JP3540671B2 - 巻線機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電動機の鉄心等のような被巻線体に、巻線ノズルから供給される線材を巻回してコイルを形成する巻線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の巻線機は、例えば特開平８−１９１９６号公報に開示されているように、図１１（Ａ）に示すような薄肉部１ａを介して連結された複数のヨーク部１ｂと、これら各ヨーク部１ｂにそれぞれ突出して形成される磁極テイース１ｃとでなる磁性部材１を、図１１（Ｂ）に示すように積層してコア部材２を形成するとともに、図１１（Ｃ）、（Ｄ）に示すように積層された各ヨーク部１ｂおよび磁極テイース１ｃを覆うように絶縁ボビン３を一体に成形して構成される被巻線体としてのステータコア４に、図８および図９に示すように巻線ノズル５を周回させるとともに、周回面に対して垂直方向に移動させることにより、吐出される線材６を順次巻回してコイル７を得るように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の巻線機は以上のように、巻線ノズル５をコア部材２の磁極テイース１ｃ部に沿って周回させながら、周回面に対して垂直方向に移動させることにより、巻線ノズル５から吐出される線材６を巻回させてコイル７を形成するようにしているが、図１０に示すように巻線ノズル５の吐出口５ａの内径側コーナ部の曲率半径が小さいため、巻線ノズル５の移動位置によって、例えば線材６が図中実線および破線で示す状態では、線材６とコーナ部の間の摩擦抵抗が異なり線材６にかかる張力が変動するので、線材６を整列して巻回するのが困難であるという問題点があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、容易に整列巻が可能な巻線機を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る巻線機は、線材を吐出する巻線ノズルと、所定の曲率半径の弧状面を有し、吐出される線材を、被巻線体との間において線材の張力がかかる方向線と垂直な面で被巻線体に向けて線材を導出する線材導出部材と、被巻線体または巻線ノズル及び線材導出部材のうちの少なくともいずれか一方を駆動させて巻線ノズル、線材導出部材を被巻線体の断面形状に沿った軌道を描いて周回させるとともに周回面に対して垂直方向に移動させる第１の駆動手段と、巻線ノズルが線材導出部材よりも被巻線体側となるように巻線ノズル、線材導出部材のうちの少なくともいずれか一方を移動させる第２の駆動手段を備えたものである。
【０００６】
又、この発明の請求項２に係る巻線機は、請求項１において、第２の駆動手段は巻線ノズルを移動させるように動作するものである。
【０００７】
又、この発明の請求項３に係る巻線機は、請求項１において、線材導出部材としてローラを用いたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１における巻線機の要部の構成を示す断面図、図２は図１における巻線機の要部の図１とは異なる状態の構成を示す断面図、図３は図１における巻線機の巻線ヘッドによる巻線動作中の状態を示す平面図、図４は図３における巻線ヘッドの要部の動作を説明するための斜視図、図５は図１における巻線機の巻線ヘッドによるからげ動作中の状態を示す平面図、図６は図３における巻線動作中の状態を拡大して詳細に示す平面図、図７は図６における線材導出部の詳細を示す平面図である。
【０００９】
図において、１１は上記従来の技術で説明したと同様の被巻線体としてのステータコアで、線材１２が巻回される磁極テイース１１ａと、この磁極テイース１１ａに線材１２を巻回することによって形成されるコイル１３の端末がからげられる端末接合端子１１ｂとが各ヨーク部１１ｃ毎に形成されている。１４は供給される線材１２を案内して吐出口（図示せず）より吐出する巻線ノズル、１５はこの巻線ノズル１４の吐出口の内径側コーナ部の曲率半径よりも大きな半径を有し、両端が支持部材１６で支持されたローラ形状の線材導出部材である。
【００１０】
１７は図示しない駆動機構によりＸ、Ｙ方向に移動可能なテーブル、１８はころがり軸受１９を介してテーブル１７に回転可能に支承され、装着された摺動軸受２０、２１を介して内部を貫通する巻線ノズル１４を摺動可能に支持する巻線ノズル支持部材で、先端部に線材導出部材１５を支持する支持部材１６が一体に固着されており、これら１４ないし２１で巻線ヘッド３０が構成されている。２２はころがり軸受２３を介して回転可能に支承され、テーブル１７に立設される支持軸、２４、２５はこの支持軸２２および巻線ノズル支持部材１８にそれぞれ嵌着されお互いに噛合される一対の歯車である。
【００１１】
２６はテーブル１７上に固持された第３の駆動手段としての巻線ヘッド回転用モータ、２７、２８はこの巻線ヘッド回転用モータ２６および支持軸２２にそれぞれ嵌着された一対の歯付きプーリ、２９はこれら両歯付きプーリ２７、２８間に張架された歯付きベルト、３１はテーブル１７に支持板３２を介して支持された第２の駆動手段としての巻線ノズル移動用シリンダ、３３はテーブル１７上に立設された案内軸、３４は一端が巻線ノズル移動用シリンダ３１の駆動軸３１ａに固着されるとともに、他端側は案内軸３３に沿って摺動可能な案内部材で、装着されたころがり軸受３５を介して巻線ノズル１４の根元側を回転可能に支持している。
【００１２】
なお、図示はしないがステータコア１１をクランプする治具は、駆動機構によりＺ方向に移動可能に配設され、このステータコア１１をＺ方向に移動させる駆動機構および、テーブル１７をＸ、Ｙ方向に移動させる駆動機構で第１の駆動手段を構成している。
【００１３】
次に、上記のように構成されるこの発明の実施の形態１における巻線機の動作を図に基づいて説明する。
まず、図示はしないがステータコア１１が治具にクランプされ巻線ヘッド３０と対応する位置に設定されると、第１の駆動手段によりテーブル１７がＸ、Ｙ方向に、また、ステータコア１１をクランプする治具がＺ方向に駆動されて、巻線ヘッド３０は図４中矢印Ａで示すように磁極テイース１１ａの周囲を回転しながら、矢印Ｂで示すように磁極テイース１１ａの長手方向に移動する。
【００１４】
この時、巻線ヘッド３０は巻線ヘッド回転用モータ２６により、歯付きプーリ２７、歯付きベルト２９、歯付きプーリ２８、支持軸２２、両歯車２４、２５を介して図４中矢印Ｃで示すように回転駆動され、線材導出部材１５の線材１２が導出される位置と、線材１２が巻回される磁極テイース１１ａの所定の位置との関係が、常に同じ状態となるように動作するため、巻線ノズル１４を介して供給される線材１２は、線材導出部材１５の周面から常に一定の張力がかかった状態で磁極テイース１１ａの所定の位置に導かれ、図６および図７に示すように順次整列された状態で巻回されコイル１３が形成される。
【００１５】
次いで、コイル１３の端末をステータコア１１の端末接合端子１１ｂにからげる場合は、図５に示すようにステータコア１１をクランプする治具を駆動する別の駆動機構（図示せず）により治具を図３に示す状態から９０゜回転させ、巻線ノズル移動用シリンダ３１を図１中矢印Ａで示す方向に駆動させると、案内部材３４が案内軸３３に沿って巻線ヘッド３０側に移動するため、案内部材３４に支持された巻線ノズル１４は図２に示すように、線材導出部材１５よりもステータコア１１側に突出した状態となる。そして、この状態の巻線ノズル１４を端末接合端子１１ｂと対応する位置に移動させ、第１の駆動手段によりテーブル１７をＸ、Ｙ方向に移動させることにより、コイル１３の端末は端末接合端子１１ｂにからげられ巻線作業は終了する。
【００１６】
このように上記実施の形態１によれば、巻線ノズル１４を介して供給される線材１２を、巻線ノズル１４の吐出口の内径側コーナ部の曲率半径よりも大きな半径を有するローラ形状の線材導出部材１５を介して磁極テイース１１側に導くようにしているので、線材１２の径に関わらず太線にも対応することができ、又、巻回時に線材１２にかかる張力の変動を抑制することができるため、コイル１３の整列巻が可能となり、ひいてはコイル１３の外径を小さくしてステータコア１１の小形化を達成することができる。
【００１７】
又、巻線ノズル１４を巻線ノズル移動用シリンダ３１の駆動により、線材導出部材１５よりステータコア１１側に突出できるようにし、コイル１３の端末を端末接合端子１１ｂへからげる時のみ使用するようにしているので、巻回中における張力や衝撃力を考慮する必要がないため、巻線ノズル１４の外径を細くすることができ、元々が狭い場所にある端末接合端子１１ｂへのからげを容易とすることが可能になる。
【００１８】
なお、上記構成ではローラ形状の線材導出部材１５を用いて、線材１２の導出をスムーズにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、場合に応じて、例えばピン形状、扇形状等のものを用いても良く、要するに巻線ノズル１４の吐出口の内径側コーナ部の曲率半径より大きな半径の面を線材の導出部に有しているものであれば良い。
又、巻線ノズル１４を線材導出部材１５よりステータコア１１側に突出させるために、巻線ノズル１４側を移動させることにより構造上の簡素化を図っているが、場合に応じて、線材導出部材１５側をステータコア１１から離れる方向に移動させて、巻線ノズル１４をステータコア１１側に突出させるようにしても良いことは言うまでもない。さらに又、図３に示すように巻線ヘッド３０を３組配設しているため、同時に３個のコイル１３を巻回することが可能となり、作業性の向上を図ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、線材を吐出する巻線ノズルと、所定の曲 率半径の弧状面を有し、吐出される線材を、被巻線体との間において線材の張力がかかる方向線と垂直な面で被巻線体に向けて線材を導出する線材導出部材と、被巻線体および巻線ノズル、線材導出部材のうちの少なくともいずれか一方を駆動させて巻線ノズル、線材導出部材を被巻線体の断面形状に沿った軌道を描いて周回させるとともに周回面に対して垂直方向に移動させる第１の駆動手段と、巻線ノズルが線材導出部材よりも被巻線体側となるように巻線ノズル、線材導出部材のうちの少なくともいずれか一方を移動させる第２の駆動手段を備えたので、容易で且つ確実な整列巻およびコイル端末のからげが可能な巻線機を提供することができる。
【００２０】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１において、第２の駆動手段は巻線ノズルを移動させるように動作するようにしたので、容易にコイル端末のからげが可能であることは勿論のこと、構造の簡素化が可能な巻線機を提供することができる。
【００２１】
又、この発明の請求項３によれば、請求項１において、線材導出部材としてローラを用いたので、容易に整列巻が可能であることは勿論のこと、線材の導出をスムーズに行うことが可能な巻線機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における巻線機の要部の構成を示す断面図である。
【図２】図１における巻線機の要部の図１とは異なる状態の構成を示す断面図である。
【図３】図１における巻線機の巻線ヘッドによる巻線動作中の状態を示す平面図である。
【図４】図３における巻線ヘッドの要部の動作を説明するための斜視図である。
【図５】図１における巻線機の巻線ヘッドによるからげ動作中の状態を示す平面図である。
【図６】図３における巻線動作中の状態を拡大して詳細に示す平面図である。
【図７】図６における線材導出部の詳細を示す平面図である。
【図８】従来の巻線機の巻線ヘッドによる巻線動作中の状態を示す平面図である。
【図９】図８における巻線動作中の状態を拡大して詳細に示す平面図である。
【図１０】図９に示す巻線動作中における巻線ノズルからの線材の吐出状態を示す断面図である。
【図１１】被巻線体としてのステータコアの構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ ステータコア（被巻線体）、１１ａ 磁極テイース、
１１ｂ 端末接合端子、１１ｃ ヨーク部、１２ 線材、１３ コイル、
１４ 巻線ノズル、１５ 線材導出部材、３０ 巻線ヘッド。

Claims (3)

1. 線材を吐出する巻線ノズルと、所定の曲率半径の弧状面を有し、吐出される上記線材を、被巻線体との間において線材の張力がかかる方向線と垂直な面で上記被巻線体に向けて上記線材を導出する線材導出部材と、上記被巻線体または上記巻線ノズル及び線材導出部材のうちの少なくともいずれか一方を駆動させて上記巻線ノズル、線材導出部材を上記被巻線体の断面形状に沿った軌道を描いて周回させるとともに周回面に対して垂直方向に移動させる第１の駆動手段と、上記巻線ノズルが上記線材導出部材よりも上記被巻線体側となるように上記巻線ノズル、線材導出部材のうちの少なくともいずれか一方を移動させる第２の駆動手段を備えたことを特徴とする巻線機。
2. 第２の駆動手段は巻線ノズルが移動するように動作することを特徴とする請求項１記載の巻線機。
3. 線材導出部材はローラであることを特徴とする請求項１記載の巻線機。

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