JPH0678502A - 巻線機の段取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業者による手作業の段取りをなくすと共
に、巻線機の稼働率を向上させることを可能にする。 【構成】 小型モータ用巻線機１を、線種の異なる導線
２１〜２４をセットした第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄ
と、第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄのいずれかのフライ
ヤのみを駆動する電動モータと、第１〜第４フライヤ４
ａ〜４ｄを収納するフライヤ収納機６と、このフライヤ
収納機６を回転させるサーボモータと、第１〜第４フラ
イヤ４ａ〜４ｄのいずれかのフライヤと電動モータとの
断続を行うフライヤ断続装置とによって構成した。これ
によって、作業者が手作業による段取り作業を行わなく
ても、導線２１〜２４の線種変更が自動的に実行され
る。また、段取り時間が短くなるので、小型モータの電
機子２のスロットに導線２１〜２４を巻き付ける巻線工
程の休止時間が短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、線種の異なる線材の段
取り作業を自動化した巻線機の段取り装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】小型モータのような製品においては、製
品性能のバリエーション対応を導線の線種変更により対
応することがしばしば見受けられる。なお、従来より、
このような導線の線種変更は、作業者による手作業の段
取りによって行われていた。このような段取り作業は、
図８に示したように、先ず今まで巻線機１００により導
線されていた導線をフライヤ１０１およびテンション装
置１０２から取り除く。そして、その導線と線種の異な
る導線１０３をプリセット台１０４から引出し、テンシ
ョン装置１０２、フライヤ１０１中に通した後に小型モ
ータの電機子１０５に結線処理する。その後に、フライ
ヤ１０１を回転させて小型モータの電機子１０５に導線
１０３を巻き付けていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の作業
者による手作業の段取りにおいては、その作業内容が複
雑で長時間かかるため、１日のうちで段取り回数が多く
なると、１日の作業者の段取り工数が増えてしまう。そ
の上、小型モータの電機子１０５に導線１０３を巻き付
ける巻線工程の休止時間が長くなるので、巻線機１００
の稼働率が低下するという課題があった。本発明は、作
業者による手作業の段取りをなくすと共に、巻線機の稼
働率を向上させることが可能な巻線機の段取り装置の提
供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、動力源により
回転駆動される回転軸と、この回転軸に接離可能に配さ
れ、線種の異なる線材を各々が保持すると共に、前記回
転軸より回転動力が伝わるとワークに線材を巻き付ける
複数のフライヤと、これらのフライヤのうち今まで使用
されていたフライヤを前記回転軸より離脱させると共
に、前記複数のフライヤのうち次に使用されるフライヤ
を前記回転軸に接続させるフライヤ交換手段とを備えた
技術手段を採用した。

【０００５】

【作用】本発明は、動力源により回転軸が回転駆動され
ると、回転軸に接続されているフライヤに回転動力が伝
えられる。このため、フライヤがワークの周りを回転す
ることによって、ワークに線材が巻き付けられる。そし
て、線材の線種を変更する場合には、すなわち、今まで
使用されていたフライヤに保持されている線材と線種の
異なる線材をワークに巻き付ける場合には、フライヤ交
換手段を作動させる。これによって、先ず今まで使用さ
れていたフライヤが回転軸より離されて、続いて次に使
用されるフライヤが回転軸に接続される。

【０００６】

【実施例】つぎに、本発明の巻線機の段取り装置を図１
ないし図６に示す一実施例に基づいて説明する。 〔実施例の構成〕図１は小型モータ用巻線機を示した図
で、図２および図３は小型モータ用巻線機の主要部を示
した図である。その小型モータ用巻線機１は、小型モー
タの電機子（ワーク）２を保持するワーク保持装置３
と、小型モータの電機子２のスロット内に各導線（線
材）２１〜２４を巻き付ける第１〜第４フライヤ４ａ〜
４ｄと、第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄを駆動する電動
モータ５（図２参照）とを備えている。

【０００７】さらに、小型モータ用巻線機１は、第１〜
第４フライヤ４ａ〜４ｄを収納するフライヤ収納機６
と、このフライヤ収納機６を回転駆動するサーボモータ
７（図２参照）と、第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄを選
択的に電動モータ５に接続するフライヤ断続装置８（図
２参照）とを備えている。なお、これらは、小型モータ
の電機子（ワーク）２を挟んで対向するように２組設け
られている。

【０００８】ワーク保持装置３には、小型モータの電機
子２のスロット内に各導線２１〜２４を導くフォーマ３
１、および小型モータの電機子２の端部寸法を規制する
フォーマ３２が設けられている。また、ワーク保持装置
３は、基台（図示せず）上に小型モータの電機子２を固
定するために、小型モータの電機子２の一端部を保持す
るコレットチャック３３等を有している。なお、フォー
マ３１の第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄ側の端面には、
図２に示したように、第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄの
フライヤ保持軸４２ａ〜４２ｄが嵌め込まれる中心側凹
所３４と、フォーマ３１を保持固定するフォーマ保持軸
３５の先端部が嵌め込まれる偏心側凹所３６が形成され
ている。

【０００９】導線２１は、例えば線径φ０．４８のエナ
メル銅線で、導線２２は、例えば線径φ０．４０のエナ
メル銅線で、導線２３は、例えば線径φ０．４４のエナ
メル銅線で、導線２４は、例えば線径φ０．４２のエナ
メル銅線である。各導線２１〜２４は、テンション装置
２０１〜２０４により所定の張力を与えられた状態で第
１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄ内に各々がセットされてい
る。また、各導線２１〜２４は、各導線パック２０５〜
２０８より第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄへの供給がな
される。ここで、２０９は導線２１の巻始め端部を掴む
クランパーである。

【００１０】電動モータ５は、本発明の動力源であっ
て、制御装置（図示せず）によって通電（オン）および
通電の停止（オフ）が制御され、通電されると回転軸５
１を所定の回転数で回転させる。回転軸５１の先端部に
は、図３に示したように、第１〜第４フライヤ４ａ〜４
ｄのうちのいずれかに噛合し、その噛合したフライヤを
回転駆動するための駆動歯車５２が一体的に形成されて
いる。

【００１１】第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄは、それぞ
れ略Ｌ字状に形成されており、内部に導線２１〜２４を
挿通するための挿通路４１ａ〜４１ｄを形成している。
そして、挿通路４１ａ〜４１ｄは、フォーマ３１側とフ
ライヤ収納機６側で開口している。また、挿通路４１ａ
〜４１ｄ内には、図１に示したように、各導線２１〜２
４を小型モータの電機子２へ供給し易いように３個の滑
車４１１〜４１３が取り付けられている。そして、導線
２１〜２４は、滑車４１１〜４１３に掛け渡されてい
る。

【００１２】第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄには、フラ
イヤ収納機６に進退自在に配された筒状軸部４２ａ〜４
２ｄが一体的に形成されている。この筒状軸部４２ａ〜
４２ｄの先端部（図示下端部）には、使用時にフォーマ
３１の中心側凹所３４に嵌め込まれ、中心側凹所３４内
にベアリング４２１を介して回転自在に支持される嵌合
部４２がそれぞれ一体的に形成されている。また、筒状
軸部４２ａ〜４２ｄの後端部（図示上端部）には、フラ
イヤ収納機６内にベアリング４３１〜４３３を介して回
転自在に支持される筒状の被支持部４３が一体的に形成
されている。さらに、筒状軸部４２ａ〜４２ｄの中央部
の外周には、駆動歯車５２にそれぞれ単独で噛合する従
動歯車４４ａ〜４４ｄが一体的に形成されている。

【００１３】フライヤ収納機６は、本発明のフライヤ交
換手段であって、軸心にフォーマ保持軸３５の後端部を
保持する軸穴部６１を形成している。軸穴部６１には、
フォーマ保持軸３５を初期位置（偏心側凹所３６より離
脱させる位置）に戻すためのリターンスプリング６２が
装着されている。なお、フライヤ収納機６は、フォーマ
保持軸３４の外周で回転するように配されている。ま
た、フライヤ収納機６は、円筒状のフライヤ収納部６
３、およびこのフライヤ収納部６３より後端側に一体的
に設けられた円筒状の回転軸６４等を備えている。

【００１４】フライヤ収納部６３には、同一円周上に４
個の貫通穴６５が形成されている。４個の貫通穴６５に
は、第１〜第４フライヤ４ａ〜４ｄの筒状軸部４２ａ〜
４２ｄの被支持部４３がそれぞれ進退自在、且つ回転自
在に配されている。そして、４個の貫通穴６５には、筒
状軸部４２ａ〜４２ｄを初期位置（中心側凹所３４より
離脱させる位置）に戻すためのリターンスプリング６７
が装着されている。回転軸６４のフライヤ収納部６３側
の外周には、サーボモータ７に回転駆動される従動歯車
６８が一体的に形成されている。

【００１５】サーボモータ７は、本発明のフライヤ交換
手段であって、従動歯車６８に噛合する駆動歯車７１を
一体的に形成した出力軸７２を備えている。このサーボ
モータ７は、制御装置の出力に応じた回転角だけフライ
ヤ収納機６を回転させるように出力軸７２を回す。な
お、この例では、導線２１〜２４がねじれないように、
最大でも１８０°しかフライヤ収納機６を回転させない
ようにしている。フライヤ断続装置８は、本発明のフラ
イヤ交換手段であって、例えばエアシリンダーや電磁弁
等の駆動手段により往復運動が与えられ、各フライヤ保
持軸４２ａ〜４２ｄを押し出すピストン８１、およびこ
のピストン８１を初期位置に戻すためのリターンスプリ
ング（図示せず）等から構成されている。

【００１６】〔実施例の作用〕つぎに、この実施例の小
型モータ用巻線機１の作用を図１ないし図７に基づいて
簡単に説明する。図４ないし図７は自動段取り方法の一
例を示した説明図である。第１フライヤ４ａが選択され
ている場合には、図４に示したように、回転軸５１の駆
動歯車５２に第１フライヤ４ａの筒状軸部４２ａの外周
に形成された従動歯車４４ａが噛合されている。そし
て、導線２１の巻始め端部を小型モータの電機子２に結
線し、電動モータ５をオンすると、回転軸５１が回転す
る。

【００１７】そして、駆動歯車５２から従動歯車４４ａ
に回転動力が伝達され、第１フライヤ４ａが回転を始め
ることによって、第１フライヤ４ａの先端部がフォーマ
３１の周囲を回転する。このため、導線２１は、導線パ
ック２０５→テンション装置２０１→挿通路４１ａ内を
通って小型モータの電機子２のスロット内に巻き付けら
れる。その後、小型モータの電機子２に導線２１を巻き
付ける巻付工程が終了した後に、導線２１の巻終わり端
部を切断して小型モータの電機子２に結線する。このよ
うに、小型モータの電機子２への導線２１の巻線が完了
した後に、線種段取り動作前にフォーマ保持軸３５が前
進してフォーマ３１の先端部が偏心側凹所３６内に嵌め
込まれることによってフォーマ３１が保持される。

【００１８】ここで、第３フライヤ４ｃが選択される
と、ピストン８１の押圧が解除され、フライヤ収納機６
のリターンスプリング６２の付勢力とフライヤ断続装置
８のリターンスプリングの付勢力によって、フォーマ３
１の中心側凹所３４より嵌合部４５が離れ、筒状軸部４
２ａが図示右側へ戻される。すなわち、図５に示したよ
うに、第１フライヤ４ａがフライヤ収納機６に収める方
向にスライドする。このため、筒状軸部４２ａの外周に
形成された従動歯車４４ａが回転軸５１の駆動歯車５２
より解放され、フライヤ収納部６３の貫通穴６５内に第
１フライヤ４ａの被支持部４３と従動歯車４４ａが収納
される。

【００１９】つぎに、サーボモータ７がオンされ、出力
軸７２が回転することによって、駆動歯車７１から従動
歯車６８に回転動力が伝達され、回転軸６４が回転を始
める。よって、図６に示したように、フライヤ収納機６
が回転して、第３フライヤ４ｃがフライヤ収納機６の上
方に位置させる。そして、フライヤ断続装置８のピスト
ン８１がリターンスプリングの付勢力に打ち勝って筒状
軸部４２ｃを押圧することによって、図７に示したよう
に、第３フライヤ４ｃが回転軸５１の駆動歯車５２側に
スライドする。このため、筒状軸部４２ｃの外周に形成
された従動歯車４４ｃが回転軸５１の駆動歯車５２に接
続されると共に、筒状軸部４２ｃの先端部に形成された
嵌合部４５がフォーマ３１の中心側凹所３４内に嵌め込
まれてフォーマ３１が保持される。そして、今まで接続
されていたフォーマ保持軸３５を後退させた後に、導線
２１と線種の異なる導線２３の巻始め端部を小型モータ
の電機子２に結線し、電動モータ５をオンする。

【００２０】これによって、回転軸５１が回転して、駆
動歯車５２から従動歯車４４ｃに回転動力が伝達され、
第３フライヤ４ｃが回転を始めることによって、第３フ
ライヤ４ｃの先端部がフォーマ３１の周囲を回転する。
このため、導線２３は、導線パック２０７→テンション
装置２０３→滑車４１３→滑車４１２→滑車４１１を通
って小型モータの電機子２のスロット内に巻き付けられ
る。そして、小型モータの電機子２に導線２３を巻き付
ける巻付工程が終了した後に、導線２３の巻終わり端部
を切断して小型モータの電機子２に結線する。第２フラ
イヤ４ｂ、第４フライヤ４ｄへの交換作業も同様に行わ
れる。

【００２１】〔実施例の効果〕以上のように、各導線２
１〜２４をセットした状態の第１〜第４フライヤ４ａ〜
４ｄを自動的に交換することによって、線種の異なる導
線２１〜２４の段取り作業の高速自動化を実現すること
ができる。これによって、作業者による手作業の段取り
工数をゼロにでき、巻付け工程の停止時間を大幅に減少
することができる。例えば１回の段取り当たり３０秒以
下の停止時間にすることができる。

【００２２】具体例としてフューエルポンプモータの電
機子巻線ライン（巻線機６台、従来の段取り時間＝５．
５分／回・台、従来の平均段取り回数＝５回／生産時
間）に本発明を適用したものの結果を述べる。なお、１
生産時間は８時間として計算する。 １）作業者の工数低減：−０．３人／生産時間 すなわち、従来は１６５分／生産時間であったものが本
発明では０分／生産時間となる。 ２）巻線機１における巻付け工程の停止時間：−２５分
／台・生産時間×６台 すなわち、従来は２７．５分／台・生産時間であったも
のが本発明では２．５分／台・生産時間となる。

【００２３】〔変形例〕本実施例では、本発明を小型モ
ータの電機子に導線を巻き付ける巻線機に用いたが、電
磁弁や電磁クラッチ等の電磁装置、回転電機の電機子や
界磁に導線を巻き付ける巻線機に用いても良い。また、
本発明を導体以外の線材をワークに巻き付ける巻線機に
利用しても良い。本実施例では、回転軸とフライヤとの
連結を歯車により行ったが、回転軸とフライヤとの連結
をベルト、摩擦板等の伝達部材により行っても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、作業者が手作業による段取り
を行わなくとも、線材の線種変更が自動的に行われるの
で、作業者の段取り作業がなくなる。また、線材の線種
変更がフライヤの交換作業により短時間に行われるの
で、仮に段取り回数が増加してもワークに線材を巻き付
ける巻線工程の休止時間が短くなる。よって、巻線機の
稼働率を従来のものより向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に用いた小型モータ用巻線
機を示した概略図である。

【図２】図１の小型モータ用巻線機の主要部を示した概
略図である。

【図３】図１の小型モータ用巻線機の主要部を示した概
略図である。

【図４】本発明の第１実施例の作用説明図である。

【図５】本発明の第１実施例の作用説明図である。

【図６】本発明の第１実施例の作用説明図である。

【図７】本発明の第１実施例の作用説明図である。

【図８】従来の巻線機を示した概略図である。

【符号の説明】

１ 小型モータ用巻線機 ２ 小型モータの電機子（ワーク） ４ａ 第１フライヤ ４ｂ 第２フライヤ ４ｃ 第３フライヤ ４ｄ 第４フライヤ ５ 電動モータ（動力源） ６ フライヤ収納機（フライヤ交換手段） ７ サーボモータ（フライヤ交換手段） ８ フライヤ断続装置（フライヤ交換手段） ２１ 導線（線材） ２２ 導線（線材） ２３ 導線（線材） ２４ 導線（線材） ５１ 回転軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）動力源により回転駆動される回転
   軸と、 （ｂ）この回転軸に接離可能に配され、線種の異なる線
   材を各々が保持すると共に、前記回転軸より回転動力が
   伝わるとワークに線材を巻き付ける複数のフライヤと、 （ｃ）これらのフライヤのうち今まで使用されていたフ
   ライヤを前記回転軸より離脱させると共に、前記複数の
   フライヤのうち次に使用されるフライヤを前記回転軸に
   接続させるフライヤ交換手段とを備えた巻線機の段取り
   装置。