JP4600385B2 - 巻線装置 - Google Patents

Description

この発明は、巻枠に線材を巻くための巻線装置に係り、詳しくは、リールを回転させることで巻枠に線材を巻くようにした巻線装置に関する。

従来、この種の装置として、例えば、下記の特許文献１に記載された装置が知られている。この装置は、被巻回部材を中心として、予め巻回部材を巻き貯めたリールを公転させると共に自転させ、被巻回部材に巻回部材を巻回するようになっている。

特開２０００−３５４３５４号公報

ところが、特許文献１に記載の装置では、重量物であるリールを公転させるに際して、リールに遠心力が働くと共に、巻き進みにつれてリールに重量変化が生じることから、リールを安定して高速回転させることが困難であった。すなわち、リールを高速で公転及び自転させるときに、加速・減速時の慣性が問題となった。また、被巻回部材に巻回部材を巻回することで、リールの重量が変化してアンバランスを生じることとなった。これらのことは、巻回部材を線材とし、被巻回部材である巻枠の周りに、リールを公転及び自転させながら巻枠に線材を巻く場合も同様に問題となる。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、巻枠に巻くための線材が予め巻き貯められたリールを安定して高速回転させることを可能とした巻線装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、線材が巻かれる巻枠と、巻枠の周囲に環状に配置されると共に、巻枠と同一の軸線を中心に自転可能に設けられ、巻枠に巻くための線材が予め巻き貯められたリールと、リールの外側に配置され、巻枠の周囲を軸線を中心に公転可能に設けられてリールから巻枠へ線材を案内する案内部材と、線材を巻枠に巻くために案内部材を公転駆動する第１駆動手段と、第１駆動手段の駆動時に必要な長さの線材をリールから引き出すためにリールを自転駆動する第２駆動手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、巻枠の周囲に環状に配置されたリールは、巻枠と同一の軸線を中心に自転可能に設けられ、そのリールには巻枠に巻くための線材が予め巻き貯められている。リールから巻枠へ線材を案内する案内部材はリールの外側に配置され、巻枠の周囲を巻枠と同一の軸線を中心に公転可能に設けられる。そして、線材を巻枠に巻くために、第１駆動手段が動作することにより、案内部材が巻枠の周囲を公転駆動し、この第１駆動手段の駆動時に第２駆動手段が動作することにより、必要な長さの線材をリールから引き出すためにリールが自転駆動する。従って、線材を巻枠に巻くために、案内部材が巻枠の周囲を公転駆動すると共にリールが自転駆動することにより、リールから引き出される必要な長さの線材が巻枠に巻かれる。ここで、リールは巻枠と同一の軸線を中心に環状に配置されて巻枠の周囲を自転駆動するので、リールに残存する線材の多少にかかわらず、リールの重量バランスが保たれ、リールが安定的に自転駆動する。また、巻枠の周囲を公転駆動する案内部材は、リールから引き出される線材を自身に巻き付けることなく案内するだけなので、案内部材が軽量化する。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、リールと案内部材とを相互独立に駆動可能に保持する保持枠を更に備え、保持枠に第１駆動手段及び前記第２駆動手段が設けられ、第１駆動手段及び第２駆動手段が動作することにより、リールと案内部材とが相互独立に自転駆動及び公転駆動することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、リールと案内部材が同一の保持枠に保持され、第１駆動手段及び第２駆動手段が保持枠に設けられるので、リール、案内部材、第１駆動手段及び第２駆動手段それぞれのために個別に保持部材を設ける必要がない。また、リールと案内部材とが相互独立に自転駆動及び公転駆動するので、巻枠への線材の巻き回しと、リールからの線材の引き出しとが個別調整可能となる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、第１駆動手段が動作することにより、案内部材が巻枠の周囲を公転駆動して巻枠に線材が巻かれ、第１駆動手段の駆動時に第２駆動手段が動作することにより、リールが巻枠を中心に自転駆動して、巻枠に巻かれる必要な長さの線材がリールから引き出されることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、リールに巻き貯められた線材がリールから円滑に引き出されながら巻枠に円滑に巻かれる。

請求項１に記載の発明によれば、巻枠に巻くための線材が予め巻き貯められたリールを安定して高速回転させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、巻線装置の構成を簡略化することができ、リールからの線材の引き出し量の制御を容易化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、線材を巻枠に高速で巻くことができる。

以下、本発明の巻線装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。図１に、本実施形態の巻線装置１の概略を正断面図により示す。図２に、巻線装置１を下側から見た概略を底面図により示す。この巻線装置１は、巻枠２と、リール３と、本発明の案内部材としての巻きアーム４と、第１モータ５と、第２モータ６とを備える。巻枠２は巻線装置１の中心に配置され、平行な２本の直ぐ棒により構成される。巻枠２には、本発明の線材としてのワイヤ７が巻かれる。ワイヤ７は、電動機等のステータを構成するコイルを形成するために供される。この実施形態で、ワイヤ７は並列な複数線により構成される。リール３は、巻枠２の周囲に環状に配置されると共に、巻枠２と同一の軸線Ｌ１を中心に自転可能に設けられる。リール３には、巻枠２に巻くためのワイヤ７が予め巻き貯められる。巻きアーム４は、リール３の外側に配置され、巻枠２の周囲を前記軸線Ｌ１を中心に公転可能に設けられてリール３から巻枠２へワイヤ７を案内する。巻きアーム４の下端部には、テンション発生装置８が設けられる。リール３から引き出されるワイヤ７は、このテンション発生装置８を経由してテンションが付与された状態で巻枠２に巻かれる。図２に示すように、リール３から引き出されたワイヤ７は、少し弛みが与えられた状態でテンション発生装置８に通される。第１モータ５は、ワイヤ７を巻枠２に巻くために巻きアーム４を公転駆動するために使用される。第２モータ６は、第１モータ５の駆動時に必要な長さのワイヤ７をリール３から引き出すためにリール３を自転駆動するために使用される。

この実施形態で、ワイヤ７は、その中間が巻枠２に数回巻かれて巻枠２から引き出される。巻枠２から引き出されたワイヤ７は、所定のボビン等に巻き付けられるようになっている。この実施形態では、電動機のステータに装着されるコイルを形成するためにワイヤ７をボビン等に巻き付ける設備において、ワイヤ７の巻き方の方法で正転巻き、逆転巻きが採用される。ここで、この正転巻き及び逆転巻きに伴うワイヤ７の捩れを防止するために、リール３とボビン等との中間に巻線装置１を設け、その巻枠２にワイヤ７の途中を一旦巻くことでワイヤ７の捩れを除去するようになっている。

巻線装置１は、リール３と巻きアーム４とを相互独立に駆動可能に保持する保持枠９を更に備える。保持枠９は、平面四角形状をなす。保持枠９には、第１モータ５及び第２モータ６がそれぞれ支持されて設けられる。保持枠９の中心孔９ａには、巻枠２が貫通して配置される。保持枠９には、中心孔９ａに沿って下方へ延びる内筒部９ｂが形成される。内筒部９ｂの下端には、外方へ突出するフランジ９ｃが形成される。このフランジ９ｃの上にはベアリング１０を介してリール保持装置１１が組み付けられる。リール保持装置１１は、下方へ延びる複数のブラケット１１ａを含む。各ブラケット１１ａの下端にリール３が保持される。ブラケット１１ａとリール３との連結には、例えば、コレットチャックが使われる。リール保持装置１１は、内筒部９ｂの外周に配置されたリングギア１２を含み、そのリングギア１２が第２モータ６の出力軸６ａに設けられたギア１３に駆動連結される。従って、第２モータ６が動作することにより、ギア１３及びリングギア１２を介してリール保持装置１１が回転し、これによってリール３が巻枠２を中心に自転駆動する。この実施形態では、第２モータ６、リングギア１２及びギア１３により本発明の第２駆動手段が構成される。

保持枠９には、内筒部９ｂの外側にて下方へ延びる外筒部９ｄが更に形成される。外筒部９ｄは、内筒部９ｂより短くなっている。外筒部９ｄの下端には、外方へ突出するフランジ９ｅが形成される。このフランジ９ｅの上にはベアリング１４を介してリングギア１５が組み付けられる。このリングギア１５に対して前述した巻きアーム４が一体的に設けられる。このリングギア１５が第１モータ５の出力軸５ａに設けられたギア１６に駆動連結される。従って、第１モータ５が動作することにより、ギア１６を介してリングギア１５が回転し、コイル巻きアーム４が巻枠２を中心に公転駆動する。この実施形態では、第１モータ５、リングギア１５及びギア１６により本発明の第１駆動手段が構成される。上記したように、第１モータ５及び第２モータ６が動作することにより、リール３と巻きアーム４とが相互独立に自転駆動及び公転駆動するようになっている。

以上説明したこの実施形態の巻線装置１によれば、巻枠２の周囲に環状に配置されたリール３は、巻枠２と同一の軸線Ｌ１を中心に自転可能に設けられ、そのリール３には巻枠２に巻くためのワイヤ７が予め巻き貯められている。リール３から巻枠２へワイヤ７を案内する巻きアーム４及びテンション発生装置８は、リール３の外側に配置され、巻枠２の周囲を巻枠２と同一の軸線Ｌ１を中心に公転可能に設けられる。そして、ワイヤ７を巻枠２に巻くために、第１モータ５が動作することにより、巻きアーム４及びテンション発生装置８が、巻枠２の周囲を公転駆動し、この第１モータ５の駆動時に第２モータ６が動作することにより、必要な長さのワイヤ７をリール３から引き出すためにリール３が巻枠２の周囲を自転駆動する。

従って、ワイヤ７を巻枠２に巻くために、巻きアーム４及びテンション発生装置８が巻枠２の周囲を公転駆動すると共に、リール３が巻枠２の周囲を自転駆動することにより、リール３から引き出される必要な長さのワイヤ７が巻枠２に巻かれる。このとき、巻枠２に巻かれるワイヤ７には、テンション発生装置８により適度なテンションが付与され、巻枠２にはワイヤ７がしっかりと巻かれる。巻枠２に巻かれたワイヤ７の先は、巻枠２から引き出されて所定のボビン等に巻き付けられる。ここで、リール３は、予め巻き貯められたワイヤ７が引き出されることで、ワイヤ７の巻き貯め量は徐々に減少することになる。この実施形態では、リール３は、巻枠２と同一の軸線Ｌ１を中心に環状に配置されて巻枠２の周囲を自転駆動するので、リール３に残存するワイヤ７の多少にかかわらず、リール３の重量バランスが保たれ、リール３は安定的に自転駆動することとなる。つまり、リール３は、その重量変化にかかわらず、巻枠２を中心に安定的に自転駆動することとなり、リール３の重量変化がリール３の自転駆動に悪影響を与えることがない。このため、巻枠２に巻くためのワイヤ７が予め巻き貯められたリール３を安定して高速回転させることができる。この意味で、コイルを形成するためのワイヤ７の巻き付けに係る工程時間を短縮することができる。また、巻枠２の周囲を公転駆動する巻きアーム４及びテンション発生装置８は、リール３から引き出されるワイヤ７を自身に巻き付けることなく案内するだけなので、巻きアーム４及びテンション発生装置８が全体として軽量化する。この意味で、巻きアーム４及びテンション発生装置８を高速で公転駆動させることができ、リール３の高速回転に合わせることができる。

この実施形態では、リール３と、巻きアーム４が同一の保持枠９に保持され、第１モータ５及び第２モータ６等が同じ保持枠９に設けられるので、リール３、巻きアーム４、第１モータ５及び第２モータ６等それぞれのために個別に保持部材を設ける必要がない。このため、巻線装置１の構成を簡略化することができ、巻線装置１をコンパクトなものにすることができる。また、リール３と巻きアーム４とが相互独立に自転駆動及び公転駆動するので、巻枠２へのワイヤ７の巻き回しと、リール３からのワイヤ７の引き出しとが個別調整可能となる。このため、巻枠２へのワイヤ７の巻き回しの速度にかかわらず、リール３からのワイヤ７の引き出し量の制御を容易化することができる。

この実施形態では、第１モータ５が動作することにより、巻きアーム４が巻枠２の周囲を公転駆動して巻枠２にワイヤ７が巻かれる。この第１モータ５の駆動時に第２モータ６が動作することにより、リール３が巻枠２を中心に自転駆動して、巻枠２に巻かれる必要な長さのワイヤ７がリール３から引き出される。従って、リール３に巻き貯められたワイヤ７がリール３から円滑に引き出されながら巻枠２に円滑に巻かれることとなる。この意味で、リール３から引き出されるワイヤ７を巻枠２に対して高速で巻くことができる。

この実施形態では、上記したようにリール３が巻枠２の周囲で自転駆動するだけなので、遊星ギア等を介してリールを巻枠の周囲で公転駆動させる装置と比べ、リール３を駆動するための機構を、第２モータ６、リングギア１２及びギア１３という比較的簡易な構成にすることができる。

この実施形態では、リール３にワイヤ７がなくなったときは、リール３をリール保持装置１１から取り外し、ワイヤ７を予め巻き貯めた新しいリール３と交換することができる。

尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することができる。

例えば、前記実施形態では、リール３、巻きアーム４、第１モータ５及び第２モータ６等の各構成部品を一つの保持枠９に設けたが、各構成部品を二つ以上の保持手段に別々に設けてもよい。

また前記実施形態では、リール３と巻きアーム４とが相互独立に自転駆動及び公転駆動するように構成したが、リールの自転駆動と案内部材の公転駆動を必要に応じて互いに連動させるように構成してもよい。

巻線装置の概略を示す正断面図。 巻線装置の概略を示す底面図。

符号の説明

１ 巻線装置
２ 巻枠
３ リール
４ 巻きアーム（案内部材）
５ 第１モータ（第１駆動手段）
６ 第２モータ（第２駆動手段
７ ワイヤ（線材）
９ 保持枠
１２ リングギア（第２駆動手段）
１３ ギア（第２駆動手段）
１５ リングギア（第１駆動手段）
１６ ギア（第１駆動手段）
Ｌ１ 軸線

Claims (3)

1. 線材が巻かれる巻枠と、
   前記巻枠の周囲に環状に配置されると共に、前記巻枠と同一の軸線を中心に自転可能に設けられ、前記巻枠に巻くための前記線材が予め巻き貯められたリールと、
   前記リールの外側に配置され、前記巻枠の周囲を前記軸線を中心に公転可能に設けられて前記リールから前記巻枠へ前記線材を案内する案内部材と、
   前記案内部材と共に配置され、前記巻枠の周囲を前記軸線を中心に公転可能に設けられて、前記リールから引き出される前記線材を、前記巻枠に巻く前に、テンションを付与するテンション発生装置と、
   前記線材を前記巻枠に巻くために前記案内部材と前記テンション発生装置を公転駆動する第１駆動手段と、
   前記第１駆動手段の駆動時に必要な長さの前記線材を前記リールから引き出すために前記リールを自転駆動する第２駆動手段とを備えたことを特徴とする巻線装置。
2. 前記リールと前記案内部材とを相互独立に駆動可能に保持する保持枠を更に備え、前記保持枠に前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段が設けられ、前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段が動作することにより、前記リールと前記案内部材とが相互独立に自転駆動及び公転駆動することを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
3. 前記第１駆動手段が動作することにより、前記案内部材が前記巻枠の周囲を公転駆動して前記巻枠に前記線材が巻かれ、前記第１駆動手段の駆動時に前記第２駆動手段が動作することにより、前記リールが前記巻枠を中心に自転駆動して、前記巻枠に巻かれる必要な長さの前記線材が前記リールから引き出されることを特徴とする請求項２に記載の巻線装置。

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