JP3836108B2 - Winding machine - Google Patents
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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。 The present invention relates to a flyer-type winding machine for winding a motor armature or the like, and more particularly to an improvement in a structure for holding a former that guides a wire to a slot of an armature in a stationary state.
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。 In a flyer type winding machine for winding a motor armature or the like, a former may be used to guide the wire to the armature slot. Although this former needs to be held in a stationary state with respect to the armature, a structure for holding the former in a stationary state in a winding machine has been proposed in, for example, Patent Document 1.
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。
FIG. 5 shows the winding machine proposed in Patent Document 1. This winding machine includes a first rotating
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。
A
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。
A
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。
A first
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。
With this configuration, in this winding machine, the first and second
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。
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。 However, if the former is held in a stationary state using a differential gear mechanism as in the winding machine proposed in Patent Document 1, it is necessary to provide a complicated structure as described above. This was a cause of increasing the manufacturing cost of the wire machine.
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。
Moreover, since it is necessary to use a strong permanent magnet when it is set as the structure which hold | maintains a former | foamer stationary state using a permanent magnet like the winding machine proposed by
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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a winding machine that can realize the holding of the former with a simple configuration.
第1〜3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。
1st- 3rd invention is applied to a winding machine provided with the fryer which rotates the circumference | surroundings of a winding core and winds a wire around a winding core, and the former which guides the wire drawn out from this flyer to a winding core. .
The first and second spindles that are rotationally driven in synchronization with each other, and the first and second nozzles that are supported by the first and second spindles and that pass through the wire that is sent to the flyer, respectively, And the first and second support shafts supported coaxially with respect to the first and second spindles, and the first and second support shafts engaged with each other for relative rotation. And a joint to be coupled, wherein the first and second support shafts are offset so as to be parallel to each other, and the former is held stationary via the first support shaft.
第1の発明は、ジョイントは、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。
第2の発明は、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、第一支持軸を第一スピンドルに対して軸方向に摺動可能に支持し、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第二スピンドルと第二支持軸とジョイントと第一支持軸を介してフォーマを軸方向に移動する構成とした。
第3の発明は、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、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フォーマとフライヤを同期して軸方向に移動する構成とした。 In the first invention, the joint connects the first and second joint members fixedly coupled to the first and second support shafts so that the first and second joint members can be bent. A universal joint and a rotation locking mechanism for locking the relative rotation of the first and second joint members were provided .
The second invention includes a flyer moving mechanism that moves the first spindle in the axial direction, supports the first support shaft slidably in the axial direction with respect to the first spindle, and moves the second spindle in the axial direction. The former moving mechanism is configured to move the former in the axial direction via the second spindle, the second support shaft, the joint, and the first support shaft.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a flyer moving mechanism that supports the second support shaft so as to be slidable in the axial direction relative to the second spindle, and the flyer moving mechanism includes a former and a flyer. Are configured to move in the axial direction in synchronization with each other.
第1〜3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。 According to the first to third inventions, when the flyer rotates around the core and winds the wire around the core, the former guides the wire fed from the flyer to the core.
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。 As a mechanism for holding the former in a stationary state, the first and second support shafts that are offset so as to be parallel to each other are engaged with each other through the joints, so that the relative rotation of the first and second support shafts is stopped via the first support shaft. The former can be held stationary.
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。
第1の発明によると、第一支持軸と第二支持軸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、ジョイントがこの誤差を吸収して第二支持軸と動きを第一支持軸に伝えることが可能となり、第一支持軸が第一スピンドルに対して軸方向に移動する動作が円滑に行われる。
第2の発明によると、フォーマとフライヤの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。
第3の発明によると、構造の簡素化がはかれる。
As a result, a mechanism for holding the former in a stationary state can be rationally configured, and the manufacturing cost of the winding machine can be reduced without using a gear mechanism or a strong permanent magnet as in the conventional apparatus.
According to the first invention, even if a tilt direction or radial direction error occurs to some extent at the mounting position of the first support shaft and the second support shaft, the joint absorbs this error and moves the second support shaft and the first support shaft. It is possible to transmit to the support shaft, and the first support shaft moves smoothly in the axial direction with respect to the first spindle.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately control the positional relationship between the former and the flyer in the axial direction and to perform the winding with respect to the magnetic poles precisely.
According to the third invention, the structure can be simplified.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
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。
FIG. 1 is a perspective view showing a winding machine 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view. As shown,
A winding machine 1 shown in FIGS. 1 and 2 automatically winds a
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。 In FIG. 1, two axes of Y and Z orthogonal to each other are set, the Y axis extends in a substantially horizontal front-rear direction, and the Z axis extends in a substantially vertical direction.
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。
The winding machine 1 rotates around the axis of the
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。
The
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。
The first
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。
The
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。
The
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。
The winding machine 1 includes a former 20 that guides the
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。
The
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。
The
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。
In such winding work, the former 20 needs to be held stationary (immovable with respect to the base 1). Therefore, in the present invention, as a mechanism for holding the former 20 in a stationary state, the
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。
The winding machine 1 includes a second
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。
The
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。
The winding machine 1 includes a former moving
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。
A
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。
The joint 40 includes a first
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。
The
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。
The
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。
The
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。
When the first and
次に、巻線機1の巻線動作について説明する。 Next, the winding operation of the winding machine 1 will be described.
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。
First, the shaft of the
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。
Subsequently, the
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。
Subsequently, the former moving
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。
Then, the front-end | tip part of the
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。
Subsequently, the
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。
At this time, the former 20 is held in a stationary state via the
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。
When the winding of all the magnetic poles is completed in this way, the
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。
As described above, in the winding machine 1, the
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。
The first and
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。 As a result, a mechanism for holding the former 20 in a stationary state can be rationally configured, and the manufacturing cost of the winding machine 1 can be reduced without using a gear mechanism or a strong permanent magnet as in the conventional apparatus.
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。
The
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。
The joint 40 includes a first
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。 Next, another embodiment shown in FIGS. 3 and 4 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure part as the said embodiment.
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。
The winding machine 1 supports the
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。
In this case, the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
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。 The winding machine of the present invention is not limited to a device that winds a wire around an armature, but can be applied to a device that winds a wire around various winding cores.
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
1 Winding
9
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