JP2007294549A

JP2007294549A - 巻線機

Info

Publication number: JP2007294549A
Application number: JP2006118539A
Authority: JP
Inventors: Fujio Ono; 冨士夫大野; Kazunari Takamine; 一成高峯; Masanori Arai; 正則新井
Original assignee: Nippon Serbig Co Ltd
Current assignee: Nippon Serbig Co Ltd
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2026-04-21
Also published as: CN101401176A; WO2007123218A1; CN101401176B; JP4740023B2

Abstract

【課題】線径にばらつきがあっても、巻乱れが起こりにくい巻線機を実現する。
【解決手段】可動フランジ６を備えた巻線機に於て、例えば１回巻回される毎にこの可動フランジ６で当該巻回された巻線が移動され、その位置が矯正される。この巻回と位置矯正とが繰り返されて、１層目の所要回数の巻回が実行される。
【選択図】図３

Description

本発明は巻線機に関し、詳しくは、多層巻コイルの製作に好適な巻線機に関する。

多層巻コイルを製作する場合、１層目の巻線を如何に的確に行なうかが課題である。１層目の巻線が的確でないと、巻乱れを誘発するからである。
この点について、従来は、巻線同士を如何に密着させるかに主眼が置かれ、様々な巻線方法・装置が提案されてきた。

例えば特許文献１の発明では、１層目の巻回終了後、可動側のガイドＢを固定側のガイドＡに向って移動させ、これで１層目の巻線全体を押圧し、各巻線を密着させている。
この際、必要に応じ、ガイドＢへの線材からの反力を検出し、この反力が所定値に達した時にガイドＢの移動をやめ、必要以上の圧力が巻線に掛からないようにもしている。

また、特許文献２の発明では、巻線開始時に、移動ガイドを線材の線径に略等しい隙間を空けて保持し、この隙間に線材を誘導すると共に、巻線実行時に、この移動ガイドを巻線の進行に伴う巻線位置の移動速度に等しい速度で移動させ、線材を巻付位置へと案内する。

しかし、使用する線材には線径にばらつきがある（巻回１回分の線長の中でのばらつき、或いはもっと長い線長の中でのばらつき）。この為、上記のような巻線方法・装置を使用したとしても、巻き乱れを回避する事はなかなかに難しい。

以上の点から、従来は、線材そのものの仕上がり寸法の精度を厳しく管理し、これで問題を回避する対処法が採られてきた。
特許第２９１９７６７号特許公報特許第２７８８２０５号特許公報

しかし、近年、使用する線材の多品種化、国際化が進んでいる。この為、線径にばらつきの多い線材を使用し、巻乱れのないコイルを製造する巻線機の要求が高くなっている。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、線径にばらつきがあっても、巻乱れが起こりにくい巻線機を実現することにある。

上記課題解決のため請求項１の発明では、可動フランジを備え、所定回数巻回される毎に前記可動フランジで当該巻回された巻線の位置が矯正され、該巻回と位置矯正との繰り返しで、１層目の所要回数の巻回が実行される。

また、請求項２の発明では、請求項１にいう１層目の巻回の開始時に前記可動フランジが移動され、巻始め部分の線材の湾曲が直線化される。

また、請求項３の発明では、請求項１又は請求項２にいう所定回数が１回とされる。

本発明では、１層目の所要回数の巻回を行なう場合に、所定回数毎、例えば１巻毎に、そのとき巻回された巻線が可動フランジで移動され、その位置が矯正される。この矯正は、固定フランジと可動フランジの間、即ち治具幅を、想定径×巻数に等しくすることで実行される。想定径とは、そのとき巻回されている線材の実際の線径として想定される太さであり、通常は、皮膜外径を当て嵌めれば良い。

これにより、例えば、ここで巻回された巻線の線径が１周分の間、ほぼ想定径どおりであったなら、このとき巻回された巻線は、それ以前に巻回された巻線と丁度接した状態となり、予定されたところに位置する。また、想定径より細い部分があったなら、その部分は、それ以前に巻回された巻線との間に誤差分に相当する隙間のある状態で、予定されたところに位置する。また、想定径より太い部分があったなら、その部分は、それ以前に巻回された巻線に少し押し付けられた状態で、予定されたところに位置する。

一周分より長い線長に於ける線径のばらつきに関しても同様である。線径がほぼ想定径どおりの部分から成る各巻線は、丁度接した状態で夫々の予定されたところに位置する。想定径より細い部分から成る各巻線は、誤差分に相当する隙間のある状態で夫々予定されたところに位置する。また、想定径より太い部分から成る巻線は、互いに少し押し付けられた状態で、予定されたところに位置する。

巻線相互の接し方は、線径のばらつき状態に応じて変化する。しかし、本発明では、位置の矯正でこのばらつきが吸収されるので、１層目の巻線が予定どおりの間隔で並ぶ。これにより、多層巻であっても、巻乱れが起りにくくなる。

なお、１層目の巻回開始時に、可動フランジを移動させ、巻始め部分Ｃを直線化するのも良い（請求項２）。図２のＳ１に示されるように、巻始め部分Ｃは、最初、小さな弧を描いている。これを巻回の最初に可動フランジで移動させれば、巻始め部分Ｃが直線化され、そのあとの各巻線の位置がより正確になるからである。

位置矯正は巻回１回ごとに行なうのが最も好ましい（請求項３）。巻線の整列が最も精緻になるからである。

以下、本発明の詳細を図示実施の形態例に基いて説明する。図１に実施の形態例の巻線機を示す。可動フランジ６を備えた巻線機は良く知られている（例えば特開昭５８−１１６７１２号公報参照）。簡単に説明すると、ここでは、線材供給機構７から供給される線材２が巻芯１に巻き付けられ、多層巻のボビンレスコイルが製作される。

線材供給機構７は送りねじ８により巻芯１に対し平行移動する。送りねじ８はモータ９で駆動される。巻芯１はスピンドル３に固定されスピンドルモータ４で回転駆動される。巻芯１には固定フランジ５と可動フランジ６が配置されている。可動フランジ６は、ベアリング１０を介して送りねじ１１に係合されている。送りねじ１１はモータ１２で駆動され、可動フランジ６が巻芯１上を移動する。

この巻線機による巻回の手順を図２〜図４に示す。図を見易くするため、符号は図２の手順Ｓ１の図にのみ付す（「手順」の語は以後の記述及び図に於て省略する。符号Ｓ１等は、それが付されている分図を指すものとしても使用する）。

先ず、可動フランジ６を図の右方向へ移動させ、待機位置に置く（Ｓ１）。このときの治具幅Ｗ１、即ち固定フランジ５と可動フランジ６の距離は、コイルの巻幅Ｗ２より適宜大きくする。適宜の値をαとすれば、
Ｗ１＝Ｗ２＋α
となる。

コイルの巻幅Ｗ２は、線材の想定径をφ、１層目巻回の所要回数をｎとすれば、以下の如く求められる。
Ｗ２＝ｎ×φ … 異数巻の場合
Ｗ２＝ｎ×φ＋０.５φ … 同数巻の場合

従って、可動フランジ６が待機位置にあるときの治具幅Ｗ１は
Ｗ１＝ｎ×φ＋α … 異数巻の場合
Ｗ１＝ｎ×φ＋０.５φ＋α … 同数巻の場合

可動フランジ６を待機位置においたら、線材２の始端１３を固定フランジ５に係止する（Ｓ１）。次いで、固定フランジ５から所定距離のところまで可動フランジ６を移動させる（Ｓ２）。このときの治具幅Ｗ３は、想定径φに等しくする。これで線材の巻始め部分の膨らみＣが無くなり、この部分が直線化される。
なお、この巻始め部分Ｃの湾曲は誇張されている。これは、この部分Ｃが上記直線化で固定フランジ５にぴったり沿うことを端的に示すためである。

巻始め部分Ｃを直線化したら、可動フランジ６を待機位置に戻す。ここで線材２を１回巻回する（Ｓ３）。そのあと、固定フランジ５に可動フランジ６を近づける（Ｓ４）。このときの治具幅Ｗ４は、想定径φ×２とする。これで、２巻目の巻線が可動フランジ６で、予定位置まで移動される。即ち、このとき巻回された巻線について、その位置が矯正される。これが本発明の特徴である。なお、予定位置とは、巻線が正しく実行されたときの夫々の巻線の位置すべきところを言い、ここでは、想定径φの間隔で並ぶ各位置を言う。

このＳ３に於ける線材２の位置、即ち線材供給機構７の位置は、この線材２の矯正後の位置より進み位置（図では右側）にしておく。進み位置の設定には気を遣わないで良い。Ｓ３で巻回した分が、上述の如く次のＳ４で位置矯正されるからである。

以下、同様の動作を必要回数繰り返す（Ｓ５〜Ｓ８、Ｓ？…、Ｓ１１、Ｓ１２）。実施の形態例では、所要回数ｎ＝９なので、その分繰返す。
このとき、線材２の１周分の中で、線径が想定値に等しければ、その部分では１回前の巻線に丁度接した状態になる。想定値より細ければ、その部分では１回前の巻線との間にその誤差分に相当する僅かな隙間が出来る。想定径より太ければ、その部分ではその誤差分だけ押しつぶされ、巻線は予定のところに位置する。

１周分より長い線長に於て線径のばらつきがある場合も同様である。線径がほぼ想定径どおりの部分については、各巻線が丁度接した状態で夫々予定されたところに位置する。想定径より細い部分については、誤差分に相当する隙間が存在する状態で夫々予定されたところに位置する。また、想定径より太い部分については、互いに少し押し付けられた状態で夫々予定されたところに位置する。

なお、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ１１等では、このとき巻回された巻線が、その前に位置矯正された巻線から離間している。これは、前述のとおり、線材供給機構７の位置を線材２の矯正後の位置より進み位置にしているからだが、発明の特徴を理解して貰うため、誇張している面もある。実際にこれだけ隙間を空けても構わない。巻回されたあと位置が矯正されるからである。これも又、本発明の利点の一つである。

異数巻の場合は、その儘２層目の巻回を始める（Ｓ１３）。同数巻の場合は、可動フランジ６を一旦待機位置に戻す（Ｓ１４）。それから再度可動フランジ６を巻線に近づける（Ｓ１５）。このときの治具幅Ｗ５は、想定径×９.５とする。９回分の巻線と可動フランジ６との間に、想定径×０.５の隙間を持たせる為である。この状態で２層目の巻回を始めれば、同数巻になる（Ｓ１５）。

なお、可動フランジ６による位置の矯正は、巻回１回毎でなく、例えば巻回２回毎であっても良い。何回毎に位置矯正をするかは、巻乱れの発生状況に応じて決めて良い。

実施の形態例の巻線装置を概略で示す平面図。実施の形態例の処理手順を示す手順図（その１）。実施の形態例の処理手順を示す手順図（その２）。実施の形態例の処理手順を示す手順図（その３）。

符号の説明

１…巻芯
２…線材
３…スピンドル
４…スピンドルモータ
５…固定フランジ
６…可動フランジ
７…線材供給機構
８…送りねじ
９…モータ
１０…ベアリング
１１…送りねじ
１２…モータ
１３…線材の始端

Claims

可動フランジを備え、
所定回数巻回される毎に前記可動フランジで当該巻回された巻線の位置が矯正され、
該巻回と位置矯正との繰り返しで、１層目の所要回数の巻回が実行される
ことを特徴とする巻線機。
前記１層目の巻回の開始時に前記可動フランジが移動され、線材の巻始め部分の湾曲が直線化される
ことを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
前記所定回数が１回である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の巻線機。