JPH10322983A

JPH10322983A - 巻線機

Info

Publication number: JPH10322983A
Application number: JP13798397A
Authority: JP
Inventors: Yukio Odagiri; 幸男小田切
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1998-12-04
Also published as: CN1199014A; MY122123A

Abstract

(57)【要約】【課題】巻線が突極の根元から巻回でき、かつ整列巻
きが可能で、高いコイル占積率が確保できるフライヤー
タイプの巻線機を提供する。【解決手段】電機子コア１０のオープンスロット３６
の奥まで挿入できる摺動ガイド部２５を設けると共に、
サイドガイド１７の干渉を受けて巻線１１が屈曲し、追
動に遅れがでるのを補償するためフライヤー３７の１回
転中に４回速度が変化する緩急の区間を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は小型モータに使用す
る電機子コアにコイルを形成する巻線機に係わり、特に
フライヤーを使用した巻線機の改良に関する。以下、コ
イルを形成する線材を巻線という。

【０００２】

【従来の技術】従来の巻線機としては、図６に示すノズ
ルを使用するタイプと図８に示すフライヤーを使用する
タイプに大別される。図６のノズルタイプの巻線機１６
０では、ノズル１６１の先端１６２を、電機子コア１６
３の巻線１６４を施す対象の突極１６５の両側に形成さ
れるオープンスロット１６６内に挿入し、ノズル先端１
６２から巻線１６４を繰出しながら、ノズル１６１を対
象突極１６５の周りに旋回させると共に、同期的にノズ
ル先端１６２を直線移動して巻線１６４を突極１６５の
胴部１６７の外周に整然と巻回していく。

【０００３】一方、図８に示すフライヤータイプの巻線
機１７０は、所定の円形軌道を旋回しながら先端１７１
から巻線１７２を供給するフライヤー１７３と、電機子
コア１７４の巻線１７２を施す対象の突極１７５に巻線
１７２を誘導するフォーマー１７６と、巻線１７２が対
象外の突極１７７に絡まることを防止するサイドガイド
１７８とで形成されている。すなわち、フライヤー１７
３は電機子コア１７４の外部の近接位置にあって対象突
極１７５の放射軸１７９を中心に旋回し、フライヤー１
７３の先端１７１から供給される巻線１７２をフォーマ
ー１７６の外縁１８０で誘導しながら突極１７５の根元
側から胴部１８１の外周に沿って順次巻き付けていく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ノズルタイプの巻線機
１６０（図６参照）は、ノズル先端１６２と突極胴部１
６７との間で巻回する巻線１６４を直接伸張しながらノ
ズル１６１の運動に応動させて整列巻きが行える点で有
利である。しかしながら、ノズル先端１６２が円軌道を
旋回する限り、図７（ａ）に示すように、突極１６５と
オープンスロット１６６との構成が適正であればノズル
先端１６２を円軌道上で旋回させることが可能である
が、突極１６５とオープンスロット１６６との構成が、
図７（ｂ）に示すように、突極１６５の厚みに対してオ
ープンスロット１６６の空間が狭い場合には、オープン
スロット１６６を介してノズル１６１を旋回させること
ができなくなる。

【０００５】すなわち、突極１６５の外側からスタート
するノズル先端１６２ａは隣在する突極１６８が障害と
なり、またオープンスロット１６６内からスタートする
ノズル先端１６２ｂは巻回対象の突極１６５が障害とな
って、いずれも円軌道上の周回は不可能となる。従っ
て、ノズルタイプの巻線機１６０が適用可能な電機子コ
ア１６３は、突極１６５とオープンスロット１６６との
構成が例えば図７（ａ）のような形態に特定されること
になる。

【０００６】また、図６に図示されるように、ノズルタ
イプの巻線機１６０では、ノズル１６１で巻線１６４を
突極胴部１６７に方向付けして案内しているのは内側の
極く限られた一部の側縁に過ぎず、巻線１６４より太い
外径を持つノズル１６１の案内に関与しないその他の外
鞘部分が周辺部材と干渉して、ノズル１６１をオープン
スロット１６６の奥まで挿入できない場合が生じる。従
って、突極１６５の根元から巻き始めることが困難とな
ってコイル占積率は低減されることとなり、このことか
らも適用可能な電機子コア１６３は突極１６５とオープ
ンスロット１６６との関係が限定されたものになる。

【０００７】一方、フライヤータイプの巻線機１７０
（図８参照）において、フライヤー１７３の先端１７１
から流し込まれる巻線１７２は、フォーマー外縁に誘導
されるが、図示のように上記ノズルタイプの巻線機１６
０に見られるノズル１６１のような支持体がないから誘
導経路は一定せず、フライヤー１７３を高速で回転させ
ると、突極胴部１８１に対する巻線１７２の巻付きが不
安定となって、整列巻きは困難でガラ巻状態になる。そ
のため、電機子コア１７４に対するコイル占積率が低下
し、例えば回転トルクのようなモータ特性に大きく影響
する。

【０００８】そこで本発明の目的は、電機子コアの構成
に影響されないフライヤータイプの巻線機であって、し
かも十分なコイル占積率が確保できる巻線機を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係わる巻線機は、複数の突極を有する電
機子コアにおける１本の突極を両側から挾むように進入
するガイド部を備えたフォーマーと、前記突極に隣接す
る２本の突極の先端側にそれぞれ配置され前記突極以外
の突極に巻線が巻回されるのを防止するサイドガイド
と、前記フォーマーの周りを回転しながら前記突極に対
してコイルを形成する巻線動作を行うフライヤーとを具
備する。

【００１０】そこで、前記フライヤーが前記フォーマー
の周りを１回転する間に、前記巻線が前記サイドガイド
に当接しているときの回転速度に対して、前記巻線が前
記サイドガイドに当接していないときの回転速度を低速
にする。

【００１１】すなわち、前記フライヤーが前記フォーマ
ーの周りを１回転する間に、回転速度を４回変化させ、
さらに前記フォーマーを前記突極の突出方向に直線移動
させて、前記突極に整列的に巻線を施すようにした。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる巻線機の実
施の形態を図面に基づいて説明する。図面中、共通する
ものはすべて同一符号で示す。図１において、電機子コ
ア１０はコイルを形成する巻線１１の巻回対象となる突
極１２の軸線１３が巻線機１４を指向するようにしてタ
ーレット台１５に固定される。巻回対象となる突極１２
の両隣りに位置する突極１６に巻線１１が巻付くのを防
止するサイドガイド１７が突極１６を巻線機１４から遮
蔽する位置に設けられる。

【００１３】一方、符号１８で示すフォーマーは、突極
１２の軸線１３と一致する中心線１９に沿って直線移動
する（矢印Ｄ）主軸２０の先端部に装着され、圧縮バネ
２１により突極１２に向けて付勢した当接ドグ２２を備
える。当接ドグ２２は、両側面２３の幅が前面２４に向
けて縮小する斜面を形成し、この両側面２３に沿って摺
動するガイド部２５に挟持されている。

【００１４】また、ガイド部２５には当接ドグ２２との
摺接位置にピン２６が植設され、ピン２６の頭部２６ａ
が当接ドグ２２に凹設したＴスロット２７に嵌合し、中
心線１９方向に案内されている（図２参照）。さらにガ
イド部２５は、根元部分に設けた摺動軸受２８を、主軸
２０の先端部において側方に突出させたガイド棒２９に
嵌入して摺動自在に支持されている。しかも両ガイド部
２５は、引張コイルバネ３０によって連結されており、
互いに接近する方向に付勢されている。３１は引張コイ
ルバネ３０を延伸状態に支持する支柱で、各ガイド部２
５の両側面に植設されている。なお、引張コイルばね３
０をその弾性力を利用せずに両ガイド部２５を配置して
もよい。

【００１５】従って、自然状態では当接ドグ２２が圧縮
バネ２１の付勢力により先端方向（突極１２の方向）に
移動するので、両ガイド部２５，２５の間隔が開いて当
接ドグ２２の前面２４は前縁３２よりもやや前面に突出
する。逆に、当接ドグ２２を圧縮バネ２１の付勢力に抗
して主軸２０に近付けると、引張コイルバネ３０の張力
とＴスロット２７と係合するピン頭部２６ａとの協働に
より、両ガイド部２５，２５は当接ドグ２２の両側面２
３の斜面に沿って移動し、両ガイド部２５，２５の間隔
は狭められる。

【００１６】滑りキー２０ａにより回り止めされ直線移
動のみが自在な主軸２０を軸線１９に沿って進め、当接
ドグ２２の前面２４と突極１２の外周面３３とを整合位
置において当接し、さらに圧縮バネ２１の付勢力に抗し
て前進させると、両ガイド部２５，２５の前縁３２，３
２は突極１２の傘部３４を越え、突極１２の胴部３５を
両側から挾むように互いに接近しながらオープンスロッ
ト３６内に進入していく。上記したノズルタイプの巻線
機に見られるノズルのように、周辺部材から干渉を受け
る周壁が巻線の外郭に存在しないので、常に両ガイド部
２５，２５の前縁３２，３２を支障なく突極胴部３５の
根元近くに位置付けることができる。なお、両ガイド部
２５，２５が突極１２の胴部３５を両側から挾むように
進入する際、各ガイド部２５，２５がコアの積層方向に
対向し合って、突極１２の上下を挾むように進入する構
造としてもよい。

【００１７】３７はフライヤーで、トップローラ３８か
ら巻線１１を供給しながら軸線１９を中心に所定の位置
で旋回し（矢印Ｓ）、巻線１１はトップローラ３８の円
運動から離れてガイド板前縁３２の形状に誘導され、突
極胴部３５の外形に倣って巻付いていく。このとき、主
軸２０を徐々に突極１２から離間する方向に後退させる
と、両ガイド部２５，２５は外面に沿って巻線１１を案
内しながら、前縁３２，３２で巻線１１の巻回位置を徐
々に突極１２の外周方向に向けて移動していく。主軸２
０の直線移動をフライヤー３７の回転に同期させること
により、巻線１１を整列させて巻回することができる。

【００１８】図３は、上記のように構成された巻線機１
４で巻線１１を突極胴部３５に巻回する過程の模式的平
面図示で、フライヤー３７が時計方向に旋回するときの
トップローラ３８と突極胴部３５との間で伸長される巻
線１１の途中形状を示し、例えば位置ａおよび位置ｂに
おいて、突極胴部３５とトップローラ３８間で直線的に
伸張されていた巻線１１は、位置ｃに移るとサイドガイ
ド１７の面に接触して移動が阻止され接触点ｔ1から屈
曲する。トップローラ３８の移動と共に位置ｄでの屈曲
位置はサイドガイド１７面上を摺接しながら接触点ｔ2
に移動する。それから位置ｅに至ったところで、再び巻
線１１はトップローラ３８と突極胴部３５との間で直線
的に伸張される。

【００１９】図３から理解されるように巻線１１に関す
るこの移動経過は、図中左側のサイドガイド１７につい
ても位置ｆ〜ｉについて同様に行われ、フライヤー３７
の１回の周回による巻線１１の１回の巻付けが終了す
る。この１サイクルの間において、位置ｂから位置ｅお
よび位置ｆから位置ｉの範囲では、巻線１１に屈曲が生
じるのでフライヤー３７の移動に対する巻線１１の追動
が遅滞する。

【００２０】そこで、フライヤー３７の１回転中に２箇
所、位置ｂから位置ｅおよび位置ｆから位置ｉに至る範
囲を高速で回動させて巻線１１の遅滞時間を短縮する
と、巻線の周回角速度が少なくとも巨視的には近似的に
平均化され、両ガイド部２５，２５の前縁３２，３２に
よる巻線１１の巻回に同期させた位置移動と相俟って、
巻線１１は整列するコイルに仕上げられ、好適なコイル
占積率を得ることができる。また１回転中の一部を高速
化することで巻線工程の時間が短縮され、生産性が向上
できる。

【００２１】このように、連続するフライヤー３７の旋
回運動に追動できない不連続部分を生じるサイドガイド
１７のような不確定要因の介入領域を極力短時間で通過
させ巻線１１の巻付モードを総体的に安定化させるのが
本発明に係わる巻線機の基本概念である。

【００２２】

【実施例】そこで次に、本発明に係わる巻線機１４のフ
ライヤー３７の一回転中に高速と低速が交互に現れるよ
うに、速度を４回にわたって変化させる手段の実施例を
図４、図５に基づいて説明する。図４には電気的速度制
御手段、図５には機械的速度制御手段の一実施例がそれ
ぞれ図示されるが、このような速度制御手段としては、
様々な技術が可能であって、下記の実施例は本発明に係
わる巻線機を限定するものではない。

【００２３】図４において、中心線１９の周りを時計方
向に旋回するフライヤー３７は、トップローラ３８から
繰出した巻線１１にサイドガイド１７が接触する直前の
位置ｂにある。セクター４０はフライヤー３７の回転軸
（図示しない）に直結されてフライヤー３７と一体に回
転する。セクター４０は２枚の扇形不透明板４１，４２
を重ねて構成したもので、サイドガイド１７と巻線１１
との接触条件によって間隙４３の開度調整が可能であ
る。

【００２４】すなわち、間隙４３の開度は前記回転軸に
固定されたアーム４４に設けた貫通溝４５に沿ってセッ
トネジ４６を半径方向に摺動させることにより、扇形不
透明板４１，４２に穿設した斜傾する長孔４７，４８に
係合するセットネジ４６の先端が扇形不透明板４１，４
２を回動するので、重なり部分の相対角度が変わり、間
隙４３の開度を変更することができる。

【００２５】セクター４０の外周には間隙４３を感知す
る光電スイッチ５０が設置され、信号５１を発生する。
信号５１により、第１のＡＮＤ回路５２は高周波数側の
発信器５３からのパルスを出力するので、パルスモータ
駆動回路５４はパルスモータ５５を高速回転する。この
とき信号５１の反転信号が入力される第２のＡＮＤ回路
５６からの出力はない。

【００２６】間隙４３が光電スイッチ５０を通過して、
扇形不透明板４２が光電スイッチ５０を遮断するとＡＮ
Ｄ回路５２は出力を停止し、同時にＡＮＤ回路５６に信
号５１の反転信号が入力してＡＮＤ回路５６からは低周
波数側の発信器５７のパルスが出力されるので、パルス
モータ駆動回路５４はパルスモータ５５を低速回転す
る。

【００２７】セクター４０には間隙４３が２箇所に設け
られているので、フライヤー３７は１回転中に２箇所の
低速域と高速域を交互に通過することになる。これによ
り、フライヤー３７の回転速度を１回転中に４回変化さ
せることができる。図示しないが、ラッチ回路を挿入し
て、高速域から低速域へ回転速度切換えのときパルスモ
ータを瞬時停止させるようにしてもよい。

【００２８】次に、機械的速度制御手段について説明す
る。図５において、フライヤー３７と同軸の回転軸６０
にはカム板６１が同位相に固定されて一体に回転する。
一方、回転軸６０にはピニオン６２が一方向クラッチ機
構６３を介して連結されている。そして、ピニオン６２
はギヤボックス６４を介して駆動モータ６５に連結する
駆動軸６６に固定された駆動歯車６７と噛合している。

【００２９】一方向クラッチ機構６３のスプリングは、
カム板６１がピニオン６２より早く回転すると、回転軸
６０はスプリングの緊縛を巻方向と逆に捩ることで解放
され、ピニオン６２の回転に先行して無関係に回転軸６
０を高速で回転できる。カム板６１からの動力伝達がな
いとピニオン６２がスプリングを緊縛して回転軸６０を
低速で駆動する。理解を容易にするため一方向クラッチ
機構６３の例としてスプリングを図示したが、同様の機
能を備えた一方向クラッチであれば適用可能であること
はいうまでもない。

【００３０】また、駆動軸６６にはカム板６１の外周面
６８に係合して動力を伝達する円盤６９が固定されてい
る。円盤６９のカム外周面６８と係合する外周面７０は
耐摩耗性で弾性を備えた硬質ゴム面が好適である。

【００３１】ピニオン６２と駆動歯車６７との歯車比は
１：１であり、カム板６１と円盤６９の外径比は例えば
約１：２である。サイドガイド１７と巻線１１との接触
条件や巻線工程の要求により別のカム形状および／また
は円盤との外径比を選択する必要が生じた場合は、適合
する別の形状および／または外径比をもつカム板と円盤
との組合わせに換えればよい。

【００３２】中心線１９の周りを旋回するフライヤー３
７は、トップローラ３８から繰出した巻線１１にサイド
ガイド１７が接触する直前の位置ｂにあるとき、カム板
６１と円盤６９とは係合を開始する。カム板６１は円盤
６９により、ピニオン６２の回転に先行して高速で送ら
れ、円盤６９に係合している範囲内を、カム板６１は直
結している回転軸６０によりフライヤー３７を高速で回
動する。この間、一方向クラッチ６３の作用でピニオン
６２と回転軸６０との連結は解除される。

【００３３】フライヤー３７がカム板６１と円盤６９と
の係合を解除する位置ｅに到ると、回転軸６０は一方向
クラッチ６３を介してピニオン６２と連結し、駆動歯車
６７からの動力伝達を受けてフライヤー３７を低速で回
動する。カム板６１には円盤６９と係合する外周面６８
が２箇所設けられているので、フライヤー３７は１回転
中に２箇所の低速域と高速域を通過することになる。こ
のようにして、フライヤー３７が１回転する間に回転速
度を機械的に４回変化させることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる巻
線機はフライヤータイプであって、ノズルタイプの巻線
機に見られるような挿入の障害となる外鞘部分ではな
く、フォーマーを電機子コアの奥まで挿入できる摺動ガ
イド板を設け、しかも巻線の屈曲による追動の遅れを補
償するようにフライヤーの１回転中の速度に緩急をつけ
たので、コイルの整列巻きと共に、オープンスロットの
奥からの巻回が可能となってコイル占積率が向上し、モ
ータ特性（例えばトルク）を増大させることができる。
その上、総体的に巻線速度が速くなるので生産性が向上
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる巻線機の模式的平面図である。

【図２】図１のII−II線に沿って示した拡大断面図であ
る。

【図３】本発明に係わる巻線機における巻線の巻回動作
を説明する平面図である。

【図４】本発明に係わる巻線機におけるフライヤー回転
速度の電気的制御手段の模式的説明図である。

【図５】本発明に係わる巻線機におけるフライヤー回転
速度の機械的制御手段の模式的説明図である。

【図６】従来のノズルタイプ巻線機における主要部の概
略説明図である。

【図７】従来のノズルタイプ巻線機におけるノズルの運
動範囲と突極の関係を説明する平面図である。

【図８】従来のフライヤータイプ巻線機における主要部
の概略説明図である。

【符号の説明】

１０電機子コア１１巻線１２（巻線対象の）突極１４巻線機１６（隣在の）突極１７サイドガイド１８フォーマー２０主軸２１圧縮バネ２２当接ドグ２５ガイド部２６ピン２７Ｔスロット３２（ガイド板）前縁３４（突極の）傘部３５（突極の）胴部３６オープンスロット３７フライヤー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の突極を有する電機子コアにおける
１本の突極を両側から挾むように進入するガイド部を備
えたフォーマーと、前記突極に隣接する２本の突極の先
端側にそれぞれ配置され前記突極以外の突極に巻線が巻
回されるのを防止するサイドガイドと、前記フォーマー
の周りを回転しながら前記突極に対してコイルを形成す
る巻線動作を行うフライヤーとを具備した巻線機であっ
て、前記フライヤーが前記フォーマーの周りを１回転す
る間に、前記巻線する線材が前記サイドガイドに当接し
ているときの回転速度に対して、前記線材が前記サイド
ガイドに当接していないときの回転速度が低速であるこ
とを特徴とする巻線機。
【請求項２】前記フライヤーが前記フォーマーの周り
を１回転する間に、回転速度が４回変化することを特徴
とする請求項１に記載の巻線機。
【請求項３】前記フォーマーを前記突極の突出方向に
直線移動させ、前記突極に整列的に巻線を施すようにな
したことを特徴とする請求項１または２に記載の巻線
機。