JPH0622380B2 - 巻線機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電機子鉄心のスロットに導線等のワイヤを自
動的に巻き付けるための巻線機に係り、詳しくは、回転
軸の回転に連動してフライヤーを回転させることによ
り、該フライヤーの先端部に巻回されたワイヤを電機子
鉄心のスロットに巻線していくように構成した巻線機に
関する。

〔従来の技術〕

周知のように、電機子鉄心に形成された凹状のスロット
にワイヤ（導線）を巻線する方法としては、従来の手作
業に代えて、機械利用による自動化が図られているのが
実情である。

その具体例として、例えば特開昭57-166860 号公報によ
れば、回転軸の一端部にフライヤーを一体回転可能に取
付けると共に、該回転軸の他端部にプーリを固設し、モ
ータの回転をベルトを介して前記プーリに伝達すること
により、前記回転軸及びフライヤーを回転させ、この回
転時に前記フライヤーの先端部に巻回されているワイヤ
（電線）を、発電機等に内蔵される回転子の巻線凹部に
巻き付けていくように構成した巻線装置が開示されてい
る。

また、同公報に開示の巻線装置には、前記回転軸をその
軸心方向に沿って移動させる移動機構が備えられている
が、この移動機構は、前記回転軸を回動自在に保持する
軸受ケースにラック板を取付け、このラック板に大径ギ
ヤを噛み合わせ、且つこの大径ギヤに小径ギヤを噛み合
わせたものである。そして、このラック＆ギヤ機構の動
作により回転軸が軸心方向に移動しても前記モータから
の回転が常に伝達可能となるように、前記プーリと回転
軸とはスプライン嵌合されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記公報に開示の巻線装置は、駆動源である
モータの駆動軸に駆動プーリを固定し、フライヤーが取
付けられた回転軸に従動プーリをスプライン嵌合させ、
前記駆動プーリと従動プーリとに亘ってベルトを巻き掛
けることにより、モータの回転を回転軸及びフライヤー
に伝達するように構成したものであるため、二個のプー
リとベルトとが必要不可欠となり、その分、部品点数の
増加を招くと共に、回転軸と一体的に回転する部材は、
フライヤーだけでなく従動プーリも含まれることにな
り、これに起因して回転軸の慣性モーメントが大きくな
って、その回転の立上り及び立下りが遅くなり、起動及
び停止の追従性が悪化するという問題がある。また、こ
れに加えて、上記のようにベルト使用による駆動機構で
は、高速化や低騒音化を図る上で支障が生じると共に、
駆動損失が増大して省エネルギー化を図る上でも不利に
なる。

更に、上記公報に開示の巻線装置は、回転軸を軸心方向
に移動させる構造として、回転軸を回動自在に保持する
軸受ケースが別途必要となり、且つこの軸受ケースと回
転軸とは軸心方向に相対移動を規制した状態にせねばな
らず、そのための構成が複雑になり、更には部品点数の
増加をも招くことになる。これに加えて、モータ及びベ
ルト駆動機構から独立して回転軸を軸心方向に移動させ
るために、回転軸と従動プーリとはスプライン嵌合させ
る必要があり、このための加工作業が面倒になってコス
トの上昇を来すと共に、騒音の原因にもなるという問題
がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、部
品点数の大幅な削減を図ると共に、回転軸の慣性モーメ
ントを可及的に小さくして回転の立上り及び立下りを迅
速化させ追従性の改善を図り、更には、回転軸に回転が
常に伝達される状態とした上で該回転軸を軸心方向に移
動させるための構造を簡素化することを技術的課題とし
てなされたものである。

尚、本発明は、後述するように電動機の駆動軸を中空状
に形成してその中空部にワイヤを引き通して走行させる
ように構成した点を、その構成要素の一つとするもので
あり、このように電動機の駆動軸を中空状としてその中
空部を有効利用することは、例えば実開昭56-141557 号
公報により既に公知技術となっているところであるが、
この公報に開示された技術は、ステッピングモータの駆
動軸の中空部に軸心回りに回動不能に且つ軸心方向に移
動可能にロッドを挿通し、前記駆動軸の一端に取付けた
ナットと前記ロッドのねじ部とを螺合させ、これにより
ステッピングモータの駆動軸の回転運動をロッドの直線
運動に変換させるようにしたものであって、本発明とは
電動機が適用される対象物やその使用の態様が全く異な
るばかりでなく、発明の目的或いは趣旨も全く異なるも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る巻線機は、上記技術的課題を達成するた
め、以下に示すように構成したことを特徴とする。

即ち、フライヤーを回転させることにより、該フライヤ
ーの先端部に巻回されたワイヤを電機子鉄心のスロット
に巻線していくように構成した巻線機において、この巻
線機の回転駆動源である電動機の駆動軸に、前記フライ
ヤーを一体回転可能に直結すると共に、前記駆動軸を中
空状に形成して、その中空部に、前記フライヤーの先端
部に巻回されるワイヤを軸心方向に沿うように引き通し
て走行させるように構成し、且つ、前記電動機自体を前
記駆動軸の軸心方向に沿って移動させることより前記フ
ライヤーを電機子鉄心に対して接近及び離反させる移動
機構を備えたものである。

〔作 用〕

上記手段によると、この巻線機の回転駆動源である電動
機の駆動軸を中空状に形成し、且つこの駆動軸を、フラ
イヤーが取付けられる従来の回転軸として利用するよう
にしたから、この駆動軸自体が中空状にした分だけ軽量
になるばかりでなく、この駆動軸にはフライヤーが直結
されているので、フライヤー以外の部材（プーリやベル
ト等）をこの駆動軸に取付ける必要がなくなり、これら
の理由により従来の回転軸と比較して回転イナーシャ或
いは貫性モーメントが大幅に小さくなり、回転の立ち上
り及び立ち下りや正逆方向の反転が迅速に行われて、回
転速度や回転方向の制御の応答性が向上すると共に、こ
の巻線機の高速化を図ることが可能になる。

また、前記駆動軸の中空部には、フライヤーの先端部に
巻回されるワイヤが引き通されており、フライヤー先端
部から電機子鉄心のスロットに巻線がなされることに従
って、ワイヤはこの中空部を軸心方向に沿って走行する
ことになるので、ワイヤの外方への露出部分が中空部に
引き通されている分だけ少なくなり、ワイヤの配設スペ
ースが節約されてコンパクト化が図られると共に、特に
電動機周辺におけるワイヤ配線の繁雑化が回避されるこ
とになる。

更に、電動機の駆動軸を中空状とした上でこの駆動軸に
フライヤーを直結したことに加えて、このフライヤーを
電機子鉄心に対して接近及び離反させる移動機構を、電
動機自体を単に軸心方向に移動させるだけの構成とした
ことにより、この種の移動機構が本来的に必要とする構
成、つまり回転軸を常に回転可能な状態とした上で軸心
方向に移動させるための構成が、スプライン嵌合等の連
結機構を用いることなく実現されることになり、構成の
簡素化や製作の容易化が図られると共に、電動機の軸心
方向への移動時に、ワイヤは電動機周辺においては駆動
軸の内部に存在しているので、この移動時に電動機周辺
のワイヤ配線が邪魔になることもない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、この巻線機の回転駆動源である電
動機１は、その本体の内部を貫通する駆動軸２を具備し
ており、この駆動軸２は、中空状に形成されて、ワイヤ
が走行する通路３となる中空部を有している。この駆動
軸２の一方（右方）には、該駆動軸２の回転数や回転の
停止位置等を検知するためのセンサーである近接スイッ
チ４と、該駆動軸２を制動させるための電気式ブレーキ
である電磁ブレーキ５とが取付けられている。そして、
この近接スイッチ４及び電磁ブレーキ５は、プログラミ
ング制御による制御回路６に接続されている。

また、前記駆動軸２の他方（左方）には、その先端にワ
イヤＷが巻回されるフライヤー７が、一体回転可能に取
付けられている。従って、前記駆動軸２が、フライヤー
７を回転させるための回転軸とされており、以下の説明
においては、この駆動軸２を、回転軸２と称する。

この回転軸２の左端には、ワイヤＷを電機子鉄心21のス
ロットＳに案内するための案内板８が取付けられてお
り、図外のリールから導かれたワイヤＷは、回転軸２の
右端外側方に定置された案内ローラ10に巻回された後、
回転軸２の通路３に挿通され、更に回転軸２の左方部に
取付けられた案内ローラ９に巻回され、この後フライヤ
ー７の先端のノズルＮに巻回されて、電機子鉄心21のス
ロットＳに至っている。尚、電機子鉄心21には、複数個
の電機子極22…22が形成されている。

一方、この巻線機においては、前記電動機１を回転軸２
の軸心方向に沿って移動させる移動機構Ｆが備えられて
いる。この移動機構Ｆは、ステップピングモータ11と、
立設コラム14,15 に軸受19A,20A を介して回動自在に保
持されたねじ軸12と、前記電動機１の下面にガイド体16
を介して固定されたナット13とを有し、このナット13を
前記ねじ軸12に螺合させ、且つ前記ステッピングモータ
11により前記ねじ軸12を回転駆動させるように構成した
ものである。そして、電動機１は、前記コラム14,15 に
ブッシュ19,20 を介して軸心方向に移動可能に保持され
ている。従って、前記ステッピングモータ11がねじ軸12
を正転或いは逆転させることにより、電動機１が、回転
軸２の軸心方向に沿って移動するものである。尚、符号
18は、前記立設コラム14,15 を支持する基盤である。

この巻線機の制御システムを第２図に基づいて説明する
と、電源23から電力の送給を受ける制御回路６には、前
記近接スイッチ４からの信号が入力されると共に（制御
回路６から近接スイッチ４に対しては電力が送給され
る）、この制御回路６からは、前記電磁ブレーキ５及び
ステッピングモータ11にそれぞれ制御信号が出力され、
更に制御回路６からは、電磁ブレーキ５の作動を制御す
るための信号と、電動機１を駆動状態及び非駆動状態に
するための信号とが出力される。従って、フライヤー７
の回転及び停止は、近接スイッチ４からの信号に基づい
て制御回路６から電動機１に送出される信号と電磁ブレ
ーキ５に送出される信号とによって実行される。

次に、上記実施例の作用を説明する。

先ず、制御回路６からの信号によりステッピングモータ
11を正転させれば、ねじ軸12の回転に伴って、ナット13
及びガイド体16と一体的に電動機１が回転軸２と共に第
１図の左方に移動し、回転軸２の左端部の案内板８とフ
ライヤー７とが同図のように、予めセットされている電
機子鉄心21の外周に近接した時点で、制御回路６からの
信号によりステッピングモータ11の回転が停止し、この
結果、電動機１及び回転軸２は、その軸心方向に沿う移
動を停止する。この直後に、制御回路６は、電動機１を
起動させて回転軸２ひいてはフライヤーの回転を開始さ
せ、これに伴って電機子鉄心21のスロットＳにワイヤＷ
が巻線されていくが、この巻線時にワイヤＷは、ノズル
Ｎ及び案内ローラ９,10 により案内されながら、回転軸
２の通路３を走行する。

そして、回転軸２の回転数、つまり電機子鉄心21に対す
るワイヤＷの巻き回数が所定数に達した時点で、近接ス
イッチ４から制御回路６にその事を示す信号が入力さ
れ、この結果、制御回路６は、電磁ブレーキ５に対して
制動を行わせるための信号を出力して、回転軸２を制動
させると共に、電動機１に対する駆動信号の送出を遮断
して、回転軸２の回転動作を停止させ、巻線作業を中止
する。

この後、制御回路６からステッピングモータ11を逆転さ
せる信号が送出されることにより、電動機１は回転軸２
と共に後退移動し、案内板８が電機子鉄心21から遠ざか
る。次に、電機子鉄心21が回転して歩進されて、次の電
機子極に対する巻線態勢になると共に、制御回路６から
電磁ブレーキ５に対して制動を解除する信号が送出され
る。そして、制御回路６からステッピングモータ11を再
び正転させる信号が送出されることにより、電動機１及
び回転軸２は電機子鉄心21に接近移動して、再び既述の
動作が行われることにより、電機子鉄心21の（別の）ス
ロットＳに対してワイヤＷの巻線機作業が実行される。

このような、電動機１の前進動、回転軸２の回転駆動、
その駆動停止、電動機１の後退動、を順次実行しなが
ら、電機子鉄心21を所定角度ずつ間欠的に回転させるこ
とにより、電機子鉄心21の全ての電機子極22に対する巻
線が自動的に施されることになる。

〔発明の効果〕

本発明に係る巻線機は、上述の通り構成されているの
で、以下に示す効果を奏する。

即ち、この巻線機の回動駆動源である電動機の駆動軸を
中空状に形成し、且つこの駆動軸にフライヤーを直結し
たから、この駆動軸の重量が中空状にした分だけ軽量に
なるばかりでなく、この駆動軸にフライヤー以外の部材
（プーリやベルト等）を取付ける必要がなくなり、従来
例（特開昭57-166860 号公報）の回転軸と比較して巻線
時における回転イナーシャ或いは慣性モーメントが大幅
に小さくなり、回転の立ち上り及び立ち下りや正逆方向
の反転が迅速に行われて、回転速度や回転方向の制御の
応答性が向上すると共に、この巻線機の高速化を図るこ
とが可能になる。

また、前記駆動軸の中空部は、上記のように軽量化に寄
与するのみならず、ワイヤを引き通して走行させるため
の通路として有効利用されることになるので、ワイヤの
外方への露出部分がその分だけ少なくなり、ワイヤの配
設スペースが節約されてコンパクト化が図られると共
に、特に電動機周辺におけるワイヤ配線の繁雑化が回避
され、外観性の向上が図られることになる。

更に、前記フライヤーを電機子鉄心に対して接近及び離
反させる移動機構は、電動機自体を単に軸心方向に移動
させるだけの構成で済むことになるので、従来のように
フライヤーに回転が伝達された状態で軸心方向移動を可
能とするための構造，例えばスプライン嵌合構造等が不
要になり、構成の簡素化や製作の容易化が図られると
共、ワイヤが駆動軸の内部に軸心方向に引き通されてい
ることにより、この電動機の軸心方向に沿う移動時にお
いてワイヤが邪魔になることはない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は巻線機の
概略構成を示す要部破断正面図、第２図は巻線機の制御
システムを示すブロック線図である。 １……電動機、２……回転軸、３……中空部（通路）、
４……近接スイッチ、６……制御手段（制御回路）、７
……フライヤー、21……電機子鉄心、Ｗ……ワイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フライヤーを回転させることにより、該フ
   ライヤーの先端部に巻回されたワイヤを電機子鉄心のス
   ロットに巻線していくように構成した巻線機において、 この巻線機の回転駆動源である電動機の駆動軸に、前記
   フライヤーを一体回転可能に直結すると共に、前記駆動
   軸を中空状に形成して、その中空部に、前記フライヤー
   の先端部に巻回されるワイヤを軸心方向に沿うように引
   き通して走行させるように構成し、且つ、前記電動機自
   体を前記駆動軸の軸心方向に沿って移動させることより
   前記フライヤーを電機子鉄心に対して接近及び離反させ
   る移動機構を備えたことを特徴とする巻線機。