JP2010158132A5 - - Google Patents
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Description
この発明は、電機子鉄心に巻回されるコイルの巻き始め及び巻き終わりを電機子整流子のフックに結線した導線のコイル端末をグリップして、フック結線部の至近位置で切断するグリッパカッタ装置を備えた電機子巻線機に関する。
従来から、旋回するフライヤから供給される導線(ワイヤ)を電機子鉄心に巻回する電機子巻線機として、例えば特許文献1、2に記載されているようなダブル駆動巻線機がある。
その要部を図11によって説明すると、電機子鉄心12と電機子整流子13とを電機子軸11で同一軸線X上に所定の間隔を設けて固設した電機子10の電機子整流子13側の電機子軸を、軸線Xを中心にインデックス回転するコレット装置20により把持する。
その要部を図11によって説明すると、電機子鉄心12と電機子整流子13とを電機子軸11で同一軸線X上に所定の間隔を設けて固設した電機子10の電機子整流子13側の電機子軸を、軸線Xを中心にインデックス回転するコレット装置20により把持する。
一方、電機子10の軸線Xを挟んで水平方向の両側に、その軸線Xに直交して互いに近接または離間する支持軸500を設け、その支持軸500の各先端部にそれぞれ電機子鉄心12を挟持する巻線チャック506を揺動自在に装着するとともに、コイル巻線用の導線1を供給する一対のフライヤ505を旋回自在に装着している。
そして、巻線時にはフライヤ505の旋回に先立ち、上記各支持軸500を互いに近接する方向に移動させ、一対の巻線チャック506により電機子鉄心12を両側から挟持し、同時に巻線部以外のスロット(スロットは図示を省略している)を覆って各フライヤ505から供給される導線1を所要の2本のスロットに導く。
さらに、導線1の端末1aを図12(a)示すようなグリッパカッタ装置50のカッタを兼ねた固定グリッパ51と可動グリッパ52により把持し、フライヤ505の反転を利用してそのフライヤ505から供給される導線1の巻き終わりのコイル端末を、多数のフック131のうちの第1のフック131aに図12(b)示すように結線した後、そのグリッパカッタ装置50で把持していた巻き始めの端末1aをグリッパカッタ装置50の先端を開くことにより離し、その後一対のグリッパカッタ装置50を電機子鉄心12から退避させる。その後グリッパカッタ装置50を長手方向の軸線の回りに180°回転(反転)させて待機状態にする。
フック131は、図12では上下の2個だけを示しているが、実際には電機子鉄心のスロット数に応じて電機子整流子13の電機子鉄心側端縁の全周に多数設けられている。
次に、コレット装置20をインデックス回転させて電機子10を所定の回転位置とし、フライヤ505を旋回させてワイヤ1を電機子鉄心12の所要の2本のスロット間に巻回して第1のコイルを形成する。
次に、コレット装置20をインデックス回転させて電機子10を所定の回転位置とし、フライヤ505を旋回させてワイヤ1を電機子鉄心12の所要の2本のスロット間に巻回して第1のコイルを形成する。
その後、コレット装置20をインデックス回転させて第2のフックを第1の結線位置と同位置とし、第1のコイルの巻き終わりのコイル端末を第2のコイルの巻き始めのコイル端末として第2のコイルを形成する。このように順次同様の操作を繰り返して電機子鉄心12各スロット間へのコイルの巻線と各フック131への結線を行い、最後に巻き終わりの端末1bを図12(b)の状態から同図(c)に示すように反転したグリッパカッタ装置50により把持し、その導線1をつかみながら、同図(d)に示すように切断して電機子10の巻線を終了する。
そして、グリッパカッタ装置50を電機子鉄心12から退避させ、再び長手方向の軸線の回りに180°回転(反転)させて最初と同じ待機状態にする。
そして、グリッパカッタ装置50を電機子鉄心12から退避させ、再び長手方向の軸線の回りに180°回転(反転)させて最初と同じ待機状態にする。
なお、巻き始め及び巻き終わりのコイル端末をカッタにより切断する代わりに電機子10を回転させることにより引きちぎるようにするものもある。
米国特許第3927469号明細書
特開昭63−80743号公報
しかしながら、このような従来の電機子巻線機におけるグリッパカッタ装置にあっては、巻き終わりのコイル端末をグリッパカッタにより切断する際、グリッパカッタの先端部を電機子整流子13の後端部に設置してワイヤを切断するので、最終端末線を電機子整流子13のフック131nに絡げられたフック131nの内側からグリッパカッタの先端部までの間の距離分のワイヤが、端末線の長さとして巻線済みワーク(電機子)に残ることになる。
このように、従来の電機子巻線機におけるグリッパカッタ装置にあっては、いずれの場合も最終コイル端末が結線されたフックから相当の長さ残って突き出ることになるため、コイル端末線の溶接に際してその突き出した部分が隣接する整流紙片に接触してショートしたり、他部材に引っ掛ってフックから外れたりするという恐れがあった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電機子鉄心に巻回されるコイルの巻き始め及び巻き終わりの導線のコイル端末をコイル結線部の至近位置で切断することが可能なグリッパカッタ装置を備えた電機子巻線機を提供することを目的とする。
この発明は上記の目的を達成するため、軸線を水平にしてインデックス回転可能に支持された電機子鉄心に、旋回するフライヤから供給される導線を巻回して順次コイルを形成すると共に、該コイルのコイル端を電機子整流子のフックに結線するグリッパカッタ装置を備えた電機子巻線機において、
上記グリッパカッタ装置が、上記コイルの最初と最後の電機子整流子のフックへの結線部側近の導線端末を、上記軸線を含む垂直面上で上下、左右、前後に進退可能に把握するグリッパカッタと、該グリッパカッタを270°旋回させて、電機子整流子の上記フックとフックの間に上記グリッパカッタを挿入させる手段を有することを特徴とする。
上記グリッパカッタ装置が、上記コイルの最初と最後の電機子整流子のフックへの結線部側近の導線端末を、上記軸線を含む垂直面上で上下、左右、前後に進退可能に把握するグリッパカッタと、該グリッパカッタを270°旋回させて、電機子整流子の上記フックとフックの間に上記グリッパカッタを挿入させる手段を有することを特徴とする。
さらに、上記グリッパカッタ装置が、上記グリッパカッタの先端部を電機子整流子のフックとフックの間に挿入させた後、上記導線をグリップしながら切断する手段を有するのが望ましい。
また、上記グリッパカッタ装置が、上記支持された電機子鉄心の軸線に対して上方と下方に一対設けられているとよい。
また、上記グリッパカッタ装置が、上記支持された電機子鉄心の軸線に対して上方と下方に一対設けられているとよい。
この発明による電機子巻線機は、グリッパカッタ装置を上記のように構成することにより、従来から電機子巻線機のコレット装置とともに用いれば、巻線時には電機子整流子のフックを覆ってフライヤから供給されるワイヤの巻回を容易にし、電機子鉄心に巻回されるコイルの巻き始め及び巻き終わりの導線のコイル端末をコイル結線部の至近位置で切断することが可能になる。
それによって、コイル端末線の溶接に際して、その突き出した部分が隣接する整流子片に接触してショートしたり、他部材に引っ掛ってフックから外れたりするという問題を解消することができる。
以下、添付図面の図1〜図5を参照してこの発明をダブル駆動巻線装置に適用した実施例の構成について説明する。なお、上下対称に設けた部分については主にその上方部分を説明して下方部分の説明は図3を除いて省略する。
図1はこの発明を実施したダブル駆動巻線装置のコレット装置とその上方部分を示す側面図で、コイルを形成する導線(ワイヤ)を巻回及び結線すべき電機子10は、電機子軸11とそれに圧入された電機子鉄心12及びこの電機子鉄心12から間隔を置いて電機子軸11に一体的に固設された電機子整流子13から構成されている。
図1はこの発明を実施したダブル駆動巻線装置のコレット装置とその上方部分を示す側面図で、コイルを形成する導線(ワイヤ)を巻回及び結線すべき電機子10は、電機子軸11とそれに圧入された電機子鉄心12及びこの電機子鉄心12から間隔を置いて電機子軸11に一体的に固設された電機子整流子13から構成されている。
一方、巻線装置側には電機子10の電機子軸11を電機子整流子13側の一端で水平方向に片持把持するコレット装置20を設けている。図1では図示を省略しているが、図11に示した従来例と同様に、このコレット装置20の軸線Xに水平な面内で直交する一対の支持軸に一対のフライヤを旋回自在に装着すると共に、その各支持軸の先端部にそれぞれコレット装置20に把持された電機子鉄心12の外周部を挟持する巻線チャックを設けて、一対のフライヤの先端部から供給される導線を電機子鉄心12の所要のスロットに導くように構成されている。
また、コレット装置20の上下には、軸線Xに垂直な面内で垂直方向に一対のグリッパカッタ装置30(図3も参照)を設け、その一対のグリッパカッタ装置30をそれぞれ連結アーム35を介して一対の昇降装置40に固設して、上下方向に移動可能にしている。
各グリッパカッタ装置30は、グリッパカッタ31と反転駆動部32とから構成されている。
各グリッパカッタ装置30は、グリッパカッタ31と反転駆動部32とから構成されている。
グリッパカッタ31は、図5に明示するようにグリッパ本体311に固設した固定グリッパ312と、グリッパ本体311に軸313で開閉自在に枢着され、グリッパ本体311との間にスプリング314を係着して、図5(b)で右旋方向に付勢された可動グリッパ315と、固定グリッパ312と可動グリッパ315の先端把持部316に付設されたカッタ部317〈図1及び図4(a)参照)とからなる。
その可動グリッパ315の回動は、反転駆動部32の上部に設置した可動グリッパ回動用モータ509によって、図示していないリンク機構を介して行う。
その可動グリッパ315の回動は、反転駆動部32の上部に設置した可動グリッパ回動用モータ509によって、図示していないリンク機構を介して行う。
グリッパカッタ装置30は、水平状態に把持された電機子整流子13の線Xを含む垂直面内に位置するフック131にほぼ平行すると共に、グリッパ本体311が270°回動(反転)することにより軸線Xに垂直(図1に示す状態)及び平行(図3に示す状態)となり、先端把持部316が電機子整流子13のフック131の側端面の側近に位置するようにその位置を設定している。
このグリッパカッタ31の270°回動(反転)は、グリッパ本体311の外周面に設けたギヤ部321とこのギヤ部321に噛み合うラック322を有する反転駆動部32によって行なわれる。そのための駆動源が図2に明示するグリッパカッタ回動用シリンダ507であり、そのシリンダ507内には、シリンダピストン508が設置されており、そのシリンダピストン508にラック322の歯が形成されている。
このラック322とシリンダピストン508を一対にした部品を駆動側とし、これと噛み合う側をギヤ部321を従動側としている。ギヤ部321はグリッパ本体311と一体になっており、このグリッパ本体311が回転すると、その先端に取り付けられた可動グリッパ315、固定グリッパ312、およびカッタ部317も同時に回転する。
グリッパカッタ装置30を上下に可動させるには、昇降装置40のサーボモータ503を介してボールネジ504を駆動することにより行う。
グリッパカッタ装置30を左右に可動させるには、図1及び図3に示す左右移動用のガイドレール520を案内として図2に明示するグリッパカッタ左右移動用シリンダ502を動作させて行う。
グリッパカッタ装置30を前後に可動させるには、図1及び図3に示すグリッパカッタ前後移動用シリンダ501を動作させて、そのピストンロッドの往復移動によって行う。
グリッパカッタ装置30を左右に可動させるには、図1及び図3に示す左右移動用のガイドレール520を案内として図2に明示するグリッパカッタ左右移動用シリンダ502を動作させて行う。
グリッパカッタ装置30を前後に可動させるには、図1及び図3に示すグリッパカッタ前後移動用シリンダ501を動作させて、そのピストンロッドの往復移動によって行う。
このように、このグリッパカッタ装置30は、前後、左右、上下(軸線Xに対して平行な方向、水平に直交する方向、及び垂直に直交する方向)に直線移動できると共に、グリッパ本体311がその長手方向の中心線の回りに270°回動(反転)することができ、図1に示す回動位置と図3に示す回動位置、あるいは図5の(a)に示す回動位置と(b)に示す回動位置に切り替わる。図3に示す回動位置と図5の(b)に示す回動位置とは表裏が反転(180°回転)している。
次に、コレット装置20の詳細を図3の軸線X方向に沿う断面図である図4によって説明する。アウタスリーブ21の軸線方向の摺動により電機子10の電機子軸11を把持及び釈放するコレットチャック22と、アウタスリーブ21の外周部に、その軸線方向に摺動可能にスライダ24a,24bを緩嵌し、スライダ24bとの間にスプリング23を係着して図4で左方に付勢され、左行することにより電機子整流子13の第1のフック131aの結線部を押圧固定し得る上下2本の突起24c、24cを先端部に有する結線部固定部材であるスライダ24とを有する。
さらに、このスライダ24の外周部に緩嵌し、先端部に図6〈a〉,〈b〉に示すように上下に狭い溝25a,25a、左右に広い溝25b,25bを有して僅かに回動し得るスインブル25、及びこのスインブル25の外周部に緩嵌し、軸線方向に摺動することによりスインブル25の溝25a、25bを隠顕させるシールド26から構成され、その作動は全て空気圧によって順次自動的に制御される。
次に、このように構成した実施例の作用を図7から図10によって説明する。
図示しないフライヤから引出された導線の巻始めの端末1aは、図7(a)に示すようにグリッパカッタ装置30のグリッパカッタ31における固定、可動両グリッパ312,315の垂直に保たれた先端把持部316に把持されている。
図示しないフライヤから引出された導線の巻始めの端末1aは、図7(a)に示すようにグリッパカッタ装置30のグリッパカッタ31における固定、可動両グリッパ312,315の垂直に保たれた先端把持部316に把持されている。
この状態で、図4に示したように電機子10を把持したコレットチャック22をアウタスリーブ21及びスライダ24a,24bと共にインデックス回転して、導線の巻始めの端末1aを結線する電機子整流子13の第1フック131aを、軸線Xを含む垂直面上すなわち真上に位置させた後、グリッパカッタ装置30を下降させてその先端把持部316を図7(b)に示すように整流子13のフック131aの横面でフック131aの側端面の側近に位置させる。
次いで、図4に示したスライダ24a,24b及び、シールド26を後退させ、図示していないフライヤの旋回位置を調整して、フライヤから先端把持部316に至る導線の巻始めの端末1aをスインブル25の上部の図6に示した溝25a内に導くようにする。さらに、スインブル25を僅かに回転させた後、フライヤを反転させてシールド26を前進させると、導線の巻始めの端末1aはフック131aの周囲を一周して巻始めの最初の結線が終了する。
このようにして最初の結線が終了した時点でスライダー24bを再び前進させると、スライダ24がスプリング23の付勢力により突出してその突起24cが結線部を強固に押圧して固定し、巻線が完了するまでこの状態に保持される。
これにより、コイル巻線に際して導線の巻始めの端末1aが引っ張られて最初の結線が外れる恐れが皆無となる。
結線部が固定されると、グリッパカッタ装置30は導線を釈放して所定距離上昇し、その位置で反転駆動部32により固定、可動両グリッパ312、315が270度反転して図3に示す状態となって待機する。
これにより、コイル巻線に際して導線の巻始めの端末1aが引っ張られて最初の結線が外れる恐れが皆無となる。
結線部が固定されると、グリッパカッタ装置30は導線を釈放して所定距離上昇し、その位置で反転駆動部32により固定、可動両グリッパ312、315が270度反転して図3に示す状態となって待機する。
これに並行して、コレットチャック22をインデックス回転させて電機子鉄心12を最初のコイル巻線位置とした後、図示しない一対の巻線チャックが電機子鉄心12を水平方向の両側から挟持して巻線すべきスロットを残してその外表面を覆い、フライヤの旋回により導線が露出したスロット間に巻線されて第1のコイルが形成される。
第1のコイルの成形が終わると巻線チャックを電機子10から退避させ、コレットチャック22を所定角度インデックス回転させて電機子整流子13の第2のフックを軸線Xの側方の位置とした後、シールド26を後退させて最初のコイルの巻終りのコイル端をスインブル25の図6(b)に示した真横の溝25b内に導入し、フライヤの反転及びシールド26の前進による周知の結線手段により第2のフックに結線して、第2のコイル巻線の巻始めのコイル端末を形成する。
以下、同様の工程を繰返して、第2、第3,・・・・のコイルを形成し、その都度そのコイル端末を第3,第4、・・・のフックに結線し、最終のコイルを形成後,一旦アウタスリーブ21及びスライダ24a,24bを後退させて、第nのフック131n(他方のフライヤによる巻線の第1のフックに相当する)への結線を行う。そして、コレットチャック22をインデックス回転させて第nのフック131nを真上へ位置させてスライダ24を後退させた後、グリッパカッタ装置30を下降させて図7(c)および(d)に示すフック131nに平行する先端把持部316をフック131nと隣接するフック131との間に挿入させて、フック131n側近にまで接近させ、この位置で結線部からフライヤに至る導線を固定、可動両グリッパ312、315に付設したカッタ部317で切断する。
同時に、図7の(e)に示すようにフライヤ側の導線の端末1bを把持してグリッパ装置30を上昇及び反転(270度回動)させて、その先端把持部316を図1に示したように軸線Xに垂直にし、次の電機子巻線に備える。
このように、グリッパカッタ31の固定、可動両グリッパ312、315の先端把持部316を270度回動させた時に、図8に明示するように先端把持部316を電機子整流子13のフック131n側端面と隣接するフック131に挿入してそれぞれ平行にさせることができ、コイルの巻始め及び巻き終りの結線部からグリッパ把持部までの導線1の端末を最短にすることができる。
このように、グリッパカッタ31の固定、可動両グリッパ312、315の先端把持部316を270度回動させた時に、図8に明示するように先端把持部316を電機子整流子13のフック131n側端面と隣接するフック131に挿入してそれぞれ平行にさせることができ、コイルの巻始め及び巻き終りの結線部からグリッパ把持部までの導線1の端末を最短にすることができる。
図9は、最終の第nのフック131nとその両隣のフック131の結線状態を示す展開図であり、1cが導線1の最終端末の残りである。図10は第nのフック131nの結線状態のみを示す側面図である。
また、グリッパカッタ装置30の駆動は昇降装置40による上下動とグリッパカッタ前後移動用シリンダ501と反転駆動部32だけで足り、その構造が著しく簡単になり、小型軽量化が可能になる。グリッパカッタ左右移動用シリンダ502による左右移動は僅かでよい。
なお、これまでの説明では、主として電機子軸線Xより上方にあるグリッパ装置について説明したが、下方のグリッパカッタ装置については、最初と最後の導線端末を真下で把持するほかは上方のグリッパカッタ装置と同様である。
また、この発明はダブル駆動巻線装置以外の電機子の巻線装置にも何等支障なく適用することができる。
なお、これまでの説明では、主として電機子軸線Xより上方にあるグリッパ装置について説明したが、下方のグリッパカッタ装置については、最初と最後の導線端末を真下で把持するほかは上方のグリッパカッタ装置と同様である。
また、この発明はダブル駆動巻線装置以外の電機子の巻線装置にも何等支障なく適用することができる。
以上述べたように、この発明によれば以下に述べるような効果を奏する。
請求項1に記載の電機子巻線機によれば、巻き終わりのコイル端末を切断するグリッパカッタ装置のグリッパカッタが取り付けられた先端のホルダを所定角度旋回させることにより、グリッパカッタ先端部を電機子整流子のフックとフック間の僅かな隙間(図7)に挿入することが可能になる。
請求項1に記載の電機子巻線機によれば、巻き終わりのコイル端末を切断するグリッパカッタ装置のグリッパカッタが取り付けられた先端のホルダを所定角度旋回させることにより、グリッパカッタ先端部を電機子整流子のフックとフック間の僅かな隙間(図7)に挿入することが可能になる。
請求項2に記載の電機子巻線機によれば、巻き終わりのコイル端末を切断するグリッパカッタ装置のグリッパカッタが取り付けられた先端のホルダを所定角度旋回させることにより、グリッパカッタの先端部を電機子整流子のフックとフック間の僅かな隙間に挿入し、端末線をグリップカットする事ができ、コイル端末をフック結線部から至近距離で最短に切断することが可能になる。
請求項3に記載の電機子巻線機によれば、グリッパカッタ装置のグリッパカッタ先端部を電機子整流子のフックとフック間の僅かな隙間に挿入させる手段は、グリッパカッタを上下、左右、及び前後に進退可能な機構を有することにより、端末長さをフック結線部から至近距離で最短に切断する事ができ、また端末の長さもグリッパカッタを上下、左右、前後に進退可能な移動量を調整することによって調整が可能になる。
特許文献2との動作の違いは、最終端末線をグリップカットする時に、特許文献2ではグリッパ先端を巻き始めポジションに対して180度旋回させてからグリッパを下降させていたが、この発明によれば整流子片のフックとフックの僅かな隙間へ挿入させるために、グリッパカッタを270度まで旋回させ、その状態でグリッパカッタを前後、左右、上下に動作させることにより、グリッパカッタの先端部を今まで以上に、コイル結線部の至近位置まで寄せることが出来、結果として、今までより巻き終わりのコイル端末をコイル結線部の至近位置で切断することが可能になる。
各種モータの電機子巻線機に利用可能である。
1:導線(ワイヤ) 3:ハウジング 10:電機子
12:電機子鉄心 13:電機子整流子
20:コレット装置 21:アウタスリーブ
22:コレットチャック 23:スプリング
24,24a,24b:スライダ 24c:突起
25:スインブル 26:シールド
30:グリッパカッタ装置 35:連結アーム 40:昇降装置
31:グリッパカッタ 32:反転駆動部
311:グリッパ本体 312:固定グリッパ 313:軸
314:スプリング 315:可動グリッパ
316:先端把持部 317:カッタ部
321:ギヤ部 322:ラック
12:電機子鉄心 13:電機子整流子
20:コレット装置 21:アウタスリーブ
22:コレットチャック 23:スプリング
24,24a,24b:スライダ 24c:突起
25:スインブル 26:シールド
30:グリッパカッタ装置 35:連結アーム 40:昇降装置
31:グリッパカッタ 32:反転駆動部
311:グリッパ本体 312:固定グリッパ 313:軸
314:スプリング 315:可動グリッパ
316:先端把持部 317:カッタ部
321:ギヤ部 322:ラック
501:グリッパカッタ前後移動用シリンダ
501a:ピストンロッド
502:グリッパカッタ左右移動用シリンダ
503:サーボモータ 504:ボールネジ
505:フライヤ 506:巻線チャック
507:グリッパカッタ回動用シリンダ
508:シリンダピストン
509:可動グリッパ回動用モータ
501a:ピストンロッド
502:グリッパカッタ左右移動用シリンダ
503:サーボモータ 504:ボールネジ
505:フライヤ 506:巻線チャック
507:グリッパカッタ回動用シリンダ
508:シリンダピストン
509:可動グリッパ回動用モータ
Claims (3)
- 軸線を水平にしてインデックス回転可能に支持された電機子鉄心に、旋回するフライヤから供給される導線を巻回して順次コイルを形成すると共に、該コイルのコイル端を電機子整流子のフックに結線するグリッパカッタ装置を備えた電機子巻線機において、
前記グリッパカッタ装置が、前記コイルの最初と最後の電機子整流子のフックへの結線部側近の導線端末を、前記軸線を含む垂直面上で上下、左右、前後に進退可能に把握するグリッパカッタと、該グリッパカッタを270°旋回させて、電機子整流子の前記フックとフックの間に前記グリッパカッタを挿入させる手段を有することを特徴とする電機子巻線機。 - 前記グリッパカッタ装置が、前記グリッパカッタの先端部を電機子整流子のフックとフックの間に挿入させた後、前記導線をグリップしながら切断する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の電機子巻線機。
- 前記グリッパカッタ装置が、前記支持された電機子鉄心の軸線に対して上方と下方に一対設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電機子巻線機。
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