JP4720240B2 - 界磁コイルの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
従来、平角線を幅方向を対向させて軸方向に巻くエッジワイズ巻きコイルにおいては、回転する巻芯と、平角線を巻芯に案内するガイドと、ガイドと一体に移動する可動治具で構成され、可動治具により平角線を巻芯方向に押圧しつつ巻芯に巻きつけてコイルとする巻線装置及び巻線方法が特許文献1に紹介されている。
しかしながら、この巻線装置及び巻線方法では、平角線は可動治具により巻芯方向に押圧されながら巻き取られるが、ガイドが浅く、幅面の一箇所のみを押圧し、巻き取る構成であるので、曲げ部内周側と外周側の厚さが不均一になり、押圧しても平角線は面で接触しないため倒れやねじりが生じ、製品のスペースファクタも小さくなる欠点があった。さらに、押圧と移動機構を別体構造で構成せざるを得ないため、巻線装置の構成要素が多く、複雑、大型になり高価で信頼性が低下する懸念があった。
本発明は、平角線をその幅(W1)方向を対向させて軸方向に巻回する巻芯と、巻芯を回転可能にする第一駆動部と、平角線の巻回を案内するローラ状のガイドと、ガイドを巻芯に押圧する第二駆動部と、巻芯またはガイドを巻芯の軸方向に移動可能にする第三駆動部と、第一駆動部と第二駆動部と第三駆動部を移動可能に支持するベースとからなる界磁コイルの巻線装置であって、ガイドは、巻芯と転がり接触する幅面に堀溝加工がなされていて、平角線の断面寸法より僅かに大きく設定された溝形状を有し、平角線の三面を案内する堀溝と、幅面で堀溝加工がなされなかった余肉幅(W2)を有し、平角線と隣接する平角線との間に収容される余肉部とが設けられており、平角線を巻回する巻回動作に連動して、巻芯またはガイドが巻芯の軸方向に移動しながら巻芯に平角線を巻回していくにあたり、軸方向の移動ピッチを、平角線の幅(W1)とガイドの余肉部の余肉幅(W2)との和より大きくしたことを特徴としている。
請求項1に記載の界磁コイルの製造装置において、平角線を巻回する巻回動作に連動し、平角線を案内するガイドは移動せず、巻芯が巻芯の軸方向に移動することを特徴とする界磁コイルの製造装置を採用している。
請求項1に記載の界磁コイルの製造装置を用いて、平角線を巻芯の軸方向に巻き付ける製造方法であって、平角線の巻芯と接触する面を除く三面をガイドの堀溝で案内することによって、平角線の全周をガイドしながら巻芯に平角線を巻回していく工程と、平角線を巻回する巻回動作に連動して、平角線の幅(W1)とガイドの余肉部の余肉幅(W2)との和より大きい移動ピッチで、巻芯またはガイドを巻芯の軸方向に移動させる工程とを備えていることを特徴としている。
請求項4の手段は、平角線の巻芯と接触する面を除く三面とこの三面を案内するガイドの堀溝との隙間をそれぞれ0.5mm以下としたことを特徴としている。
この方法によれば、隙間が小さいので、平角線を変形させずに確実な案内ができる。
請求項5の手段は、平角線を巻回する巻回動作に連動し、平角線を案内するガイドは移動せず、巻芯が巻芯の軸方向に移動することを特徴としている。
請求項6の手段は、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の界磁コイルの製造装置または製造方法により製造した界磁コイルを特徴としている。よって、大きなスペースファクタを得ることができ、簡単な構造で生産性が高く製造できるので、高性能で廉価な界磁コイルを得ることができる。
図1は、本発明の実施例1における巻線装置の側面図であり、図2は巻線装置の要部の正面図であり、図2(a)は巻始め状態を、図2(b)は巻終り状態を示す。
本発明の巻線装置1は、ベース7上に設けられた平角線10をその幅(W1)方向を対向させて軸方向に巻回する巻芯2と、この巻芯2を回転させる第一駆動部4と、巻回する平角線10を巻芯2に押圧する第二駆動部5と、巻芯2を巻芯2の軸方向に移動可能にする第三駆動部6とからなる。
図2〜3において、巻芯板23に取付けたクランプ金具24に平角線10の一端を、平角線10の幅が対向してコイルを形成するように固定(図2(a)、図3(a)参照)し、駆動モータ41を回転させると、減速された回転出力が巻芯回転駆動歯車43から巻芯回転従動歯車44にさらに減速されて伝わり、一体とされた鍔状スリーブ29がゆっくり回転する。鍔状スリーブ29の摺動ガイドピン28により、鍔状スリーブ29の回転は巻芯棒21に伝わり、一体固定された巻芯板23および芯金25も回り始める。すると、ガイド55に案内された平角線10は、芯金25表面に押さえ込まれて巻き付き、同時にねじ伝動機構60のおねじ61の回転も始まっているので、巻芯棒21が軸方向(図示右側)に移動する。そして、平角線10は常に芯金25表面に押圧されながら、巻芯棒21が一回転したところでコイルも1ターンだけ螺旋状に巻かれることとなる(図3(b)参照)。
本実施例では、平角線10を巻回する巻芯2と、巻芯2を回転可能にする第一駆動部4と、平角線10の巻回を案内するガイド部51と、ガイド部51を巻芯2に押圧する第二駆動部5と、巻芯2を巻芯2の軸方向に移動可能にする第三駆動部6と、第一駆動部4〜第三駆動部6を移動可能に支持するベース7とからなる界磁コイル8の巻線装置1であって、ガイド部51のガイド55のU字形堀溝55Bの寸法は平角線10より僅かに大きく設定し、ガイド55が巻芯2に接触し、かつ巻芯2が軸方向に移動しながら平角線10を巻回する界磁コイル8の巻線装置1を採用している。これにより平角線全周を案内しながら巻回するので、平角線10に捩り、うねり等が発生しにくい。よって、この変形の少ない界磁コイル8をヨーク80に固定させる場合に密着が可能となり、大きなスペースファクタを得ることができる。
この構成によれば、巻芯2の移動と巻回動作を同じ巻線装置1に組込むことが可能となって、部品点数が少なくなり、巻線装置1の構造が簡単となる。
これにより、界磁コイル8の平角線全周を少ない隙間で、確実に変形なく案内しながら巻回するので、平角線10に捩り、うねり等が発生しにくい。よって、この変形の少ない界磁コイル8をヨーク80に固定させる場合に、隙間のない密着した高性能な界磁コイル8を得ることができる。
10 平角線
2 巻芯
21 巻芯棒
23 巻芯板
24 クランプ金具
25 芯金
27 支持軸
28 摺動ガイドピン
29 鍔状スリーブ
4 第一駆動部
41 駆動モータ
42 減速機
43 巻芯回転駆動歯車
44 巻芯回転従動歯車
5 第二駆動部
51 ガイド部
52 ガイド押圧部
53 押圧シャフト
55 ガイド
55A ガイドの幅面
55B U字形堀溝
55C U字形堀溝の余肉部
56 ピン
57 ホルダ
6 第三駆動部
60 ねじ伝動機構
61 おねじ
62 めねじのナット
7 ベース
8 界磁コイル
W1 平角線の幅
W2 ガイド部の幅
Claims (6)
- 平角線をその幅(W1)方向を対向させて軸方向に巻回する巻芯と、前記巻芯を回転可能にする第一駆動部と、
前記平角線の巻回を案内するローラ状のガイドと、前記ガイドを前記巻芯に押圧する第二駆動部と、
前記巻芯または前記ガイドを前記巻芯の軸方向に移動可能にする第三駆動部と、
前記第一駆動部と前記第二駆動部と前記第三駆動部を移動可能に支持するベースとからなる界磁コイルの巻線装置であって、
前記ガイドは、前記巻芯と転がり接触する幅面に堀溝加工がなされていて、前記平角線の断面寸法より僅かに大きく設定された溝形状を有し、前記平角線の三面を案内する堀溝と、前記幅面で前記堀溝加工がなされなかった余肉幅(W2)を有し、前記平角線と隣接する平角線との間に収容される余肉部とが設けられており、
前記平角線を巻回する巻回動作に連動して、前記巻芯または前記ガイドが前記巻芯の軸方向に移動しながら前記巻芯に前記平角線を巻回していくにあたり、
前記軸方向の移動ピッチを、前記平角線の幅(W1)と前記ガイドの余肉部の余肉幅(W2)との和より大きくしたことを特徴とする界磁コイルの製造装置。 - 請求項1に記載の界磁コイルの製造装置において、
前記平角線を巻回する巻回動作に連動し、前記平角線を案内する前記ガイドは移動せず、前記巻芯が前記巻芯の軸方向に移動することを特徴とする界磁コイルの製造装置。 - 請求項1に記載の界磁コイルの製造装置を用いて、
前記平角線を前記巻芯の軸方向に巻き付ける製造方法であって、
前記平角線の前記巻芯と接触する面を除く三面を前記ガイドの堀溝で案内することによって、前記平角線の全周をガイドしながら前記巻芯に前記平角線を巻回していく工程と、
前記平角線を巻回する巻回動作に連動して、前記平角線の幅(W1)と前記ガイドの余肉部の余肉幅(W2)との和より大きい移動ピッチで、前記巻芯または前記ガイドを前記巻芯の軸方向に移動させる工程とを備えていることを特徴とする界磁コイルの製造方法。 - 請求項3に記載の界磁コイルの製造方法において、
前記平角線の前記巻芯と接触する面を除く三面とこの三面を案内する前記ガイドの堀溝との隙間をそれぞれ0.5mm以下としたことを特徴とする界磁コイルの製造方法。 - 請求項3に記載の界磁コイルの製造方法において、
前記平角線を巻回する巻回動作に連動し、前記平角線を案内する前記ガイドは移動せず、前記巻芯が前記巻芯の軸方向に移動することを特徴とする界磁コイルの製造方法。 - 請求項1ないし5のいずれか1つに記載の界磁コイルの製造装置または製造方法により製造した界磁コイル。
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