JP2018181948A - Winding device and winding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コアレスモータに使用するカップ型コイルを主に製造する巻線装置及び巻線方法に関するものである。 The present invention relates to a winding apparatus and a winding method for mainly manufacturing a cup-shaped coil used for a coreless motor.
近年、コアレスモータにはカップ型コイルが用いられており、カップ型コイルは従来から公知の専用自動巻線機により製造されている。この自動巻線機は、コイル素材である線材を巻き取る巻治具と、巻治具に向けて線材を繰り出しながら巻治具の軸方向に往復動するノズルと、巻治具の軸方向の両側に離間して配置された一対の案内片を有するとしている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, a cup type coil is used for a coreless motor, and the cup type coil is manufactured by a conventionally known dedicated automatic winding machine. The automatic winding machine includes a winding jig for winding a wire material which is a coil material, a nozzle which reciprocates in the axial direction of the winding jig while feeding the wire toward the winding jig, and an axial direction of the winding jig. It is supposed that it has a pair of guide pieces arranged on both sides at a distance (for example, refer to Patent Document 1).
この自動巻線機では、ノズルを巻治具の軸方向に往復させながら線材を繰り出し、この線材の繰り出しに応じて巻治具および案内片を同方向に回転させて、線材を巻治具上に巻き取る構成となっている。そして、巻治具の周囲に供給された線材は一対の案内片により、その巻治具の周囲において案内片を頂点とする三角波になるように構成されている。 In this automatic winding machine, the wire rod is fed while reciprocating the nozzle in the axial direction of the winding jig, and the winding jig and the guide piece are rotated in the same direction according to the feeding of the wire rod, and the wire rod is wound on the winding jig. It is configured to be wound on. The wire supplied around the winding jig is configured by the pair of guide pieces to be a triangular wave with the guide pieces at the top around the winding jig.
しかし、ノズルを巻治具の軸方向に直線的に往復させながら線材を繰り出し、巻治具の周囲において線材を三角波状にする上記従来の巻線装置では、案内片において線材は直ちに折り返されることに成り、その折り返される線材が膨らんで得られたカップ型コイルの両端における外径が拡大する不具合があった。 However, in the above conventional winding apparatus in which the wire is drawn out while linearly reciprocating the nozzle in the axial direction of the winding jig and the wire is formed into a triangular wave around the winding jig, the wire is immediately folded back at the guide piece. There is a problem that the outside diameter at both ends of the cup-shaped coil obtained by expansion of the wire rod to be folded is enlarged.
また、ノズルを巻治具の軸方向に直線的に往復させる装置は、ノズルの他に、ノズルを保持する保持具や、その保持具を往復移動させるレールや、移動機構を必要とし、直線的に往復移動するノズル周囲の部材の質量が増加して、その慣性力の増加によりノズルを素早く往復移動させることが困難となり、その往復移動を素早く行って、巻線に係る時間を短縮させるには限界が生じる不具合もあった。 Further, the device for reciprocating the nozzle linearly in the axial direction of the winding jig requires, in addition to the nozzle, a holder for holding the nozzle, a rail for reciprocating the holder, and a moving mechanism. The mass of the member around the nozzle that reciprocates increases, and it becomes difficult to quickly reciprocate the nozzle due to the increase of the inertial force, and the reciprocation is quickly performed to shorten the time for winding. There was also a defect that caused limitations.
更に、先に形成された三角波状の線材に隣接して新たな三角波状の線材を巻治具に巻回しようとすると、一対の案内片の回転速度と巻治具の回転速度を違え、例えば、巻治具が1回転する毎に一対の案内片を線材の太さ分だけ進角させる必要が生じる。 Furthermore, when trying to wind a new triangular wave wire around a winding jig adjacent to a triangular wave wire previously formed, the rotational speed of the pair of guide pieces and the rotational speed of the winding jig differ, for example, For each rotation of the winding jig, it is necessary to advance the pair of guide pieces by the thickness of the wire.
しかし、図13に示す様に、一対の案内片2,2を線材3の太さ分だけ進角させつつ、ノズル5を巻治具4の軸方向に直線的に往復させながら線材3を三角波にしても、ノズル5は一対の案内片2,2の外側にまで移動する必要があることから、先に形成された三角波に隣接してノズル5が移動するとは限らない。
However, as shown in FIG. 13, while advancing the pair of
このため、ノズル5を巻治具4の軸方向に往復移動させながら線材3を繰り出す従来の巻線機では、先の形成された三角波との間に隙間が生じ、巻治具4に巻回される線材3を隣接する線材に密着させる、いわゆる整列巻が比較的困難となる不具合がある。
Therefore, in the conventional winding machine in which the
本発明の目的は、両端における外径の拡大が抑制されたカップ型コイルを得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a winding apparatus and a winding method for obtaining a cup-shaped coil in which the expansion of the outer diameter at both ends is suppressed.
本発明の別の目的は、巻線に係る時間を短縮させ得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a winding apparatus and a winding method capable of shortening the time required for winding.
本発明の更に別の目的は、巻治具に巻回される線材を隣接する線材に密着させ得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a winding apparatus and a winding method capable of bringing a wire rod wound around a winding jig into close contact with an adjacent wire rod.
本発明は、円柱状を成し中心軸を中心として回転して線材を周囲に巻回する巻治具と、巻治具の軸方向の両側に離間して配置され巻治具と同方向に回転する一対の案内片と、案内片を頂点とする三角波となるように線材を巻治具の周囲に供給する線材供給手段とを備えた巻線装置の改良である。 In the present invention, a winding jig which has a cylindrical shape and rotates around a central axis to wind a wire around and a winding jig spaced apart on both sides in the axial direction are arranged in the same direction as the winding jig. It is an improvement of a winding apparatus provided with a pair of rotating guide pieces and a wire supply means for supplying a wire around the winding jig so as to be a triangular wave with the guide pieces at the top.
その特徴ある点は、線材供給手段が、巻治具の中心軸に直交する直交軸又はその直交軸に平行な平行軸を中心に回転する回転体と、回転体の周囲に設けられ線材を供給するノズルと、回転体を正逆回転させる正逆回転手段とを備え、正逆回転手段は、一対の案内片が一回転する毎に回転体を正転及び逆転させて直交軸又は平行軸を中心としてノズルを一回揺動させるように構成されたところにある。 The characteristic point is that the wire feeding means feeds a wire provided around a rotating body rotating around an orthogonal axis orthogonal to the central axis of the winding jig or a parallel axis parallel to the orthogonal axis, and a wire And forward and reverse rotation means for rotating the rotating body forward and reverse, and the forward and reverse rotation means rotates the rotating body forward and reverse each time the pair of guide pieces make one rotation, thereby making the orthogonal axis or parallel axis As a center, it is configured to swing the nozzle once.
また、別の本発明は、巻治具と、その巻治具の軸方向の両側に離間して配置された一対の案内片を同方向に回転させ、ノズルから繰り出される線材を一対の案内片を頂点とする三角波となるように巻治具の周囲に巻回する巻線方法の改良である。 In another embodiment of the present invention, the winding jig and a pair of guide pieces spaced apart on both sides in the axial direction of the winding jig are rotated in the same direction, and the wire drawn from the nozzle is a pair of guide pieces This is an improvement of the winding method of winding around the winding jig so as to be a triangular wave with the apex at the top.
その特徴ある点は、一対の案内片が一回転する毎に、巻治具の中心軸に直交する直交軸又はその直交軸に平行な平行軸を中心に、ノズルを一回揺動させるところにある。 The characteristic point is that the nozzle is swung once around an orthogonal axis orthogonal to the central axis of the winding jig or a parallel axis parallel to the orthogonal axis every rotation of the pair of guide pieces. is there.
そして、巻線装置が巻治具の先端を支持する支治具と、その支持具を巻治具と共に回転させる支持具回転手段とを備える場合、その巻線方法において、巻治具の先端を支治具により支持させることが好ましい。 When the winding apparatus includes a support jig for supporting the tip of the winding jig and a support rotating means for rotating the support together with the winding jig, the tip of the winding jig is the winding method. It is preferable to be supported by a support jig.
また、巻治具が先端に設けられた支持ロッドと支持具の双方に巻治具に巻回された線材の端部が係止する係止手段をそれぞれ設け、その係止手段に巻治具に巻回された線材の端部を係止させることもできる。 In addition, a locking means is provided for locking the end of the wire wound around the winding jig to both the support rod provided with the winding jig at the tip and the support, and the winding means is provided with the winding jig It is also possible to lock the end of the wound wire.
本発明の巻線装置及び巻線方法では、ノズルを揺動させながら線材を繰り出すので、一方の案内片に掛け回された線材は、ノズルと共に巻治具の回転方向前方又は後方に繰り出された後に他の案内片側に導かれ、他の案内片側にノズルが達した段階で、その線材は一方の案内片において初めて折り返されることに成る。 In the winding device and the winding method of the present invention, the wire rod is fed while swinging the nozzle, so the wire rod wound around one of the guide pieces is fed forward and backward in the rotational direction of the winding jig together with the nozzle. When the guide is later guided to the other guide side and the nozzle reaches the other guide side, the wire is folded back for the first time at one guide piece.
このように、案内片に掛け回された線材を巻治具の回転方向前方又は後方に一旦導いた後に他の案内片側に導いて線材を折り返すと、その折り返される線材の膨らみは巻治具の回転方向に向かう。 In this manner, once the wire wound around the guide piece is guided forward or backward in the rotational direction of the winding jig and then guided to the other guide side and folded back the wire, the bulge of the folded back wire Head in the direction of rotation.
このため、ノズルを巻治具の軸方向に往復移動させて、案内片において線材を巻治具の半径方向外側に向けて直ちに折り返す従来に比較して、折り返される線材の巻治具の半径方向外側への膨らみを少なくすることができる。よって、本発明では、両端における外径の拡大が抑制されたコイルを得ることが可能となる。 For this reason, the nozzle is reciprocated in the axial direction of the winding jig, and in the guide piece, the wire rod is immediately folded outward in the radial direction of the winding jig as compared with the conventional case. It can reduce the outward swelling. Therefore, in the present invention, it is possible to obtain a coil in which the expansion of the outer diameter at both ends is suppressed.
また、ノズルを揺動させる本発明では、ノズルを往復移動させる従来のものに比較して、ノズル周囲の慣性モーメントを小さくすることができるので、ノズルの揺動を比較的素早く行うことが可能となる。よって、本発明では、従来のものに比較して、巻線に係る時間を短縮させることが可能となる。 Further, in the present invention, in which the nozzle is swung, the moment of inertia around the nozzle can be reduced as compared with the conventional one in which the nozzle is reciprocated, so that the wiggle of the nozzle can be performed relatively quickly. Become. Therefore, in the present invention, it is possible to shorten the time required for the winding as compared with the conventional one.
更に、巻治具及び案内片を回転させ、ノズルを揺動させながら線材を繰り出す本発明では、ノズルから新たに繰り出される線材を一方の案内片に掛け回した後に、その線材は巻治具の回転方向前方又は後方に案内され、他の案内片側にノズルが達した段階で、その先に巻回された線材に隣接して密着することになる。よって、本発明では、巻治具に巻回される線材を隣接する線材に密着させる、いわゆる整列巻が容易となる。 Furthermore, in the present invention, in which the wire jig is fed by rotating the winding jig and the guide piece and swinging the nozzle, the wire rod is wound around one of the guide pieces after it is wound around one of the guide pieces. It is guided in the rotational direction forward or backward, and when the nozzle reaches the other guide side, it comes into close contact with the previously wound wire rod. Therefore, in the present invention, so-called alignment winding is facilitated, in which the wire wound around the winding jig is brought into close contact with the adjacent wire.
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described based on the drawings.
本発明の巻線装置を図1及び図2に示す。ここで、互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定し、X軸が水平前後方向、Y軸が水平横方向、Z軸が垂直方向に延びるものとして本発明の巻線装置10について説明する。
The winding apparatus of the present invention is shown in FIGS. Here, the
本発明の巻線装置10は、円柱状を成し中心軸を中心として回転して線材11を周囲に巻回する巻治具12を備える。即ち、本発明の巻線装置10は、円柱状を成す巻治具12と、その巻治具12の中心軸を中心としてその巻治具12を回転させる治具回転手段13とを備える。
The
この治具回転手段13は、巻治具12が先端に同軸に設けられた円柱状を成す支持ロッド14と、この支持ロッド14を回転させるサーボモータ16と、このサーボモータ16が搭載された可動台17とを備えるものとし、可動台17には一対の支持壁18,18が立設される。一対の支持壁18,18には、中空の外ロッド19が回転可能に架設され、支持ロッド14は外ロッド19に貫通して同軸に回転可能に設けられる。
The jig rotating means 13 includes a
サーボモータ16はその回転軸16aが支持ロッド14と同軸になるように可動台17にアクチュエータ21を介して取付けられ、回転軸16aと支持ロッド14は継ぎ手20を介して連結される。そして、支持ロッド14の先端に同軸に設けられた円柱状の巻治具12は、サーボモータ16が駆動して支持ロッド14が回転することにより、同時にその中心軸を中心として回転するように構成される。
The
サーボモータ16と可動台17との間に設けられたアクチュエータ21は、回転軸16aの軸方向に延びて可動台17に取付けられた細長い箱形ハウジング21dと、そのハウジング21d内部に長手方向に伸びて設けられサーボサーボモータ21aによって回動駆動されるボールネジ21bと、このボールネジ21bに螺合して平行移動する従動子21c等によって構成され、この従動子21cにサーボモータ16が取付けられる。
An actuator 21 provided between the
よって、このアクチュエータ21は、そのサーボモータ21aが駆動することにより回転するボールネジ21bにより従動子21cが巻治具12を回転させるサーボモータ16とともに移動するように構成される。そして、サーボモータ16が移動すると、その回転軸16aに継ぎ手20を介して連結された支持ロッド14が巻治具12とともに、巻治具12の軸方向に移動するように構成される。
Therefore, the
図1及び図2に示す様に、この巻線装置10は、巻治具12の先端を支持する支持具32と、その支持具32を巻治具12と共に回転させる支持具回転手段33が設けられる。支持具32は、支持ロッド14と同様の断面円形を成す円柱状部材であって、その支持具32を回転させる支持具回転手段33は、巻治具12の中心をY軸方向に通過する仮想線を対称線として、支持ロッド14を回転させる治具回転手段13と対称構造を成して構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the winding
このように、支持具回転手段33は治具回転手段13と対称構造を成して構成されるので、治具回転手段13を構成する部材の符号に「20」を加えて、支持具回転手段33を構成する部材の符号とし、この支持具回転手段33における詳細な説明を省略する。
As described above, since the
そして、支持具回転手段33におけるアクチュエータ41は、そのサーボモータ41aが駆動することにより、支持具32を回転させるサーボモータ36を移動させ、それとともに移動する支持具32を巻治具12の先端に当接させて支持させ、又は巻治具12の先端に当接させた支持具32を巻治具12から離間させて、巻治具12の支持を解除させるように構成される。
The
また、巻治具12の先端に当接させた支持具32は、巻治具12のぶれを防止することになるけれども、その状態で支持具回転手段33におけるサーボモータ36が駆動してその回転軸36aが回転することにより、支持具32は、巻治具12と同期して、その巻治具12と同方向に同一の速度で回転するように構成される。
Also, although the
また、巻治具12が先端に設けられた支持ロッド14と支持具32の双方には、巻治具12に巻回された線材11の端部が係止する係止手段である絡げピン60が、その巻治具12の近傍においてそれぞれ設けられる。この絡げピン60は、カップ型コイル9(図12)を構成する複数のコイル9aの数だけ、支持ロッド14と支持具32の双方に、その周方向に等角度に設けられる。
In addition, a binding pin which is a locking means that the end portion of the
図12に示す様に、この実施の形態では、三つのコイル9aによりカップ型コイル9が構成されるものであるので、支持ロッド14と支持具32の双方に、絡げピン60は周方向に120度毎に設けられる場合を示す。この絡げピン60は、線材11が実際絡げられるものと、その線材11を巻治具12に案内するためのものの二種類が、支持ロッド14と支持具32の双方に、軸方向に並んで設けられる場合を示す。
As shown in FIG. 12, in this embodiment, since the three
即ち、支持ロッド14と支持具32の双方には、巻治具12の近傍において絡げピン60が軸方向に並んで二列になって、周方向に120度毎に設けられ、計6本の絡げピン60が支持ロッド14と支持具32の双方にそれぞれ設けられるものとする。
That is, in both the
図1及び図2に戻って、この巻線装置10は、巻治具12の軸方向の両側に離間して配置されて巻治具12と同方向に回転する一対の案内片61,61を備える。即ち、本発明の巻線装置10は、巻治具12の両側に配置された一対の案内片61,61と、その巻治具12の中心軸を中心としてその一対の案内片61,61を回転させる片回転手段62を備える。
Referring back to FIGS. 1 and 2, the winding
この実施の形態における片回転手段62は、一対の案内片61,61を別々に回転させる様に一対設けられるものとし、両者は巻治具12を中心として対称構造を成すように、治具回転手段13の可動台17と支持具回転手段33の可動台37に別々に設けられるものとする。このように両者は同一構造であるので、治具回転手段13の可動台17に設けられた一方の片回転手段62を代表して説明する。
The single rotation means 62 in this embodiment is provided as a pair so as to rotate the pair of
この片回転手段62は、一対の支持壁18,18に回転可能に架設された外ロッド19の巻治具12側端部に巻治具12と同軸に設けられた円板63と、この円板63に基端が枢支されて巻治具12に沿うように設けられた保持具64と、この円板63及び保持具64とともに外ロッド19を回転させるサーボモータ66とを備え、保持具64の先端に案内片61が設けられる。
The single rotation means 62 is a
外ロッド19を回転させるサーボモータ66は一対の支持壁18,18の間の可動台17に設けられ、そのサーボモータ66における回転軸66aには第1プーリ67aが設けられる。その第1プーリ67aに対向して外ロッド19には第2プーリ67bが設けられ、その第1プーリと67aと第2プーリ67bの間にベルト67cが架設される。従って、サーボモータ66が駆動すると外ロッド19が回転し、その外ロッド19に設けられた円板63及び保持具64も回転するように構成される。
A
保持具64の先端には取付部64aが設けられ、この取付部64aに案内片61の基端が設けられる。この案内片61はピン又はへら状を成し、円柱状巻治具12の外周に接線方向に延びて、その先端が巻治具12の外周に接触可能に設けられる(図6〜図9)。この実施の形態では、案内片61の先端を巻治具12の回転方向後方に向けて、その案内片61の先端を巻治具12の外周に接触させる場合を示す。
An
なお、治具回転手段13に設けられた片回転手段62における保持具64の先端は支持具回転手段33側に間まで延びて設けられ、支持具回転手段33に設けられた片回転手段62における保持具64の先端は治具回転手段13側に間まで延びて設けられる。そして、巻治具12の治具回転手段13側の案内片61は、支持具回転手段33に設けられた片回転手段62における保持具64の先端に設けられ、巻治具12の支持具回転手段33側の案内片61は、治具回転手段13に設けられた片回転手段62における保持具64の先端に設けられる。
The tip of the
図1及び図5に示すように、治具回転手段13及び支持具回転手段33には、案内片61の先端を円柱状巻治具12の外周に接触させるように付勢する弾性体68と、その弾性体68の付勢力に抗して案内片61の先端を円柱状巻治具12の外周から離間させる離間手段69とがそれぞれ備えられる。これらは治具回転手段13及び支持具回転手段33において、いずれも同一構造であるので、治具回転手段13におけるものを代表して説明する。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
案内片61が先端に設けられた保持具64の基端は折り曲げられて円板63の回転半径方向外側に向かって伸びる操作片64bが形成される。保持具64の基端が枢支された円板63と操作片64bの間には弾性体であるコイルスプリング68が介装され、円板63と操作片64bの間の間隔を拡大しようとするコイルスプリング68の付勢力により、保持具64の先端は巻治具12側に傾動しようとする付勢力が生じ、その先端に設けられた案内片61を巻治具12の周囲に接触させるように構成される(図1)。
The base end of the
一方、操作片64bの先端にはローラ64cが枢支され、このローラ64cを円板63と共に挟むような操作板69aが、円板63と平行にして支持ロッド14に嵌入される。ローラ64cはこの操作板69aに周方向に転動可能に枢支され、この操作板69aを巻治具12の軸方向に移動させるアクチュエータ69bが可動台17に設けられる。
On the other hand, a
これらは離間手段69を構成するものであって、図におけるアクチュエータ69bは流体の給排によりロッド69baを本端部69bbから突出させ又はそのロッド69baを本体部69bbに没入させる流体圧シリンダが用いられ、そのロッド69baが巻治具12の軸方向に平行になるように本端部69bbが可動台17に取付けられ、そのロッド69baの突出端に操作板69aが取付けられるものとする。
These constitute the separating means 69, and the
このような離間手段69では、ロッド69baを本体部69bbに没入させて、操作板69aを円板63側に移動させると、その操作板69aに操作片64bの先端に設けられたローラ64cが当接する。そして、更に操作板69aを移動させると、図5に示すように、その弾性体68の付勢力に抗してローラ64cが操作板69aと共に円板63方向に移動し、ローラ64cが先端に設けられた操作片64bは先端が円板63側に移動する様に回転する。すると、その操作片64bが基端に設けられた保持具64も基端を中心として回転し、保持具64の先端に設けられた案内片61の先端を円柱状巻治具12の外周から離間させるように構成される。
In such a separating means 69, when the rod 69ba is inserted into the main body 69bb and the
図2に示す様に、治具回転手段13と一方の片回転手段62が設けられた可動台17は、この可動台17を支持ロッド14の軸方向に移動させる別のアクチュエータ22を介して基台10aに取付けられる。この別のアクチュエータ22の細長い箱形ハウジング22dは、支持ロッド14の軸方向に延びて基台10aに取付けられ、その従動子22cに可動台17が取付けられる。
As shown in FIG. 2, the movable table 17 provided with the
また、支持具回転手段33と他方の片回転手段62が設けられた可動台37にあっても、その支持具32が巻治具12に対向してそれと同軸になるように、その可動台37が別のアクチュエータ42を介して基台10aに取付けられる。
Further, even in the
基台10aに設けられて従動子22c,42cが可動台17,37に設けられたそれぞれのアクチュエータ22,42は、それらのサーボモータ22a,42aを駆動してそれらの従動子22c,42cを可動台17,37と共に移動させることにより、一対の片回転手段62,62をそれぞれ離間させ、又は互いに接近させるように構成される。
The
そして、一対の片回転手段62,62を互いに接近させると、それらが別々に支持する案内片61,61の巻治具12の軸方向における間隔が広がり、一対の片回転手段62,62を互いに離間させると、それらが別々に支持する案内片61,61の巻治具12の軸方向における間隔が縮まることに成る。このため、基台10aに設けられたそれぞれのアクチュエータ22,42は、巻治具12に線材11を巻回したならば、案内片61を頂点として得られる三角波の高さを可変可能に構成される。
Then, when the pair of single rotation means 62, 62 are made to approach each other, the distance in the axial direction of the winding
図1及び図2に示す様に、この巻線装置10は、線材11を巻治具12の周囲に供給する線材供給手段70を備える。この実施の形態における線材11は、断面が円形を成し、熱風又は溶剤により融着する絶縁被覆を有する自己融着線材11(いわゆるセメントワイヤ)が使用される場合を例示する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the winding
図3及び図4に詳しく示すように、この実施の形態における線材供給手段70は、巻治具12の中心軸Cに直交する直交軸D又はその直交軸に平行な平行軸を中心に回転する回転体71と、回転体71の周囲に設けられ線材11を供給するノズル72と、回転体71を正逆回転させる正逆回転手段73とを備える。
As shown in detail in FIGS. 3 and 4, the wire supply means 70 in this embodiment rotates around an orthogonal axis D orthogonal to the central axis C of the winding
回転体71は、巻治具12の中心軸Cに直交する直交軸D又はその直交軸Dに平行な平行軸に回転軸を一致させて支持部70aに枢支されたシャフト部71aと、そのシャフト部71aの巻治具12に臨む先端部にそのシャフト部71aと同軸に設けられた円板部71bと、その円板部71bの巻治具12側に設けられた鳥居状の架橋部材71cとを備える。
The rotating
支持部70aは基台10aにおける上面と平行な移動板70bに立設され、回転体71におけるシャフト部71aの回転軸が巻治具12の回転中心軸に直交する直交軸D又はその直交軸Dに平行な平行軸と平行になるようにそのシャフト部71aが支持部70aの支持孔に貫通され、ベアリング70cを介して回転体71はシャフト部71aの中心軸を回転軸として回転自在に支持される。
The supporting
そのシャフト部71aの先端部に円板部71bを介して設けられた架橋部材71cには線材11を通過させるノズル72が回転軸に平行にかつ回転体71の回転中心から偏倚して設けられる。回転体71の大きさは、回転体71が回転したときにノズル72が描く円の直径が、得ようとするカップ型コイル9(図12)の長さLを超えるように作られる。
A
図4に示すように、シャフト部71aには、その中心軸にガイド筒71dが貫通して固定される。このガイド筒71dには、図示しない線材供給源からの線材11が導入され、巻治具12に臨む先端から繰り出されてノズル72に向かうように構成される。そして、ガイド筒71dの先端から繰り出された線材11は、ノズル72を通過して巻治具12に供給可能に構成される。
As shown in FIG. 4, the
正逆回転手段73は、ノズル用サーボモータ74とそれを制御する図示しないコントローラから成り、ノズル用サーボモータ74は回転体71に隣接して設けられる。即ち、シャフト部71aの基端には、シャフト部71aの中心軸に中心軸が一致する第一プーリ76aが取付けられ、その中心軸に平行な回転軸74aを有するノズル用サーボモータ74が回転体71に隣接して設けられる。このノズル用サーボモータ74は移動板70bに立設された取付板70dに取付けられ、その回転軸74aに第二プーリ76bが取付けられる。そして、第一プーリ76aと第二プーリ76bの間にベルト76cが掛け回される。
The forward / reverse rotation means 73 comprises a
ノズル用サーボモータ74には、図示しないコントローラの制御出力が接続され、そのコントローラからの指令によりノズル用サーボモータ74が駆動してその回転軸74aが第二プーリ76bとともに正転又は逆転すると、その回転はベルト76cにより第一プーリ76aに伝達され、その第一プーリ76aが設けられた回転体71が正転又は逆転し、回転体71に設けられたノズル72を揺動させるように構成される。
The control output of a controller (not shown) is connected to the
この線材供給手段70としての回転体71及びノズル用サーボモータ74は、それらが設けられた移動板70bとともにノズル72を移動させるノズル移動手段80を介して基台10aに取付けられる。図3に示すように、この実施の形態におけるノズル移動手段80は、X軸、Y軸、及びZ軸方向伸縮アクチュエータ81〜83の組み合わせにより構成される。
The rotating
この実施の形態におけるこれらの伸縮アクチュエータ81〜83は、前述したアクチュエータ21と同一構造のものであって、この実施の形態では、回転体71が設けられた移動板70bをX軸方向に移動可能にX軸方向伸縮アクチュエータ81のハウジング81dに取付け、そのX軸方向伸縮アクチュエータ81とともにその移動板70bをZ軸方向に移動可能に、その従動子81cがL形ブラケット84を介してZ軸方向伸縮アクチュエータ83のハウジング83dに取付けられる。また、そのZ軸方向伸縮アクチュエータ83の従動子83cをY軸方向伸縮アクチュエータ82の従動子82cに取付け、そのX軸及びZ軸方向伸縮アクチュエータ81,83とともにその移動板70bをY軸方向に移動可能に、そのY軸方向伸縮アクチュエータ82のハウジング82dが基台10aの側壁に取付けられる。
These
それらの各伸縮アクチュエータ81〜83におけるX軸サーボサーボモータ81a、Y軸サーボサーボモータ82a、及びZ軸サーボサーボモータ83aは、これらを制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。そして、このノズル移動手段80はコントローラからの指令により、各伸縮アクチュエータ81〜83が駆動して、移動板70bとともに回転体71の先端に設けられたノズル72を基台10aに対して3軸方向に任意に移動可能に構成される。
The
図1に戻って、線材11として自己融着線材(いわゆるセメントワイヤ)を使用するこの実施の形態では、巻治具12に巻回された線材11に熱風を吹き付けて線材11を互いに接着させる熱風発生手段91が基台10aに備えられる。
Returning to FIG. 1, in this embodiment using a self-bonding wire (so-called cement wire) as the
この実施の形態における熱風発生器91は、その熱風吹き出し口91aが巻治具12に臨むように基台10a上に取付けられ、図示しないコントローラからの指令により、熱風をその吹き出し口91aから巻治具12に向かって吹き出す様に構成される。
The
また、図2に示す様に、この巻線機10には、ノズル72から繰り出された線材11を仮止めする仮止め具92が設けられる。この実施の形態における仮止め具92は、巻治具12の下方に出没ロッド93aを上方にして設けられた流体圧シリンダ93と、その出没ロッド93aの上端にノズル72と平行に設けられた係止ピン94とを有する。
Further, as shown in FIG. 2, the winding
そして、この仮止め具92にあっては、ノズル72から繰り出された線材11を係止ピン94に絡げることによりその線材11を仮止めし、その状態で流体圧シリンダ93の出没ロッド93aを本体部93bから突出させ又は本体部93bに没入させることにより線材11が絡げられた係止ピン94を移動させれば、その係止ピン94から延びる線材11をその途中で引き千切ることができるように構成される。
And in this
次に、このような巻線装置を用いた本発明の巻線方法を説明する。 Next, a winding method of the present invention using such a winding device will be described.
本発明の巻線方法では、先ず、図4に示すように、線材11を図示しない線材供給源から回転体71におけるガイド筒71dに通過させ、ガイド筒71dの先端から繰り出された線材11をノズル72に通過させる。このようにノズル72から繰り出された線材11を、図2に示す仮止め具92における係止ピン94に絡げておく。
In the winding method of the present invention, first, as shown in FIG. 4, the
次に、従動子22c,42cに可動台17,37が設けられたそれぞれのアクチュエータ22,42により、一対の片回転手段62,62をそれぞれ離間又は接近させ、それらが別々に支持する案内片61,61の巻治具12の軸方向における間隔を変更させて、得ようとするカップ型コイル9の長さL(図12)に等しくさせる。
Next, the
そして、治具回転手段13及び支持具回転手段33におけるそれぞれ別のアクチュエータ21,41により、巻治具12と支持具32を互いに接近させ、支持具32の先端を巻治具12の先端に当接させる。
Then, the winding
次に、治具回転手段13又は支持具回転手段33における支持ロッド14又は支持具32を回転させて、それらのいずれかに設けられた絡げピン60をノズル72に対向させる。
Next, the
この実施の形態では、巻初めの線材11を支持具32に設けられた絡げピン60に絡げ、巻終わりの線材11を支持ロッド14に設けられた絡げピン60に絡げるものとして説明する。
In this embodiment, the
このため、支持具回転手段33における支持具32に設けられた絡げピン60をノズル72に対向させ、ノズル移動手段80によりそのノズル72を支持具32に設けられた絡げピン60の周囲に周回させ、ノズル72から繰り出される線材11を巻初めの線材11としてその絡げピン60に絡げる。
Therefore, the binding
この時、支持ロッド14又は支持具32の軸方向に並んで絡げピン60を二列に設けたこの実施の形態では、二列に設けられた絡げピン60の、巻治具12から離れた側の絡げピン60に線材11を絡げるものとする。
At this time, in this embodiment in which the binding
そして、その後に、仮止め具92における流体圧シリンダ93の出没ロッド93aを本体部93bに没入させて線材11が絡げられた係止ピン94を移動させ、それにより、その係止ピン94から延びる線材11を絡げピン60の近傍において引き千切る。
Then, after that, the retracting
次に巻線となるけれども、先ず、片回転手段62により一対の案内片61,61を回転させるとともに、ノズル72が設けられた回転体71を移動板70bとともに移動させて図6に示すスタート位置にする。
Next, although it becomes a winding, first, while rotating the pair of
移動板70bのスタート位置までの移動過程において、ノズル72から繰り出される線材11を巻治具12の周囲に案内し、ノズル72が設けられた回転体71の回転中心を、一対の案内片61,61の中間であって、巻治具12の回転中心に直交する直交軸Dに一致させ又はその直交軸Dに平行な平行軸に一致させる。
In the process of moving the moving
そして、ノズル用サーボモータ74により回転体71を回転させ、回転体71に設けられたノズル72を巻治具12の軸方向の端部にまで揺動させ、そのノズル72を支持ロッド14側の案内片61の外側に位置させる。
Then, the
そして、巻治具12の中心軸Cを中心として一対の案内片61,61をそれぞれ回転させて、支持ロッド14側の案内片61をノズル72に対向させ、支持具32側の案内片61をノズル72から遠ざける。それとともに、線材11が絡げられた絡げピン60がノズル72から離れた位置になるように、その絡げピン60が設けられた支持具32を回転させる。
Then, the pair of
このようにして、図6に示すように、線材11が絡げられた絡げピン60からノズル72に延びる線材11が、支持具32側の案内片61から支持ロッド14側の案内片61にまで達するように、巻治具12の周囲に斜めに半回転ほど掛け回す。この図6に示すような位置をスタート位置とする。
Thus, as shown in FIG. 6, the
この様な図6に示すスタート位置から、巻治具12と一対の案内片61,61とを巻治具12の中心軸Cを回転中心として、図中に示す矢印方向に同時回転させながら、正逆回転手段73によりノズル72を揺動させる。ノズル72の揺動はノズル用サーボモータ74により行われ、巻治具12の中心軸Cを回転中心として一対の案内片61,61が一回転したときに、ノズル72が1回揺動する速度とされる。
While simultaneously rotating the winding
このため、図7に示す様に、スタート位置から一対の案内片61,61と巻治具12とが90度回転すると、揺動するノズル72はコイル長さの半分の位置まで移動し、線材11が巻治具12に4分の1周巻きつけられる。
For this reason, as shown in FIG. 7, when the pair of
一対の案内片61,61と巻治具12とがそれから更に90度回転し、それらがスタート位置から180度回転すると、図8に示すように一対の案内片61,61の左右位置および上下位置が入れ代わり、揺動するノズル72は折り返し位置まで移動し、線材11が巻治具12に2分の1周巻きつけられる。
When the pair of
更に同方向に巻治具12と一対の案内片61,61とを回転し続けると今度はノズル72は逆方向に揺動を始め、線材11が他方の案内片61の外側に引っ掛かって折り返される。そして、図9に示す様に、スタート位置から一対の案内片61,61と巻治具12が270度回転すると、線材11は巻治具12上に4分の3周巻きつけられる。
Further, when the winding
また、巻治具12と一対の案内片61,61がスタート位置から360度回転すると、図6に示すスタート位置であってかつ揺動するノズル72の折り返し点に戻る。そして、2回目にスタート位置に戻ってきた線材11は、案内片61において折り返され、その後もそのまま前述と同じ動作が繰り返されることになる。
Further, when the winding
このように、上記巻線動作が繰り返されると、巻治具12の周囲に斜めに供給された線材11は一対の案内片61,61により順次折り返され、その巻治具12の周囲において案内片61,61を頂点とする三角波状に巻回されることになる。
As described above, when the winding operation is repeated, the
しかし、巻治具12と一対の案内片61,61の回転数や回転速度を完全に一致させると、2回目の折り返し時に、1回目の線材11上に2回目の線材11が重なって巻き取られる不具合が生じる。このため、1回目の線材11を巻き取った後には、2回目の線材11を巻治具12の周方向にずらす必要がある。
However, if the rotation speed and the rotation speed of the winding
この実施の形態では、案内片61の先端を巻治具12の回転方向後方に向けて巻治具12の外周に接触させているので、1回目の線材11を巻き取った後、2回目の線材11が来た時には、線材11の太さ分だけ一対の案内片61,61の回転に対して巻治具12の回転を遅らせる。
In this embodiment, the tip end of the
即ち、図示しないコントローラは、一対の案内片61,61が1回転する毎に、巻き取る線材11の線径分だけ巻治具12を遅角させて、線材11が重なって巻治具12上に巻き取られることの無いように、一対の案内片61,61の回転に対して、巻治具12の回転数及び回転速度を僅かに小さくするように制御する。なお、遅角の程度は、図示しないコントローラにより、線材11の太さに合わせて設定することになる。
That is, the controller (not shown) retards the winding
このように、巻治具12が1回転する毎に、線材11の太さに対応する角度分だけ一対の案内片61,61に対して巻治具12の回転角度を遅角させつつ、更に巻治具12と一対の案内片61,61を回転させる巻線作業を継続させる。
Thus, every time the winding
すると、図10に示す様に、先に巻回された線材11に隣接して新たに線材11が巻治具12の周囲に巻回されることになり、この巻線作業の継続により、巻治具12の周囲に斜めに供給された線材11は一対の案内片61,61により順次折り返され、その巻治具12の周囲において案内片61,61を頂点として互いに隣接する三角波状の線材11の集合から成るコイル9aが形成される。
Then, as shown in FIG. 10, the
ここで、一対の案内片61,61により順次折り返された線材11は、一対の案内片61,61の回転に対して遅角する巻治具12とともに、巻治具12の回転方向後方に順次移動して、一対の案内片61,61の先端縁から抜け出すことになる。
Here, the
このように巻治具12の周囲において線材11を三角波状に巻回する巻線装置10であって、本発明の巻線装置10では、図11に示す様に、ノズル72を矢印で示す様に揺動させながら線材11を繰り出すので、案内片61,61に掛け回された線材11は、実線矢印で示す巻治具12の回転方向後方に繰り出された後に他の案内片61,61側に導かれ、他の案内片61,61側にノズル72が達した段階で、その線材11は初めて折り返されることに成る。
Thus, in the winding
即ち、図11(a)に示す様に、一方の案内片61の外側にノズル72があると、そのノズル71から繰り出される線材11は、先に巻回された線材11に隣接することになる。その状態から巻治具12と一対の案内片61,61を回転させつつノズル72を揺動させると、図11(b)に示す様に、そのノズル72からくり出された線材11は先に巻回された線材11を超えて巻治具12の回転方向後方に案内される。
That is, as shown in FIG. 11A, when there is a
そして、図11(c)に示す様に、他の案内片61側にノズル72が達すると、その段階で、先に巻回された線材11の手前に戻ってその先に巻回された線材11に隣接しつつ巻治具12の周囲に至る。このように、他の案内片61側にノズル72が達した段階で、その線材11は一方の案内片61において折り返され、その一方の案内片61を頂点とする三角波状の線材11となる。
Then, as shown in FIG. 11 (c), when the
このように、一方の案内片61に掛け回された線材11を巻治具12の回転方向後方に一旦導いた後に他方の案内片61側に導いて線材11を折り返すと、その折り返される線材11の膨らみは巻治具12の回転方向に向かう。このため、ノズルを往復移動させて、案内片において線材を直ちに折り返す従来に比較して、折り返される線材11の巻治具12の半径方向に外側への膨らみを少なくすることができる。よって、本発明では、両端における外径の拡大が抑制されたコイルを得ることが可能となる。
As described above, when the
また、案内片61,61が1回転する毎に巻治具12を線材11の太さ分だけ遅角させると、先に形成された三角波状の線材11に隣接して新たな三角波状の線材11が巻治具12に巻回される。ここで、図11に示す様に、ノズル72を揺動させながら線材11を繰り出す本発明では、ノズル72から新たに繰り出される線材11は、案内片61,61に掛け回された後に、先に巻回された線材11を超えて巻治具12の回転方向後方に案内され、その後に他の案内片61,61側にノズル72が達した段階で、先に巻回された線材11の手前に戻ってその先に巻回された線材11に隣接しつつ巻治具12の周囲に至る。
In addition, when the winding
このため、後に形成される三角波状の線材11と、先の形成された三角波状の線材11との間に隙間を生じさせるようなことはない。よって、本発明は、巻治具12に巻回される線材11を隣接する線材11に密着させる、いわゆる整列巻が容易となる。
Therefore, no gap is generated between the triangular wave-shaped
更に、ノズル72が設けられた回転体71は、その慣性モーメントを低減させることが可能なものである。従って、ノズル周囲の部材の質量が増加して、巻治具の軸方向にノズルを直線的に往復させる従来の装置に比較して、本発明のノズル72の揺動は素早く行うことが可能となる。してみると、本発明では、巻線に係る時間を短縮させ得るものとなる。
Furthermore, the
そして、巻治具12の周囲において互いに隣接する三角波状の線材11を密着させつつ巻線する際に、基台10a上に取付けられた熱風発生器91(図1)は、巻治具12に臨む熱風吹き出し口91aから熱風を巻治具12に向かって吹き出し、巻治具12に隣接して巻回された線材11を互いに接着し、その後に型が崩れることを防止する。
Then, when winding while bringing the
上記巻線作業を繰り返して単一のコイル9aを得た後には、図12に示す様に、その巻終わりの線材11を支持ロッド14に設けられた絡げピン60に絡げることになる。
After the above-described winding operation is repeated to obtain a
この巻終わりの線材11の絡げにあっては、ノズル移動手段80によりそのノズル72を支持ロッド14に設けられた絡げピン60の周囲に周回させ、ノズル72から繰り出される線材11を巻終わりの線材11としてその絡げピン60に絡げる。
In winding the
この時、支持ロッド14には軸方向に並んで絡げピン60が二列設けられているので、二列に設けられた絡げピン60の、巻治具12近傍の絡げピン60に線材11を掛け回した後に、巻治具12から離れた側の絡げピン60に線材11を絡げるものとする。
At this time, since the
その後に、ノズル移動手段80によりそのノズル72を図2に示す仮止め具92における係止ピン94の周囲に周回させ、ノズル72から繰り出される線材11を仮止め具92における係止ピン94に絡げる。そして、その後に、仮止め具92における流体圧シリンダ93の出没ロッド93aを本体部93bに没入させて線材11が絡げられた係止ピン94を移動させ、それにより、その係止ピン94から延びる線材11を絡げピン60の近傍において引き千切る。
Thereafter, the nozzle moving means 80 circulates the
その後、一対の案内片61,61を巻治具12の回転方向前方に回転させて、その巻治具12に巻回された線材11から一対の案内片61,61を抜き出し、その一対の案内片61,61を頂点とする三角波となるように巻線された線材11を巻治具12の周囲に残存させて、単一のコイル9aの作成を終了させる。
Thereafter, the pair of
図12に示す様に、三つのコイル9aから成るカップ型コイル9を製造するこの実施の形態では、単一のコイル9aを得るために行われる上記巻線作業を合計3回繰り返し、巻初めの線材11と巻終わりの線材11が軸方向の両側から導き出された三つのコイル9aから成るカップ型コイル9を得る。
As shown in FIG. 12, in this embodiment for producing a cup-shaped coil 9 consisting of three
ここで、先に単一のコイル9aが得られている場合において、次の単一のコイル9aを得るための巻線のスタートでは、先に得られた単一のコイル9aから抜き出した一対の案内片61,61を再び回転させて図6に示すスタート位置にすることになる。
Here, in the case where the
けれども、先に単一のコイル9aが得られた状態における一対の案内片61,61の回転にあっては、図5に示すように、離間手段69によって案内片61,61の先端を円柱状巻治具12の外周から離間させ、その状態で行うことが好ましい。
However, when rotating the pair of
このように、円柱状巻治具12の外周から先端を離間させた状態で案内片61,61を回転させることにより、先に得られた単一のコイル9aに回転する案内片61,61が接触して擦るような事態を回避することができる。
Thus, by rotating the
そして、上記巻線作業を合計3回繰り返し、カップ型コイル9が得られた後には、絡げピン60に絡げられた巻初めの線材11及び巻終わりの線材11を解き、巻治具12と支持具32をそれぞれ離間させ、その間から、巻治具12の周囲に巻回された線材11から成るカップ型コイル9を取り外して、一連の巻線作業を終了させる。
Then, the above-mentioned winding operation is repeated a total of three times, and after the cup-shaped coil 9 is obtained, the
なお、上述した実施の形態では、案内片61の先端を巻治具12の回転方向後方に向けて巻治具12の外周に接触させ、一対の案内片61,61が1回転する毎に、巻き取る線材11の線径分だけ巻治具12を遅角させる場合を説明した。けれども、案内片61の先端を巻治具12の回転方向前方に向けて巻治具12の外周に接触させ、一対の案内片61,61が1回転する毎に、巻き取る線材11の線径分だけ巻治具12を進角させるようにしても良い。
In the embodiment described above, the tip end of the
また、上述した実施の形態では、線材11の端部が係止する係止手段が絡げピン60である場合を説明したが、係止手段は、線材11の端部が係止しうる限り、絡げピン60に限らず、他の形式のものであっても良い。
In the embodiment described above, the case where the locking means for locking the end of the
更に、上述した実施の形態では、図6〜図10において、巻治具12の中心軸Cに直交する直交軸Dを中心に回転する回転体71によりノズル72を揺動させる場合を説明した。けれども、図示しないが、その直交軸Dに平行な平行軸を中心に回転体71を回転させて、その平行軸を中心にノズル72を揺動させるようにしても良い。
Furthermore, in the embodiment described above, in FIGS. 6 to 10, the case where the
10 巻線装置
11 線材
12 巻治具
13 治具回転手段
32 支治具
33 支持具回転手段
60 絡げピン(係止手段)
61 案内片
70 線材供給手段
71 回転体
72 ノズル
73 正逆回転手段
C 巻治具の中心軸
D 直交軸
DESCRIPTION OF
61
Claims (6)
前記線材供給手段(70)が、前記巻治具(12)の中心軸(C)に直交する直交軸(D)又は前記直交軸(D)に平行な平行軸を中心に回転する回転体(71)と、前記回転体(71)の周囲に設けられ前記線材(11)を供給するノズル(72)と、前記回転体(71)を正逆回転させる正逆回転手段(73)とを備え、
前記正逆回転手段(73)は、前記一対の案内片(61,61)が一回転する毎に前記回転体(71)を正転及び逆転させて前記直交軸(D)又は前記平行軸を中心として前記ノズル(72)を一回揺動させるように構成された
ことを特徴とする巻線装置。 Columnar winding jig (12), jig rotating means (13) for rotating the winding jig (12) about the central axis (C) of the winding jig (12), and A pair of guide pieces (61, 61) arranged spaced apart on both sides in the axial direction of the tool (12) and rotating in the same direction as the winding jig (12), and the pair of guide pieces (61, 61) And a wire feeding means (70) for feeding a wire (11) around the winding jig (12) so as to form a triangular wave as a vertex.
A rotating body (about which the wire supply means (70) rotates about an orthogonal axis (D) orthogonal to the central axis (C) of the winding jig (12) or a parallel axis parallel to the orthogonal axis (D) 71), a nozzle (72) provided around the rotating body (71) to supply the wire (11), and forward / reverse rotating means (73) for rotating the rotating body (71) forward and reverse ,
The forward and reverse rotation means (73) rotates the rotating body (71) forward and reverse each time the pair of guide pieces (61, 61) rotates one rotation to set the orthogonal axis (D) or the parallel axis. A winding apparatus characterized in that the nozzle (72) is swung once as a center.
前記一対の案内片(61,61)が一回転する毎に、前記巻治具(12)の中心軸(C)に直交する直交軸(D)又は前記直交軸(D)に平行な平行軸を中心に、前記ノズル(72)を一回揺動させることを特徴とする巻線方法。 The winding jig (12) and a pair of guide pieces (61, 61) spaced apart on both sides in the axial direction of the winding jig (12) are rotated in the same direction and fed out from the nozzle (72) In the winding method, the wire (11) is wound around the winding jig (12) so as to be a triangular wave having the pair of guide pieces (61, 61) as apexes.
The orthogonal axis (D) orthogonal to the central axis (C) of the winding jig (12) or a parallel axis parallel to the orthogonal axis (D) each time the pair of guide pieces (61, 61) rotates once The method according to claim 1, wherein the nozzle (72) is swung once around the center of.
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