JP4078750B2 - 略ｕ字形線材の製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機、発電機等のローター、ステータ、またはアーマチュアに組み付ける電磁コイルの材料であって、製造工程の一部で線材を所定の寸法を有する略Ｕ字形線材を多数個製造するのに好適な略Ｕ字形線材の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される大型のスタータのローターには大電流を流す必要があるため断面積の大きい電磁コイルが使用されている。
この電磁コイルは、まず銅などの導電線材を２本重ねて略Ｕ字形線材に形成し、つぎに、この略Ｕ字形線材の湾曲した連結部分を捩じり変形させた捩じり線材を製造する。
この捩じり線材は、ヨークの溝に打ち込まれて組み付けられ、ヨークへの組み付け後に両端部を更に変形させるとともに、溶接などで接続させて電磁コイルとなる。
【０００３】
従来の略Ｕ字形線材は、図７の（イ）に示す如く、所定の長さに切断した銅線などの線材１０１を、１本づつ１８０度曲げて略Ｕ字形に曲げて大小の略Ｕ字形線材１０２、１０３を形成し、これを重ねて略Ｕ字形線材１を製造するか、または、図７の（ロ）に示す如く、線材１０１、１０１を２本重ねて１８０度曲げてＵ字形に成形して製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、所定長さに切断した線材を１本または２本づつを曲げてＵ字形に成形する技術は生産性が悪いため、多数の略Ｕ字形線材を必要とするスタータなどの電動機や発電機を製造する際に、製造コストの増大原因となっていた。
本発明の目的は、略Ｕ字形線材を一度に多数個製造することができる略Ｕ字形線材の製造装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（請求項１について）
本発明の略Ｕ字形線材の製造装置は、巻き付け部材に線材を所定形状で巻き付け、巻き付け部材の表面に巻付けられた線材を切断機構により中間から切断する方法を採用しているので、一度に多数の略Ｕ字形線材を製造することができ、生産性に優れる。
このため、多数の略Ｕ字形線材を必要とする、スタータなどの電動機や発電機を製造する際の製造コストを低減することができる。
【０００６】
（請求項２について）
線材ガイドを、巻き付け部材の両外端に突設した複数のガイドピンと、巻き付け部材の両表面に突設した複数のガイド条とで構成し、ガイド条の中間位置に形成した欠落部でカッター溝を構成している。
このため、線材の供給源から引き出した線材を円滑に、巻取り部材へ巻き付けることが可能であるとともに、巻き付けられた線材を迅速に切断することができる。
【０００７】
（請求項３について）
線材供給源から引き出された線材にテンションを付与するテンション付与機構と、回転に同期して巻き付け部材を回転軸方向に移動するとともに、テンションが付与された線材を線材ガイドに供給する線材中継機構とを付設している。
これにより、線材の供給源から引き出した線材を円滑に、巻取り部材へ巻き付けることが可能である。
【０００８】
（請求項４について）
線材中継機構は、回転軸に平行して配され巻き付け部材と同期して回転するボールネジを有し、該ボールネジによって移動する移動機構と、該移動機構に設けられた一対の滑車を有する中継手段とからなる。
これにより、線材の供給源から引き出した線材を正確に、巻取り部材へ巻き付けることが可能である。
【０００９】
（請求項５について）
切断機構は、カッター往復駆動手段と、該往復駆動手段により駆動される一対の刃具台および該刃具台に固定された刃具を有する一対のカッターとを備える。各刃具の切刃はカッター溝内を移動してカッター溝内の線材を切断する。
一対のカッターは、刃具に固定されて、切断される線材の外面を押圧する押圧具を具備することが望ましい。これらの構成により、線材の切断が円滑になされる。
【００１０】
（請求項６について）
一対のカッターは、切断される線材の外面を押圧する、刃具台または刃具に固定された押圧具を備える。
これにより、線材のずれが防止でき、線材を円滑に切断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明にかかる略Ｕ字形線材の製造装置１００を示し、図７に示す略Ｕ字形線材１を量産するために使用される。
略Ｕ字形線材の製造装置１００は、基板１１、右側壁１２、および左側壁１３を有する基枠１０を備える。
【００１２】
基枠１０の内側には、導電線からなる線材Ｂを偏平な螺旋状に巻き付けるための巻き付け部材２が、右側壁１２および左側壁１３に回転自在に支持されて水平に配されている。
右側壁１２には円形穴１４が形成され、巻き付け部材２の回動機構３が取り付けられている。
【００１３】
基枠１０内の上部には、線材供給源Ｓからテンション付与機構Ｔを経て供給される線材Ｂを、巻き付け部材２の回転軸に平行して同期移動させるための、移動機構４により駆動される中継手段５が設けられている。
また、左側壁１３には、巻き付け部材２に偏平な螺旋状に巻き付けられた線材Ｂを中央で切断するための切断機構６が装着されている。
【００１４】
図５、図６に示す如く、巻き付け部材２は、矩形の平板状を呈し、上下側の折り曲げ縁２Ａ、２Ｂが、製造する略Ｕ字形線材の曲率に対応した曲率半径の半円筒面となっている。また、左右の端面２Ｃ、２Ｄは平面になっている。
巻き付け部材２の両面にはガイド条２１が所定の間隔で形成され、折り曲げ縁２Ａ、２Ｂには所定のピッチでガイドピン２２が列設されている。
【００１５】
ガイド条２１は、幾分傾斜して設けられており、ガイドピン２２とともに偏平な螺旋状ガイド２３（線材ガイド）を形成している。
ガイドピン２２は、線材Ｂを確実かつ円滑に螺旋状ガイド２３内に嵌め込むために有効である。なお、先端面を半球面または錐面にするのが好ましい。
また、螺旋状ガイド２３は、線材Ｂが円滑に嵌まり込む幅と、重なった２本の線材Ｂが入り込む深さＤを有する。なお、深さＤは、線材Ｂの直径または太さＦに対して、１．５Ｆ＜Ｄ＜２．０Ｆの範囲にするのが好ましい。
【００１６】
螺旋状ガイドは、線材Ｂを円滑に巻き付け部材２の表面に偏平な螺旋状に巻き付ける為のものであり、巻き付け部材２の表面に連続した突条を偏平な螺旋状に設けて形成しても良く、巻き付け部材２の表面に偏平な螺旋状に溝を彫って形成しても良い。
【００１７】
各ガイド条２１の中間の同一位置に、同一形状の矩形欠落部２４を形成し、回転軸に沿ったカッター溝２５、２５を構成している。
線材Ｂの巻き始め側である左側面２Ｃには、中心には水平の回転中心軸２６を突設し、所定の位置に線材Ｂの先端を左端のガイド条２１１の左面との間に挟んで係止させるための係止板２７を固定具２８により固定している。
【００１８】
線材Ｂの先端を固定する手段は、確実に固定できる固定手段であればどの様な構成であってもよい。
本実施例の如く、係止板２７の弾性を利用して左端のガイド条２１１との間に挟み込む構成は、線材Ｂの先端の着脱がワンタッチで行えるため便利である。
線材Ｂの先端の固定は、線材Ｂの先端がカッター溝２５内に幾分突き出しているか（この場合は突出し部分がカッターで切断される）、カッター溝２５と面一に設定するのが好ましい。
【００１９】
回転中心軸２６は、左側壁１３の内面に固定された支持筒１６にベアリング１５、１５を介して回転自在に支持されている。
回転中心軸２６は、先端が径大の鍔状部２９となっており、左側壁１３の内面と鍔状部２９との間に介装されたスプリング３０により図示左方に付勢されている。
【００２０】
回動機構３は、ブラケット３１で右側壁１２の外側面に締結されたモーター３２と、モーター３２の出力軸３３に連結されるとともに、前記円形穴１４にベアリング３４を介して回転自在に支持された駆動軸３５とを備える。
駆動軸３５の左端面は、駆動ピン３６、３６により巻き付け部材２の右端面２Ｄに連結されている。
【００２１】
移動機構４は、両端が右側壁１２および左側壁１３に、ベアリングサポートユニット４１およびベアリング４２を介して回転自在に支持されたボールネジ４３と、駆動軸３５に取り付けられて右側壁１２の内面に配された駆動歯車４４と、ボールネジ４３の右端に取り付けられた被動歯車４５とからなる。
【００２２】
図１および図２に示す如く、中継手段５は、並設された一対の滑車５１、５１を備える移動体５２からなる。
移動体５２には、ボールネジ４３とともにボール５３の循環路を形成するネジ穴５４が貫通して設けられている。
更に、移動体５２にはレール溝５５が形成されており、右側壁１２および左側壁１３に架設されたガイドレール５６に摺動自在に嵌め込まれて回動防止手段を構成している。
【００２３】
切断機構６は、図３、図４に示す如く、カッター往復駆動手段６０と、カッター往復駆動手段６０により往復駆動される一対のカッター７、７とからなる。
カッター往復駆動手段６０は、左側壁１３の外側面にブラケット６１を介して締結されたモーター６２と、モーターの出力軸に固定されたドライブギア６３とを有する。
【００２４】
左側壁１３には、一対のボールネジサポートユニット６４、６４が取り付けられており、ボールネジ６５、６５が巻き付け部材２を挟んで平行に配されている。
ボールネジ６５、６５の左端は左側壁１３の左側に突き出しており、ドライブギア６３に噛み合ったドリブンギア６６、６６が固定されている。
【００２５】
ボールネジ６５、６５には、刃具台７１に刃具７２を固定したカッター７、７が取り付けられている。
各刃具台７１には、ボールネジ６５とともにボールが遊動する閉循環路を形成する内ねじ（いずれも図示せず）が貫通して設けられている。
また、各刃具台７１の外側には、両端が右側壁１２および左側壁１３に固定されたガイドレール７３に摺動するレール溝７４が形成されて回動防止手段を構成している。
【００２６】
刃具７２の切刃７５は、巻き付け部材２のカッター溝２５に対応して取り付け位置および刃幅が設定されている。
刃具７２の先端部の上下面には、カッター溝２５の上下の螺旋状ガイド２３に位置する線材Ｂの外側面を押圧するための押圧具７６、７６が取り付けられている。
押圧具７６、７６は、本実施例では内側に傾斜面７７を有する矩形板を刃具７２の先端部の上下面に固定具７８で固定した構成を有する。
【００２７】
つぎに、略Ｕ字形線材の製造装置１００の使用方法を説明する。
線材Ｂが巻かれたプーリーなどの線材供給源Ｓからテンション付与機構Ｔを介して線材Ｂ、Ｂを引出し、一対の滑車５１、５１の間を通して各線材Ｂ、Ｂの先端を左端のガイド条２１１と係止板２７との間に挟んで係止させる。
【００２８】
つぎに、テンション付与機構Ｔにより線材Ｂ、Ｂに所定のテンションを加えながらモーター３２により巻取り部材２を回転させると、線材Ｂ、Ｂがガイドピン２２、２２の間に入り込み、折り曲げ縁２Ａまたは２Ｂに圧接されて折り曲げられ、ガイド条２１、２１の間に嵌め込まれる。
すなわち、偏平な螺旋状ガイド２３に嵌まり込み、線材Ｂ、Ｂは巻き付け部材２の表面に偏平な螺旋状に巻かれる。
【００２９】
この際に、巻き付け部材２の回転に同期してボールネジ４３が回転し移動体５２が図示右方向に移動する。
これにより線材Ｂ、Ｂは、巻取り部材２の螺旋状ガイド２３に円滑に嵌まり込む。巻き付け部材２の右端まで線材Ｂ、Ｂを巻き取ったら巻き付け部材２を垂直に停止させる。
【００３０】
つぎに、モーター６２を回転させると、ボールネジ６５、６５が回転してカッター７、７が右方向に前進し、切刃７５はカッター溝２５を線材Ｂ、Ｂを切断しながら移動する。
切断時において、線材Ｂ、Ｂは、螺旋状ガイド２３により３方を支持され、外方からは押圧具７６で押圧されて固定された状態にあり、ガイド条２１の矩形欠落部２４の縁と切刃７５との挟み切り作用で円滑に切断される。
【００３１】
カッター溝２５内の全ての線材Ｂ、Ｂの切断が終了したのちに、モーター６２を逆回転させてカッター７、７を元の位置に戻す。
この切断によりカッター溝２５内の線材Ｂ、Ｂは切屑となって下方に落下し、下側の略Ｕ字形線材１も下方に落下する。
巻き付け部材２を１８０度回転させると残りの略Ｕ字形線材１も下方に落下し、ガイド条２１１と係止板２７との間に挟まれた略Ｕ字形線材１は別途に取り外す。これにより、略Ｕ字形線材１を一度に多数個製造できる。
【００３２】
なお、移動機構４およびカッター往復駆動手段６０は、中継手段５または刃具７２を往復駆動させることのできる駆動手段であれば、モーターとボールネジとの組合せ以外のアクチュエータを使用してもよいことは当然である。
【００３３】
本実施例の、略Ｕ字形線材の製造装置１００は、以下の利点を有する。
［ア］上述した使用方法に示す様に、略Ｕ字形線材の製造装置１００は、略Ｕ字形線材を一度に多数個製造することができるので生産性に優れる。
このため、多数の略Ｕ字形線材を必要とする、スタータなどの電動機や発電機を製造する際の製造コストを低減することができる。
【００３４】
［イ］偏平螺旋状ガイド２３を、巻き付け部材２の両外端に突設した複数のガイドピン２２と、巻き付け部材２の両表面に突設した複数のガイド条２１とで構成し、ガイド条２１の中間位置に形成した欠落部２４でカッター溝２５を構成している。
このため、線材供給源Ｓから引き出した線材Ｂ、Ｂを円滑に、巻取り部材２へ偏平な螺旋状に巻き付けることが可能であるとともに、偏平な螺旋状に巻き付けた線材Ｂ、Ｂを迅速に切断することができる。
【００３５】
［ウ］線材供給源Ｓから引き出した線材Ｂ、Ｂにテンションを付与するテンション付与機構Ｔと、回転に同期して巻き付け部材２を回転軸方向に移動するとともに、テンションが付与された線材Ｂ、Ｂを偏平螺旋状ガイド２３に供給する中継手段５とを付設している。
また、中継手段５は、回転軸に平行して配され巻き付け部材２と同期して回転するボールネジ４３を有し、ボールネジ４３によって移動する移動機構４と、移動機構４に設けられた一対の滑車５１、５１とからなる。
これにより、線材供給源Ｓから引き出した線材Ｂ、Ｂを、円滑且つ正確に巻き取り部材２へ偏平な螺旋状に巻き付けることが可能である。
【００３６】
［エ］切断機構６は、カッター往復駆動手段６０と、往復駆動手段６０により駆動される一対の刃具台７１および刃具台７１に固定された刃具７２を有する一対のカッター７とを備える。
そして、一対のカッター７は、切断される線材Ｂ、Ｂの外面を押圧する、刃具７２に固定された押圧具７６を備える。
このため、線材Ｂ、Ｂのずれが防止できるとともに、線材Ｂ、Ｂの切断が円滑になされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る略Ｕ字形線材の製造装置の正面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。
【図２】その略Ｕ字形線材の製造装置の右側面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図３】その略Ｕ字形線材の製造装置の平面図（図２のＤ−Ｄ断面図）である。
【図４】その略Ｕ字形線材の製造装置の左側面図（図３のＣ−Ｃ断面図）である。
【図５】その略Ｕ字形線材の製造装置に使用される巻き枠の斜視図である。
【図６】その略Ｕ字形線材の製造装置に使用される、巻き枠およびカッターの斜視図である。
【図７】従来技術に係る、略Ｕ字形線材の製造工程図である。
【符号の説明】
２ 巻き付け部材
３ 回動機構
４ 移動機構
５ 中継手段（線材中継機構）
６ 切断機構
７ カッター
１０ 基枠
２１ ガイド条
２２ ガイドピン
２３ 螺旋状ガイド（線材ガイド）
２４ 欠落部
２５ カッター溝
２Ａ 折り曲げ縁
２Ｂ 折り曲げ縁
４３ ボールネジ
５１ 滑車
６０ カッター往復駆動手段
７１ 刃具台
７２ 刃具
７６ 押圧具
１００ 略Ｕ字形線材の製造装置
Ｂ 線材
Ｓ 線材供給源
Ｔ テンション付与機構

Claims (6)

1. 製造する略Ｕ字形線材の形状に対応した形状の折り曲げ縁に両外端がなっており、基枠に回転自在に取り付けられた偏平形状の巻き付け部材と、
   線材が巻き付け部材に所定形状で巻き付く様に前記線材をガイドする線材ガイドと、
   前記巻き付け部材の回転軸に沿って、前記巻き付け部材の表面に背向して設けられた一対のカッター溝と、
   前記巻き付け部材を回転させて、線材供給源から供給された前記線材を前記線材ガイドに沿って前記巻き付け部材の表面に巻き付けるための回転駆動手段と、
   前記一対のカッター溝に沿ってカッターを移動させ、巻き付けられた線材を前記各々のカッター溝内で切断するための切断機構とからなる略Ｕ字形線材の製造装置。
2. 請求項１に記載の略Ｕ字形線材の製造装置において、
   前記巻き付け部材の両外端に突設した複数のガイドピンと、前記巻き付け部材の両表面に突設した複数のガイド条とにより前記線材ガイドを構成し、
   前記ガイド条の中間位置に形成した欠落部で前記カッター溝を構成したことを特徴とする略Ｕ字形線材の製造装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の略Ｕ字形線材の製造装置において、
   前記線材供給源から引き出された線材にテンションを付与するテンション付与機構と、
   回転に同期して前記巻き付け部材を回転軸方向に移動するとともに、テンションが付与された線材を前記線材ガイドに供給する線材中継機構とを付設したことを特徴とする略Ｕ字形線材の製造装置。
4. 請求項３に記載の略Ｕ字形線材の製造装置において、
   前記線材中継機構は、前記回転軸に平行して配され前記巻き付け部材と同期して回転するボールネジを有し、該ボールネジによって移動する移動機構と、
   該移動機構に設けられた一対の滑車を有する中継手段とからなることを特徴とする略Ｕ字形線材の製造装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の略Ｕ字形線材の製造装置において、
   前記切断機構は、カッター往復駆動手段と、該往復駆動手段により駆動される一対の刃具台と、該刃具台に固定される刃具を有する一対のカッターとを備え、各刃具の切刃は前記カッター溝内を移動してカッター溝内の線材を切断することを特徴とする略Ｕ字形線材の製造装置。
6. 請求項５に記載の略Ｕ字形線材の製造装置において、
   前記一対のカッターは、切断される前記線材の外面を押圧する、前記刃具台または前記刃具に固定された押圧具を備えることを特徴とする略Ｕ字形線材の製造装置。

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