JP2008258454A - スピンドル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ターレットを回転させることでボビンの交換作業と巻線処理とを効率的に並行して行えるスピンドル駆動装置を提供する。
【解決手段】ターレット３を、長ベルト１１が係合していた方の従動プーリ６Ａが、駆動プーリ１０に接近する方向に回転させることで、反対側の従動プーリ６Ｂが回転してくるまでの間に、更に上昇したローラ１４が図５（ｄ）に示す退避位置まで移動させると、長ベルト１１が従動プーリ６Ｂの変位を邪魔することがない。
【選択図】図５

Description

本発明は、巻線用のスピンドル装置に関に関する。

ボビンに線材を巻き付けてコイルを製造する巻線機が知られている。近年においては、巻線の効率化のために、巻軸ユニットとノズルユニットとを複数対備えた多軸巻線機も開発されている（特許文献１）。ここで、巻線が終了して得られたコイルを空のボビンに交換する間は、巻線機が停止してしまうため、巻線処理を効率的に行えないという問題がある。

これに対し、複数のスピンドルを対称的に配置したターレットを回動可能に設け、一方の側のスピンドルにおいてボビンの交換作業を行っている間に、他方の側では巻線処理を行い、これが完了した時点で、スピンドルをターレットごと反転させ、同様な交換作業と巻線処理とをターレットの両側で並行して行う技術が知られている。

例えば特許文献２に開示された技術は、複数の巻線用スピンドルを方向変換可能なターレットに対称に配置する一方、ターレットに配設したスピンドル 回動軸を介して該スピンドルに巻線機本体側のモータから回転を伝達するようにしており、モータに原動プーリを、各スピンドル回動軸に従動プーリを装着し、ターレットの所定方向変換側にて該従動プーリを原動プーリに連結するベルトならびにベルト張力を調整する調整機構を設けると共に、連結側の従動プーリに対向する位置に仮置きプーリを配置し、従動プーリと仮置きプーリとの間でベルトを移動可能なベルト掛替え機構を設けるものである。
特開平１０−１６３０５７号公報 特開平０５−２６７０８７号公報

しかるに、特許文献２の技術によれば、ベルト掛替え機構の爪部材でベルトを挟んで従動プーリから仮置きプーリに移送するので、ベルトが傷みやすいという問題がある。又、仮置きプーリの外周には歯が形成されているため、これにベルトの歯を係合させる際に引っ掛かりが生じる恐れがある。また、ベルト張力調整機構は、高速回転するプーリ間に掛かっているベルトを望ましくない方向からテンションローラーで締め付けている為、ベルトに掛かる負担は大きいと言わざるを得ない。さらには、ターレットの回転をより早く行いたいという要請もある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ターレットを回転させることでボビンの交換作業と巻線処理とを効率的に並行して行えるスピンドル駆動装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成すべく、
フレームと、
前記フレームに対して回動軸線回りに回動可能となっているターレットと、
前記ターレット上に前記回動軸線に対して互いに対称的に配置され、それぞれ回転可能となっている第１の巻線用スピンドル及び第２の巻線用スピンドルと、
前記ターレット上に配置され、前記第１の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第１従動プーリと、
前記ターレット上に前記第１従動プーリに対して前記回動軸線を挟んで対称的に配置され、前記第２の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第２従動プーリと、
前記フレームに対して可動となっている可動台と、
前記可動台に設置され、駆動プーリを回転駆動するモータと、
前記駆動プーリと、前記第１従動プーリ又は前記第２従動プーリとの間に選択的に掛け渡されたベルトと、
前記ベルトの内側に配置された一対のクラッチ部材と、
前記クラッチ部材を駆動するクラッチ駆動手段とを有し、
前記ターレットを回動させるときは、前記クラッチ手段により前記クラッチ部材を変位させ前記ベルトを内側から付勢して前記従動プーリから係脱させると共に、前記クラッチ部材に応じて前記可動台を移動させることを特徴とする。

本発明のスピンドル駆動装置によれば、前記ターレットを回動させるときは、前記クラッチ手段により前記クラッチ部材を変位させ前記ベルトを内側から付勢して前記従動プーリから係脱させると共に、前記クラッチ部材に応じて前記稼働台を移動させるので、前記ベルトを破損する恐れは低く、スムーズに前記ターレットを回動させることができる。

前記ターレットは、前記ベルトに係合していた従動プーリが前記駆動プーリ側に向かって変位するように回動を開始するようになっていると、迅速な可動を行える。

以下、本発明による実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるスピンドル駆動装置の斜視図である。図２は、本実施の形態のスピンドル駆動装置に用いられるクラッチ機構の斜視図である。図３は、ターレットを図１の矢印III方向に見た図である。図４は、図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。

図１において、ベース１上に一対の柱部２が立設されている。一対の柱部２の上部間には、角筒状のターレット３が架橋配置されている。ターレット３は、回動軸線Ｘ回りに、柱部２に対して回動するようになっている。ベース１と柱部２とでフレームを構成する。

図４において、ターレット３から、ここでは両側に６本（但し本数は任意）ずつのスピンドル４Ａ、４Ｂが、ターレット３の回動軸線Ｘに対して対称的に（但し、図３に示すようにスピンドルの回転軸線がシフトした状態で）且つ回転可能に配置されている。隣接するスピンドル４Ａ，４Ｂ間には短ベルト５Ａ，５Ｂが掛け渡されている。ターレット３において、図４で最も左のスピンドル４Ａ，４Ｂに隣接して、それぞれ従動プーリ６Ａ、６Ｂが回転可能に配置されており、同様に隣接するスピンドル４Ａ、４Ｂに対して短ベルト５Ａ，５Ｂが掛け渡されている。従って、従動プーリ６Ａが回転すると、同じ側のスピンドル４Ａは、短ベルト５Ａを介して回転駆動され、従動プーリ６Ｂが回転すると、同じ側のスピンドル４Ｂは、短ベルト５Ｂを介して回転駆動されるようになっている。尚、一方の側の従動プーリ６Ａを第１従動プーリとし、他方の側の従動プーリ６Ｂを第２従動プーリとし、一方の側のスピンドル４Ａを第１の巻線用スピンドルとし、他方の側のスピンドル４Ｂを第２の巻線用スピンドルとする。

図１において、ベース１に対して可動台７が、上下に移動可能に配置されている。可動台７の下方には、油圧機構８が配置され、ベース１に対して可動台７を昇降駆動させるようになっている。可動台７上には、モータ９が配置されている。モータ９の回転軸９ａには、駆動プーリ１０が取り付けられている。駆動プーリ１０と、ターレット３の従動プーリ６Ａとの間には、長ベルト１１が配置されており、駆動プーリ１０の回転力を従動プーリ６Ａに伝達するようになっている。長ベルト１１に隣接してクラッチ機構が配置されている。

図２において、クラッチ機構は、ベース１に取り付けられたガイド板１２（図１では点線で図示）と、角筒状の水平部材１３と、長ベルト１１（図１参照）の内側に配置された一対のローラ１４とを有する。水平部材１３の両端は、上下方向に延在する一対のねじ軸１５に螺合している。クラッチ駆動源であるねじ軸１５は、不図示のモータにより回転させられるようになっている。又、水平部材１３には、ガイド板１２側の面に直線溝１３ａが水平に形成されている。直線溝１３ａ内には、各ローラ１４の軸１４ａの一端が挿入されている。各ローラ１４の軸１４ａの他端は、ガイド板１２に形成されたガイド溝１２ａにそれぞれ係合している。軸１４ａを案内する機能を有するガイド溝１２ａは、上部が平行であり、下部は下方に向かうにつれて互いに接近する形状となっている。ローラ１４がクラッチ部材を構成する。

本実施の形態において、モータ９の回転軸９ａを回転させることにより、駆動プーリ１０，長ベルト１１，従動プーリ６Ａ，及び短ベルト５Ａを介して図１で手前側の列のスピンドル４Ａが高速で回転するので、不図示のノズルユニットを用いて、スピンドルに装着されたボビン（不図示）に巻線処理を行うことができる。一方、図１で奥側の従動プーリ６Ｂはフリーな状態であるため、同じ列のスピンドル４Ｂは、回転力が伝達されないので、巻線処理中にボビンの交換を行うことができ、これにより巻線工程の効率化を図ることができる。

巻線処理が終わった後、ターレット３を回動軸線Ｘ回りに１８０度回動させることで、線材が巻かれたボビンを装着したスピンドル４Ａを図１で奥側に移動させ、且つ空のボビンを装着したスピンドル４Ｂを手前側に移動させることができるが、ターレット３の回転の際には従動プーリ６Ａに巻かれた長ベルト１１が邪魔となる。そこで、本実施の形態においては、クラッチ機構を用いて長ベルト１１を所定の位置まで退避させている。

図５は、クラッチ機構の動作を示す概略図である。図５（ａ）は、クラッチ機構の動作前の状態であり、ベルト１１を介して従動プーリ６Ａを駆動可能な状態にあり、ローラ１４はベルト１１に干渉しない位置にある。ここで、ターレット３を回動させる前に、一対のねじ軸１５を回転させる。これにより、水平部材１３と一体で一対のローラ１４が上昇し始める。ローラ１４は、軸１４ａがガイド板１２のガイド溝１２ａの下部に沿って移動することで、上昇に応じて左右に互いに離れるように変位する。すると、図５（ｂ）に示すように、ローラ１４は、長ベルト１１の内側に当接し、これを押し広げるようにする。これに同期して油圧機構８を駆動すると、可動台７上のモータ９と共に駆動プーリ１０も上昇を開始するので、長ベルト１１の張力をほぼ不変にできる。

更に、図５（ｃ）に示すように、ローラ１４は、ガイド板１２のガイド溝１２ａの上部に沿って平行に上昇し、従動プーリ６Ａの両側を通過するようになる。このとき、ローラ１４が従動プーリ６Ａと干渉しない位置まで変位すれば、ターレット３の回転を開始して良い。この場合、ターレット３は、長ベルト１１が係合していた方の従動プーリ６Ａが、駆動プーリ１０に接近する方向（図１，３で矢印に示す方向）に回転させると好ましい。これにより、従動プーリ６Ａを迅速にベルト１１から係脱させることができる。又、反対側の従動プーリ６Ｂが回転してくるまでの間に、更に上昇したローラ１４が図５（ｄ）に示す退避位置まで移動させれば、長ベルト１１が従動プーリ６Ｂの変位を邪魔することがない。ローラ１４の上昇距離Δ１は、モータ９の上昇距離Δ２より大きい。

このようにして、新たな従動プーリ６Ｂが駆動位置に到達した地点で、ターレット３の回動を中止してロックする。その後、上述とは逆にねじ軸１５及び油圧機構８を駆動すれば、長ベルト１１の張力を不変としつつ、ローラ１４と駆動プーリ１０とを下降させることができる。最終的に、図５（ａ）の状態に戻ることで、ローラ１４はベルト１１から係脱して干渉しない位置になり、新たな従動プーリ６Ｂに対して長ベルト１１が巻き付けられ、駆動プーリ１０によって駆動することで、空のボビンを装着したスピンドル４を回転駆動させることが出来、それにより巻線処理を行うことが出来る。その間に、反対側のスピンドル４において、ボビン交換を行うことができる。以上の動作は繰り返される。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、水平部材１３は、一対のガイド軸でガイドするようにして、ねじ軸ではなく油圧機構８より弱い力のエアシリンダを用いて上昇させても良い。このとき、ローラ１４がベルト１１に当接して所定の張力を与え、その後油圧機構８によりモータ９を上昇させることで、所定の張力を維持できる。下降は逆の手順で行う。更に、ローラ１４の代わりに一対のフィンガーを用いて、ベルト１１を持ち上げるようにしても良い。
、所定の張力を与えつつ

本発明の実施の形態にかかるスピンドル駆動装置の斜視図である。 本実施の形態のスピンドル駆動装置に用いられるクラッチ機構の斜視図である。 ターレットを図１の矢印III方向に見た図である。 図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。 クラッチ機構の動作を示す概略図である。

符号の説明

１ ベース
２ 柱部
３ ターレット
４Ａ スピンドル
４Ｂ スピンドル
５Ａ 短ベルト
５Ｂ 短ベルト
６Ａ 従動プーリ
６Ｂ 従動プーリ
７ 可動台
８ 油圧機構
９ モータ
９ａ 回転軸
１０ 駆動プーリ
１１ 長ベルト
１２ ガイド板
１２ａ ガイド溝
１３ 水平部材
１３ａ 直線溝
１４ ローラ
１４ａ 軸
Ｘ 回動軸線

Claims (2)

1. フレームと、
   前記フレームに対して回動軸線回りに回動可能となっているターレットと、
   前記ターレット上に前記回動軸線に対して互いに対称的に配置され、それぞれ回転可能となっている第１の巻線用スピンドル及び第２の巻線用スピンドルと、
   前記ターレット上に配置され、前記第１の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第１従動プーリと、
   前記ターレット上に前記第１従動プーリに対して前記回動軸線を挟んで対称的に配置され、前記第２の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第２従動プーリと、
   前記フレームに対して可動となっている可動台と、
   前記可動台に設置され、駆動プーリを回転駆動するモータと、
   前記駆動プーリと、前記第１従動プーリ又は前記第２従動プーリとの間に選択的に掛け渡されたベルトと、
   前記ベルトの内側に配置された一対のクラッチ部材と、
   前記クラッチ部材を駆動するクラッチ駆動手段とを有し、
   前記ターレットを回動させるときは、前記クラッチ手段により前記クラッチ部材を変位させ前記ベルトを内側から付勢して前記従動プーリから係脱させると共に、前記クラッチ部材に応じて前記可動台を移動させることを特徴とするスピンドル駆動装置。
2. 前記ターレットは、前記ベルトに係合していた従動プーリが前記駆動プーリ側に向かって変位するように回動を開始することを特徴とする請求項１に記載のスピンドル装置。

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