JP6813253B1 - Series winding machine - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が簡単で、高い精度で巻線位置までコイル線を誘導することができ、高速で、高い整列精度で巻線させることができるだけでなく、コイル線の太さがかわっても対応できる汎用性が高い直巻式巻線機を提供することである。【解決手段】コイル線を案内するニードルを進退させる進退手段を、内面側ギアを有する一対の平行軸体と、前記平行軸体に挟まれた歯車と、歯車を移動させる移動手段とを備えさせ、サーボモータにより歯車の移動量と移動方向を制御させて、ニードルを進退させるようにし、ニードルを揺動させる揺動手段を、カム盤とカムフォロアとサーボモータとを備えさせ、ニードルを高速で周回させた場合に、摺動される部分、噛合される部分を空間で囲って、潤滑油を噴霧させた。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple structure, to guide a coil wire to a winding position with high accuracy, to wind the coil wire at high speed and with high alignment accuracy, and to cope with changes in the thickness of the coil wire. It is to provide a series winding machine having high versatility. SOLUTION: The advancing / retreating means for advancing / retreating a needle for guiding a coil wire is provided with a pair of parallel shaft bodies having inner surface side gears, a gear sandwiched between the parallel shaft bodies, and a moving means for moving the gears. , The movement amount and movement direction of the gear are controlled by the servo motor so that the needle moves forward and backward, and the swing means for swinging the needle is provided with a cam board, a cam follower, and a servo motor, and the needle rotates at high speed. In this case, the sliding portion and the meshed portion were surrounded by a space and the lubricating oil was sprayed. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、コイル線を案内して巻線させるニードルの先端を、環状に配列された磁極ティースの周囲に周回させると共に径方向に進退させる直巻式巻線機に関する。より詳細には、構造が簡単で、高い精度で巻線位置までコイル線を誘導することができ、高速で、高い整列精度で巻線させることができるだけでなく、コイル線の太さがかわっても対応できる汎用性が高い直巻式巻線機に関する。 The present invention relates to a series-wound winding machine in which the tip of a needle for guiding and winding a coil wire is circulated around magnetic pole teeth arranged in an annular shape and is moved forward and backward in the radial direction. More specifically, the structure is simple, the coil wire can be guided to the winding position with high accuracy, it can be wound at high speed and with high alignment accuracy, and the thickness of the coil wire changes. Regarding a series-wound winding machine with high versatility that can also be used.
電動機をなすステータコアは、軸心に向かって延びる磁極ティースが環状に配列されている。ニードルは、磁極ティースの隙間を通過できる幅とされ、内部にコイル線を案内させる貫通孔を備え、その中を通してコイル線を巻線位置まで案内させている。直巻式巻線機においては、隣り合う磁極ティースの隙間を、ニードルの先端が周回運動されて、磁極ティースにコイル線を巻線させている。 The stator core forming the electric motor has magnetic pole teeth extending toward the axis arranged in an annular shape. The needle has a width that allows it to pass through the gap between the magnetic pole teeth, and has a through hole for guiding the coil wire inside, and guides the coil wire to the winding position through the through hole. In the series winding type winding machine, the tip of the needle is rotated around the gap between adjacent magnetic pole teeth to wind the coil wire around the magnetic pole teeth.
直巻式巻線機は、コイル線を磁極ティースの周りに一周回させる毎に、ニードルをコイル線一本分の寸法で径方向に進退させて、コイル線を磁極ティースに高い整列精度で巻線させている。より具体的には、ニードルの先端を磁極ティースの径方向の外側又は内側から他方に向けて移動させ、下層のコイル線を巻線させてから、上層のコイル線はニードルの先端を反対方向に移動させるようにし、巻線を重ねている。 In the series winding machine, each time the coil wire is made to go around the magnetic pole tooth, the needle is moved forward and backward in the radial direction by the size of one coil wire, and the coil wire is wound around the magnetic pole tooth with high alignment accuracy. I'm making a line. More specifically, the tip of the needle is moved from the outer or inner side in the radial direction of the magnetic pole tooth toward the other, the lower coil wire is wound, and then the upper coil wire reverses the tip of the needle. The windings are piled up so that they can be moved.
ニードルを進退させる技術として、螺旋状のカム溝を刻設させてカム板とした円盤と、カムフォロアを設けたニードルを径方向に摺動自在に配設させた円盤を重ねて、複数のニードルをステータコアの径方向に進退させる技術が知られている。２つの円盤が、外筒と、コイル線を案内させる内筒により回動自在に個別に支えられて、外筒と内筒の回動に位相差がない状態ではニードルが進退されず、位相差が発生された状態ではニードルが進退するようにされている。 As a technique for advancing and retreating needles, a disk in which a spiral cam groove is engraved to form a cam plate and a disk in which needles provided with cam followers are slidably arranged in the radial direction are stacked to form a plurality of needles. A technique for advancing and retreating the stator core in the radial direction is known. The two disks are rotatably and individually supported by the outer cylinder and the inner cylinder that guides the coil wire, and the needle does not advance or retreat when there is no phase difference between the rotation of the outer cylinder and the inner cylinder, and the phase difference. The needle is made to move forward and backward in the state where is generated.
特許文献１と特許文献２には、本出願人が発明した巻線機の技術が開示されている。この２つの文献には、ステータコアに高速で高い整列精度で巻線させる巻線機の技術が開示されている。具体的には、これらの巻線機によれば、軸方向の昇降運動と、周方向の揺動運動とを合成させて、ステータコアの磁極ティースの周囲に、ニードルを略長円形状をなすように運動させ、コイル線を磁極ティースに巻線させている。
Patent Document 1 and
より詳細には、ニードルの先端がスロットを通っている間は、ニードルの軌道が略長円形状の直線軌道をなすように、昇降運動だけをさせている。そして、ニードルがスロットの端部に至ると、昇降運動に揺動運動が加わり、円弧軌道をなすようにニードルの先端を移動させている。ニードルが、磁極ティースを跨いで隣のスロットまで揺動運動されてから、隣のスロットの中を反対方向に昇降運動される。すなわちスロットの外部を運動中においてのみ揺動運動が発生され、揺動運動と昇降運動が合成されている。 More specifically, while the tip of the needle passes through the slot, only the ascending / descending motion is performed so that the trajectory of the needle forms a linear orbit having a substantially oval shape. Then, when the needle reaches the end of the slot, a swinging motion is added to the ascending / descending motion to move the tip of the needle so as to form an arc trajectory. The needle swings across the magnetic pole teeth to the adjacent slot, and then moves up and down in the adjacent slot in the opposite direction. That is, the oscillating motion is generated only while exercising outside the slot, and the oscillating motion and the ascending / descending motion are combined.
特許文献１には、ニードル周回手段の技術が開示されている。この技術によれば、第１のサーボモータの回転運動を直線運動変換手段によりニードルの昇降運動に変換させていた。また第２のサーボモータの回転運動を往復揺動運動変換手段による所定の振幅のニードルの揺動運動に変換させていた。そして昇降運動と揺動運動を合成させてニードルを周回運動させていた。往復揺動運動変換手段には、カム機構を備えさせ、往の揺動運動、停止状態、復の揺動運動、停止状態の順に繰り返させていた。 Patent Document 1 discloses a technique of needle circulation means. According to this technique, the rotational motion of the first servomotor is converted into the elevating motion of the needle by the linear motion converting means. Further, the rotary motion of the second servomotor is converted into the swing motion of the needle having a predetermined amplitude by the reciprocating swing motion conversion means. Then, the elevating motion and the oscillating motion were combined to make the needle orbit. The reciprocating rocking motion converting means was provided with a cam mechanism, and was repeated in the order of the forward rocking motion, the stopped state, the returning rocking motion, and the stopped state.
特許文献１に記載の技術によれば、各々のサーボモータを一方向のみに回転させているため、モータが反転する際のオーバーシュートが発生しない。オーバーシュートによる振動が発生しないため、ニードルの先端の軌道が設定軌道から外れにくく、コイル線の整列精度を高くすることができた。しかし、往復揺動運動変換手段を、カム機構と変形されない軸体を組みあわせたリンク機構とから構成し、揺動運動を発生させていた。そのため、より高速の巻線をしようとすると、リンク機構自体の慣性質量により設計外の振動が発生しやすくなるという課題があった。 According to the technique described in Patent Document 1, since each servomotor is rotated in only one direction, overshoot does not occur when the motor reverses. Since vibration due to overshoot does not occur, the trajectory of the tip of the needle does not easily deviate from the set trajectory, and the alignment accuracy of the coil wires can be improved. However, the reciprocating swing motion conversion means is composed of a cam mechanism and a link mechanism in which an undeformed shaft body is combined to generate swing motion. Therefore, when trying to wind at a higher speed, there is a problem that undesigned vibration is likely to occur due to the inertial mass of the link mechanism itself.
特許文献２には、ニードル進退手段の技術が開示されている。特許文献２に記載の技術によれば、サーボモータを正逆回転させて、サーボモータが発生させた回転運動を、外筒の側面に、外筒の軸方向と交差する方向に伝達させていた。そして、自在接手を備えた軸体によりその回転運動を、ウォームとウォームホイールからなるウォームギアに伝達させて、外筒を揺動運動させていた。
この発明によれば、タイミングベルトを使っていないため、ウォームとウォームホイールとの咬合位置がずれず、内筒と外筒の同期状態が変化せず、コイル線の整列精度を高くすることができた。しかし、サーボモータの回転運動を、自在接手を備えた軸体によりウォームギアに伝達させ、ウォームホイールを回転させるという機構は複雑であるため、より巻線を高速化するため、ニードル進退手段の構造を簡単な構造にすることが課題とされた。 According to the present invention, since the timing belt is not used, the occlusal position of the worm and the worm wheel does not shift, the synchronization state of the inner cylinder and the outer cylinder does not change, and the alignment accuracy of the coil wires can be improved. It was. However, since the mechanism of transmitting the rotational movement of the servomotor to the worm gear by a shaft body equipped with a free contact and rotating the worm wheel is complicated, the structure of the needle advancing / retreating means is required to speed up the winding. The challenge was to make it a simple structure.
特許文献１：国際公開２０１８−０７８７５８号公報
特許文献２：国際公開２０１８−０７８７５９号公報Patent Document 1: International Publication No. 2018-078758 Patent Document 2: International Publication No. 2018-078759
本発明が解決しようとする課題は、構造が簡単で、高い精度で巻線位置までコイル線を誘導することができ、高速で、高い整列精度で巻線させることができるだけでなく、コイル線の太さがかわっても対応できる汎用性が高い直巻式巻線機を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that the structure is simple, the coil wire can be guided to the winding position with high accuracy, the coil wire can be wound at high speed and with high alignment accuracy, and the coil wire can be wound. The purpose is to provide a highly versatile series-wound winding machine that can handle changes in thickness.
本発明の第１の発明は、環状をなす複数の磁極ティースの周囲にニードルの先端を周回させてコイル線を巻線させる直巻式巻線機において、前記ニードルの進退手段と昇降手段と揺動手段と、前記コイル線を案内させる筒体と、ニードルを進退させる重ねられた２つの円盤とを含み、前記筒体が、内筒と、前記内筒に沿って延びる第１外筒と第２外筒とからなり、一方の前記円盤は螺旋状のカム溝を有し、他方の前記円盤は径方向に延びる直線状のニードル摺動溝を有し、各々の前記円盤は、前記内筒又は第１外筒のいずれか一方に支えられて一体に回動され、前記内筒と第１外筒とは回動のみが許容されて一体に昇降され、第１外筒と第２外筒とは昇降のみが許容され一体に回動される直巻式巻線機であって、前記進退手段が、一対の平行軸体と、歯車と、前記歯車を前記平行軸体と平行に移動させる移動手段とを有し、各々の平行軸体が内面側ギアを備えると共に、前記筒体を挟んで前記筒体の軸方向に交差される方向に平行に伸び、前記歯車が、前記一対の平行軸体の間に配設され、前記内筒と同期して回動される外筒をなす外部内筒と、第２外筒とは夫々外面周囲が重なった位置に外周ギアを有し、各々の前記内面側ギアが、前記内筒と第２外筒のいずれか一方の外面周囲に備えられた外周ギアに噛合されると共に前記歯車の外周ギアに噛合され、前記移動手段が、前記歯車の位置を移動させることにより、前記内筒と第１外筒との回動に位相差を発生させ、前記位相差に応じて、前記ニードルが有する突部が前記カム溝に沿って摺動され、前記ニードルの先端が前記ニードル摺動溝に沿って径方向に進退されることを特徴としている。 The first invention of the present invention is a series-wound winding machine in which the tip of a needle is wound around a plurality of annular magnetic pole teeth to wind a coil wire, and the needle advance / retreat means, elevating means, and shaking A moving means, a cylinder for guiding the coil wire, and two stacked disks for advancing and retreating the needle are included, and the cylinder includes an inner cylinder, and a first outer cylinder and a first outer cylinder extending along the inner cylinder. It consists of two outer cylinders, one of which has a spiral cam groove, the other of which has a linear needle sliding groove extending in the radial direction, and each of the disks has an inner cylinder. Alternatively, it is supported by either one of the first outer cylinders and is rotated integrally, and the inner cylinder and the first outer cylinder are allowed to rotate only and are moved up and down integrally, and the first outer cylinder and the second outer cylinder are integrally rotated. Is a series-wound winding machine that is allowed to move up and down only and is rotated integrally, and the advancing / retreating means moves a pair of parallel shaft bodies, a gear, and the gear in parallel with the parallel shaft body. Each parallel shaft body has a moving means, and each parallel shaft body is provided with an inner surface side gear, and extends in parallel in a direction intersecting the axial direction of the cylinder body with the cylinder body in between, and the gears are aligned with the pair. The outer inner cylinder, which is arranged between the shafts and forms an outer cylinder that rotates in synchronization with the inner cylinder, and the second outer cylinder each have outer gears at positions where the outer surfaces overlap with each other. The inner surface side gear is meshed with the outer peripheral gear provided around the outer surface of either the inner cylinder or the second outer cylinder, and is meshed with the outer peripheral gear of the gear, and the moving means is of the gear. By moving the position, a phase difference is generated in the rotation of the inner cylinder and the first outer cylinder, and the protrusion of the needle is slid along the cam groove according to the phase difference. The tip of the needle is moved forward and backward in the radial direction along the needle sliding groove.
ステータコアの磁極ティースにコイル線を巻線させるニードルを径方向に進退させる進退手段は、一対の平行軸体と、平行軸体に挟まれた歯車と、歯車を移動させる移動手段とからなっている。一方の平行軸体の内面側ギアを内筒の外周ギアに、他方の平行軸体の内面側ギアを第２外筒の外周ギアに、夫々噛合させると共に、一対の平行軸体の間に配設された歯車の両側の外周ギアを一対の平行軸体の内面側ギアに夫々噛合させている。歯車と、筒体をなす内筒と第２外筒とが一対の平行軸体に挟まれていることにより、歯車の移動方向と移動量を移動手段により変えて、内筒の回転と第２外筒の回転との位相差を変えることができる。 The advancing / retreating means for advancing / retracting the needle for winding the coil wire around the magnetic pole teeth of the stator core in the radial direction includes a pair of parallel shaft bodies, a gear sandwiched between the parallel shaft bodies, and a moving means for moving the gears. .. The inner surface side gear of one parallel shaft body is meshed with the outer peripheral gear of the inner cylinder, and the inner surface side gear of the other parallel shaft body is meshed with the outer peripheral gear of the second outer cylinder, respectively, and arranged between the pair of parallel shaft bodies. The outer peripheral gears on both sides of the provided gears are meshed with the inner surface side gears of the pair of parallel shaft bodies, respectively. Since the gear, the inner cylinder forming the cylinder, and the second outer cylinder are sandwiched between the pair of parallel shaft bodies, the movement direction and the amount of movement of the gear are changed by the moving means, and the rotation of the inner cylinder and the second outer cylinder are performed. The phase difference with the rotation of the outer cylinder can be changed.
まず内筒と第２外筒の回転の方向について説明する。筒体をなす内筒を正転させると、内筒の一方の外周面に噛合された一方の平行軸体は内筒の正転方向に移動される。歯車を移動させないとすると、歯車は正転方向に回転され、他方の平行軸体は一方の平行軸体と反対方向に移動される。他方の平行軸体の内面側は内筒と重なった位置の第２外筒の反対側の外周面に噛合しているため、内筒と同じ角速度で同期した状態で回転される。そして内筒に固定された円盤と第２外筒に固定された円盤とは同期して回転されるため、ニードルが有する突起が螺旋状のカム溝に沿って移動することがなく、ニードルは進退されない。 First, the rotation directions of the inner cylinder and the second outer cylinder will be described. When the inner cylinder forming the cylinder is rotated in the normal direction, the one parallel shaft body meshed with one outer peripheral surface of the inner cylinder is moved in the normal rotation direction of the inner cylinder. If the gear is not moved, the gear is rotated in the forward rotation direction, and the other parallel shaft body is moved in the direction opposite to that of one parallel shaft body. Since the inner surface side of the other parallel shaft body meshes with the outer peripheral surface on the opposite side of the second outer cylinder at a position overlapping the inner cylinder, it is rotated in a state of being synchronized with the inner cylinder at the same angular velocity. Since the disk fixed to the inner cylinder and the disk fixed to the second outer cylinder are rotated in synchronization, the protrusion of the needle does not move along the spiral cam groove, and the needle advances and retreats. Not done.
また、歯車を回転させないようにして一対の軸体と歯車とを一体に移動させる状態で、内筒を正転させると、他方の平行軸体の内面側は内筒と重なった位置の第２外筒の反対側の外周面に噛合しているため、第２外筒と内筒とは、同じ角速度で反転されるようになる。筒体と歯車との距離を接近又は離間させるように、移動手段により歯車を移動させることにより、ニードルを進出又は後退させることができる。 Further, when the inner cylinder is rotated in the normal direction while the pair of shaft bodies and the gear are integrally moved without rotating the gears, the inner surface side of the other parallel shaft body is the second position where it overlaps with the inner cylinder. Since it meshes with the outer peripheral surface on the opposite side of the outer cylinder, the second outer cylinder and the inner cylinder are inverted at the same angular velocity. The needle can be advanced or retracted by moving the gear by the moving means so that the distance between the cylinder and the gear is approached or separated.
ニードルは、磁極ティースの周りを一周回される毎に、コイル線１本分の寸法で、軸方向に進出又は後退されるため、小さな位相差が発生されればよい。そのため、歯車の移動量は小さく、移動手段をなすサーボモータも小型のものでよい。サーボモータにより歯車の移動量を制御することは容易であり、コイル線の太さを変えた場合には、ニードル一周回毎の歯車の移動量を変更させればよく、コイル線の太さの変更にも対応可能である。 Each time the needle goes around the magnetic pole tooth, it advances or retracts in the axial direction with the size of one coil wire, so that a small phase difference may be generated. Therefore, the amount of movement of the gear is small, and the servomotor serving as the moving means may be small. It is easy to control the amount of movement of the gear by the servo motor, and when the thickness of the coil wire is changed, the amount of movement of the gear for each rotation of the needle may be changed. It is possible to respond to changes.
第１発明によれば、進退手段が簡単な構造とされ、一対の平行軸体と歯車とは機械的に噛合されているためゆるみや狂いが発生せず、高い精度でニードルを進退させることができる。また、コイル線の太さがかわっても、歯車の移動量を制御することにより、容易に対応することができる。これにより、より高速でコイル線を巻線させても、高い整列精度で巻線させることができると共に汎用性が高い巻線機とすることができるという効果を奏する。 According to the first invention, the advancing / retreating means has a simple structure, and since the pair of parallel shafts and the gear are mechanically meshed with each other, loosening or deviation does not occur, and the needle can be advanced / retracted with high accuracy. it can. Further, even if the thickness of the coil wire changes, it can be easily dealt with by controlling the amount of movement of the gear. This has the effect that even if the coil wire is wound at a higher speed, it can be wound with high alignment accuracy and a highly versatile winding machine can be obtained.
本発明の第２の発明の直巻式巻線機は、第１の発明の直巻式巻線機において、前記昇降手段が、前記内筒と第１外筒とを昇降させる昇降駆動用の第１サーボモータと、第１サーボモータが発生させた回転運動を前記内筒と第１外筒の昇降運動に変換させる運動方向変換手段とを備え、前記揺動手段が、前記筒体の軸に沿って回転されるカム盤と、一対のカムフォロアと、前記カム盤のみを回転させる第２サーボモータとを備え、前記カム盤が、盤面が湾曲された円盤状とされ、前記一対のカムフォロアが、前記外部内筒の外周面に、前記カム盤を挟んで配設され、前記カム盤を一方向のみに回転させて前記内筒を揺動させ、前記昇降手段と、前記揺動手段の一周期の時間を同一とさせるように制御して、第１サーボモータと第２サーボモータを個別に駆動させていることを特徴としている。 The series-wound winding machine of the second invention of the present invention is the series-wound winding machine of the first invention for raising and lowering the raising and lowering means for raising and lowering the inner cylinder and the first outer cylinder. The first servomotor and the motion direction changing means for converting the rotational motion generated by the first servomotor into the elevating motion of the inner cylinder and the first outer cylinder are provided, and the swinging means is the shaft of the cylinder. A cam board that is rotated along a line, a pair of cam followers, and a second servomotor that rotates only the cam board. The cam board has a disk shape with a curved board surface, and the pair of cam followers , The cam board is interposed on the outer peripheral surface of the outer inner cylinder, and the cam board is rotated in only one direction to swing the inner cylinder, and one of the lifting means and the swinging means. It is characterized in that the first servomotor and the second servomotor are individually driven by controlling so that the cycle times are the same.
本発明の第２の発明によれば、昇降手段と揺動手段とをそれぞれ独立されたサーボモータにより駆動させ、ニードルが設定された周回軌道を描くように、昇降手段と揺動手段の一周期の時間を合わせるように制御している。周回軌道のいずれかの区域において、各々のサーボモータのいずれか一方の回転運動の速度を制御して、他方のサーボモータの回転運動の速度に対して、相対的に加減速させれば、ニードルの周回軌道を頂部の位置をずらした偏長円軌道を描くように巻線させることができる。 According to the second invention of the present invention, the elevating means and the swinging means are driven by independent servomotors, and one cycle of the lifting means and the swinging means is drawn so that the needle draws a set orbit. It is controlled to match the time of. In any area of the orbit, if the speed of the rotational movement of one of the respective servomotors is controlled and accelerated / decelerated relative to the speed of the rotational movement of the other servomotor, the needle It is possible to wind the orbit of the above so as to draw an oblong circular orbit with the position of the top shifted.
盤面が湾曲された円盤状をなすカム盤を一方向に回転させるだけで、カム盤を挟んだカムフォロアが揺動され、カムフォロアが配設されている内筒がいずれか一方の円盤と一体に揺動されている。揺動手段を簡単な構造として、揺動を発生させる第２サーボモータと、カム盤とを一方向のみに回転させているだけなので、停止又は反転の際に発生しやすい目標値を超えることにより揺り戻し等の設計外の振動が発生しにくい。また、揺動手段をなすカム盤の慣性質量も小さいため、短周期で回転速度を加減速させて揺動を繰り返させても、揺動の反転の際に設計外の振動が発生されない。 By simply rotating the cam disc, which has a curved disc shape, in one direction, the cam followers that sandwich the cam disc are swung, and the inner cylinder in which the cam followers are arranged swings integrally with one of the discs. It is being moved. Since the swinging means has a simple structure and the second servomotor that generates swinging and the cam board are rotated in only one direction, the target value that tends to occur when stopping or reversing is exceeded. Undesigned vibration such as rocking back is unlikely to occur. Further, since the inertial mass of the cam board serving as the swinging means is small, even if the swinging speed is accelerated / decelerated in a short cycle and the swinging is repeated, undesigned vibration is not generated when the swinging is reversed.
揺動手段が簡単な構造であることに加えて、揺動の反転の際に設計外の振動が発生されにくく、ニードルの先端の軌道が、設定された軌道からずれない。これにより、ニードルをより高速で周回させても、コイル線をゆるみのない高い整列精度で巻線させることができる。具体的には、ステータコアの両端面に装着される絶縁体の形状にあわせるようにニードルの周回軌道を制御させることができると共に、コイル線の巻き重ね高さに応じた張力で巻線させることもできる。 In addition to the simple structure of the swinging means, undesigned vibration is unlikely to occur when the swing is reversed, and the trajectory of the tip of the needle does not deviate from the set trajectory. As a result, even if the needle is rotated at a higher speed, the coil wire can be wound with high alignment accuracy without loosening. Specifically, the orbit of the needle can be controlled so as to match the shape of the insulator mounted on both end faces of the stator core, and the coil wire can be wound with a tension according to the winding height of the coil wire. it can.
本発明の第３の発明は、第２の発明の直巻式巻線機であって、第１回転盤と第２回転盤とからなる破損防止手段を有し、第１回転盤は、前記カム盤と連動して平行に回転され、第２回転盤は、第１サーボモータにより回転され、第１回転盤と第２回転盤とは向かい合って配列されると共に、第１回転盤には凸部が備えられ、第２回転盤には凸部を遊嵌させる周方向に延びる長穴が備えられ、第２サーボモータが正常に駆動しているときは、前記長穴のなかで前記凸部を遊嵌させた状態で、第１サーボモータと第２サーボモータが個別に駆動され、第２サーボモータが機能停止されたときには、前記凸部が前記長穴の下流側に接した状態で、第１サーボモータのみで前記揺動手段も駆動され、前記ニードルがステータコアの端部に衝突されないことを特徴としている。 The third invention of the present invention is the series winding type winding machine of the second invention, which has a damage prevention means including a first turntable and a second turntable, and the first turntable is described above. It is rotated in parallel with the cam board, the second turntable is rotated by the first servomotor, the first turntable and the second turntable are arranged facing each other, and the first turntable is convex. The second turntable is provided with an elongated hole extending in the circumferential direction for loosely fitting the convex portion, and when the second servomotor is normally driven, the convex portion in the elongated hole is provided. When the first servomotor and the second servomotor are individually driven and the second servomotor is stopped functioning in the state of being loosely fitted, the convex portion is in contact with the downstream side of the elongated hole. The swinging means is also driven only by the first servomotor, and the needle does not collide with the end of the stator core.
第３の発明によれば、第２サーボモータが正常に機能している状態では、向かい合った一方の回転盤の凸部が、他方の回転盤の長穴に遊嵌されていることにより、二つのサーボモータを相対的に加減速させることができる。これにより、ニードルの周回軌道を偏長円軌道とさせて、コイル線を高い整列精度で巻線することができる。 According to the third invention, in the state where the second servomotor is functioning normally, the convex portions of one of the rotating disks facing each other are loosely fitted into the elongated holes of the other rotating disk. One servomotor can be relatively accelerated / decelerated. As a result, the orbit around the needle can be made into an elliptical circular orbit, and the coil wire can be wound with high alignment accuracy.
一方、巻線させている途中で第２サーボモータが機能停止された場合には、破損防止手段をなす長穴の端部に凸部を支持させた状態で第１回転盤と第２回転盤とを一体に回転させ、第１サーボモータだけで周回軌道を長円軌道とさせて巻線させる。これにより、ニードルをステータコアに衝突させることがなく、直巻式巻線機の破損を防ぐことができるという有利な効果を奏する。 On the other hand, if the second servomotor stops functioning during winding, the first and second turntables are supported by the convex portion at the end of the elongated hole that serves as a damage prevention means. And are integrally rotated, and the orbit is made into an oval orbit and wound only by the first servomotor. As a result, the needle does not collide with the stator core, and the series winding machine can be prevented from being damaged, which is an advantageous effect.
本発明の第４の発明は、第２又は第３の発明の直巻式巻線機であって、前記平行軸体の内面側ギアと内筒の外周ギアの噛合位置、前記平行軸体の内面側ギアと第２外筒の外周ギアの噛合位置と、前記平行軸体の内面側ギアと歯車の外周ギアとの噛合位置と、前記カム盤とカムフォロアとの摺動位置と、前記運動方向変換手段とが、潤滑油が噴霧される閉鎖された空間の中に配設され、前記潤滑油が循環供給されることを特徴としている。 The fourth invention of the present invention is the series winding type winding machine of the second or third invention, in which the meshing position of the inner surface side gear of the parallel shaft body and the outer peripheral gear of the inner cylinder, and the meshing position of the parallel shaft body. The meshing position of the inner surface side gear and the outer peripheral gear of the second outer cylinder, the meshing position of the inner surface side gear of the parallel shaft body and the outer peripheral gear of the gear, the sliding position of the cam board and the cam follower, and the movement direction. The conversion means is arranged in a closed space where the lubricating oil is sprayed, and the lubricating oil is circulated and supplied.
ニードルを高速で周回させた場合には、摺動される部分が発熱されやすく、消耗されやすい。従来から、摺動抵抗を小さくし発熱と消耗を抑えるために潤滑油が供給されている。ところが、ニードルを高速で周回させるために揺動駆動を高速化させると、慣性力により潤滑油が飛散され、周囲が汚損されると共に、周辺機器を劣化させる恐れがある。 When the needle is rotated at high speed, the sliding portion tends to generate heat and is easily consumed. Conventionally, lubricating oil has been supplied in order to reduce sliding resistance and suppress heat generation and consumption. However, if the swing drive is speeded up in order to rotate the needle at high speed, the lubricating oil may be scattered by the inertial force, the surroundings may be polluted, and the peripheral equipment may be deteriorated.
第４の発明によれば、摺動により発熱・消耗がされる摺動部分を閉鎖された空間に配設させると共に、潤滑油を噴霧させ、潤滑油を循環供給させている。これにより、直巻式巻線機の周囲に潤滑油を飛散させることがなく、巻線機を正常に機能させ、巻線機の耐用年数を高めることができるという有利な効果を奏する。 According to the fourth invention, the sliding portion that generates heat and is consumed by sliding is arranged in a closed space, and the lubricating oil is sprayed to circulate and supply the lubricating oil. As a result, the lubricating oil does not scatter around the series winding machine, the winding machine functions normally, and the service life of the winding machine can be extended, which is an advantageous effect.
本発明の第５の発明は、第４の発明の直巻式巻線機であって、前記空間が、分割されて配置されていることを特徴としている。第５の発明によれば、潤滑油が噴霧される閉鎖された空間が分割されて配置されているため、夫々の噴霧空間を小さくすることができる。 A fifth aspect of the present invention is the series winding machine of the fourth invention, characterized in that the space is divided and arranged. According to the fifth invention, since the closed space in which the lubricating oil is sprayed is divided and arranged, each spraying space can be reduced.
・本発明の第１の発明によれば、構造が簡単で、ゆるみや狂いが発生されにくく、高い精度でニードルを進退させることができると共に、コイル線の太さがかわっても、容易に対応することができ、高速でコイル線を巻線させても、高い整列精度で巻線させることができると共に汎用性が高い巻線機とすることができるという効果を奏する。
・本発明の第２の発明によれば、簡単な構造であるだけでなく、ニードルの先端の軌道が、設定させた軌道からずれず、より高速でニードルを周回させても、高い整列精度でコイル線を巻線させることができ、ニードルの周回軌道を制御させることもできる。
・本発明の第３の発明によれば、ニードルの周回軌道を偏長円軌道とさせて、コイル線を高い整列精度で巻線することができるだけでなく、揺動用の駆動手段が機能停止した場合でも、ニードルをステータコアに衝突させることがなく、直巻式巻線機の破損を防ぐことができるという有利な効果を奏する。
・本発明の第４の発明によれば、直巻式巻線機の周囲に潤滑油を飛散させることがなく、巻線機を正常に機能させ、巻線機の耐用年数を高めることができるという有利な効果を奏する。
・本発明の第５の発明によれば、潤滑油が噴霧される閉鎖された空間が分割されて配置されているため、夫々の噴霧空間を小さくすることができる。-According to the first invention of the present invention, the structure is simple, loosening and deviation are less likely to occur, the needle can be moved forward and backward with high accuracy, and even if the thickness of the coil wire is changed, it can be easily dealt with. Even if the coil wire is wound at high speed, it can be wound with high alignment accuracy and a highly versatile winding machine can be obtained.
-According to the second invention of the present invention, not only the structure is simple, but also the trajectory of the tip of the needle does not deviate from the set trajectory, and even if the needle is orbited at a higher speed, the alignment accuracy is high. The coil wire can be wound, and the orbit around the needle can be controlled.
-According to the third invention of the present invention, not only can the coil wire be wound with high alignment accuracy by making the orbit around the needle an elliptical circular orbit, but also the driving means for rocking has stopped functioning. Even in this case, the needle does not collide with the stator core, and the advantage effect is that the series winding machine can be prevented from being damaged.
-According to the fourth invention of the present invention, the winding machine can function normally and the service life of the winding machine can be extended without scattering the lubricating oil around the series winding type winding machine. It has an advantageous effect.
-According to the fifth invention of the present invention, since the closed space where the lubricating oil is sprayed is divided and arranged, each spraying space can be reduced.
コイル線を案内するニードルを進退させる進退手段を、内面側ギアを有する一対の平行軸体と、前記平行軸体に挟まれた歯車と、歯車を移動させる移動手段とを備えた簡単な構成とさせた。サーボモータにより歯車の移動量を制御させることにより、高い整列精度で巻線を可能にすると共に、コイル線の太さを変えた場合でも対応できるように汎用性を高くさせた。また、ニードルを揺動させる揺動手段を、カム盤とカムフォロアとサーボモータとを備えた簡単な構成とさせ、慣性質量を小さくさせ、内筒を短周期で揺動させても設計外の振動が発生されにくくした。これにより、巻線の整列精度が高いだけでなく、より速く巻線できる直巻式巻線機とさせた。 A simple configuration in which the advancing / retreating means for advancing / retreating the needle for guiding the coil wire includes a pair of parallel shaft bodies having internal gears, gears sandwiched between the parallel shaft bodies, and moving means for moving the gears. I let you. By controlling the amount of movement of the gears with a servomotor, winding is possible with high alignment accuracy, and versatility is increased so that even if the thickness of the coil wire is changed, it can be handled. In addition, the swinging means for swinging the needle has a simple configuration equipped with a cam board, a cam follower, and a servomotor to reduce the inertial mass, and even if the inner cylinder is swung in a short cycle, vibration outside the design Is less likely to occur. This not only has high winding alignment accuracy, but also makes it a series winding machine that can wind faster.
実施例１においては、図１から図５を参照して揺動手段と進退手段が個別に駆動されている直巻式巻線機１を説明する。図１は直巻式巻線機１の全体構成を斜視図により示している。理解を容易にするため、図１においては潤滑油が噴霧される空間を、破線で囲って示している。 In the first embodiment, the series winding machine 1 in which the swinging means and the advancing / retreating means are individually driven will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the series winding machine 1. For ease of understanding, in FIG. 1, the space where the lubricating oil is sprayed is shown by a broken line.
図２（Ａ）図は、ニードルの進退運動・昇降運動・揺動運動を斜視図により示している。図２（Ｂ）図は、重ねられた２つの円盤の軸芯から周方向にニードルが進退する作用を説明する平面図である。図３は、筒体の構成を説明する垂直方向断面図である。図４は、進退手段の作用とニードルの進退運動の説明図である。図５は、ニードルの周回軌道を偏長円とさせる場合の軌道制御の説明図である。 FIG. 2 (A) shows the advance / retreat movement, the elevating movement, and the swinging movement of the needle in a perspective view. FIG. 2B is a plan view illustrating the action of the needle advancing and retreating in the circumferential direction from the axis of the two stacked disks. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view illustrating the configuration of the tubular body. FIG. 4 is an explanatory diagram of the action of the advancing / retreating means and the advancing / retreating movement of the needle. FIG. 5 is an explanatory diagram of trajectory control when the orbit around the needle is made into an oblong circle.
直巻式巻線機１は、コイル線を案内させるニードル１０を側方に突出させる重ねられた２つの円盤２０（図２（Ａ）図参照）と、コイル線を円盤２０まで誘導させる筒体３０と、ニードル１０の進退手段４０、昇降手段５０、揺動手段６０（図１参照）とを備えている。ニードル１０の先端を、ステータコア１００（図２（Ｂ）図破線参照）をなす磁極ティース１０１の周囲で長円軌道を描くように周回させると共に、径方向にコイル線1本分の寸法で進退させて、磁極ティース１０１の周囲に、コイル線２００が隙間なく隣り合うように、下層から上層にコイル線を巻き重ねている。
The series winding machine 1 includes two stacked disks 20 (see FIG. 2 (A)) in which a
具体的には、ニードル１０は、昇降手段５０によりステータコア１００の軸方向に上昇と下降とを交互に繰り返す昇降運動がされ、揺動手段６０によりステータコアの周方向に往の揺動、停止状態、復の揺動、停止状態の順で繰り返す揺動運動がされる（図１，図２（Ａ）図参照）。これらの昇降運動と揺動運動とが合成されることにより、磁極ティース１０１の周囲を、ニードル１０は長円軌道を描いて周回運動される。ニードル１０は、進退手段４０により磁極ティースの外径方向又は内径方向に進退運動され、コイル線は先に巻線されたコイル線の隣に順に巻線される。
Specifically, the
筒体３０は、基台３００に対して上下に延び、基台の上方には、軸心側から内筒３１、第１外筒３２、第２外筒３３の順に三つの筒が配設されている（図３参照）。基台３００の下方では、内筒３１は二重にされ、外部内筒３１０が基台に対して軸動可能に配設されている。内部内筒３１１は、外部内筒３１０と同期して軸動されつつ、上下方向に外部内筒に対して相対的に昇降可能とされている。内部内筒３１１は、中心にコイル線２００を送出させる筒状空間３１２を有し、外部内筒３１０の端面から上部においては内筒３１をなしている。
The
外部内筒３１０の下方部には、盤面が湾曲されると共に垂直方向に回転されるカム盤６１が隣接して配設される。また外部内筒３１０は、前記カム盤６１を両側から挟む一対のカムフォロア６２を備えている。揺動手段６０（図１参照）をなすカム盤６１が回転されると（図３矢印参照）、カム盤の湾曲された盤面６３を挟んで配設された一対のカムフォロア６２とともに外部内筒３１０が揺動される。また、基台３００の外部内筒と対向する内周面には、円柱形状とされた複数の滑動部材３０１が環状に配設され、外部内筒３１０が基台３００に対して回動可能かつ昇降されないように支持されている。
A
外部内筒３１０の内側と内部内筒３１１の外側の夫々には、対向する位置に複数のボール３１３が縦方向に循環される循環溝３１４が備えられ（図３参照）、ボール３１３が前記循環溝３１４の中を滑動されることにより、内部内筒３１１は外部内筒３１０に対して、同期して回動されると共に昇降運動が許容される。内部内筒を外部内筒に対して昇降運動させる支持方法は上記に限定されず、筋状の凸部と凹部とが嵌合された状態とされていてもよい。基台３００の上部において外部内筒３１０の頂部には、進退手段４０（図１参照）をなす一対の平行軸体と噛合される外周ギア３１５が備えられている。
Each of the inner side of the outer
重ねられた２つの円盤２０がニードルを上下から挟み、周面からニードルを進退させるニードルヘッド部をなしている（図２（Ａ）図参照）。ニードルヘッド部には、内筒の軸心から外径方向に放射状に等間隔に三本のニードル１０，１０，１０が配設され、同時に三か所の磁極ティースに巻線を行うことが可能とされている（図２（Ｂ）図参照）。各々のニードル１０の下面には、下方円盤２１の天面に備えられた螺旋状のカム溝２２に摺動される、カムフォロアをなす突部１１が備えられている（図２（Ｂ）図、図３参照）。
Two
上方円盤２３は内筒３１と一体をなし、上方円盤２３の下面には、ニードルを径方向に摺動させる直線状のニードル摺動溝２４を備えている。下方円盤２１は第１外筒３２と一体をなし、第１外筒３２は、内筒３１と周方向の回動は許容された状態で、内筒と一体に昇降される。
The
内筒３１と第１外筒３２とが同期して揺動されている場合には、下方円盤２１と上方円盤２３も同期して回転されているため、突部１１が螺旋状のカム溝２２（図２（Ｂ）図破線参照）に沿って移動することがないため、ニードル１０は進退されない。一方、内筒３１と第１外筒３２とに位相差が発生された場合には、螺旋状のカム溝２２に沿って突部１１が移動されるため、ニードル摺動溝２４に沿ってニードル１０が進退される。
When the
実施例１においては、下方円盤２１の螺旋状のカム溝２２を、軸心から外周にかけて反時計回りに刻設させているため（図２（Ｂ）図破線参照）、下方円盤２１を上方円盤２３に対して相対的に反時計回りに回動させれば、突部１１は軸心に向かって後退され、下方円盤２１を上方円盤２３に対して相対的に時計回りに回動させれば、突部１１は外周方向に進出される（図４（Ｂ）図参照）。
In the first embodiment, since the
第２外筒３３は、基台３００に対して昇降されないように回動可能に支持され、第２外筒３３の内部には、内筒３１と第１外筒３２とが昇降可能に挿通されている。第２外筒３３と第１外筒３２とは、相互の内面の対応する位置に、軸方向に伸びる筋状の溝部３３０と凸部３２０が備えられ（図３破線参照）、昇降のみが許容されている。第１外筒と内筒に位相差が発生されない状態で、第２外筒３３の中を第１外筒３２と内筒３１が昇降されるときには、隣り合った磁極ティース１０１，１０１の隙間１０２（図２参照）を昇降される直線状の軌道が描かれる。
The second
また、第１外筒３２と内筒３１とに位相差が発生されない状態で、揺動手段６０をなす盤面６３が湾曲されたカム盤６１の垂直方向の回転により外部内筒３１０が揺動されると、内部内筒３１１は第１外筒とともに昇降しながら揺動され、ニードルの先端がステータコアの端部から突出されたコイルエンド部の曲線部をなす軌道を描く。
Further, in a state where no phase difference is generated between the first
進退手段４０は、一対の平行軸体４１と、各々の平行軸体に挟まれて配置される歯車４２と、歯車の移動手段４３とから構成される（図１参照）。一対の平行軸体４１の夫々は、外部内筒３１０または第２外筒３３の外周ギア３１５，３３１と接する面に内面側ギア４４，４５を備えている。一方の平行軸体４６の内面側ギア４４が、二つの重ねられた外周ギア３１５，３３１のうち、下方に配された外部内筒３１０の外周ギア３１５に噛合され、他方の平行軸体４７の内面側ギア４５が上方に配された第２外筒３３の反対側の外周ギア３３１に噛合される（図１，図３参照）。
The advancing / retreating
歯車４２は、外部内筒の外周ギア３１５及び第２外筒の外周ギア３３１と同一の直径とされ、外部内筒の外周ギア３１５に噛合される平行軸体４６と第２外筒の外周ギア３３１に噛合される平行軸体４７の双方に噛合される高さとされている。歯車４２の軸心を挟んだ両側に一対の平行軸体４１の内面側ギア４４，４５が噛合されている（図１、図３参照）。歯車の移動手段４３は、ねじ軸４３０と、第３サーボモータ４３１と、歯車を回動自在に支持させる支持部４３２とからなる。ねじ軸４３０が第３サーボモータ４３１により正転・反転されることにより、支持部４３２に支持された歯車４２が一対の平行軸体４１と平行に移動される。
The
外部内筒の外周ギア３１５に噛合された平行軸体４６は、内筒３１の回転角度に応じて移動される。歯車４２を挟んだ、一対の平行軸体をなす反対側の平行軸体４７の移動方向と移動量は、歯車４２の移動方向と移動量により任意に設定することができる。
The
ここで図４を参照して、進退手段４０によるニードルの進退運動を説明する。進退手段によるニードルの進退運動は、昇降運動と揺動運動が合成された周回運動のいずれの時点においても周回運動に合成される。すなわち磁極ティースを直線的に昇降している際にも、コイルエンドの曲線部を巻線している際にも、進退運動が周回運動に合成される。
Here, the advancing / retreating movement of the needle by the advancing / retreating
外部内筒の外周ギア３１５と第２外筒の外周ギア３３１とは直径が同じ同心円であるため、理解を容易にするため、図４においては実線により外部内筒の外周ギア３１５を示し、破線により第２外筒の外周ギア３３１を示し、同心円で示している。図４（Ａ）図は、ニードルを進退させない状態を示し、図４（Ｂ）図は、ニードルを後退させる状態を示し、図４（Ｃ）図は、ニードルを進出させる状態を示している。
Since the outer
理解を容易にするために、一対の平行軸体４１の先方と後方の位置が一致された状態（図４（Ａ）図の実線位置参照）を基準にして説明する。ニードルを進退させない場合は、歯車４２を平行移動させない状態とさせておく（図４においては、基準位置の歯車の中心位置を一点鎖線で示している）。揺動手段により外部内筒３１０が回転（Ａ）されると、外部内筒の外周ギア３１５と噛合している平行軸体４６が平行移動（Ｂ）される。（破線参照）
In order to facilitate understanding, the description will be made with reference to a state in which the front and rear positions of the pair of
そして第２外筒の外周ギア３３１に噛合されている内面ギア４５を有する反対側の平行軸体４７は反対方向に平行移動（Ｃ）され、第２外筒３３は外部内筒と同じ回転角で回転される（破線Ａ参照）。そのため第２外筒３３の回転角と外部内筒３１０の回転角には位相差が発生しない。すなわち、歯車４２が移動されない状態では、第２外筒３３の回転角と外部内筒３１０の回転角には位相差が発生されないため、ニードルは内径方向にも外径方向にも進退されない。
Then, the
ニードルの揺動状態にかかわらず、歯車４２の平行移動だけでニードルが進退されるため、一対の平行軸体４１の先方と後方の位置が一致し、外部内筒３１０が回転されていない状態を基準に進退作用を説明する。ニードルを後退させる場合には（図４（Ｂ）図）、歯車４２を内筒に向けて移動（Ｄ）させる。そうすると、外部内筒３１０の回転状態にかかわらず、第２外筒３３に噛合されている平行軸体４７は、歯車４２が回転しながら移動するため、歯車４２と同じ移動方向に２倍の距離（２Ｄ）が移動される。そして、第２外筒３３には反時計回りの回転角が発生されニードルが後退される。
Regardless of the swinging state of the needle, the needle is moved forward and backward only by the parallel movement of the
ニードルを進出させる場合には（図４（Ｃ）図）、歯車４２を外部内筒３１０から離間させる方向に移動（ｄ）させる。そうすると、外部内筒３１０の回転状態にかかわらず、第２外筒３３に噛合されている平行軸体４７は、歯車４２が回転しながら移動するため、歯車４２と同じ移動方向に２倍の距離（２ｄ）が移動される。そして、第２外筒３３には時計回りの回転角が発生されニードルが進出される。
When the needle is advanced (FIG. 4 (C)), the
外部内筒３１０が回転され、ニードルの先端が揺動されている間においても、前記と同様に歯車４２を外部内筒に向けて移動させればニードルは後退し、前記と同様に歯車４２を外部内筒から離間させる方向に移動させればニードルが進出される。コイル線１本分を進退させるには、コイル線の１周回運動について歯車４２をコイル線１本分の１／２の距離で平行移動させればよい。コイル線を外径側から内径側、又は内径側から外径側に方向転換して巻線する際には、歯車を停止させてから反対方向に移動させればよい。
Even while the outer
また、ニードルを巻線途中の任意の位置において移動方向を反転させてもよいことは勿論のことである。ステータコアのスロット孔１０３（図２（Ｂ）図参照）は、外径側が内径側よりも広くされているため、コイル線の占積率を高くさせるには、スロット孔１０３の外径側においてコイル線の積層回数を多くさせるとよい。本発明によれば、巻線工程の途中からであっても、ニードルの進退距離を変えることが容易であり、コイル線の占積率を向上させることも容易である。 Further, it goes without saying that the moving direction of the needle may be reversed at an arbitrary position during winding. Since the outer diameter side of the stator core slot hole 103 (see FIG. 2B) is wider than the inner diameter side, in order to increase the space factor of the coil wire, the coil is formed on the outer diameter side of the slot hole 103. It is advisable to increase the number of times the wires are laminated. According to the present invention, it is easy to change the advancing / retreating distance of the needle even from the middle of the winding process, and it is also easy to improve the space factor of the coil wire.
揺動手段６０（図１参照）は、筒体の軸に沿って回転されるカム盤６１と、外部内筒の外周面に配設される一対のカムフォロア６２と、カム盤のみを一方向のみに回転させる第２サーボモータ６４を備えている。カム盤の盤面６３は、内筒の一周期の間に停止、正転、停止、反転させるように湾曲された円盤状をなしている。実施例１においては、盤面６３を第１平坦部、往の波状部、第２平坦部、復の波状部の順で一周期が繰り返されるように湾曲されている。
The swinging means 60 (see FIG. 1) includes a
一対のカムフォロア６２が、盤面６３の第１平坦部又は第２平坦部を挟んでいる間は、内筒３１が揺動されず、隣り合う磁極ティースの隙間をニードルが昇降する状態とされる。一対のカムフォロア６２が、盤面６３の往の波状部又は復の波状部を挟んでいる間は、内筒３１が揺動され、コイルエンド部の曲線部が巻線される。
While the pair of
サーボモータは、回転速度を変更して、制御することが容易である。このため、第１平坦部と第２平坦部の周長を短くし又は無くし、第１平坦部と第２平坦部の周囲を一対のカムフォロア６２が通過中は回転速度を遅くし又は停止させ、往の波状部または復の波状部の周囲を長くし、コイルエンド部の軌跡をなす偏長円をより正確に描かせるようにしてもよい。
The servomotor can be easily controlled by changing the rotation speed. Therefore, the peripheral lengths of the first flat portion and the second flat portion are shortened or eliminated, and the rotation speed is slowed or stopped while the pair of
第２サーボモータ６４の回転運動は、駆動軸６５に装着されたプーリ６６と、カム盤の中心軸体６７に装着されたプーリ６８と、これらに架け渡される無端帯６９によりカム盤６１に伝達させている。第２サーボモータは一方向のみに回転させているため、無端帯６９には回転方向の反転に伴う弛み、振動は発生されない。
The rotational movement of the
次に、直巻式巻線機１をなす昇降手段５０について、図１を参照して説明する。昇降手段５０は、内部内筒３１１と第１外筒３２とを一体に昇降させる昇降駆動用の第１サーボモータ５１と、第１サーボモータが発生させた一方向の回転運動を、内部内筒と第１外筒の昇降運動に変換させる運動方向変換手段５２とを備えている。運動方向変換手段５２は、第１サーボモータにより回転される円盤５２０と、円盤の中心軸体５２１から偏心された位置に突出された竿体５２２と、ステータコアの軸方向に往復直線運動される板体５２３とを備えている。
Next, the elevating means 50 forming the series winding machine 1 will be described with reference to FIG. The elevating means 50 uses the
第１サーボモータ５１が駆動されると、第１サーボモータの駆動軸５３に装着されたプーリ５４と円盤５２０の中心軸体５２１に装着されたプーリ５５と、これらに架け渡された無端帯５６により円盤の中心軸体に回転運動が伝達される。中心軸体５２１が回転されると、円盤の一方の面から突出された竿体５２２が、円軌道を描くようにして、中心軸体５２１の周りに回転される。
When the
板体５２３の中央部には、水平方向に伸びる長孔５２４が穿孔されており、前記長孔５２４に、竿体５２２の先端が挿通されている（図１参照）。円盤５２０の回転に応じて、竿体５２２の上下方向の振幅に、正弦波の垂直成分の割合を乗じた変位幅の直線運動が抽出され、竿体が板体５２３を垂直方向に運動させる。板体５２３には、内部内筒３１１の下端部を保持させる保持部５２５が備えられ、保持部と内部内筒３１１とは一体に昇降運動される。
An
次に、ニードルの周回軌道の制御について図５を参照して説明する。図５（Ａ）図は、ニードル１０の周回軌道が偏長円をなすように制御させる図を示している。図５（Ａ）図に示す破線は、頂点の位置が磁極ティース１０１の中央部に位置している状態を示し、実線は頂点の位置γを磁極ティースの中央部よりも揺動運動の始端側に移動させた状態を示している。一点鎖線はステータコア１００の両端部位置を示し、ステータコアにはインシュレータ１０４が装着された状態とされている（図２（Ａ）図参照）。
Next, control of the orbital trajectory of the needle will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a diagram in which the orbit of the
図５（Ｂ）図に示す破線は、揺動中の角速度を均一とした場合の、頂点の位置を移動させる前のニードルの揺動運動の速度を示している。実線は、揺動中の角速度を、βからγまでは遅く、γからδまでは速くさせ、頂点の位置γを磁極ティース１０１の中央部よりも始端側に偏らせた偏長円軌道を描いている。図５（Ｃ）図に示す実線は昇降運動の垂直方向の変位量を示している。
The broken line shown in FIG. 5B shows the speed of the swinging motion of the needle before moving the position of the apex when the angular velocity during swinging is made uniform. The solid line draws an elliptical circular orbit in which the angular velocity during swing is slow from β to γ and fast from γ to δ, and the apex position γ is biased toward the start end side from the central part of the
昇降運動用の第１サーボモータの回転速度は同一とさせたままで、揺動運動用の第２サーボモータの回転速度だけを加減速させるように、各々のサーボモータの回転が制御されている。隣り合う磁極ティースの隙間を通り、直線状をなしている間は（αからβ間、および、δからε間）、どちらのサーボモータの回転速度は変化させていない。一方、ニードル１２がステータコアの端部１０５から外に出ると、揺動運動と昇降運動とが合成され、ニードルの軌道がコイルエンド部の曲線軌道を描き始める（図５（Ａ）図破線参照）。
The rotation speed of each servomotor is controlled so as to accelerate or decelerate only the rotation speed of the second servomotor for rocking motion while keeping the rotation speed of the first servomotor for ascending / descending motion the same. While passing through the gaps between adjacent magnetic pole teeth and forming a straight line (between α and β and between δ and ε), the rotational speeds of either servomotor are not changed. On the other hand, when the
一方、ニードル１０に偏長円軌道を描かせるには、この曲線軌道の始端から変更後の頂点に至るまでの間（βからγ間）に、揺動運動用の第２サーボモータだけを減速させ、頂点に至ってから（γからδ間）には、揺動運動用の第２サーボモータだけを加速させる。そうすると、揺動運動の始端βから頂点γに至るまでの距離が、頂点γから揺動運動の終端δに至るまでの距離より短くなり、頂点の位置γが揺動運動の始端側に偏った偏長円形状とされる。ステータコアの下端面側においても同様にすればよい。コイル線の軌道を始端側に偏った偏長円形状とさせることにより、コイルエンド部を巻線中のコイル線に掛かる張力が均一となり、コイル線が弛まず整列精度が高くなる。
On the other hand, in order for the
次に、潤滑油が噴霧される閉鎖された空間７０について、図１を参照して説明する。潤滑油が噴霧される閉鎖された空間７０は、進退手段４０をなす各々のギアの噛合位置を取り囲む第１空間７１と、揺動手段６０をなすカム盤６１と一対のカムフォロア６２との摺動部分及び昇降手段５０をなす運動方向変換手段５２を取り囲む第２空間７２と、に分割されて配置されている（図１参照）。
Next, the closed
第１空間７１には、外部内筒の外周ギア３１５、第２外筒の外周ギア３３１、一対の平行軸体の内面側ギア４４，４５、歯車４２の噛合位置が配設され、これらの噛合位置に向けて潤滑油の噴霧装置７３，７３・・・が配設されている。第２空間７２には、カム盤６１と一対のカムフォロア６２との摺動部分、及び運動方向変換手段５２が配設され、これらの摺動位置に向けて噴霧装置７４，７４・・・が配設されている。なお、第１サーボモータ５１、第２サーボモータ６４、第３サーボモータ４３１、各サーボモータの回転運動を伝達させる、無端帯５６，６９は、潤滑油の噴霧空間の外に配設されている。
The outer
各々の空間７１，７２の内外の境界を貫通するねじ軸４３０、中心軸体５２１，６７の周囲には、回転運動を阻害させないようにシールがされればよい（図１破線参照）。潤滑油が外部に飛散されにくく、ニードルを高速で周回駆動させても、空間の周囲に配設されたサーボモータ、無端帯には潤滑油が付着されない。また、余剰の潤滑油は、各々の空間の底面に備えられた潤滑油の循環配管７５，７６により回収され、再び潤滑油の噴霧装置７３，７４から噴霧されて循環される。
A seal may be provided around the
実施例２においては、昇降手段５０を駆動させる第１サーボモータ５１と、揺動手段６０を駆動させる第２サーボモータ６４が別々に設けられ、第１回転盤と第２回転盤とからなる破損防止手段８０を有し、第２サーボモータが機能しなくなった場合でも、ニードルがステータコアに衝突して破損されることがない直巻式巻線機２を、図６から図８を参照して説明する。実施例２においては、実施例１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略している。
In the second embodiment, the
図６は、直巻式巻線機２の全体構成図を示している。図７は揺動手段を駆動させる第２サーボモータが機能している状態の凸部と長孔の作用の説明図であり、図８は、揺動手段を駆動させる第２サーボモータが機能しない状態の凸部と長孔の作用の説明図である。図７の（Ａ）図から（Ｃ）図、図８の（Ｇ）図から（Ｉ）図においては、ステータコアの端面の位置を一点鎖線で示し、ニードルの軌跡を破線で示している。また、図７の（Ｄ）図から（Ｆ）図、図８の（Ｊ）図から（Ｌ）図においては、第１回転盤と凸部を破線で示している。
FIG. 6 shows an overall configuration diagram of the
破損防止手段８０をなす第２回転盤８２は、第２サーボモータ６４により回転運動させる第１回転盤８１と向かい合って配設されている。第２回転盤８２は、第１サーボモータ５１の回転運動に連動して回転される。第１回転盤８１から第２回転盤８２に向けて凸部８３（図６においては、理解を容易にするため軸状に示している。）が備えられ、第２回転盤８２には凸部８３を遊嵌させる周方向に延びる長孔８４が備えられている。また、第２回転盤の軸心に対して長孔８４を点対称位置に２か所備えさせ、駆動力が均等に伝達されるようにしているが、１か所だけとしてもよい。
The
まず、第２サーボモータが機能されない状態を、図８を参照して、ステータコアの上端部側において説明する。円盤状をなすカム盤の盤面６３（図６参照）の湾曲の形状は、凸部８３が長孔の下流側の端部８５に接した状態で（図８（Ｊ）から（Ｌ）参照））、ニードルが図８（Ｇ）図に示した破線の長円軌道を描く湾曲形状とされている。第２サーボモータが機能しなくなり、第１サーボモータだけで昇降手段と揺動手段を駆動させる場合には、長孔の下流側に凸部が支えられ、スロット孔の端部α０から出て（図８（Ｇ）図参照）、長円軌道の頂部β０に至り（図８（Ｈ）図参照）、隣のスロット孔の端部γ０に至る（図８（Ｉ）図参照）破線の長円軌道を描くように、ニードル１０が運動される。
First, a state in which the second servomotor is not functioning will be described on the upper end side of the stator core with reference to FIG. The curved shape of the disk surface 63 (see FIG. 6) of the disk-shaped cam disk is such that the
サーボモータが正常に機能している場合には、周回手段が第１サーボモータで駆動され、揺動手段が第２サーボモータで駆動される。この状態を、図７を参照して、ステータコアの上端部側において説明する。揺動手段を駆動させる第２サーボモータが正常に機能している状態では、ニードルが磁極ティースの隙間を上昇するときには（図７（Ａ）図実線参照）。凸部８３が長孔８４の上流側の端部８６に位置し（図７（Ｄ）図）、第１回転盤が第２回転盤よりも先行して回転される。
When the servomotor is functioning normally, the orbiting means is driven by the first servomotor and the swinging means is driven by the second servomotor. This state will be described on the upper end side of the stator core with reference to FIG. 7. In a state where the second servomotor that drives the swinging means is functioning normally, when the needle rises in the gap between the magnetic pole teeth (see the solid line in FIG. 7A). The
偏長円の頂点（β１）を長円の頂点（図８（Ｈ）図参照）よりも下流側にずらすために、ステータコアの端部（α１）を通過してからは、第１回転盤８１の回転速度が遅くされ（図７（Ｂ）図実線参照）、凸部８３が長孔８４の下流側の端部８５に位置した状態とされる（図７（Ｅ）図）。偏長円の頂点（β１）を通過してから、隣のスロット孔に進入する位置（γ１）までに（図７（Ｃ）図実線参照）、第１回転盤８１の回転速度が速くされ、隣のスロット孔に進入する際には、凸部が長孔の上流側に位置される（図７（Ｆ）図）。そして、そのままの状態でニードル１０は下降され、ステータコアの下端部側においても、同様に第１回転盤８１の回転速度が制御されて、ステータコアの下端部側でも偏長円軌道が描かれる。
In order to shift the apex (β1) of the oblong circle to the downstream side from the apex of the oval (see FIG. 8 (H)), after passing through the end portion (α1) of the stator core, the first turntable 81 (See the solid line in FIG. 7 (B)), and the
磁極ティースの隙間１０２（図２参照）を上昇中に、第２サーボモータ６４が機能しなくなった場合には（図６参照）、前述したように、凸部８３が長孔８４の下流側の端部８５に接した状態とされ（図８参照）、長円軌道を描くように第１サーボモータ５１（図６参照）だけで、昇降手段５０と揺動手段６０が駆動される。ステータコアの端面から出て揺動中に、第２サーボモータ６４が機能しなくなった場合も、同様に、長円軌道を描くように第１サーボモータだけで、昇降手段と揺動手段が駆動される。
If the
破損防止手段８０を備えていることにより、第２サーボモータ６４が正常に機能しているときには、ニードル１０の軌道は頂点位置が始端側に偏った偏長円軌道（図７参照）を描き、第２サーボモータ６４が機能しなくなってからは、ニードル１０の軌道は長円軌道（図８参照）を描くようになる。第２サーボモータが機能しなくなって最初の１周目だけは、偏長円軌道から長円軌道に移行される。長円軌道に移行してからは、昇降手段と揺動手段とからなる周回手段と、進退手段とを連動させて減速させるようにすれば、コイル線を弛ませないように高い整列精度で巻線が継続される。
By providing the damage prevention means 80, when the
（その他）
・今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記した説明に限られず特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
・実施例２において、第１回転盤に長孔を形成させ、第２回転盤に凸部を形成させ、第１回転盤と第２回転盤の役割を転換させてもよいことは勿論のことである。(Other)
-The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The technical scope of the present invention is shown by the scope of claims, not limited to the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
-In the second embodiment, it is of course possible to form a long hole in the first turntable and a convex portion in the second turntable to switch the roles of the first turntable and the second turntable. Is.
１，２…直巻式巻線機、
１０…ニードル、２０…円盤、３０…筒体、４０…進退手段、
５０…昇降手段、６０…揺動手段、
１１…突部、１２…ニードル、
２１…下方円盤、２２…カム溝、２３…上部円盤、２４…ニードル摺動溝、
３１…内筒、３１０…外部内筒、３１１…内部内筒、３１２…筒状空間、
３１３…ボール、３１４…循環溝、３１５…外周ギア、
３２…第１外筒、３２０…凸部、
３３…第２外筒、３３０…溝部、３３１…外周ギア、
４１…一対の平行軸体、４２…歯車、
４３…移動手段、４３０…ねじ軸、４３１…第３サーボモータ、４３２…支持部、
４４，４５…内面側ギア、４６，４７…平行軸体、
５１…第１サーボモータ、５２…運動方向変換手段、
５２０…円盤、５２１…中心軸体、５２２…竿体、５２３…板体、
５２４…長孔、５２５…保持部、
５３…駆動軸、５４，５５…プーリ、５６…無端帯、
６１…カム盤、６２…一対のカムフォロア、６３…盤面、
６４…第２サーボモータ、６５…駆動軸、６６．６８…プーリ、
６７…中心軸体、６９…無端帯、
７０…閉鎖された空間、７１…第１空間、７２…第２空間、
７３，７４…噴霧装置、７５，７６…循環配管、
８０…破損防止手段、８１…第１回転盤、８２…第２回転盤、８３…凸部、
８４…長孔、８５…下流側の端部、８６…上流側の端部、
１００…ステータコア、１０１…磁極ティース、１０２…隙間、
１０３…スロット孔、１０４…インシュレータ、１０５…端部、
２００…コイル線、３００…基台、３０１…滑動部材1, 2, ... Series winding machine,
10 ... needle, 20 ... disk, 30 ... cylinder, 40 ... means of advancing and retreating,
50 ... Lifting means, 60 ... Swinging means,
11 ... protrusion, 12 ... needle,
21 ... Lower disk, 22 ... Cam groove, 23 ... Upper disk, 24 ... Needle sliding groove,
31 ... Inner cylinder, 310 ... Outer
313 ... ball, 314 ... circulation groove, 315 ... outer gear,
32 ... 1st outer cylinder, 320 ... convex part,
33 ... 2nd outer cylinder, 330 ... groove, 331 ... outer gear,
41 ... A pair of parallel shafts, 42 ... Gears,
43 ... Transportation means, 430 ... Screw shaft, 431 ... Third servo motor, 432 ... Support,
44, 45 ... Inner surface side gear, 46, 47 ... Parallel shaft body,
51 ... 1st servomotor, 52 ... Motion direction changing means,
520 ... disk, 521 ... central shaft body, 522 ... rod body, 523 ... plate body,
524 ... long hole, 525 ... holding part,
53 ... Drive shaft, 54, 55 ... Pulley, 56 ... Endless band,
61 ... Cam board, 62 ... A pair of cam followers, 63 ... Board surface,
64 ... 2nd servo motor, 65 ... drive shaft, 66.68 ... pulley,
67 ... Central axis, 69 ... Endless band,
70 ... closed space, 71 ... first space, 72 ... second space,
73,74 ... Sprayer, 75,76 ... Circulation piping,
80 ... Damage prevention means, 81 ... 1st turntable, 82 ... 2nd turntable, 83 ... Convex part,
84 ... long hole, 85 ... downstream end, 86 ... upstream end,
100 ... stator core, 101 ... magnetic pole teeth, 102 ... gap,
103 ... slot hole, 104 ... insulator, 105 ... end,
200 ... Coil wire, 300 ... Base, 301 ... Sliding member
Claims (5)
前記ニードルの進退手段と昇降手段と揺動手段と、前記コイル線を案内させる筒体と、ニードルを進退させる重ねられた２つの円盤とを含み、前記筒体が、内筒と、前記内筒に沿って延びる第１外筒と第２外筒とからなり、一方の前記円盤は螺旋状のカム溝を有し、他方の前記円盤は径方向に延びる直線状のニードル摺動溝を有し、各々の前記円盤は、前記内筒又は第１外筒のいずれか一方に支えられて一体に回動され、前記内筒と第１外筒とは回動のみが許容されて一体に昇降され、第１外筒と第２外筒とは昇降のみが許容され一体に回動される直巻式巻線機であって、
前記進退手段が、一対の平行軸体と、歯車と、前記歯車を前記平行軸体と平行に移動させる移動手段とを有し、
各々の平行軸体が内面側ギアを備えると共に、前記筒体を挟んで前記筒体の軸方向に交差される方向に平行に伸び、
前記歯車が、前記一対の平行軸体の間に配設され、
前記内筒と同期して回動される外筒をなす外部内筒と、第２外筒とは夫々外面周囲が重なった位置に外周ギアを有し、
各々の前記内面側ギアが、前記内筒と第２外筒のいずれか一方の外面周囲に備えられた外周ギアに噛合されると共に前記歯車の外周ギアに噛合され、
前記移動手段が、前記歯車の位置を移動させることにより、前記内筒と第１外筒との回動に位相差を発生させ、
前記位相差に応じて、前記ニードルが有する突部が前記カム溝に沿って摺動され、前記ニードルの先端が前記ニードル摺動溝に沿って径方向に進退される、
ことを特徴とする直巻式巻線機。In a series winding machine that winds a coil wire by orbiting the tip of a needle around a plurality of annular magnetic pole teeth.
The needle includes an advancing / retreating means, an elevating means, a swinging means, a cylinder for guiding the coil wire, and two stacked disks for advancing / retreating the needle. The cylinder includes an inner cylinder and the inner cylinder. It is composed of a first outer cylinder and a second outer cylinder extending along the above, one of the disks having a spiral cam groove, and the other disk having a linear needle sliding groove extending in the radial direction. Each of the disks is supported by either the inner cylinder or the first outer cylinder and is rotated integrally, and the inner cylinder and the first outer cylinder are allowed to rotate only and are moved up and down integrally. The first outer cylinder and the second outer cylinder are series-wound winding machines that are allowed to move up and down and are rotated integrally.
The advancing / retreating means has a pair of parallel shaft bodies, a gear, and a moving means for moving the gear in parallel with the parallel shaft body.
Each parallel shaft body is provided with an inner surface side gear, and extends parallel to the direction intersecting the axial direction of the cylinder body with the cylinder body in between.
The gear is disposed between the pair of parallel shafts,
The outer inner cylinder forming an outer cylinder that is rotated in synchronization with the inner cylinder and the second outer cylinder each have an outer peripheral gear at a position where the outer peripheral circumferences overlap.
Each of the inner surface side gears is meshed with an outer peripheral gear provided around the outer surface of either the inner cylinder or the second outer cylinder, and is meshed with the outer peripheral gear of the gear.
By moving the position of the gear, the moving means generates a phase difference in the rotation of the inner cylinder and the first outer cylinder.
The protrusion of the needle is slid along the cam groove according to the phase difference, and the tip of the needle is moved forward and backward in the radial direction along the needle sliding groove.
A series winding machine characterized by this.
前記揺動手段が、前記筒体の軸に沿って回転されるカム盤と、一対のカムフォロアと、前記カム盤のみを回転させる第２サーボモータとを備え、
前記カム盤が、盤面が湾曲された円盤状とされ、
前記一対のカムフォロアが、前記外部内筒の外周面に、前記カム盤を挟んで配設され、
前記カム盤を一方向のみに回転させて前記内筒を揺動させ、
前記昇降手段と、前記揺動手段の一周期の時間を同一とさせるように制御して、第１サーボモータと第２サーボモータを個別に駆動させている、
ことを特徴とする請求項１に記載の直巻式巻線機。The elevating means converts the first servomotor for elevating and lowering the inner cylinder and the first outer cylinder, and the rotational movement generated by the first servomotor into the elevating movement of the inner cylinder and the first outer cylinder. Equipped with a motion direction changing means to be converted,
The swinging means includes a cam board that is rotated along the axis of the cylinder, a pair of cam followers, and a second servomotor that rotates only the cam board.
The cam disk has a disk shape with a curved surface.
The pair of cam followers are arranged on the outer peripheral surface of the outer inner cylinder with the cam board interposed therebetween.
The cam board is rotated in only one direction to swing the inner cylinder.
The first servomotor and the second servomotor are individually driven by controlling the elevating means and the swinging means so that the time of one cycle is the same.
The series winding machine according to claim 1, wherein the series winding machine is characterized in that.
第１回転盤は、前記カム盤と連動して平行に回転され、第２回転盤は、第１サーボモータにより回転され、
第１回転盤と第２回転盤とは向かい合って配列されると共に、第１回転盤には凸部が備えられ、第２回転盤には凸部を遊嵌させる周方向に延びる長穴が備えられ、
第２サーボモータが正常に駆動しているときは、前記長穴のなかで前記凸部を遊嵌させた状態で、第１サーボモータと第２サーボモータが個別に駆動され、
第２サーボモータが機能停止されたときには、前記凸部が前記長穴の下流側に接した状態で、第１サーボモータのみで前記揺動手段も駆動され、前記ニードルがステータコアの端部に衝突されない、
ことを特徴とする請求項２に記載の直巻式巻線機。It has a damage prevention means consisting of a first turntable and a second turntable.
The first turntable is rotated in parallel with the cam disc, and the second turntable is rotated by the first servomotor.
The first turntable and the second turntable are arranged facing each other, the first turntable is provided with a convex portion, and the second turntable is provided with an elongated hole extending in the circumferential direction for loosely fitting the convex portion. Be,
When the second servomotor is normally driven, the first servomotor and the second servomotor are individually driven with the convex portion loosely fitted in the elongated hole.
When the second servomotor is stopped functioning, the swinging means is also driven only by the first servomotor with the convex portion in contact with the downstream side of the elongated hole, and the needle collides with the end of the stator core. Not done,
The series winding machine according to claim 2, wherein the series winding machine is characterized in that.
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の直巻式巻線機。The meshing position of the inner surface side gear of the parallel shaft body and the outer peripheral gear of the inner cylinder, the meshing position of the inner surface side gear of the parallel shaft body and the outer peripheral gear of the second outer cylinder, and the inner surface side gear and the gear of the parallel shaft body. The meshing position with the outer peripheral gear, the sliding position between the cam board and the cam follower, and the movement direction changing means are arranged in a closed space where the lubricating oil is sprayed, and the lubricating oil circulates. Supplied,
The series winding machine according to claim 2 or 3, wherein the series winding machine is characterized in that.
ことを特徴とする請求項４に記載の直巻式巻線機。The space is divided and arranged,
The series winding machine according to claim 4, wherein the series winding machine is characterized in that.
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