JP2002262526A - 巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多極電機子を取り外す際に渡り線が他の部材
に干渉することなく取り外すことのできる巻線機を提供
する。 【解決手段】 多極電機子２８の極２９にコイル形成用
の線材Ｗを巻き付ける巻線機１００であって、巻線時に
多極電機子２８を支持する支持手段７０（４５）が、多
極電機子２８の極の全巻幅のうち極内周側で、かつその
多極電機子２８の軸線方向側から片側又は両側を支持す
るように設けられており、巻線された極２９から巻線さ
れる極２９へ線材Ｗを配設するため、支持手段７０（４
５）を軸線を中心に回動移動させた際に、線材Ｗが支持
手段７０（４５）に案内されつつもその支持手段７０
（４５）を押し付けないように、線材Ｗを弛ませる線材
保持手段８０を設けている。

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、主として多極電
機子にコイル形成用の線材を巻き付けるための巻線機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多極電機子の極にコイル形成用の
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】ところで、図７に示すように、1つの極２
９に巻線した後に両隣の極２９以外の極２９に巻線する
場合において、例えば巻線された極２９ａと巻線しうる
極２９ｂとの間に、その極２９同士を結ぶ線材が存在す
る。この線材を渡り線Ｔと呼ぶ。図７（ａ）に示すよう
に、この渡り線Ｔは極２９ａと極２９ｂとが離れれば離
れるほど多極電機子２８の極内周側に干渉する形態で配
設されることとなる。このようになると、巻線が終了し
た多極電機子２８の組立工程において支障をきたす。

【０００４】このため渡り線Ｔが極内周側に干渉にない
ように、巻線時の多極電機子２８を支持する支持手段で
あるワーク押さえ具７０によって、渡り線Ｔがワーク押
さえ具７０に沿って極２９ａと極２９ｂとの間に配設さ
れるようにされている。すなわち、ワーク押さえ具７０
が渡り線Ｔのガイドとして働く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７
（ｂ）に示すように、ワーク押さえ具７０が渡り線Ｔの
ガイドをしたとしても、巻線するのに必要な張力が渡り
線Ｔにもかかっているので、渡り線Ｔがワーク押さえ具
７０を上側から、もしくは側面側から締め付ける形態と
なってしまう。このため、巻線終了時に多極電機子２８
を取り外すためにワーク押さえ具７０を多極電機子２８
から外そうとしても、渡り線Ｔの締め付けによりワーク
押さえ具７０と共に多極電機子２８が移動、すなわち一
体となって移動してしまうために多極電機子２８がワー
ク押さえ具７０から外れなくなってしまう。

【０００６】本発明の課題は、多極電機子を取り外す際
に渡り線が他の部材に干渉することなく取り外すことの
できる巻線機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明の巻線機は、多極電機子の極
にコイル形成用の線材を巻き付ける巻線機であって、巻
線時に前記多極電機子を支持する支持手段が、前記多極
電機子の前記極の全巻幅のうち極内周側で、かつその多
極電機子の軸線方向側から片側又は両側を支持するよう
に設けられており、巻線された極から巻線される極へ線
材を配設するため、前記支持手段を前記軸線を中心に回
動移動させた際に、前記線材が前記支持手段に案内され
つつもその支持手段を押し付けないように、前記線材を
弛ませる線材保持手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】これにより、線材が弛んだ状態で極間を結
ぶため、極と極とを結ぶ線材が支持手段を押し付けるこ
となく、支持手段の形状に沿って配設されることとな
る。このため多極電機子を支持手段から容易に外すこと
が可能となる。

【０００９】そして、前記線材保持手段は、巻線が終了
した極から離間した状態で前記線材を保持し、前記線材
を保持した状態で巻線の対象となる前記極に接近するこ
とにより、前記線材を弛ませる。

【００１０】これにより、線材保持手段が線材を保持し
ながら移動するので、線材の送り量をコントロールする
ような複雑な制御を必要としない。また極から離間した
状態で線材を保持し、その状態で極に接近するという過
程にて線材を弛ませるので、巻線機の可動部分に線材保
持手段を取り付けることが可能となり、新たな可動装置
を増設する必要がなくなる。

【００１１】さらに、巻線された極から巻線される極へ
配設される前記線材の極間連結部において、巻線位置と
は異なる位置で前記線材の極間連結部を前記極中心方向
に押し付ける線材押さえ手段が設けられ、巻線中に、巻
線されている極とは異なる極間にある前記線材の極間連
結部を押し付ける。

【００１２】これにより、弛んだ状態にある線材の極間
連結部を押さえつけるので、多極電機子を組み付ける上
で邪魔にならなくなる。また、上記線材保持手段の制御
に多少の誤差があったとしても、線材押さえ手段が弛ん
だ線材を押さえつけるために、例えば、多品種の多極電
機子を製造する上でも、汎用性を持たせることが可能と
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】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。まず、本発明の巻
線機１００の概要を説明すると、多極電機子２８の極２
９にコイル形成用の線材Ｗを巻き付ける巻線機１００で
あって、巻線時に多極電機子２８を支持する支持手段７
０（４５）が、多極電機子２８の極の全巻幅のうち極内
周側で、かつその多極電機子２８の軸線方向側から片側
又は両側を支持するように設けられており、巻線された
極２９から巻線される極２９へ線材Ｗを配設するため、
支持手段７０（４５）を軸線を中心に回動移動させた際
に、線材Ｗが支持手段７０（４５）に案内されつつもそ
の支持手段７０（４５）を押し付けないように、線材Ｗ
を弛ませる線材保持手段８０を設けている。

【００１４】また、線材保持手段８０は、巻線が終了し
た極２９から離間した状態で線材Ｗを保持し、線材Ｗを
保持した状態で巻線の対象となる極２９に接近すること
により、線材Ｗを弛ませる。

【００１５】具体的に説明すると、図１は本発明の巻線
機１００の全体図を表すものである。この巻線機１００
は、ベース１、可動体２、スピンドル軸３、巻線ヘッド
４、フライヤ５、多極電機子保持手段６で主に構成され
る。なお、多極電機子２８に接近する方向を前進方向、
離間する方向を後退方向と定義する。

【００１６】図２はこの巻線機１００の巻線ヘッド４付
近の拡大正面断面図である。巻線ヘッド４はフォーマガ
イド７、サイドガイド８、フォーマベース９で主に構成
される。フォーマガイド７はフォーマベース9側にリニ
アガイド１０がビス等で固定され、そのリニアガイド１
０に相対応してリニアレール１１がフォーマベース９に
ビス等で固定される。フォーマガイド７は、フォーマベ
ース９上のリニアレール１１を介して、スピンドル軸３
の軸線方向と交差、本実施例では直交する方向に開閉可
能に支持される。フォーマガイド７同士の間にはスプリ
ング６１等の弾性部材(付勢手段)が設けられ、フォーマ
ガイド７同士を閉じる方向に付勢している。フライヤを
回転させるスピンドル軸３の内部にはフォーマガイド７
を開閉するための開閉軸２０が設けられる。開閉軸２０
は、開閉軸移動用モータ３５（図１参照）を用いてスピ
ンドル軸３方向に移動することにより、開閉軸端部のテ
ーパ２０ａを用いてフォーマベース９の軸を中心に開閉
する。開閉軸２０は開閉軸移動用モータ３５（図１参
照）の出力軸３５ａ（図１参照）に固定されたボールね
じシャフト３６ａ（図１参照）が回転し、ボールねじの
ナット部３６（図１参照）を介してスピンドル軸３の軸
方向に移動可能に構成される。

【００１７】フォーマガイド７は開閉軸２０の前進によ
り開閉軸２０端部のテーパ部２０ａがフォーマガイド７
の後端部に形成されたカムフォロワ部７ｃ，７ｃ(一対
ある)の間に入り込んだり、ここから離脱したりするこ
とで、フォーマガイド７、７をフォーマベース９上のリ
ニアレールを介して、スピンドル軸３の軸線方向と直交
する方向に開閉することができる。なお、上記カムフォ
ロワ部７ｃ、７ｃは球状やその他の凸曲面を有するよう
に形成されている。もちろん、開閉は上記のようなカム
機構だけでなく、図示しないがリンク機構等でもよい。

【００１８】図３に示すように、サイドガイド８はフォ
ーマベース９にフライヤ５の回転軸であるスピンドル軸
３の軸方向に移動可能に設けられている。サイドガイド
８は、スピンドル軸３の内部を貫通した伝達棒２６(軸
状部材)によりスピンドル軸３の軸方向に移動可能に構
成される。サイドガイド８は伝達棒２６に固定されてい
る。伝達棒２６はサイドガイド移動用モータ３１（図１
参照）の出力軸３１ａ（図１参照）に固定されたボール
ねじシャフト３２ａ（図１参照）が回転し、ボールねじ
のナット部３２（図１参照）を介して伝達棒２６を移動
可能にしている。

【００１９】スピンドル軸３はフォーマベース９の内部
で回転可能となっており、その回転によってフォーマベ
ース９が連れ回りしないようにベアリング１７等で支持
されている。そして、その内部にはサイドガイド８を移
動させるための伝達軸２６が設けられる。伝達軸２６
は、サイドガイド移動部材７４に連れ回り防止のための
ベアリング７５を介して取り付けられ、そのサイドガイ
ド移動部材７４がアーム７３を介してサイドガイド８を
伝達軸２６の軸線方向に移動させることを可能にしてい
る。さらに、開閉軸２０が伝達軸２６を貫通してその内
部に設けられている。開閉軸２０はその先端にテーパ部
２０ａが設けられ、それが開閉軸２０と連れ回りしない
ようにベアリング７７を介して支持されている。これに
より、スピンドル軸３がコンパクトとなり、ひいては巻
線機１００自体が小型化できる。

【００２０】図１に戻り、フライヤ５は線材Ｗを送るた
めの線材送りリール５ａを備える。フライヤ５は、スピ
ンドル軸３に固定されている。スピンドル軸３は可動体
２にベアリング４０を介して回転可能に支持される。ス
ピンドル軸３はスピンドル軸回転用モータ１４によりプ
ーリ１５とタイミングベルト１６を介して回転する。巻
線ヘッド４はスピンドル軸３と同軸に配置され、ベアリ
ング１７により非回転状態にて支持している。フライヤ
５内部には複数の遊星ギヤ軸１８ａがベアリング４２を
介して回転可能に軸着され、これに遊星ギヤ１８、１８
がそれぞれビス等で固定されている。一方、フォーマベ
ース９と可動体２とには、固定ギヤ１９、１９がビス等
で固定され、この固定ギヤ１９に上記各遊星ギヤ１８が
かみ合いつつ公転することにより、スピンドル軸３が回
転しても遊星ギヤ１８が回転するだけで、巻線ヘッド４
を回転不能に保持すると共に、巻線ヘッド４に線材Ｗを
介して加わる横荷重を受け止めるようになっている。

【００２１】このスピンドル軸３、伝達軸２６、開閉軸
２０それぞれを一斉に回転させるための連結キー５０が
設けられ、スピンドル軸３に取り付けられている。そし
て、軸線方向への移動を許容するために、開閉軸２０、
伝達軸２６それぞれに溝部２０ｂ、２６ａが設けられて
おり、連結キー５０による軸線方向への規制を解消しつ
つスピンドル軸３との同調回転を可能としている。

【００２２】可動体２は巻線ヘッド４、フライヤ５、ス
ピンドル軸３を保持し、ベース１にスピンドル軸３の軸
方向に移動可能に設けられている。可動体２は、ベース
１に固定された巻線ヘッド移動用モータ２２の出力軸２
２ａに固定されたボールねじシャフト２３ａが正逆回転
し、ボールねじのナット部２３を介して図示しないレー
ル上を移動可能とされる。

【００２３】そして図４に示すように、その開閉軸２０
及びナット部３６と一体になったアーム３６ｂに線材保
持手段８０が設けられる。線材保持手段８０は、線材を
挟む一対のクランプ８１と、そのクランプ８１の片側も
しくは両側からクランプ８１を接近・離間運動させるシ
リンダ８２とで主に構成されている。クランプ８１は、
線材が保持しやすいようにゴムなどの弾性部材とされて
おり、そのクランプ８１を支持するクランプ台８１ａに
ビスなどで固定されている。シリンダ８２はアーム３６
ｂに固定されており、図示しないコンプレッサ等からの
圧縮空気を利用して、その軸に取り付けられたクランプ
台８１ａを介して一対のクランプ８１を接近・離間させ
る。本実施例では線材保持手段８０は開閉軸２０に取り
付けられているが、例えば伝達軸２６やスピンドル軸３
に取り付けられていてもよい。そして、可動体２が巻線
ヘッド移動用モータ２２により、自身に取り付けられた
リニアガイド５１を介してベース１に取り付けられたリ
ニアレール５２上を前進後退移動することで、線材保持
手段８０を極２９（図２参照）に接近・離間させること
となる。

【００２４】図１に戻り、多極電機子保持手段６は多極
電機子保持用の割出回転軸２４と割出回転用モータ２５
で構成される。割出回転用モータ２５はベース１に固定
される。割出回転軸２４はベース１にベアリング４１を
介して回転可能に軸着される。割出回転用モータ２５は
多極電機子を、ある極２９に巻線された後に次の巻線す
べき極２９まで割出回転させる。

【００２５】そして、巻線された極２９から巻線される
極２９へ配設される線材Ｗの極間連結部Ｔにおいて、巻
線位置とは異なる位置で線材２９の極間連結部Ｔを極中
心方向に押し付ける線材押さえ手段９０が設けられ、巻
線中に、巻線されている極２９とは異なる極２９間にあ
る線材Ｗの極間連結部Ｔを押し付ける。

【００２６】具体的には図５に示すように、この割出回
転軸２４には、その端部に多極電機子２８を支持するた
めの支持手段である多極電機子押さえ具７０が設けられ
る。この多極電機子押さえ具７０は、割出軸２４と同軸
上で、かつその割出軸２４と対向する位置に配置されて
いる軸７８に固定されている。多極電機子押さえ具７０
の側面は線材を案内する案内面７０ａとされており、巻
線された極２９から巻線される極２９へ線材Ｗが配設さ
れる時に線材Ｗを多極電機子２８の極内周側に沿うよう
に案内する。そして、多極電機子２８の下部に保持治具
４５が設けられる。本実施例においてこの保持治具４５
は割出軸２４と着脱可能に設けられているものである
が、割出軸２４と一体的にされているものでもよい。

【００２７】そして、線材押さえ手段９０が多極電機子
押さえ具７０の上方で、かつフォーマガイド７及びサイ
ドガイド８、あるいは図示しないサイドフォーマ等と接
触しない箇所、本実施例ではフォーマガイド７及びサイ
ドガイド８と対向する側に設けられる。線材押さえ手段
９０は押さえ部材９１と、シリンダ９２とで構成され
る。押さえ部材９１は略Ｌ型の平板であり、極間連結部
である渡り線Ｔ（図６参照）に接触する方向に突出した
形態で配置されている。シリンダ９２は、自身の軸９２
ａを介して押さえ部材９１を渡り線Ｔに接近・離間する
方向に移動させることとなる。

【００２８】ところで、各極２９を順次巻線していく
と、すでに設けられている渡り線Ｔの上に渡り線Ｔが形
成される（重なる）場合がある。この場合、押さえ部材
９１の押出し量を変化させることで、すでに設けられて
いる渡り線Ｔが押しつぶされることがなく、また新しく
設けられる渡り線Ｔが極外周側に追いやられることもな
くなる。具体的な方法としては、押さえ部材９１の押出
し量を制御するために、シリンダ９２の押出し量を図示
しないストッパなどで規制したり、押出し量の異なるシ
リンダ９２を複数用意したりして、渡り線Ｔによってそ
れぞれのシリンダ９２を用いるといったことも可能であ
る。さらに、シリンダ９２でなく、図示しないサーボモ
ータとボールネジなどで押さえ部材９１を移動させるこ
とも可能である。

【００２９】次にこの巻線機１００の作動工程につい
て、すでに説明した図１〜５を用いて説明する。まず、
フォーマベース９が前進すると、フォーマガイド７の接
触部７ｆが鍔３０に接触しないように開閉軸２０が前進
し、リニアガイド１０がフォーマベース９のリニアレー
ル１１に沿ってフォーマガイド７、７が離間する方向に
移動する。この際、サイドガイド８は任意の場所、この
実施例ではフォーマガイド７の接触部７ｆの厚みｔ分だ
け極２９と重なるように配置される。

【００３０】次に、多極電機子の最奥にフォーマガイド
７、７が移動し、極２９に接近、接触もしくは線材Ｗの
径より小さい隙間を残す程度に接近させた後、スピンド
ル軸３が回転することによりフライヤ５が回転し、線材
Ｗが極２９に巻きつけられ始める。１層目の巻線は極２
９の内周側から外周側へ移動するように、フォーマベー
ス９が後退移動する。そして、フォーマガイド７の接触
部７ｆが鍔３０と接触しないために、開閉軸２０が前進
しテーパ部２０ａがフォーマガイド７のカムフォロワ部
７ｃ，７ｃに接触し、フォーマガイド７，７同士を離間
させる。とほぼ同時に、線材Ｗがフォーマガイド７の７
ａから、サイドガイドの案内面８ｂによってガイドされ
て巻線が行われる。

【００３１】１層目の巻線が終了すると、２層目の巻線
が引き続いて行われる。この実施例では、線材Ｗは極２
９の外周側から内周側に向けて巻き付けられる。この２
層目は、１層目に行った工程を逆に行うものである。説
明すると、線材Ｗがサイドガイド８によって１層目に巻
き付けられた線材Ｗの上に巻き付けられ、その後フォー
マガイド７の接触部７ｆが１層目の線材Ｗの上に線材Ｗ
の径より小さい隙間を残す程度に接近しつつ、フォーマ
ガイド７によって線材Ｗが案内されることで巻線されて
いく。３層目以降も同様に巻線が行われ、所定の巻き数
に達したら巻線が終了し、フォーマベース９が後退す
る。

【００３２】すると、線材Ｗは極２９に巻き付けられて
いるため、フォーマベース９が後退することと相対的
に、フライヤ５を通過して引き出されることとなる。こ
の場合、フォーマベース９は線材Ｗを巻き付けるのに必
要なだけ後退すればよい。この引き出された状態の線材
Ｗを、線材保持手段８０によって保持した後再び多極電
機子２８に接近する。と同時に、割出回転軸２４が回転
することにより、次に巻線を行う極２９まで割出回転す
る。この動作によって、線材Ｗは巻線された極２９から
巻線されようとする極２９へ配置、すなわち渡り線Ｔが
設けられることとなる。この渡り線Ｔは多極電機子押さ
え具７０によって案内され、多極電機子２８の極内周側
に円弧状に配置される。その後、巻線されようとする極
２９に巻線が行われていく。

【００３３】そして、線材押さえ手段９０が渡り線Ｔを
極２９中心方向に押し付ける。望ましくは、巻線中、す
なわち他の極２９にて巻線が行われていることと同時に
渡り線Ｔを押し付けることで、それぞれ独立して行うよ
りはるかに時間が短縮でき、製造コストが減少する。上
記の内容を繰り返すことにより、多極電機子２８の極２
９に巻線が行われつつ、渡り線Ｔを極２９中心方向に押
し付ける。

【００３４】次に、その巻線工程における、多極電機子
２８の外周を直線的に表したものを図６に示す。図６
（ａ）は従来の巻線工程、図６（ｂ）、（ｃ）は本発明
の巻線工程である。図６（ａ）に示すように従来では、
巻線された極２９ａから巻線される極２９ｂへの渡り線
Ｔは最短距離となるようにほぼ直線で結ばれていたが、
本発明においては、図６（ｂ）に示すように渡り線Ｔは
極２９ａと極２９ｂとの間で撓んだ状態（図では円弧
状）になっており、もし仮に渡り線Ｔが余ったとしても
その撓んだ部分だけ線押さえ手段（図５参照）が押さえ
るため、渡り線Ｔが多極電機子２８の組立時に邪魔にな
らないようになる。

【００３５】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】

【図１】本発明の巻線機の全体図。

【図２】図１の巻線機の巻線ヘッドの拡大正面断面図。

【図３】図１の巻線機の巻線ヘッドの拡大平面断面図。

【図４】図１の巻線機の線材保持手段を表す図。

【図５】図１の巻線機の多極電機子保持手段の拡大図。

【図６】多極電機子の外周側面を直線的に表す図。

【図７】従来の多極電機子保持手段の拡大図。

【符号の説明】

３ スピンドル軸 ４ 巻線ヘッド ５ フライヤ ７ フォーマガイド ８ サイドガイド ９ フォーマベース ２４ 割出回転軸 ２８ 多極電機子 ７０ 多極電機子押え具 ８０ 線材保持手段 ９０ 線材押さえ手段 １００ 巻線機 Ｗ 線材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多極電機子の極にコイル形成用の線材を
   巻き付ける巻線機であって、 巻線時に前記多極電機子を支持する支持手段が、前記多
   極電機子の前記極の全巻幅のうち極内周側で、かつその
   多極電機子の軸線方向側から片側又は両側を支持するよ
   うに設けられており、 巻線された極から巻線される極へ線材を配設するため、
   前記支持手段を前記軸線を中心に回動移動させた際に、
   前記線材が前記支持手段に案内されつつもその支持手段
   を押し付けないように、前記線材を弛ませる線材保持手
   段を設けたことを特徴とする巻線機。
2. 【請求項２】 前記線材保持手段は、巻線が終了した極
   から離間した状態で前記線材を保持し、前記線材を保持
   した状態で巻線の対象となる前記極に接近することによ
   り、前記線材を弛ませる請求項１記載の巻線機。
3. 【請求項３】 巻線された極から巻線される極へ配設さ
   れる前記線材の極間連結部において、 巻線位置とは異なる位置で前記線材の極間連結部を前記
   極中心方向に押し付ける線材押さえ手段が設けられ、 巻線中に、巻線されている極とは異なる極間にある前記
   線材の極間連結部を押し付ける請求項１又は２記載の巻
   線機。