JPH09190943A - 線材巻付け機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構造で構成され、小型軽量化および操
作性の向上を図り得る線材巻付け機構を提供する。 【解決手段】 基台３に対して軸受け２を介して回動自
在に軸支されたスピンドル１と、このスピンドル１の略
同軸上に静止保持されるワークと、スピンドル１と一体
に回転してワークに巻き付ける線材５を案内するノズル
６とを備え、このノズル６の線材導入端６Ａをスピンド
ル１の回転軸Ａ上に配置し、ノズル６の線材繰り出し端
６Ｂをスピンドル１の回転軸Ａから所定の距離に配置し
た。また、スピンドル１の中心部分に、軸受けを介して
スピンドル１と同軸的に、回動自在に結合されたフォー
マ９を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの電機子等
に整列巻線を行う線材巻付け機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータの電機子等のワークにコイルを巻
回する線材巻付け機構としては、従来フライヤ型線材巻
付け機構が用いられており、このタイプの線材巻付け機
構については、特公昭５９−１５４６１号公報、実公昭
６０−３１４１６号公報、特開平７−１５９２５号公報
等に提案がなされている。

【０００３】これらのうち、特公昭５９−１５４６１号
公報に提案されたフライヤ型線材巻付け機構は電機子８
に巻線を行うものであり、具体的には、図１３に示すよ
うなものである。

【０００４】これにおいて、中空の主軸１１は、送りネ
ジ１４の回転によって軸方向に摺動する摺動筒１５にベ
アリング１６を介して回転自在に支持されている。この
主軸１１には、互いに対抗するように長穴１７が形成さ
れ、かつその一方の端部にはローラ１８が回転自在に支
持されている。

【０００５】主軸１１の一端には、両端に線材５を案内
するためのブッシュ２３を嵌合させたパイプ２２が固定
されており、線材５はこのパイプ２２を通って、フライ
ヤ１９へと導かれる。

【０００６】主軸１１に固定されたフライヤ１９には、
フライヤ１９の形状に沿って線材５を案内するための複
数のローラ２０が回転自在に支持され、かつ一端には線
材５を引き出すためのブッシュ２１が固定されている。

【０００７】このブッシュ２１から引き出された線材５
は、線材ガイド３４に沿って案内されて、主軸１１と同
軸上に静止状態に保持される電機子８に達する。なお、
電機子８の保持手段については図示を省略する。この線
材ガイド３４は、送りネジ２６の回転によって摺動筒１
５に対して摺動するスライダ２４の動きが、リンク機構
３９を介して伝達され、主軸１１の方向に移動するよう
になっている。

【０００８】このような構成により、主軸１１およびフ
ライヤ１９の回転に同期させて、主軸１１の摺動および
線材ガイド３４の移動を行うことにより、静止状態の電
機子８の周囲に線材５の整列巻線が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
フライヤ１９を用いた線材巻付け機構では、線材５を案
内するために複数のローラ１８、２０が必要となり、さ
らに主軸１１は中空として、線材５の出口として長穴１
７を設ける必要があるため、構造が複雑化してしまって
いた。

【００１０】また、線材５は複雑に方向を変えられるた
め、断線の恐れがあり、断線した場合には、線材５を再
び複雑な案内路に導くようにセットし直す必要があり、
作業の効率が低下してしまう。

【００１１】また、主軸１１とフライヤ１９は重量が重
く、バランスが悪いため、高速回転時には振動が起こり
やすい。この振動により、ベアリング１６には過大な負
荷がかかり、装置全体の寿命も縮まってしまい、また巻
線の精度を低下させてしまううえ、騒音も大きくなって
しまう。このため、従来はフライヤ１９の対向位置にバ
ランスウェイトを設ける等の処置が採られていたので、
さらに装置を複雑化することとなっていた。

【００１２】また、フライヤ１９の回転半径は、電機子
８等のワークの大きさに応じて変える必要があるので、
この変更のたびにフライヤ１９やローラ２０とともにバ
ランスウェイトをも交換する必要が生じ、繁雑な作業が
必要となってしまう。

【００１３】さらに、この例のような電機子への巻線で
は、線材ガイド３４のようなガイド部材（フォーマ）が
必要となるが、その分主軸１１は長くなり、装置が大型
化してしまう。

【００１４】本発明は、このような問題点に着目して、
簡素な構造で構成され、小型軽量化および操作性の向上
を図り得る線材巻付け機構を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、基台に対
して軸受けを介して回動自在に軸支されたスピンドル
と、このスピンドルの略同軸上に静止保持されるワーク
と、スピンドルと一体に回転してワークに巻き付ける線
材を案内するガイドとを備え、ガイドに案内される線材
をスピンドルの回転軸から偏心させるとともにスピンド
ルに貫通させた。

【００１６】第２の発明は、前記ガイドの線材導入端を
前記スピンドルの回転軸上に配置し、ガイドの線材繰り
出し端をスピンドルの回転軸から所定の距離に配置し
た。

【００１７】第３の発明は、前記スピンドルの中心部分
に、軸受けを介してスピンドルと同軸的に、回動自在に
結合されたフォーマを備えた。

【００１８】

【作用】第１の発明では、ワークへの線材の巻線時に基
台に対してスピンドルが回転するが、スピンドルと一体
に回転するガイドによって線材がスピンドルを貫通する
ように案内されるので、線材の屈曲箇所を無くせるか、
または線材の屈曲角度を小さくすることができ、断線が
防止されるとともに、巻線時の回転部分は軽量となるの
で、高速回転時における振動が抑制される。

【００１９】第２の発明では、ノズルの線材導入端がス
ピンドルの回転軸上に配置されるので、巻線時に、線材
繰り出し端はワークの周囲を円運動し、線材のワークへ
の巻回がなされる一方で、線材は線材導入端においては
同一位置に保たれ、線材に対する負担は低減され、また
装置の安定した作動が行われる。

【００２０】第３の発明では、巻線時に、ワークである
電機子をフォーマが固定しつつ、このフォーマとスピン
ドルが相対回転するので、適切な整列巻が行われるが、
フォーマはスピンドルの中心部分に同軸的に結合される
ので、スピンドルが長大化することはない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００２２】図１、図２に示すように、スピンドル１は
軸受け２を介して、基台３に回動自在に支持される。こ
のスピンドル１は、図４に示すように、ギア４において
モータ１０にチェーン４Ａ等で連結されることにより、
回転軸Ａを中心にして回転するものである。

【００２３】なお、本実施の形態では、図３、図４に示
されるとおり、スピンドル１が基台３に４基並列的に設
けられ、これらが１本のチェーン４Ａで連結されること
で、各スピンドル１の回転を同期させて制御できるよう
になっている。

【００２４】図１に詳細に示すように、スピンドル１に
は、線材５を案内するノズル６が斜めに貫通する。この
ノズル６には図示されない線材供給源からの線材５がス
ピンドル１後方の線材導入端６Ａから導入され、この線
材５はノズル６に案内されて、スピンドル１前方の線材
繰り出し端６Ｂから繰り出される。

【００２５】ここで、線材導入端６Ａが回転軸Ａ上に配
置される一方、線材繰り出し端６Ｂは回転軸Ａより所定
の間隔だけ離れた地点に配置される。このような配置に
より、スピンドル１が回転するとき、その回転軸Ａ上に
配置された図示されない電機子等のワークの回りの円周
上を線材繰り出し端６Ｂが移動して、ワークへの巻線が
なされる。このとき、ワークは図示されない保持手段に
より、回転軸Ａ上に保持されている。

【００２６】なお、このようなスピンドル１の回転時
に、ノズル６が下方に移動したときの様子を想像線で示
す。

【００２７】スピンドル１の中央部には、フォーマ９が
軸受け７を介してスピンドル１の回転軸Ａと同軸的に、
かつ回転自在に軸支される。このフォーマ１１は、線材
５が巻回されるワークとしてモータの電機子を用いると
きに、電機子の磁極に押し当てられ、線材５はこのフォ
ーマ９に沿って電機子に導かれることにより、電機子の
スロット内に整列巻がなされるものである。このとき、
フォーマ９は巻線の間中、電機子に押し当てられて回転
が規制されるので、スピンドル１は軸受け２および７を
介して、基台２およびフォーマ９に対して相対回転す
る。

【００２８】このように、本発明では、従来の中空のス
ピンドルとフライヤに変えて、スピンドル１にノズル６
を斜めに貫通した構造としたので、巻線機は大幅に小型
軽量化される。また、スピンドル１の中心部分に回転軸
Ａと同軸的にフォーマ９を設置できるので、フォーマ９
を用いて電機子に巻線するときにもスピンドル１が長大
化することはない。

【００２９】また、スピンドル１には線材５挿通用の穴
を設ける必要がなく、構造が単純化され、製造コストも
削減が図れる。

【００３０】なお、線材５の案内部分は、図１のような
１本のノズル６によるものとは限られず、例えば図５か
ら図１２に示すように、さまざまな形態が可能である。

【００３１】すなわち、図５に示すように、線材導入端
側のノズル５１と線材繰り出し端側のノズル５２とを組
み合わせて、スピンドル１に斜め方向に形成された貫通
穴５０に配置することで、線材５を案内するようにして
もよい。

【００３２】また、図６に示すように、スピンドル１の
後面側に案内部材５３を、また前面側に案内部材５４を
それぞれ設け、これらの案内部材５３、５４に設けたプ
ーリー５５、５６を介して線材５をスピンドル１の貫通
穴５０に案内してもよい。

【００３３】また、図７に示すように、案内部材６１、
６２に設けたフェルト等からなる小型ノズル６３、６４
を介して、線材５をスピンドル１の貫通穴５０に案内す
ることもできる。

【００３４】また、図８に示すように、案内部材６６、
６７の先端部にセラミック等からなる線材導入部６８お
よび線材繰り出し部６９を設け、線材５を案内すること
もできる。

【００３５】また、図９に示すように、貫通穴５０の入
口と出口に、それぞれセラミック等からなるリング７
１、７２を設けて線材５を保護しつつ、案内部材７３先
端のプーリ７４に案内するようにもできる。

【００３６】また、図１０から図１２に示すように、貫
通穴８０はスピンドル１の回転軸Ａに平行に形成しても
よい。これらでは、線材５はリング７１、７２に保護さ
れつつ貫通穴８０に導入される。

【００３７】さらに、図１０では、線材５は導入側をセ
ラミック等からなるリング７５により回転軸Ａ上に案内
され、また繰り出し側はプーリ７４により案内される。

【００３８】また、図１１では、線材５の導入側の案内
はプーリ７６によりなされ、線材５の繰り出し側はさら
に案内部材７３に設けたセラミック等からなる線材繰り
出し部７７へと案内される。

【００３９】また、図１２のように、繰り出し側の案内
部材を省略し、そのまま線材５をワークへと引き出すよ
うにしてもよい。

【００４０】なお、線材５の案内部分の形態は種々の組
み合わせが可能であり、以上のものに限られるものでは
ない。

【００４１】つぎに作用を説明する。

【００４２】巻線作業に際して、図示されないワーク
（この場合は電機子）が、スピンドル１の回転軸Ａ上の
所定の位置に設置され、フォーマ９により固定される。

【００４３】線材繰り出し端６Ｂから繰り出された線材
５の先端は、電機子の所定の位置に固定され、その後ス
ピンドル１を回転させて巻線作業を行う。

【００４４】このとき、線材５はノズル６により案内さ
れるだけで、従来例におけるローラ等による屈曲が必要
最小限に押さえられているので、巻線の進行にしたがっ
て線材５が引き出されても、断線の恐れが低減される。

【００４５】また、巻線時に回転する部分はスピンドル
１とノズル６のみであり、その重量が軽いため、高速回
転時にも振動が起こりにくく、軸受け２および７に過大
な負担がかかったり、ワークへの巻線の精度が低下する
ことはない。また、従来例のようなバランスウェイトも
不要となり、装置の簡素化が図られる。

【００４６】なお、ワークの大きさを変える必要がある
ときも、ノズル６として長さの違うものを用いるだけで
よく、このとき太さについては仲介部材により調整可能
であるので、対応が容易である。なお、この場合、あら
かじめノズル６として長さが調整可能であるものを用い
ることも可能である。

【００４７】このように本発明によれば、簡素な構造
で、装置の小型軽量化が図られるのみでなく、巻線の精
度が向上し、装置の操作性も向上する。

【００４８】

【発明の効果】第１の発明によれば、線材の案内部をス
ピンドルに貫通して一体に回転するガイドによって形成
するので、線材巻付け機構が小型軽量化されるととも
に、このガイドによって線材がスピンドルを貫通して案
内されるため、線材の屈曲箇所を無くせるか、または線
材の屈曲角度は小さくすることができ、断線が防止さ
れ、また、巻線時の回転部分は軽量となるので、高速回
転時における振動が抑制され巻線の精度が向上し、ガイ
ドとしてノズルを用いた場合には、ノズルの交換により
異なった大きさのワークに対しても対応が容易となる。

【００４９】第２の発明では、ガイドの線材導入端がス
ピンドルの回転軸上に配置されるので、巻線時に、線材
繰り出し端はワークの周囲を円運動し、線材のワークへ
の巻回がなされる一方で、線材は線材導入端においては
スピンドル回転中心の同一位置に保たれ、線材に対する
曲げ力がかからず断線などを防止され、安定した作動が
保証される。

【００５０】第３の発明では、巻線時に、ワークである
電機子をフォーマが固定しつつ、このフォーマとスピン
ドルが相対回転するので、適切な整列巻が行われるが、
フォーマはスピンドルの中心部分に同軸的に結合される
ので、スピンドルが長大化することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同じく全体断面図である。

【図３】同じく全体平面図である。

【図４】同じく全体正面図である。

【図５】同じく他の実施の形態を示す断面図である。

【図６】同じくさらに他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図７】同じくさらに他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図８】同じくさらに他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図９】同じくさらに他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１０】同じくさらに他の実施の形態を示す断面図で
ある。

【図１１】同じくさらに他の実施の形態を示す断面図で
ある。

【図１２】同じくさらに他の実施の形態を示す断面図で
ある。

【図１３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ スピンドル ２ 軸受け ３ 基台 ５ 線材 ６ ノズル ６Ａ 線材導入端 ６Ｂ 線材繰り出し端 ７ 軸受け ９ フォーマ Ａ 回転軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台に対して軸受けを介して回動自在に軸
   支されたスピンドルと、 このスピンドルの略同軸上に静止保持されるワークと、 スピンドルと一体に回転してワークに巻き付ける線材を
   案内するガイドとを備え、 このガイドに案内される線材をスピンドルの回転軸から
   偏心させるとともにスピンドルに貫通させたことを特徴
   とする線材巻付け機構。
2. 【請求項２】前記ガイドの線材導入端を前記スピンドル
   の回転軸近傍上に配置し、ガイドの線材繰り出し端をス
   ピンドルの回転軸から所定の距離に配置したことを特徴
   とする請求項１に記載の線材巻付け機構。
3. 【請求項３】前記スピンドルの中心部分に、軸受けを介
   してスピンドルと同軸的に、回動自在に結合されたフォ
   ーマを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の線材巻付け機構。