JPH0532980B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコイル巻き作業に用いる方法および機
械に関するもので、特に電動機等の回転電気機械
の磁気鉄心に設置する巻線を巻く作業に有益な方
法および機械に関するものである。

巻線機および巻線法に関しては既にさまざまな
特許発明が存在しており、実際に製造されている
機械も大なり小なりこれらの特許発明の内容と呼
応するものである。この種の特許発明としては、
たとえば米国特許第3557432号や同第3625261号を
あげることができる。

そしてこれらの特許において開示されている機
械を使用してみると、固定子鉄心の積厚（軸方向
の寸法）の異なるのに応じて、そのような種々の
積厚の鉄心に適したサイズあるいは長さのコイル
を巻き上げることのできるように調節可能な構造
になつていると非常に好都合であることがわか
る。

現実に一定範囲内の積厚の鉄心に適したコイル
を巻くことのできるようにしたコイルサイズの調
節が可能な巻線機が開発されているが、現在のと
ころ調節可能な範囲が限定されている。その理由
の一つは巻線機のコイル巻型、コイル収容機構お
よび導線供給機構相互間の位置関係が偏心的であ
つて、鉄心の積厚の相違に応じて行う巻線機の調
節の範囲が一定限定を超えると偏心関係が悪化す
る。たとえば鉄心の積厚が大きいのでそれに応じ
て巻線のコイル辺の長さを大きくとろうとすれ
ば、コイル巻型と導線供給器との間の偏心関係を
より大きく設定しなければならなくなる。その結
果巻線速度をする必要が生じてくる。巻線機にお
いては巻型の一部をコイル収容機構と整合状態に
配置する必要があるので、上に述べたような偏心
関係は避けることのできないものだと考えられて
きた。従つて巻線法および巻線機としては、巻型
と導線供給器とを同心関係に維持し、かつ巻型の
少なくとも一部とコイル収容機構と定められた整
合状態に保ちながらも、巻型によるコイル巻きサ
イズを最大限に調節できる構成のものであれば非
常に好都合である。

最近では巻型上でコイルを巻き上げつつ、既に
巻かれたコイルを巻型からコイル収容機構に送り
出して行く巻線法やコイル機（shedder winder
と呼ばれている）が開発されている。たとえば米
国特許明細書第3510939号、同第3579818号、同第
35222650号、同第3742596号、同第3579791号に開
示されている技術がその例である。このタイプの
巻線機や巻線法を改良して、巻型と導線供給器と
しての巻上フライヤとを同心的に配置すると共
に、巻型がフライヤ・アームの回転路の範囲内で
可能な最大距離まで分散拡大した場合でも、巻型
の少なくとも一部がコイル収容機構と整合状態に
あるようにした構造のものが開発されている。

コイルの巻上げと送り出しとを同時に行う上述
の巻線機では、コイル収容装置と、巻型の構成部
品の少なくとも一つとが相互に入れ子式にはまり
合つた状態になければならないので、コイル収容
装置と巻型とを整合関係に配置および保持するこ
とは極めて重要な要件である。

上掲の一連の米国特許に開示されている巻線機
では、一つまたはそれ以上のコイル収容機構を備
えており、各収容機構には複数のコイル収容ギヤ
ツプまたはスロツトが設けてある。あるコイルの
巻上げ作業中には、巻き上げられたコイルターン
があらかじめ定められた二つのコイル収容ギヤツ
プ内に移動する。これらの一対のコイル収容ギヤ
ツプは、固定子鉄心内のあらかじめ定められた二
本のスロツトに対応するもので、一つのコイルと
他のコイルの間のコイル間接続線が間違つたギヤ
ツプに入り込むと、コイルが鉄心のスロツト内に
軸方向に挿入される際にそのコイル間接続線はほ
ぼ例外なく切れてしまう。このようなことは巻線
速度が速くなればなる程やつかいな問題となる。
そこでこの問題を解決するためには、巻線機の構
成部品間の相互動作の精度を高め、構成部品のみ
ならず巻線法をも改良して、コイル巻型とコイル
収容機構とが一定の時点で一定の方法で相互に軸
方向に移動できるように構成し、それによつてコ
イル間接続線の誤配置を解消できるようにするる
ことが望まれる。

そこで本発明の目的は、コイル巻線の構成部分
を相互に一定の幾何学的な配置関係に保ちながら
迅速かつ正確に相対的に動かすことができるよう
に構成したコイル巻線法およびコイル巻線機を提
供することである。

本発明のさらに別の目的は、巻型と導線供給器
とを同心関係に保ち、かつ巻型の少なくと一部と
コイル収容機構とを所定の整合状態に保ちなが
ら、巻型の構成部品間のの間隔を調節できるよう
にしたコイル巻線機およびコイル巻線法を提供す
ることである。

本発明について簡単に説明すると、先ず本発明
の方法を実施する好ましい前提条件として、回転
中の導線供給器たとえば巻上フライヤ位置を連続
的かつ正確に監視し、その巻上フライヤの位置を
正確に指示する信号が発せられる場合において、
この信号に応答して巻線機の二大機構であるコイ
ル巻型とフライヤの相対的運動を制御する。この
ような相対的運動は回転中のフライヤの一定の回
転範囲においてのみ開始され、コイル間接続がコ
イル収容機構に関して一定の位置にある間に実施
されるものとするる。そして本発明の方法では、
巻型の構成部品をある定められた幾何学的中心か
ら等距離だけ移動させると、巻型を取付けた巻上
ヘツドとコイル収容機構とが相対的に動いて、少
なくとも一つの巻型部品とコイル収容機構とが所
定の整合関係に保たれる。

本発明に係る巻線機には、巻型の構成部分をあ
らかじめ定められた軸に同心関係に保ちつつ、相
互に逆方向に移動させて位置を調節するための機
構や巻型の少なくとも一つの構成部分とコイル収
容機構とを所定の整合状態に維持するための機構
が組込んである。特に、巻型の構成部分を相互に
相対的に動かすために両端部に右ネジと左ネジが
切つてある調節ネジを使用する。

以下、本発明の方法を実施するための機械につ
いて説明する。まず第１図を参照して、この機械
は明細書の冒頭でも述べたように、コイル巻型
と、コイル作業中コイル巻型に関して相対的に回
転する導線供給器（フライヤ）とをできる限り同
心的に保持することが望ましいのであるが、コイ
ル巻型は他方でコイル収容機構と整合した状態に
保持する必要があることに留意すべきである。こ
こにいう“整合”とは、一線上の“整列”をいう
のではなく、一対の巻型構成部分の一方と、コイ
ル収容機構の何本かのブレードとが空間的に対応
する（好ましくは入れ子式にはまり込んだ状態と
なる）ことにより、前記一方の構成部分からコイ
ルを受け取つて引掛け支持するための位置整合関
係をいう。（以下、コイル型とコイル収容機構と
の間における“整合”とはこのような関係を指す
ものとする。）一般に、コイル収容機構は固定も
しくは規定の軌跡を通つて（すなわち、コンベア
やターンテーブルによつて）しか移動しないた
め、巻型とフライヤの同軸中心が定位置であれ
ば、一対の巻型部分の間隔が変わると前記コイル
収容機構との整合状態は概して維持できなくな
る。このため、上の条件を満たすことははなはだ
困難である。特に、コイル巻きとコイルの送出し
とを同時的に行うタイプの巻線機では、コイル収
容機構が巻型の一部に入れ子式にはまり込むの
で、上の条件を満たすことがさらに困難となる。
しかし同じ問題は、一連のコイル群を巻型上に完
全に巻き上げてからコイル収容機構に移し変える
タイプの巻線機でも生じる。

従来の巻線機では、鉄心の積厚が異なるに応じ
てサイズの異なるコイルを巻き上げようとする場
合には、巻型の構成部分（巻型部分）を反対向き
に相対的に動かし、それによつて巻型と導線供給
器（フライヤ）とを同心関係に保つようになつて
いる。しかしそのような巻線機であつても、巻型
からコイルを取り外すためには手動式のコイル移
送装置を用いる必要がある。我々の知る限りで
は、巻き上つたコイルをコイル収容機構またはコ
イル移送機構（これは巻き上つたコイルを巻型か
らコイル収容機構に移し変えるのに用いる）に直
接自動的に移し入れることのできる巻線機であつ
ても、巻型と巻線供給器（フライヤ）とを所定の
同心関係に保持できるのは見当らない。

第１〜３図に示す巻線機の構成によれば、巻型
と導線供給器としてのフライヤとの中心合せを行
うことも、巻型とコイル収容機構とをあらかじめ
定められた整合関係に保つことができる。その結
果、巻型上で異なる径のコイルを巻き上げる場合
でも、フライヤから繰出される導線にはぼぼ一定
の張力が加えられる。これは高速での巻線作業に
際しては特に重要なことである。

第１図において、巻上ヘツド１７７は一対のガ
イド・ロツド上に設置してある（ただし第１図に
はそのうちの一本しかみえない）。第１図に図示
の機械では、コイル巻型１７９を構成する巻型部
分の間隔を自動的に変更することができ、しかも
同時に巻型１７９とフライヤ１８１とを同心関係
に保ち、また巻型１７９の構成部品とコイル収容
機構１８２とを所定の整合関係に維持することが
できる。そこでこの機械には、巻型の少なくとも
二つの部品１８３，１８４を等距離だけ反対方向
に移動させて両者の間隔を調節するための機構お
よび巻型とコイル収容機構の位置関係を相対的に
調節するための機構が組込んである。

参照符号１８６で示す調節ネジの一方の端部に
は右ネジが、他方の端部には左ネジがそれぞれ切
つてあり、このネジ１８６は巻型部分１８３，１
８４にねじ入れてある。従つて調節ネジ１８６を
一方向にまわすと巻型部分１８３、１８４が互に
接近し、反対向きにまわすと互いに離れる方向に
動く。可逆モータ１８７の出力軸にはギヤ１９３
が取付けてあり、このギヤ１９３に溶接等によつ
て駆動ネジ１８８が固着してある。駆動ネジ１８
８のリードは調節ネジ１８６のリードと等しい。
モータ１８７の回転に応じて駆動ネジ１８８が回
転すると、巻上ヘツド１７７が支持枠１７８に沿
つて左右に駆動される。モータ１８７は適当な制
御回路を通じて空気シリンダ１８９と連動させて
あり、スプライン軸１９１が前進（突出）して調
節ネジ１８６の頭部１９２に接している場合に限
つてモータ１８７を始動させることができる。そ
のような状態の時にモータ１８７を始動すると、
駆動ネジ１８８が時計方向または反時計方向に一
定量だけ回転する。

モータ１８７のギヤ１９３はスプライン軸１９
１にはめ入れた別のギヤ１９４とかみ合つてい
る。そしてスプライン軸１９１はギヤ１９４と共
に回転する。駆動ネジ１８８と調節ネジ１８６の
リードが同一であるので、ギヤ１９３、１９４の
歯数も等しくして駆動ネジ１８８と調節ネジ１８
６の回転比が１：１になるように構成してある。
また、もし駆動ネジ１８８が右ネジであれば、調
節ネジ１８６のうちで前部巻型部分１８３にねじ
入れられる端部のネジは左ネジとする。このよう
な構成において、モータ１８７の回転により巻上
ヘツド１７７が第１図でみて左に所定距離だけ移
動すると、巻型部分１８３は反対方向（右方向）
に等距離移動する。言いかえれば巻型部分１８３
は巻線機の固定機枠との関係では静止しているこ
とになる。従つて巻型部分１８３とコイル収容機
構１８２とは所定の整合状態に保たれる。巻型部
分１８３が上述ようにして支持板１９６に沿つて
一定距離だけ移動すると他方の巻型部分１８４も
同じ距離だけ支持板１９６に沿つて移動する。こ
のようにして巻型部分１８３，１８４の間の間隔
を調節することによつて鉄心の積厚に応じたサイ
ズのコイルを巻き上げることが可能能となる。し
かし巻型部分１８３，１８４の間隔を必要に応じ
て調節しても、巻型１７９は巻上ヘツド１７７と
同心関係にあり、コイル収容機構１８２とも整合
状態にある。

上のようにして巻型１７９の調節を行つたなら
ば、スプライン軸１９１を後退させて回転フライ
ヤ１８１の回転路の外に引き出す。これで新たに
設定されたサイズのコイルを巻き上げることので
きる状態になる。

第２図は、前述した実施例をより具体化した巻
上ヘツド２００を示すものである。この巻上ヘツ
ド２００の基本構造は巻上ヘツド１７７と同じで
あるので、異なる部分についてのみ説明する。先
ず巻上ヘツド２００は巻上ヘツド２２の場合と同
様に一対の水平支持棒に取付けるようになつてい
るので、水平の摺動路２０１，２０２が形成して
ある。また、巻上ヘツド２００にあけた孔のうえ
にネジ孔付きのキヤツプ板２０３０が取付けてあ
る。従つてクランク・ハンドル２０６のネジが切
つてある先端２０７をキヤツプ板２０３を通じて
その孔に差し入れることができる。

ハンドル２０６には一対の可動カラー２０８，
２０９が取り外し可能にはめ入れてあり、通常は
止めネジによつてハンドル上に固定するようにな
つている。第３図に示すは機枠２１１で、巻上ヘ
ツド２００を支えための支持棒２１２，２１３が
水平に設置してある。巻上ヘツド２００を支持棒
２１２，２１３に取付けるには、先ず巻上ヘツド
のフレームにボルト等で固定してあるブロツク２
１４，２１６を取り外して、水平摺動路２０１，
２０２を支持棒２１３，２１４のうえにのせる。
そして最後にブロツク２１４，２１６を再び巻上
ヘツド２００のフレームにボルト締めする。

このようにして巻上ヘツド２００を機枠２１１
に取付けると、巻上ヘツドは支持棒２１２，２１
３に沿つて摺動自在となる。一定の位置に固定す
るのはクランク・ハンドル２０６によつて行う。
それにはカラー２０９をハンドル２０６から取り
外してハンドル２０６をフレーム２１８の穴２１
７に差し入れる。次にカラー２０９をハンドル２
０６の先端にはめ入れる。その後ハンドル２０６
をキヤツプ板２０３にねじ入れて、カラー２０８
がフレーム２１８にあたるまでハンドルをまわ
す。それからカラー２０９をフレーム２１８の裏
面に締つける。

周知のコイル移送用またはコイル挿入用のコイ
ル収容機構はフレーム部材２２１，２２２によつ
て支持する。コイル挿入用の収容機構の場合は第
４図に図示のものと同じものが使用できる。第１
図に図示の巻型１７９と同様の可変巻型を巻型支
持板２２３に取付け、少なくとも巻型の前部巻型
および後部が支持板に沿つて摺動できるように設
置する。また、巻型部分を相対的に動かしてその
間隔を調節するために、調節ネジ１８６（第１
図）と同様のネジを支持板２２３に取付ける。

可変巻型の調節は、巻線ヘツド２００をフレー
ム２１１に取付けたままで上記の調節ネジを手で
まわして行う。しかし、巻型の前部巻型部と後部
巻型部は巻上ヘツド２００のフライヤと同心関係
にある。次にハンドル２０６をまわして巻上ヘツ
ド２００を支持棒２１２，２１３に沿つて動か
し、巻型をコイル収容機構に正しく整合させる。

以上に述べたのは本発明の好ましい実施例であ
つて、これらの実施例を必要に応じて改変あるい
は修正することも可能である。たとえば、第１図
の実施例機械において、巻上ヘツド１７７をフレ
ーム２２６に動かないように固定し、そのかわり
に鉄心の積厚に応じて異なるサイズのコイルを形
成できるように巻型１７９を調節した時には、コ
イル収容機構１８２を動かして巻型１７９に対し
て所定の整合関係に保つようにしてもよい。上に
述べた事柄は、回転フライヤによると回転アーバ
によるとを問わずコイル巻型上にコイルをいつた
ん完全に巻き上げ、しかる後に巻き上つたコイル
をコイル収容機構に自動的に移し変えるタイプの
巻線機についてもあてはまる。なぜなら完成コイ
ルをコイル収容機構に移し変える際には、コイル
収容機構を巻型と一定の整合状態に保つておく必
要があるからである。

次に、第４図を参照して、前述した第１図の巻
上ヘツドと同一原理の構成を備え、かつ同様に巻
型及びコイル収容機構の相対移動機構を備えた巻
線機２１について説明する。

巻線機２１には第１図の巻上ヘツド１７７と実
質上同一原理であつて、互いに同一又は対称的構
造を有する。第一および第二巻上ヘツド２２，２
３が組込んである。巻線機２１の運転中には、第
一の巻線を構成するコイルターンが巻上ヘツド２
３により巻上げられ、これがターンテーブル２４
上のコイル収容機構（第４図では見えない）に収
容されて行く。これとほぼ並行して、第二巻上ヘ
ツド２２により第二の巻線を構成するコイルター
ンがコイル巻型２６の周囲に巻き上げられ、巻型
２６に対し、先に定義したような“整合”位置関
係にもたらされたコイル収容機構２７に、順次移
し入れられていく。コイル収容機構２７はターン
テーブル２４により第一巻上ヘツド２３直下の位
置から第二巻上ヘツド２２直下の位置まで送られ
てくるのであるが、第一巻上ヘツド２３直下にお
いて既に第一の巻線が移し入れられているので、
第二巻上ヘツド２３の直下にまで送られた時点で
は、コイル収容機構２７には第一の巻線が収容さ
れていることになる。このように各コイル収容機
構は第一、第二巻上ヘツド２３，２２により巻上
げられたコイルターンを収容した後、ターンテー
ブル２４によりコイルターン押出位置２８に送ら
れる。コイルターン押出位置２８では、先ず固定
子鉄心がコイル収容機構の上端部にかぶせ入れら
れ、クランプアーム３１により固定子鉄心を上か
ら押えて固定する。次にコイル収容機構に収つて
いるコイルターンを軸方向に押出して固定子鉄心
の内部に装入する。固定子鉄心へのコイルの装入
を終るとその固定子鉄心をコイル収容機構から取
り外し、ターンテーブル２４を120゜回転させてコ
イルターン押出位置にあつたコイル収容機構を第
一巻上ヘツド２３直下のコイル受入れ位置に移動
させる（第４図ではこの位置が保護板２９に隠れ
て見えない）。第一巻上ヘツド２３によりコイル
が巻上げられている間に、第二巻上ヘツド２２は
これと並行して別のコイルを巻上げることができ
る。このように二つの巻上ヘツド２２，２３によ
り別のコイルを同時的に巻上げるようにすると、
巻線機２１におけるコイル巻き作業の時間を短縮
することが可能となる。

巻上ヘツド２２，２３はできればユニツト構造
とし、比較的迅速に巻線機２１の機枠に着脱でき
るようにするのが望ましい。このため巻上ヘツド
２２，２３は駆動源としての流体モータ３１，３
２まで備えたほぼ完全な自蔵型に構成してあり、
液体モータ３１，３２の動力はたとえばベルト３
３，３４を介して巻上ヘツド２２，２３に伝達さ
れる。各巻上ヘツド２２，２３は巻線機２１の機
枠３６に平行に取付けてある一対の水平バーによ
つて支持するようになつているが、これらの水平
バーは第１図では見えない。巻上ヘツド２２，２
３はそれぞれの水平支持バーに止ネジあるいはキ
ヤツプ等により取付け、その取付位置が調節でき
るようにしておく。または何らかの方法で自動的
あるいは半自動的に支持バー上の取付位置を変更
できるようにしておく。その理由は第１〜３図に
関して述べた操作上の利点を実現するためであ
る。

コイル収容機構２７、コイル収容機構を各作業
位置に送り出すターンチーブル２４およびその制
御機構は上掲の米国特許明細書第3625261号に記
載のものとほぼ同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における巻線機の巻上
ヘツド構造を示す図、第２図は第１図の巻線機に
組込むことができるようにした巻上ヘツドの斜視
図、第３図は第２図の巻上ヘツドを取付けるため
の機枠の斜視図、第４図は第２図の巻上ヘツドと
実質上同一の原理構造を有する巻上ヘツドを用い
た巻線機の一例を示す斜視図である。 ２４……ターンテーブル、２６……コイル巻
型、２７……コイル収容機構、１７７……巻線ヘ
ツド、１８１……導線供給器、１８２……コイル
収容機構、１８３，１８４……巻型部、１８６…
…調節ネジ、１８８……駆動ねじ、１９６……巻
型支持板、２２６……機械フレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも第一及び第二の巻型部１８３，１８
   ４と導線供給手段１８１とを第一の軸にまわりに
   相対回転可能に支持し、前記第一及び第二の巻型
   部１８３，１８４の少くとも一方を、それが巻線
   ターンを受け取るための所定の整列関係において
   コイル巻線収容機構１８２に整合させるようにし
   てなる巻線機を調整することにより、所定のコイ
   ルサイズに対応した所定の高さを有するステータ
   鉄心中に挿入するための複数の異なつたサイズの
   コイルを巻成する方法であつて、少なくとも前記
   第一及び第二の巻型部１８３，１８４の実質上反
   対方向に、かつ前記第一の軸に関して等しい量だ
   け移動させ、前記コイル巻線収容機構１８２、
   導線供給手段１８１、及び巻型部１８３，１
   ８４の一方又は両方を互いに相対移動させること
   により、前記コイル巻線収容機構と前記少くとも
   一つの巻型部との間の所定の整列関係を維持する
   ことを特徴とするコイル巻線機の調整方法。 ２ 機械フレーム２２６と、少くとも第一及び第
   二の巻型部１８３，１８４と、少くとも一つの導
   線供給器１８１と、少くとも前記第一の巻型部１
   ８３と整合してその巻型部から巻線ターンを受け
   取るように動作することができる少くとも一つの
   コイル巻線収容機構１８２と、前記少くとも一つ
   の巻型部１８３及び導線供給器１８１を所定の軸
   心のまわりにおいて相対的に回転させるための手
   段と、前記少くとも第一及び第二の巻型部１８
   ３，１８４を実質上均等な距離だけ反対方向に前
   記所定の軸心に関して移動させ、これによつて前
   記所定の軸心に関する少くとも前記第一及び第二
   の巻型部１８３，１８４の所定の同軸位置関係を
   維持するための手段であつて、その手段の互いに
   間隔を有する二部分においてそれらの巻型部１８
   ３，１８４を互いに反対方向に移動させるための
   ねじ山を形成したねじ部材１８６からなるもの
   と、さらに少くとも前記第一の巻型部１８３に関
   し前記コイル巻線収容機構１８２の位置を制御
   し、前記コイル巻線収容機構１８２及び少なくと
   も第一の巻型部１８３との間の所定の整列関係を
   維持するようにした調整手段を備えたことを特徴
   とするコイル巻線装置。