JP2005322829A - 巻線機のセンター押さえ装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度な芯だし作業を必要とせず、かつ、芯振れを防止する巻線機のセンター押さえ装置を提供する。
【解決手段】 スピンドル１に固定した巻線冶具５の端部５ｂを、スピンドル１と対向する方向からハウジング７を介して支持する巻線機のセンター押さえ装置５０を備える。ハウジング７の中空部７ｃ内に、ハウジング７の中心軸に向かって相互に磁極の異なる第１、第２磁石１３、１４を、スピンドル軸方向に所定の間隔をもって設け、端部５ｂに取り付けた第３磁石９を、中空部７ｃの第１、第２磁石１３、１４との間に挿入し、これら磁石の反発力の釣り合いを利用して端部５ｂを支持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、巻線冶具を支持するための巻線機のセンター押さえ装置及び方法の改良に関するものである。

従来の巻線機のセンター押さえ装置は、巻線冶具の一方の軸部と嵌合する収容部をベアリングを介して保持するハウジングを、スピンドルに対向する方向からスプリングによって付勢し、巻線冶具をスピンドルとハウジングの両方から回転可能に挟持するものであった。

なお、巻線機のセンター押さえ装置には、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。
実開平６−２３２３２号公報

しかし、このようなセンター押さえ装置にあっては、巻線冶具の軸芯と収容部の軸芯との間にずれがあると巻線冶具が収容部に嵌合しないため、高精度の芯だしが必要であり、また部品精度も高いものが要求されていた。これでは、芯だし作業に手間がかかり、部品コストも高くなるといった問題があった。

また、巻線冶具と収容部との嵌め合い部にクリアランスを持たせると嵌合は容易になるが、この場合には回転時に芯振れが起こり、ベアリングを損傷させてしまうという問題点があった。

そこで、本発明は高精度の芯だしを必要とせず、かつ、回転時の芯振れによるベアリングの損傷を防ぐことの可能な巻線機のセンター押さえ装置を提供する。

第１の発明は、スピンドルに固定した巻線冶具の端部を、スピンドルと対向する方向からハウジングを介して支持する巻線機のセンター押さえ装置において、前記ハウジングの中空部内に、ハウジングの軸芯に向かって相互に磁極の異なる第１、第２磁石を、スピンドル軸方向に所定の間隔をもって設け、前記中空部に所定の間隙をもって挿入配置される前記巻線治具の端部に第３磁石を設け、前記端部の前記中空部への挿入時に、前記第３磁石が前記第１、第２磁石との間に位置し、これら磁石の反発力の釣り合いを利用して前記端部を浮遊状態で支持する。
第２の発明は、第１の発明において、前記第１、第２磁石を、非磁性体で形成された円筒部材に取り付け、円筒部材を中空部に嵌合することによって、中空部内に設ける。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第３磁石を、磁性体からなる挿入軸を介して前記端部に取り付ける。

第４の発明は、第１から３のいずれかの発明において、前記ハウジングは、可撓部材によってスピンドル方向に付勢される。

第５の発明は、スピンドルに固定した巻線冶具の端部を、スピンドルと対向する方向からハウジングを介して支持する巻線機のセンター押さえ方法において、前記ハウジングの中空部内に、ハウジングの軸芯に向かって相互に磁極の異なる第１、第２磁石を、スピンドル軸方向に所定の間隔をもって設け、前記端部に取り付けた第３磁石を、前記中空部の前記第１、第２磁石との間に挿入し、これら磁石の反発力の釣り合いを利用して端部を浮遊状態で支持する。

第１、第２、第３、及び第５の発明によると、第１、第２、第３磁石相互に働く反発力を利用して巻線冶具の端部を支持することにより、端部とハウジングとの間に間隙を形成し、巻線冶具とハウジングとの間に軸芯のずれがある場合においても、端部が自由に傾斜あるいは軸芯と平行に移動することで、軸芯のずれを補償することができる。この場合でも、各磁石間で相互に反発力が働いているため、端部は振れることがなくしっかり支持される。したがって、センター押さえ装置の製造時における、高精度の芯だし作業が必要なくなり、作業効率が向上するとともに、高精度な部品を使う必要もなくなるため、コストを下げることができる。

また、振動により端部が振れた場合でも、各磁石間の反発力が釣り合いを保とうとするため、振れの力を減衰することができる。

さらに、端部とハウジングとは非接触であるため、機械摩擦を発生させるベアリングを用いる必要がない、巻線冶具を高速回転させることができ、振動や騒音を抑えて装置の寿命を延ばすことができる。

第４の発明によると、ハウジングは巻線冶具を所定の力で付勢するため巻線冶具の緩みを防止して嵌め合いを確実に保持することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の巻線機のセンター押さえ装置を示す図である。

センター押さえ装置５０に対峙して、図示しない巻線機本体に支持され、回転するスピンドル１が設けられる。スピンドル１の軸端部の軸心には窪み部１ａが形成され、この窪み部１ａに巻線冶具５の一方の突部（軸部）５ａを嵌合させることにより、巻線冶具５をスピンドル１に固定する。

巻線冶具５の周りにはボビン４が嵌め込まれる。巻線冶具５の内周には、図示しない段差が形成され、ボビン４に形成された段差と当たることにより、ボビン４が巻線冶具５に対して所定の軸方向位置に位置決めされる。ボビン４はスピンドル１の回転とともに回転し、これに伴いノズル２から繰り出される線材３がボビン４の周囲に巻回される。

センター押さえ装置５０は、巻線冶具５をスピンドル１と対向する方向から支持する円筒型のセンターハウジング７が設けられる。ハウジング７の背面からは同軸的に一体に突出する軸部７ａが設けられ、この軸部７ａは図示しない巻線機本体に固定されたフレーム１１に、軸受１７を介してスピンドル１の軸方向に摺動自在に支持されている。軸部７ａには、巻線冶具５の着脱時に、ハウジング７をスピンドル１の軸方向に移動（後退）させるシリンダ１５が連結される。

ハウジング７の本体７ｂには、巻線冶具５と同軸的でかつ巻線治具５に向かって開口した円形断面の中空部７ｃが形成される。中空部７ｃの内部には、非磁性体からなる円筒部材１０が嵌め込まれている。円筒部材１０には、それぞれ一対の半円状の磁石片１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを、軸芯を挟んで上下に配置することにより構成された２組の第１、第２磁石１３、１４が、軸方向に所定の間隔をもって埋め込まれている。第１、第２磁石１３、１４は、相互に磁化方向の異なるように構成され、本実施形態では、開口部側の第１磁石１３を中空部７ａの中心軸に向かってＮ極、奥側の第２磁石１４を中心軸に向かってＳ極となるように第１、第２磁石１３、１４を形成する。

前記巻線冶具５のハウジング７側の突部５ｂには、磁性体あるいは非磁性体からなる挿入軸８が着脱可能に嵌め込まれる。挿入軸８は軸穴８ａを備え、巻線治具５の突部５ｂ同軸的に嵌合し、巻線治具５と同一的に回転する。
そして、挿入軸８の先端にはスピンドル１に向かってＮ極、スピンドル１と反対側に向かってＳ極となるように構成された円盤状の第３磁石９が設けられる。
挿入軸８の外径は円筒部材１０の内径よりも少しだけ小さく設定され、挿入軸８と円筒部材１０との間に所定の間隙が確保されている。

巻線時には、挿入軸８の大部分が円筒部材１０内に収容され、このとき第３磁石９が第１、第２磁石１３、１４の中間に位置するように位置決めされる。これにより、第３磁石９のＮ極が第１磁石１３のＮ極と、第３磁石９のＳ極が第２磁石１４のＳ極と反発しあい、これら反発力が釣り合うことにより、挿入軸８は円筒部材１０の内周と所定の間隙をもって非接触に支持される。すなわち、巻線治具８のスピンドル１と反対側の突部５ｂがハウジング７に対して浮遊状態に支持される。

ハウジング７の軸部７ａの周囲にあって、ハウジング７とフレーム１１との間には、ハウジング７をスピンドル１側に向けて付勢するスプリング１２が介装される。これにより、シリンダ１５の自由状態において、ハウジング７の軸方向の移動にある程度の自由度をもたせている。

センター押さえ装置５０を上述の構成とすることにより、巻線冶具５とハウジング７との間に軸芯のずれがある場合においても、挿入軸８と円筒部材１０との間に間隙が介在するため、挿入軸８は円筒部材１０内で自在に傾斜ないしは平行移動が可能となり、相互の軸芯のずれを補償することができる。この場合でも、各磁石間で相互に反発力が働いているため、挿入軸８は浮遊状態ではあるが、軸芯が振れることなくしっかり支持される。したがって、センター押さえ装置５０の製造時における、高精度の芯だし作業が必要なくなり、作業効率が向上するとともに、高精度な部品を使う必要もなくなるため、コストを下げることができる。

また、振動により挿入軸８が振れた場合でも、各磁石間の反発力が釣り合いを保とうとするため、振れの力を減衰することができる。

さらに、挿入軸８と円筒部材１０とは非接触であるため、機械摩擦を発生させるベアリングを用いる必要がないため、巻線冶具５をより高速で回転させることも可能で、振動や騒音を抑えて装置の寿命を延ばすことができる。

なお、本実施形態では、第１磁石１３を中空部７ａの中心軸に向かってＮ極、第２磁石１４を中心軸に向かってＳ極とし、第３磁石９をスピンドル１に向かってＮ極、スピンドル１と反対側に向かってＳ極としたが、第１磁石１３を中空部７ａの中心軸に向かってＳ極、第２磁石１４を中心軸に向かってＮ極とし、第３磁石９をスピンドル１に向かってＳ極、スピンドル１と反対側に向かってＮ極としても、上述のような作用効果を得ることができる。

また、本実施形態では、第１、第２磁石１３、１４を半円状の磁石片１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂから構成するが、第１、第２磁石１３、１４を完全なリング状の磁石から構成しても良い。

本実施形態では、第３磁石９を挿入軸８の先端に設けたが、第１、第２磁石１３、１４との反発力を得られる位置であれば、挿入軸８のどの部分に設けてもよい。

本実施形態では、磁石を設けた挿入軸８を備えたが、巻線冶具５の突部５ｂを円筒部材１０の内部にまで延ばし、その先端部分に第３磁石９を埋め込んだ構成としても良い。

本実施形態では、非磁性体である円筒部材１０に第１、第２磁石１３、１４を設けたが、円筒部材１０を用いずにハウジング７の中空部７ｃの内周に第１、第２磁石１３、１４を直接設けても良い。

次に、このセンター押さえ装置５０を用いた巻線方法を説明する。

まず、巻線冶具５にボビン４を嵌め合わせ、巻線冶具５の一方の突部５ａをスピンドル１の窪み部１ａに嵌合させて、巻線冶具５をスピンドル１に固定する。そして、巻線冶具５のもう一方の突部５ｂに挿入軸８を嵌め込み、つば部８ｂがボビン４に当接するまで押し込む。

次に、アクチュエータ１５を動作させ、ハウジング７を巻線冶具５に向けて移動させ、挿入軸８をハウジング７の円筒部材１０の内側に収容する。この場合、挿入軸８と円筒部材１０との間には所定の間隙があるため、容易に収容することができ、かつ挿入軸８は磁石により浮遊状態で支持される。

そして、スピンドル１とともに巻線冶具５を回転させ、ボビン４に線材３を巻回する。

なお、本実施形態ではボビン４に線材３を巻回するが、巻線冶具５に直接線材３を巻回しても良い。

このように、本発明では、スピンドル１に固定した巻線冶具５の端部５ｂを、スピンドル１と対向する方向からハウジング７を介して支持する巻線機のセンター押さえ装置５０において、ハウジング７の中空部７ｃ内に、ハウジング７の中心軸に向かって相互に磁極の異なる第１、第２磁石１３、１４を、スピンドル軸方向に所定の間隔をもって設け、端部５ｂに取り付けた第３磁石９を、中空部７ｃの第１、第２磁石１３、１４との間に挿入し、これら磁石の反発力の釣り合いを利用して巻線治具５の端部５ｂを支持することにより、巻線冶具５とハウジング７との間に軸芯のずれがある場合においても、軸芯のずれを補償することができる。

この場合でも、各磁石間で相互に反発力が働いているため、端部５ｂは振れることがなくしっかり支持される。したがって、センター押さえ装置５０の製造時における、高精度の芯だし作業が必要なくなり、作業効率が向上するとともに、高精度な部品を使う必要もなくなるため、コストを下げることができる。

また、振動により端部５ｂが振れた場合でも、各磁石間の反発力が釣り合いを保とうとするため、振れの力を減衰することができる。

さらに、端部５ｂ（挿入軸８）とハウジング７とは非接触であるため、機械摩擦を発生させるベアリングを用いる必要がない、巻線冶具を高速回転させることができ、振動や騒音を抑えて装置の寿命を延ばすことができる。

本発明を、構造的と方法的特徴に関してある程度特定的な言葉で説明したが、本明細書に開示した手段は本発明を実施する好ましい形態を含むものであり、本発明はこれら図示し記載された特定の特徴に制限されないことを理解されたい。したがって、本発明は、均等の原則に従って適切に解釈される特許請求の範囲に記載された範囲内におけるいかなる形態または変更についても含むものである。

本発明は、巻線機のセンター押さえ装置および方法に適用可能である。

本発明による巻線機のセンター押さえ装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明による巻線機のセンター押さえ装置の一実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ スピンドル
５ 巻線冶具
５ａ、５ｂ 突部
７ ハウジング
８ 挿入軸
９ 第３磁石
１０ 円筒部材
１２ 可撓部材
１３ 第１磁石
１４ 第２磁石

Claims (5)

1. スピンドルに固定した巻線冶具の端部を、スピンドルと対向する方向からハウジングを介して支持する巻線機のセンター押さえ装置において、
   前記ハウジングの中空部内に、ハウジングの軸芯に向かって相互に磁極の異なる第１、第２磁石を、スピンドル軸方向に所定の間隔をもって設け、
   前記中空部に所定の間隙をもって挿入配置される前記巻線治具の端部に第３磁石を設け、
   前記端部の前記中空部への挿入時に、前記第３磁石が前記第１、第２磁石との間に位置し、これら磁石の反発力の釣り合いを利用して前記端部を浮遊状態で支持することを特徴とする巻線機のセンター押さえ装置。
2. 前記第１、第２磁石を、非磁性体で形成された円筒部材に取り付け、円筒部材を中空部に嵌合することによって、中空部内に設けることを特徴とする請求項１に記載の巻線機のセンター押さえ装置。
3. 前記第３磁石は、磁性体からなる挿入軸を介して前記端部に取り付けることを特徴とする請求項１または２に記載の巻線機のセンター押さえ装置。
4. 前記ハウジングは、弾性部材によってスピンドル方向に付勢されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の巻線機のセンター押さえ装置。
5. スピンドルに固定した巻線冶具の端部を、スピンドルと対向する方向からハウジングを介して支持する巻線機のセンター押さえ方法において、
   前記ハウジングの中空部内に、ハウジングの軸芯に向かって相互に磁極の異なる第１、第２磁石を、スピンドル軸方向に所定の間隔をもって設け、
   前記端部に取り付けた第３磁石を、前記中空部の前記第１、第２磁石との間に挿入し、これら磁石の反発力の釣り合いを利用して前記端部をハウンジングの中空部内に浮遊状態で支持する、
   ことを特徴とする巻線機のセンター押さえ方法。

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