JP3691222B2 - 巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、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生じるワイヤのよじれを防止するための巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のコイル巻線機は、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巻枠の各段に巻き付けながら、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。
【0003】
図8は、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。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。
【0004】
左右巻枠1a,1bには、各巻段の外側に4本の押棒3が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。
【0005】
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が回転自在に設けてあり、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押板4により下方に放出されたコイルは、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が受け取ってそのままステータコアに挿入される。
【0006】
実際の巻線に際しては、図示の状態から巻枠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、第1段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。
【0007】
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。
【0008】
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て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内に挿入されて第1極のコイル巻線が終了する。
【0009】
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。
【0010】
このように、ステータコアのコイル巻線に際しては複数(偶数)のコイルを連続して巻くのが普通であるが、説明を簡単にするためにステータコアが4極の場合について考えると、このときフライヤ6の回転方向は、時計方向CWを正転,反時計方向CCWを逆転とすると、図9に示すように、正転→逆転→正転→逆転と変化する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の巻線機にあって、複数本が帯状に配列されたワイヤを巻線すると、コイル巻線中に発生するワイヤがよじれた状態で巻枠に巻線される。このように、ワイヤによじれが発生すると巻枠に巻線されたコイルの半径方向の厚みがよじれ分だけ大きくなる。
【0012】
その結果、コイル挿入治具の各ブレード間の間隙へのコイル挿入に無理がかかってワイヤ切断のおそれが生じる。また、ワイヤの整列巻きが損なわれ、ワイヤの占積率低下につながるおそれもある。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でコイル巻線時のワイヤのよじれを防止することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、上方に向かって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、テンションノズルを通ってフライヤから供給される帯状に配列された複数本のワイヤを順次各巻段に巻き付けてコイルを形成し、形成したコイルを順次下方に配設したコイル挿入治具に挿入するようにした巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置であって、上記フライヤに、このフライヤと同動して回転するダミーフライヤを一体に設けるとともに、上記巻枠と同軸上にこの巻枠の平均周長とほぼ等しい周長を有するダミードラムを回転自在に設け、上記テンションノズルを挿通した上記ワイヤを上記ダミーフライヤにより上記ダミードラムに巻き付けながら、上記フライヤから供給して上記巻枠に巻線することにより、上記ワイヤのよじれを防止するようにした巻線機におけるよじれ防止装置を提供するものである。
【0014】
そして、上記の巻線機におけるよじれ防止装置において、上記フライヤの正転,逆転を交互に繰り返すことにより複数のコイルを連続して巻線するとき、フライヤ正転時に上記ダミードラムに巻き付けられたワイヤを、フライヤ逆転時に上記ダミードラムから巻き解すようにするのがよい。
【0015】
また、このように複数のコイルをフライヤの正転,逆転により連続して巻線する巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置において、フライヤ正転時、このフライヤの回転に同期してテンションノズルを所定距離ずつ上昇されるとともに、ダミードラムを同一距離ずつ下降させるようにし、フライヤ逆転時、このフライヤの回転に同期してテンションノズルを所定距離ずつ下降させるとともに、ダミードラムを同一距離ずつ上昇させるようにする。
【0016】
この発明による巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置は、上記のように構成することにより、フライヤ正転による巻線時には、フライヤによる巻枠への巻線と同時に、ダミーフライヤにより上記巻枠とほぼ同一周長のダミードラムへ同一方向,同一巻数でワイヤを巻き付けるようにしたので、ワイヤのよじれが防止される。
【0017】
また、フライヤ逆転による巻線時には、フライヤによる巻枠への巻線と同時に、ダミードラムに巻き付けられたワイヤをダミーフライヤの逆転により巻き解すようにしたので、この場合も、ワイヤのよじれが防止される。
そして、フライヤの正転,逆転を交互に行うことにより、ダミードラムへのワイヤの巻き付き,巻き解しが交互になって好都合である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明するが、図8に対応する部分には同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
図1は、この発明の一実施形態を示す正面図、図2乃至図5は、その巻線時の作動状態を模式的に示す説明図、図6は、巻線時におけるノズルとダミードラムとの関係を示す説明図、図7は、この発明の原理を示す説明図である。
【0019】
まず、図1を参照してこの発明による巻線機におけるよじれ防止装置の概略構成を説明する。
巻線機の基板10にフライヤシャフト11を垂直方向に回転自在で上下動不能に装着し、その上下にダミーフライヤ12及びフライヤ6をそれぞれ固設して図示しないサーボモータによりフライヤシャフト11を正逆両方向に回転可能とする。フライヤシャフト11の中心部を挿通して巻枠軸13を回転不能で上下に摺動自在に装着し、その下端部に巻枠1を一体的に設ける。
【0020】
また、基板10に一体的に固設したサブ基板10aに第1の支柱14を立設し、第1の支柱14に移動枠15を上下に変位可能に装着し、その先端部に垂直方向の軸部15aを一体的に設け、軸部15aにダミードラム16を回転自在に装着する。そして、軸部15aの軸線が巻枠軸13の軸線上になるようにするとともに、ダミードラム16の周長を巻枠1の平均周長とほぼ同等とし、移動枠15を支柱14の頂部に搭載したサーボモータ17によりねじ駆動して上下に移動させる。
【0021】
さらに、基板10に第2の支柱20を立設し、第2の支柱20にノズル支持台21を上下に移動可能に装着し、第1の支柱14側の端部にテンションノズル22を設ける。そして、図示しないワイヤボビンから引き出され磁粉式電磁クラッチ等からなる周知のテンション装置によって所定のテンションを与えられたワイヤ5を、テンションノズル22を挿通してダミードラム16の周辺を通りダミーフライヤ12の入口12aへ導き、フライヤ6と一体のダミーフライヤ12の回転によりワイヤ5をダミードラム16に巻き付ける。
【0022】
第2の支柱20の頂部にはサーボモータ23を搭載してこのサーボモータ23によりノズル支持台21をねじ駆動して上下に移動し得るようにし、ステータコイル巻き始めの初期状態においては、図1及び図2に示すように、ダミードラム16は最上昇状態、テンションノズル22は最下降状態にあるようにする。
【0023】
そして、フライヤ6及びこれと一体のダミーフライヤ12の回転に同期してダミードラム16を所定距離下降させ、テンションノズル22をダミードラム16と同一距離上昇させるとともに、コイル巻き始めの図1及び図2に示す状態では、テンションノズル22の高さは、ダミーフライヤ12の1回転によるダミードラム16への巻回時に螺旋状に巻回されるワイヤ5の1リード分だけダミーフライヤ入口12aより高くなるように設定する。
【0024】
次に、このような構成からなる実施形態の作用を図2乃至図5を参照して説明する。なお、図2乃至図5において、18a〜18fはワイヤ5を導くガイドローラ、19はワイヤ5の先端を保把するグリッパであり、巻枠1は図示を簡略化するために円筒状に示してあるが、実際には図1に示すように上方に向かって巻径が漸増する複数の巻段を有している。また、ワイヤ5は1本の線で示してあるが、実際には、図7に示すように複数本(10本〜15本)の線を帯状に配設したものである。
【0025】
図2に示す初期状態からフライヤ6及びこれと一体のダミーフライヤ12を上方から見て図3に示すように時計方向CWへ回転させ、それに同期させて巻枠1をグリッパ19とともに所定の速度で下降させる。同時にテンションノズル22を1リード分上昇させるとともに、ダミードラム16を1リード分下降させる。これにより、フライヤ6が1回転して巻枠1にワイヤ5が1回転分螺旋状に巻き付けられ、フライヤ6と一体のダミーフライヤ12も1回転してダミードラム16にワイヤ5が1回転分螺旋状に巻き付けられる。この作動を所要回転分繰り返すことにより巻枠1にコイルが巻線される。
【0026】
ここで、ダミードラム16の周長は巻枠1の平均周長とほぼ同等であるので、フライヤ6及びダミーフライヤ12の1回転で巻枠1に1回転分、ダミードラム16に1回転分、すなわち巻枠周長のほぼ2倍分のワイヤが図示しないテンション装置から引き出される。このとき、巻枠1は回転しないが、ダミードラム16はフライヤ6の回転によりダミーフライヤ12と同方向に1回転する。
【0027】
上記の巻線時におけるテンションノズル22とダミードラム16との関係を図6の(a),(b),(c)を参照して説明する。同図の(a)に示すように、ダミードラム16に巻き付いたワイヤ5をフライヤ6による巻枠1への巻き付け分だけ単純に1回転分引っぱると、ワイヤ5は1リード分上昇する。これを元の位置に戻すには同図の(b)に示すように、ダミードラム16を1リード分下降させればよい。上記の実施形態では、ダミーフライヤ12の回転によりダミードラム16へのワイヤ5の巻き付きがさらに1回転分増すので、その分を同図の(c)に示すようにテンションノズル22を1リード分上昇させることにより補うようにした。
【0028】
第1のコイルが巻き上がってコイル挿入治具7へ落とされた後、次のコイルの巻線に移行する。次のコイルは図9に示したように巻線機が90°旋回した状態でフライヤ6及びダミーフライヤ12が反時計方向CCWへ回転する。
図4は、そのフライヤ6及びダミーフライヤ12の回転前の状態を示し、ダミードラム16は下降位置でワイヤ5が巻き付いた状態にあり、テンションノズル22は上昇位置にある。一方、巻枠1は空になった状態でグリッパ19とともに上昇位置に復帰している。
【0029】
この状態から図5に示すようにフライヤ6及びダミーフライヤ12が反時計方向CCWへ逆転しこれに同期してダミードラム16が1リード分上昇し、テンションノズル22が1リード分下降するとともに巻枠1がグリッパ19を伴って所定速度で下降する。これにより、ダミードラム16に巻き付いていたワイヤ5が巻き解されて巻枠1に巻き付けられる。この動作を所要回転分繰り返すことにより、テンションノズル22及びダミードラム16は図2に示した初期状態に復帰する。
【0030】
このとき、ダミードラム16の周長と巻枠1の平均周長はほぼ同等であるので図示しないテンション装置からのワイヤ5の引き出しはなく、ダミードラム16は殆ど回転することはない。
さらに、巻線機を図9に示すように90度ずつ旋回した状態でフライヤ6及びダミーフライヤ12を正転,逆転させてステータコア1個分の巻線が完了する。
【0031】
このように、フライヤ6及びダミーフライヤ12の正転時にダミードラム16に巻き付けたワイヤ5を、フライヤ6及びダミーフライヤ12の逆転時にダミーフライヤ12から巻き解すようにしたので、複数のコイルを連続して巻線する場合に、フライヤの正転,逆転を繰り返すことは、ダミードラム16の巻き付け,巻き解しを交互に行うことになり、巻線の特徴を生かすことができる。
【0032】
ここで、上記のような構成によりワイヤのよじれを防止し得るこの発明の原理を図7の(a),(b)を参照して説明する。
同図の(a)はこの発明の基本原理を示す説明図である。垂直方向に立設された円筒状のドラム31に、両端部を固定されたよじれのない帯状のワイヤ5を、ほぼ中央部を保持して時計方向に巻回すると、ドラム31の上下に螺旋状にワイヤ5がよじれなく巻き付けられる。
【0033】
同図の(b)は、上記の基本原理を巻線機に応用した状態を示すもので、(a)図のドラム31を巻枠1とダミードラム16に分割し、ワイヤ5の中央部をフライヤ6と一体のダミーフライヤ12により保持して時計方向に巻回するとともに、ワイヤ5の上端部を固定せずにテンションノズル22により挿通自在に支持したものと看做すことができる。
したがって、図7の(a),(b)の異なる点はワイヤ5の上端部が固定されているか、流動しているかだけの相違であり、いずれの場合にもワイヤ5がよじれなく巻き付けられる。
【0034】
なお、上記の実施形態では、複数本の帯状ワイヤを巻線する場合について説明したが、この巻線機を用いて単一のワイヤを巻線することも可能である。また、連続して巻線するコイルの数は4個に限るものではなく、偶数個ならば何個でも差支えなく、もし奇数個の場合には、最終回の巻線の後にダミードラム16及びテンションノズル22を図2に示した初期位置へ復帰させる操作を行えばよい。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明による巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置は、ほぼ同一周長の巻枠とダミードラムとにワイヤを同時に巻き付けることにより、原理的にワイヤのよじれが発生しない構成としたので、特に複数のワイヤを巻線する場合に、コイル挿入治具への落とし込みが容易になって断線等のおそれがなく、ワイヤの占積率も向上する。
【0036】
そして、上記の巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置において、フライヤの正転,逆転を交互に繰り返すことにより複数のコイルを連続して巻線する場合には、フライヤと一体のダミーフライヤも同様に正転,逆転を繰り返すことになる。そのため、ワイヤはダミードラムへ巻き付け、巻き解しを繰り返し、特に偶数のコイルを連続して巻線するときには、巻き終りの時点で初期状態と同一状態に復帰するため、きわめて好都合である。
【0037】
上記の複数のコイルを連続して巻線するとき、フライヤ正転時にはテンションノズルを所定距離上昇させるとともに、ダミードラムを同一距離下降させ、フライヤ逆転時にはテンションノズルを所定距離下降させるとともに、ダミードラムを同一距離上昇させるようにすると、簡単な構成で巻枠とダミードラムとにワイヤを同一回転数螺旋状に巻き付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示す正面図である。
【図2】同じくその巻線時の初期状態を模式的に示す説明図である。
【図3】同じくその巻線時のフライヤ正転時の状態を模式的に示す説明図である。
【図4】同じくその巻線時のフライヤ逆転時の初期状態を模式的に示す説明図である。
【図5】同じくその巻線時のフライヤ逆転時の状態を模式的に示す説明図である。
【図6】同じくその巻線時におけるノズルとダミードラムとの関係を示す説明図である。
【図7】この発明の原理を示す説明図である。
【図8】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。
【図9】同じくその複数のコイル連続巻線時のフライヤ回転方向を示す説明図である。
【符号の説明】
1:巻枠 5:ワイヤ
6:フライヤ 7:コイル挿入治具
10:基板 11:フライヤシャフト
12:ダミーフライヤ 16:ダミードラム
17,23:サーボモータ 19:グリッパ
22:テンションノズル
Claims (4)
- 上方に向かって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、テンションノズルを通ってフライヤから供給される帯状に配列された複数本のワイヤを順次各巻段に巻き付けてコイルを形成し、形成したコイルを順次下方に配設したコイル挿入治具に挿入するようにした巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置であって、
前記フライヤに、該フライヤと同動して回転するダミーフライヤを一体に設けるとともに、前記巻枠と同軸上に該巻枠の平均周長とほぼ等しい周長を有するダミードラムを回転自在に設け、前記テンションノズルを挿通した前記ワイヤを前記ダミーフライヤにより前記ダミードラムに巻き付けながら前記フライヤから供給して前記巻枠に巻線することにより、前記ワイヤのよじれを防止するようにしたことを特徴とする巻線機におけるよじれ防止装置。 - 請求項1記載の巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置において、前記フライヤの正転,逆転を交互に繰り返すことにより複数のコイルを連続して巻線するとき、フライヤ正転時に前記ダミードラムに巻き付けられたワイヤを、フライヤ逆転時に前記ダミードラムから巻き解すようにしたことを特徴とする巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置。
- フライヤ正転時、該フライヤの回転に同期してテンションノズルを所定距離ずつ上昇させるとともに、ダミードラムを同一距離ずつ下降させるようにしたことを特徴とする請求項2記載の巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置。
- フライヤ逆転時、該フライヤの回転に同期してテンションノズルを所定距離ずつ下降させるとともに、ダミードラムを同一距離ずつ上昇させるようにしたことを特徴とする請求項2記載の巻線機におけるワイヤのよじれ防止装置。
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