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技術 巻線機

出願人 株式会社ベステック
発明者 森川渡
出願日 2000年8月11日 (19年10ヶ月経過) 出願番号 2000-244924
公開日 2002年2月22日 (18年4ヶ月経過) 公開番号 2002-057056
状態 未査定
技術分野 コイルの巻線方法及びその装置 電動機、発電機の製造
主要キーワード ベアリングベース スタート線 タイミングベルト駆動装置 タップ線 剛性面 横移動用 カッタアーム クランプベース
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

ノズル多極電機子の移動時に発生するオーバーシュートを抑え、正確な位置決めを可能とする駆動装置と、タップ線スタート線及びフィニッシュ線の係止を容易に解除できる装置を備える巻線機を提供する。

解決手段

巻線機100は、ベース1、ベース2、ノズル3、回転駆動機構である多極電機子6の割出回転モータ4及びノズル駆動用モータ5で主に構成される。支持部材12にはノズル3及びノズルアーム10を移動させるための回転駆動機構であるノズル駆動用モータ5が取り付けられている。そして、ノズル駆動用モータ5の同軸上に電磁摩擦抵抗機構である電磁ブレーキ24が取り付けられている。また、ベース1には多極電機子の割出回転をする割出回転用モータ4が取り付けられている。そして、電磁摩擦抵抗機構である電磁ブレーキ30が割出回転用モータ4の駆動軸であるスピンドル軸33にタイミングベルト35を介してベース1に取り付けられる。また、線クランプ装置8及び押え具9が容易にタップ線T、スタート線S及びフィニッシュ線Fの係止及びその解除、切断をするよう設けられる。

概要

背景

従来、多極電機子の極(巻芯)にコイル形成用線材を巻きつけるために巻線機が広く使用されている。モータ等、電機子の限られた大きさで性能をより良くするためには、多極電機子の限られた巻線スペースにいかに多くの巻線ができるかということが巻線機に要求される。それには、極に対し隣り合う線材同士を隙間なく整列して巻く、いわゆる整列巻が有効である。

このような場合、線材が繰り出されるノズルを駆動するモータと、多極電機子の割り出し回転をするモータとが個々に駆動し、ノズルと多極電機子が相対的に移動することで極(巻芯)への巻線が短時間でかつ隙間なく、巻き付けることが可能となる。すなわち、ノズルは上下移動し、多極電機子はその中心を軸として回動運動することで線材が極に巻き付けられる。

そして、上記のようなモータは高速回転であるほうが巻線時間を短縮することができるため、大型のモータを用いることとなる。また、駆動伝達装置として、タイミングベルト等が用いられることにより、ノズルや多極電機子を高速移動させることが可能となる。

また、巻線工程において極(巻芯)同士を接続する線材のうち、その一部がタップ線と呼ばれる中間線として多極電機子から距離をおいた係止部に係止される。そして、スタート線及びフィニッシュ線も多極電機子から距離をおいた係止部に係止される。

概要

ノズルや多極電機子の移動時に発生するオーバーシュートを抑え、正確な位置決めを可能とする駆動装置と、タップ線、スタート線及びフィニッシュ線の係止を容易に解除できる装置を備える巻線機を提供する。

巻線機100は、ベース1、ベース2、ノズル3、回転駆動機構である多極電機子6の割出回転用モータ4及びノズル駆動用モータ5で主に構成される。支持部材12にはノズル3及びノズルアーム10を移動させるための回転駆動機構であるノズル駆動用モータ5が取り付けられている。そして、ノズル駆動用モータ5の同軸上に電磁摩擦抵抗機構である電磁ブレーキ24が取り付けられている。また、ベース1には多極電機子の割出回転をする割出回転用モータ4が取り付けられている。そして、電磁摩擦抵抗機構である電磁ブレーキ30が割出回転用モータ4の駆動軸であるスピンドル軸33にタイミングベルト35を介してベース1に取り付けられる。また、線クランプ装置8及び押え具9が容易にタップ線T、スタート線S及びフィニッシュ線Fの係止及びその解除、切断をするよう設けられる。

目的

本発明の課題は、ノズルや多極電機子の移動時に発生するオーバーシュートを抑え、正確な位置決めを可能とする駆動装置と、タップ線、スタート線及びフィニッシュ線の係止を容易に解除できる装置を備える巻線機を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯巻き付け巻線機であって、巻線すべき位置へ前記線材を案内するノズルと、前記ノズルと前記巻芯とを相対的に移動させるために設けられた1つ以上の駆動装置を備え、前記駆動装置には駆動抵抗機構が付加されることを特徴とする巻線機。

請求項2

前記巻線機において、前記駆動装置は回転駆動機構であり、前記駆動抵抗機構は電磁摩擦抵抗機構であり、前記駆動抵抗機構は前記駆動装置によって回転する軸に対して、駆動時に常に抵抗を付加していることを特徴とする請求項1記載の巻線機。

請求項3

線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯に巻き付ける巻線機であって、巻線すべき位置へ前記線材を案内するノズルと、前記ノズルと前記巻芯とを相対的に移動させるために設けられた1つ以上の第一駆動装置を備え、前記第一駆動装置は、その駆動させる方向と同じ又は反対の方向に駆動する他の第二駆動装置とを備えることを特徴とする巻線機。

請求項4

前記巻線機において、前記第一駆動装置は回転駆動機構であり、前記第二駆動装置は回転駆動機構であり、前記第二駆動装置は前記第一駆動装置によって駆動する駆動軸に接続され、前記駆動軸の回転方向と同じ又は逆の回転方向に回転させようとすることを特徴とする請求項3記載の巻線機。

請求項5

前記巻線機において、前記第二駆動装置は前記駆動軸の回転開始及び定常回転時において、前記駆動軸と同じ回転方向に回転し、前記駆動軸の減速回転時及び停止直前において、前記駆動軸と逆の回転方向に回転させようとすることを特徴とする請求項4記載の巻線機。

請求項6

前記巻線機において、前記第一駆動装置は回転駆動機構であり、前記第二駆動装置は回転駆動機構であり、前記第二駆動装置は前記駆動軸と接続され、前記駆動軸の回転方向と同じ回転方向のみに回転することを特徴とする請求項4記載の巻線機。

請求項7

線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯に巻き付ける巻線機であって、前記巻芯に前記線材を巻きつける際の前記線材を保持し、前記巻芯を固定する線材保持装置押え具において、前記押え具にフック部材が備えられ、前記フック部材が巻線中の前記巻芯間の前記線材及び/又はスタート線及び/又はフィニッシュ線を保持し、巻線が終了すると、前記フック部材が傾斜することにより、前記巻芯間の前記線材及び/又はスタート線及び/又はフィニッシュ線の保持が解除されることを特徴とする巻線機。

請求項8

前記巻線機において、前記フック部材は前記押え具が伸縮することにより、前記フック部材を支持する軸を中心に回動させられ、傾斜することを特徴とする請求項7記載の巻線機。

請求項9

前記巻線機において、前記押え具がその内部に有する伸長方向への弾性部材付勢力に反して力が加えられると、前記フック部材は前記押え具のカム部により自身を支持する前記軸を中心にして水平に保たれ、前記力が解除されると前記カム部の干渉がなくなり、前記フック部材は自身を支持する前記軸を中心に傾斜することを特徴とする請求項8記載の巻線機。

請求項10

線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯に巻き付ける巻線機であって、前記巻芯に前記線材を巻きつける際の前記巻芯の前記スタート線及び前記フィニッシュ線を保持する線材保持装置の線クランプ装置において、前記線クランプ装置は前記フィニッシュ線を切断する切断部を備えることを特徴とする巻線機。

請求項11

前記巻線機において、前記切断部は前記フィニッシュ線を切断することと同時に、次回の巻線の前記スタート線を保持することを特徴とする請求項10記載の巻線機。

請求項12

前記巻線機において、前記切断部は前記フィニッシュ線を切断するカッタと、次回の巻線の前記スタート線を保持するクランプとを備え、前記カッタと前記クランプは隣接して配置され、共に弾性部材の付勢力により前記線クランプ装置に取り付けられた受け止め部に向けて押し出され、前記カッタと前記クランプの先端が受け止め部に接し前記スタート線側の前記線材を保持した後、前記カッタのみが前記受け止め部の側面を通過し、前記フィニッシュ線側の前記線材を切断することを特徴とする請求項11記載の巻線機。

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0001

この発明は、主として多極電機子コイル形成用線材巻き付けるための巻線機に関する。

背景技術

0002

従来、多極電機子の極(巻芯)にコイル形成用の線材を巻きつけるために巻線機が広く使用されている。モータ等、電機子の限られた大きさで性能をより良くするためには、多極電機子の限られた巻線スペースにいかに多くの巻線ができるかということが巻線機に要求される。それには、極に対し隣り合う線材同士を隙間なく整列して巻く、いわゆる整列巻が有効である。

0003

このような場合、線材が繰り出されるノズルを駆動するモータと、多極電機子の割り出し回転をするモータとが個々に駆動し、ノズルと多極電機子が相対的に移動することで極(巻芯)への巻線が短時間でかつ隙間なく、巻き付けることが可能となる。すなわち、ノズルは上下移動し、多極電機子はその中心を軸として回動運動することで線材が極に巻き付けられる。

0004

そして、上記のようなモータは高速回転であるほうが巻線時間を短縮することができるため、大型のモータを用いることとなる。また、駆動伝達装置として、タイミングベルト等が用いられることにより、ノズルや多極電機子を高速移動させることが可能となる。

0005

また、巻線工程において極(巻芯)同士を接続する線材のうち、その一部がタップ線と呼ばれる中間線として多極電機子から距離をおいた係止部に係止される。そして、スタート線及びフィニッシュ線も多極電機子から距離をおいた係止部に係止される。

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、このような巻線機において、短い距離を短い時間で往復する場合、比較的軽い移動体であったとしても、その慣性力は増大するため、停止させたい位置よりも少し行き過ぎてから、望ましい位置に戻って停止する現象(これをオーバーシュートと呼ぶ)が発生する。この現象を抑えるためには比較的大型のモータを選定する必要があるが、モータを大型にする程、自身の慣性力も大きくなってしまうため、オーバーシュートを抑えることが困難となる。そして、タイミングベルト駆動装置においても、ボールねじギヤ駆動による移動装置と比較して剛性面で劣っているため、さらに停止時の位置決めが困難なオーバーシュートが発生する。位置決めができなくなると機器が接触し破損する可能性がある。

0007

また、巻線工程においても、タップ線やスタート線及びフィニッシュ線を係止する係止部が容易に係止を解除できない場合、多極電機子1つを製造する時間がより多くかかり、生産数を増やすことができなくなる。

0008

本発明の課題は、ノズルや多極電機子の移動時に発生するオーバーシュートを抑え、正確な位置決めを可能とする駆動装置と、タップ線、スタート線及びフィニッシュ線の係止を容易に解除できる装置を備える巻線機を提供することにある。

0009

上記課題を解決するために、本発明の巻線機の第一の構成は、線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯に巻き付ける巻線機であって、巻線すべき位置へ線材を案内するノズルと、ノズルと巻芯とを相対的に移動させるために設けられた1つ以上の駆動装置を備え、駆動装置には駆動抵抗機構が付加されることを特徴とする。

0010

また、巻線機において、駆動装置は回転駆動機構であり、駆動抵抗機構は電磁摩擦抵抗機構であり、駆動抵抗機構は駆動装置によって回転する軸に対して、駆動時に常に抵抗を付加していることを特徴とする。

0011

このような構成の巻線機において、駆動装置は回転駆動機構であって、これにより回転する軸に対して駆動抵抗機構である電磁摩擦抵抗機構が取り付けられる。すなわち、電磁摩擦抵抗機構は回転する軸の慣性力を低減するために設けられる。これにより、オーバーシュートが減少し、ノズル及び巻芯の正確な位置決めが可能となる。

0012

そして、線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯に巻き付ける巻線機であって、巻線すべき位置へ線材を案内するノズルと、ノズルと巻芯とを相対的に移動させるために設けられた1つ以上の第一駆動装置を備え、第一駆動装置は、その駆動させる方向と同じ又は反対の方向に駆動する他の第二駆動装置とを備えることを特徴とする。

0013

また、巻線機において、第一駆動装置は回転駆動機構であり、第二駆動装置は回転駆動機構であり、第二駆動装置は第一駆動装置によって駆動する駆動軸に接続され、駆動軸の回転方向と同じ又は逆の回転方向に回転させようとすることを特徴とする。

0014

また、巻線機において、第二駆動装置は駆動軸の回転開始及び定常回転時において、駆動軸と同じ回転方向に回転し、駆動軸の減速回転時及び停止直前において、駆動軸と逆の回転方向に回転させようとすることを特徴とする。

0015

このような構成の巻線機において、第一駆動装置によって駆動する駆動軸に接続される第二駆動装置は、駆動軸の回転開始及び定常回転時において、駆動軸と同じ回転方向に回転し、駆動軸の減速回転時及び停止直前において、駆動軸と逆の回転方向に回転するように設けられる。すなわち、駆動軸がその回転開始及び定常回転時において、第二駆動装置は駆動軸の駆動力サポート、つまり駆動軸の慣性力に負けないようにするために駆動軸と同じ回転方向に回転する。また、駆動軸がその減速回転時及び停止直前において、第二駆動装置は駆動軸の慣性力を低減するために駆動軸と逆の回転方向に回転するよう設けられる。これにより、ノズルや巻芯の移動始めにおいて第一駆動装置を助け、移動終わりにおいてオーバーシュートを抑えることが可能となる。

0016

また、巻線機において、第一駆動装置は回転駆動機構であり、第二駆動装置は回転駆動機構であり、第二駆動装置は駆動軸と接続され、駆動軸の回転方向と同じ回転方向のみに回転することを特徴とする。

0017

このような構成の巻線機において、第一駆動装置及び第二駆動装置はほぼ同様のものが用いられ、駆動軸を同じ方向に回転させる。すなわち、大型の駆動装置を用いないで比較的小型の駆動装置を2つ用いるため、駆動装置の回転部及び駆動軸の慣性力を低減させることが可能となり、回転遅れやオーバーシュートが減少する。

0018

そして、線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯に巻き付ける巻線機であって、巻芯に線材を巻きつける際の線材を保持し、巻芯を固定する線材保持装置押え具において、押え具にフック部材が備えられ、フック部材が巻線中の巻芯間の線材及び/又はスタート線及び/又はフィニッシュ線を保持し、巻線が終了すると、フック部材が傾斜することにより巻線中の巻芯間の線材及び/又はスタート線及び/又はフィニッシュ線の保持が解除されることを特徴とする。

0019

また、フック部材は押え具が伸縮することにより、フック部材を支持する軸を中心に回動させられ、傾斜することを特徴とする。

0020

さらに、押え具がその内部に有する伸長方向への弾性部材付勢力に反して力が加えられると、フック部材は押え具のカム部により自身を支持する軸を中心にして水平に保たれ、力が解除されるとカム部の干渉がなくなり、フック部材は自身を支持する軸を中心に傾斜することを特徴とする。

0021

このような構成の巻線機において、巻芯間の線材は巻線初めにおいてフック部材によって保持され、巻線が終了するとフック部材がそのカム部により傾斜し、線材の保持が解除される。これにより、巻線中において巻芯間の線材は固定されるためノズル等が引っ掛けることがなくなる。また、巻線終了後は巻芯間の線材を一度に短時間でその保持を解除することができるため、多極電機子を取り外す時間が短縮され、1個あたりの製造時間が短縮でき、生産効率が上がる。

0022

そして、線材案内機構により案内されたコイル形成用の線材を、巻芯に巻き付ける巻線機であって、巻芯に線材を巻きつける際の巻芯のスタート線及びフィニッシュ線を保持する線材保持装置の線クランプ装置において、線クランプ装置はフィニッシュ線を切断する切断部を備えることを特徴とする。

0023

また、切断部はフィニッシュ線を切断することと同時に、次回の巻線のスタート線を保持することを特徴とする。

0024

また、切断部はフィニッシュ線を切断するカッタと、次回の巻線のスタート線を保持するクランプとを備え、カッタとクランプは隣接して配置され、共に弾性部材の付勢力により線クランプ装置に取り付けられた受け止め部に向けて押し出され、カッタとクランプの先端が受け止め部に接しスタート線側の線材を保持した後、カッタのみが受け止め部の側面を通過し、フィニッシュ線側の線材を切断することを特徴とする。

0025

このような構成の巻線機において、巻線終了時には次回のスタート線がクランプによって保持された後にフィニッシュ線がカッタにより切断される。これにより線材のコントロールが容易となり、次の巻線までの時間が短縮できるため生産効率が向上する。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照して説明する。図1は本発明の実施例1としての巻線機100の全体図である。巻線機100は、ベース1、ベース2、線材案内機構90の一構成要素であるノズル3、駆動装置であり回転駆動機構である多極電機子6の割出回転用モータ4及びノズル駆動用モータ5で主に構成される。ベース1及びベース2は図示しないメインベースに固定される。ベース1は割出回転用モータ4を回動不能に固定する。この割出回転用モータ4付近図3の詳細図にて後に説明する。多極電機子6はその上方向にシリンダ7と、スタート線S及びフィニッシュ線F(図11参照)を保持するための線材保持装置としての線クランプ装置8及び多極電機子6を上から押さえる押え具9が設けられる。シリンダ7はそのシリンダ軸7aを介して線クランプ装置8及び押え具9を多極電機子6に押し付けることにより、多極電機子6は固定される。

0027

ノズル3はノズルアーム10に固定され、ノズルアーム10はタイミングベルト11に固定される。タイミングベルト11はノズル駆動用モータ5と接続される。このノズル駆動用モータ5付近は図2の詳細図にて後に説明する。タイミングベルト11、ノズル駆動用モータ5は支持部材12に固定され、支持部材12はリニアガイド13が取り付けられた送り部材14にビス等で固定される。リニアガイド13はリニアレール15が取り付けられた移動部材16上を多極電機子6に対して進退する方向に移動可能となっている。移動部材16には、送り部材14を移動させるための送り用モータ17が取り付けられる。送り用モータ17はカップリング18を介して、図示しないボールねじ装置により回転運動直線運動に変換し、送り部材14を多極電機子6に対して進退する方向に移動することを可能にする。

0028

移動部材16には、リニアガイド19が取り付けられる。リニアガイド19はリニアレール20が取り付けられたベース2上を送り部材14に対して直交する方向に移動可能となっている。ベース2には、移動部材16を移動させるための横移動用モータ21が取り付けられる。横移動用モータ21はカップリング22(図2参照)を介して、図示しないボールねじ装置により回転運動を直線運動に変換し、移動部材16を送り部材14に対して直交する方向に移動することを可能にする。

0029

図2はノズル駆動用モータ5付近の側面拡大図である。この巻線機100はノズル3を2箇所に設けている。ノズル3はノズルアーム10に固定され、ノズルアーム10はリニアガイド70及びタイミングベルト11にビス等で固定される。リニアガイド70はリニアレール23が取り付けられた支持部材12上を多極電機子6(図1参照)が取り付けられるスピンドル軸33(図3参照)と平行な方向に移動可能となっている。支持部材12にはノズル3及びノズルアーム10を移動させるための回転駆動機構であるノズル駆動用モータ5が取り付けられている。そして、ノズル駆動用モータ5の同軸上に電磁摩擦抵抗機構である電磁ブレーキ24が取り付けられている。ノズル駆動用モータ5は回転する軸である出力軸25からカップリング26を介して支持部材12に取り付けられたプーリ27を回転させる。電磁ブレーキ24はその軸29からカップリング28を介してプーリ27に取り付けられる。プーリ27にはタイミングベルト11が掛けられ、一方のプーリ28と共にタイミングベルト11を移動させる。プーリ27とプーリ28はその回転を支持する軸が平行に設けられているため、その軸間においてタイミングベルト11に取り付けられたノズル3及びノズルアーム10は直線移動することが可能となる。また電磁ブレーキ24はノズル駆動用モータ5の出力軸25に対して同軸上でなくてもよく、プーリ28側に取り付けることも可能である。

0030

図3は割出回転用モータ4付近の拡大図である。ベース1は割出回転用モータ4及び電磁摩擦抵抗機構である電磁ブレーキ30を回動不能に固定する。割出回転用モータ4の回転する軸である出力軸31にはカップリング32が取り付けられ、カップリング32には回転する軸であるスピンドル軸33が取り付けられる。スピンドル軸33にはプーリ34が取り付けられる。プーリ34にはタイミングベルト35が掛けられ、もう一方のプーリ36は電磁ブレーキ30の回転軸37に取り付けられる。スピンドル軸33はベアリング38を介して回動可能に支持される。ベアリング38はベアリングベース39を介してベース1に固定される。スピンドル軸33には多極電機子6を固定するための固定軸40がスピンドル軸33方向に移動可能に取り付けられる。スピンドル軸33と固定軸40の間にはスプリング41が多極電機子6側からの力を吸収するべく配置される。

0031

図4は割出回転用モータ4付近の側面図である。この例では多極電機子6が2個同時に製造できるように設けられている。そのため、割出回転用モータ4及びスピンドル軸33が平行に2個配置される。そして、電磁ブレーキ30はその回転軸37に取り付けられたプーリ36からタイミングベルト35を介してプーリ34が取り付けられたスピンドル軸33に接続される。このような構造においてタイミングベルト35はスピンドル軸33及び回転軸37を頂点とした略三角形状に配置される。

0032

このように電磁ブレーキ30が配置された巻線機100において、ノズル移動及び多極電機子6の割出回転が電磁ブレーキ24,30によりその慣性力が低減するため、オーバーシュートが起きにくくなり、機器の接触による破損が回避できる。

0033

次に本発明の実施例2としての巻線機200の全体図を図5に示す。巻線機200は、ベース1、ベース2、線材案内機構90の一構成要素であるノズル3、第一駆動装置であり回転駆動機構である多極電機子6の割出回転用モータ4及びノズル駆動用モータ5で主に構成される。ここで、実施例1と異なる点は、割出回転用モータ4に接続される電磁ブレーキ30の替わりに第二駆動装置であり回転駆動機構であるモータ42が取り付けられることである。このモータ42は正逆どちらにも回転することが可能であり、駆動軸である出力軸71にプーリ36が取り付けられ、プーリ36に掛けられたタイミングベルト35を介してプーリ34が取り付けられた駆動軸であるスピンドル軸33を回転させるよう設けられる。

0034

図6はノズル駆動用モータ5付近の側面拡大図である。この図において実施例1と異なる点は、ノズル駆動用モータ5に接続される電磁ブレーキ24の替わりに第二駆動装置であり回転駆動機構であるモータ43が取り付けられることである。このモータ43は正逆どちらにも回転することが可能であり、駆動軸である出力軸44からカップリング28を介して、またノズル駆動用モータ5の駆動軸である出力軸25からカップリング26を介して支持部材12に取り付けられているプーリ27を回転させるよう設けられる。したがって、ノズル駆動用モータ5及びモータ43は同軸上に配置される。

0035

図7は巻線時のノズル3及び多極電機子6の作動工程図である。図7(a)に示すように線材は線クランプ装置8および押え具9(図5参照)により保持され、ノズル3内から線材Wが繰り出される。その後、図7(b)に示すようにノズル3がノズル駆動用モータ5(図6参照)により巻芯C間の隙間N1を下降する。この下降始めにおいて、モータ43(図6参照)はノズル駆動用モータ5と同じ回転方向に回転しようとする。

0036

図8図7に続く巻線時のノズル3及び多極電機子6の作動工程図である。図8(a)に示すようにノズル3が巻芯C間の隙間N1を下降した後、割出回転用モータ4(図5参照)は多極電機子6を右回転させる。そして線材は巻芯の側面S1に当接する。モータ43(図6参照)はノズル3がノズル駆動用モータ5(図6参照)により下降し、その下降が停止しようとするときにノズル駆動用モータ5(図6参照)の回転とは逆に回転しようとする。これにより望ましい位置に停止する。また、割出回転用モータ4(図5参照)が多極電機子6を右回転させ始めるときに、モータ42(図5参照)はその回転方向と同じ方向に回転し、割出回転用モータ4(図5参照)の立ち上がりをサポートする。

0037

次に、図8(b)に示すように割出回転用モータ4(図5参照)は多極電機子6を右回転させて、ノズル3を巻芯C間の隙間N1と隣接する隙間N2に位置するところで停止する。モータ42(図5参照)は多極電機子6の割出回転が停止しようとするときに割出回転用モータ4(図5参照)の回転とは逆に回転しようとする。そして、割出回転が終了するとノズル3が隙間N1を通過しつつ上昇する。この上昇始めにおいて、モータ43(図6参照)はノズル駆動用モータ5(図6参照)の回転方向と同じ方向に回転し、ノズル駆動用モータ5(図6参照)をサポートする。

0038

図9図8に続く巻線時のノズル3及び多極電機子6の作動工程図である。図9(a)に示すようにノズル3が上昇する。モータ43(図6参照)はノズル3がノズル駆動用モータ5(図6参照)により上昇し、その上昇が停止しようとするときにノズル駆動用モータ5(図6参照)の回転とは逆に回転しようとする。そして割出回転用モータ4(図5参照)は多極電機子6を左回転させる。そして線材Wは巻芯の側面S2に当接する。割出回転用モータ4(図5参照)が多極電機子6を左回転させ始めるときに、モータ42(図5参照)はその回転方向と同じ方向に回転し、割出回転用モータ4(図5参照)の立ち上がりをサポートする。

0039

図9(b)に示すようにノズル3は最初の隙間N1を下降する。モータ42(図5参照)は多極電機子6の割出回転が停止しようとするときに割出回転用モータ4(図5参照)の回転とは逆に回転しようとする。また、ノズル3の下降始めにおいて、モータ43(図6参照)はノズル駆動用モータ5(図6参照)の回転方向と同じ方向に回転し、ノズル駆動用モータ5(図6参照)をサポートする。

0040

このように、モータ43(図6参照)はノズル3の上下動においてノズル駆動用モータ5(図6参照)をサポートもしくは停止させ、モータ42(図5参照)は多極電機子6の割出回転において割出回転用モータ4(図5参照)をサポートもしくは停止させる。これにより小型モータを用いてもその駆動力が確保でき、位置決めが正確に行えるものとなる。

0041

次に本発明の実施例3としての巻線機300を説明する。これは図5に示すように実施例2と同様のものであるが、第二駆動装置であり回転駆動機構であるモータ42及びモータ43(図6参照)の駆動軸である出力軸71、出力軸44が、常に第一駆動装置であり回転駆動機構であるノズル駆動用モータ5及び割出回転用モータ4の回転する方向と同じ方向に回転するものである。この場合モータは実施例2より小型のモータが使用できる。小型のモータはその慣性力も少ないためオーバーシュートも起きにくく位置決めも容易となる。

0042

図10は本発明の巻線機によるノズル移動及び割出回転の位置と時間における、従来の巻線機によるノズル移動及び割出回転の位置と時間との比較図である。図10(a)は本発明の巻線機であり、図10(b)は従来の巻線機である。ともに横軸は時間で、縦軸は位置となる。従来では位置移動においてその停止時に位置決めが困難となるオーバーシュートが発生していたが、本発明の巻線機では位置移動においてその停止時に位置決めが正確にできるためオーバーシュートが抑えられる。

0043

次に、本発明の巻線機の線材保持装置の押え具9について説明する。図11(a)は押え具9の正面断面図であり、図11(b)は押え具9の側面断面図である。押え具9は複数のフック部材45とそのフック部材45を支持する上押え具46、上押え具46と係合する下押え具47とを有する。フック部材45は上押え具46側に軸48を介して回動可能に取り付けられる。また、複数のフック部材45のうち1つはスタート線S及びフィニッシュ線Fを保持しておくための保持部45aを有する。保持部45aは他のフック部材45より線材Wを保持しやすいよう長く設けられる。また、保持部45aは上押え具46にビス等で固定された弾性部材49と係合し、その弾性部材49を押し縮めるようになっている。

0044

また、フック部材45は曲面部45bを有し、下押え具47に設けられたカム部である凸部47aに係合される。下押え具47には多極電機子6を固定するためのガイド50が取り付けられ、その内部には弾性部材51が上押え具46を上昇方向に付勢するために設けられる。また、弾性部材51の付勢力による移動を限定するためのピン52が上押え具46に固定され、下押え具47の溝47b内に限り上下に移動することとなる。また、図11(b)に示すように線クランプ装置8は上押え具46にベアリング53を介して取り付けられている。

0045

次に巻線工程を説明する。図11に示すようにスタート線Sがフック部材45の保持部45aに保持され、ノズル3(図5参照)が移動することにより多極電機子6に巻線されていく。その際に巻芯C間(図7参照)のタップ線Tもフック部材45に係止される。この間、シリンダ7(図5参照)は多極電機子6を押さえるようにシリンダ軸7aが伸びた状態になっている。このためフック部材45は曲面部45bが凸部47aに接することで水平方向に保たれる。巻線が終了するとそのフィニッシュ線Fもフック部材45の保持部45aに保持される。

0046

図12に示すように巻線が終了すると、シリンダ7は多極電機子6を開放する。と同時に上押え具46は弾性部材51の付勢力により上昇方向へ移動する。するとフック部材45を水平方向に支持していた下押え具47の凸部47aが上押え具46から離れていくことにより、フック部材45は自身の重量により、曲面部45bが凸部47aを滑動しながら軸48を中心として水平方向から下向きに傾斜し始める。これによりスタート線S(図11参照)及びフィニッシュ線F(図11参照)、タップ線T(図11参照)の保持が解除される。

0047

次に、本発明の巻線機の線材保持機構の線クランプ装置8について説明する。図13(a),(b)に示すように線クランプ装置8は切断部であるクランプ53、カッタ54と、クランプベース55、第一弾性部材56、第二弾性部材57、シリンダ58とを有する。クランプベース55には軸59が固定され、その外周には筒状のクランプ53がその軸59方向に移動可能に取り付けられる。軸59の他端にはクランプ53の移動を限定する受け止め部60が取り付けられる。また、クランプベース55とクランプ53の間には第一弾性部材56がクランプ53を受け止め部60方向に付勢するよう設けられる。シリンダ58はそのシリンダ軸58aに筒状部材61が取り付けられ、その他端にカッタアーム62がビス等で固定され、カッタアーム62はクランプ53の側面のガイド面53aに係合するよう取り付けられる。カッタ54はカッタアーム62に取り付けられ、クランプ53の側面に配置される。また、カッタアーム62は第二弾性部材57によりシリンダ58とは反対方向、すなわちカッタ54を押し出す方向に付勢されている。ここで、ガイド面53aはカッタ54の移動量を限定するためにカッタアーム62が止まるための止め部53bを備える。また、ガイド面53aにはクランプ53の第一弾性部材56の付勢力による移動をカッタアーム62により抑制するための押さえ部53cを備える。

0048

線クランプ装置8の作動工程を説明する。図13(a),(b)に示すように線材Wは巻線が終了するとノズル駆動用モータ5(図5参照)及び横移動用モータ21(図5参照)によりクランプ53と受け止め部60の間をカッタ54からクランプ53側へ通過するように配置される。この段階では第一弾性部材56に付勢されているクランプ53は自身の押さえ部53c及びカッタアーム62により受け止め部60方向に移動することができない。

0049

その後、シリンダ58はシリンダ軸58aを押し出す。シリンダ軸58aは第二弾性部材57の付勢力と共に筒状部材61を介してカッタアーム62を受け止め部60側に押し出す。と同時に、クランプ53も第一弾性部材56の付勢力により受け止め部60側に押し出される。そして、線材Wはクランプ53と受け止め部60の間に挟まれ保持される。

0050

その後、図14(a),(b)に示すように、クランプ53は受け止め部60により停止しているが、カッタ54はカッタアーム62がクランプ53の止め部53bに接触するまでシリンダ58及び第二弾性部材57の付勢力により受け止め部60方向に移動する。この際、クランプ53と受け止め部60に挟まれた線材W(図13参照)はカッタ54がクランプ53の側面を通過することにより切断される。クランプ53に保持された線材は次回の巻線のスタート線Sとなり、保持されない線材は終了した巻線のフィニッシュ線Fとなる。

0051

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、当業者が有する知識に基づく改良を適宣付加することができる。

図面の簡単な説明

0052

図1本発明の実施例1としての巻線機の正面図。
図2図1の巻線機のノズル駆動用モータ付近の側面拡大図。
図3図1の巻線機の割出回転用モータ付近の拡大図。
図4図1の巻線機の割出回転用モータ付近の側面図。
図5本発明の実施例2としての巻線機の正面図。
図6図5の巻線機のノズル駆動用モータ付近の側面拡大図。
図7巻線時におけるノズル及び多極電機子の作動工程図。
図8図7に続く巻線時におけるノズル及び多極電機子の作動工程図。
図9図8に続く巻線時におけるノズル及び多極電機子の作動工程図。
図10本発明の巻線機と従来の巻線機の時間と位置に関する比較図。
図11本発明の巻線機の線材保持装置の押え具の正面断面図および側面断面図。
図12図11の押え具の作動図
図13本発明の巻線機の線材保持機構の線クランプ装置の正面図及び断面図。
図14図13の線クランプ装置の作動図。

--

0053

3ノズル
4割出回転用モータ
5 ノズル駆動用モータ
6多極電機子
8 線クランプ装置
9押え具
24電磁ブレーキ
25出力軸
30 電磁ブレーキ
31 出力軸
33スピンドル軸
42 モータ
43 モータ
44 出力軸
45フック部材
45a 保持部
45b曲面部
46上押え具
47 下押え具
47a 凸部
47b 溝
48 軸
52ピン
53クランプ
53aガイド面
53b 止め部
53c押さえ部
54カッタ
56 第一弾性部材
57 第二弾性部材
60 受け止め部
71 出力軸
W線材
Sスタート線
Fフィニッシュ線

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