(57)【要約】【課題】高速巻線を精度良く行えるフライヤ式巻線装置及び巻線方法を提供する。【解決手段】線材９０を繰り出すノズル５と、このノズル５を回動させるフライヤ５０と、このフライヤ５０に対してノズル５を動かすノズル駆動機構１５とを備え、線材９０を磁極８１に巻回する電機子の巻線装置において、ノズル駆動機構１５がフライヤ５０の回動中心軸Ｏについて互いに対称的に動くノズル駆動部５５とダミー駆動部６０を備え、このノズル駆動部５５によってノズル５が動かされる一方、このダミー駆動部６０によってフライヤ５０の回転バランスがとられる構成とした。【選択図】    図２
2005020827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を繰り出すノズルと、このノズルを回動させるフライヤと、このフライヤに対してノズルを動かすノズル駆動機構とを備え、線材を磁極に巻回する電機子の巻線装置において、
前記ノズル駆動機構が前記フライヤの回動中心軸について互いに対称的に動くノズル駆動部とダミー駆動部を備え、このノズル駆動部によって前記ノズルが動かされる一方、このダミー駆動部によってフライヤの回転バランスがとられる構成としたことを特徴とする電機子の巻線装置。
【請求項２】
前記ノズル駆動部と前記ダミー駆動部は移動部材を摺動可能に案内するリニアガイドをそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１に記載の電機子の巻線装置。
【請求項３】
線材を繰り出すノズルと、このノズルを回動させるフライヤと、このフライヤに対してノズルを動かすノズル駆動機構とを備え、線材を磁極に巻回する電機子の巻線方法において、
前記ノズル駆動機構が前記フライヤの回動中心軸について互いに対称的に動くノズル駆動部とダミー駆動部を備え、このノズル駆動部によって前記ノズルが動かされる一方、このダミー駆動部によってフライヤの回転バランスがとられることを特徴とする電機子の巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばジェネレータやモータのステータ、ロータ等を構成する電機子のフライヤ式巻線装置及び巻線方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフライヤ式巻線装置として、磁極の周囲を回動するフライヤと、このフライヤと共に回動して線材を繰り出すノズルとを備え、このノズルを磁極間のスロットに入れて巻線するものがある（特許文献１、参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１９２２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フライヤ式巻線装置を用いて巻線する場合、フライヤが回動する速度を高めると、ノズル及びその駆動機構等に働く遠心力によって振動が生じ、線材を整列して巻線することが難しいという問題点があった。
【０００５】
また、フライヤにノズルに働く遠心力を相殺する重りを取り付けることも考えられるが、この場合、フライヤに対してノズルが移動するのに伴って回転バランスがとれなくなり、巻線精度が悪化する。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高速巻線を精度良く行えるフライヤ式巻線装置及び巻線方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、線材を繰り出すノズルと、このノズルを回動させるフライヤと、このフライヤに対してノズルを動かすノズル駆動機構とを備え、線材を磁極に巻回する電機子の巻線装置において、ノズル駆動機構がフライヤの回動中心軸について互いに対称的に動くノズル駆動部とダミー駆動部を備え、このノズル駆動部によってノズルが動かされる一方、このダミー駆動部によってフライヤの回転バランスがとられる構成としたことを特徴とするものとした。
【０００８】
第２の発明は、ノズル駆動部と前記ダミー駆動部は移動部材を摺動可能に案内するリニアガイドをそれぞれ備えたことを特徴とするものとした。
【０００９】
第３の発明は、線材を繰り出すノズルと、このノズルを回動させるフライヤと、このフライヤに対してノズルを動かすノズル駆動機構とを備え、線材を磁極に巻回する電機子の巻線方法において、ノズル駆動機構がフライヤの回動中心軸について互いに対称的に動くノズル駆動部とダミー駆動部を備え、このノズル駆動部によってノズルが動かされる一方、このダミー駆動部によってフライヤの回転バランスがとられることを特徴とするものとした。
【００１０】
【発明の作用および効果】
第１、第３の発明によると、ノズルが線材をティースに巻回するとき、ノズル駆動機構のダミー駆動部がノズル駆動部と対称的に動くことによりフライヤの回転バランスがとられ、フライヤに振動が生じることを抑えられ、高速巻線を精度良く行える。
【００１１】
第２の発明によると、ノズルがリニアガイドに沿って進退することにより、線材を磁極に整列して巻回することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１、図２に示す巻線装置１は、コア８０に線材９０を自動的に巻回するものである。環状のコア８０は、インナロータ式モータ等に備えられるロータ（電機子）を構成するもので、複数のティース（磁極）８１が放射状に並び、各ティース８１の間に各スロット８２が開口している。
【００１４】
図１において、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、巻線装置１の構成について説明する。
【００１５】
巻線装置１は、架台２に対してコア８０の中心軸（Ｚ軸）まわりに回動させるインデックス機構１１と、コア８０に対してティース８１の軸まわりに回動するフライヤ５０と、このフライヤ５０と共に回動し線材９０を繰り出すノズル５と、フライヤ５０をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動するヘッド移動機構６６とを備え、ノズル５が線材９０を繰り出しながらティース８１のまわりを移動することにより、線材９０がティース８１に巻回される。
【００１６】
インデックス機構１１は、架台２に対してＺ軸まわりに回転可能に支持されるワーク支持台１２と、このワーク支持台１２を回転駆動するインデックスモータ１３とを備える。
【００１７】
フライヤ５０をＸ軸まわりに回動させる機構として、フライヤ５０と共にＸ軸まわりに回転するスピンドル２１と、このスピンドル２１をプーリ２２，２３及びベルト２４を介して回転駆動するスピンドルモータ２５とを備える。スピンドル２１はヘッド台２７に対してベアリング２６を介して回転可能に支持される。
【００１８】
フライヤ５０を３軸方向に移動するヘッド移動機構６６は、架台２に対して電磁アクチュエータ６２によりＹ軸方向に移動する横移動台６１と、この横移動台６１に対して電磁アクチュエータ６４によりＸ軸方向に移動する前後移動台６３と、この前後移動台６３に対して電磁アクチュエータ６５によりＺ軸方向に移動するヘッド台２７とを備える。各電磁アクチュエータ６２，６４，６５はサーボモータによって回転駆動されるボールネジと、このボールネジに螺合して平行移動する従動子等によって構成される。
【００１９】
巻線装置１は、フライヤ５０に対してノズル５を動かすノズル駆動機構１５を備える。このノズル駆動機構１５は、円筒状のスピンドル２１の内側にスプライン１７を介して摺動可能に支持されるスライド軸１６と、スライド軸１６の動きをノズル５に伝えるノズル駆動部５５と、ヘッド台２７に対してスライド軸１６をＸ軸方向に移動するサーボモータ１８とを備える。サーボモータ１８はボールネジ１９を回転駆動し、このボールネジ１９に螺合する従動子２０がスライド軸１６の端部にベアリング２９を介してスライド軸１６を駆動する。
【００２０】
ノズル駆動部５５はスライド軸１６の先端に取り付けられるローラガイド５６と、このローラガイド５６に形成され回動中心軸Ｏと直交して延びるガイド溝５７と、フライヤ５０の内側に取り付けられるリニアガイド５１と、リニアガイド５１に摺動可能に支持される移動部材５３と、ガイド溝５７に転接して移動部材５３に連結されるローラ５８とを備える。移動部材５３にノズル５が取り付けられる。これにより、スライド軸１６がＸ軸方向に移動するのに伴ってローラ５８を介して移動部材５３を各リニアガイド５１に沿って移動し、移動部材５３がリニアガイド５１に沿って前進することによってノズル５がコア８０のスロット８２の奥に差し込まれるようになっている。
【００２１】
図示しない線材源から引き出される線材９０は、スライド軸１６の穴９１、スピンドル２１を貫通するガイドスリーブ９２、フライヤ５０に取り付けられたガイドローラ９３、移動部材５３の貫通穴９４に案内され、ノズル５へと送られる。
【００２２】
そして本発明の要旨とするところであるが、ノズル駆動機構１５はフライヤの回動中心軸Ｏについてノズル駆動部５５と対称的に動くダミー駆動部６０を備え、このダミー駆動部６０によってフライヤ５０の回転バランスがとられる構成とする。
【００２３】
ダミー駆動部６０は、前記ノズル駆動部５５と同様に、ローラガイド５６に形成され回動中心軸Ｏと直交して延びるガイド溝５７と、フライヤ５０の内側に取り付けられるリニアガイド５１と、リニアガイド５１に摺動可能に支持される移動部材５３と、ガイド溝５７に転接して移動部材５３に連結されるローラ５８とを備える。移動部材５３にダミーノズル６が取り付けられる。
【００２４】
これにより、スライド軸１６がＸ軸方向に移動するのに伴って各ローラ５８を介して各移動部材５３が各リニアガイド５１に沿って移動し、ダミーノズル６とノズル５を互いに同期して対称的に動かされる。
【００２５】
ローラガイド５６は回動中心軸Ｏについて対称的に形成され、ノズル駆動部５５とダミー駆動部６０を構成する各リニアガイド５１、各移動部材５３と、各ローラ５８は略同一形状とする。
【００２６】
各リニアガイド５１は回動中心軸Ｏについて対称的に取り付けられる。各リニアガイド５１は回動中心軸Ｏについて傾斜し、その間隔がスピンドル２１側からコア８０側にかけて次第に小さくなっている。各リニアガイド５１間の挟角は、隣り合うティース８１間の挟角と略等しく設定し、ノズル５及びダミーノズル６はスロット８２の中央部を通って回動する構成とする。これにより、ノズル５及びダミーノズル６がティース８１の巻線に干渉することが抑えられ、巻線の占積率を高められる。
【００２７】
本実施の形態では、フライヤ５０に対して各リニアガイド５１が固定されるが、これに限らず、コアの形状等に応じて各リニアガイド５１の挟角を変えられる調整機構を設けても良い。
【００２８】
フライヤ５０はその内側にノズル駆動部５５とダミー駆動部６０が収められる中空構造とし、回動中心軸Ｏについて対称的に形成され、回転バランスがとられる。
【００２９】
スピンドル２１にはダミーガイドスリーブ９５が取り付けられる。フライヤ５０にはダミーガイドローラ９６が取り付けられる。このダミーガイドスリーブ９５とダミーガイドローラ９６はガイドスリーブ９２とガイドローラ９３と回動中心軸Ｏについて対称的に配置され、回転バランスをとるようになっている。
【００３０】
次に、巻線装置１の巻線動作について説明する。
【００３１】
まず、コア８０をワーク支持台１２に載せて固定する。続いて、インデックス機構１１及びヘッド移動機構６６によってノズル５を巻線すべきティース８１に近い所定位置に移動する。続いて、ノズル５から繰り出される線材９０を絡げ棒８３に係止する。続いて、ノズル駆動機構１５によってノズル５をこれがスロット８２に差し込まれる所定位置に移動する。
【００３２】
続いて、フライヤ５０を回動させ、ノズル５から繰り出される線材９０をティース８１に巻回する。このとき、ノズル駆動機構１５がフライヤ５０の回動に同期してノズル５をリニアガイド５１に沿って移動し、線材９０を整列させてティース８１に巻回する。
【００３３】
一つのティース８１に対する巻線が終了すると、線材９０を絡げ棒８３に係止し、インデックス機構１１によってワーク支持台１２を回転し、巻線すべきティース８１をノズル５に近い所定位置に移動する。続いてフライヤ５０を回動させ、かつノズル駆動機構１５がノズル５を移動し、ノズル５から繰り出される線材９０を整列させてこのティース８１に巻回する。
【００３４】
こうして全ティース８１の巻線が終了すると、線材９０を図示しないカッタにより切断し、ワーク支持台１２上からコア８０が取り外される。
【００３５】
以上のように構成されて、ノズル５がティース８１のまわりを回動し、かつリニアガイド５１に沿ってスロット８２内を進退することにより、線材９０を整列させてティース８１に巻回するとき、ノズル駆動機構１５のダミー駆動部６０がノズル駆動部５５と対称的に動くことによりフライヤ５０の回転バランスがとられ、フライヤ５０に振動が生じることを抑えられる。つまり、質量の等しいダミー駆動部６０とノズル駆動部５５がノズル駆動機構１５によって常に回動中心軸Ｏについて対称となる位置関係にあるため、ダミー駆動部６０に働く遠心力がノズル駆動部５５に働く遠心力を相殺し、フライヤ５０に加振力を与えることが回避される。この結果、フライヤ５０を高速回転しても、フライヤ５０に振動が生じることなく、生産性と巻線精度を両立して高められる。
【００３６】
また、ダミーノズル６、ダミーガイドスリーブ９５、ダミーガイドローラ９６はそれぞれノズル５、ガイドスリーブ９２、ガイドローラ９３と同一形状としたことにより、回転バランスが略完全にとれる。
【００３７】
なお、質量の大きいフライヤ５０及びノズル駆動機構１５の回転バランスがとられているため、ダミーノズル６を廃止しても、フライヤ５０の高速化が可能となり、生産性と巻線精度を両立して高められる。
【００３８】
なお、本発明は、これに限らず、ダミーノズル６、ダミーガイドスリーブ９５、ダミーガイドローラ９６の代わりにノズル５、ガイドスリーブ９２、ガイドローラ９３と同等の質量を有する重りをそれぞれ設けて回転バランスをとる構成としても良い。
【００３９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す巻線装置の斜視図。
【図２】同じくフライヤ等の断面図。
【符号の説明】
１  巻線装置
５  ノズル
６  ダミーノズル
１５  ノズル駆動機構
１６  スライド軸
２１  スピンドル
５０  フライヤ
５１  リニアガイド
５５  ノズル駆動部
５６  ローラガイド
５７  ガイド溝
６０  ダミー駆動部
８１  ティース（磁極）
９０  線材
【図１】
2005020827.tif 000003
【図２】
2005020827.tif 000004