JP2632148B2 - ステータコアの巻上げ装置における帯材送り込み機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、ステータコア内周のスロットを形成するた
めの複数の切欠きを側部に有して連続的に供給される帯
材を、該帯材を含む平面に直交する中心線まわりに螺旋
状に巻上げてステータコアを形成するための巻上げ装置
に付設されて、該巻上げ装置の帯材供給部に帯材を強制
的に送り込むための帯材送り込み機構に関する。

（２）従来の技術 従来、上記のようなステータコアの巻上げ装置におけ
る帯材送り込み機構は、例えば特公昭58−18867号公報
により公知である。

（３）発明が解決しようとする課題 上記従来公知の技術では、帯材は一対のセレーション
ダイスで両側から挟圧されて送られる。このため、帯材
には圧痕が不可避的に残り、厚さが異なってくるだけで
なく、セレーションダイスの摩耗が大である。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、
傷を生じることなく帯材を送り込むことを可能とし、し
かも保守を容易とした、ステータコアの巻上げ装置にお
ける帯材送り込み機構を提供することを目的とする。

B.発明の構成 （１）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、ステータコア内
周のスロットを形成するための複数の切欠きを側部に有
して連続的に供給される帯材を、該帯材を含む平面に直
交する中心線まわりに螺旋状に巻上げてステータコアを
形成するための巻上げ装置に付設されて、該巻上げ装置
の帯材供給部に帯材を強制的に送り込むための帯材送り
込み機構において、帯材に前記帯材供給部に向かう送り
力を付与すべく帯材に対する前記巻上げ動作に同期回転
して前記切欠きと噛合する送り込み歯車と、この送り込
み歯車と前記切欠きとの噛合状態を保持すると共に帯材
を前記帯材供給部に指向させるように帯材を両側から挟
んで案内する帯材ガイド板とを有することを特徴とす
る。

（２）作用 上記構成によれば、帯材の巻上げ動作に同期回転する
送り込み歯車が、帯材の切欠きと噛合することにより、
帯材供給部に向かう送り力を帯材に確実に付与すること
ができるため、帯材に圧痕を残したり厚みにばらつきを
生じさせたりせずに、帯材の巻上げ動作に同期して帯材
が帯材供給部に常に的確に送り込まれる。

またその送り込みに際して、帯材ガイド板は、帯材を
帯材供給部に向けて的確に案内する機能に加えて、該帯
材の切欠きと送り込み歯車との適正な噛合状態を保持す
る機能をも果たす。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図において、帯材１は、巻上げ装置の基本
的に円筒状をなすケーシングＣにその接線方向に沿って
供給され、該ケーシングＣ内で螺旋状に曲げられて順次
マンドレル３に巻上げられ、これによりステータコア４
が形成される。

第２図において、帯材１は、例えばけい素鋼などの金
属板を帯状に形成したものであり、この帯材１の一側部
には、ステータコア４を巻上げたときにその内周のスロ
ット５を形成するための複数の第１切欠き６が等間隔に
設けられ、また帯材１の他側部には、ステータコア４の
外周で軸線方向に延びる円弧溝７を形成する複数の第２
切欠き８が、第１切欠き６相互間に対応する位置に設け
られる。

第３図および第４図において、ケーシングＣの主要部
をなす円筒状ケーシング本体２には、図示しない回転駆
動手段により回転駆動される回転軸９が、巻上げ装置の
前後方向（第４図で左右方向）に延びる水平な軸線を有
して軸受10により回転自在に支承される。この回転軸９
の中間部には駆動輪11がキー12により固定される。駆動
輪11には、帯材１の第２切欠き８に係合し得る複数のピ
ン13が、駆動輪11の半径方向に沿う制限された範囲での
移動と、駆動輪11の軸方向に沿う制限された範囲での移
動とを可能にして支承される。

即ち、駆動輪11の半径方向に沿う中間部には、半径方
向にそって長い複数の長孔14が周方向等間隔置きに穿設
されており、各ピン13の中間部はそれらの長孔14に嵌挿
される。しかも各ピン13の外周面には、駆動輪11の前後
両側でベアリングとしてのマイクロベアリング15,16が
装着される。したがって、各ピン13は長孔14に規定され
る範囲内で駆動輪11の半径方向に移動可能であり、両マ
イクロベアリング15,16が駆動輪11に当接する範囲で駆
動輪11の軸方向に移動可能である。

ケーシング本体２には、駆動輪11を囲繞する円筒体17
が固設されており、この円筒体17の前端（第４図の左
端）には、半径方向内方に張出した鍔18が固設される。

鍔18の前端面には、回転軸９の回転方向19に沿って順
に、第１ガイド板20、第２ガイド板21および第３ガイド
板22が固設される。また第３ガイド板22には、回転軸９
を囲繞するリング23が鍔18の内周に対向するようにして
固設される。

第１ガイド板20は、回転軸９の軸線と直交する基準線
ｌから例えば85度の中心角αに亘って半月状に形成され
て、鍔18に固設され、第２ガイド板21は例えば50度の中
心角βに亘る半月状に形成されており、第１ガイド板20
に連なるようにして鍔18に固設される。更に第３ガイド
板22は、例えば180度の中心角γに亘る半月状に形成さ
れており、第２ガイド板21に連なるようにして鍔18に固
設される。したがって、鍔18には、基準線ｌから（α＋
β＋γ）度たとえば315度の中心角範囲にわたり、第1,
第２および第３ガイド板20,21,22が固設される。

第１ガイド板20および第３ガイド板22間で第３ガイド
板22寄りの部分には、回転軸９の軸線を中心とする仮想
円24の基準線ｌに交わる点からの接線25に沿って帯材１
を一直線状に供給するための帯材供給部26が設けられ
る。前記仮想円24は巻上げるべきステータコア４に対応
して設定される。

前記帯材供給部26はガイド部材27を鍔18に固設するこ
とにより構成される。すなわち、ガイド部材27における
鍔18側の面には前記接線25に沿う溝27aが設けられてお
り、この溝27aと鍔18およびリング23とにより、帯材１
を前記接線25に沿って供給するための供給案内孔28が形
成される。

帯材供給部26には、その供給案内孔28内に駆動輪11と
同期して帯材１を強制的に送り込むための送り込み機構
29のガイドハウジングＨが連設される。このガイドハウ
ジングＨは、帯材１を表裏両面から挟んで案内する帯材
ガイド板30,31より構成され、即ち、その両ガイド板30,
31間には、前記供給案内孔28の延長線上に在って該供給
案内孔28内に帯材１を直線状に案内するための送り込み
案内孔80が形成される。両帯材ガイド板30,31間には、
それらガイド板30,31の長手方向中間部において、歯部3
2tを送り込み案内孔80内に突出させた送り込み歯車32が
収容される空間部が形成される。その送り込み歯車32
は、送り込み案内孔80内の帯材１の第１切欠き６と噛合
しているため、その回転時には該帯材１に対し供給案内
孔28に向かう送り力を付与することができる。

送り込み歯車32は、一対の傘歯車33,34、平歯車35お
よびアイドル歯車36を介して平歯車37に連結されてお
り、この平歯車37は回転軸９に固設される。したがって
送り込み歯車32は回転軸９（即ち駆動輪11）の作動に同
期して回転し、帯材１が帯材供給部26の供給案内孔28内
に強制的に送り込まれる。而して前記傘歯車33,34、平
歯車35、アイドル歯車36及び平歯車37は、送り込み歯車
32を回転軸９に連動回転させるべく送り込み歯車32と回
転軸９間に設けられる歯車伝動機構Ｔを構成している。

供給案内孔28より供給された帯材１を駆動輪11の前側
で仮想円24に沿う螺旋状に案内するために、鍔18、リン
グ23、第１ガイド板20、第２ガイド板21および第３ガイ
ド板22と、回転軸９に固設される案内リング38とで案内
路39が構成される。すなわち第２および第３ガイド板2
1,22には、仮想円24に沿って帯材１を案内するときの外
周を規定する円弧状案内壁40,41が設けられ、案内リン
グ38は内周を規定するものである。

第５図において、第１ガイド板20には、供給案内孔28
から供給された帯材１をリング23との間で案内する案内
鍔部42が一体に設けられる。すなわち、供給案内孔28か
ら供給された帯材１はリング23および案内鍔部42間を経
て、第２ガイド板21に対応する位置まで案内される。こ
の第２ガイド板21は、リング23を覆うものではなく、帯
材１はリング23に沿って案内される。第３ガイド板22に
はリング23を覆う案内鍔部43が一体に設けられており、
この案内鍔部43の第２ガイド板21寄りの部分には第２ガ
イド板21側に近付くにつれてリング23側に傾斜した傾斜
部43aが設けられる。したがって第２ガイド板21に対応
する位置でリング23に沿って移動して来た帯材１は傾斜
部43aに沿って案内されるようになり、リング23の端面
とは軸方向にずれた平面にある案内鍔部43の外面に沿っ
て移動する。したがって、この間で帯材１は螺進するこ
とになる。

前記案内鍔部43に沿って案内された帯材１は、帯材供
給部26のガイド部材27に沿ってさらに案内され、これに
より仮想円24に沿って一周することになる。一周後の帯
材１は、供給案内孔28から供給されている部分と重なる
ようにして第１ガイド板20の案内鍔部42へと導かれる。
この第１ガイド板20の第２ガイド板21寄りの部分には、
回転方向19に向かうにつれて案内鍔部42から離反する方
向に傾斜した傾斜案内部44aを備える案内片44が固着さ
れており、案内鍔部42に沿って移動して来た帯材１は、
傾斜案内部44aによりさらに螺進する。

ところで、回転軸９には、帯材１を巻回してステータ
コア４を形成するためのマンドレル３が、前記案内路39
よりも前側に取付けられており、傾斜案内部44aによっ
て案内されて来る帯材１は、回転軸９とともに回転する
マンドレル３に順次巻付けられていく。しかもマンドレ
ル３の外周には、帯材１の第１切欠き６に嵌合し得る複
数の軸方向に延びる突条45が、キーを嵌め込む等により
周方向に間隔をあけて設けられており、帯材１は第１切
欠き６を揃えてマンドレル３に巻付けられていく。

ところで、前記案内路39は、帯材１を強制的に曲げて
案内するものではなく、仮想円24に沿って強制的に曲げ
られて塑性変形を生じた帯材１を駆動輪11の前側で螺旋
状に案内するものであり、帯材１は駆動輪11に支承され
ているピン13によって強制的に曲げられるものである。
このピン13は、供給案内孔28から供給される帯材１の第
２切欠き８に一定角α範囲内でのみ係合して帯材１に塑
性変形を生じせしめるものであり、そのためにピン13を
駆動輪11の径方向に駆動する第１カム機構C₁がケーシン
グＣに設けられる。

この第１カム機構C₁は、ピン13の両マイクロベアリン
グ15,16に摺接して回転軸９回りのピン13の径方向軌跡
を規定する第１および第２外周カム面47,48ならびに第
１および第２内周カム面49,50より構成される。第６図
において、第１外周カム面47は鍔18の内周面に形成さ
れ、第１内周カム面49は第１外周カム面47に対向してリ
ング23の外周面に形成される。これらのカム面47,49は
供給案内孔28から供給される帯材１が基準線ｌまで進行
したときに、ピン13の前端部としての係合部55を第２切
欠き８に係合せしめ、回転方向19に沿って基準線ｌから
角度αまでの範囲では係合状態を持続したまま帯材１を
仮想円24に沿って曲げ得るようにしてマイクロベアリン
グ15に摺接する。また角度αを過ぎると、両カム面47,4
9はピン13の係合部55が帯材１の第２切欠き８への係合
状態を離脱して駆動輪11の径方向外方に退避するように
するとともに、その係合離脱状態を基準線ｌに達する直
前まで持続し、基準線ｌにおいて再び係合状態へと復帰
するように定められる。

また第２外周カム面48および第２内周カム面50は、前
記第１外周カム面47および第１内周カム面49に対応して
定められ、マイクロベアリング16が第２外周カム面48お
よび第２内周カム面50に摺接する。即ち、円筒体17の内
面には、鍔18との間に駆動輪11を配置するようにして半
径方向内方に向けて鍔部56が全周にわたって突設されて
おり、この鍔部56の内周面に第２外周カム面48が形成さ
れる。またケーシング本体２には、回転軸９を囲繞して
円筒体17と同心の小径円筒体57が固設されており、この
円筒体57の外周面に第２内周カム面50が形成される。

このようにして、駆動輪11の各長孔14に支承された複
数のピン13は、第１外周および内周カム面47,49ならび
に第２外周および内周カム面48,50によって案内されて
回転軸９の軸線まわりに回転し、回転方向19に沿って基
準線ｌから角度αまでの範囲で第２切欠き８に係合し得
る軌跡を描く。しかもピン13は、マイクロベアリング1
5,16を介して、第１外周および内周カム面47,49ならび
に第２外周および内周カム面48,50で案内されるので、
摩擦抵抗が小さく、円滑な作動が可能である。

ところで各ピン13の係合部55は回転軸９の周囲を一周
する度毎に、帯材供給部26の供給案内孔28内の帯材１を
横切るものであり、その際に該係合部55と供給案内孔28
内の帯材１との干渉を回避するよう各ピン13を駆動輪11
の回転角に応じてその軸方向に駆動する必要があり、そ
のためにピン13を駆動輪11の軸方向に駆動する第２カム
機構C₂がケーシングＣに設けられる。この第２カム機構
C₂は、ピン13の軸方向両端（即ち前、後両端）にそれぞ
れ摺接してピン13の軸方向変位を規定する前部カム面70
と、後部カム面としてのベースカム面51とから成る。

第７図を併せて参照して、後部カム面としてのベース
カム面51はピン13の後端部としての半球状頭部58に摺接
するものであり、ケーシング本体２に固設されたリング
状のベース部材59に設けられる。このベースカム面51
は、基準線ｌから角度αまでの範囲ではピン13の一端の
係合部55を第２切欠き８に係合させ得る位置にピン13の
軸方向位置を保つべく平坦であり、角度αから角度βま
での間では係合部55を第２切欠き８に係合し得ない位置
まで後退せしめるべく回転方向19に向かうにつれて後方
に傾斜し、さらに角度βから角度γまでの間では後退位
置を保つべく平坦であり、角度γの終端から基準線ｌま
での間の途中で係合部55を、供給案内孔28内の帯材１の
第２切欠き８に係合せしめる位置まで前進させるべく回
転方向19に向かうにつれて前方に傾斜するように形成さ
れる。而してピン13が前記後退位置ないしは該後退位置
より所定量前進した中間位置に在る間は、ピン13前端の
係合部55と供給案内孔28内の帯材１との干渉を回避する
ことができる。

前部カム面70は第１、第２および第３補助カム面52,5
3,54より構成されており、これら第１、第２および第３
補助カム面52,53,54は、ピン13の一端に摺接すべく第
１、第２および第３ガイド部材20,21,22にそれぞれ設け
られるものであり、ベースカム面51に対応して形成され
る。

而して前記ケーシングＣは、ケーシング本体２と、該
ケーシング本体２に一体的に設けられた前記円筒体17、
鍔18、第１〜第３ガイド板20〜22、リング23、ガイド部
材27、案内リング38及びベース部材59とより構成される
ものである。

次にこの実施例の作用について説明する。帯材１を、
第１切欠き６を下方にしかつ第２切欠き８を上方にした
姿勢で送り込み機構29の両帯材ガイド板30,31間に挟入
すると、回転軸９の回転に歯車伝動機構Ｔを介して同期
回転する送り込み歯車32が帯材１の第１切欠き６に噛合
し、帯材１が帯材供給部26の供給案内孔28内に強制的に
送り込まれる。

供給案内孔28においては、送り込まれた帯材１が接線
25に沿って基準線ｌに向けて供給される。

基準線ｌでは、回転軸９とともに駆動輪11が回転する
に伴い、各ピン13がカム機構C₁，C₂により第２切欠き８
に係合し得る位置まで変位しており、従って供給案内孔
28から供給される帯材１の第２切欠き８にピン13の係合
部55が次々に係合していく。

而して帯材１に係合したピン13は、基準線ｌから角度
αまでの間においては、特に第１カム機構C₁によって定
まる軌跡を描いて駆動輪11の径方向内寄りに在る。この
ため、ピン13が駆動輪11と共に回動することにより、帯
材１が仮想円24に沿って強制的に曲げられて塑性変形を
生じる。したがって、角度αを過ぎてピン13の係合部55
が第２切欠き８との係合状態を脱して後でも、帯材１が
元の直線状に復帰することはない。

また各ピン13が駆動輪11の回転に応じ特に第２カム機
構C₁によって軸方向に駆動されることで、各ピン13前端
の係合部55が供給案内孔28内の帯材１を横切る際には各
ピン13を前記後退位置ないしは該後退位置より所定量前
進した中間位置に置くことができるため、ピン13前端の
係合部55と供給案内孔28内の帯材１との干渉を確実に回
避することができる。尚、図示例のように第１カム機構
C₁により各ピン13を径方向外方に移動させて前記係合部
55と帯材１の第２切欠き８との係合を解除するタイミン
グと、第２カム機構C₂により各ピン13を後退させるタイ
ミングとを概ね合致させると、前記係合部55の第２切欠
き８からの係合離脱をスムーズに行わせ得る利点があ
る。

ところで、第２切欠き８はステータコア４として巻上
げられたときに、円弧溝７を形成するのであるが、磁損
を低減してステータコア４の電気的性能を向上する上で
は円弧溝７すなわち第２切欠き８を極力浅くする方が良
い。ところで第２切欠き８はピン13を係合して帯材１を
強制的に曲げていくものであり、ピン13を第２切欠き８
に十分に係合させて帯材１を確実に送り回転させるため
には、第２切欠き８は深い方が良い。しかるに本発明の
巻上げ装置においては、帯材１が回転軸９の回転すなわ
ちピン13の移動に同期して、送り込み機構29により強制
的に送り込まれるので、ピン13は帯材１を彎曲させ得る
程度に第２切欠き８に係合すればよい。したがって、第
２切欠き８すなわち円弧溝７を極力浅くしてステータコ
ア４の電気的性能を向上させることができる。

塑性変形を生じた帯材１はケーシングＣの前記案内路
39により案内されて螺旋状となり、案内片44からマンド
レル３側へと送られる。これにより回転軸９とともに回
転しているマンドレル３に、帯材１が巻取られていく。
この際、突条45が第１切欠き６に嵌合することにより、
帯材１は、第１および第２切欠き6,8を揃えてマンドレ
ル３に巻取られる。

一定量の帯材１がマンドレル３に巻かれたときに、エ
アー鋏60（第１図参照）などの工具により帯材１を切断
することにより、螺旋状のステータコア４が形成され
る。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、巻上げ装置の帯材供給
部に帯材を強制的に送り込むための帯材送り込み機構
が、帯材に帯材供給部に向かう送り力を付与すべく巻上
げ装置の帯材巻上げ動作に同期回転して帯材の切欠きと
噛合する送り込み歯車と、この送り込み歯車と前記切欠
きとの噛合状態を保持すると共に帯材を帯材供給部に指
向させるように帯材を両側から挟んで案内する帯材ガイ
ド板とを有するので、帯材の巻上げ動作に同期回転する
送り込み歯車が、帯材の切欠きとの噛合により、帯材供
給部に向かう送り力を帯材に確実に付与することがで
き、従って帯材に圧痕を残したり厚みにばらつきを生じ
させたりすることなく、帯材の巻上げ動作に同期して帯
材を帯材供給部に常に的確に送り込むことができ、しか
も送り込み歯車は帯材に圧着させずに単に機械的に係合
させるだけであるから、摩耗しにくく、保守作業が頗る
簡単である。

また上記帯材ガイド板は、帯材を帯材供給部に向けて
単に案内する機能ばかりか、該帯材の切欠きと送り込み
歯車との適正な噛合状態を保持する機能をも兼備してい
るから、それだけ構造の簡素化に寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は簡
略化して巻上げ装置の全体を示す切欠き斜視図、第２図
は帯材の拡大正面図、第３図は第１図のIII−III線拡大
断面図、第４図は第３図のIV−IV線断面図、第５図は螺
旋案内機構の内周側から見た展開縦断面図、第６図は鍔
およびリングの正面図、第７図はカム機構によるピンの
軸方向移動を示すための内周側から見た展開縦断面図で
ある。 １……帯材、４……ステータコア、５……スロット、６
……切欠きとしての第１切欠き、７……円弧溝、26……
帯材供給部、29……送り込み機構、30,31……帯材ガイ
ド板、32……送り込み歯車

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータコア（４）内周のスロット（５）
   を形成するための複数の切欠き（６）を側部に有して連
   続的に供給される帯材（１）を、該帯材（１）を含む平
   面に直交する中心線まわりに螺旋状に巻上げてステータ
   コア（４）を形成するための巻上げ装置に付設されて、
   該巻上げ装置の帯材供給部（26）に帯材（１）を強制的
   に送り込むための帯材送り込み機構において、 帯材（１）に前記帯材供給部（26）に向かう送り力を付
   与すべく帯材（１）に対する前記巻上げ動作に同期回転
   して前記切欠き（６）と噛合する送り込み歯車（32）
   と、この送り込み歯車（32）と前記切欠き（６）との噛
   合状態を保持すると共に帯材（１）を前記帯材供給部
   （26）に指向させるように帯材（１）を両側から挟んで
   案内する帯材ガイド板（30,31）とを有することを特徴
   とする、ステータコアの巻上げ装置における帯材送り込
   み機構。