JPH0247816A - コイル巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、鉄心または型枠にコイル線を巻回するための
コイル巻線機に関する。

（従来の技術） この種のコイル巻線機の一例を第６図に示す。

中空軸状のスプラインシャフト１の中間部には外スプラ
イン１ａが形成されており、このスプラインシャフト１
が挿通されたプーリー２には上記外スプライン１ａに嵌
合する内スプライン（図示せず）が形成されている。そ
のプーリー２は、支持板３に固定されたフランジ４内に
軸受４ａを介して位置されて図示横方向への移動が規制
されていると共に、首振り用モータ５の回転軸に固定さ
れたプーリー６とタイミングベルト７を介して連結され
ている。従って、スプラインシャフト１は軸方向（図示
横方向）に移動自在であると共に、首振り用モータ５の
回転に応じて回転するようになっている。一方、スプラ
インシャフト１の図示右端部は、断面コ字状のスライド
ブロック８が有する玉軸受９の内輪に固定されている。

１０はロータリエンコーダ１１の軸に連結されたプーリ
ーで、これの図示上面には円柱ブロック１２が固定され
ており、その円柱ブロック１２が前記スライドブロック
８の四部に嵌合されている。そして、プーリー１０は往
復動用モータ１３の回転軸に固定されたプーリー１４と
タイミングベルト１５を介して連結されている。従って
、往復動用モータ１３が回転すると、円柱ブロック１２
が円運動し、これに応じてスライドブロック８ひいては
スプラインシャフト１が図示左右方向に往復移動する。

−方、スプラインシャフト１の図示左端には一対のノズ
ル１５ａ、１５ａを備えたコイル線導出部１５が固定さ
れており、スプラインシャフト１内を通過したコイル線
が各ノズル１５ａから導出されるようになっている。こ
こで、前記各モータ５゜１３は図示しない制御装置から
の移動指令に基づいて駆動されるようになっている。つ
まり、制御装置は、複数の目標位置に対応する位置デー
タを予め記憶しており、それらの位置データを例えばタ
イマの設定時間毎に順に各モータ５，１３に出力する。

そして、例えば回転電機の環状固定子鉄心１７を第６図
に二点鎖線で示すように支持板３に設けられた装着ブロ
ック１６に装着してから、制御装置を動作させると、制
御装置は例えば第７図に示すように、まず、目標位置ａ
、ｂ、ｃ、ｄに対応する位置データを順次繰返して各モ
ータ５，１３に出力する。このとき、タイマの設定時間
が十分に長ければ、各モータ５，１３の駆動によりノズ
ル１５ａは目標位置ａ、ｂ、ｃ、ｄを順に移動して固定
子鉄心１７のティース１７ａ、１７ｂを囲んだ移動軌跡
となるから、これによりノズル１５ａから導出されるコ
イル線はそれらティース１７ａ、１７ｂに巻回される。

続いて、制御装置は目標位置ｅ、ｆ、ｇ、ｈに対応する
位置データを各モータ５，１３に順次繰返して出力する
ものであり、これに応じて固定子鉄心１７のティース１
７ｃ、　　１７　ａ、　　１７　ｂ、　　１７　ｄにコ
イル線が巻回される。

さて、コイル線の巻回時間を短縮するにはタイマの設定
時間を短縮することが行なわれる。つまり、タイマの設
定時間を短縮すると、ノズル１５ａが現在向かっている
目標位置に到達する前にタイマがタイムオーバーして、
制御装置がそのタイミングで各モーターに次の目標位置
を与えるから、これによりノズル１５ａは現在向かつて
いる目標位置に到達する前に第７図に二点鎖線で示すよ
うに次の目標位置に向かって進むのである。ここで、各
目標位置ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び目標位置ｅ、ｆ。

ｇ、ｈは巻回対象となる所定のティースを大きく囲んだ
位置にあるから、ノズル１５ａが現在向かっている目標
位置の手前でその進行方向を次の目標位置に変更するこ
とにより、その移動軌跡が本来の経路から短縮されても
、コイル線の巻回に支障を生じることはない。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の従来構成の場合、タイマの設定時間を
過度に短縮した場合、ノズル１５ａは現在向かっている
目標位置から大きく離れた手前の位置でその目標位置を
変更することになるから、ノズルの移動軌跡が本来の経
路と大きく異なって、コイル線を固定子鉄心に確実に巻
回することができなくなる虞がある。

そこで、本発明の目的は、設定時間毎に目標位置を変更
するような構成でありながら、コイル線を鉄心または型
枠に確実に巻回できるコイル巻線機を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のコイル巻線機は、移動指令が与えられるとコイ
ル線導出部を目標位置に向かって移動させる移動手段、
設定時間毎に予め設定された複数の目標位置を順に読出
すと共に読出した目標位置と前記コイル線導出部の現在
位置との間の変位に基づいて移動手段に対して移動指令
を与える制御装置を備えると共に、前記制御装置は、前
記設定時間が経過した時点における前記コイル線導出部
の実際の位置から前記目標位置までの変位距離が所定値
を上回っているときはその変位距離が所定値となるまで
前記移動手段に対する移動指令の送出を拘束するように
したものである。

（作用） 制御装置は、設定時間が経過すると、予め設定された複
数の目標位置のうちから次の目標位置を呼出すと共に、
呼出【また目標位置とコイル線導出部との間の変位に基
づいて移動手段に対して移動指令を与える。これにより
、コイル線導出部は移動手段によって次の目標位置に向
かって移動されるから、コイル線は目標位置に包囲され
た鉄心或は型枠に巻回される。

さて、コイル線の巻回時間を短縮するには、制御装置の
設定時間を短縮する。すると、コイル線導出部が０漂位
置に達する前に設定時間となって次の目標位置が移動手
段に与えられるようになり、これによりコイル線導出部
の移動軌跡が本来の経路から短縮される。しかして、設
定時間を過度に短縮すると、コイル線導出部の現在位置
から目標位置までの変位距離が所定値以内となる前に設
定時間が経過することがある。このような場合、制御手
段はその変位距離が所定値となるまで移動手段に対して
次の目標位置に移動させるための移動指令を移動手段に
送出しないから、コイル線導出部は本来の経路から大き
く外れることがなくなり、以てコイル線を鉄心または型
枠に確実に巻回できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照して
説明する。

第２図において、支持板２１の図示下面にはコ字状の支
持アーム２２が固定されていると共に、それら支持板２
１及び支持アーム２２には、内スプライン（図示せず）
が形成されたブラケット２３．２４が固定されている。

２５は上記ブラケッ）２３，２４に挿通された中空軸状
のスプラインシャフトで、これの中間部に形成されたス
プライン２５ａが各ブラケット２３．２４側の内スプラ
インに嵌合されている。また、スプラインシャフト２５
はプーリー２６に挿通されており６、この挿通状態で外
スプライン２５ａをプーリー２６に形成された内スプラ
イン（図示せず）に嵌合させている。尚、プーリー２６
は図示しない規制部材により上下方向の移動が規制され
ている。そして、上記プーリー２６は、支持板２１に固
定された移動手段たる首振り用サーボモータ２７の回転
軸に固定されたプーリ〜２８及びタイミングベルト２９
を介して連結されている。従って、首振り用サーボモー
タ２７が回転すると、タイミングベルト２９を介してプ
ーリー２６が回転し、これに応じてスプラインシャフト
２５が回転するようになっている。尚、首振り用サーボ
モータ２７にはこれの回転位置を検出するための回転位
置検出器３０が装着されている。

３１は一対の長尺板３１ａ、３１ａから成るスライドブ
ロックで、これには軸受３２が一体に設けられており、
その軸受３２がスプラインシャフト２５の図示下端に連
結されている。また、３３は移動手段たる往復動用サー
ボモータ３４の回転軸に固定された回転板で、これには
円柱ブロック３５が固定されており、その円柱ブロック
３５がスライドブロック３１の長尺板３１ａ間にスライ
ド可能に位置している。従って、往復動用サーボモータ
３４が回転すると円柱ブロック３５が円運動し、これに
応じてスライドブロック３１ひいてはスプラインシャフ
ト２５が上下動するようになっている。尚、往復動用サ
ーボモータ３４（とはこれの回転位置を検出するための
回転位置検出器３６が装着されている。要するに、スプ
ラインシャフト２５は、首振り用サーボモータ２７の回
転に応じて回転すると共に、往復動用サーボモータ３４
の回転に応じて上下動するようになっている。

一方、スプラインシャフト２５の図示上端には一対のノ
ズル３７ａ、３７ａを有したコイル線導出部３７が設け
られており、スプラインシャフト２５内を通過したコイ
ル線がそのノズル３７ａがら引出されるようになってい
る。３８は固定子鉄心装着用基板で、これは、高さ調整
用のスクリューシャフト３９によって基板２１から所定
寸法離間されて位置決めされており、スクリューシャフ
ト３９の回転により基板２１からの高さを調節すること
ができる。

一方、第３図のブロック図は本装置の電気的構成を示し
ている。４０は制御装置で、制御本体部４１、プログラ
ム記憶部４２．タイマ部４３１位置データ記憶部４４及
び入出力部４５から構成されている。ここで、制御本体
部４１はＣＰＵ・を主体として構成されており、これは
、入出力部４５を介して各サーボモータ２７．３４の各
ドライバ４６．４７に移動指令を送出すると共に、各サ
ーボモータ２７．３４に設けられた回転位置検出器３０
．３６からのフィードバック信号に基づいてノズル３７
ａの現在位置を検出するよう、になっている。また、位
置データ記憶部４４にはノズル３７ａの目標位置に対応
する位置データが順に記憶されており、制御本体部４１
からの要求に応じてそれらの位置データを順に制御本体
部４１に与える。プログラム記憶部４２には制御本体部
４１を制御するだめのプログラムが格納されており、制
御本体部４１の要求によりそれらのプログラムを制御本
体部４１に与える。タイマ部４３は計数機能を有するも
ので、制御本体部４１の制御によりリセットされると、
そのタイミングから計数動作を実行してその計数値が設
定値に達したところで制御本体部４１にタイムオーバー
信号を与える。

そして、制御本体部４１は、タイマ部４３からタイムオ
ーバー信号を受取る毎に、位置データ記憶部４４に記憶
されたデータを所定の順に読出して各ドライバ４６．４
７に出力する。つまり、制御本体部４１は、タイマ部４
３の設定時間が十分に大きいときは第４図に示すように
ノズル３７ａを目標位置Ａ、Ｂ、Ｃ（これらの目標位置
に対応するデータが位置データ記憶部４４に順に記憶さ
れているものとする）の順に移動させる。また、タイマ
部４３の設定時間ＴＯを短縮すると、ノズル３７ａの回
転角度及び上下移動量の関係を表わした第４図に二点鎖
線で示すように、ノズル３７ａは目標位置に到達する前
に次の目標位置に向かって進めることができる。ここで
、制御本体部４１は、タイマ部４３からタイムオーバー
信号が出力されるタイミングで、各回転位置検出器３０
，３６からのフィードバック信号に基づいてノズル３７
ａの現在位置から目標位置までの変位距離を検出すると
共に、その変位距離に基づいてノズル３７ａを現在の目
標位置に向かって進行させ続けるか、次の目標位置に向
かって進行させるかを決定するようになっている。

次に上記構成の作用について、制御本体部４１の動作内
容を示すフローチャート（第１図）を参照しながら悦明
する。尚、基板３８には第２図に示すように環状の固定
子鉄心４８が位置決め状態で固定されており、その装着
状態では、位置データ記憶部４４に記憶された位置デー
タは、第５図に示す目標位置ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び目標位
置ｅ。

ｆ、ｇ、ｈに夫々対応している。つまり、目標位置ａ、
ｂ、、ｃ、ｄは固定子鉄心４８のティース４８ａ、４８
ｂを矩形状に囲み、また、目標位置ｅ。

ｆ、ｇ、ｈはティース４８ｃ、４８ａ、４８ｂ。

４８ｄを矩形状に囲んでいる。尚、この場合、ノズル３
７ａは目標位置ａに予め位置されているものとする。

まず、制御本体部４１は、タイマ部４３をリセットする
（ステップＳｔ）。これにより、タイマ部４３はリセッ
トされてから計数動作を開始する。

次に制御本体部４１は、位置データ記憶部４４から目標
位置すに対応するデータを読出すと共に、フィードバッ
ク信号に基づいてノズル３７ａの現在位置を検出する（
ステップＳ２及びＳ３）。そして、制御本体部４１は、
ノズル３７ａの現在位置即ち目標位置ａと目標位置すと
の間の変位を演算して、それらの変位に対応する移動指
令を各ドライバ４６．４７に出力する（ステップＳ４及
びＳ５）。これにより、各サーボモータ２７．３４が駆
動して、ノズル３７ａは目標位置ａから目標位置すに向
かって移動する。つまり、ノズル３７ａは固定子鉄心４
８のティース４８ａ、４８ａ間を移動し、これに伴って
ノズル３７ａから図示しないコイル線が目標位置ａから
目標位置すにかけて導出される。次に、制御本体部４１
は、タイマ部４３がタイムオーバーするまで待機してか
ら（ステップＳ８）、タイマ部４３がタイムオーバーし
たタイミングで、ノズル３７ａの現在位置を検出すると
共にその現在位置から目標位置すまでの変位距離を演算
する（ステップＳ７及びＳ８）。

そして、制御本体部４１は、ステップＳ９において演算
した変位距離が所定値以内であるか否かを判定する。こ
のとき、タイマ部４３の設定時間が十分に大きい場合、
タイマ部４３がタイムオーバーしたときにはノズル３７
ａは既に目標位置ａから目標位置すに達しているから、
制御本体部４１は、ステップＳ９において「ＹＥＳ」と
判定してステップＳｌに戻り、タイマ部４３をリセット
すると共に、上述と同様にして各ドライバ４６，４７に
次の目標位置Ｃに対応する位置データを出力する。この
ようにしてタイマ部４３がタイムオーバーする毎に、ノ
ズル３７ａは進行する目標位置を目標位置ａ、ｂ、ｃ、
ｄと順に繰返して変化するから、ノズル３７ａは目標位
置ａ、ｂ、ｃ、ｄの順に移動し、この結果、固定子鉄心
４８のティース４８ａ、４８ｂにはノズル３７ａから導
出されたコイル線が巻回される。そして、固定子鉄心４
８のティース４８ａ、４８ｂに対するコイル線の巻回が
終了すると、制御本体部４１は、目標位置ｅ、ｆ、ｇ、
ｈに対応する位置データを位置データ記憶部４４から読
出して各ドライバ４６，４７に与え、これにより、ノズ
ル３７ａは目標位置ｅ、ｆ、ｇ、ｈを順に移動するから
、コイル線が固定子鉄心４８のティース４８ｃ、４８ａ
、４８ｂ、４８ｄに巻回される。

さて、固定子鉄心４８の所定のティースに対するコイル
線の巻回時間を短縮するには、タイマ部４３の設定時間
を短くする。つまり、タイマ部４３の設定時間を短縮す
ると、これに応じてタイマ部４３がタイムオーバーする
タイミングが徐々に早まるから、ノズル３７ａは現在向
かっている目標位置に達する前に次の目標位置にその方
向を変更するようになり、この結果、ノズル３７ａの移
動軌跡が本来の経路から短縮して固定子鉄心４８に対す
るコイル線の巻回時間が短縮されるのである。この場合
、ノズル３７ａの移動軌跡が本来の経路よりも少々短縮
したとしても、本来の経路は固定子鉄心４８の巻回対象
となるティースを太きく囲んでいるから、コイル線の巻
回に支障を生じるものではなく、これにより、コイル線
の巻回時間の短縮を図りながら、コイル線を確実に固定
子鉄心４８の所定のティースに巻回することができるの
である。

さて、コイル線の巻回時間を短縮しようとして、タイマ
部４３の設定時間を過度に短縮した場合、タイマ部４３
がタイムオーバーするタイミングが進んで、ノズル３７
ａは目標位置を早めに変更するようになる。このように
ノズル３７ａが目標位置に到達するよりも大きく離れた
手前の位置でその方向を次の目標位置に変更してしまう
と、ノズル３７ａの移動軌跡が本来の経路から大きく外
れて、コイル線を固定子鉄心４８に確実に巻回すること
ができなくなる。しかしながら、本実施例の場合、タイ
マ部４３の設定時間を過度に短縮した場合であっても、
次の理由によりコイル線を固定子鉄心４８の所定のティ
ースに確実に巻回することができる。つまり、タイマ部
４３がタイムオーバーしたタイミングのときに、ノズル
３７ａの現在位置から目標位置までの変位距離が所定値
以上のときは、制御本体部４１は、ステップＳ９におい
てｒＮＯＪと判断して、ステップＳ７に戻り、変位距離
が所定値となるまで待機する。要するに、制御本体部４
１は、タイマ部４３がタイムオーバーしたときのノズル
３７ａの現在位置から目標位置までの変位距離が所定値
を上回っているときは、その値が所定値となるまで次の
目標位置に対応した位置データを各ドライバ４６．４７
に送出することか拘束されているのである。この結果、
タイマ部４３の設定時間を過度に短くした場合であって
も、ノズル３７ａが現在向かっている目標位置から次の
目標位置にその進行方向を変更するのは、タイマがタイ
ムオーバーしたタイミングではなく、ノズル３７ａが目
標位置から所定距離だけ手前となるタイミングまで延長
される。従って、ノズル３７ａは目標位置すから所定距
離まで接近したところで次の目標位置に向かって進むか
ら、ノズル３７ａの移動軌跡は目標位置ａ、ｂ、ｃ、ｄ
を結ぶ本来の経路から大きく外れることはない。この結
果、コイル線を確実に固定子鉄心４８の例えばティース
４８ａ、４８ｂに巻回することができる。

上記構成のものによれば、タイマ部４３の設定時間を短
縮することにより、ノズル３７ａの移動時間の短縮化を
図って、固定子鉄心４８に対するコイル線の巻回時間の
短縮を図ることができる。

しかも、タイマ部４３がタイムオーバーしたときに、ノ
ズル３７ａの現在位置から目標位置までの変位距離が所
定値以上のときは、その変位距離が所定値となるまでノ
ズル３７ａの進行方向を変更しないようにしたから、タ
イマ部４３の設定時間を過度に短縮した場合であっても
、ノズル３７ａを本来の経路から大きく外れることなく
移動することができる。従って、タイマの設定時間を過
度に短縮し過ぎてしまうと、コイル線を固定子鉄心に確
実に巻回することができない従来例に比べて、タイマ部
４３の設定時間を過度に短縮した場合であっても、コイ
ル線を確実に固定子鉄心４８に巻回することができる。

また、上記実施例では、首振り用モータ２７及び往復動
用モータ３４を同時に駆動制御して、ノズル３７ａを斜
め方向に移動できるようにしたから、第５図に示すよう
に固定子鉄心４８がスキュー角度を有する場合であって
も、コイル線を確実に固定子鉄心４８に巻回することが
できる。

更に、上記実施例では、固定子装着用基板３８の高さ位
置をスクリューシャフト３９の回転によって調整するよ
うにしたから、固定子鉄心の高さ寸法が変更した場合で
あっても、それに対Ｉ、て早急に対処することができる
。

尚、上記実施例では、固定子鉄心の所定のティースにコ
イル線を巻回するために、そのティースを矩形状に大き
く囲む４箇所の位置を目標位置として設定したが、その
目標位置の設定箇所としては任意の箇所に設定すればよ
い。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定
されることなく、例えばトランスの型枠に巻回する場合
に適用してもよい等、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更して実施できる。

［発明の効果］ 本発明は、以上の記述から明らかなように、移動指令が
与えられるとコイル線導出部を目標位置に向かって移動
させる移動手段、設定時間毎に予め設定された複数の目
標位置を順に読出すと共に読出した目標位置と前記コイ
ル線導出部の現在位置との間の変位に基づいて移動手段
に対して移動指令を与える制御装置を備えると共に、前
記制御装置は、設定時間が経過した時点における前記コ
イル線導出部の実際の位置から前記目標位置までの変位
距離が所定値を上回っているときはその変位距離が所定
値となるまで前記移動手段に対する移動指令の送出を拘
束するようにしたから、設定時間を過度に短縮した場合
であっても、コイル線導出部の移動軌跡は本来の経路か
ら大きく外れることはない。従って、設定時間毎に目標
位置を変更するような構成でありながら、コイル線を鉄
心または型枠に確実に巻回できるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すものであり
、第１図は制御本体部の制御内容を示すフローチャート
、第２図は全体の断面図、第３図は電気的構成を示すブ
ロック図、第４図はノズルの移動軌跡を説明するための
図、第５図は固定子鉄心に対するノズルの移動軌跡を説
明するための図であり、また、第６図及び第７図は従来
例を示す夫々第２図及び第５図相当図である。 図中、２５はスプラインシャフト、２７は首振り用サー
ボモータ（移動手段）、３４は往復動用サーボモータ（
移動手段）、３７はコイル線導出部、３７ａはノズル、
４０は制御装置、４１は制御本体部、４３はタイマ部、
４４は位置データ記憶部である。 代理人　弁理士　　則　近　　憲　右 第 図 萌 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．コイル線を導出するコイル線導出部の移動によりそ
   のコイル線を鉄心または型枠に巻回するものであって、
   移動指令が与えられると前記コイル線導出部を目標位置
   に向かって移動させる移動手段と、設定時間毎に予め設
   定された複数の目標位置を順に読出すと共に読出した目
   標位置と前記移動手段の現在位置との間の変位に基づい
   て移動手段に対して前記移動指令を与える制御装置とを
   備えたコイル巻線機において、前記制御装置は、前記設
   定時間が経過した時点における前記コイル線導出部の実
   際の位置から前記目標位置までの変位距離が所定値を上
   回っているときはその変位距離が所定値となるまで前記
   移動手段に対する移動指令の送出を拘束するように構成
   されていることを特徴とするコイル巻線機。