JPH0759308A - 外溝ステーターの巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一の巻線機で極の間隔や極の断面寸法など
が異なる複数種の外溝ステータの巻線を行う。 【構成】 中空の回転軸５に回転体１が取付けられ、回
転体１に支軸１６により保持体１３が揺動可能に枢支さ
れる。回転体１に設けた支軸１６を曲率中心とする円弧
状のガイド溝１０に調整部ネジ１４ｃを挿入し、ナット
１４ａをネジ込み、支軸１６を支点として、保持体１３
を揺動して所定の傾斜角に設定したうえ、調整部ネジ１
４ｃを回転体１の側面に締付ける。先端にノズル８を有
するフライヤー軸１９は、その軸線方向に前後移動自在
に支持される。回転軸５に挿入し、その端部から突出さ
せ、かつ軸線方向に前後移動自在な作動軸６の先端に、
第１案内部材１１ａを固定する。これにスライド自在に
組合わされた第２案内部材１１ｂを、ピン２０を介して
フライヤー軸１９に枢結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外溝ステーターの巻線
機に係り、特に外溝ステーターの電気子鉄心の極に電線
を整列して巻線する際に、極数が異なる別の電気子鉄心
に巻線する場合にも、巻線機の一部を調整することによ
り同一の巻線機で対応できる外溝ステーターの巻線機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】外溝ステーターの巻線機は、先端にノズ
ルを有するフライヤー軸が回転軸に取付けられて回転す
る回転体に設けられている。しかも、このフライヤー軸
は、前記回転軸の軸線に対して傾斜して取付けられてい
ると共に、フライヤー軸自体がその軸線に沿って前後移
動できるように構成されている。そして、このフライヤ
ー軸が前記回転体の回転軸を回転軸線とする円錐運動を
行い、かつフライヤー軸の軸線に沿って前後移動を行う
とき、ノズルの先端から導出された電線（コイル）を電
気子鉄心の極の内端から外端に亘って整列して巻き付け
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種の巻線機
は構造が複雑なため、装置が大型化した。しかも、極数
が異なる別の電気子鉄心に巻線する場合は、フライヤー
軸の円錐運動の傾斜角が異なるため、これに合わせた傾
斜角を有する別のフライヤー軸と交換しなければなら
ず、その交換作業に面倒な手間と時間がかかった。場合
によっては、巻線機の機構を別設計にしなければならな
かった。

【０００４】また、複数枚の電気子鉄心を積層するステ
ーターの積層厚みが異なる場合も、フライヤー軸の傾斜
角の微調整が必要なことがあり、従来の巻線機は簡易な
傾斜角可変装置が無いため、傾斜角の微調整が非常に困
難であった。さらに、巻線機の各装置が大きく、かつ複
雑なため、可動部の回転モーメントの不均衡が生じ易
く、そのためフライヤー軸の高速回転には不適当であ
り、かつ駆動装置として大きな力のモーターが必要であ
った。

【０００５】本発明は、従来の巻線機の欠点を改良し、
極数の異なる外溝ステーターの巻線作業に切り替えたと
き、その他、フライヤー軸の傾斜角の微調整が必要な場
合などに於いて、それに対応してフライヤー軸の傾斜角
度を簡単に変換できる機構と、その変換が機械の内部機
構に影響しない構造の動力伝達機構を具備した外溝ステ
ーターの巻線機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は先端にノズルを有するフライヤー軸をその
軸線方向に移動可能に、かつ回転体をその回転軸線に対
して傾斜して設け、前記回転軸線のまわりに円錐軌跡を
描いて前記フライヤー軸を回転させるようにした外溝ス
テーターの巻線機において、前記フライヤー軸をその軸
線方向に移動可能に支持する保持体を設け、この保持体
をフライヤー軸の軸線と直交する方向に設けた支軸を介
して、回転体に傾斜角調整可能に取付けたことを特徴と
するものである。

【０００７】また、本発明において、保持体は回転体に
形成された溝部に嵌合され、かつ支軸を介して溝部の両
側壁に揺動可能に支持され、この支軸と離れて保持体に
設けられた傾斜角位置決め部材が支軸を曲率中心とする
円弧状のガイド溝に挿入され、フライヤー軸をその軸線
方向に前後移動させる伝達機構が前記回転体に設けられ
た第１案内部材と、この第１案内部材にスライド自在に
組合わされた第２案内部材とから構成され、この第２案
内部材がフライヤー軸に枢軸を介して結合された構成を
特徴とするものである。

【０００８】さらに、本発明において、回転体は中空の
回転軸に取付けられ、第１案内部材は回転軸に挿入さ
れ、中心部に電線を通す軸孔を有すると共に、回転軸か
ら突出し、かつ軸線方向に可動自在な作動軸に設けられ
ていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明によると、回転体が回転軸を中心に回転
すると、フライヤー軸が円錐軌跡を描いて回転する。そ
して、保持体をその支軸を介して所望の角度に回動させ
ることにより、前記フライヤー軸を所定の傾斜角に設定
することができる。また、フライヤー軸は保持体に支持
されて、前後移動の伝達機構を構成する第１と第２の案
内部材により軸線方向に前後移動できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は巻線機の主要部であるフライヤー軸の取付け
部の平面図、図２は図１の側面図、図３は正面図、図４
は図１のＡ−Ａ線断面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面
図、図６は図４のＣ−Ｃ線断面図、図７はフライヤー軸
の取付け部材の分解斜視図である。

【００１１】また、図８は巻線機の平面図、図９は図８
の断面図、図１０は外溝ステーターとフライヤー軸との
関係を示す説明図、図１１は図１０の右側面図でフライ
ヤー軸の回転軌跡を示す説明図であり、図１２，図１３
は極数の異なる２種の外溝ステーターの側面図である。

【００１２】まず、図１２，図１３によって、外溝ステ
ーターについて説明すると、外溝ステーターには、図１
２に示すステーター２１と図１３に示すステーター２１
ａのように巻線の巻付部である極２２の数やスロット２
２ａの形状、大きさが異なる複数種の外溝ステーターが
ある。また、ステーターの側面形状は同じでも、積層鉄
心の枚数が異なり、極の断面が厚い場合と薄い場合等が
ある。これらいずれの場合も、ステーター２１，…に巻
線を行うには、フライヤー軸の傾斜角の調整が必要とな
る。

【００１３】さらに、図１０，図１１によって説明する
と、ステーター２１の１つの極２２をフライヤー軸で巻
線する場合、フライヤー軸の先端のノズル８から電線が
連続して引出されると共に、極２２の両側のスロット２
２ａの開口部（スロットオープニング）２２ｂを通る円
を底面とし、ステーター２１の中心線を頂点とする円錐
面を軌跡とする円錐運動をする。このとき、ノズル８の
中心線の延長と前記円錐運動の回転軸線Ｓ₁ との交点Ｓ
がステーター２１の取付中心に位置する。

【００１４】しかも、巻線箇所は極２２の長さの全体、
つまりスロット２２ａの底からスロット開口部２２ｂの
内側までの範囲であるから、ノズル８はほぼその間をフ
ライヤー軸の軸線方向に前後移動し、それにより、極２
２の全長に亘り整然と巻線を行う。このノズル８とフラ
イヤー軸の回転運動は載頭円錐面を形成する。

【００１５】また、上記の巻線を行う場合、図１２，図
１３にそれぞれ示すステーター２１，２１ａのように極
数が異なれば、各１極の円周方向の幅が異なるからフラ
イヤー軸の円錐運動の円錐角はおのずから異なり、それ
に対応するよう図１０に示すフライヤー軸の傾斜角度α
を変える必要がある。極数が同じでも鉄心の枚数が異な
り、極２２の厚みが変わることによっても、フライヤー
軸の傾斜角を変える必要が生じる。本実施例では上記の
場合、フライヤー軸とノズル８の傾斜角を簡単に調整で
きるようになっており、しかも巻線機の他の機構を変更
することなく調整できる構成とされている。

【００１６】以下、これら構成を図１〜図７によって順
次説明する。フライヤー軸１９を取付ける回転体１は、
中空軸である回転軸５の端部に取付けられている。回転
軸５の内部には、電線２３を通す軸孔６ａを有する作動
軸６が挿入されており、この作動軸６は回転軸５と同期
回転すると共に、軸線方向には独自に前後移動すること
ができない。

【００１７】図４，図５に示すように、回転体１に形成
された嵌合孔１ｈに回転軸５が挿入され、嵌合孔１ｈと
直交する方向に形成されたネジ孔２ｈに嵌合した締付体
２ａにスリーブ３を介してボルト２を螺合し、ナット４
を締付けることにより、スリーブ３と締付体２ａの外周
で回転軸５の外周を締付けることにより、回転体１が回
転軸５に固着されている。

【００１８】回転体１には、前記嵌合孔１ｈと直交する
方向に貫通して開口１ａが設けられており、回転軸５の
先端から軸受け９ａを介して突出した作動軸６は開口１
ａを横切って伸びて、先端部開口１ｇに挿入され、回転
体１の外部に突出している。

【００１９】作動軸６の他端から軸孔６ａに挿入された
電線２３は、作動軸６の先端に取付けられたセラミック
などの耐摩耗材からなるアイレット７ａから引出された
うえ、フライヤー軸１９の先端部に形成された長孔５３
を介して、フライヤー軸１９の先端に取付けられたノズ
ル８の孔に挿入され、ノズル８の先端から引き出されて
いる。

【００２０】フライヤー軸１９は、図７に示すように所
定長の軸体であって、このフライヤー軸１９は保持体１
３に支持される。この保持体１３は、その長手方向にガ
イド孔１３ａを有すると共に、中間部に上下方向に貫通
する開口１３ｂを有している。そして、フライヤー軸１
９は、開口１３ｂを通過して、そのガイド孔１３ａにス
ライド自在に挿入されている。

【００２１】図７において、１１は第１案内部材１１ａ
と第２案内部材１１ｂとをスライド自在に組合わせて構
成されるフライヤー軸１９の前後移動伝達機構である。
第１案内部材１１ａは断面ほぼＨ形であって、その中間
に貫通孔１１ｃが形成されていて、この貫通孔１１ｃに
作動軸６の先端部６ｂが挿入されている。第１案内部材
１１ａの下端から貫通孔１１ｃにかけてネジ穴１１ｄが
開設され、このネジ穴１１ｄに固定ネジ１８をネジ込む
ことにより、作動軸６の先端部６ｂが第１案内部材１１
ａに固着される。

【００２２】また、この前後移動伝達機構１１の第２案
内部材１１ｂは、平行な２本のガイド枠１１ｅ，１１ｅ
が、連結部１１ｆで結合されていて、このガイド枠１１
ｅ，１１ｅが、第１案内部材１１ａの２つの凹部１１ｈ
にスライド自在に嵌合されている。第２案内部材１１ｂ
の上部において、２本のガイド枠１１ｅ，１１ｅの間に
フライヤー軸１９が配置され、フライヤー軸１９に形成
されたピン孔２０ａとガイド枠１１ｅ，１１ｅの上部に
形成されたピン孔２０ｂに支持ピン２０が挿入される。
この支持ピン２０が設けられた第２案内部材１１ｂの上
端は、保持台６０の開口６０ｂに位置しており、この開
口６０ｂを介して上下動できる。

【００２３】上記前後動伝達機構１１は、図４に示され
るように回転体１の開口１ａに配置される。回転体１の
上部には、図５，図６に示されるように凹溝１ｄが形成
されていて、フライヤー軸１９を前後移動自在に支持す
る保持体１３は、この凹溝１ｄに支軸１６を介して揺動
可能に配置される。すなわち、支軸１６は植込みボルト
で保持体１３の前部両側に植込まれ、凹溝１ｄの両側壁
１ｅに形成した軸孔に挿入され、両側壁１ｅの外側から
支軸１６のネジ部に座金１５ａを介して、ナット１５を
ネジ込み固定されている（図１参照）。

【００２４】保持体１３の他端部には、調整部ネジ１４
ｃが両側から植込まれ、一方、凹溝１ｄの両側壁１ｅに
は、支軸１６を曲率中心とする円弧状のガイド溝１０が
形成されていて、調整部ネジ１４ｃをガイド溝１０に遊
嵌したうえ、この調整部ネジ１４ｃに座金１４ｂを介し
て、ナット１４ａをネジ込み固定している。なお、図示
しないが、調整部ネジ１４ｃとナット１４ａに変えて一
体になった固定ボルトを保持体１３に設けたネジに螺合
してもよい。また、側壁１ｅには、円孔１ｃが設けら
れ、保持体１３には長孔１３ｃが形成されているが、こ
れら各孔は支持ピン２０をピン孔２０ａ，２０ｂに挿入
するための作業窓である。

【００２５】したがって、支軸１６を支点として保持体
１３を適正な角度に調整したうえ、調整部ネジ１４ｃに
ナット１４ａをネジ込むことにより、フライヤー軸１９
の回転軸５に対する傾斜角を容易に微調整することがで
きる。

【００２６】次に、これら構成の作用を説明する。回転
軸５を回転することにより、回転体１を介して保持体１
３とフライヤー軸１９が一体に回転し、このフライヤー
軸１９は、回転軸５を軸線とする円錐運動を行う。この
とき、図１０，図１１に示すようにノズル８は、外軸ス
テーター２１の極２２の両側のスロット２２ａに入り円
運動を行って、極２２に電線（コイル）２３を巻きつけ
ることができる。

【００２７】また、回転軸５の回転と共に、作動軸６が
軸線方向に所定のタイミングで前後移動を行う。それに
伴い、第１案内部材１１ａと第２案内部材１１ｂが、作
動軸６と一体にその軸線方向に移動する。このとき、フ
ライヤー軸１９は、保持体１３のガイド１３ａに沿っ
て、フライヤー軸線方向のみの前後移動が許容される
が、フライヤー軸１９は、上記保持体１３に支持されて
おり、かつ第２案内部材１１ｂがピン２０を介してフラ
イヤー軸１９に枢結されているので、第２案内部材１１
ｂの前後移動は、第１案内部材１１ａに対するスライド
昇降移動（伸縮移動）となり、さらに前記フライヤー軸
１９には、フライヤー軸線に沿う前後移動として伝達さ
れる。

【００２８】このようにして、フライヤー軸１９が円錐
運動を行うと共に、フライヤー軸線に沿う前後移動によ
り、図１０，図１１に示すように、ノズル８はスロット
２２ａを介して極２２の周囲を回転しながら、この極２
２に電線２３を巻付けることができる。さらに、スロッ
ト２２ａの底からスロット開口部２２ｂに亘って、極２
２の全長部に均等に、かつ整然と電線２３を巻付けるこ
とができる。

【００２９】さらに、図８，図９によって、前記回転軸
５と作動軸６のそれぞれの動力伝達機構を説明する。各
図において、架台５１上に支持枠２６が設けられ、この
支持枠２６に支持筒２５が設けられていて、この支持筒
２５には、ベアリング２４を介して回転軸５が支持され
ている。回転軸５はスリーブ２７とベアリングナット２
８により、支持筒２５に対し軸方向にずれ動かないよう
に支持されている。

【００３０】架台５１の下面には、第１モーター５０が
設置されていて、この第１モーター５０のプーリ４９と
回転軸５にパワーロック３０を介して取付けたタイミン
グプーリ２９との間に、タイミングベルト４８が掛け渡
されている。

【００３１】したがって、第１モーター５０を駆動する
ことにより、タンミングベルト４８を介して回転軸５を
回転させることができる。なお、回転軸５の端部には、
エンコーダ（回転検出器）３１が取付けられており、図
示しない回転検出装置によりエンコーダ３１の回転を読
みとり、回転軸５の回転駆動を制御できる。

【００３２】作動軸６は回転軸５の後端から軸受９ｂを
介して後方に突出しており、この作動軸６の後端部に軸
受けユニット５４が設けられている。この軸受けユニッ
ト５４は、回転軸５が回転中に作動軸６を同期して回転
させ、しかも軸線方向に可動自在とするものであり、次
の構成からなる。

【００３３】すなわち、作動軸６の段付き部にベアリン
グ３４が介装され、このベアリング３４がベアリングケ
ース３２で保持されている。この左右のベアリング３４
間には、スペーサー３３が介装され、一方のベアリング
ケース３２の外端は、ベアリングナット３５で締結され
ている。また、作動軸６の後端には、セラミックなどの
耐摩耗材からなるアイレット７ａが取付けられており、
ボビン６３から引き出された電線２３は、このアイレッ
ト７ａを介して作動軸６の軸孔６ａを通り、作動軸６の
他端のアイレット７から引き出されている。

【００３４】架台５１の下面には、第１モーター５０と
並設して第２モーター４４が設けられている。また、架
台５１の上面には、支持台４６が設けられ、この支持台
４６にボールネジ３８が支持されている。つまり、ボー
ルネジ３８の一端は、ボールベアリング４７によって直
接に、他端はボールベアリング４５を支持する軸受け外
筒３９を介して支持台４６に支持されている。

【００３５】軸受け外筒３９から突出する軸端には、ナ
ット４０を介してタイミングプーリー４１が取付けられ
ていて、このタイミングプーリー４１と第２モーター４
４のプーリー４３との間に、タイミングベルト４２が掛
けられている。ボールネジ３８には、このボールネジ３
８に沿って往復直進移動できるボールナット３７が螺合
しており、このボールナット３７と軸受けユニット５４
のベアリングケース３２とが接続金具３６により連結さ
れている。

【００３６】したがって、第２モーター４４の正逆転に
より、タイミングベルト４２と，ボールネジ３８を介し
てボールナット３７がボールネジ３８に沿って移動し、
それと一体に軸受けユニット５４を介して作動軸６がそ
の軸線方向に移動できる。

【００３７】また、図９に示すように架台５１の上面に
は、ステーターの取付台６４が設けられている。この取
付台６４は、筒状体であって、その筒部に取付け軸６４
ａが、その昇降位置を自在に決められるように設けられ
ており、取付け軸６４ａの上端に外溝ステーター２１が
水平に取付けられている。

【００３８】そして、第１モーター５０と第２モーター
４４の駆動により、回転軸５と作動軸６を駆動し、ボビ
ン６３から引き出された電線２３を、作動軸６の軸孔６
ａを通してノズル８の先端から引き出すと共に、ノズル
８とフライヤー軸１９の円錐運動とフライヤー軸線に沿
う前後移動を行わせて、電線２３を外溝ステーター２
１，２１ａの極２２に整然と巻付けることができる。な
お、本発明は前記の実施例に限定されず、各部の構成は
必要に応じて適宜変更することは構わない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の巻線機に
よると、フライヤー軸の傾斜角を調整することにより、
同一の巻線機で極数や極の断面寸法などが異なる各種の
外溝ステーターの巻線を行うことができる。しかもフラ
イヤー軸の傾斜角調整自在な取付け部の構造が簡単であ
り、巻線機の小型化、高速化が可能となる。

【００４０】また、回転軸を中空軸とし、電線を通す作
動軸を回転軸内に挿通したことにより、構造が一層簡単
になり、機械の小型化が可能となった。これら回転軸と
作動軸は共に円筒形であるので、巻線機の高速回転にお
いても不均衡による振動が生じない。

【００４１】以上のように、本発明によると巻線対象で
ある外溝ステーターの小型化、量産化および多様化の要
求に対応でき、かつ巻線機の小型化と高速化が可能とな
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るフライヤー軸の取付け部
の平面図。

【図２】図１の側面図。

【図３】図１の正面図。

【図４】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図。

【図６】図４のＣ−Ｃ線断面図。

【図７】フライヤー軸の取付け部材の斜視図。

【図８】巻線機の平面図。

【図９】図８の断面図。

【図１０】外溝ステーターとフライヤー軸との関係を示
す説明図。

【図１１】図１０の右側面図から見たフライヤー軸の回
転軌跡の説明図。

【図１２】外溝ステーターの第１例の側面図。

【図１３】外溝ステーターの第２例の側面図。

【符号の説明】

１ 回転体 ５ 回転軸 ６ 作動軸 ８ ノズル １０ ガイド溝 １１ａ 第１案内部材 １１ｂ 第２案内部材 １３ 保持体 １４ａ ナット １４ｃ 調整部ネジ １６ 支軸 １９ フライヤー軸 ２０ ピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にノズルを有するフライヤー軸をそ
   の軸線方向に移動可能に、かつ前記フライヤー軸を回転
   体の回転軸線に対して傾斜して設け、前記回転軸線のま
   わりに円錐軌跡を描いて前記フライヤー軸を回転させる
   ようにした外溝ステーターの巻線機において、前記フラ
   イヤー軸をその軸線方向に移動可能に支持する保持体を
   設け、この保持体をフライヤー軸の軸線と直交する方向
   に設けた支軸を介して、回転体に傾斜角調整可能に取付
   けたことを特徴とする外溝ステーターの巻線機。
2. 【請求項２】 保持体は回転体に形成された溝部に嵌合
   され、かつ支軸を介して溝部の両側壁に揺動可能に支持
   され、この支軸と離れて保持体に設けられた傾斜角位置
   決め部材が支軸を曲率中心とする円弧状のガイド溝に挿
   入され、フライヤー軸をその軸線方向に前後移動させる
   伝達機構が前記回転体に設けられた第１案内部材と、こ
   の第１案内部材にスライド自在に組合わされた第２案内
   部材とから構成され、この第２案内部材がフライヤー軸
   に枢軸を介して結合された構成を特徴とする請求項１記
   載の外溝ステーターの巻線機。
3. 【請求項３】 回転体は中空の回転軸に取付けられ、第
   １案内部材は回転軸に挿入され、中心部に電線を通す軸
   孔を有すると共に、回転軸から突出し、かつ軸線方向に
   可動自在な作動軸に設けられていることを特徴とする請
   求項２記載の外溝ステーターの巻線機。