JP6002520B2 - 巻線機用ガイドローラ - Google Patents

Description

本発明は、２段に重ねて配置された複数の平角線の集合体を被ガイド線束として、該被ガイド線束を一括して巻枠の外周に巻き付けることにより複数の巻線を並列巻きする巻線機において、被ガイド線束をガイドするために用いるガイドローラに関するものである。

変圧器等の電気機器の巻線を巻回する巻線機においては、特許文献１に示されているように、回転している巻枠の軸線方向に移動するガイドローラを設けて、巻線を構成する導体をガイドローラによりガイドしつつ巻枠に供給して、巻枠の外周に巻線を巻回するようにしている。

変圧器の巻線を巻回する際には、２段に重ねて配置された複数の平角線からなる平角線の集合体を被ガイド線束として、この被ガイド線束を一括してガイドローラによりガイドすることにより、巻枠に複数の平角線を並列巻することが行われる。図４は、複数の平角線の集合体を被ガイド線束として、この被ガイド線束を一括して巻枠に巻回する巻線機の要部の構成を概略的に示したもので、同図において１は図示しない駆動装置により回転駆動される巻枠、２は図示しないトラバース機構により巻枠１の軸線方向に移動させられるガイドローラである。図４に示した例では、互いに平行に添わせて配置された２本の平角線３ａ，３ａからなる平角線対を上下２段に重ねて配置した構成を有する４本の平角線の集合体を被ガイド線束３として、この被ガイド線束をガイドローラ２により一括してガイドしつつ巻枠１に供給して、ガイドローラの移動により、被ガイド線束３を、その幅寸法Ｗに等しいずらし寸法だけ巻枠の軸線方向にピッチをずらしながら巻枠１の外周に巻き付けて、４本の平角線を並列巻きするようにしている。

なお、ガイドローラ２は、トラバース機構の後方に（巻枠１と反対側に）固定された状態で（トラバースしない状態で）設けられることもある。この場合には、ガイドローラ２によりガイドされた被ガイド線束を、例えば、トラバース機構に設けられた集束装置に導入して、該集束装置により被ガイド線束を巻枠の軸線方向にトラバース（移動）させる。

図５（Ａ）ないし（Ｃ）は、従来の巻線機に用いられていたガイドローラ２を示したものである。このガイドローラ２は、円筒状の胴部２０１と、胴部２０１の軸線方向の両端にそれぞれ設けられた一対のつば部２０２，２０２とからなっていて、被ガイド線束３の走行方向と交差する方向に軸線を向けて配置される支持軸５に軸受けを介して回転自在に支持されている。図５（Ａ）ないし（Ｃ）において、矢印Ｘは、被ガイド線束３の走行方向を示している。

特開２００８−７１９８３号公報

従来の巻線機で用いられていたガイドローラは、そのつば部２０２のガイド面が回転中心軸線に対して直交する平面からなっていたため、図５（Ｂ）に鎖線で示したように、被ガイド線束３の入線角θが０でない場合に、ガイドローラ２のガイド入口部（入線後最初につば部に接する部分）α及びガイド出口部（入線後最後につば部に接する部分）βでガイドローラのつば部２０２から被ガイド線束３に、該線束を捩る方向の力が加わる。つば部２０２が円形であることから、図５（Ａ）に示されているように、被ガイド線束３がガイドローラによりガイドされる過程でつば部２０２が被ガイド線束の上段の平角線をガイドする距離（ガイド距離）ｄ1と、つば部２０２が被ガイド線束の下段の平角線をガイドする距離ｄ2とが異なるため、上記のように被ガイド線束に捩り力が作用すると、上下の平角線の位置がずれて、巻線に乱れが生じたり、平角線が傷ついて巻線の品質を低下させたりするおそれがある。

本発明の目的は、入線角がついた被ガイド線束をガイドする際に、ガイド入口部及びガイド出口部で被ガイド線束に捩り力が作用するのを防ぐことができるようにした巻線機用ガイドローラを提供することにある。

本発明は、２段に重ねて配置された複数の平角線からなっていて横断面が矩形状を呈する平角線の集合体を被ガイド線束として、被ガイド線束を巻枠に向けてガイドする巻線機用ガイドローラを対象とする。

本発明に係るガイドローラは、被ガイド線束の走行方向と交差する方向に軸線を向けて配置される支持軸と、支持軸に回転自在に支持されて被ガイド線束に接して回転させられるローラと、被ガイド線束を通過させるための隙間を介してローラの軸線方向に対向するガイド面を有し、ローラの軸線方向の一端側及び他端側にそれぞれ配置されて支持軸に固定された一対のつばガイドとを備えている。各つばガイドのガイド面は、ローラの軸線を含む一平面に沿って直線的に延びる稜線を有する頂部と、頂部の両側にそれぞれ形成されていて、頂部から離れるに従って他方のつばガイドから遠ざかっていくように傾斜した傾斜面とを備えた山状部分を有する形状に形成されている。一対のつばガイドは、それぞれのガイド面の山状部分の頂部どうし及び傾斜面どうしをローラの軸線方向に対向させた状態で配置されていて、一対のつばガイドのガイド面の間に受入れた被ガイド線束を、ローラに接触させるとともに、一対のつばガイドのガイド面の頂部に接触させてガイドするように構成されている。

上記のように構成すると、ローラを回転させながら一対の固定されたつばガイドのガイド面の間を通過する被ガイド線束は、つばガイドのガイド面の山状部分の頂部のみに接触してガイドされ、ガイドローラへの入口及びガイドローラからの出口ではガイド面に接触しないため、被ガイド線束に入線角がついた場合でも、被ガイド線束に捩り力を加えることなくガイドすることができる。従って、被ガイド線束を構成している上下の平角線の位置がずれて巻線の乱れが生じたり、平角線が傷ついたりするおそれをなくすことができる。

本発明の好ましい態様では、各つばガイドのガイド面に、山状部分が１８０度間隔で一対形成されている。

上記のように構成すると、ガイドローラのつばガイド部のガイド面が上下対称な形状になるため、被ガイド線束を、下方からガイドローラのつばガイドの間に受入れてガイドすることも、上方からガイドローラのつばガイドの間に受入れてガイドすることもできる。

なお各つばガイドのガイド面の山状部分は、必ずしも１８０度間隔で一対設ける必要はなく、各つばガイドのガイド面に、山状部分を一つだけ形成するようにしてもよい。

本発明の好ましい態様では、一対のつばガイドに、ローラの軸線方向に延びるローラ受入れ孔が設けられる。この場合、一対のつばガイドは、上記ローラ受入れ孔内にローラの軸線方向端部を回転自在に受入れた状態で配置されて、それぞれに個別に設けられた固定具により前記支持軸に固定される。

本発明によれば、各つばガイドのガイド面の形状を、ローラの軸線を含む一平面に沿って直線的に延びる稜線を有する頂部と、頂部の両側にそれぞれ形成されていて、頂部から離れるに従って他方のつばガイドから遠ざかっていくように傾斜した傾斜面とを備えた山状部分を有する形状として、被ガイド線束が固定されたつばガイドのガイド面の山状部分の頂部のみに接触してガイドされ、ガイドローラへの入口及びガイドローラからの出口では被ガイド線束がガイド面に接触しないようにしたため、ガイドローラに入線する被ガイド線束に入線角がついた場合でも、被ガイド線束に捩り力を加えることなくガイドすることができ、被ガイド線束に入線角がついた場合に被ガイド線束を構成している上下の平角線の位置がずれて巻線の乱れが生じたり、平角線が傷ついたりするおそれをなくすことができる。

（Ａ）は本発明に係るガイドローラの一実施形態を示した斜視図、（Ｂ）は同ガイドローラの下面図である。 （Ａ）は本発明に係るガイドローラの一実施形態を示した側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図１及び図２に示されたガイドローラの分解斜視図である。 巻線機の要部の構成を概略的に示した上面図である。 （Ａ）は従来のガイドローラを被ガイド線束とともに示した正面図、（Ｂ）は従来のガイドローラを被ガイド線束とともに示した上面図、（Ｃ）は同ガイドローラの斜視図である。

以下図１乃至図３を参照して、本発明に係るガイドローラの実施形態を説明する。図１ないし図３においては、本実施形態のガイドローラを符号１１で示している。ガイドローラ１１は、被ガイド線束３の走行方向Ｘと交差する方向（被ガイド線束に入線角がつかない場合には走行方向Ｘと直交する方向）に軸線を向けて配置される支持軸１２と、支持軸１２に回転自在に支持されたローラ１３と、ローラ１３の軸線方向の一端側及び他端側にそれぞれ配置されて、支持軸１２に固定された環状の一対のつばガイド１４，１４とからなっている。

図示のローラ１３は、円筒形に形成されていて、支持軸１２の外周にゆるく嵌合され た状態で、支持軸１２の軸線方向に間隔をあけて配置された一対の軸受け１６，１６により、支持軸１２の長手方向のほぼ中央部の外周に回転自在に支持されている。

つばガイド１４，１４はそれぞれ、支持軸１２の軸線方向に延びるローラ受入れ孔１４ａ，１４ａを軸心部に有し、それぞれの軸線方向の一端に同形状のガイド面Ｇを有している。つばガイド１４，１４は、それぞれのガイド面Ｇ，Ｇを支持軸１２の軸線方向に対向させ、かつローラ受入れ孔１４ａ，１４ａ内にそれぞれローラ１３の軸線方向の一端及び他端を受け入れた状態で配置されて、それぞれに対して個別に設けられた固定具１５，１５により支持軸１２に固定されている。

各つばガイド１４を支持軸１２に固定する固定具１５は、支持軸１２の外周に嵌合された筒状部１５ａと、筒状部１５ａの軸線方向の一端に設けられたフランジ部１５ｂとを一体に有する部材からなっていて、そのフランジ部１５ｂがつばガイド１４のガイド面Ｇと反対側の面にネジ１７（図２Ａ参照）により固定されている。固定具１５は、その筒状部１５ａと支持軸１２とに設けられたキー溝に挿入されたキー１８により支持軸１２に対して回り止めが図られた状態で、筒状部１５ａを貫通した止めネジ１９により支持軸１２に固定されている。なお一対のつばガイド１４，１４をそれぞれ支持軸１２に固定する固定具１５，１５は全く同一の構造を有するものでなくても良く、対応するつばガイドを支持軸に固定する機能を有していればよい。

ローラ１３の軸線方向の一端側に設けられた一方のつばガイド１４の内側には、ローラ１３を支持する一方の軸受け１６の内輪を押えるリング２０が挿入されている。ローラ１３を支持する他方の軸受け１６の内輪は、支持軸１２の外周に形成された段部１２ｂ（図３参照）に突き当てられて位置決めされている。

各つばガイド１４に設けられたガイド面Ｇは、ローラ１３の軸線を含む一平面に沿って直線的に延びる稜線を有する頂部ｅと、頂部ｅの両側にそれぞれ形成されていて、各つばガイドの周方向に沿って頂部ｅから離れるに従って他方のつばガイドから遠ざかっていくように傾斜するとともに、各つばガイドのガイド面Ｇの径方向の内側から外側に向うに従って他方のつばガイドから遠ざかっていくように傾斜した傾斜面（裾野部）ｓとを備えた山状部分ｍを有する形状に形成されている。本実施形態では、各つばガイド１４のガイド面Ｇに、山状部分ｍが１８０度間隔で１対形成されていて、各つばガイドのガイド面Ｇが上下対称な形状を呈するように形成されている。一対のつばガイド１４，１４は、それぞれのガイド面Ｇの山状部分ｍの頂部ｅどうし及び傾斜面ｓどうしをローラ１３の軸線方向に対向させた状態で配置されている。

図示のガイドローラ１１は、支持軸１２の先端に設けられたネジ部１２ａを巻線機のガイドローラ取付け部に設けられたネジ穴にねじ込むことにより巻線機に取り付けられる。ガイドローラ１１は、その一対のつばガイド１４，１４のガイド面Ｇ，Ｇの間に受入れた被ガイド線束３をローラ１３に接触させるとともに、一対のつばガイド１４，１４のガイド面Ｇの頂部ｅに接触させて巻枠に向けてガイドする。

なお図示の例では、支持軸１２を巻線機のガイドローラ取付け部に片持ちで支持するようにしているが、支持軸１２の両端をトラバース機構のガイドローラ取付け部に支持するようにすることもできる。

なおガイドローラ１１は、巻線機のトラバース機構に取り付けられて、巻線を行う際に巻枠の軸線方向にトラバースするように設けられてもよく、トラバース機構の後方（巻枠と反対側）に固定された状態で設けられても良い。ガイドローラ１１をトラバース機構の後方に固定した状態で配置する場合には、ガイドローラ１１によりガイドされた被ガイド線束を、例えばトラバース機構に設けられた集束装置に導入して、該集束装置により被ガイド線束を巻枠の軸線方向にトラバースさせる。

本実施形態のようにガイドローラ１１を構成すると、被ガイド線束３は、図１（Ｂ）に示されているように、固定されたつばガイド１４，１４のガイド面Ｇ，Ｇの山状部分の頂部ｅ，ｅのみに線接触に近い形で接触してガイドされ、ガイドローラ１１への入口部α及びガイドローラからの出口部βでは被ガイド線束３がガイド面Ｇに接触しないため、被ガイド線束３に入線角がついた場合でも、被ガイド線束３に捩り力が加わることがない。従って、巻線機のトラバース機構に本実施形態のガイドローラを用いれば、被ガイド線束３を構成している上下の平角線の位置がずれて巻線の乱れが生じたり、平角線が傷ついたりするおそれをなくすことができる。

上記の実施形態では、各つばガイド１４のガイド面Ｇに、山状部分ｍを１８０度間隔で一対形成して、ガイドローラのつばガイド部のガイド面を上下対称な形状にしたため、被ガイド線束３を、下方からガイドローラ１１のつばガイド１４，１４の間に挿入してガイドさせることも、被ガイド線束３を上方からガイドローラのつばガイド１４，１４の間に挿入してガイドさせることもできる。しかしながら本発明はこのように構成する場合に限定されるものではなく、各つばガイド１４のガイド面Ｇに山状部分ｍを一つだけ設けて、山状部分ｍが設けられている側でのみ被ガイド線束３をガイドするようにしても良い。例えば、上記の実施形態のように、つばガイド１４，１４の間に下方から被ガイド線束３を挿入してガイドさせる場合には、つばガイド１４，１４のガイド面Ｇ，Ｇの下半部のみにローラ１３の軸線方向に対向する山状部分ｍを設けるようにしても良い。

上記の実施形態では、被ガイド線束３が４本の平角線の束により構成されているが、本発明に係るガイドローラがガイドする被ガイド線束は上記実施形態で示したものに限定されない。例えば、２本の平角線を上下に重ねて配置することにより構成した被ガイド線束をガイドする場合にも本発明を適用することができる。

上記の実施形態では、つばガイド１４，１４が円環状に形成されているが、つばガイド１４，１４は支持軸に固定された状態で設けられるものであって、回転するものではないので、各つばガイドの輪郭形状は任意である。

本発明は、複数本の平角線の束からなる被ガイド線束をガイドするガイドローラを備えた巻線機に広く適用することができる。巻線機が巻回する巻線の用途は問わない。

１１ ガイドローラ
１２ 支持軸
１３ ローラ
１４ つばガイド
１５ つばガイドを支持軸に固定する固定具
Ｇ つばガイドのガイド面
ｅ 頂部
ｓ 傾斜面
ｍ 山状部分

Claims (4)

1. ２段に重ねて配置された複数の平角線からなっていて横断面が矩形状を呈する平角線の集合体を被ガイド線束として、前記被ガイド線束を巻枠に向けてガイドする巻線機用ガイドローラにおいて、
   前記被ガイド線束の走行方向と交差する方向に軸線を向けて配置される支持軸と、
   前記支持軸に回転自在に支持されて前記被ガイド線束に接して回転させられるローラと、
   前記被ガイド線束を通過させるための隙間を介して前記ローラの軸線方向に対向するガイド面を有し、前記ローラの軸線方向の一端側及び他端側にそれぞれ配置されて前記支持軸に固定された一対のつばガイドと、
   を具備し、
   各つばガイドのガイド面は、前記ローラの軸線を含む一平面に沿って直線的に延びる稜線を有する頂部と、前記頂部の両側にそれぞれ形成されていて、前記頂部から離れるに従って他方のつばガイドから遠ざかっていくように傾斜した傾斜面とを備えた山状部分を有する形状に形成され、
   前記一対のつばガイドは、それぞれのガイド面の山状部分の頂部どうし及び傾斜面どうしを前記ローラの軸線方向に対向させた状態で配置され、
   前記一対のつばガイドのガイド面の間に受入れた被ガイド線束を、前記ローラに接触させるとともに、前記一対のつばガイドのガイド面の頂部に接触させてガイドするように構成されていること、
   を特徴とする巻線機用ガイドローラ。
2. 前記各つばガイドのガイド面には、前記山状部分が１８０度間隔で一対形成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻線機用ガイドローラ。
3. 前記各つばガイドのガイド面には、前記山状部分が一つだけ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻線機用ガイドローラ。
4. 前記一対のつばガイドには前記ローラの軸線方向に延びるローラ受入れ孔が設けられ、
   前記一対のつばガイドは、前記ローラ受入れ孔内に前記ローラの軸線方向端部を回転自在に受入れた状態で配置されて、それぞれに個別に設けられた固定具により前記支持軸に固定されていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の巻線機用ガイドローラ。

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