JPS627105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、巻線材を貯線するシヤトルと環状体
に巻線材を巻付ける走行環とを使用して、巻線材
を環状体に交互に異る方向に巻付けるための巻線
装置に関するものである。

環状体のコアに導電性の巻線材（電線）を所定
の間隔で交互に異る方向に巻付けてステータを形
成し、このステータの両端面に各々所定の間隔で
対向する一対の円盤状の磁石を配置すると共に、
ステータの中心部を貫通する軸で前記円盤状の磁
石を結合してロータを形成した軸方向空隙形モー
タが開発されている。

この種の巻線を行なう巻線装置は、リングにワ
イヤを巻付けるために、駆動装置によつて回転さ
せられる走行環と、予じめ所要の長さのワイヤを
貯えるシヤトルとを備え、前記走行環にはワイヤ
を案内するためのワイヤガイド部材が一体に固定
されている。このような走行環とシヤトルにリン
グを交差させリングを所定の保持装置に保持させ
たのち、シヤトルを所定の方向（貯線方向）に回
転させ、シヤトルに所要の長さのワイヤを巻回し
て貯線し、その終端末を前記ワイヤガイド部材の
溝を通して、前記リングに固定する。そして、シ
ヤトルにブレーキを当接させ、前記駆動装置によ
つて走行環を巻線方向（貯線方向とは逆方向）に
回転させると共に、前記保持装置によつてリング
をリングの軸心を中心として所要の角度範囲で往
復回動させて、リングにワイヤを所要回数巻付け
るように構成されている。

上記のような巻線装置は、リングに同一方向の
巻線を行なう場合には有効であるが、走行環を駆
動装置によつて回転させ、ブレーキによつて所定
の負荷が与えられているシヤトルで、走行環の回
転によつて発生するワイヤの張力の変動を吸収さ
せる構造（すなわち、ワイヤがたるむ区間ではシ
ヤトルを止めワイヤがシヤトルから引出される区
間では、ワイヤの張力でシヤトルを走行環に従動
させる。）であるため走行環を正逆回転させて、
異る方向の巻線を行なうことができない欠点があ
つた。

したがつて、前述の軸方向空隙形モータのステ
ータの如く、環状のコアに所定の間隔で交互に異
る方向に電線の巻付けを行なう場合には、第一工
程で一方向の巻線を行ない、第二工程で第一工程
で行なつた巻線とは反対方向の巻線を行なつたの
ち、第三工程で前記第一工程および第二工程で巻
かれた巻線の端末を結合していた。このため、前
記ステータの製作は、作業性が悪いだけでなく、
各巻線間を接続するため、コアの外周に沿つて走
る渡り線が複数になり外観的にも煩雑になる。

本発明の目的は、一工程で環状体に交互に異る
方向に巻線材を巻付けられるようにし、かつ巻線
材に加わる張力を調整できるようにした巻線装置
を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明は、環状体に
巻線材を巻付けるための走行環を貯線方向および
反貯線方向に回転させ、前記シヤトルに貯線され
た巻線材を、前記環状体に貯線方向および反貯線
方向に巻付けて巻線を行なうようにした第１の駆
動装置と、巻線材を貯線するためのシヤトルを貯
線方向に回転させ、シヤトルの溝内に巻線材の貯
線材の貯線を行なうと共に前記走行環が貯線方向
に回転して前記環状体に貯線方向の巻線を行なう
とき、シヤトルを貯線方向に回転させ、かつ走行
環が反貯線方向に回転して、環状体に反貯線方向
の巻線を行なうとき、巻線材の張力によつて走行
環に従動して回転するシヤトルの回転を受け、シ
ヤトルに制動力を与えるようにした第２の駆動装
置とを設け、シヤトルの径に対し環状体の径が小
さく、環状体のコイルを巻付ける部分がシヤトル
及び走行環の軸心から離れて保持されている場合
でも、シヤトル内に貯線された巻線材を貯線方向
あるいは反貯線方向のいずれの方向へも巻線する
ことができるようにしたことを特徴とするトロイ
ダル巻線装置である。

以下本発明の実施例を図面に従つて説明する。

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示すも
ので、同図において、走行環１１は、環状体１を
挿入するための導入口が形成され、その導入口に
は、ピン１２と結合部材１３によつてセグメント
１４が着脱自在に支持されている。また、端面に
は、巻線材９を案内するための溝１５を形成した
案内部材１６が固定されている。シヤトル２１
は、環状体１０を挿入するための導入口が形成さ
れ、その開口部には、ピン２２と結合部材１３と
によつてセグメント２４が着脱自在に支持されて
いる。また、シヤトル２１の外周面には、巻線材
９を貯線するための溝２５が形成されている。前
記セグメント１４，２４は、各々環状体１０を走
行環１１およびシヤトル２１に挿入する場合ある
いは、取出す場合に走行環１１およびシヤトルか
ら取外され、コア１０の挿入もしくは取出しが終
つたのち、再び元の位置に固定される。第１の駆
動装置３１は、架台３０上に固定された直流モー
タ３２（以下単にモータという）と、図示してい
ない支持部材にベアリングを介して各々所定の位
置に回動自在に支持された三本の軸３５，３５′
と、モータ３２の回転軸に固定されたプーリ３６
と前記軸３５の一端に固定されたプーリ３７の間
に掛渡され、モータ３２の回転力を軸３５に伝え
るベルト３８と、前記三本の軸３５，３５′の
各々の一端に固定されたプーリ３９の間に掛渡さ
れ、前記軸３５に伝達された回転力を軸３５′に
伝えるベルト４０と、前記軸３５，３５′の他の
一端に固定され、前記走行環１１をその内周面か
ら支え、かつモータ３２の回転力を走行環１１に
伝えるローラ４１とによつて構成されている。そ
してモータ３２には、ロータリーエンコーダ４２
が設けられ、モータ３２の回転に同期してパルス
を発振するようになつている。巻線材９は供給容
器４５から引出されたのち、支持部材４６に回転
自在に支持されたローラ４７に掛けられたのち、
支持部材４６に係止されている。第２の駆動装置
５１は、架台３０上に固定された直流モータ５２
（以下単にモータという）と、図示していない支
持部材にベアリングを介して各々所定の位置に回
動自在に支持された三本の軸５５，５５′と、モ
ータ５２の回転軸に固定されたプーリ５６と前記
軸５５の一端に固定されたプーリ５７との間に掛
渡され、モータ５２の回転力を軸５５に伝えるベ
ルト５８と、前記三本の軸５５，５５′の各々の
一端に固定されたプーリ５９の間に掛渡され、軸
５５に伝達された回転力を軸５５′に伝えるベル
ト６０と、前記軸５５，５５′の他の一端に固定
され、前記シヤトル２１をその内周面からシヤト
ル２１の軸心が前記走行環１１の軸心と一致する
ように、かつ走行環１１と所定の間隔で支え、か
つモータ５２から伝達された回転力をシヤトル２
１に伝えるローラ６１とによつて構成されてい
る。保持装置７１は、前記架台３０の下に設置さ
れた本体（図示せず）から架台３０を貫通して突
出する三本の軸７２の各々の上端に固定されたロ
ーラ７３によつて、前記環状体１０を、巻線機９
の巻付け位置で、環状体１０の一部が前記走行環
１１およびシヤトル２１の軸心と交差するように
保持し、かつ走行環１１とシヤトル２１の回転に
同期して環状体１０をその軸心を中心として所定
の角度範囲で往復回動させるように、構成されて
いる。スイツチ回路８６は、直流電源７７の
（＋）側に挿入されかつ比較回路８５に接続さ
れ、比較回路８５から印加される巻線終了の信号
で開放し、手動で閉成するように構成されてい
る。極性反転回路８７は、スイツチ回路８６とモ
ータ３２の間に設けられ、かつ比較回路８５に接
続され、比較回路８５から印加される巻線終了の
信号によつて、モータ３２に印加する電流の極性
を変えて、モータ３２を反転させる。極性判定回
路８８は、モータ３２に印加される電流の極性を
判定する。スイツチ回路８９は、直流電源７７の
（＋）に配置され、かつ極性判定回路８８に接続
されている。そして、モータ５２に印加される電
流がモータを貯線方向に回転させる極性であると
き、極性判定回路８８から印加される信号によつ
て、スイツチ回路８９は閉成される。このとき、
スイツチ回路７９は、極性判定回路から印加され
る信号により開放される。また、極性が反転した
ときには、スイツチ回路８９が開放され、スイツ
チ回路７９が閉成される。スイツチ回路７９には
抵抗８１が接続されている。

前記ロータリーエンコーダ４２には、分周回路
８２が接続され、分周回路８２でロータリーエン
コーダ４２から発振されるパルスの数を、制御し
易い数のパルスに変換する。カウンタ８３は、分
周回路８２に接続され、分周回路８２から印加さ
れるパルスの数をカウントする。巻数設定回路８
４には、前記環状体１０の一個所に巻かれるべき
巻線回数が設定される。比較回路８５は、前記カ
ウンタ８３と巻数設定回路８４とに接続され、巻
数設定回路８４に設定された巻数とカウンタ８３
でカウントした巻数とが一致した時、前記スイツ
チ回路８６と８９に開放信号を印加するようにな
つている。

上記の構成において、コア１０を走行環１１と
シヤトル２１に挿入してローラ７３により保持さ
せ、各セグメント１４，２４を固定したのち、支
持部材４６に係止されている巻線材９の端末をシ
ヤトル２１に固定する。ついで、スイツチ回路８
９を閉成する。このときスイツチ回路８９から
は、スイツチ回路７９に対して開放信号を印加し
て、スイツチ回路７９を開放させる。スイツチ回
路８９の閉成によりモータ５２に直流電流が印加
され、モータ５２は所定の貯線方向（以下単に貯
線方向という）に回転し、シヤトル２１を貯線方
向に回転させ、溝２５内に巻線材９を貯線する。
所要量の貯線が終つたらスイツチ回路８９を開放
してモータ５２を止め、シヤトル２１とローラ４
７との間で巻線材９を切断して、ローラ４７側の
端末は支持部材４６に係止し、シヤトル２１側の
端末は、走行環１１に固定されている案内部材１
６の溝１５を通し、走行環１１とシヤトル２１の
対向間隙を通して前記環状体１０に結び付ける。
この状態で、シヤトル２１を貯線方向に２〜３回
転させ、巻線材９を環状体１０に２〜３回巻付け
て端末を十分に環状体１０に固定する。この状態
でスイツチ８６を閉成し、モータ３２を貯線方向
に回転させ、走行環１１を貯線方向に回転させて
巻線を行う。このとき、極性判定回路８８の信号
によつて、スイツチ回路８９が閉成されるため、
モータ５２も貯線方向に回転してシヤトル２１も
貯線方向に回転する。これによつて、シヤトル２
１が巻線材９を常に巻取る方向に回転しているの
で巻線中に発生するたるみを吸収することができ
る。またシヤトルの径に対し、環状体の径が小さ
い場合は環状体のコイルを巻付ける部分が走行環
１１及びシヤトル２１の軸心から離れて保持され
る。従来技術では単にシヤトル２１だけを貯線方
向に回転駆動させるため、シヤトル２１から引出
された巻線材９のシヤトル２１から案内部材１６
までの角度と案内部材１６から環状体１０の巻付
位置までの角度が等しくなる場合が生じ、走行環
を貯線方向に回転させることができなくなる。こ
れに対し本発明では走行環１１を貯線方向に回転
駆動させることと、同時にシヤトル２１も貯線方
向に回転するトルクをモータ５２により受けるこ
とのため、スムーズに貯線方向の巻線を行うこと
ができる。環状体１０に所定回数の巻線が終る
と、比較回路８５から巻線終了の信号が発振さ
れ、スイツチ回路８６が開放されると共に、極性
反転回路８８によつて、モータ３２に印加される
べき電流の極性が反転される。さらに、スイツチ
回路８９が開放され、スイツチ回路７９が閉成さ
れる。ついで、環状体１０を所定の角度回転させ
たのち、走行環１１を反貯線方向に２〜３回転さ
せ、環状体１０に巻線材９を十分に固定したの
ち、スイツチ回路８６を閉成する。すると、モー
タ３２は反貯線方向に回転し、走行環１１を反時
計方向に回転させて、環状体１０に反時計方向の
巻線を行なう。このとき、走行環１１の回転によ
つて巻線材９に張力が発生しシヤトル２１は、反
貯線方向に回転させられるが、コア１０の位置
が、シヤトル２１の軸心から離れているためにた
るみ、（第５図に実線で示す曲線が（−）側にあ
るとき、巻線材９はたるんでいる。なおこの曲線
は、走行環１１の直径、環状体１０の位置、外径
によつて異る。）の発生する区間では、巻線材９
の張力が“０”になるため、静止している。ま
た、シヤトル２１から巻線材９が引出される区間
では、シヤトル２１は走行環１１に追従して回転
する。そして、このときには、シヤトル２１は走
行環１１より高速で回転し、モータ５２を回すた
め、モータ５２で、その回転速度に応じた発電が
行なわれる。モータ５２で発電された電力は、ス
イツチ回路７９を介して抵抗８１に流れ熱に変換
されて消費される。したがつて、モータ５２は、
シヤトル２１に対するブレーキとして作用し、シ
ヤトル２１が必要以上に高速で、あるいは慣性で
回転しすぎるのを防止する。なお、第５図に破線
で示す曲線は、巻線時に巻線材９に加わる張力の
変化の一例を示したものである。巻線材９の張力
は通常前記たるみの発生する区間では張力は
“０”となるが、シヤトル２１を貯線方向に回転
させて巻線材のたるみを吸収した場合には、第５
図の破線で示す曲線のようになる。なお、第５図
の△印は、環状体１０の角に当る位置を示し、巻
線材９に加わる張力の変動する位置である。

本発明により以下の効果を得ることができる。
シヤトルの径に対し環状体の径が小さく、環状体
のコイルを巻付ける部分がシヤトル及び走行環の
軸心から離れて保持されている場合でも、シヤト
ル内に貯線された巻線材を貯線方向あるいは反貯
線方向のいずれの方向へも巻線することが可能と
なり、巻線方向が１つずつ異なる数個のコイルを
１つの環状体に結線作業なしに連続して巻付ける
ことができ、上記作業の能率が向上するととも
に、上記コイルの信頼性向上ならびに外観の良好
化が望める。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す巻線装置の要
部の斜視図、第２図は、本発明に使用する走行環
とシヤトルの正面部分断面図、第３図は本発明の
実施例の巻線装置の駆動系統を示すブロツク線
図、第４図ａは、時計方向の巻線過程を示す側面
図、第４図ｂは、反時計方向の巻線過程を示す側
面図、第５図は、シヤトルから引出される巻線材
の引出量と、巻線材に加わる張力の変動の１例を
示す曲線図である。 １１……走行環、２１……シヤトル、３１，５
１……駆動装置、７１……保持装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の(a)から(e)の要素から成る巻線装置。 (a) 環状体の導入口と、巻線材を環状体へ向けて
   案内する案内部材を有し、回転自在に支持され
   た走行環、 (b) 前記環状体を導入する開閉自在な導入口と、
   外周面に巻線材を貯線する溝を有し、前記走行
   環と同一軸心上に、走行環と所定の間隔で対向
   するように回転自在に支持されたシヤトル、 (c) 前記走行環を貯線方向および反貯線方向に回
   転させ、前記シヤトルに貯線された巻線材を、
   前記環状体に、貯線方向および反貯線方向に巻
   付けて巻線を行なうようにした第１の駆動装
   置、 (d) 前記シヤトルを貯線方向に回転させ、シヤト
   ルの溝内に巻線材の貯線を行なうと共に、前記
   走行環が貯線方向に回転して前記環状体に貯線
   方向の巻線を行なうとき、シヤトルを貯線方向
   に回転させ、かつ、走行環が反貯線方向に回転
   して、環状体に反貯線方向の巻線を行なうと
   き、巻線材の張力によつて走行環に従動して回
   転するシヤトルの回転を受け、シヤトルに制動
   力を与えるようにした第２の駆動装置、 (e) 前記走行環およびシヤトルに挿入された前記
   環状体を保持すると共に、巻線時に走行環の回
   転に同期して、環状体を、環状体の軸心を中心
   として回動させるようにした環状体の保持装
   置、