JP3571644B2 - Cup type coil winding machine and winding method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コアレスモータに使用するカップ型コイルの巻線機に関するものであり、特に、コイル巻線のために使用する駆動用モータを電気的に制御しながら、超小型コイルを自動的に、かつ精密に巻線するカップ型コイル巻線機および巻線方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コアレスモータのカップ型巻線コイルとしては特開平10−191608号広報に記載されたものが良く知られている。
また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、コイル素材であるワイヤーを巻き取る巻治具、巻治具に向けてワイヤーを繰り出しながら巻治具の軸方向に往復動するノズル、ワイヤーを巻治具に巻き取る際にワイヤーを巻治具側に案内する一対のヘラ部材等を備えており、この自動巻線機では、巻治具の軸方向に巻治具が1回転する毎にノズルを1往復させながらワイヤーを繰し、このワイヤーの繰り出しに応じて前記巻治具およびヘラを同方向に回転させ、この回転の中でヘラが1回転する毎に、巻治具をワイヤーの太さ分だけ進角させながらワイヤーを巻治具上に巻き取る構成となっている。そして、前記巻治具やヘラの同期回転、また、ノズルの往復動は、巻線機本体内に組み込んだ歯車列、ベルト伝動、スクリュウー軸などの機械的な動力伝達機構によって制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように巻治具、ヘラ、ノズル等の駆動制御を機械式動力伝達機構によって行う方式であると、動力伝達機構(特に巻治具をヘラに対して進角させる機構)が極めて複雑となり、従って巻線時間がかかる上に、さらにその機構構成のために装置が大型化する等の不都合があった。
【0004】
そこで、本発明は、巻治具、ヘラ、ノズルの往復動用の各駆動手段を、電気的に制御することで、カップ型コイル巻線機の構成の簡略化を図り、上記問題点を解決することを目的とする。
また、カップ型コイルにタップを形成する際に、タップを均等にツイストできるカップ型コイルの製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため本発明が採用した技術解決手段は、
ワイヤーを巻き取ってコイルを成形する巻治具と、同巻治具に対して対称に配置されるとともに巻治具の軸方向にコイル長さだけ離間して配置された二つのヘラと、前記巻治具と前記ヘラとを同方向に回転するモータと、前記巻治具の軸方向に往復動しながら前記巻治具にワイヤーを繰り出すノズルと、同ノズル駆動用のモータとを備えてなるカップ型コイルを成形する巻線機において、前記巻治具と前記二つのヘラの間に、巻治具が1回転する毎にワイヤの太さに対応する角度分だけ二つのヘラに対して巻治具の回転角度を進角させる電気的制御手段を備えており、前記電気的制御手段は、前記ヘラを回転するモータの回転数に対応して作動するパルスモータと、このパルスモータの出力軸と前記ヘラを回転するモータの出力軸との間に設けた差動歯車とを備え、前記ヘラを回転するモータの回転数を検知しこの回転数を基に比例分周器によって所定の進角パルスを発生しこの進角パルスに対応してパルスモータを作動させ、前記差動歯車からの出力によって巻治具をヘラの回転に対して所定角だけ進角させるようにしたことを特徴とするカップ型コイル巻線機である。
また、ワイヤーを巻き取ってコイルを成形する巻治具と、同巻治具に対して対称に配置されるとともに巻治具の軸方向にコイル長さだけ離間して配置された二つのヘラと、前記巻治具と前記ヘラとを同方向に回転するモータと、前記巻治具の軸方向に往復動しながら前記巻治具にワイヤーを繰り出すノズルと、同ノズル駆動用のモータとを備えてなるカップ型コイルを成形する巻線機において、前記巻治具と前記二つのヘラの間に、巻治具が1回転する毎にワイヤの太さに対応する角度分だけ二つのヘラに対して巻治具の回転角度を進角させる電気的制御手段を備えており、前記電気的制御手段は、巻治具を回転するモータと、ヘラを回転するモータと、ノズルを駆動するモータと、それらモータを制御する制御器とで構成し、各モータはパルスモータを使用し、前記巻治具の進角は制御器からの信号によって行うことを特徴とするカップ型コイル巻線機である。
また、前記制御器は、制御器内に設けた所定の回転パルス発生器からの信号に基づいてヘラを回転するモータを制御し、また前記所定の回転パルス発生器からの信号に所定の倍率を乗算して発生する信号によって巻治具用のモータを制御し、さらに前記所定の回転パルス発生器からの信号に所定の倍率を乗算して発生する信号によってノズル用のモータを制御するようにしたことを特徴とするカップ型コイル巻線機である。 また、前記記載のコイル巻線機を使用してコイルを製造する方法において、コイル巻きの途中においてタップを成形する際に、ノズルからだされるワイヤーをツイストフックで引っ張りながら、ノズルから出されるワイヤーをタップ線の根本に抑えつけ、この状態でツイストフックを回転させながらワイヤーを捩じり、タップを成形することを特徴とするカップ型コイル巻線方法である。
【0006】
【実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係わるカップ型コイル巻線機について説明すると、図1はカップ型コイル巻線機の構成図、図2はヘラ形状の説明図、図3は同コイル巻線機の動力伝達機構図、図4は同動力伝達機構の制御構成図である。
【0007】
図において、1はコイルを巻線する巻治具、2、3は同コイル同巻治具に対して対称に配置されるとともにコイルの長さ(図に示す長さL)分だけ巻治具の軸方向に離間して配置された第1および第2のヘラ、4はワイヤーを繰り出すノズル、5はコイルにタップを形成する際にワイヤーの根本を押さえる線押さえ、6は線押さえ5を軸方向に駆動する駆動手段(シリンダー等)、7はタップを形成する際にツイストするツイストフック、8はフックを回転させるモータである。
第1ヘラ2は第1アーム9に支持されており、そのアーム端は第1アーム固定部材10に取付られ、アーム固定部材10は第1ヘラ支持部材11に取付けられている。また、第2ヘラ3は第2アーム12に支持されており、そのアーム端は第2アーム固定部材13に取付られており、第2アーム固定部材13は第2ヘラ支持部材14に取り付けられている。第1ヘラ、第2ヘラは前記第1アーム9、第1ヘラ支持部材11および前記第2アーム12、第2ヘラ支持部材14により後述する同一の駆動手段からの駆動力により同期して巻治具1の周りを矢印方向に回転できる構成となっている。
【0008】
前記第1、第2ヘラ2、3は同じ形状をしており、各ヘラ2、3は、図2に示すように先端が巻治具1の外形に合わせて、かつ巻治具回転方向に向けて折り曲げた形状として構成され、第1ヘラ2、第2ヘラ3を組み付けた状態において、ヘラ2、3と巻治具1の外周との間には製造するコイルの厚みよりもやや大きいギャップが形成されている。
再び図1において巻治具1は第1ヘラ2を支持する第1ヘラ支持部材11を貫通して配置され、前記第1ヘラ2を回転する駆動手段とは別の駆動手段によって第1ヘラと同方向に回転する構成となっている(この構成は後述する)。巻治具1の端部には、ワイヤーWを固定するワイヤー止めピン15が取付けられており、コイルを巻き始める前に、ワイヤーWを固定できる構成となっている。
【0009】
ノズル4はワイヤーWを巻治具1に向けて繰り出す機能を有しており、またノズル4は図示せぬネジ機構、モータ等からなる往復動機構によって巻治具と平行方向に、図中コイル長さLをこえたトラバース幅で往復可能に構成されている。
ワイヤーWにタップを成形する際に使用する線押さえ5は、タップ成形時においてワイヤーWの根本を押さえる機能を備えており、ワイヤーWを押さえる際にワイヤーWが線押さえ5から外れぬように図1に示すように凹部5aが形成されており、線押さえ5はタップを形成する時に、駆動手段6によって線押さえ位置に進出できる機構となっている(この作用については後述する)。
【0010】
またツイストフック7は先端にワイヤーWを引っかけるためのフック7aが形成されており、モータ8によって回転可能に支持されている。さらにツイストフック7は、タップ成形時においてノズル4から繰り出されるワイヤーWに向けて図示せぬ駆動手段により進出、後退ができる機構となっている(この作用については後述する)。
【0011】
つづいて上記装置の動力伝達機構を図3を参照して説明する。
図3において、フレーム21には軸22が軸受23、24により支持されており、この軸22にはプーリ25、第1歯車26、第2歯車27、エンコーダ用プーリ28が固定されている。プーリ25は伝動ベルト29、プーリ30を介して駆動手段としてのDCモータ31に連結されており、DCモータ31が回転すると、プーリ30、伝動ベルト29、プーリ25を介して軸22が回転し、第1歯車26、第2歯車27、エンコーダ用プーリ28も回転する構成となっている。
【0012】
第1歯車26は前記第1ヘラ支持部材11に固定したギヤ32と噛み合っており、第1ヘラ支持部材11には前述した第1ヘラ2が取付けられている。また第2歯車27は、第2ヘラ支持部材14を回転させるためのギヤ33と噛み合っており、ギヤ33を支持する軸34は軸受35によりフレーム21に軸支されている。また第2ヘラ支持部材14には前述した第2ヘラ3が取付けられている。
エンコーダ用プーリ28はベルト43、プーリ42を介してエンコーダ41に連結され、エンコーダ41では軸22の回転速度rを検出し、後述する制御器に入力するようになっている。
【0013】
さらに前記第1ヘラ支持部材11の中心部を貫通して、フレーム31に軸支36Aされた軸36が取付けられており、この軸36の端部には巻治具1が一体に取付けられている。軸36の反対側端部には、ギヤ37を介してギヤ38が連結されており、ギヤ38には軸22が固定されており、さらにギヤ38にはモータ39の出力軸に固定したギヤ40が噛み合っており、これらのギヤ37、38、40によって公知の差動歯車機構を構成している。前記モータ39は前記DCモータ31と後述する制御器を介して電気的に接続されており、DCモータ31によってヘラが1回転する毎に、制御器からの信号によりモータ39が回転し、前記差動歯車機構の作用により巻治具1をワイヤーWの太さ分だけ進角させる。そして、前記モータ39、制御器、差動歯車機構によって巻治具の進角を設定する電気的制御手段を構成している。
【0014】
図4を参照して前記モータを制御する制御器50の構成を説明する。
図においてDCモータ31はスイッチ44を介して図示せぬ電源に接続されており、DCモータ31は図1に示すようにプーリ、ギヤを介してエンコーダ41と、また、DCモータ31とモータ39とは差動ギヤ38を介して機械的に連結されている。制御器50は4逓倍回路45、第1比率分周器46、第2比率分周器47、進角度を設定するデータ設定器48を備えており、エンコーダ41は制御器50内の4逓倍回路45に接続されている。4逓倍回路45ではエンコーダ41からの出力(回転速度r)によって基準パルスを発生し、第1比率分周器46ではその基準パルスを基に進角パルス(θ)を発生し、モータ39に出力する。モータ39ではその進角パルスに対応して、ギヤ40、差動ギヤ38、ギヤ37を駆動し、この差動ギヤ38の作動により、巻治具が1回転する毎に巻き取るワイヤーWの線径分だけヘラの回転に対して進角し、ワイヤーWが重なって巻治具上に巻き取られることの無いように制御する(この作動は後述する)。また第2比率分周器47では、基準パルスを基にトラバース駆動パルスを発生し、ノズル4を往復動させるための図示せぬモータに出力し、ノズル4の往復動を制御する。
【0015】
このようにヘラを回転するDCモータ31と巻治具1を進角させるモータ39とを制御器50により電気的に制御し、さらに両出力軸間に差動ギヤ38を組み込んだ構成としたため、従来のような進角を設定するための複雑な歯車伝動機構を使用する必要がなく、簡単に巻治具とヘラとの回転を同期させ、さらにワイヤーWを巻治具上に重なることなく巻治具に巻き取ることを可能としている。
このカップ型コイル巻線機では次のようにしてワイヤーWが巻治具上に巻き取られコイルが製造される。
【0016】
図1および図5〜図9を参照して、先ずワイヤーWをノズル4から引き出し、第1ヘラ2の内側を通してワイヤー止めピン15に固定する。この時第1ヘラ2と第2ヘラ3とは図5に示すスタート位置0°に示す上下の位置をとっている。この状態から、巻治具1と第1、第2ヘラ2、3とを図中に示す矢印方向に同時回転させながらノズル4を図中左方に移動する。第1、第2ヘラ2、3と巻治具1とが90°回転すると、図6に示すように第1、第2ヘラ2、3は水平位置に移動し、ノズル4はコイル長さの半分の位置まで移動し、ワイヤーWが巻治具1に1/4周巻きつけられる。さらに第1、第2ヘラ2、3と巻治具1とが180°回転すると、図7に示すように第1、第2ヘラ2、3の左右位置および上下位置が入れ代わり、ノズル4は折り返し位置まで移動し、ワイヤーWが巻治具に1/2周巻きつけられる。さらに同方向に巻治具1と第1、第2ヘラ2、3とを回転し続けると今度はノズル4が図中右方に移動を始め、ワイヤーが第2ヘラの外側に引っ掛かって折り返され、270°回転すると図8に示すように第1、第2ヘラ2、3は再び水平位置に移動し、ワイヤーWが巻治具上に3/4周巻きつけられる。巻治具1、第1、第2ヘラ2、3が360°回転すると、図9に示すように初期位置の折り返し点に戻り、さらに巻治具が回転すると今度は前述したと同様にノズル4が図中左方に移動を開始し、上述したと同じ巻き線作業を行う。
【0017】
そして2回目に初期位置に戻ってきたワイヤーWはその儘前述と同じ動作を繰り返すことになるが、巻治具と第1ヘラ、第2ヘラの回転数が同じであると、2回目の折り返し時に、1回目のワイヤーW上に2回目のワイヤーWが重なって巻き取られることになる。このため、1回目のワイヤーWを巻き取った後、2回目のワイヤーWが来た時にはワイヤーWの太さ分だけヘラの回転数に対して巻治具が進む(進角する)ことが必要がある。このため、巻治具と第1、第2ヘラとの間には、1回転する毎に巻治具が進角する機構が必要となっている。また、ヘラ上にあるワイヤーWが次にくるワイヤーWの作用によって容易に巻治具1上に移動しやくなるようにヘラの先端がコイル側に向けて所定のギャップを以て折り曲げ形成されている。
【0018】
また、ワイヤーW巻き取り時における巻治具1の進角は次のようにして行われる。
図4において、エンコーダ41によって検出されたDCモータ31の回転速度に基づいて4逓倍回路45により基準パルスが発生され、基準パルスは第1比率分周器46を介してデータ設定器48によって設定された進角パルスに変換されてモータ39に出力される。モータ39ではその進角パルスに基づいて、ギヤ40を介して差動ギヤ38を駆動する(図3参照)。この差動ギヤ38の作用により巻治具1と各ヘラが1回転する毎に、ヘラの1回転に対して、巻き取るワイヤーWの線径分だけ巻治具1が進角しワイヤーWが重なって巻治具上に巻き取られることの無いようにしている。なお、進角度は、データ設定器48により、ワイヤーWの太さに合わせて自由に設定することができる。
【0019】
次にコイルを製造する過程において、モータ整流子片数分コイルに成形する必要があり、このタップ成形法について図10〜図12を参照して説明する。
上述した作動により巻治具1上に所定量の巻線分だけ巻かれると(例えば3整流子片の場合には1/3の巻線作業が終わると)、巻治具1、ヘラ2、3、ノズル4の駆動が一端停止される。その状態で図11に示すようにツイストフック7を進出させフック7aにワイヤーWを引っかけ、ツイストフック7をモータ8を作動して回転し、ワイヤーWを撚ってタップTを形成する。このとき、従来のタップ製造法ではノズルとコイル端との間にフックを引っかけ、その状態でツイストフック7を回転させてワイヤーWを撚るため、タップ部は図10(イ)に示すように不均一な撚り状態となる。このような不均一な撚りからなるタップはコイルが完成した後、ニッパによって端部が切り取られと、撚った部分が解けてくることになり、後の線材の絶縁皮膜の剥離作業および半田付け作業に不都合が発生して製品不良となる原因となる。
【0020】
このため、本装置では、タップTを形成する際に、図12に示すようにノズル4から繰り出されてきているワイヤーWを、駆動手段6(図1参照)によって進出させた線押さえ5により押さえておき、この状態でツイストフック7によって撚りを掛ける。両線は接近した状態で、フック7a側から撚り始められる。こうすると図10(ロ)に示すように根本まで均等に撚られたタップTが形成され、こうして均等に撚られたタップTは端部がニッパによって切断されても解けることがなくなる。その後、再び巻治具上にワイヤーWを巻き取りが始まる。この時均等にタップTが巻かれていないとたるみ分が影響して乱れを増してしまうがこれを防止して、コイルの2/3の巻きとりが終了すると、2個目のタップを成形し、同様にして3個目のタップも成形し、コイルの製造が終了する。なお、コイルに成形するタップの本数は、前述した作業により使用するモータの整流子片数分に合わせて成形することになる。また、タップを製造する際に、タップを仮固着するために熱風をタップに向けて吹きつけるが、この熱風吹きつけは従来と同様のタイミングで行うことになる。
以上のようにしてワイヤーWが巻治具上で巻き取られ、所定形状になると完成コイルとなり、巻治具から取り外される。
【0021】
次に本発明の第2実施形態を図13、図14を参照して説明する。
第1実施形態では、DCモータとパルスモータとの間に制御機器、差動ギヤを介在させていたが、第2実施形態では差動ギヤを無くし、巻治具、ヘラ、ノズルの駆動を全て電気的に行うようにした点に特徴がある。なお、第1実施形態と同じ構成要素は同一符号を使用する。
図において、51は第1、第2ヘラを回転する駆動手段(本例ではパルスモータ)、52は巻治具1を回転する駆動手段(本例ではパルスモータ)、53はノズル4を往復動する駆動手段(本例ではパルスモータ)であり、これらの駆動手段は後述する制御器に接続され、電気的制御手段を構成している。巻治具用モータ52の出力軸には巻治具1が一体になって取付られ、巻治具用モータ52が回転すると巻治具1も回転する。また、ヘラ用モータ51が回転すると、軸54が回転し、第1ベルト伝動手段(プーリ、伝動ベルト)55を介して第1ヘラ2が回転する。また同軸上にある第2ベルト伝動手段(プーリ、伝動ベルト)56を介して第2ヘラ3が同期回転する。さらにノズル4を往復動させるモータ53が回転すると、ノズルが巻治具1に沿って往復動する。
【0022】
制御器61は、図14に示すようにデータ設定器58、回転パルス発生器57、乗算器59、60を備えており、回転パルス発生器57から発生したパルスを基に作動するモータ51によってヘラ軸54を作動する。また、回転パルス発生器57から発生したパルスをもとに、所定の係数が乗算器59によって乗算され、その出力によって巻治具回転用のモータ52を作動する。また、回転パルス発生器57から発生したパルスをもとに、所定の係数が乗算器60によって乗算され、その出力によってノズルトラバース用のモータ53を作動する。
各乗算器59、60の係数はデータ設定器により任意に変更できる構成となっている。
【0023】
第2実施形態では、制御器61からの出力信号により、それぞれのモータ51、52、53が制御され、巻治具1、ヘラ2、3、ノズル4を独立して作動する。このとき、上述した第1実施形態と同様に、巻き取るワイヤーWの線径分だけ巻治具1が進角しワイヤーWが重なって巻治具上に巻き取られることの無いよう、巻治具、ヘラの回転数が制御される。なお、進角度は、データ設定器48により、ワイヤーWの太さに合わせて自由に設定することができる。なお、タップは第1実施形態と同様にして必要本数だけ成形する。ワイヤーWを巻治具1に巻き取る作動は図5〜図9と同じであり、その説明は重複するので省略する。
【0024】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、巻治具用、ヘラ用、ノズル駆動用の各モータはパルスモータが最適であるが、公知の他の形式のモータを使用することもできる。また、制御器は専用チップ、パソコン等を使用することもできる。また、動力伝達機構は上記した伝動ベルト、ギヤ等の他にチェーン等の伝動機構を採用することも可能である。さらに、タップを形成するツイストフックや線押さえは、手動または制御器からの指令によって、作動できるように構成することもできる。また、電気的制御手段も上述した例に限定されることなく、進角を設定する際に制御からの電気的信号により進角を設定できるものであれば他の構成からなるものを使用することができる。
さらに、本発明はその精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。また、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。
【0025】
【発明の効果】
以上詳細に述べた如く本発明によれば、
各作動モータを制御器により電気的に制御するようにしたため、製品コイルの不良率を少なくすることができる、コイル巻線機の製造、組み立て、メンテナンスが容易となり、またコストの低減、納期の短縮、低騒音化を図ることができる、コイルに成形するタップの撚り不良を解消することができる、従来に比べてコイル巻線時間が短くなる等の優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るカップ型コイル巻線機の構成図である。
【図2】ヘラ形状の説明図である。
【図3】同コイル巻線機の動力伝達機構図である。
【図4】同動力伝達機構の制御構成図である。
【図5】巻治具にワイヤーを巻き取る初期状態の説明図である。
【図6】巻治具にワイヤーを90°巻き取りコイルを成形する説明図である。
【図7】巻治具にワイヤーを180°巻き取りコイルを成形する説明図である。
【図8】巻治具にワイヤーを270°巻き取りコイルを成形する説明図である。
【図9】巻治具にワイヤーを360°巻き取りコイルを成形する説明図である。
【図10】コイルにタップを成形した状態の図であり(イ)は従来例、(ロ)は本発明に係るタップ成形図である。
【図11】コイルにタップを成形するための説明図である。
【図12】コイルにタップを成形する際にワイヤーを押さえによって押さえた状態の図である。
【図13】本発明の第2実施形態に係るコイル巻線機の動力伝達機構図である。
【図14】同上動力伝達機構の制御構成図である。
【符号の説明】
1 巻治具
2 第1ヘラ
3 第2ヘラ
4 ノズル
5 線押さえ
6 駆動手段
7 ツイストフック
8 モータ
9 第1アーム
10 アーム固定部材
11 第1ヘラ支持部材
12 第2アーム
13 第2アーム固定部材
14 第2ヘラ支持部材
15 ワイヤー止めピン
21 フレーム
22 軸
23、24 軸受
25 プーリ
26 第1歯車
27 第2歯車
28 エンコーダ用プーリ
29 伝動ベルト
31 DCモータ
32、33 ギヤ
34、36 軸
35 軸受
37 ギヤ
38 差動ギヤ
39 モータ
41 エンコーダ
42 プーリ
44 スイッチ
45 逓倍回路
46 第1比率分周器
47 第2比例分周器
48 データ設定器
51 第1、第2ヘラ用の駆動手段
52 巻治具用の駆動手段
53 ノズル用の駆動手段
54 軸
55 第1ベルト伝動手段
56 第2ベルト伝動手段
57 回転パルス発生器
58 データ設定器
59、60 乗算器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cup-shaped coil winding machine used for a coreless motor, and in particular, automatically controls a micro coil while electrically controlling a driving motor used for coil winding. The present invention relates to a cup-type coil winding machine and a winding method for precisely winding.
[0002]
[Prior art]
A well-known cup-shaped wound coil for a coreless motor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-191608.
Further, the cup-shaped coil is manufactured by a conventionally known dedicated automatic winding machine. This automatic winding machine is a winding jig that winds the wire that is the coil material, a nozzle that reciprocates in the axial direction of the winding jig while feeding the wire toward the winding jig, and when winding the wire around the winding jig The automatic winding machine is provided with a pair of spatula members for guiding the wire to the winding jig side, and the wire is reciprocated by the nozzle once every time the winding jig makes one rotation in the axial direction of the winding jig. The winding jig and the spatula are rotated in the same direction according to the feeding of the wire, and every time the spatula makes one rotation during this rotation, the winding jig is advanced by the thickness of the wire. While the wire is wound on the winding jig. The synchronous rotation of the winding jig and the spatula and the reciprocation of the nozzle are controlled by a mechanical power transmission mechanism such as a gear train, a belt transmission, and a screw shaft incorporated in the winding machine body.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the drive control of the winding jig, the spatula, the nozzle, and the like is performed by the mechanical power transmission mechanism as described above, the power transmission mechanism (particularly, the mechanism for advancing the winding jig with respect to the spatula) is extremely difficult. There are inconveniences, such as a complicated structure, a long winding time, and an increase in the size of the device due to the mechanism configuration.
[0004]
Accordingly, the present invention solves the above-described problems by simplifying the configuration of the cup-type coil winding machine by electrically controlling each driving unit for reciprocating the winding jig, the spatula, and the nozzle. The purpose is to:
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cup-shaped coil that can evenly twist the tap when forming the tap in the cup-shaped coil.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The technical solution adopted by the present invention to achieve the above object is as follows:
A winding jig for winding a wire to form a coil, and two spats arranged symmetrically with respect to the winding jig and spaced apart by a coil length in the axial direction of the winding jig, A motor for rotating the winding jig and the spatula in the same direction, a nozzle for feeding a wire to the winding jig while reciprocating in the axial direction of the winding jig, and a motor for driving the nozzle. In a winding machine for forming a cup-shaped coil, between each of the winding jigs and the two spatula, each time the winding jig makes one rotation, winding is performed on two spatulaes by an angle corresponding to a wire thickness. Electrical control means for advancing the rotation angle of the jig, the electrical control means comprising: a pulse motor that operates in accordance with the number of rotations of the motor that rotates the spatula; and an output shaft of the pulse motor. And the output shaft of the motor that rotates the spatula. A differential gear, and detects a rotation speed of a motor that rotates the spatula, generates a predetermined advance pulse by a proportional frequency divider based on the rotation speed, and controls a pulse motor in accordance with the advance pulse. The cup-type coil winding machine is characterized in that the cup jig is activated to advance the winding jig by a predetermined angle with respect to the rotation of the spatula by the output from the differential gear .
Also, a winding jig for winding the wire to form a coil, and two spatulas arranged symmetrically with respect to the winding jig and spaced apart by a coil length in the axial direction of the winding jig. A motor that rotates the winding jig and the spatula in the same direction, a nozzle that feeds a wire to the winding jig while reciprocating in the axial direction of the winding jig, and a motor for driving the nozzle. In the winding machine for forming the cup-shaped coil, the winding jig and the two spatula are rotated by an angle corresponding to the wire thickness each time the winding jig makes one rotation. Electrical control means for advancing the rotation angle of the winding jig, the electric control means includes a motor for rotating the winding jig, a motor for rotating the spatula, a motor for driving the nozzle, It consists of a controller that controls these motors, and each motor is Using the Sumota, advance of the winding jig is a cup-type coil winding machine, which comprises carrying out the signal from the controller.
In addition, the controller controls a motor that rotates a spatula based on a signal from a predetermined rotation pulse generator provided in the controller, and controls a signal from the predetermined rotation pulse generator by a predetermined magnification. The motor for the winding jig is controlled by a signal generated by multiplication, and the motor for the nozzle is controlled by a signal generated by multiplying a signal from the predetermined rotation pulse generator by a predetermined magnification. A cup-type coil winding machine characterized in that: Further, in the method for producing a coil by using a coil winding machine of the described, when forming a tap in the middle of the coil winding, while pulling the wire that Dasa from the nozzle in a twist hook a wire to be issued from the nozzle This is a cup-type coil winding method characterized in that the wire is twisted while rotating the twist hook in this state while being held down at the root of the tap wire, and the tap is formed.
[0006]
Embodiment
Hereinafter, a cup-type coil winding machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of the cup-type coil winding machine, FIG. 2 is an explanatory diagram of a spatula shape, and FIG. FIG. 4 is a control configuration diagram of the power transmission mechanism.
[0007]
In the drawing, 1 is a winding jig for winding a coil, 2 and 3 are symmetrically disposed with respect to the same winding jig, and a winding jig by the length of the coil (length L shown in the figure). The first and second spatula are spaced apart in the axial direction of the wire, 4 is a nozzle for feeding out a wire, 5 is a wire press that presses the root of the wire when forming a tap in a coil, and 6 is a
The
[0008]
The first and
Referring again to FIG. 1, the
[0009]
The
The
[0010]
The twist hook 7 is provided with a
[0011]
Next, the power transmission mechanism of the above device will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, a
[0012]
The
The
[0013]
Further, a
[0014]
The configuration of the
In the figure, a
[0015]
As described above, the
In this cup-type coil winding machine, a wire W is wound on a winding jig as follows to manufacture a coil.
[0016]
Referring to FIGS. 1 and 5 to 9, first, the wire W is pulled out from the
[0017]
Then, the wire W that has returned to the initial position for the second time repeats the same operation as described above, but if the number of rotations of the winding jig and the first spatula and the second spatula are the same, the second turn is performed. Sometimes, the second wire W overlaps and is wound on the first wire W. For this reason, after the first wire W is wound, when the second wire W comes, the winding jig needs to advance (advance) with respect to the rotation number of the spatula by the thickness of the wire W. There is. For this reason, between the winding jig and the first and second spatula, a mechanism for advancing the winding jig every one rotation is required. The tip of the spatula is formed with a predetermined gap toward the coil so that the wire W on the spatula easily moves onto the winding
[0018]
The advance of the winding
In FIG. 4, a reference pulse is generated by a
[0019]
Next, in the process of manufacturing the coil, it is necessary to form a coil by the number of motor commutator pieces, and this tap forming method will be described with reference to FIGS.
When a predetermined amount of winding is wound on the winding
[0020]
For this reason, in the present apparatus, when forming the tap T, the wire W which has been fed from the
As described above, the wire W is wound on the winding jig, and when the wire W has a predetermined shape, a completed coil is formed and removed from the winding jig.
[0021]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, the control device and the differential gear are interposed between the DC motor and the pulse motor. However, in the second embodiment, the differential gear is eliminated, and the driving of the winding jig, the spatula, and the nozzle are all performed. The feature is that it is performed electrically. The same components as those in the first embodiment use the same reference numerals.
In the figure,
[0022]
The
The coefficients of the
[0023]
In the second embodiment, the
[0024]
Although the embodiment according to the present invention has been described above, the pulse motor is optimal for each of the motors for the winding jig, the spatula, and the nozzle drive, but other known types of motors can be used. The controller may be a dedicated chip, a personal computer, or the like. The power transmission mechanism may employ a transmission mechanism such as a chain in addition to the above-described transmission belts and gears. Further, the twist hook or wire retainer forming the tap may be configured to be actuated manually or by a command from a controller. Also, the electric control means is not limited to the above-described example, and any other configuration may be used as long as the advance angle can be set by an electric signal from the control when setting the advance angle. Can be.
Furthermore, the present invention may be embodied in various other forms without departing from its spirit or essential characteristics. In addition, the above-described embodiments are merely examples in all aspects, and should not be construed as limiting.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention as described in detail above,
Since each operating motor is electrically controlled by the controller, the defect rate of the product coil can be reduced, the production, assembly, and maintenance of the coil winding machine become easier, and the cost and delivery time are reduced. In addition, it is possible to achieve excellent effects such as lowering noise, eliminating a twisting failure of a tap formed into a coil, and shortening a coil winding time as compared with the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a cup-type coil winding machine according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a spatula shape.
FIG. 3 is a power transmission mechanism diagram of the coil winding machine.
FIG. 4 is a control configuration diagram of the power transmission mechanism.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an initial state of winding a wire around a winding jig.
FIG. 6 is an explanatory diagram for forming a coil by winding a wire by 90 ° around a winding jig;
FIG. 7 is an explanatory view of forming a coil by winding a wire by 180 ° around a winding jig;
FIG. 8 is an explanatory diagram for forming a coil by winding a wire by 270 ° on a winding jig;
FIG. 9 is an explanatory view of forming a coil by winding a wire 360 ° around a winding jig;
FIGS. 10A and 10B are views showing a state in which a tap is formed on a coil; FIG. 10A is a conventional example, and FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram for forming a tap on a coil.
FIG. 12 is a diagram illustrating a state where a wire is pressed by a press when a tap is formed in a coil.
FIG. 13 is a power transmission mechanism diagram of a coil winding machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a control configuration diagram of the power transmission mechanism.
[Explanation of symbols]
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