JP2000050582A - ノズル直巻き巻線機 - Google Patents

ノズル直巻き巻線機

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JP2000050582A
JP2000050582A JP10208141A JP20814198A JP2000050582A JP 2000050582 A JP2000050582 A JP 2000050582A JP 10208141 A JP10208141 A JP 10208141A JP 20814198 A JP20814198 A JP 20814198A JP 2000050582 A JP2000050582 A JP 2000050582A
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JP
Japan
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nozzle
core
locus
motor
winding machine
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Application number
JP10208141A
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English (en)
Inventor
Shinya Hasegawa
Nobuo Miyawaki
Takayuki Mochizuki
伸郎 宮脇
隆之 望月
紳也 長谷川
Original Assignee
Odawara Engineering Co Ltd
株式会社小田原エンジニアリング
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルが楕円軌跡や円軌跡を描くことにより
コアに巻線する高速巻線可能なノズル直巻き巻線機を用
いてノズルとコアとの干渉を回避する。 【解決手段】 主軸モータ10の回転を軸線を傾斜させ
た偏心軸12,自在継手13を介して連接ロッド14に
伝え、この連接ロッド14の中間部を摺動軸受15に挿
通させ、先端に突設したノズル1に楕円軌跡Bを描かせ
る。コア2が固定であるとノズル1に当接するので、コ
ア2をインデックス回転させるサーボモータ24を主軸
モータ10に同期させてノズル1の360度旋回中に2
回又は4回搖動回転させることによりノズル1との干渉
を回避し、角軌跡と同等の効果を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、固定子や回転子
のモータコアにノズルから供給されるワイヤを直接巻き
付けてコイルを形成するノズル直巻き巻線機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のノズル直巻き巻線機を用
いてモータコア(以下「コア」と略称する)を巻線する
には、ノズルがスロットを通過するときはコアの平面に
垂直にノズルを直線状に往復させ、コイルエンド部では
ノズルを所定角度旋回させることにより、ノズルの軸線
をほぼコア中心に向けるとともに、ノズル先端にほぼ長
方形の角軌跡を描かせて巻線する方法が用いられてい
た。
【0003】また、コアのオープンスロットが広い場合
や積厚の薄い場合は、ノズル先端に楕円軌跡や疑似楕円
軌跡(以下「楕円軌跡」と総称する)を描かせたり、フ
ライヤ等による円軌跡を描かせたりすることも可能であ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のノズル直巻き巻線機にあっては、ノズル先端
に角軌跡を描かせるためには、先端部にノズルを突設し
たスピンドルシャフトを往復駆動するクランク機構部
と、このスピンドルシャフトをその軸線の回りに所定角
度搖動回転させる構造複雑で高価なカムユニットとを必
要としていた。そして、このカムユニットの振動や耐久
性の確保等の理由でノズルの駆動速度を上げることがで
きず、生産性が低いという問題点があった。また、この
ようなカムユニットに代えてモータを用いる方法もある
が、駆動速度がさらに低くなるとともにコスト高になる
点にも問題があった。
【0005】一方、ノズル先端に楕円軌跡又は円軌跡を
描かせる場合には、構造が比較的簡単で高速運転も可能
であるが、ノズルがコアのスロットを通過するとき、曲
線運動をするので、オープンスロット幅が狹い場合や積
厚が厚い場合には、ノズルがコアの歯部に干渉してオー
プンスロットを通過できないという問題点があった。
【0006】図12は、ノズル1が描く角軌跡Aと楕円
軌跡Bとを比較してその作動状態を示す説明図である。
ノズル1が積厚の厚いコア2の一対のオープンスロット
2a,2aを挿通して矢示X方向に360度旋回すると
き、ノズル1が角軌跡Aを描く場合は歯先2bに当接す
るおそれはない。
【0007】一方、ノズル1が楕円軌跡Bを描く場合、
図12の(a)の場合は歯先2bの4隅近傍で、同図の
(b)の場合はノズル1が挿通するオープンスロット2
a,2aの外側の2つの歯先2b′,2b″がノズル1
に干渉してノズル1の旋回が不能になる。なお、この状
態はノズル1が円軌跡を描く場合も同様である。
【0008】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、構成が簡単で高速運転が可能な楕円軌跡や円軌
跡の巻線機を用いてノズルと歯先との干渉を回避し得る
ノズル直巻き巻線機を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、主軸モータを回転させてワイヤ供給用の
ノズルに楕円軌跡又は円軌跡を描かせることにより、モ
ータコアにワイヤを直接巻き付けてコイルを形成するノ
ズル直巻き巻線機において、上記楕円軌跡又は円軌跡
と、上記モータコアのスロット挿通部がその面に垂直な
直線状である角軌跡との差分を、上記モータコアを搖動
回転させることにより補償するコア搖動手段を設けたノ
ズル直巻き巻線機を提供するものである。
【0010】そして、上記のノズル直巻き巻線機におい
て、コア搖動手段は、モータコアを各巻線毎に所定角度
ずつインデックス回転させるサーボモータを動力源とす
るのがよく、上記サーボモータは、主軸モータの回転に
同期して回転するようにするのが好ましい。また、この
ようなノズル直巻き巻線機において、楕円軌跡又は円軌
跡と角軌跡との差分は、ノズルの1旋回中に2箇所で補
償するようにしてもよく、4箇所で補償するようにして
も差支えない。
【0011】この発明は上記のように構成することによ
り、構成簡単で安価な楕円軌跡又は円軌跡の巻線機を用
いてコアを搖動させることにより、角軌跡との差分を補
償してノズルと干渉しない高速の巻線を行うことが可能
になる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基いて具体的に説明する。図1は、この発明の第1実
施形態の要部を示す斜視図、図2は、コアとノズルとの
関係位置を示す説明図、図3の(a)は、その作動状態
を示す作動説明図、(b)は、ノズル360度旋回中の
コアの搖動状態を示す線図である。
【0013】図1において、主軸モータ10の出力軸に
回転板11を固設し、回転板11に傾斜フランジ11a
を一体とし、この傾斜フランジ11a上に、回転板11
の回転中心から所定量偏心させて偏心軸12を設ける。
この偏心軸12に自在継手13を回転自在に装着し、自
在継手13を介して偏心軸12と連接ロッド14の基端
部とを接続する。
【0014】連接ロッド14の先端部にワイヤ供給用の
ノズル1を突設し、その中間部を摺動軸受15により軸
線方向に摺動自在で軸線の回りに搖動回転自在に装着
し、この摺動軸受15を固定の軸受16に回転自在に装
着するようにしてノズル1に楕円軌跡B1を描かせる。
【0015】一方、巻線しようとするコア2を保持する
コアホルダ20を、タイミングプーリ21,22とタイ
ミングベルト23を介してコア2のインデックス回転用
のサーボモータ24に連結し、サーボモータ24を回転
させることにより、コアホルダ20を介してコア2を各
巻線毎に所定角度ずつインデックス回転させる。同時
に、主軸モータ10の回転に同期してサーボモータ24
を回転させることにより、ノズル1の360度旋回中に
コア2を所要角度搖動回転させるように構成する。
【0016】上記の巻線中のコア2の搖動回転により、
ノズル1のコア2に対する楕円軌跡を理想的な角軌跡に
変換させたのと同等の相対位置関係を得ることができ
る。すなわち、図2に示すようなアウタ巻線のコア2を
ノズル1の360度旋回中に、主軸モータ10の回転に
同期して搖動回転させることにより、楕円軌跡又は円軌
跡と角軌跡との差分を補償してノズル1とコア2との干
渉を回避させることが可能になる。
【0017】いま、図3の(a1)に示すように、ノズ
ル1が最上部に位置する旋回角0度の位置から主軸モー
タ10が回転してノズル1が楕円軌跡B1上を反時計方
向に旋回し、(a2)の位置を経て(a3)に示す旋回
角90度の位置に旋回するとき、コア2は基準位置から
図2で反時計方向に回転し、同図の(a2)に示す歯先
2bの左上角部2baとノズル1との干渉を回避した
後、基準位置に復帰する。
【0018】ノズル1が図3の(a3)に示す旋回角9
0度の位置から(a4)の位置を経て(a5)に示す旋
回角180度の位置に旋回するときも、コア2は基準位
置から図2で反時計方向に回転し、図3の(a4)に示
す歯先2bの左下角部2bbとノズル1との干渉を回避
した後、基準位置に復帰する。
【0019】ノズル1が図3の(a5)に示す旋回角1
80度の位置から(a6)の位置を経て(a7)に示す
旋回角270度の位置に旋回するときは、コア2は基準
位置から図2で時計方向に回転し、図3の(a6)に示
す歯先2bの右下角部2bcとノズル1との干渉を回避
した後、基準位置に復帰する。
【0020】ノズル1が図3の(a7)に示す旋回角2
70度の位置から(a8)の位置を経て(a9)に示す
旋回角360度の位置に旋回するときも、コア2は基準
位置から図2で時計方向に回転し、図3の(a8)に示
す歯先2bの右上角部2bdとノズル1との干渉を回避
した後、基準位置に復帰して図3の(a9)に示す最初
の状態に戻る。
【0021】このように、ノズル1が旋回角0度から3
60度まで旋回するときのコア2の歯先2bとノズル1
との相対位置関係は、あたかも図4に示すように、コア
2が固定で実際のノズル1の楕円軌跡B1が同図の
(a)の状態から(b)に示す角軌跡A1に補正された
かのように作用する。そして、そのときの楕円軌跡B1
の補正量は、同図の(c)に示すように、角軌跡A1と
の差分D1に相当し、この差分D1をノズル1の360
度旋回中に4回補正した場合と同様になる。
【0022】次に、図5の(a)は、この発明の第2実
施形態の作動状態を示す作動説明図、(b)は、ノズル
360度旋回中のコアの搖動状態を示す線図であり、こ
のとき、巻線機の構成は図1と同様である。この第2実
施形態は、例えば、前第1実施形態より離心率の低いノ
ズル1の楕円軌跡B2を有している場合にこの発明を実
施した例である。
【0023】いま、図5の(a1)に示すように、ノズ
ル1が最上部に位置する旋回角0度の位置から楕円軌跡
B2上を反時計方向に旋回し、(a2),(a3),
(a4)の位置を経て(a5)に示す旋回角180度の
位置まで旋回するとき、コア2は基準位置から図2で時
計方向に徐々に回転し(a3)に示す旋回角90度の位
置で回転角が最大となって左隣りの歯先2b′との干渉
を回避した後、徐々に回転角を小さくして(a5)に示
す基準位置に復帰する。
【0024】ノズル1が図5の(a5)に示す旋回角1
80度の位置から(a6),(a7),(a8)の位置
を経て(a9)に示す旋回角360度の位置に旋回する
とき、コア2は基準位置から図2で反時計方向に徐々に
回転し、(a7)に示す旋回角270度の位置で回転角
が最大となって右隣りの歯先2b″との干渉を回避した
後、徐々に回転角を小さくして(a9)に示す基準位置
に復帰する。
【0025】このように、ノズル1が旋回角0度から3
60度まで旋回するときのコア2の歯先2b,2b′,
2b″とノズル1との相対位置関係は、あたかも図6に
示すように、コア2が固定で実際のノズル1の楕円軌跡
B2が同図の(a)の状態から(b)に示す角軌跡A2
に補正されたかのように作用する。そして、そのときの
楕円軌跡B2の補正量は、同図の(c)に示すように、
角軌跡A2との差分D2をノズル1の360度旋回中に
2回補正した場合と同様になる。
【0026】次に、図7はこの発明の第3実施形態の要
部のみを示す斜視図、図8の(a)は、その作動状態を
示す作動説明図、(b)は、ノズル360度旋回中のコ
アの搖動状態を示す線図である。
【0027】この第3実施形態では、図7にその要部の
構成を示すように、主軸モータ30の主軸30aに固設
した回転板31の回転中心から所定量偏心させた位置
に、傾斜面32aを有する偏心軸32を設け、主軸30
aの軸線から傾斜させてワイヤ供給用ノズル41を植設
し、主軸モータ30を回転させることにより、ノズル4
1に円軌跡C3を描かせるようにしたフライヤタイプの
ノズル直巻き巻線機を用いるようにしたものであり、そ
の他の構成は図1に示した第1実施例と同様である。
【0028】このような構成で、図8の(a1)に示す
ように、ノズル41が最上部にある旋回角0度の位置か
ら、主軸モータ30が回転してノズル41が円軌道C3
上を反時計方向に旋回すると、コア2は基準位置から図
2で反時計方向に回転し、同図(a2)の近傍で歯先2
bの左上角部2baとノズル41との干渉を回避して
(a3)に示す旋回角90度の位置でコア2は基準位置
に復帰する。
【0029】ノズル41が図8の(a3)に示す旋回角
90度の位置から(a4)の位置を経て(a5)に示す
旋回角180度の位置に旋回するときも、コア2は基準
位置から図2で反時計方向に回転し、(a4)に示す歯
先2bの左下角部2bbとノズル41との干渉を回避し
た後、基準位置に復帰する。
【0030】ノズル41が図8の(a5)に示す旋回角
180度の位置から(a6)の位置を経て(a7)に示
す旋回角270度の位置に旋回するときは、コア2は基
準位置から図2で時計方向に回転し、(a6)に示す歯
先2bの右下角部2bcとノズル41との干渉を回避し
た後、基準位置に復帰する。
【0031】ノズル41が図8の(a7)に示す旋回角
270度の位置から(a8)の位置を経て(a9)に示
す旋回角360度の位置に旋回するときも、コア2は基
準位置から図2で時計方向に回転し、(a8)に示す歯
先2bの右上角部2bdとノズル41との干渉を回避し
た後、基準位置に復帰して(a9)に示す最初の位置に
復帰する。
【0032】この第3実施形態でも、ノズル41が旋回
角0度から360度まで旋回するときのコア2の歯先2
bとノズル41との相対位置関係は、あたかも図9に示
すように、コア2が固定で、実際のノズル41の円軌跡
C3が同図の(a)の状態から(b)に示す角軌跡A3
に補正されたかのように作用する。そして、そのときの
円軌跡C3の補正量は、同図の(c)に示すように、角
軌跡C3との差分D3に相当し、この差分D3をノズル
41の360度旋回中に4回補正した場合と同様にな
る。
【0033】次に、図10の(a),(b)は、この発
明の第4実施形態の作動状態とノズル360度旋回中の
コアの搖動状態をそれぞれ示すものであり、このとき、
巻線機の構成は図7に示したものと同様である。
【0034】上記のような構成で、図10の(a1)に
示すように、ノズル41が最上位に位置する旋回角0度
の位置から円軌跡C4上を反時計方向に旋回し、(a
2),(a3),(a4)の位置を経て(a5)に示す
旋回角180度の位置まで旋回するとき、コア2は基準
位置から図2で時計方向に徐々に回転し(a3)に示す
旋回角90度の位置で回転角が最大となって左隣りの歯
先2b′との干渉を回避した後、徐々に回転角を小さく
して(a5)に示す基準位置に復帰する。
【0035】ノズル41が図10の(a5)に示す旋回
角180度の位置から(a6),(a7),(a8)の
位置を経て(a9)に示す旋回角360度の位置に旋回
するとき、コア2は基準位置から図2で反時計方向に徐
々に回転し、(a7)に示す旋回角270度の位置で回
転角が最大となって、右隣りの歯先2b″との干渉を回
避した後、徐々に回転角を小さくして(a9)に示す基
準位置に復帰する。
【0036】このように、ノズル41が旋回角0度から
360度まで旋回するときのコア2の歯先2b,2
b′,2b″とノズル41との相対位置関係は、あたか
も図11に示すように、コア2が固定で実際のノズル4
1の円軌跡C4が同図の(a)の状態から(b)に示す
角軌跡A4に補正されたかのように作用する。そして、
そのときの円軌跡C4の補正量は、同図の(c)に示す
ように、角軌跡A4との差分D4をノズル41の360
度旋回中に2回補正した場合と同様になる。
【0037】なお、上記の各実施形態ではこの発明をア
ウタ巻線コアのノズル直巻き巻線機に実施した場合につ
いて説明したが、この発明はそれに限るものではなく、
インナ巻線コアのノズル直巻き巻線機にも何ら支障なく
実施することが可能である。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によるノズ
ル直巻き巻線機は、構成が簡単で高速の楕円軌跡又は円
軌跡の巻線機を用いてコア搖動手段によってコアを搖動
させることにより、角軌跡との差分を補償してノズルと
コアの干渉を回避することが可能になる。
【0039】そして、上記のノズル直巻き巻線機におい
て、コア搖動手段がモータコアをインデックス回転させ
るサーボモータを動力源とすると、別個にコア搖動用の
モータを設ける必要がなく、上記のサーボモータを、主
軸モータの回転に同期して回転させることにより、ノズ
ルの旋回角に比例してコアを正確に回転させることがで
きる。
【0040】そして、このようなノズル直巻き巻線機に
おいて、楕円軌跡又は円軌跡と角軌跡との差分を、ノズ
ルの1旋回中に2箇所で補償すると、モータコアの搖動
が簡略化されて高速巻線が可能になり、4箇所で補償す
ると、楕円軌跡又は円軌跡をより一層角軌跡に近付ける
ことができてオープンスロット幅がきわめて小さいモー
タコアにも干渉なく巻線することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態の要部を示す斜視図で
ある。
【図2】同じくそのノズルの楕円軌跡と角軌跡との違い
を示す説明図である。
【図3】同じくその作動説明図である。
【図4】同じくそのコアとノズルとの相対位置関係を示
す説明図である。
【図5】この発明の第2実施形態の作動説明図である。
【図6】同じくそのコアとノズルとの相対位置関係を示
す説明図である。
【図7】この発明の第3実施形態の要部を示す斜視図で
ある。
【図8】同じくその作動説明図である。
【図9】同じくそのコアとノズルとの相対位置関係を示
す説明図である。
【図10】この発明の第4実施形態の作動説明図であ
る。
【図11】同じくそのコアとノズルとの相対位置関係を
示す説明図である。
【図12】従来のノズル直巻き巻線機においてノズルの
描く楕円軌跡と角軌跡とを比較して示す説明図である。
【符号の説明】
1,41:ノズル 2:コア 10,30:主軸モータ 11,31:回転板 12,32:偏心軸 13:自在継手 14:連接ロッド 15:摺動軸受 16:軸受 20:コアホルダ 21,22:タイミングプーリ 23:タイミングベルト 24:サーボモータ A,A1,A2,A3,A4:角軌跡 B,B1,B2:楕円軌跡 C3,C4:円軌跡 D1,D2,D3,D4:角軌跡との差分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 紳也 神奈川県足柄上郡開成町吉田島4289 株式 会社小田原エンジニアリング内 Fターム(参考) 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP02 PP10 PP13 QQ02 QQ19

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸モータを回転させてワイヤ供給用の
    ノズルに楕円軌跡又は円軌跡を描かせることにより、モ
    ータコアにワイヤを直接巻き付けてコイルを形成するノ
    ズル直巻き巻線機において、 前記楕円軌跡又は円軌跡と、前記モータコアのスロット
    挿通部がその面に垂直な直線状である角軌跡との差分
    を、前記モータコアを搖動回転させることにより補償す
    るコア搖動手段を設けたことを特徴とするノズル直巻き
    巻線機。
  2. 【請求項2】 コア搖動手段は、モータコアを各巻線毎
    に所定角度ずつインデックス回転させるサーボモータを
    動力源としたことを特徴とする請求項1記載のノズル直
    巻き巻線機。
  3. 【請求項3】 サーボモータは、主軸モータの回転に同
    期して回転するようにしたことを特徴とする請求項2記
    載のノズル直巻き巻線機。
  4. 【請求項4】 楕円軌跡又は円軌跡と角軌跡との差分
    は、ノズルの1旋回中に2箇所で補償するようにしたこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のノ
    ズル直巻き巻線機。
  5. 【請求項5】 楕円軌跡又は円軌跡と角軌跡との差分
    は、ノズルの1旋回中に4箇所で補償するようにしたこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のノ
    ズル直巻き巻線機。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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