JP4428756B2 - Winding device and winding method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平角線の巻線を行う巻線装置および巻線方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
巻線装置においては、ノズルから繰り出された線材を、例えば巻芯を保持するスピンドルの回転により、巻芯外周に巻回するとともに、この1巻きの巻回毎に、線材幅に対応する送り幅でノズルを巻芯軸方向へ移動させることにより、上記巻回を軸方向に連ねていく整列巻きがなされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の巻線装置では、ノズルは巻芯に略直交する方向から相対するようになっていたので、平角線のように線材幅が大きな線材の場合には、線材にねじれが生じてしまい、巻線の精度が落ちる問題があった。
【0004】
詳しく説明すると、図6に示すように、巻芯であるコア3の軸方向に幅を持つ扁平な平角線2を巻線する場合には、ノズル1には平角線2の線材幅分に対応した送りがかけられ、平角線2はこの送り幅に対応する傾斜角をもってコア3に整列巻きされていく。
【0005】
このように平角線2はコア3に傾斜角をもって巻き付けられるにもかかわらず、ノズル1から繰り出されたときには巻芯と直交する方向を向いているので、その分、平角線2の一方の側部(図6では左側部)には圧縮応力が生じ、また他方の側部(図6では右側部)には引っ張り応力が生じることになる。このため、平角線2はこれらの応力による歪み(ねじれ)が生じてしまう。
【0006】
この整列巻きの時に生じる応力は、通常の丸線のように線材幅が小さく、しかも丸い形状のものであれば自然に吸収されてしまうが、平角線2のように線材幅が広く、形状も扁平なものでは自然に吸収されてしまうわけには行かず、問題となる。例えば、この応力で平角線2に生じる歪みにより、コア3外周上で隣接する平角線2の側部が、互いに重なり合ってしまったり、接触して互いに削り合ってしまったりする恐れがあり、整列巻きの精度が低下してしまう。
【0007】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、巻芯に平角線を巻線する巻線装置において、平角線に歪みを生じることなく巻線を行い得るようにしたものを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明では、軸回りに回転可能なノズルから繰り出された平角線を巻芯外周に巻き付ける巻回手段と、この巻回手段による巻回と同期して前記ノズルまたは巻芯に巻芯軸方向への送りをかける送り手段とを備えた巻線装置において、前記ノズルの軸と前記巻芯の軸に平行な平面内で前記ノズルを傾転させるノズル傾転手段と、このノズルの傾転角が前記巻回手段による前記巻芯への巻回時に前記送り手段によるノズルまたは巻芯の送りにより前記平角線に与えられる傾斜角と一致するように前記ノズル傾転手段を制御する制御手段とを備えた。
【0009】
第2の発明では、軸回りに回転可能なノズルから繰り出された平角線を巻芯外周に巻回するとともに、この巻回と同期して前記ノズルまたは巻芯に巻芯の軸方向への送りをかけて、前記巻芯外周に平角線を整列巻きする巻線方法において、前記ノズルの軸と前記巻芯の軸に平行な平面内で前記ノズルを傾転させることにより、前記巻芯への巻回時に前記ノズルまたは巻芯の送りにより前記平角線に与えられる傾斜角と一致する傾転角を前記ノズルに与えてから、前記整列巻きを行う。
【0010】
【発明の作用および効果】
本発明の巻線装置および巻線方法では、ノズルから繰り出された平角線は巻芯軸方向に送りがかけられつつ巻芯外周に巻き付けられることにより整列巻きされるが、ノズルにはこの整列巻きにおける送りに基づいて平角線に与えられる傾斜角と等しい傾転角が与えられているので、平角線はノズルから繰り出されてから真っ直ぐに巻線されていき、歪みが生じることはない。したがって、巻芯外周上で隣接する平角線の側部が、互いに重なり合ってしまったり、接触して互いに削り合ってしまったりすることはなく、高精度の整列巻きを容易に実行することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【0012】
図1〜図4には、本実施の形態の巻線装置を示す。
【0013】
主として図1に示すように、この巻線装置では、左右移動機構(Y軸移動機構)10、前後移動機構(X軸移動機構)20、上下移動機構(Z軸移動機構)30の3つのサーボ機構(ボールネジ機構)からなる3次元移動機構に、ノズル部回転機構40を介して、ノズル部50を3次元方向に移動自在に支持する。
【0014】
詳しく説明すると、左右移動機構10の四角形のフレーム11は、巻線装置の移動機構支持台6上に固定される。このフレーム11には、左右方向(Y軸方向)に延びるネジ軸12が回転自在に軸支されているとともに、このネジ軸12の前後両側には、左右方向に延びる一対の移動シャフト13A、13Bが軸方向に摺動自在に貫通支持されている。そして、前後移動機構20のフレーム21の下端側が、ネジ軸12と螺合するとともに、移動シャフト13A、13Bに貫通固定されている。これにより、ネジ軸12が図示されない制御手段(例えばコンピュータ)により制御された図示されない駆動モータにより回転駆動されると、前後移動機構20のフレーム21は、フレーム11に対して前後に移動するようになっている。
【0015】
前後移動機構20の四角形のフレーム21には、前後方向(X軸方向)に延びるネジ軸22が軸支され、このネジ軸22の上下で前後方向に延びる移動シャフト23A,23Bが摺動自在に貫通支持されている。ネジ軸22は、図示されない制御手段により制御される駆動モータ24により回転駆動されるもので、移動部材25が螺合している。移動シャフト23A、23Bは、この移動部材25に固定されるとともに、一端に上下移動機構30のフレーム31が固定支持されている。これにより、駆動モータ24の駆動でネジ軸22が回転駆動されると、上下移動機構30のフレーム31は、フレーム21に対して前後に移動するようになっている。
【0016】
上下移動機構30の四角形のフレーム31には、上下方向(Z軸方向)に延びるネジ軸32が軸支され、このネジ軸32の左右で上下方向に延びる移動シャフト33A、33Bが摺動自在に貫通支持されている。移動部材35は、ネジ軸32に螺合するとともに、移動シャフト33A、33Bに固定される。そして、移動シャフト33A、33Bの下端には、ノズル部回転機構40の本体部である移動部材41が固定支持されている。これにより、図示されない制御手段により制御される駆動モータ34により、ネジ軸32が回転駆動されると、移動部材41は、フレーム31に対して上下方向に移動するようになっている。
【0017】
このような構成により、ノズル部回転機構40は、左右移動機構10、前後移動機構20、上下移動機構30の動作の組み合わせにより、これらの移動機構のストローク範囲内で、3次元方向の任意の位置に移動可能となっている。したがって、後述するようにノズル部回転機構40に支持されるノズル1は、各移動機構のストローク範囲内で、3次元方向の任意の位置に移動する。
【0018】
ノズル部回転機構40は、移動部材41にY軸方向に延びて略水平に軸支された回転軸42と、この回転軸42に連結された駆動モータ43とを備えている。そして、この駆動モータ43が、図示されない制御手段により制御されることにより、回転軸42のY軸回りの回転角度が変更可能となっている。この回転軸42には、ノズル部50の本体フレーム51の軸固定板51aが固定される。
【0019】
ノズル部50の本体フレーム51は、軸固定板51aと、この軸固定板51aの上端から水平に(回転軸42と略平行に)延び出すノズル固定板51bとを組み合わせてなる、断面L字型の部材である。そして、このノズル固定板51bには、略直角にノズル1が支持される。
【0020】
このような構成により、ノズル1は、ノズル固定板51bが水平な初期状態では鉛直下方に垂下されているが、回転軸42の回転により本体フレーム51が回転しノズル固定板51が傾くと、この角度だけ傾転するようになっている。すなわち、ノズル1はX−Z平面内で傾転可能となっており、この傾転角度は制御手段によって任意の角度に設定可能となっている。
【0021】
ノズル1には、図示されない線材源から供給された平角線2が案内され、下端の線材繰出部1aから繰り出される。
【0022】
また、ノズル1は軸回りで回転可能となっており、プーリ52A、52B、ベルト53を介して図示されない制御手段により制御される駆動モータ54と連結されている。これにより、駆動モータ54の駆動で、ノズル1の軸回りの角度が調整可能となっている。
【0023】
図2に示すように、巻線装置の巻線機構支持台7には、巻線機構60、コア押さえ機構80、ローラ機構90が備えられる。
【0024】
巻線機構60は、巻線機構支持台7にX軸方向に延びて略水平に軸支されたスピンドル61を備える。このスピンドル61は、プーリ61、63、ベルト64を介して駆動モータ65の回転軸と連結されており、駆動モータ65の駆動によって軸回りの回転をするようになっている。
【0025】
スピンドル61の先端には、巻線治具70が同軸的に固定されている。図3にも示すように、この巻線治具70の本体71の先端面には、コア固定穴71aが形成され、巻芯である四角柱状のコア3の基端が、異径嵌合する。
【0026】
また、コア3の先端は、コア押さえ機構80の軸回りで回転可能なコア押さえ治具81のコの字型の把持部により保持される。ここで、コア押さえ機構80は、駆動機構82によりスピンドル61の軸方向に移動可能となっており、この移動によって、コア押さえ治具81が巻線治具71に一端を保持されたコア3側に前進し、コア3の先端を保持するようになっている。
【0027】
このようにして、コア3は、巻線治具71とコア押さえ治具81の間に挟持され、X軸に沿う軸上で同軸的に保持され、スピンドル61と一体に回転するようになっている。
【0028】
巻線治具本体71の側部には、略垂直に立設された軸72の回りで回転可能な棒状の線押さえ部材73が備えられる。この線押さえ棒73の基端部73aには、巻線治具本体71側部に固定された軸部材74が貫通する。この軸部材74の外周にはバネ75が装着され、このバネ75が基端部73aと巻線治具本体71の間に介装されることにより、線押さえ部材73を時計回り回転方向に付勢している。
【0029】
また、線押さえ部材73の先端部は、コア3の側方に位置する線押さえ部73bとなる。そして、この線押さえ部73bとコア3との間に平角線2の端部(巻始め端)を挟み込むことにより、バネ75が線押さえ部材73の回転に与える付勢力で、平角線2の端部をコア3基端付近の側部に固定できるようになっている。なお、この線押さえ部材73による平角線2の固定は、例えば手作業で線押さえ部73aとコア3の間を押し広げて行われる。
【0030】
ローラ機構90は、ローラ91をコア3と直交する方向(Y軸方向)に移動させる移動手段を備えるもので、平角線2の巻き終わり端をコア3に密着させるように機能する。具体的には、コア3への所定巻数の巻線が終了したら、図示されないカッタ機構により巻線された平角線1をノズル1側からカットして巻き終わり端とするとともに、図4に示すように、ローラ91をコア3に巻回された平角線2の巻き終わり端に側方から接触させ、この状態でコア3を往復回動させることにより、この巻き終わり端をコア3に密着させる。
【0031】
以上のような構成により、コア3がスピンドル61とともに軸回りの回転をすると、コア3側部に端部が固定された平角線2は、コア3の回りに巻回される。そして、この巻回と同時に、前後移動機構20でノズル部50をX軸方向に移動させ、ノズル1をコア3の基端側から先端側に向かって軸方向に移動させていくことにより、図5に示すように、平角線2はコア3に沿って整列巻きされていく。
【0032】
この場合、ノズル1は、X軸方向に延びるコア3に直交する方向(Z軸方向)に対して、X−Z平面内で傾転可能となっている。このため、制御手段に制御されたノズル部回転機構40で、この傾転角度θを、巻線時における平角線2の傾斜角と等しい角度に調整することにより、巻線時の平角線2に歪みが生じないようにできる。すなわち、上記のような整列巻きでは、平角線2は線材幅に基づく軸方向への送り分だけ傾斜して巻線されて行くが、ノズル1はこの傾斜角に相当する傾斜を予め持っているので、ノズル1から繰り出された平角線2は、ねじられることなく真っ直ぐにコア3に巻回されていく。したがって、コア3外周上で平角線2の側部同士が干渉するようなこともなく、精密な整列巻きを容易に実行することができる。
【0033】
つぎに、本実施の形態による巻線方法について説明する。
【0034】
巻線作業においては、まず巻線をすべきコア3を巻線治具70とコア押さえ治具81の間にセットする。そして、3次元移動機構によりノズル1をコア3の真っ直ぐ上方まで移動させる。
【0035】
つぎに、ノズル部回転機構40の駆動によりノズル1を、平角線2の幅に適合した所定の傾転角度θだけ傾転させる。そして、ノズル1から繰り出される平角線2の端部を線押さえ部材73によりコア3の基端付近側部に固定する。
【0036】
この状態で、スピンドル61を回転させるとともに、この回転に同期させてノズル1をコア3の軸方向に移動させていくことにより、コア3外周に平角線2を整列巻きする。この場合、ノズル1には予めコア3上での平角線2の傾斜角に等しい傾転角が与えられているので、平角線2はノズル1から真っ直ぐ繰り出された状態で、コア3に巻線されていき、平角線2の歪み(ねじれ)は必要最小限とできる。したがって、コア3外周上で隣接する平角線2の側部が、互いに重なり合ってしまったり、接触して互いに削り合ってしまったりすることはなく、高精度の整列巻きを容易に実行することができる。
【0037】
このようにコア3に所定巻き数の整列巻きがなされたら、平角線2の巻き終わり端をカッタ機構でカットするとともに、ローラ機構90によりコア3に密着させ、巻線されたコア3を巻線治具70とコア押さえ治具81の間から取り外して、巻線作業を終了する。
【0038】
なお、上記実施の形態では、スピンドル式の巻線装置1を例にとって説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではなく、例えばフライヤ式の巻線装置(フライヤ先端に固定されたノズルがフライヤの回転とともに巻芯の回りを公転するタイプの巻線装置)にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の巻線装置の一部を示す斜視図である。
【図2】同じく巻線装置の一部を示す斜視図である。
【図3】同じく巻線治具を示す斜視図である。
【図4】同じくローラ機構のよる巻き終わり端部のコアへの密着作業を示す斜視図である。
【図5】同じくコアへの巻線の様子を示す側面図である。
【図6】従来の巻線装置におけるコアへの巻線の様子を示す側面図である。
【符号の説明】
1 ノズル
2 平角線
3 コア
10 左右移動機構(Y軸移動機構)
20 前後移動機構(X軸移動機構)
30 上下移動機構(Z軸移動機構)
40 ノズル部回転機構
50 ノズル部
60 巻線機構
61 スピンドル
70 巻線治具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding apparatus and a winding method for winding a rectangular wire.
[0002]
[Prior art]
In the winding device, the wire rod fed from the nozzle is wound around the outer periphery of the core by, for example, rotation of a spindle that holds the core, and the feed width corresponding to the wire width for each winding of the winding. Thus, by moving the nozzle in the axial direction of the core, aligned winding is performed in which the windings are connected in the axial direction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional winding device, since the nozzle is opposed from the direction substantially orthogonal to the core, in the case of a wire having a large wire width such as a flat wire, the wire is twisted. There was a problem that the accuracy of the windings fell.
[0004]
More specifically, as shown in FIG. 6, when winding a flat
[0005]
In this way, the
[0006]
The stress generated at the time of aligned winding is naturally absorbed if the wire width is small like a normal round wire and is round, but the wire width is wide like the
[0007]
The present invention has been made paying attention to such problems, and in a winding device for winding a flat wire around a winding core, it is possible to perform winding without causing distortion in the flat wire. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the first invention, winding means for winding a flat wire fed from a nozzle rotatable around the shaft around the outer periphery of the core, and the core shaft around the nozzle or the core in synchronization with the winding by the winding means. In a winding apparatus comprising a feeding means for feeding in a direction, nozzle tilting means for tilting the nozzle in a plane parallel to the axis of the nozzle and the axis of the core, and tilting of the nozzle Control means for controlling the nozzle tilting means so that an angle coincides with an inclination angle given to the flat wire by feeding the nozzle or the core by the feeding means when the winding means winds around the core. Equipped with.
[0009]
In the second invention, a rectangular wire fed from a nozzle rotatable around an axis is wound around the outer periphery of the core, and the nozzle or the core is fed in the axial direction of the core in synchronization with the winding. In the winding method in which rectangular wires are aligned and wound on the outer periphery of the core, the nozzle is tilted in a plane parallel to the axis of the nozzle and the axis of the core, thereby The winding is performed after giving the nozzle an inclination angle that coincides with the inclination angle given to the rectangular wire by feeding the nozzle or the winding core during winding.
[0010]
Operation and effect of the invention
In the winding apparatus and winding method of the present invention, the rectangular wire fed out from the nozzle is aligned and wound by being wound around the outer periphery of the core while being fed in the core axis direction. Since a tilt angle equal to the tilt angle given to the flat wire is given based on the feed at, the flat wire is wound straight after being fed out from the nozzle, and no distortion occurs. Therefore, the side portions of the rectangular wires adjacent on the outer periphery of the winding core do not overlap each other or come into contact with each other and scrape each other, and highly accurate aligned winding can be easily performed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
1 to 4 show a winding device of the present embodiment.
[0013]
As shown mainly in FIG. 1, in this winding apparatus, three servos, a left-right movement mechanism (Y-axis movement mechanism) 10, a front-rear movement mechanism (X-axis movement mechanism) 20, and a vertical movement mechanism (Z-axis movement mechanism) 30. A
[0014]
More specifically, the rectangular frame 11 of the left /
[0015]
A
[0016]
The
[0017]
With such a configuration, the
[0018]
The nozzle
[0019]
The
[0020]
With such a configuration, the nozzle 1 is suspended vertically downward in the initial state where the nozzle fixing plate 51b is horizontal. However, when the
[0021]
A
[0022]
The nozzle 1 is rotatable about its axis, and is connected to a
[0023]
As shown in FIG. 2, the winding mechanism support 7 of the winding apparatus includes a winding
[0024]
The winding
[0025]
A winding
[0026]
The tip of the
[0027]
In this way, the
[0028]
On the side of the winding jig
[0029]
In addition, the distal end portion of the
[0030]
The
[0031]
With the above configuration, when the
[0032]
In this case, the nozzle 1 can be tilted in the XZ plane with respect to a direction (Z-axis direction) orthogonal to the
[0033]
Next, the winding method according to the present embodiment will be described.
[0034]
In the winding work, first, the
[0035]
Next, the nozzle 1 is tilted by a predetermined tilt angle θ suitable for the width of the
[0036]
In this state, the
[0037]
When the
[0038]
In the above embodiment, the spindle type winding device 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a form. For example, a flyer type winding device (fixed to the tip of the flyer) is used. The present invention can also be applied to a type of winding device in which the nozzle revolves around the core as the flyer rotates.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a part of a winding device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a part of the winding device.
FIG. 3 is a perspective view showing the winding jig.
FIG. 4 is a perspective view showing an operation of closely attaching a winding end end portion to a core by the roller mechanism.
FIG. 5 is a side view showing a state of winding around the core.
FIG. 6 is a side view showing a state of winding around a core in a conventional winding device.
[Explanation of symbols]
1
20 Forward / backward moving mechanism (X-axis moving mechanism)
30 Vertical movement mechanism (Z-axis movement mechanism)
40 Nozzle
Claims (2)
この巻回手段による巻回と同期して前記ノズルまたは巻芯に巻芯軸方向への送りをかける送り手段と、を備えた巻線装置において、
前記ノズルの軸と前記巻芯の軸に平行な平面内で前記ノズルを傾転させるノズル傾転手段と、
このノズルの傾転角が前記巻回手段による前記巻芯への巻回時に前記送り手段によるノズルまたは巻芯の送りにより前記平角線に与えられる傾斜角と一致するように前記ノズル傾転手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする巻線装置。Winding means for winding a rectangular wire drawn from a nozzle rotatable around an axis around the outer periphery of the core;
In the winding device comprising:
Nozzle tilting means for tilting the nozzle in a plane parallel to the axis of the nozzle and the axis of the core;
The nozzle tilting means is adjusted so that the tilt angle of the nozzle coincides with the tilt angle given to the flat wire by the feed of the nozzle or the core when the winding means winds around the core. And a control means for controlling the winding device.
前記ノズルの軸と前記巻芯の軸に平行な平面内で前記ノズルを傾転させることにより、前記巻芯への巻回時に前記ノズルまたは巻芯の送りにより前記平角線に与えられる傾斜角と一致する傾転角を前記ノズルに与えてから、前記整列巻きを行うことを特徴とする巻線方法。 A rectangular wire drawn from a nozzle rotatable around an axis is wound around the outer periphery of the core, and the nozzle or the core is fed in the axial direction of the core in synchronism with the winding to In a winding method in which flat wires are aligned and wound around the outer periphery of the core,
By tilting the nozzle in a plane parallel to the axis of the nozzle and the axis of the winding core, an inclination angle given to the rectangular wire by feeding the nozzle or the winding core when winding on the winding core; A winding method characterized in that the aligned winding is performed after giving a matching tilt angle to the nozzle.
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