JP2004189438A

JP2004189438A - Wire winding device, armature of rotating electric machine, and method for manufacturing the armature of the rotating electric machine

Info

Publication number: JP2004189438A
Application number: JP2002361059A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Sugishima; 一志杉島; Tatsuya Shirai; 達也白井; Hiroaki Tanaka; 宏明田中; Noriyasu Nishio; 昇泰西尾; Yoshiyuki Muramatsu; 芳行村松
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP3875628B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire winding device capable of enhancing the productivity and realizing high space factor, an armature of a rotating electric machine, and a method for manufacturing the armature of the rotating electric machine. <P>SOLUTION: The wire winding device 11 comprises a control pulley 24, a servo motor 30, a winding pressing mechanism 42 and a flyer 16. A winding 14 pulled from a winding pack 15 is wound around the control pulley 24. The servo motor 30 feeds out the winding 14 by driving the control pulley 24. The winding pressing mechanism 42 generates a predetermined pressure in the winding 14 by pressing the winding 14 wound around the control pulley 24 against an elastic belt side provided on an outer circumferential part of the control pulley 24. The flyer 16 is disposed on the downstream side of the control pulley 24, and winds the winding 14 around a slot 13 of a core 12. The armature of the motor is manufactured thereby. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線巻回装置、回転電機の電機子及び回転電機の電機子製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばモータのコア等に巻線を巻回する巻線巻回装置として、図９，図１０に示されるようなものが提案されている（特許文献１〜４参照）。図９に示す巻線巻回装置６１ａにおいて、巻線供給部６２から引き出された巻線６３は、制御プーリ６４に巻き掛けられ、フライヤ６５を介してモータのコア６６側に送出される。そして、フライヤ６５を回転させることにより、巻線６３がコア６６に巻回される。
【０００３】
また、巻線巻回装置６１ａには、巻線６３に発生する張力の変動に巻線６３の送出速度を追従させることにより、巻線６３の張力を一定に保持する張力制御装置が搭載されている。張力制御装置は、サーボモータ６７、アーム機構６８及び初期張力発生機構６９から構成されている。サーボモータ６７は、制御プーリ６４に連結されており、制御プーリ６４を巻線６３の送出方向とは反対方向に回転させることによって巻線６３に張力を発生させる。アーム機構６８は、巻線６３の送出方向において制御プーリ６４の下流側に設けられており、押さえアーム７０、ガイドプーリ７１ａ〜７１ｃ及びスプリング７２を備えている。アーム機構６８は、スプリング７２に付勢された押さえアーム７０が巻線６３を押圧することにより、巻線６３に張力を発生させ、制御プーリ６４を介して送出された巻線６３の緩みを防止する。初期張力発生機構６９としてはブレーキ機構７３が用いられている。ブレーキ機構７３は、２つのブレーキシュー７５で巻線６３を両側部から挟持することにより、巻線６３に張力を発生させて緩みを防止する。
【０００４】
また、図１０に示す巻線巻回装置６１ｂにおいて、巻線６３はフライヤ６５を介すことなく直接コア６６側に送出される。そして、コア６６を回転させることにより、巻線６３がコア６６に巻回される。巻線巻回装置６１ｂにも張力制御装置が搭載され、張力制御装置を構成する初期張力発生機構６９としてはローラウェイト７４が用いられている。ローラウェイト７４は、巻線６３が巻き掛けられたガイドプーリ７６ａ〜７６ｄを有するウェイト７７を自重で落下させることにより、巻線６３に張力を発生させて緩みを防止する。
【０００５】
ところで、巻線６３をコア６６に巻回する場合、フライヤ６５やコア６６の回転速度の変動に伴い、巻線６３の送出速度は急激に変動する。しかも、コア６６は断面矩形状をなしているため、フライヤ６５またはコア６６の回転速度が一定であっても、巻線６３の送出速度は周期的な変動を繰り返す。その結果、送出速度の変動によって巻線６３の張力が急激に変動し、巻線６３が切断されたり緩んだりする可能性がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２１０１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２８７６６号公報
【特許文献３】
特許第２９９７４５６号公報
【特許文献４】
特許第３０３５０９４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の巻線巻回装置６１ａ，６１ｂでは、アーム機構６８、ブレーキ機構７３及びローラウェイト７４によって巻線６３に張力が発生し、さらに、サーボモータ６７を駆動させることによっても巻線６３に張力が発生するようになっている。そのため、巻線６３が急加速した場合に、巻線６３に過大な張力が発生して切断されてしまうおそれがある。また、アーム機構６８及びローラウェイト７４には複数のガイドプーリ７１ａ〜７１ｃ，７６ａ〜７６ｄが設けられているため、巻線６３には各ガイドプーリ７１ａ〜７１ｃ，７６ａ〜７６ｄのイナーシャが作用する。ゆえに、巻線が急減速した場合にサーボモータ６７を駆動させても、ガイドプーリ７１ａ〜７１ｃ，７６ａ〜７６ｄのイナーシャが作用しているために巻線６３の進出を抑制できなくなり、巻線６３が緩んでしまうおそれがある。
【０００８】
したがって、サーボモータ６７によって巻線６３の張力の変動に追従させることができず、コア６６に巻線６３を緩みなく巻回させることができなくなる。ゆえに、モータの生産性向上及び高占積化が困難となる。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、生産性向上及び高占積化が可能な巻線巻回装置、回転電機の電機子及び回転電機の電機子製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、外周部に設けられた溝部内に弾性部材が配置され巻線供給部から引き出される巻線が巻き掛けられた制御プーリと、同制御プーリを駆動させることにより前記巻線を送出するとともに前記巻線に所定の張力を発生させる張力制御用サーボモータと、前記巻線を前記弾性部材側に押し付ける押圧手段と、前記巻線の送出方向において前記制御プーリの下流側に配置され巻芯に前記巻線を巻回するフライヤとを備えることを要旨とする。
【００１１】
この発明においては、張力制御用サーボモータによって巻線に発生した張力が制御される。よって、フライヤの急加速に伴って巻線が急加速した場合に、巻線の張力が弱くなるように張力制御用サーボモータによって制御プーリを駆動させれば、巻線に過大な張力が発生するのを防止できるため、巻線が切断されてしまうのを防止することができる。また、フライヤの急減速に伴って巻線が急減速した場合に、巻線の張力が強くなるように張力制御用サーボモータによって制御プーリを駆動させれば、巻線の進出を容易に抑制でき、巻線が緩んでしまうのを防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記巻線は、前記弾性部材と前記押圧手段に設けられた押さえ部材とによって挟持されていることを要旨とする。
【００１３】
この発明においては、押さえ部材と弾性部材とによって巻線を挟持するため、押さえ部材のみで巻線を押し付けて巻線と弾性部材との間に摩擦力を発生させる場合よりも、摩擦力がより一層大きくなる。よって、制御プーリの駆動がより一層確実に巻線に伝達されるため、張力制御用サーボモータによる巻線の張力の制御がより確実となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記弾性部材は、環状をなし幅方向において隣接する２本の弾性ベルトによって構成されていることを要旨とする。
【００１５】
この発明においては、制御プーリに巻き掛けられた巻線は、各弾性ベルト間に位置することにより、各弾性ベルトによってそれぞれ支持される。そのため、巻線が弾性ベルトの幅方向に移動して弾性ベルトとの接触状態が解除されることにより、巻線と制御プーリとの間に生じる摩擦力が低下してしまうのを防止できる。よって、張力制御用サーボモータの駆動力を巻線に対して確実に伝達することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記弾性部材は、前記巻線の幅方向への移動を不能にする巻線挿入溝が形成された環状の弾性ベルトによって構成されていることを要旨とする。
【００１７】
この発明においては、制御プーリに巻き掛けられた巻線は、巻線挿入溝内に位置することにより弾性ベルトによって支持される。そのため、巻線が弾性ベルトの幅方向に移動して弾性ベルトとの接触状態が解除されることにより、巻線と制御プーリとの間に生じる摩擦力が低下してしまうのを防止できる。よって、張力制御用サーボモータの駆動力を巻線に対して確実に伝達することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記制御プーリの回転数を前記張力制御用サーボモータの回転数よりも高くするための増速機構を備えることを要旨とする。
【００１９】
この発明においては、張力制御用サーボモータの回転数が増速機構によって増速されるため、張力制御用サーボモータが回転数の上限を超えて回転してしまうのを防止できる。よって、最適な回転域で制御プーリを駆動させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記制御プーリは、鉄材より軽量な材料によって形成されていることを要旨とする。
【００２１】
この発明においては、制御プーリが鉄材よりも軽量な材料によって軽量化されるため、制御プーリに作用するイナーシャを低減させることができる。よって、張力制御用サーボモータによる制御プーリの駆動を、巻線の張力の変動に追従させるのが容易になる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、外周部に設けられた溝部内に弾性部材が配置され巻線供給部から引き出された巻線が巻き掛けられた制御プーリと、同制御プーリを駆動させることにより前記巻線を送出するとともに前記巻線に所定の張力を発生させる張力制御用サーボモータと、前記巻線を前記弾性部材側に押し付ける押圧手段と、前記巻線の送出方向において前記制御プーリの下流側に配置され、回転電機のコアのスロットに前記巻線を巻回するフライヤとを備える巻線巻回装置によって製造されることを要旨とする。
【００２３】
この発明においては、張力制御用サーボモータによって巻線に発生した張力が制御される。よって、フライヤの急加速に伴って巻線が急加速した場合に、巻線の張力が弱くなるように張力制御用サーボモータによって制御プーリを駆動させれば、巻線に過大な張力が発生するのを防止できるため、巻線が切断されてしまうのを防止することができる。また、フライヤの急減速に伴って巻線が急減速した場合に、巻線の張力が強くなるように張力制御用サーボモータによって制御プーリを駆動させれば、巻線の進出を容易に抑制でき、巻線が緩んでしまうのを防止することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明では、巻線供給部から引き出された巻線を、フライヤにより回転電機のコアのスロットに巻回することによって製造される回転電機の電機子製造方法であって、前記巻線に発生する張力は、前記巻線を前記スロットに巻回する前記フライヤの動作に連動して、前記巻線が巻き掛けられた制御プーリに連結される張力制御用サーボモータを正転または逆転させることによって調整されることを要旨とする。
【００２５】
この発明においては、張力制御用サーボモータによって巻線に発生した張力が制御される。よって、フライヤの急加速に伴って巻線が急加速した場合に、巻線の張力が弱くなるように張力制御用サーボモータによって制御プーリを駆動させれば、巻線に過大な張力が発生するのを防止できるため、巻線が切断されてしまうのを防止することができる。また、フライヤの急減速に伴って巻線が急減速した場合に、巻線の張力が強くなるように張力制御用サーボモータによって制御プーリを駆動させれば、巻線の進出を容易に抑制でき、巻線が緩んでしまうのを防止することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の発明において、前記制御プーリの外周部に設けられた溝部内に弾性部材を配置し、前記巻線を前記弾性部材に当接させながら前記制御プーリに巻き掛けるとともに、前記制御プーリに巻き掛けられた前記巻線を押圧手段によって前記弾性部材側に押し付けることを要旨とする。
【００２７】
この発明においては、巻線は、押圧手段によって弾性部材側に押し付けられるため、押圧手段と弾性部材とによって挟持されるようになっている。そのため、押圧手段のみで巻線を押し付けて巻線と弾性部材との間に摩擦力を発生させる場合よりも、摩擦力がより一層大きくなる。よって、制御プーリの駆動がより一層確実に巻線に伝達されるため、張力制御用サーボモータによる巻線の張力の制御がより確実となる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明では、請求項８または請求項９に記載の発明において、前記巻線に発生する張力を検出する張力検出手段からの張力検出信号と、前記巻線の送出速度を検出する速度検出手段からの速度検出信号とに基づいて、制御手段は前記張力制御用サーボモータの駆動を制御することを要旨とする。
【００２９】
この発明においては、張力制御用サーボモータの駆動は、張力検出手段からの張力検出信号及び速度検出手段からの速度検出信号の両方に基づいて制御される。よって、張力検出信号及び速度検出信号のいずれか一方に基づいて張力制御用サーボモータの駆動を制御する場合よりも、巻線に対して所望の張力を発生させるのが容易になる。よって、張力制御用サーボモータによる制御プーリの駆動を、巻線の張力の変動に追従させるのがより一層容易になる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の発明において、前記張力制御用サーボモータの速度を時間毎に示す速度パターンと、前記張力制御用サーボモータのトルクを時間毎に示すトルクパターンとを予め記憶手段に記憶させておき、前記張力検出信号及び前記速度検出信号に基づいて、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記速度パターンに従って、同速度パターンの速度となるように、前記張力制御用サーボモータの駆動を制御するとともに、前記記憶手段に記憶された前記トルクパターンに従って、同トルクパターンのトルクを発生するように、前記張力制御用サーボモータの駆動を制御することを要旨とする。
【００３１】
この発明においては、張力制御用サーボモータの駆動は、記憶手段に予め記憶された速度パターンに従って、同速度パターンの速度となるように制御されるとともに、記憶手段に予め記憶されたトルクパターンに従って、同トルクパターンの速度となるように制御される。よって、張力検出信号及び速度検出信号に基づいて張力制御用サーボモータの駆動態様を演算する必要がなくなるため、張力制御用サーボモータをより素早く駆動させることができる。したがって、張力制御用サーボモータによる制御プーリの駆動を、巻線の張力の変動に追従させるのがより一層容易になる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の発明において、前記速度パターンに従って、同速度パターンの速度となるように張力制御用サーボモータを駆動させることにより決定される前記巻線の送出速度を、実際の前記巻線の送出速度より若干遅くなるように設定したことを要旨とする。
【００３３】
この発明においては、実際の巻線の送出速度と、速度パターンに従って、同速度パターンの速度となるように張力制御用サーボモータを駆動させることによって決定される巻線の送出速度との差によっても、巻線に張力が発生する。ゆえに、巻線の緩みをより一層防止することができる。
【００３４】
請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の発明において、前記速度パターンに従って、同速度パターンの速度となるように張力制御用サーボモータを駆動させることにより決定される前記巻線の送出速度と、実際の前記巻線の送出速度との差が過大になった場合、前記制御手段は、前記張力制御用サーボモータのトルク電流を制限して前記巻線の張力を制御することを要旨とする。
【００３５】
この発明においては、制御手段は、速度パターンに従って、同速度パターンの速度となるように張力制御用サーボモータを駆動させることによって決定される巻線の送出速度と、実際の巻線の送出速度との差が過大になった場合に、張力制御用サーボモータのトルク電流を制限して巻線の張力を制御する。よって、巻線に過大な張力が発生するのを防止できるため、巻線が切断されてしまうのを防止することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、巻線巻回装置１１は、コア１２に形成された複数のスロット１３に巻線１４を巻回することにより、回転電機としてのモータの電機子を製造するためのものである。各スロット１３は、断面矩形状をなす鉄材等の磁性材料によって形成されており、巻線１４が巻回される巻芯の役割を果たしている。図５に示すように、電機子を構成するコンミテータ（整流子）１２ａには、各スロット１３に対応する結線爪１２ｂが形成されている。各結線爪１２ｂにはスロット１３に巻き掛けられた巻線１４が引っ掛けられる。
【００３７】
図１に示すように、巻線巻回装置１１は、巻線供給部としての巻線パック１５、２つのフライヤ１６及び張力制御装置１７を備えている。巻線パック１５から引き出された巻線１４は、張力制御装置１７及びフライヤ１６を介してコア１２側に送出されるようになっている。
【００３８】
フライヤ１６は、巻線１４の送出方向において張力制御装置１７の下流側に配置されている。フライヤ１６は、巻線１４が挿通する図示しない中空状の回転軸によって回転可能に支持されている。回転軸を挿通した巻線１４は、フライヤ１６に形成された腕部１８の先端部を通過して、コア１２側に送出されるようになっている。フライヤ１６は、駆動装置１９に設けられた図示しないフライヤ駆動用モータの駆動によって回転することにより、巻線１４をスロット１３に巻回させるようになっている。
【００３９】
張力制御装置１７は、巻線１４に発生する張力の変動に追従させて、巻線１４の張力を一定に保持するためのものである。張力制御装置１７には、速度検出手段としての速度センサ２０が設けられている。速度センサ２０は、フライヤ１６の回転速度を検出して速度データを含む速度検出信号を生成し、その速度検出信号を後記するマイコン５０に出力するようになっている。
【００４０】
張力制御装置１７のプレート２１には、巻線押さえ２２、張力検出手段としての張力センサ２３及び制御プーリ２４が取り付けられている。巻線押さえ２２は、巻線１４に付着した塵埃の除去や巻線１４の折曲の矯正を行うためのものである。張力センサ２３は、図示しない検出部と、巻線１４をガイドするガイドローラ２５とを有している。張力センサ２３は、巻線１４に発生する張力を検出して張力データを含む張力検出信号を生成し、その張力検出信号を後記するマイコン５０に出力するようになっている。
【００４１】
図３に示すように、制御プーリ２４にはシャフト２６の基端部が連結されている。シャフト２６は、プレート２１に２つのベアリング２７を介して回転自在に取り付けられている。シャフト２６の先端部には平歯車２８が取り付けられている。平歯車２８は、平歯車２９に噛合され、同平歯車２９は張力制御用サーボモータ（サーボモータ）３０の出力軸３１に固定されている。平歯車２８，２９の歯数は、サーボモータ３０の回転数より制御プーリ２４の回転数を上昇させるように設定されている。すなわち、これら平歯車２８，２９によって増速機構３２が構成されている。サーボモータ３０は、プレート２１の裏面側に取り付けられたモータ固定板３３にネジ止めされている。
【００４２】
図２に示すように、制御プーリ２４は、鉄材よりも軽量なアルミニウム材によって形成されている。制御プーリ２４を構成する円板部３５には円形状をなす複数の肉盗み部３６が形成されている。それにより、制御プーリ２４のさらなる軽量化が図られる。
【００４３】
図４に示すように、制御プーリ２４は、リング部３４を２つの円板部３５で挟持することによって構成されている。それにより、制御プーリ２４の外周部には２列の溝部３７が形成されるようになっている。各溝部３７は、開口部３７ａ、ベルト収容部３７ｂ及び絞り込み部３７ｃによって構成されている。
【００４４】
各開口部３７ａは、リング部３４及び円板部３５の外周部において外周側に行くに従って細くなるテーパ部３４ａ，３５ａの間に形成されており、断面略Ｖ字状をなしている。各ベルト収容部３７ｂは、テーパ部３４ａ，３５ａよりも前記シャフト２６側に配置される薄肉部３４ｂ，３５ｂの間に形成されており、断面略矩形状をなしている。各ベルト収容部３７ｂ内には、環状かつ断面略円形状をなす弾性部材としての弾性ベルト３８が２本ずつ装着されている。各弾性ベルト３８は制御プーリ２４の厚さ方向において隣接している。ベルト収容部３７ｂの制御プーリ２４の厚さ方向における長さは、弾性ベルト３８の外径の２倍よりも短くなるように設定されている。そのため、ベルト収容部３７ｂに収容された弾性ベルト３８は、断面略楕円状に変形している。よって、制御プーリ２４に巻き掛けられた巻線１４が両弾性ベルト３８間に進入するのを防止できる。絞り込み部３７ｃは、開口部３７ａとベルト収容部３７ｂとの間を連通する部分に形成されている。絞り込み部３７ｃの制御プーリ２４の厚さ方向における長さは、ベルト収容部３７ｂの制御プーリ２４の厚さ方向における長さよりも短くなるように設定されている。そのため、両弾性ベルト３８がベルト収容部３７ｂから外れてしまうのを防止できる。絞り込み部３７ｃは、制御プーリ２４に巻き掛けられる巻線１４を両弾性ベルト３８間に確実に案内するようになっている。
【００４５】
前記張力制御装置１７のプレート２１には、従動プーリ３９及び２つのガイドプーリ４０，４１が回転可能に取り付けられている。従動プーリ３９は、一方の溝部３７から送出されてきた巻線１４が巻き掛けられるとともに、従動プーリ３９に巻き掛けられた巻線１４を他方の溝部３７に送出するためのものである。ガイドプーリ４０は、巻線パック１５から引き出されてきた巻線１４を、一方の溝部３７に送出するためのものである。ガイドプーリ４１は、他方の溝部３７から送出されてきた巻線１４を、フライヤ１６を介してコア１２に送出するためのものである。また、ガイドプーリ４１は、前記張力センサ２３によって検出される張力を安定して確保するためのものである。これらガイドプーリ４０，４１は、巻線１４の絡みを防止するようになっている。
【００４６】
図１に示すように、張力制御装置１７は、押圧手段としての巻線押圧機構４２を備えている。巻線押圧機構４２を構成するアーム４３は、略Ｌ字状をなしており、アーム４３の基端部に配置された回動軸４４にて回動可能に支持されている。図２に示すように、アーム４３は、プレート２１とともにクランプ部４５に挟持されることにより、プレート２１に固定されるようになっている。アーム４３には、３つのプーリ４６，４７，４８が回転可能に取り付けられている。プーリ４６，４７，４８は、アーム４３上において三角形の３つの頂点を形成するように配置されている。
【００４７】
図４に示すように、各プーリ４６，４７，４８には、２本の押さえ部材としての押さえベルト４９が巻き掛けられている。押さえベルト４９は、断面略楕円状をなし、ウレタンゴム等の弾性材料によって形成されている。各押さえベルト４９の一部は、前記制御プーリ２４の溝部３７内に位置する巻線１４を押圧するようになっている。図２に示すように、押さえベルト４９においてプーリ４６とプーリ４８とを結ぶ部分は、巻線１４を押圧することによって略円弧状に変形している。このとき、押さえベルト４９が伸びることによって、押さえベルト４９に弾性力が作用するため、巻線１４がより確実に押圧される。図４に示すように、押さえベルト４９は、前記開口部３７ａ及び前記絞り込み部３７ｃによって巻線１４を押圧する位置に案内されるようになっている。よって、巻線１４の外周面は、各溝部３７内において２本の弾性ベルト３８と１本の押さえベルト４９とによって押圧されるため、巻線１４と各弾性ベルト３８との間及び巻線１４と押さえベルト４９との間には所定の摩擦力が発生するようになっている。
【００４８】
図１に示すように、張力制御装置１７は、制御手段としてのマイクロコンピュータ（マイコン）５０を備えている。マイコン５０は、前記速度センサ２０及び前記張力センサ２３に電気的に接続されている。マイコン５０は、サーボモータ３０を駆動させて、巻線１４が送出される送出方向（図２に示す矢印Ｆ１方向）に制御プーリ２４を回転（正転）させることにより、巻線１４に発生する張力を弱くするようになっている。また、マイコン５０は、サーボモータ３０を駆動させて、巻線１４が引き込まれる引込方向（図２に示す矢印Ｆ２方向）に制御プーリ２４を回転（逆転）させることにより、巻線１４に発生する張力を強くするようになっている。
【００４９】
マイコン５０は記憶手段としてのメモリ５１を備えている。メモリ５１には、図６に示す速度パターン及びトルクパターンが予め記憶されている。マイコン５０は、速度センサ２０からの速度検出信号に基づいて、速度パターンに従って、同パターンの速度となるようにサーボモータ３０の回転を制御するようになっている。マイコン５０は、張力センサ２３からの張力検出信号に基づいて、トルクパターンに従って、同パターンのトルクを発生するようにサーボモータ３０の回転を制御するようになっている。速度パターン及びトルクパターンは、巻回動作及び結線動作においてそれぞれ異なっている。巻回動作は、複数（本実施形態において３つ）の前記スロット１３に同時に巻線１４を巻回する動作である。結線動作は、前記コンミテータ１２ａの前記結線爪１２ｂに巻線１４を巻回する動作である。
【００５０】
速度パターンは、サーボモータ３０によって駆動される前記制御プーリ２４の回転数（ｒｐｍ）の大きさを時間毎に示している。ここで、巻線１４は、断面円形状ではなく、断面矩形状をなすスロット１３に巻回されている。そのため、巻線１４は、巻回動作において、フライヤ１６が半回転する毎に加減速するようになっている。それに伴い、サーボモータ３０は、巻線１４に生じる張力を一定にするために、フライヤ１６が半回転する度に加減速するように制御されている。よって、速度パターンは、巻回動作において、フライヤ１６を半回転させたときに制御プーリ２４の回転数が最大となる点を結ぶことによって形成されている。
【００５１】
スロット１３への巻回動作が開始されると、フライヤ１６は最大回転数が所定の回転数に達するまで加速するようになっている。それに伴い、サーボモータ３０は、巻線１４に生じる張力を一定にするために、フライヤ１６とともに加速するように制御されている。よって、速度パターンは、フライヤ１６の最大回転数の上昇に伴い、徐々に制御プーリ２４の最大回転数を上昇させるように設定されている。
【００５２】
フライヤ１６は、最大回転数が所定の回転数に達するとその回転数を維持するようになっている。ところが、巻線１４はスロット１３に複数回巻回されるようになっているため、既に巻回された巻線１４の上に巻線１４を巻回していく必要がある。そのため、１回巻き付けるのに必要な巻線１４が徐々に長くなることから、巻線１４の送出速度もフライヤ１６が１回転する度に上昇するようになる。よって、速度パターンは、フライヤ１６の最大回転数が維持されている場合でも、徐々に制御プーリ２４の最大回転数を上昇させるように設定されている。
【００５３】
スロット１３への巻回動作が終了するとき、フライヤ１６は回転しなくなるまで減速するようになっている。それに伴い、サーボモータ３０は、巻線１４に生じる張力を一定にするために、フライヤ１６とともに減速するように制御されている。よって、速度パターンは、フライヤ１６の最大回転数の低下に伴い、徐々に制御プーリ２４の最大回転数を低下させるように設定されている。
【００５４】
巻線１４は３つのスロット１３に同時に巻回されるようになっている。そのため、これらスロット１３への巻回動作が終了した後、スロット１３を一つずらして、再び３つのスロット１３に巻線１４を巻回するようにした場合には、前回の巻回動作で巻回された巻線１４の上に巻線１４を巻回していく必要がある。よって、２回目の巻回動作に必要な巻線１４は１回目の巻回動作に必要な巻線１４よりも長くなることから、巻線１４の送出速度も２回目の方が高くなる。ゆえに、速度パターンは、１回目の巻回動作と２回目の巻回動作とにおいて異なるように設定されている。すなわち、速度パターンは、２回目の巻回動作に必要な制御プーリ２４の最大回転数が、１回目の巻回動作に必要な制御プーリ２４の最大回転数よりも高くなるように設定されている。
【００５５】
結線動作において、速度パターンは、一旦巻回動作の場合とは反対方向にサーボモータ３０を回転させた後、再び巻回動作の場合と同一方向にサーボモータ３０を回転させるように設定されている、
巻回動作及び結線動作において、速度パターンに示される制御プーリ２４の最大回転数は、実際の巻線１４の送出速度に必要な制御プーリ２４の最大回転数よりも若干低く（ΔＶだけ）設定されている。そのため、巻線１４と前記制御プーリ２４との間には、巻線１４が引き込まれる引込方向に摩擦力が作用する。ゆえに、巻線１４は、フライヤ１６及び制御プーリ２４によって互いに反対方向に引っ張られることにより、張力を発生するようになっている。
【００５６】
トルクパターンは、サーボモータ３０のトルク（ｋｇ−ｍ）の大きさを時間毎に示している。サーボモータ３０は、巻線１４に生じる張力を一定にするために、フライヤ１６が半回転する度にトルクを変動させるように制御されている。よって、トルクパターンは、巻回動作において、フライヤ１６を半回転させたときにサーボモータ３０のトルクが最大となる点を結ぶことによって形成されている。
【００５７】
スロット１３への巻回動作が開始されると、フライヤ１６は最大回転数が所定の回転数に達するまで加速するようになっている。トルクパターンは、巻線１４に必要以上の張力が発生するのを抑えるために、サーボモータ３０の最大トルクを小さくするように設定されている。すなわち、サーボモータ３０のトルク電流を制限することによって、巻線１４がフライヤ１６及び制御プーリ２４によって互いに反対方向に引っ張られるのが防止され、巻線１４に必要以上の張力が発生するのを抑えることができる。
【００５８】
フライヤ１６は、最大回転数が所定の回転数に達するとその回転数を維持するようになっている。このとき、トルクパターンは、サーボモータ３０の最大トルクを一定に維持するように設定されている。
【００５９】
スロット１３への巻回動作が終了するとき、フライヤ１６は回転しなくなるまで減速するようになっている。トルクパターンは、フライヤ１６の最大回転数の低下に伴い、徐々にサーボモータ３０の最大トルクを大きくするように設定されている。すなわち、巻線１４がフライヤ１６及び制御プーリ２４によって互いに反対方向に引っ張られ、巻線１４の緩みを防止することができる。
【００６０】
結線動作において、トルクパターンは、常に一定のトルクをサーボモータ３０に付与するように設定されている、
その結果、巻線１４の張力が、図６に示す張力パターンの張力となるようにサーボモータ３０を制御することが可能になる。したがって、従来に比べて巻線１４に発生する張力の変動を小さくすることができる。
【００６１】
次に、巻線巻回装置１１における電機子の製造方法を説明する。
巻回動作において、巻線パック１５から引き出された巻線１４は、張力制御装置１７を介してコア１２に送出され、フライヤ１６を回転させることによってスロット１３に巻回されていく。このとき、サーボモータ３０の駆動によって、制御プーリ２４は巻線１４を送出する方向（図２に示す矢印Ｆ１方向）に回転する。
【００６２】
この状態において、速度センサ２０は、フライヤ１６の回転速度を検出し、マイコン５０に対して速度検出信号を出力する。マイコン５０は、速度検出信号に含まれる速度データと、メモリ５１に記憶されている速度パターンとを比較し、フライヤ１６の回転速度が速度パターンに一致するようにサーボモータ３０を駆動させる。張力センサ２３は、フライヤ１６の回転速度が変化したときに、巻線１４に発生する張力が変動したことを検出し、マイコン５０に対して張力検出信号を出力する。マイコン５０は、張力検出信号に含まれる張力データと、メモリ５１に記憶されているトルクパターンとを比較し、制御プーリ２４のトルクがトルクパターンに一致するようにサーボモータ３０を駆動させる。
【００６３】
一つのスロット１３において巻線１４の巻回が終了すると、結線動作において、フライヤ１６が図５に二点鎖線で示す位置から巻回動作の場合とは反対方向（矢印Ａ１方向）に回転されることにより、巻線１４がコンミテータ１２ａの結線爪１２ｂに巻き掛けられる。この状態において、コア１２を同コア１２の回転軸１２ｄ周り（矢印Ａ２方向）に所定角度だけ回動させ、フライヤ１６を図５に実線で示す位置から巻回動作の場合と同一方向（矢印Ａ３方向）に回転させると、巻線１４が隣接するスロット１３と対応する結線爪１２ｂに巻き掛けられる。そして、フライヤ１６をそのまま矢印Ａ３方向に回転させることにより、巻線１４が巻回されていない次のスロット１３において巻回動作が行われる。その後、全てのスロット１３において巻線１４の巻回動作及び結線動作が完了することにより、電機子が完成する。
【００６４】
上記実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）サーボモータ３０を駆動させることによって巻線１４に張力が発生し、サーボモータ３０によって発生した張力が制御される。すなわち、サーボモータ３０が駆動していない場合に、従来のアーム機構６８、ブレーキ機構７３及びローラウェイト７４等の機構によって、巻線１４に張力が作用してしまうことはない。よって、フライヤ１６の急加速に伴って巻線１４が急加速した場合に、巻線１４の張力が弱くなるようにサーボモータ３０によって制御プーリ２４を駆動させれば、巻線１４に過大な張力が発生するのを防止できるため、巻線１４が切断されてしまうのを防止することができる。
【００６５】
また、サーボモータ３０によって巻線１４に張力が発生するため、アーム機構６８、ブレーキ機構７３及びローラウェイト７４等の制御プーリ２４以外の機構から、巻線１４に対して作用するイナーシャを低減させることができる。ゆえに、フライヤ１６の急減速に伴って巻線１４が急減速した場合に、巻線１４の張力が強くなるようにサーボモータ３０によって制御プーリ２４を駆動させれば、巻線１４の進出を容易に抑制でき、巻線１４が緩んでしまうのを防止することができる。
【００６６】
しかも、巻線１４は押さえベルト４９によって弾性ベルト３８側に押し付けられている。よって、巻線１４と弾性ベルト３８との間に生じる摩擦力が大きくなるため、制御プーリ２４の駆動を確実に巻線１４に伝達することができる。
【００６７】
したがって、巻線１４を高速で巻回するようにしても、サーボモータ３０で巻線１４の張力を制御することで巻線１４の張力の変動に追従させることができるため、コア１２に巻線１４を緩みなく巻回させることができる。よって、モータの生産性向上及び高占積化が可能になる。また、例えばアルミニウム線のように、張力の変動に弱く切断され易い材料によって形成された巻線１４を用いても、コア１２に巻線１４を緩みなく巻回させることができる。
【００６８】
（２）巻線押圧機構４２を構成する押さえベルト４９と制御プーリ２４に設けられた弾性ベルト３８とによって巻線１４を挟持するため、押さえベルト４９のみで巻線１４を押し付けて巻線１４と弾性ベルト３８との間に摩擦力を発生させる場合よりも、摩擦力がより一層大きくなる。よって、制御プーリ２４の駆動がより一層確実に巻線１４に伝達されるため、サーボモータ３０による巻線１４の張力の制御がより確実となる。
【００６９】
（３）制御プーリ２４に巻き掛けられた巻線１４は、各弾性ベルト３８間に位置することにより、各弾性ベルト３８によってそれぞれ支持される。そのため、巻線１４が弾性ベルト３８の幅方向に移動して弾性ベルト３８との接触状態が解除されることにより、巻線１４と制御プーリ２４との間に生じる摩擦力が低下してしまうのを防止できる。よって、サーボモータ３０の駆動力を巻線１４に対して確実に伝達することができる。
【００７０】
また、各弾性ベルト３８は環状をなしているため、交換時に規格化された部品を利用することができる。よって、巻線巻回装置１１のメインテナンス性を向上させることができる。
【００７１】
（４）サーボモータ３０の回転数が増速機構３２によって増速されるため、サーボモータ３０が回転数の上限を超えて回転してしまうのを防止できる。よって、最適な回転域で制御プーリ２４を駆動させることができる。
【００７２】
また、制御プーリ２４のシャフト２６周りに作用するイナーシャを所定量（具体的には、平歯車２８と平歯車２９との間の増速比の２乗）だけ低減させることができるため、巻線１４の張力の大きな変動に追従させることが容易になる。
【００７３】
（５）制御プーリ２４が鉄材よりも軽量なアルミニウム材によって軽量化されるため、制御プーリ２４に作用するイナーシャをより一層低減させることができる。よって、サーボモータ３０による制御プーリ２４の駆動を、巻線１４の張力の変動に追従させるのがより一層容易になる。
【００７４】
（６）制御プーリ２４は、リング部３４を２つの円板部３５で挟持することによって構成された分割可能な構造である。よって、制御プーリ２４を分解することにより、弾性ベルト３８を制御プーリ２４に容易に装着することができる。
【００７５】
また、２本の弾性ベルト３８がリング部３４と一方の円板部３５によって挟持され、ベルト収容部３７ｂの制御プーリ２４の厚さ方向における長さが弾性ベルト３８の外径の２倍よりも短くなるように設定されているため、両弾性ベルト３８は互いに圧縮されるようになる。よって、巻線１４が両弾性ベルト３８間に進入するのを防止することができる。
【００７６】
（７）サーボモータ３０の駆動は、張力センサ２３からの張力検出信号及び速度検出手段からの速度検出信号の両方に基づいて制御される。よって、張力検出信号及び速度検出信号のいずれか一方に基づいてサーボモータ３０の駆動を制御する場合よりも、巻線１４に対して所望の張力を発生させるのが容易になる。よって、サーボモータ３０による制御プーリ２４の駆動を、巻線１４の張力の変動に追従させるのがより一層容易になる。
【００７７】
また、張力検出信号に基づいてサーボモータ３０が駆動されるため、巻線１４の張力を切断される寸前まで強くすることによってコア１２への巻回を行うことができる。よって、コア１２に巻線１４をより一層緩みなく巻回させることができる。
【００７８】
（８）サーボモータ３０の駆動は、メモリ５１に予め記憶された速度パターンに従って、同パターンの速度となるように制御されるとともに、メモリ５１に予め記憶されたトルクパターンに従って、同パターンの最大トルクを発生するように制御される。よって、張力検出信号及び速度検出信号に基づいてサーボモータ３０の駆動態様を演算する必要がなくなるため、サーボモータ３０をより素早く駆動させることができる。したがって、サーボモータ３０による制御プーリ２４の駆動を、巻線１４の張力の変動に追従させるのがより一層容易になる。
【００７９】
（９）実際の巻線１４の送出速度と、速度パターンに従って、同パターンの速度となるようにサーボモータ３０を駆動させることによって決定される巻線１４の送出速度との差（ΔＶ）によっても、巻線１４に張力が発生する。ゆえに、巻線１４の緩みをより一層防止することができる。
【００８０】
（１０）マイコン５０は、速度パターンに従って、同パターンの速度となるようにサーボモータ３０を駆動させることによって決定される巻線１４の送出速度と、実際の巻線１４の送出速度との差が過大になった場合に、サーボモータ３０のトルク電流を制限して巻線１４の張力を制御する。よって、巻線１４に過大な張力が発生するのを防止できるため、巻線１４が切断されてしまうのを防止することができる。
【００８１】
（１１）巻線押圧機構４２を構成するアーム４３は回動軸４４にて回動可能になっている。よって、巻線押圧機構４２を図１に二点鎖線に示す状態に回動させることにより、巻線パック１５から引き出された巻線１４を、巻線押圧機構４２を構成する押さえベルト４９と制御プーリ２４に設けられた弾性ベルト３８とによって挟持させるのが容易になる。
【００８２】
（１２）巻線１４の張力が、従来のアーム機構６８、ブレーキ機構７３及びローラウェイト７４等の機構によって発生してしまうことはない。すなわち、巻線１４の張力は巻線押圧機構４２のみによって発生する。そのため、サーボモータ３０の駆動によって、巻線１４により小さい張力を発生させることができる。よって、巻線１４の断線をより一層防止できる。
【００８３】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図７に示すように、巻線１４と制御プーリ２４との間に生じる摩擦力の低下を防止して、制御プーリ２４の駆動を確実に巻線１４に伝達することができるのであれば、制御プーリ２４を、２つの円板部３５を互いに組み合わせることによって構成し、制御プーリ２４の外周部に設けられる溝部３７を１つにしてもよい。
【００８４】
・図８に示すように、ベルト収容部３７ｂ内に環状をなす１本の弾性ベルト３８を装着し、弾性ベルト３８に、断面略Ｖ字状をなす巻線挿入溝３８ａを形成してもよい。このように構成すれば、制御プーリ２４に巻き掛けられた巻線１４は、巻線挿入溝３８ａ内に位置することにより弾性ベルト３８によって支持される。そのため、巻線１４が弾性ベルト３８の幅方向に移動して弾性ベルト３８との接触状態が解除されることにより、巻線１４と制御プーリ２４との間に生じる摩擦力が低下してしまうのを防止できる。よって、サーボモータ３０の駆動力を巻線１４に対して確実に伝達することができる。
【００８５】
・サーボモータ３０が回転数の上限を越えて回転してしまうのを防止できるならば、増速機構３２を省略して、サーボモータ３０を制御プーリ２４に直結させてもよい。
【００８６】
・制御プーリ２４を、例えば合成樹脂等の鉄材よりも軽量な材料によって形成してもよい。
・前記実施形態では、速度パターンに示される制御プーリ２４の最大回転数は、実際の巻線１４の送出速度に必要な制御プーリ２４の最大回転数よりも若干低く（ΔＶだけ）設定されていた。しかし、制御プーリ２４の最大回転数を、実際の巻線１４の送出速度に必要な制御プーリ２４の最大回転数と一致させてもよい。
【００８７】
・前記実施形態における巻線巻回装置１１を、巻線１４を巻回して小型トランスを製造するのに用いてもよいし、繊維やテープ等の巻き取りを行うのに用いてもよい。
【００８８】
次に、上記実施形態及び他の実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（１）請求項１〜６のいずれか一項において、前記制御プーリの外周部には２つの溝部が設けられ、一方の溝部から送出されてきた前記巻線が巻き掛けられるとともに、巻き掛けられた前記巻線を他方の溝部に送出する従動プーリが設けられていることを特徴とする巻線巻回装置。
【００８９】
（２）請求項１〜６、技術的思想（１）のいずれか一項において、前記押圧手段は回動軸にて回動可能になっていることを特徴とする巻線巻回装置。
（３）請求項１〜６、技術的思想（１），（２）のいずれか一項において、前記巻線に発生する張力を検出する張力検出手段と、前記張力検出手段からの張力検出信号に基づいて前記張力制御用サーボモータの回転を制御する制御手段とを備えることを特徴とする巻線巻回装置。
【００９０】
（４）請求項１〜６、技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項において、前記フライヤの回転速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段からの速度検出信号に基づいて前記張力制御用サーボモータの回転を制御する制御手段とを備えることを特徴とする巻線巻回装置。
【００９１】
（５）請求項８〜１３のいずれか一項において、前記制御手段は、前記張力制御用サーボモータを逆転させることによって、前記巻線を前記回転電機の整流子に設けられた結線爪に係止させることを特徴とする回転電機の電機子製造方法。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、生産性向上及び高占積化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における巻線巻回装置を示す概略図。
【図２】張力制御装置の正面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】制御プーリの要部断面図。
【図５】巻線の巻回方法を示す説明図。
【図６】フライヤ及び制御プーリの回転数、張力制御用サーボモータのトルク及び巻線の張力を示すグラフ。
【図７】他の実施形態における制御プーリの要部断面図。
【図８】他の実施形態における制御プーリの要部断面図。
【図９】従来技術における巻線巻回装置を示す概略図。
【図１０】従来技術における巻線巻回装置を示す概略図。
【符号の説明】
１１…巻線巻回装置、１２…巻芯としてのコア、１３…スロット、１４…巻線、１５…巻線供給部としての巻線パック、１６…フライヤ、２０…速度検出手段としての速度センサ、２３…張力検出手段としての張力センサ、２４…制御プーリ、３０…張力制御用サーボモータ（サーボモータ）、３２…増速機構、３７…溝部、３８…弾性部材としての弾性ベルト、３８ａ…巻線挿入溝、４２…押圧手段としての巻線押圧機構、４９…押さえ部材としての弾性ベルト、５０…制御手段としてのマイコン、５１…記憶手段としてのメモリ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding device, an armature for a rotating electrical machine, and a method for manufacturing an armature for a rotating electrical machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIGS. 9 and 10, for example, a winding device for winding a winding around a motor core or the like has been proposed (see Patent Documents 1 to 4). In the winding device 61 a shown in FIG. 9, the winding 63 drawn from the winding supply unit 62 is wound around the control pulley 64 and sent to the motor core 66 side via the flyer 65. Then, by rotating the flyer 65, the winding 63 is wound around the core 66.
[0003]
Further, the winding winding device 61a is equipped with a tension control device that keeps the tension of the winding 63 constant by making the feeding speed of the winding 63 follow the tension fluctuation generated in the winding 63. Yes. The tension control device includes a servo motor 67, an arm mechanism 68, and an initial tension generation mechanism 69. The servo motor 67 is connected to the control pulley 64 and causes the winding 63 to generate tension by rotating the control pulley 64 in a direction opposite to the direction in which the winding 63 is sent. The arm mechanism 68 is provided on the downstream side of the control pulley 64 in the winding direction of the winding 63, and includes a pressing arm 70, guide pulleys 71 a to 71 c, and a spring 72. The arm mechanism 68 prevents the winding 63 sent out via the control pulley 64 from being loosened when the holding arm 70 biased by the spring 72 presses the winding 63 to generate tension in the winding 63. To do. As the initial tension generating mechanism 69, a brake mechanism 73 is used. The brake mechanism 73 sandwiches the winding 63 from both sides with the two brake shoes 75, thereby generating tension in the winding 63 to prevent loosening.
[0004]
Further, in the winding device 61 b shown in FIG. 10, the winding 63 is sent directly to the core 66 side without passing through the flyer 65. Then, the winding 63 is wound around the core 66 by rotating the core 66. The winding winding device 61b is also equipped with a tension control device, and a roller weight 74 is used as the initial tension generating mechanism 69 constituting the tension control device. The roller weight 74 prevents the looseness by generating a tension in the winding 63 by dropping the weight 77 having the guide pulleys 76a to 76d around which the winding 63 is wound by its own weight.
[0005]
By the way, when the winding 63 is wound around the core 66, the feeding speed of the winding 63 is rapidly changed with the change in the rotational speed of the flyer 65 and the core 66. Moreover, since the core 66 has a rectangular cross section, even if the rotational speed of the flyer 65 or the core 66 is constant, the delivery speed of the winding 63 repeats periodic fluctuations. As a result, the tension of the winding 63 may fluctuate rapidly due to fluctuations in the delivery speed, and the winding 63 may be cut or loosened.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-21015
[Patent Document 2]
JP 2001-328766 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 2997456
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 3035094
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional winding devices 61 a and 61 b, tension is generated in the winding 63 by the arm mechanism 68, the brake mechanism 73, and the roller weight 74, and the winding 63 is also driven by driving the servo motor 67. Tension is generated. For this reason, when the winding 63 is accelerated rapidly, an excessive tension may be generated in the winding 63 and the winding 63 may be cut off. Since the arm mechanism 68 and the roller weight 74 are provided with a plurality of guide pulleys 71a to 71c and 76a to 76d, the inertia of the guide pulleys 71a to 71c and 76a to 76d acts on the winding 63. Therefore, even if the servo motor 67 is driven when the winding is suddenly decelerated, the inertia of the guide pulleys 71a to 71c and 76a to 76d is applied, so that the advance of the winding 63 cannot be suppressed. May loosen.
[0008]
Therefore, the servo motor 67 cannot follow the fluctuation in the tension of the winding 63, and the core 66 cannot be wound around the winding 63 without loosening. Therefore, it becomes difficult to improve the productivity and increase the space of the motor.
[0009]
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art, and the object thereof is a winding winding device capable of improving productivity and increasing space, and an electric machine for a rotating electrical machine. An object of the present invention is to provide an armature manufacturing method for a child and a rotating electric machine.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 1, a control pulley in which an elastic member is disposed in a groove provided in the outer peripheral portion and a winding drawn from the winding supply portion is wound around, A servomotor for tension control that feeds the winding by driving the control pulley and generates a predetermined tension in the winding, pressing means for pressing the winding against the elastic member side, A gist is provided with a flyer that is arranged on the downstream side of the control pulley in the delivery direction and winds the winding around a winding core.
[0011]
In the present invention, the tension generated in the winding is controlled by the tension control servo motor. Therefore, when the winding suddenly accelerates with the rapid acceleration of the flyer, if the control pulley is driven by the tension control servomotor so that the winding tension becomes weak, excessive tension is generated in the winding. Therefore, the winding can be prevented from being cut. In addition, when the winding suddenly decelerates due to the rapid deceleration of the flyer, the advancement of the winding can be easily suppressed by driving the control pulley with a tension control servomotor so that the tension of the winding becomes strong. The winding can be prevented from loosening.
[0012]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the winding is sandwiched between the elastic member and a pressing member provided in the pressing means.
[0013]
In this invention, since the winding is sandwiched between the pressing member and the elastic member, the frictional force is higher than when the winding is pressed only by the pressing member to generate a frictional force between the winding and the elastic member. It gets bigger. Therefore, since the drive of the control pulley is more reliably transmitted to the winding, the tension control of the winding by the tension control servomotor becomes more reliable.
[0014]
The gist of the invention described in claim 3 is that, in the invention described in claim 1 or 2, the elastic member is formed of two elastic belts that are annular and adjacent in the width direction. .
[0015]
In the present invention, the winding wound around the control pulley is supported by each elastic belt by being positioned between the elastic belts. Therefore, it is possible to prevent the frictional force generated between the winding and the control pulley from being lowered by moving the winding in the width direction of the elastic belt and releasing the contact state with the elastic belt. Therefore, the driving force of the tension control servomotor can be reliably transmitted to the winding.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the elastic member has an annular shape in which a winding insertion groove that disables movement of the winding in the width direction is formed. The gist is that the elastic belt is used.
[0017]
In the present invention, the winding wound around the control pulley is supported by the elastic belt by being positioned in the winding insertion groove. Therefore, it is possible to prevent the frictional force generated between the winding and the control pulley from being lowered by moving the winding in the width direction of the elastic belt and releasing the contact state with the elastic belt. Therefore, the driving force of the tension control servomotor can be reliably transmitted to the winding.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the rotational speed of the control pulley is set higher than the rotational speed of the tension control servo motor. The gist is to provide a speed increasing mechanism.
[0019]
In the present invention, since the rotation speed of the tension control servomotor is increased by the speed increasing mechanism, it is possible to prevent the tension control servomotor from rotating beyond the upper limit of the rotation speed. Therefore, the control pulley can be driven in the optimum rotation range.
[0020]
The gist of the invention according to claim 6 is that, in the invention according to any one of claims 1 to 5, the control pulley is made of a material lighter than iron.
[0021]
In this invention, since the control pulley is reduced in weight by a material that is lighter than the iron material, the inertia acting on the control pulley can be reduced. Therefore, it becomes easy to drive the control pulley by the tension control servomotor to follow the fluctuation of the tension of the winding.
[0022]
According to the seventh aspect of the present invention, an elastic member is disposed in a groove provided in the outer peripheral portion, and a control pulley around which a winding drawn from the winding supply portion is wound, and the control pulley is driven. A tension control servomotor that sends out the winding and generates a predetermined tension in the winding, pressing means that presses the winding against the elastic member, and downstream of the control pulley in the winding direction of the winding It is manufactured by a winding and winding device that is disposed on the side and includes a flyer that winds the winding in a slot of a core of a rotating electrical machine.
[0023]
In the present invention, the tension generated in the winding is controlled by the tension control servo motor. Therefore, when the winding suddenly accelerates with the rapid acceleration of the flyer, if the control pulley is driven by the tension control servomotor so that the winding tension becomes weak, excessive tension is generated in the winding. Therefore, the winding can be prevented from being cut. In addition, when the winding suddenly decelerates due to the rapid deceleration of the flyer, the advancement of the winding can be easily suppressed by driving the control pulley with a tension control servomotor so that the tension of the winding becomes strong. The winding can be prevented from loosening.
[0024]
The invention according to claim 8 is an armature manufacturing method for a rotating electrical machine manufactured by winding a winding drawn from a winding supply unit around a slot of a core of the rotating electrical machine by a flyer, The tension generated in the winding is rotated in the forward or reverse direction of the tension control servo motor connected to the control pulley around which the winding is wound in conjunction with the operation of the flyer that winds the winding in the slot. The gist is that it is adjusted by reversing.
[0025]
In the present invention, the tension generated in the winding is controlled by the tension control servo motor. Therefore, when the winding suddenly accelerates with the rapid acceleration of the flyer, if the control pulley is driven by the tension control servomotor so that the winding tension becomes weak, excessive tension is generated in the winding. Therefore, the winding can be prevented from being cut. In addition, when the winding suddenly decelerates due to the rapid deceleration of the flyer, the advancement of the winding can be easily suppressed by driving the control pulley with a tension control servomotor so that the tension of the winding becomes strong. The winding can be prevented from loosening.
[0026]
The invention according to claim 9 is the invention according to claim 8, wherein an elastic member is disposed in a groove provided in an outer peripheral portion of the control pulley, and the winding is brought into contact with the elastic member while the elastic member is in contact with the elastic member. The gist is to wind around the control pulley and press the winding wound around the control pulley against the elastic member side by pressing means.
[0027]
In this invention, since the winding is pressed against the elastic member side by the pressing means, it is sandwiched between the pressing means and the elastic member. Therefore, the frictional force becomes even larger than when the winding is pressed only by the pressing means to generate a frictional force between the winding and the elastic member. Therefore, since the drive of the control pulley is more reliably transmitted to the winding, the tension control of the winding by the tension control servomotor becomes more reliable.
[0028]
In the invention of claim 10, in the invention of claim 8 or claim 9, the tension detection signal from the tension detection means for detecting the tension generated in the winding and the sending speed of the winding are detected. The gist is that the control means controls the drive of the tension control servo motor based on the speed detection signal from the speed detecting means.
[0029]
In the present invention, the drive of the tension control servomotor is controlled based on both the tension detection signal from the tension detection means and the speed detection signal from the speed detection means. Therefore, it is easier to generate a desired tension for the winding than in the case where the drive of the tension control servomotor is controlled based on one of the tension detection signal and the speed detection signal. Therefore, it becomes much easier to drive the control pulley by the tension control servomotor to follow the fluctuation of the tension of the winding.
[0030]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect of the present invention, a speed pattern that indicates the speed of the tension control servomotor per hour and a torque pattern that indicates the torque of the tension control servomotor per time. Are stored in advance in the storage means, and based on the tension detection signal and the speed detection signal, the control means has a speed of the same speed pattern according to the speed pattern stored in the storage means. Controlling the drive of the tension control servomotor and controlling the drive of the tension control servomotor so as to generate torque of the same torque pattern according to the torque pattern stored in the storage means. The gist.
[0031]
In this invention, the drive of the tension control servomotor is controlled to be the speed of the same speed pattern according to the speed pattern stored in advance in the storage means, and in accordance with the torque pattern stored in advance in the storage means. The speed is controlled so as to have the same torque pattern. Therefore, it is not necessary to calculate the driving mode of the tension control servomotor based on the tension detection signal and the speed detection signal, and the tension control servomotor can be driven more quickly. Therefore, it becomes much easier to drive the control pulley by the tension control servomotor to follow the fluctuation of the tension of the winding.
[0032]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to the eleventh aspect, the winding is determined by driving a tension control servo motor so as to achieve a speed of the same speed pattern according to the speed pattern. The gist is that the speed is set to be slightly slower than the actual delivery speed of the winding.
[0033]
In the present invention, the difference between the actual winding delivery speed and the winding delivery speed determined by driving the tension control servo motor so as to achieve the speed pattern according to the speed pattern. , Tension is generated in the winding. Therefore, loosening of the winding can be further prevented.
[0034]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to the twelfth aspect, the winding is determined by driving a tension control servo motor so as to achieve the speed of the same speed pattern according to the speed pattern. When the difference between the speed and the actual delivery speed of the winding becomes excessive, the control means limits the torque current of the servo motor for tension control and controls the tension of the winding. And
[0035]
In the present invention, the control means, according to the speed pattern, drives the tension control servomotor so that the speed of the same speed pattern is reached, and the actual winding speed. When the difference between the two is excessive, the torque current of the servo motor for tension control is limited to control the tension of the winding. Therefore, since excessive tension can be prevented from being generated in the winding, it is possible to prevent the winding from being cut.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the winding device 11 is for manufacturing an armature of a motor as a rotating electric machine by winding a winding 14 around a plurality of slots 13 formed in a core 12. It is. Each slot 13 is formed of a magnetic material such as an iron material having a rectangular cross section, and serves as a core around which the winding 14 is wound. As shown in FIG. 5, a connection claw 12 b corresponding to each slot 13 is formed in a commutator (commutator) 12 a constituting the armature. A winding 14 wound around the slot 13 is hooked on each connection claw 12b.
[0037]
As shown in FIG. 1, the winding winding device 11 includes a winding pack 15 as a winding supply unit, two flyers 16, and a tension control device 17. The winding 14 drawn out from the winding pack 15 is sent to the core 12 side via the tension control device 17 and the flyer 16.
[0038]
The flyer 16 is disposed on the downstream side of the tension control device 17 in the delivery direction of the winding 14. The flyer 16 is rotatably supported by a hollow rotating shaft (not shown) through which the winding 14 is inserted. The winding 14 inserted through the rotating shaft passes through the distal end portion of the arm portion 18 formed in the flyer 16 and is sent to the core 12 side. The flyer 16 is rotated by driving a flyer driving motor (not shown) provided in the driving device 19 to wind the winding 14 around the slot 13.
[0039]
The tension control device 17 keeps the tension of the winding 14 constant by following the fluctuation of the tension generated in the winding 14. The tension control device 17 is provided with a speed sensor 20 as speed detection means. The speed sensor 20 detects the rotational speed of the flyer 16, generates a speed detection signal including speed data, and outputs the speed detection signal to the microcomputer 50 described later.
[0040]
On the plate 21 of the tension control device 17, a winding presser 22, a tension sensor 23 as a tension detecting means, and a control pulley 24 are attached. The winding retainer 22 is for removing dust adhering to the winding 14 and correcting the bending of the winding 14. The tension sensor 23 includes a detection unit (not shown) and a guide roller 25 that guides the winding 14. The tension sensor 23 detects the tension generated in the winding 14, generates a tension detection signal including tension data, and outputs the tension detection signal to the microcomputer 50 described later.
[0041]
As shown in FIG. 3, the base end portion of the shaft 26 is connected to the control pulley 24. The shaft 26 is rotatably attached to the plate 21 via two bearings 27. A spur gear 28 is attached to the tip of the shaft 26. The spur gear 28 is engaged with a spur gear 29, and the spur gear 29 is fixed to an output shaft 31 of a tension control servomotor (servomotor) 30. The number of teeth of the spur gears 28 and 29 is set so that the rotational speed of the control pulley 24 is increased from the rotational speed of the servo motor 30. That is, the speed increasing mechanism 32 is constituted by these spur gears 28 and 29. The servo motor 30 is screwed to a motor fixing plate 33 attached to the back side of the plate 21.
[0042]
As shown in FIG. 2, the control pulley 24 is formed of an aluminum material that is lighter than an iron material. The disc portion 35 constituting the control pulley 24 is formed with a plurality of circular meat stealing portions 36. Thereby, further weight reduction of the control pulley 24 is achieved.
[0043]
As shown in FIG. 4, the control pulley 24 is configured by sandwiching a ring portion 34 between two disk portions 35. Thereby, two rows of groove portions 37 are formed on the outer peripheral portion of the control pulley 24. Each groove part 37 is comprised by the opening part 37a, the belt accommodating part 37b, and the narrowing-down part 37c.
[0044]
Each opening portion 37a is formed between tapered portions 34a and 35a that become narrower toward the outer peripheral side in the outer peripheral portion of the ring portion 34 and the disc portion 35, and has a substantially V-shaped cross section. Each belt accommodating portion 37b is formed between the thin portions 34b and 35b disposed on the shaft 26 side of the tapered portions 34a and 35a, and has a substantially rectangular cross section. Two elastic belts 38 as elastic members each having an annular shape and a substantially circular cross section are mounted in each belt accommodating portion 37b. Each elastic belt 38 is adjacent in the thickness direction of the control pulley 24. The length of the belt pulley 37b in the thickness direction of the control pulley 24 is set to be shorter than twice the outer diameter of the elastic belt 38. Therefore, the elastic belt 38 accommodated in the belt accommodating portion 37b is deformed to have a substantially elliptical cross section. Therefore, the winding 14 wound around the control pulley 24 can be prevented from entering between the elastic belts 38. The narrowing-down part 37c is formed in the part which connects between the opening part 37a and the belt accommodating part 37b. The length of the narrowing portion 37c in the thickness direction of the control pulley 24 is set to be shorter than the length of the belt accommodating portion 37b in the thickness direction of the control pulley 24. Therefore, it can prevent that both elastic belts 38 remove | deviate from the belt accommodating part 37b. The narrowing portion 37c reliably guides the winding 14 wound around the control pulley 24 between both elastic belts 38.
[0045]
A driven pulley 39 and two guide pulleys 40 and 41 are rotatably attached to the plate 21 of the tension control device 17. The driven pulley 39 is for winding the winding 14 sent from one groove 37 and sending the winding 14 wound on the driven pulley 39 to the other groove 37. The guide pulley 40 is for sending the winding 14 drawn out from the winding pack 15 to one groove portion 37. The guide pulley 41 is for sending the winding wire 14 sent from the other groove portion 37 to the core 12 via the flyer 16. The guide pulley 41 is for stably securing the tension detected by the tension sensor 23. These guide pulleys 40 and 41 are configured to prevent the winding 14 from being entangled.
[0046]
As shown in FIG. 1, the tension control device 17 includes a winding pressing mechanism 42 as pressing means. The arm 43 that constitutes the winding pressing mechanism 42 has a substantially L shape, and is rotatably supported by a rotation shaft 44 that is disposed at the base end of the arm 43. As shown in FIG. 2, the arm 43 is fixed to the plate 21 by being clamped by the clamp portion 45 together with the plate 21. Three pulleys 46, 47, and 48 are rotatably attached to the arm 43. The pulleys 46, 47, and 48 are arranged on the arm 43 so as to form three triangular vertices.
[0047]
As shown in FIG. 4, a pressing belt 49 as two pressing members is wound around each pulley 46, 47, 48. The pressing belt 49 has a substantially elliptical cross section and is formed of an elastic material such as urethane rubber. A part of each presser belt 49 presses the winding 14 located in the groove 37 of the control pulley 24. As shown in FIG. 2, the portion connecting the pulley 46 and the pulley 48 in the presser belt 49 is deformed into a substantially arc shape by pressing the winding 14. At this time, since the pressing belt 49 is extended, an elastic force acts on the pressing belt 49, so that the winding 14 is pressed more reliably. As shown in FIG. 4, the pressing belt 49 is guided to a position where the winding 14 is pressed by the opening 37a and the narrowing portion 37c. Therefore, since the outer peripheral surface of the winding 14 is pressed by the two elastic belts 38 and the one pressing belt 49 in each groove portion 37, the winding 14 is interposed between the elastic belts 38 and the windings 14. A predetermined frictional force is generated between the presser belt 49 and the presser belt 49.
[0048]
As shown in FIG. 1, the tension control device 17 includes a microcomputer 50 as control means. The microcomputer 50 is electrically connected to the speed sensor 20 and the tension sensor 23. The microcomputer 50 is generated in the winding 14 by driving the servo motor 30 to rotate (forward rotation) the control pulley 24 in the sending direction (direction of arrow F1 shown in FIG. 2) in which the winding 14 is sent. The tension is weakened. Further, the microcomputer 50 is generated in the winding 14 by driving the servo motor 30 to rotate (reversely rotate) the control pulley 24 in the pull-in direction (arrow F2 direction shown in FIG. 2) in which the winding 14 is drawn. It is designed to increase the tension.
[0049]
The microcomputer 50 includes a memory 51 as storage means. The memory 51 stores in advance the speed pattern and the torque pattern shown in FIG. The microcomputer 50 controls the rotation of the servo motor 30 based on the speed detection signal from the speed sensor 20 so that the speed of the pattern becomes the same according to the speed pattern. Based on the tension detection signal from the tension sensor 23, the microcomputer 50 controls the rotation of the servo motor 30 so as to generate torque of the same pattern according to the torque pattern. The speed pattern and the torque pattern are different in the winding operation and the connection operation. The winding operation is an operation in which the winding 14 is simultaneously wound around a plurality (three in the present embodiment) of the slots 13. The connection operation is an operation of winding the winding 14 around the connection claw 12b of the commutator 12a.
[0050]
The speed pattern indicates the magnitude of the rotation speed (rpm) of the control pulley 24 driven by the servo motor 30 for each time. Here, the winding 14 is wound around a slot 13 having a rectangular cross section instead of a circular cross section. Therefore, the winding 14 is accelerated and decelerated every time the flyer 16 makes a half rotation in the winding operation. Accordingly, the servo motor 30 is controlled to accelerate and decelerate every time the flyer 16 makes a half rotation in order to make the tension generated in the winding 14 constant. Therefore, the speed pattern is formed by connecting points at which the rotational speed of the control pulley 24 becomes maximum when the flyer 16 is rotated halfway in the winding operation.
[0051]
When the winding operation to the slot 13 is started, the flyer 16 is accelerated until the maximum rotational speed reaches a predetermined rotational speed. Accordingly, the servo motor 30 is controlled to accelerate together with the flyer 16 in order to make the tension generated in the winding 14 constant. Therefore, the speed pattern is set so as to gradually increase the maximum rotational speed of the control pulley 24 as the maximum rotational speed of the flyer 16 increases.
[0052]
The flyer 16 maintains the rotational speed when the maximum rotational speed reaches a predetermined rotational speed. However, since the winding 14 is wound around the slot 13 a plurality of times, it is necessary to wind the winding 14 on the already wound winding 14. For this reason, the winding 14 necessary for one winding is gradually lengthened, so that the feeding speed of the winding 14 also increases every time the flyer 16 makes one rotation. Therefore, the speed pattern is set to gradually increase the maximum rotational speed of the control pulley 24 even when the maximum rotational speed of the flyer 16 is maintained.
[0053]
When the winding operation to the slot 13 ends, the flyer 16 decelerates until it stops rotating. Accordingly, the servo motor 30 is controlled to decelerate together with the flyer 16 in order to make the tension generated in the winding 14 constant. Therefore, the speed pattern is set so as to gradually decrease the maximum rotation speed of the control pulley 24 as the maximum rotation speed of the flyer 16 decreases.
[0054]
The winding 14 is wound around the three slots 13 at the same time. Therefore, after the winding operation to these slots 13 is completed, when the slot 13 is shifted by one and the winding 14 is wound around the three slots 13 again, the winding operation is performed in the previous winding operation. It is necessary to wind the winding 14 on the wound winding 14. Therefore, since the winding 14 required for the second winding operation is longer than the winding 14 required for the first winding operation, the delivery speed of the winding 14 is also higher in the second winding. Therefore, the speed pattern is set to be different between the first winding operation and the second winding operation. That is, the speed pattern is set so that the maximum rotation speed of the control pulley 24 required for the second winding operation is higher than the maximum rotation speed of the control pulley 24 required for the first winding operation. .
[0055]
In the connection operation, the speed pattern is set so that the servo motor 30 is rotated in the opposite direction to that in the winding operation and then the servo motor 30 is rotated in the same direction as that in the winding operation again. ,
In the winding operation and the wire connection operation, the maximum number of revolutions of the control pulley 24 indicated by the speed pattern is set slightly lower (by ΔV) than the maximum number of revolutions of the control pulley 24 required for the actual delivery speed of the winding 14. ing. Therefore, a frictional force acts between the winding 14 and the control pulley 24 in the drawing direction in which the winding 14 is drawn. Therefore, the winding 14 generates tension by being pulled in opposite directions by the flyer 16 and the control pulley 24.
[0056]
The torque pattern indicates the magnitude of torque (kg-m) of the servo motor 30 for each time. The servo motor 30 is controlled so as to vary the torque every time the flyer 16 makes a half rotation in order to make the tension generated in the winding 14 constant. Therefore, the torque pattern is formed by connecting points at which the torque of the servo motor 30 becomes maximum when the flyer 16 is rotated halfway in the winding operation.
[0057]
When the winding operation to the slot 13 is started, the flyer 16 is accelerated until the maximum rotational speed reaches a predetermined rotational speed. The torque pattern is set so as to reduce the maximum torque of the servo motor 30 in order to suppress the generation of excessive tension in the winding 14. That is, by limiting the torque current of the servo motor 30, the winding 14 is prevented from being pulled in the opposite directions by the flyer 16 and the control pulley 24, and the generation of unnecessary tension in the winding 14 is suppressed. be able to.
[0058]
The flyer 16 maintains the rotational speed when the maximum rotational speed reaches a predetermined rotational speed. At this time, the torque pattern is set so as to keep the maximum torque of the servomotor 30 constant.
[0059]
When the winding operation to the slot 13 ends, the flyer 16 decelerates until it stops rotating. The torque pattern is set so as to gradually increase the maximum torque of the servo motor 30 as the maximum rotational speed of the flyer 16 decreases. That is, the winding 14 is pulled in opposite directions by the flyer 16 and the control pulley 24, and the winding 14 can be prevented from loosening.
[0060]
In the connection operation, the torque pattern is set so as to always apply a constant torque to the servo motor 30.
As a result, the servo motor 30 can be controlled so that the tension of the winding 14 becomes the tension of the tension pattern shown in FIG. Therefore, fluctuations in tension generated in the winding 14 can be reduced as compared with the conventional case.
[0061]
Next, a method for manufacturing an armature in the winding device 11 will be described.
In the winding operation, the winding 14 drawn from the winding pack 15 is sent to the core 12 via the tension control device 17 and is wound around the slot 13 by rotating the flyer 16. At this time, by driving the servo motor 30, the control pulley 24 rotates in the direction in which the winding 14 is sent out (the direction of the arrow F1 shown in FIG. 2).
[0062]
In this state, the speed sensor 20 detects the rotational speed of the flyer 16 and outputs a speed detection signal to the microcomputer 50. The microcomputer 50 compares the speed data included in the speed detection signal with the speed pattern stored in the memory 51, and drives the servo motor 30 so that the rotational speed of the flyer 16 matches the speed pattern. The tension sensor 23 detects that the tension generated in the winding 14 has changed when the rotational speed of the flyer 16 changes, and outputs a tension detection signal to the microcomputer 50. The microcomputer 50 compares the tension data included in the tension detection signal with the torque pattern stored in the memory 51, and drives the servo motor 30 so that the torque of the control pulley 24 matches the torque pattern.
[0063]
When the winding of the winding 14 is completed in one slot 13, the flyer 16 is rotated in the opposite direction (arrow A1 direction) from the position indicated by the two-dot chain line in FIG. As a result, the winding 14 is wound around the connection claw 12b of the commutator 12a. In this state, the core 12 is rotated by a predetermined angle around the rotation axis 12d of the core 12 (arrow A2 direction), and the flyer 16 is rotated in the same direction (arrow A3) from the position indicated by the solid line in FIG. When rotating in the direction), the winding 14 is wound around the connection claw 12b corresponding to the adjacent slot 13. Then, by rotating the flyer 16 as it is in the arrow A3 direction, the winding operation is performed in the next slot 13 where the winding 14 is not wound. Then, the armature is completed by completing the winding operation and the connecting operation of the winding 14 in all the slots 13.
[0064]
According to the above embodiment, the following features can be obtained.
(1) By driving the servo motor 30, tension is generated in the winding 14, and the tension generated by the servo motor 30 is controlled. That is, when the servo motor 30 is not driven, tension is not applied to the winding 14 by the conventional mechanisms such as the arm mechanism 68, the brake mechanism 73, and the roller weight 74. Therefore, when the control pulley 24 is driven by the servo motor 30 so that the tension of the winding 14 becomes weak when the winding 14 suddenly accelerates with the rapid acceleration of the flyer 16, excessive tension is applied to the winding 14. Can be prevented, so that the winding 14 can be prevented from being cut.
[0065]
Further, since tension is generated in the winding 14 by the servo motor 30, the inertia acting on the winding 14 from mechanisms other than the control pulley 24 such as the arm mechanism 68, the brake mechanism 73, and the roller weight 74 can be reduced. Can do. Therefore, when the control pulley 24 is driven by the servo motor 30 so that the tension of the winding 14 is increased when the winding 14 is suddenly decelerated along with the rapid deceleration of the flyer 16, the winding 14 can be easily advanced. Therefore, the winding 14 can be prevented from being loosened.
[0066]
In addition, the winding 14 is pressed against the elastic belt 38 by the pressing belt 49. Therefore, since the frictional force generated between the winding 14 and the elastic belt 38 is increased, the drive of the control pulley 24 can be reliably transmitted to the winding 14.
[0067]
Therefore, even if the winding 14 is wound at a high speed, the tension of the winding 14 can be tracked by controlling the tension of the winding 14 with the servo motor 30, so 14 can be wound without loosening. Therefore, it becomes possible to improve the productivity and increase the space of the motor. Further, even when a winding 14 formed of a material that is easily affected by fluctuations in tension, such as an aluminum wire, is used, the winding 14 can be wound around the core 12 without loosening.
[0068]
(2) Since the winding 14 is sandwiched between the pressing belt 49 constituting the winding pressing mechanism 42 and the elastic belt 38 provided on the control pulley 24, the winding 14 is pressed only by the pressing belt 49, The friction force is further increased as compared with the case where the friction force is generated between the elastic belt 38 and the elastic belt 38. Therefore, since the drive of the control pulley 24 is more reliably transmitted to the winding 14, the control of the tension of the winding 14 by the servo motor 30 becomes more reliable.
[0069]
(3) The windings 14 wound around the control pulley 24 are respectively supported by the elastic belts 38 by being positioned between the elastic belts 38. Therefore, when the winding 14 moves in the width direction of the elastic belt 38 and the contact state with the elastic belt 38 is released, the frictional force generated between the winding 14 and the control pulley 24 is reduced. Can be prevented. Therefore, the driving force of the servo motor 30 can be reliably transmitted to the winding 14.
[0070]
Further, since each elastic belt 38 has an annular shape, it is possible to use standardized parts at the time of replacement. Therefore, the maintainability of the winding device 11 can be improved.
[0071]
(4) Since the rotational speed of the servo motor 30 is increased by the speed increasing mechanism 32, the servo motor 30 can be prevented from rotating beyond the upper limit of the rotational speed. Therefore, the control pulley 24 can be driven in the optimum rotation range.
[0072]
In addition, the inertia acting around the shaft 26 of the control pulley 24 can be reduced by a predetermined amount (specifically, the square of the speed increasing ratio between the spur gear 28 and the spur gear 29). It becomes easy to follow the large fluctuation of the tension of 14.
[0073]
(5) Since the control pulley 24 is reduced in weight by the aluminum material that is lighter than the iron material, the inertia acting on the control pulley 24 can be further reduced. Therefore, it becomes much easier to drive the control pulley 24 by the servo motor 30 to follow the fluctuation of the tension of the winding 14.
[0074]
(6) The control pulley 24 has a splittable structure configured by sandwiching the ring portion 34 between the two disc portions 35. Therefore, the elastic belt 38 can be easily attached to the control pulley 24 by disassembling the control pulley 24.
[0075]
Two elastic belts 38 are sandwiched between the ring portion 34 and one disk portion 35, and the length of the belt pulley 37b in the thickness direction of the control pulley 24 is more than twice the outer diameter of the elastic belt 38. Since the length is set to be short, both elastic belts 38 are compressed with each other. Therefore, it is possible to prevent the winding 14 from entering between both elastic belts 38.
[0076]
(7) The driving of the servo motor 30 is controlled based on both the tension detection signal from the tension sensor 23 and the speed detection signal from the speed detection means. Therefore, it is easier to generate a desired tension for the winding 14 than when the drive of the servo motor 30 is controlled based on one of the tension detection signal and the speed detection signal. Therefore, it becomes much easier to drive the control pulley 24 by the servo motor 30 to follow the fluctuation of the tension of the winding 14.
[0077]
Further, since the servo motor 30 is driven based on the tension detection signal, the winding around the core 12 can be performed by increasing the tension of the winding 14 just before cutting. Therefore, the winding 14 can be wound around the core 12 without further loosening.
[0078]
(8) The drive of the servo motor 30 is controlled to be the speed of the same pattern in accordance with the speed pattern stored in the memory 51 in advance, and the maximum torque of the same pattern in accordance with the torque pattern stored in the memory 51 in advance. Is controlled to generate. Therefore, it is not necessary to calculate the drive mode of the servo motor 30 based on the tension detection signal and the speed detection signal, and the servo motor 30 can be driven more quickly. Therefore, it becomes much easier to drive the control pulley 24 by the servo motor 30 to follow the fluctuation of the tension of the winding 14.
[0079]
(9) Also by the difference (ΔV) between the actual delivery speed of the winding 14 and the delivery speed of the winding 14 determined by driving the servo motor 30 so as to achieve the speed of the same pattern according to the speed pattern. A tension is generated in the winding 14. Therefore, loosening of the winding 14 can be further prevented.
[0080]
(10) The microcomputer 50 determines that the difference between the delivery speed of the winding 14 determined by driving the servo motor 30 so as to achieve the speed of the same pattern according to the speed pattern and the actual delivery speed of the winding 14. When it becomes excessive, the torque current of the servo motor 30 is limited to control the tension of the winding 14. Therefore, since excessive tension can be prevented from being generated in the winding 14, it is possible to prevent the winding 14 from being cut.
[0081]
(11) The arm 43 constituting the winding pressing mechanism 42 can be rotated by a rotation shaft 44. Accordingly, the winding 14 pulled out from the winding pack 15 is controlled with the holding belt 49 constituting the winding pressing mechanism 42 by rotating the winding pressing mechanism 42 in the state shown by the two-dot chain line in FIG. The elastic belt 38 provided on the pulley 24 can be easily held.
[0082]
(12) The tension of the winding 14 is not generated by a conventional mechanism such as the arm mechanism 68, the brake mechanism 73, and the roller weight 74. That is, the tension of the winding 14 is generated only by the winding pressing mechanism 42. Therefore, a smaller tension can be generated in the winding 14 by driving the servo motor 30. Therefore, disconnection of the winding 14 can be further prevented.
[0083]
In addition, you may change the said embodiment as follows.
As shown in FIG. 7, if the friction force generated between the winding 14 and the control pulley 24 can be prevented from being lowered and the drive of the control pulley 24 can be reliably transmitted to the winding 14, The control pulley 24 may be configured by combining two disk portions 35 with each other, and one groove portion 37 provided on the outer peripheral portion of the control pulley 24 may be provided.
[0084]
As shown in FIG. 8, a single elastic belt 38 having an annular shape may be mounted in the belt accommodating portion 37b, and a winding insertion groove 38a having a substantially V-shaped cross section may be formed in the elastic belt 38. . If comprised in this way, the coil | winding 14 wound around the control pulley 24 will be supported by the elastic belt 38 by being located in the coil | winding insertion groove 38a. Therefore, when the winding 14 moves in the width direction of the elastic belt 38 and the contact state with the elastic belt 38 is released, the frictional force generated between the winding 14 and the control pulley 24 is reduced. Can be prevented. Therefore, the driving force of the servo motor 30 can be reliably transmitted to the winding 14.
[0085]
If the servo motor 30 can be prevented from rotating beyond the upper limit of the rotational speed, the speed increasing mechanism 32 may be omitted and the servo motor 30 may be directly connected to the control pulley 24.
[0086]
The control pulley 24 may be formed of a material that is lighter than an iron material such as synthetic resin.
In the above embodiment, the maximum number of revolutions of the control pulley 24 shown in the speed pattern is set slightly lower (by ΔV) than the maximum number of revolutions of the control pulley 24 required for the actual delivery speed of the winding 14. . However, the maximum number of revolutions of the control pulley 24 may be matched with the maximum number of revolutions of the control pulley 24 required for the actual delivery speed of the winding 14.
[0087]
-Winding winding device 11 in the above-mentioned embodiment may be used for manufacturing a small transformer by winding winding 14, or may be used for winding a fiber or a tape.
[0088]
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiment and other embodiments will be described below.
(1) In any one of claims 1 to 6, two grooves are provided on the outer peripheral portion of the control pulley, and the winding sent from one groove is wound and wound. And a driven pulley for feeding the winding to the other groove.
[0089]
(2) The winding device according to any one of claims 1 to 6, and the technical idea (1), wherein the pressing means is rotatable on a rotation shaft.
(3) The tension detection means for detecting the tension generated in the winding and the tension detection signal from the tension detection means according to any one of claims 1 to 6 and technical ideas (1) and (2) And a control means for controlling the rotation of the tension control servomotor based on the winding device.
[0090]
(4) In any one of claims 1 to 6 and technical ideas (1) to (3), based on a speed detection means for detecting the rotational speed of the flyer and a speed detection signal from the speed detection means. And a control means for controlling the rotation of the tension control servomotor.
[0091]
(5) The control means according to any one of claims 8 to 13, wherein the control means reversely rotates the tension control servomotor to connect the winding to a connection claw provided on a commutator of the rotating electrical machine. A method of manufacturing an armature for a rotating electrical machine, characterized in that the armature is stopped.
[0092]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to improve productivity and increase space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a winding winding device in the present embodiment.
FIG. 2 is a front view of a tension control device.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a control pulley.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a winding method of a winding.
FIG. 6 is a graph showing the number of rotations of a flyer and a control pulley, the torque of a servo motor for tension control, and the tension of a winding.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a control pulley according to another embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a control pulley according to another embodiment.
FIG. 9 is a schematic view showing a winding device in the prior art.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a winding device in the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Winding winding apparatus, 12 ... Core as winding core, 13 ... Slot, 14 ... Winding, 15 ... Winding pack as winding supply part, 16 ... Flyer, 20 ... Speed sensor as speed detection means , 23 ... Tension sensor as tension detecting means, 24 ... Control pulley, 30 ... Tension control servomotor (servomotor), 32 ... Speed increasing mechanism, 37 ... Groove, 38 ... Elastic belt as elastic member, 38a ... Winding Wire insertion groove, 42: winding pressing mechanism as pressing means, 49: elastic belt as pressing member, 50: microcomputer as control means, 51: memory as storage means.

Claims

A control pulley in which an elastic member is disposed in a groove provided in the outer peripheral portion and a winding wound around the winding supply portion is wound around;
A tension control servomotor that sends out the winding by driving the control pulley and generates a predetermined tension in the winding;
A winding comprising: pressing means for pressing the winding against the elastic member side; and a flyer that is arranged on the downstream side of the control pulley in the delivery direction of the winding and winds the winding around a winding core. Wire winding device.

The winding winding apparatus according to claim 1, wherein the winding is sandwiched between the elastic member and a pressing member provided in the pressing means.

The winding device according to claim 1 or 2, wherein the elastic member is formed of two elastic belts that are annular and adjacent in the width direction.

The said elastic member is comprised by the cyclic | annular elastic belt in which the winding insertion groove which makes the movement to the width direction of the said winding impossible was formed, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Winding winding device.

The winding according to any one of claims 1 to 4, further comprising a speed increasing mechanism for making the rotation speed of the control pulley higher than the rotation speed of the tension control servomotor. Winding device.

The winding device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control pulley is made of a material that is lighter than an iron material.

A control pulley in which an elastic member is disposed in a groove provided in the outer peripheral portion and a winding drawn from the winding supply portion is wound, and the winding is sent out by driving the control pulley and the winding. A tension control servomotor that generates a predetermined tension on the wire, a pressing means that presses the winding against the elastic member, and a core of the rotating electrical machine that is disposed downstream of the control pulley in the winding direction of the winding. An armature for a rotating electrical machine, wherein the armature is manufactured by a winding and winding device including a flyer for winding the winding in a slot.

An armature manufacturing method for a rotating electrical machine manufactured by winding a winding drawn from a winding supply unit around a core slot of a rotating electrical machine by a flyer,
The tension generated in the winding is forwardly rotated by a tension control servo motor connected to a control pulley around which the winding is wound in conjunction with the operation of the flyer that winds the winding in the slot. Or the armature manufacturing method of the rotary electric machine characterized by adjusting by reversing.

An elastic member is disposed in a groove provided in an outer peripheral portion of the control pulley, and the winding is wound around the control pulley while the winding is in contact with the elastic member, and the winding is wound around the control pulley. The method of manufacturing an armature for a rotating electric machine according to claim 8, wherein the elastic member is pressed against the elastic member side by a pressing means.

Based on the tension detection signal from the tension detection means for detecting the tension generated in the winding and the speed detection signal from the speed detection means for detecting the sending speed of the winding, the control means is the tension control servo. The method for manufacturing an armature for a rotating electric machine according to claim 8 or 9, wherein the driving of the motor is controlled.

A speed pattern indicating the speed of the tension control servomotor per hour and a torque pattern indicating the torque of the tension control servomotor per time are stored in a storage unit in advance.
Based on the tension detection signal and the speed detection signal, the control means controls the drive of the tension control servomotor so that the speed of the same speed pattern is obtained according to the speed pattern stored in the storage means. 11. The rotating electrical machine according to claim 10, wherein the drive of the servo motor for tension control is controlled so as to generate torque of the same torque pattern according to the torque pattern stored in the storage means. Armature manufacturing method.

In accordance with the speed pattern, the winding feed speed determined by driving the servo motor for tension control to be the speed of the same speed pattern is set to be slightly slower than the actual feed speed of the winding. The method of manufacturing an armature for a rotating electric machine according to claim 11, wherein:

In accordance with the speed pattern, the difference between the winding feed speed determined by driving the tension control servo motor to be the speed of the same speed pattern and the actual feed speed of the winding becomes excessive. 13. The method of manufacturing an armature for a rotating electrical machine according to claim 12, wherein the control means controls the tension of the winding by limiting a torque current of the servo motor for tension control.