JP2712773B2 - 固定子コイルの自動テーピング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大型の回転電機に使用される固定子コイル
に絶縁テープを自動的にテーピングできるようにした固
定子コイルの自動テーピング装置に関するものであり、
更に詳しくは、固定子コイルの各コーナー部のテーピン
グ状態を良好にして、高精度、高能率でテーピングでき
るようにした自動テーピング装置に関するものである。

〔従来の技術〕

大型の回転電機の固定子コイルに対する絶縁テープの
テーピング作業は、コイル製作の中において最も工数の
かかる作業であり、従来からこれを自動的に行う装置は
あったが、テーピングの精度及び能率の両面において満
足できるものではなかった。

第８図および第９図に、従来の自動テーピング装置の
概略図が示されている。この装置は、ベース51に、テー
ピングヘッド52が載せられ、このテーピングヘッド52に
巻回状態で取付けられた絶縁テープ53は、モータ54によ
って回転されるようになっている。一方、ベース51の裏
面には、ピニオン55とガイドローラー56とが相対向して
装着されていて、固定子コイルＣと同一形状をしている
ガイドレール57の外周面に形成されたラック57aと前記
ピニオン55とが噛合して、ガイドレール57の両側を前記
ピニオン55とガイドローラー56とが挟み込み、モーター
58によりピニオン55を駆動して、ガイドレール57に倣っ
てベース51を移動させ、これにより固定子コイルＣのテ
ーピングを行う構成になっている。

このため、上記したテーピング装置には、以下のよう
な各問題がある。

（１）大小の固定子コイルに合わせて、その数だけガイ
ドレールを製作して用意しておかねばならないと共に、
テーピングする固定子コイルの種類が変わる毎に、ガイ
ドレールの取り替えを行なわねばならない。この結果、
段取り替えに多くの時間を要する。

（２）ガイドレールの全体形状は、固定子コイルと同一
形状にしてあるが、両者のコーナー部の曲率半径まで一
致させることは困難であるので、固定子コイルのコーナ
ー部のテーピング状態が特に悪くなる問題がある。

（３）ガイドレールに設けられたラックと、装置に装着
されたピニオンとを噛合させ、このピニオンの駆動のみ
によって装置全体を移動させるので、装置が機敏に移動
できないと共に、装置の移動速度も遅い。このため、作
業能率が低い。

（４）また、亀甲形に曲げ成形された固定子コイルの両
端の折り曲げ部分、及びこれに近い部分は人手によって
テーピングを行い、その他の部分を装置によってテーピ
ングしているので、装置によって絶縁テープを数層にテ
ーピングする場合には、テーピングの始点及び終点にお
いて、各層に所定の段差を設け、これにより装置による
テーピング部分と、人手によるテーピング部分との接続
部に断層ができるのを防止している。このように、数層
にテーピングする場合に、テーピングの始点及び終点に
おいてテープに段差を設けてテーピングすることを「段
落し制御」と言われているが、従来装置においては、こ
の「段落し制御」がしずらかった。

なお、コイルの自動テーピング装置として、例えば、
特開昭53−100403号のようにテーピング装置は旋回可能
にし、コイルを前後左右に駆動するような構成が公知と
されているが、特に大型の固定子コイルへの適用は困難
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記したような従来のテーピング装置を有
する各問題点に鑑み、各コーナー部のテーピング状態を
良好にすると共に、一台の装置で大きさ、形状の異なる
数種類の固定子コイルのテーピングを可能にし、しかも
高精度、高能率で固定子コイルのテーピングを行えるよ
うにすることを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するために本発明の採用した手段は、
ベースと；第１直線移動手段を介して前記ベースに直線
移動可能に装着された可動ベースと；旋回手段を介して
前記可動ベースに水平面内で旋回可能に装着された可動
テーブルと；第２直線移動手段を介して前記可動テーブ
ルにその長手方向に沿って直線移動可能に装着されたテ
ーピングヘッドとから成り、テーピングを行う固定子コ
イルの各コーナー部において、前記可動ベースの長手方
向のほぼ中央部に位置する前記テーピングヘッドの旋回
半径、及び旋回中心のいずれもが、該固定子コイルの各
コーナー部の旋回半径、及び旋回中心に等しくなるよう
に、前記可動ベースに前記可動テーブルを旋回可能に装
着したことである。

〔発明の作用〕

まず、固定ベースに対して直線移動を行う可動テーブ
ルを、この直線移動の一方の移動端に位置させると共
に、可動テーブルに対するテーピングヘッドの移動方向
と固定子コイルのエンド部とが平行となるように設定し
ておき、この状態で可動テーブル上において第２直線移
動手段によりテーピングヘッドを、該可動テーブルの一
端部からほぼ中央部まで直線移動させて、固定子コイル
のエンド部のテーピングを行う。

テーピングヘッドが固定子コイルのコーナー部に入り
込む直前において、テーピングヘッドの直線移動を減速
させると同時に、旋回手段によって可動テーブルの旋回
を開始し、これによりテーピングヘッドを旋回させなが
ら、固定子コイルのコーナー部のテーピングを行い、可
動テーブルに装着されたテーピングヘッドの移動方向が
固定子コイルの直線部と平行になったならば、可動テー
ブルの旋回を停止させる。ここで、可動テーブルの旋回
時において、テーピングヘッドは可動テーブルに対して
停止して、その長手方向のほぼ中央部に位置したままと
なっていて、テーピングヘッドの旋回半径、及び旋回中
心のいずれもが、固定子コイルの各コーナー部の曲げ半
径、及び曲げ中心に等しくなるように定められている。

このため、テーピングヘッドが固定子コイルのコーナ
ー部に沿って正しく旋回し、コイルのコーナー部のテー
ピング状態が良好となる。

固定子コイルのコーナー部のテーピングが終了する
と、可動テーブルに対してテーピングヘッドは移動する
ことなく停止したままで、第１直線移動手段によって可
動テーブル自体が直線移動して、固定子コイルの直線部
のテーピングを行う。

可動テーブルの直線移動によって、テーピングヘッド
が固定子コイルの他のコーナー部に入り込む直前におい
て、可動テーブルの直線移動を減速させると同時に、旋
回手段によって可動テーブルの旋回を開始し、これによ
り上記と同様にしてテーピングヘッドを旋回させなが
ら、固定子コイルの他のコーナー部のテーピングを行
う。可動テーブルの旋回により、可動テーブルに対する
テーピングヘッドの移動方向と固定子コイルの他のエン
ド部とが平行になったならば、可動テーブルの旋回を停
止し、この状態で第２直線移動手段によりテーピングヘ
ッドを可動テーブルの長手方向の中央部から他端部に直
線移動させて、固定子コイルの他のエンド部のテーピン
グを行う。

なお、各コーナー部の直前において、テーピングヘッ
ド、或いは可動テーブルの直線移動の速度を小さくし、
可動テーブルの旋回との併用によって、各コーナー部の
テーピングを行うのであるが、テーピングヘッドがコー
ナー部に入り込むと、テーピングヘッド、或いは可動テ
ーブルの直線移動を停止させている。

このように、可動テーブル上でのテーピングヘッドの
直線移動、可動テーブルの旋回、及び可動テーブル自体
の直線移動の組み合わせによって、コーナー部のテーピ
ング状態を良好にして、固定子コイルのテーピングを自
動的に行うことができる。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明す
る。

第１図は、本発明に係わる自動テーピング装置の正面
図であり、第２図は、同じく右側面図であり、第３図
は、第２図におけるテーピングヘッドＨの部分の拡大図
であり、第４図は、自動テーピング装置の平面図であ
る。

第１図ないし第４図において、ベース１には、所定の
間隔をおいて二本のガイドレール２が該ベース１の長さ
方向に取付けられ、このガイドレール２に可動ベース３
が直線移動可能に装着されている。ベース１には、軸受
４を介してボールねじ５が該ベース１の長さ方向に支承
されており、可動ベース３の下面に取付けられたボール
ナット６と前記ボールねじ５とが螺合している。モータ
ー７の駆動軸7aに取付けられた鎖歯車８と、前記ボール
ねじ５の一端部に取付けられた鎖歯車９との間に鎖（図
示せず）が掛装され、モーター７の駆動によってボール
ねじ５は正逆回転する。可動ベース３には、後述の可動
テーブル13が装着され、この可動テーブル13は、ボール
ねじ５の回転によって直線移動を行う。本実施例では、
ボールねじ５と、ボールナット６と、モーター７とで、
可動テーブル13を直線移動させるための第１直線移動手
段が構成されている。

可動ベース３に取付けられたフレーム11に軸受12を介
して可動テーブル13が旋回可能に装着されている。即
ち、可動ベース３に減速機14が装着され、この減速機14
の駆動軸14aと、可動テーブル13の下面に取付けられた
ボス15とが連結されている。減速機14は、可動ベース３
に取付けられた旋回用モーター16によって駆動される。

可動テーブル13には、二本のガイドレール17が所定の
間隔をおいて取付けられ、このガイドレール17に装着さ
れたフレーム18の上部にテーピングヘッドＨが装着され
ている。テーピングヘッドＨは、回転体19を回転させな
がら、この回転体19に取付けられたテープリール21に巻
回されている絶縁テープ22をテンションローラー23及び
ガイドローラー24を介して巻き戻すことによって、回転
体19の回転中心部に配置されている固定子コイルＣにテ
ーピングを行う構成である。回転体19は、外周面に歯が
形成されて歯車状となっており、この回転体19の外周面
の歯と二個のピニオン25a,25bとが噛合しており、各ピ
ニオン25a,25bの駆動回転によって回転体19は回転す
る。テーピングモーター26の駆動力がクラッチ27に伝達
され、クラッチ27に伝達された駆動力はピニオン25aに
伝達され、このピニオン25aに伝達された駆動力がピニ
オン25bに伝達されて、前記回転体19が回転するように
なっている。

ここで、第２図に示されているように、可動テーブル
13の旋回中心Ｓは、テーピングヘッドＨの回転中心Ｏに
対して可動テーブル13の移動方向Ａと直交する方向Ｂに
沿って（ｅ）だけずれている。固定子コイルＣをセット
した状態からみると、可動テーブル13の旋回中心Ｓは、
固定子コイルＣの中心から内側に（ｅ）だけ入り込んで
いる。そして、このずれ量（ｅ）は、固定子コイルＣの
コーナー部の曲げ半径Ｒ（第６図参照）と等しくなって
いる。

また、可動テーブル13の上面には、軸受20を介してボ
ールねじ28が該可動テーブル13の長さ方向に支承されて
おり、このボールねじ28と、テーピングヘッドＨが装着
されているフレーム18の下面に取付けられたボールナッ
ト29とが螺合され、ボールねじ28の正逆回転によってテ
ーピングヘッドＨが直線移動するようになっている。可
動テーブル13の下面にモーター30が取付けられ、モータ
ー30の駆動軸30aに取付けられた鎖歯車31と、前記ボー
ルねじ28の一端部に取付けられた鎖歯車32との間に鎖33
が掛装され、モーター30の正逆回転によってボールねじ
28が回転する。本実施例では、ボールねじ28と、ボール
ナット29と、モーター30とで、可動テーブル13に対して
テーピングヘッドＨを直線移動させるための第２直線移
動手段が構成されている。

また、ベース１における前記ガイドレール２の後方に
は、別の二本のガイドレール34が取付けられ、このガイ
ドレール34に移動可能に取付けられた二つの可動ベース
35にそれぞれコイルスタンド36が垂直に固設され、固定
子コイルＣの両端部分を把持するための把持具37が各コ
イルスタンド36にそれぞれ取付けられている。コイルス
タンド36を固設している各可動ベース35の下面にナット
（図示せず）が取付けられていると共に、各ナットに、
中央から両端に向かってそれぞれ逆ねじが形成されたね
じシャフト（図示せず）が螺合され、このねじシャフト
の一端に取付けられたハンドル40の回転によって二本の
コイルスタンド36の間隔調整ができるようになってい
る。なお、図中38,39,41は、それぞれボールねじ５、同
28、及び減速機14の駆動軸14aの各回転数を検出して、
それぞれ可動テーブル13の移動量、可動テーブル13に対
するテーピングヘッドＨの移動量、及び減速機14の駆動
軸14aの回転角度を読み取るためのエンコーダを示す。

次に、上記したテーピング装置によるテーピング作業
を、第４図、第５図、及び第７図を参照にして説明す
る。第４図及び第５図に示されるように、亀甲形に曲げ
成形された固定子コイルＣの両端の折曲げ部は、コイル
スタンド36に取付けられた各把持具37によって把持さ
れ、これによって固定子コイルＣはほぼ水平にセットさ
れている。この亀甲形に曲げ成形された固定子コイルＣ
は、両端の折曲げ部を結ぶ線分に対してほぼ対称になっ
ていて、上記装置によって、一方側の台形枠状をした部
分の直線部と、その両端の各エンド部とが連続してテー
ピングされる。なお、第７図においてX₁,X₂,X₃は、それ
ぞれ固定子コイルＣの左側エンド部、直線部、及び右側
エンド部の長さを示し、θ₁,θ_２は、それぞれ固定子コ
イルＣの左側コーナー部、及び右側コーナー部の中心角
を示す。

まず、第５図で実線で示されるように、ベース１上に
おいて直線移動を行う可動テーブル13を左移動端に位置
させると共に、可動テーブル13に取付けられたボールね
じ28の軸心と固定子コイルＣの左側エンド部とが平行に
なるようにセッティングしておき、この状態でモーター
30を起動させて、可動テーブル13上においてテーピング
ヘッドＨを同図で二点鎖線で示される位置（可動テーブ
ル13の長手方向の一端部）を出発点として所定の速度で
直線移動させると、テーピングヘッドＨの回転によっ
て、固定子コイルＣの左側エンド部のテーピングが行わ
れる（テーピング部分をT₁で示す）。

エンコーダ39によりボールねじ28の回転数が検出され
て、テーピングヘッドＨが可動テーブル13の長手方向の
ほぼ中央部まで移動して、固定子コイルＣの左側コーナ
ー部の直前に達したことが読み取られると、モーター30
が減速して可動テーブル13に対するテーピングヘッドＨ
の移動速度が小さくなると同時に、旋回用モーター16が
起動して、可動テーブル13の旋回が開始され、これによ
りテーピングヘッドＨは、旋回しながら固定子コイルＣ
の左側コーナー部のテーピングが行われる（テーピング
部分をT₂で示す。）なお、テーピングヘッドＨが左側コ
ーナー部に入り込むと、モーター30が停止して、可動テ
ーブル13に対するテーピングヘッドＨの直線移動は停止
する。

エンコーダ41により減速機14の駆動軸14aの回転角度
が検出されて、第５図で一点鎖線で示されるように、可
動テーブル13に取付けられたボールねじ28の軸心が固定
子コイルＣの直線部と平行になったことが読み取られる
と、旋回用モーター16が停止して、可動テーブル13の旋
回が停止する。可動テーブル13の旋回時においては、テ
ーピングヘッドＨの旋回半径、及び旋回中心は、いずれ
もセットされた固定子コイルＣの各コーナー部の曲げ半
径、及び曲げ中心に等しく設定してあるので、テーピン
グヘッドＨは、固定子コイルＣのコーナー部に沿って正
しく旋回する。この結果、コーナー部のテーピング状態
が良好となる。

可動テーブル13に取付けられたボールねじ28の軸心が
固定子コイルＣの直線部と平行となって、固定子コイル
Ｃの左側コーナー部のテーピングが終了すると、可動テ
ーブル13に対してテーピングヘッドＨは移動することな
く、モーター７が起動して可動テーブル13自体が直線移
動し、これにより固定子コイルＣの直線部のテーピング
が行われる（テーピング部分をT₃で示す）。エンコーダ
38によってボールねじ５の回転数が検出されて、テーピ
ングヘッドＨが固定子コイルＣの右側コーナー部の直前
に達したことが読み取られると、モーター７が減速して
可動テーブル13の移動速度が小さくなると同時に、旋回
用モーター16が再起動して、可動テーブル13の旋回が開
始される。これにより、テーピングヘッドＨは旋回しな
がら、固定子コイルＣの右側コーナー部のテーピングが
行われる（テーピング部分をT₄で示す）。なお、テーピ
ングヘッドＨが、右側コーナー部に入り込むと、モータ
ー７が停止して、可動テーブル13自体の直線移動は停止
する。

可動テーブル13の旋回によって、この可動テーブル13
に取付けられたボールねじ28の軸心が固定子コイルＣの
右側エンド部と平行になると、旋回用モーター16が停止
すると同時に、モーター30が起動して、可動テーブル13
に対してテーピングヘッドＨが移動を開始して、該テー
ピングヘッドＨが可動テーブル13の長手方向の中央部か
ら他端部まで移動すると、固定子コイルＣの右側エンド
部のテーピングが行われる（テーピング部分をT₅で示
す）。

このように、停止状態の可動テーブル13上でのテーピ
ングヘッドＨの直線移動、可動テーブル13の旋回、可動
テーブル13自体の直線移動、可動テーブル13の旋回、及
び停止状態の可動テーブル13上でのテーピングヘッドＨ
の直線移動が、この順序で行われて、固定子コイルＣが
テーピングされる。

なお、テーピングを施す固定子コイルＣの種類に応じ
て各コーナー部の曲げ半径Ｒが異なり、これに対して
は、第２図において、長孔を利用して可動テーブル13に
対する軸受12の矢印Ｂ方向に沿った装着位置を変更する
ことにより、テーピングヘッドＨの回転中心Ｏと可動テ
ーブル13の旋回中心Ｓとの間の距離である前記ずれ量
（ｅ）の調整により対応している。

また、可動テーブル13上でのテーピングヘッドＨの直
線移動量、可動テーブル13の旋回量、及び可動テーブル
13自体の直線移動量は、いずれも変更可能であるので、
固定子コイルの大きさ、形状が変わった場合には、テー
ピングを行う固定子コイルの当該部分に対応させて、上
記した各量を変化させることによって、大きさ、形状の
異なる数種類の固定子コイルのテーピングを一台の装置
で行うことができる。

更に、テーピングの始点、及び終点は、エンコーダ39
によりボールねじ28の回転数を検出することによって容
易に設定できるので、「従来の技術」の項目で説明した
「段落し制御」を極めて簡単に行うことができる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係わる自動テーピング装置は、
可動テーブル上でのテーピングヘッドの直線移動、可動
テーブルの旋回、及び可動テーブル自体の直線移動の組
み合わせによって、固定子コイルの各コーナー部のテー
ピング状態を良好にして、固定子コイルのテーピングを
高精度、高能率で行うことができる。

また、可動テーブル上でのテーピングヘッドの直線移
動量、可動テーブルの旋回量、及び可動テーブル自体の
直線移動量を、それぞれテーピングを行う固定子コイル
の該当部分に対応させて変更することによって、大き
さ、形状の異なる数種類の固定子コイルのテーピングを
一台の装置で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は、本発明を説明するための図であ
って、第１図は、本発明に係わる自動テーピング装置の
正面図、第２図は、同じく右側面図であり、第３図は、
第２図におけるテーピングヘッドＨの部分の拡大図、第
４図は、自動テーピング装置の平面図、第５図は、固定
子コイルＣのエンド部及びコーナー部をテーピングする
際の可動テーブル13及びテーピングヘッドＨの動きを説
明するための自動テーピング装置の平面図、第６図は、
固定子コイルＣのコーナー部の拡大図、第７図は、固定
子コイルＣの各部分のテーピングを説明するための図で
ある。 第８図及び第９図は、従来技術を説明するための図であ
って、第８図は、従来のテーピング装置の概略斜視図、
第９図は、その駆動部分の説明図である。 本発明を構成している主要部分の符号の説明は以下の通
りである。 C:固定子コイル、H:テーピングヘッド O:テーピングヘッドの回転中心 R:固定子コイルのコーナー部の曲げ半径 S:可動テーブルの旋回中心 1:ベース、3:可動ベース 5:ボールねじ（第１直線移動手段） 6:ボールナット（第１直線移動手段） 7:モーター（第１直線移動手段） 13:可動テーブル、14:減速機（旋回手段） 28:ボールねじ（第２直線移動手段） 29:ボールナット（第２直線移動手段） 30:モーター（第２直線移動手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】亀甲形をした固定子コイルの両端の折曲げ
   部を結ぶ線分に対してほぼ対称となっている一方の台形
   枠状をした部分を構成する直線部と、その両端の各エン
   ド部とを連続してテーピングするための装置であって、 ベースと；第１直線移動手段を介して前記ベースに直線
   移動可能に装着された可動ベースと；旋回手段を介して
   前記可動ベースに水平面内で旋回可能に装着された可動
   テーブルと；第２直線移動手段を介して前記可動テーブ
   ルにその長手方向に沿って直線移動可能に装着されたテ
   ーピングヘッドとから成り、 テーピングを行う固定子コイルの各コーナー部におい
   て、前記可動ベースの長手方向のほぼ中央部に位置する
   前記テーピングヘッドの旋回半径、及び旋回中心のいず
   れもが、該固定子コイルの各コーナー部の旋回半径、及
   び旋回中心に等しくなるように、前記可動ベースに前記
   可動テーブルが旋回可能に装着され、 可動テーブル上でのテーピングヘッドの直線移動、可動
   テーブルの旋回、及び可動テーブル自体の直線移動の組
   み合わせによって、固定子コイルの直線部と、その両端
   の各エンド部とのテーピングを連続して自動的に行うよ
   うに構成されていることを特徴とする固定子コイルの自
   動テーピング装置。