CN1199014A

CN1199014A - 绕线机

Info

Publication number: CN1199014A
Application number: CN 98108936
Authority: CN
Inventors: 小田切幸男
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 1998-11-18
Also published as: MY122123A; JPH10322983A

Abstract

一种绕线机,具备:以从两侧夹着电枢铁心上1根凸极的状态进入的成型器的引导部;防止线圈线卷绕在非对象凸极用的侧导板;一边围绕成形器旋转一边对凸极作绕线动作的翼锭,在翼锭围绕成形器旋转1周的过程中,在线圈线未与侧导板抵接时的旋转速度低于线圈线与侧导板抵接时的旋转速度。本发明的绕线机可从凸极的根部整齐地绕线,且可确保线圈的高占空系数。

Description

绕线机

本发明涉及在小型电动机所用的电枢铁心上形成线圈用的绕线机，尤其涉及使用了翼锭(フライャ-)的绕线机的改良。以下把形成线圈用的线材称为线圈线。

传统的绕线机大致可分为图6所示的使用喷嘴的和图8所示的使用翼锭(フライャ-)的。在图6的喷嘴式绕线机160上，喷嘴161的顶端162插入开槽166内，该开槽166形成于电枢铁心163上将被施加线圈线164的对象凸极165的两侧。一边从喷嘴顶端162吐出线圈线164，一边使喷嘴161在作为绕线对象的凸极165周围旋转，同时同步地直线移动喷嘴顶端162，将线圈线164整齐地绕在凸极165的主体部167的外周。

而图8所示的翼锭式绕线机170是由一边沿规定的圆形轨道旋转一边从顶端171供给线圈线172的翼锭173、在电枢铁心174的要施加线圈线172的对象凸极175上引导线圈线172的成形器176、以及防止线圈线172绕到非对象凸极177上的侧导板178形成。即，翼锭173在电枢铁心174外部的附近位置以对象凸极175的径向轴179为中心旋转，一边用成形器176的外缘180引导从翼锭173的顶端171供给的线圈线172，一边从凸极175的根部起沿主体部181的外周依次绕线。

喷嘴式绕线机160(见图6)的优点是可以一边直接拉伸在喷嘴顶端162与凸极主体部167之间卷绕的线圈线164，一边与喷嘴161的运动对应动作而整齐地绕线。然而，只要喷嘴顶端162是在圆形轨道上旋转，便如图7(a)所示，如果凸极165和开槽166间的构造关系适当，则喷嘴顶端162能够在圆形轨道上旋转，而如果凸极165和开槽166之间的构造关系如图7(b)那样，开槽166的空间相对凸极165的厚度而言显得过窄，则无法使喷嘴161经过开槽166而旋转。

即，从凸极165的外侧起动的喷嘴顶端162a受相邻的凸极168的妨碍，而从开槽166内起动的喷嘴顶端162b则受作为绕线对象的凸极165妨碍，无论何种情况都无法作圆形轨道上的旋转。从而，适用于喷嘴式绕线机160的电枢铁心163，其凸极165和开槽166间的构造关系只限于譬如图7(a)所示的形态。

另外，如图6所示，在喷嘴式绕线机160上，喷嘴161上沿凸极主体部167定向引导线圈线164的只是内侧极有限的一部分侧边缘，而外径比线圈线164粗的喷嘴161上与引导无关的其他外鞘部分则会与周围构件相互干扰，导致有时喷嘴161不能插入开槽166的深处。从而，难以从凸极165的根部起卷绕，导致线圈的占空系数降低，这一点也使适用的电枢铁心163的凸极165与开槽166间的构造关系受到限制。

另一方面，在翼锭式绕线机170(见图8)上，从翼锭173的顶端171流入的线圈线172虽有成形器外缘引导，但如图所示，由于不设上述喷嘴式绕线机160上所见的喷嘴161一类的支撑体，故引导路径不固定，一旦使翼锭173作高速旋转，线圈线172在凸极主体部181上的卷绕即变得不稳定，难以整齐卷绕，变得杂乱无章。因此，线圈对电枢铁心174的占空系数很低，对譬如转矩等电动机特性产生很大影响。

因此本发明的目的在于提供一种作为不影响电枢铁心构造的翼锭式绕线机、且可确保足够的线圈占空系数的绕线机。

为了实现上述目的，本发明的绕线机具备：设有引导部的成形器，其引导部以从两侧夹着多凸极电枢铁心上1根凸极的状态进入；分别设于与所述凸极相邻的2根凸极的顶端一侧、防止线圈线卷绕在所述凸极以外的凸极用的侧导板；一边围绕所述成形器旋转一边对所述凸极作形成线圈的绕线动作的翼锭。

因此，在所述翼锭围绕所述成形器旋转1周的过程中，使所述线圈线未与所述侧导板抵接时的旋转速度低于所述线圈线与所述侧导板抵接时的旋转速度。

即，在所述翼锭围绕所述成形器旋转1周的过程中，使旋转速度发生4次变化，并且使所述成形器沿所述凸极的凸出方向作直线移动，以在所述凸极上整齐地绕线。

以下是对附图的简单说明。

图1是本发明的绕线机的模式俯视图。

图2是沿图1中II-II线的放大剖视图。

图3是说明本发明绕线机的线圈线卷绕动作的俯视图。

图4是本发明绕线机上翼锭旋转速度的电动式控制装置的模式说明图。

图5是本发明绕线机上翼锭旋转速度的机械式控制装置的模式说明图。

图6是传统的喷嘴式绕线机上主要部分的概略说明图。

图7是说明传统喷嘴式绕线机的喷嘴运动范围与凸极间关系的俯视图。

图8是传统翼锭式绕线机主要部分的概略说明图。

以下结合附图说明本发明绕线机的实施形态。图中相同的部位均用相同符号表示。图1中电枢铁心10固定在回转台15上，并使形成线圈用的线圈线11的卷绕对象凸极12的轴线13对准绕线机14。防止线圈线11卷绕在位于卷绕对象凸极12两侧的凸极16上的侧导板17设于将凸极16相对于绕线机14遮蔽的位置。

另一方面，用符号18表示的成形器安装在沿着与凸极12的轴线13一致的中心线19作直线移动(箭头D)的主轴20的顶端部，具有通过压缩弹簧21向着凸极12施加作用力的抵接卡爪22。抵接卡爪22形成其两侧面23的宽度逐渐向前侧面24缩小的斜面，并被沿该两侧面23滑动的引导部25所夹持。

另外，在引导部25上与抵接卡爪22间滑动接触的位置埋入销子26，销子26的头部26a与凹设于抵接卡爪22上的T型槽27嵌合，并被向中心线19方向引导(见图2)。引导部25是将设于根部的滑动轴承28嵌入在主轴20的顶端部向侧面伸出的导杆29而受到支撑并滑动自如。而且两个引导部25通过拉伸螺旋弹簧30而连接，并使其受到相互靠近的作用力。31是把拉伸螺旋弹簧30支撑为延伸状态的支柱，埋设于各引导部25的两侧面。另外，也可不用拉伸螺旋弹簧30的弹力而设置两个引导部25。

从而，在自然状态下，抵接卡爪22由于压缩弹簧22的作用力而向顶端方向(凸极12的方向)移动，故两个引导部25、25的间隔拉开，抵接卡爪22的前侧面24比前缘32还要略向前面伸出。相反，一旦使抵接卡爪22克服压缩弹簧21的作用力而靠近主轴20，由于拉伸螺旋弹簧30的张力与卡合于T型槽27的销子头部26a的配合，两个引导部25、25便沿着抵接卡爪22的两侧面23的斜面移动，且两个引导部25、25的间隔变窄。

一旦使被滑动键20a止转而只能自如地作直线移动的主轴20沿轴线19前进，将抵接卡爪22的前侧面24和凸极12的外周面33在对齐的位置抵接，并使其进一步克服压缩21的作用力而前进，两个引导部25、25的前缘32、32便越过凸极12的伞形部34，一边以从两侧夹着凸极12的主体部35的状态相互接近，一边进入开槽36内。正如在上述喷嘴式绕线机上所见的喷嘴一样，由于在线圈线的外围没有会受周围构件妨碍的周壁，故可使两个引导部25、25的前缘32、32始终毫无妨碍地位于凸极主体部35的根部附近。另外，也可采用如下构造，即，当两个引导部25、25以从两侧夹着凸极12的主体部35的状态进入时，各引导部25、25互相对着铁心的层叠方向，以夹着凸极12的上下的状态进入。

37是翼锭，一边从顶部辊子38供给线圈线11，一边以轴线19为中心在规定的位置进行旋转(箭头S)，线圈线11脱离顶部辊子38的圆周运动后被导板前缘32的形状所引导，并沿凸极主体部35的外形而卷绕。这时，一旦使主轴20渐渐向脱离凸极12的方向后退，两个引导部25、25便一边沿着外侧面引导线圈线11，一边用前缘32、32将线圈线11的卷绕位置渐渐向凸极12的外周方向移动。通过使主轴20的直线移动与翼锭37的旋转同步，可以使线圈线11整齐地卷绕。

图3是用上述构造的绕线机把线圈线11卷绕在凸极主体部35上的过程的模式俯视图，表示翼锭37顺时针方向旋转时在顶部辊子38和凸极主体部35之间拉长的线圈线11的中途形状，譬如在位置a和位置b上在凸极主体部35和顶部辊子38之间被拉成直线的线圈线11一旦移动到位置c，便与侧导板17的面接触，使其移动受到阻止，并从接触点t1起弯曲。随着顶部辊子38的移动，位置d上的弯曲位置一边在侧导板17面上滑动，一边移动到接触点t2。然后移动到位置e时，线圈线11再次在顶部辊子38与凸极主体部35之间被拉成直线。

如图3所示，线圈线11的这一移动过程在图中左侧的侧导板17处也在位置f～i上同样地进行，翼锭37旋转1周即完成线圈线11的1圈卷绕。在这1个周期中，由于在从位置b到位置e以及从位置f到位置i的范围内，线圈线11发生弯曲，故线圈线11追随翼锭37移动的动作发生延迟。

因此，如果在翼锭37的1周旋转中在2处、在从位置b到位置e以及从位置f到位置i的范围内高速转动，以缩短线圈线11的延迟时间，则线圈11的圆周角速度至少从宏观上看是近似于平均的，随着与两个引导部25、25的前缘32、32卷绕线圈线11的动作同步进行的位置移动，线圈线11便被整齐地绕成线圈，并可得到理想的线圈占空系数。另外通过使1周旋转过程中的局部高速化，可以缩短绕线工序的时间，提高生产效率。

这样，以极短的时间通过侧导板17之类不确定因素(这类因素会产生不能追随翼锭37连续旋转运动的不连续部分)的介入区域，使线圈线11的卷绕模式在总体上稳定化，这就是本发明的绕线机的基本概念。

以下结合图4、图5说明为在本发明绕线机14的翼锭37旋转1周的过程中交替实现高速和低速而使速度发生4次变化用的装置的实施例。图4是电动式速度控制装置的实施例，图5是机械式速度控制装置的实施例，当然，作为这类速度控制装置，还可使用各种技术，以下的实施例并不限定本发明的绕线机。

在图4中，围绕中心线19顺时针方向旋转的翼锭37处于侧导板17即将与从顶部辊子38吐出的线圈线11接触的位置b。扇形片40直接连接在翼锭37的旋转轴(未图示)上并与翼锭37一体旋转。扇形片40由2块扇形不透明片41、42重叠而成，可根据侧导板17与线圈线11之间的接触条件而调节间隙43的开度。

即，通过使调节螺钉46沿着固定在前述旋转轴上的臂44上所设的贯通槽45而在半径方向滑动，由于与开设在扇形不透明片41、42上的倾斜长孔47、48卡合的调节螺钉46的顶端在扇形不透明片41、42上转动，使重叠部分的相对角度发生变化，由此而可改变间隙43的开度。

扇形片40的外周设有对间隙43进行感知的光电开关50，产生信号51。根据信号51，第1AND电路52将来自高频端发射器53的脉冲加以输出，脉冲电动机驱动电路54便使脉冲电动机55作高速旋转。这时接收信号51的反向信号的第2AND电路56没有输出。

一旦间隙43通过光电开关50，扇形不透明片42遮断光电开关50，AND电路52即停止输出，同时信号51的反向信号输入AND电路56，并从AND电路56输出低频端发射器57的脉冲，脉冲电动机驱动电路54便使脉冲电动机55作低速旋转。

由于扇形片40上在2处设置间隙43，翼锭37在旋转1周的过程中要交替通过2处低速区域和高速区域。这样，翼锭37的旋转速度便可在旋转1周的过程中发生4次变化。另外，图中虽未示出，但也可以插入闩锁电路，以在旋转速度从高速区向低速区转换时使脉冲电动机作瞬时停止。

以下说明机械式速度控制装置。在图5中，在与翼锭37同轴的旋转轴60上同相位地固定着凸轮板61并与之一体旋转。另一方面，在旋转轴60上经过单向离合机构63而连接着副齿轮62。而且，副齿轮62与经过齿轮箱64而与驱动电动机65连接的驱动轴66上所固定的驱动齿轮67啮合。

关于单向离合机构63的弹簧。当凸轮板61比副齿轮62先旋转时，旋转轴60因弹簧向与卷绕方向相反的方向扭转而被释放，可在副齿轮62旋转之前自由地使旋转轴60作高速旋转。当没有来自凸轮板61的动力时，副齿轮62便绑紧弹簧，以低速驱动旋转轴60。为了便于理解，图中所示的单向离合机构63是弹簧，不言而喻，只要是具备相同功能的单向离合器均可适用。

另外，在驱动轴66上固定着与凸轮板61的外周面68卡合以传输动力的圆盘69。圆盘69的与凸轮外周面68卡合的外周面70最好是耐摩性好、有弹性的硬质橡胶面。

副齿轮62与驱动齿轮67的齿轮比为1∶1，凸轮板61与圆盘69的外径比譬如为1∶2。当需要根据侧导板17与线圈线11之间的接触条件或绕线工序的要求而选择其他凸轮形状及/或与圆盘间的外径比时，可以换上具有适宜的其他形状及/或外径比的凸轮板与圆盘进行组合。

在围绕中心线19旋转的翼锭37处于侧导板17即将与从顶部辊子38吐出的线圈线11接触的位置b时，凸轮板61与圆盘69开始卡合。凸轮板61在副齿轮62旋转之前先行被圆盘69带动而高速旋转，并在与圆盘69卡合的范围内，凸轮板61通过直接连接的旋转轴60而以高速转动翼锭37。其间，由于单向离合器63的作用，副齿轮62与旋转轴60之间的连接被解除。

一旦翼锭37到达解除凸轮板61与圆盘69间卡合的位置e，旋转轴60便经过单向离合器63而与副齿轮62连接，并受到来自驱动齿轮67的动力传输，以低速转动翼锭37。由于在凸轮板61上设有2处与圆盘69卡合的外周面68，故翼锭37在旋转1周的过程中要通过2处低速区和高速区。这样，在翼锭37旋转1周的过程中就可以使旋转速度机械性地发生4次变化。

如上所述，本发明的绕线机是翼锭式的，没有喷嘴式绕线机上所见的妨碍插入的外鞘部分，而是设置可把成形器插入到电枢铁心深处的滑动导板，而且为了补偿线圈线的弯曲导致的追随动作延迟，在翼锭旋转1周的过程中使速度有高有低，故不仅可以整齐地绕制线圈，还可从开槽的深处开始绕线，可提高线圈的占空系数，提高电动机特性(譬如转矩)。而且由于总体上的绕线速度加快了，使生产效率得以提高。

Claims

1.一种绕线机，其特征在于，具备：设有引导部的成形器，且所述引导部以从两侧夹着多凸极电枢铁心上1根凸极的状态进入；分别设于与所述凸极相邻的2根凸极的顶端一侧、防止线圈线卷绕在所述凸极以外的凸极用的侧导板；一边围绕所述成形器旋转一边对所述凸极作形成线圈的绕线动作的翼锭，在所述翼锭围绕所述成形器旋转1周的过程中，在所述绕线用线圈线未与所述侧导板抵接时的旋转速度低于所述线圈线与所述侧导板抵接时的旋转速度。

2.根据权利要求1所述的绕线机，其特征在于，在所述翼锭围绕所述成形器旋转1周的过程中，旋转速度变化4次。

3.根据权利要求1或2所述的绕线机，其特征在于，使所述成形器向所述凸极的凸出方向作直线移动，并在所述凸极上整齐地绕线。