
4. 前記第二支持軸を第二スピンドルに対して軸方向に摺動可能に支持し、前記第一スピンドルを軸方向に移動するフライヤ移動機構を備え、このフライヤ移動機構が前記フォーマと前記フライヤを同期して軸方向に移動する構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の巻線機。

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