(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸回りに回転しつつワイヤを繰り出すように設けられたフライヤと、前記フライヤの回転に伴って前記フライヤから繰り出される前記ワイヤを、モータ支持手段により固定支持されたモータコアのコアスロット内に導くためのワイヤガイドとを有する巻線装置であって、
前記フライヤにワイヤを導くワイヤ挿通路を有しかつ前記固定軸内に同軸的に回転可能に設けられたインナシャフトを有し、
前記インナシャフトから前記フライヤに至る前記ワイヤの経路の途中に、前記ワイヤの張力を略一定にするべく、前記ワイヤの前記フライヤの回転に伴って回転運動する部分に摺接するように前記インナシャフトと同軸的にワイヤ張力調整部材を設けたことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
前記ワイヤ張力調整部材が、環状部材からなり、前記ワイヤの線速が相対的に速くなる部分に前記ワイヤを概ね空走可能にする周方向溝を有することを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開２００２−２７７１４号公報には、装置本体にフライヤ軸を回転自在に支持し、そのフライヤ軸の軸心にワイヤ挿通路を設けると共に、フライヤ軸の軸線方向端部にフライヤを一体的に設けた巻線装置が示されている。このような巻線装置にあっては、ワイヤに張力を掛けながらコアスロットへ巻線することにより確実な巻線を行うことができる。
【０００３】
巻線装置におけるワイヤ張力発生装置として、例えば特開平８−３２２２１４号公報には、ワイヤボビンから引き出されたワイヤが、テンション装置を通った後、フライヤを設けた巻線装置本体に送られ、そのフライヤによりコアスロットに巻線するようにしたものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記巻線装置では、テンション装置からフライヤに至るまでのワイヤ経路が長く、テンション装置で張力調整しても、その調整結果がフライヤの部分に直接的に反映され難いという問題があった。
【０００５】
また、一般的な小型モータの巻線対象部分（一対のコアスロット間）は、巻線の回転軸方向から見て矩形状をなしている。その場合には、図６に示されるように、フライヤ２１からコアスロット２２に至るワイヤＷにあっては、フライヤ２１が１回転する間に一対のコアスロット２２による４つの角Ａ１・Ａ２・Ａ３・Ａ４を順番に基点としてワイヤＷが傾動することを繰り返すようにして巻回される。
【０００６】
例えば図６に示されるように、コアスロット２１の１つの角Ａ１からフライヤ２１の回転軌跡（円形）に至る部分のワイヤの長さＬは、次の角Ａ２にワイヤＷが触れた時に最大長Ｌ１となる。その後は、その角Ａ２を基点としてワイヤＷが回転するためそのワイヤの長さＬは短くなり、その次の角Ａ３にワイヤＷが触れるまで長く伸びていくことになる。したがって、フライヤ２１の回転中心からワイヤＷが繰り出される場合には、その繰り出し速度としてのワイヤＷの線速Ｖは、フライヤ２１の１回転の間に４回増減する。
【０００７】
上記したように矩形状の巻線対象にフライヤにより巻回する場合にはワイヤの線速が変化することから、それによりワイヤの張力が変化して、一定の張力でワイヤをコアスロットに巻回することが難しいという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、巻線張力を略一定にし得る巻線装置を実現するために、本発明に於いては、固定軸回りに回転しつつワイヤを繰り出すように設けられたフライヤと、前記フライヤの回転に伴って前記フライヤから繰り出される前記ワイヤを、モータ支持手段により固定支持されたモータコアのコアスロット内に導くためのワイヤガイドとを有する巻線装置であって、前記フライヤにワイヤを導くワイヤ挿通路を有しかつ前記固定軸内に同軸的に回転可能に設けられたインナシャフトを有し、前記インナシャフトから前記フライヤに至る前記ワイヤの経路の途中に、前記ワイヤの張力を略一定にするべく、前記ワイヤの前記フライヤの回転に伴って回転運動する部分に摺接するように前記インナシャフトと同軸的にワイヤ張力調整部材を設けたものとした。
【０００９】
これによれば、フライヤの近い所でワイヤの張力を調整することができ、モータコアに巻回する部分のワイヤの張力を効果的に調整し得るため、巻線張力を略一定にした状態で巻線を行うことができる。
【００１０】
特に、前記ワイヤ張力調整部材が、環状部材からなり、前記ワイヤの線速が相対的に速くなる部分に前記ワイヤを概ね空走可能にする周方向溝を有することによれば、一対のコアスロット間にワイヤを巻回するように矩形状に巻線する場合にワイヤの線速が変化しても、その線速が速くなる部分においてワイヤを空走させることにより張力が保持される。これにより、線速が遅い部分ではワイヤが摺接することにより張力が増大し得ることと併せて、環状部材を設けると共に線速が速くなる部分に対応して周方向溝を設けるという簡単な構造で、フライヤの回転の全周において張力を略一定にし得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明が適用された巻線装置の要部破断正面図であり、図２はその巻線装置の要部破断平面図である。図示されない固定ベースにブロック状の固定スタンド１が立設されており、その固定スタンド１の側方であって所定の位置に巻線対象のモータコア２が位置している。なお、モータコア２は、そのモータ軸２ａを図示されないモータ軸支持装置により把持されて固定状態に保持されている。なお、図ではモータコア２の片側についてのみ図示しているが、反対側にも同一構造のものを配設して同時に巻線を行うようにすることができ、その図示及び説明を省略する。
【００１３】
固定スタンド１の側面部には、上記モータコア２側に軸線を向けた固定軸３が突出状態にねじにより固設されている。固定軸３は、図示例では一体物として示されているが、例えばねじ結合された複数の部品からなるものであって良く、その軸心に軸線方向貫通孔を有する円筒状に形成されている。その固定軸３の上記貫通孔内には、適所をベアリングにより軸支されたインナシャフト４が同軸的に回転自在に設けられている。なお、インナシャフト４も、図示例では一体物として示されているが、複数の部品からなるものであって良い。
【００１４】
固定軸３の外周には、適所をベアリングにより軸支されたフライヤ本体部５ａが回転自在に設けられている。このフライヤ本体部５ａも、図示例では一体物として示されているが、複数の部品からなるものであって良い。フライヤ本体部５ａには、その外周面の一部からモータコア２に臨むように斜め外方に延出するフライヤアーム５ｂが一体的に設けられている。このようにして、フライヤ５が構成されている。なお、フライヤ本体部５ａの固定スタンド１側には歯付きプーリ５ｃが形成されており、その歯付きプーリ５ｃには図示されない駆動モータの駆動プーリとを連結する歯付きベルト６が掛け渡されている。
【００１５】
上記インナシャフト４には、固定軸３のモータコア２側端面からモータコア２側に所定量突出する突部４ａが同軸的に形成されている。突部４ａには例えば複数のベアリングを並べて組み付けた軸受部７が設けられており、その軸受部７にワイヤガイド８の胴部が嵌装されている。したがって、ワイヤガイド８はインナシャフト４に対して相対的に回転自在に支持されている。なお、ワイヤガイド８の上記軸受部７に嵌装される軸受孔８ａは、軸受部７に対して挿抜可能な程度の遊びを有する内径にて形成されている。
【００１６】
また、インナシャフト４の軸心部には、固定スタンド１側に開口しかつ固定軸３のモータコア２側端面に対応する所までの深さの軸線方向孔が同軸的に形成されている。その軸線方向孔の固定スタンド１側にはワイヤ挿通路としてのワイヤガイドパイプ９が同軸的に挿入されており、軸線方向孔のモータコア２側にはガイドプーリ１０が回転自在に設けられている。また、固定スタンド１にも、ワイヤガイドパイプ９に対応して同軸的に位置するようにワイヤガイドパイプ１１が装着されている。
【００１７】
モータコア２に巻くためのワイヤＷは、図示されないワイヤ貯留部から引き出され、両ワイヤガイドパイプ１１によりガイドされてワイヤガイドプーリ１０に至る。ワイヤＷは、ワイヤガイドプーリ１０に至るまではインナシャフト４の軸心とほぼ同軸的に走るようにされ、ワイヤガイドプーリ１０によりインナシャフト４の略半径方向外向きに向かうようにされている。ワイヤガイドプーリ１０により向きを変えられたワイヤＷは、フライヤアーム５ｂに設けられた複数のワイヤガイドプーリ５ｄ・５ｅによりガイドされ、モータコア２に至る。
【００１８】
本巻線装置にあっては、固定軸３の外周に設けられたフライヤ５を回転させると共に、固定軸３の貫通孔内に設けられたインナシャフト４内に挿通したワイヤＷをフライヤ５に供給するようにワイヤガイドプーリ１０によりガイドしていることから、フライヤ５とインナシャフト４とを連結手段により連結して同期させている。
【００１９】
本図示例では、図３に併せて示されるように、インナシャフト４にその軸線を囲うようなＵ字状溝１３を形成し、そのＵ字状溝１３と補完的形状をなす部分を有する掛け渡し部材としてのＵ字状プレート１４を用いている。これにより、図の実線で示される取り付け状態で、Ｕ字状溝１３の一対の直線溝の底面とＵ字状プレート１４の両アーム部の直線部分とがインナシャフト４の軸線回りに対して係合し得る。このようにして回転方向係合手段が構成されている。
【００２０】
また、Ｕ字状プレート１４は、Ｕ字状溝１３に図３の矢印Ａに示されるようにインナシャフト４の軸線に直交する向きに差し込むようにして取り付けられる。その取り付け状態で、Ｕ字状プレート１４のＵ字における両アーム部分の長さがフライヤ本体部５ａに至るようにされていると共に、両アーム部分の遊端部がフライヤ本体部５ａにねじ１５により固着されている。したがって、フライヤ本体部５ａが例えば図３の矢印Ｂに示されるように回転すると、一体的にＵ字状プレート１４がインナシャフト４の軸線回りに回転し、Ｕ字状プレート１４とＵ字状溝１３との上記係合により、フライヤ本体部５ａの回転力がインナシャフト４に伝達される。
【００２１】
また、固定軸３とワイヤガイド８とは、それぞれの各軸線方向端面間に隙間をあけて互いに対峙するように配設されている。その固定軸３の軸線方向端面には、図３に示されるように磁気吸引手段を構成する複数のマグネット１６が周方向に間隔をあけて配設されている。なお、固定軸３の軸線方向端面とフライヤ本体部５ａの軸線方向端面とは同一面上に位置している。
【００２２】
そして、ワイヤガイド８の固定軸３に対向する軸線方向端面にも、本図示例にあっては、使用状態において上記各マグネット１６に対応して周方向に同様の間隔をあけた磁気吸引手段を構成する複数のマグネット１７が配設されている。なお、各対向するマグネット１６・１７同士は互いに磁気吸引される磁極の組み合わせになっている。これにより、ワイヤガイド８は、固定軸３に対して磁気吸引されて静止状態に保持される。また、いずれか一方を磁性体にしても良い。
【００２３】
そして、駆動モータにより歯付きベルト６を介してフライヤ５を回転させて、タングカバー１２を用いてコンミテータ２ｂのタングにワイヤＷを掛ける工程と、モータコア２のコアスロット内にワイヤＷを巻き付ける工程とを組み合わせて、モータコア２に対する巻線を行う。
【００２４】
この時、ワイヤＷは、固定軸３とワイヤガイド８との各軸線方向端面間の隙間を介してインナシャフト４からフライヤ５に引き出される。そのような隙間を設けても、ワイヤガイド８と固定軸３とを磁気吸引していることから、何ら問題が生じることがない。
【００２５】
そして、上記隙間に臨むように、固定軸３には、ワイヤ張力調整部材としての線速補償プレート１８が同軸的に設けられている。なお、ワイヤＷの基本的な張力は、本巻線装置本体へのワイヤ供給部側に設けられたテンション装置Ｔにより一定値に保たれるようにされている。
【００２６】
線速補償プレート１８は、図４に示されるように、環状部材からなり、上記隙間に臨む面にワイヤ摺接部１８ａと溝部１８ｂとを周方向に交互に４箇所ずつ有するように形成されている。なお、線速補償プレート１８は、図示例では、固定軸３を構成する環状ブロック３ａにねじ止めされ、その環状ブロック３ａが固定軸３の他の部分に例えばねじ止め固定されて、固定軸３に固設されている。
【００２７】
また、線速補償プレート１８は、図５に示されるように、セット状態のモータコア２の巻線対象となる一対のコアスロット２ｂによる矩形状巻回部分の４つの角に各溝部１８ｂを概略対応させたように設けられている。なお、この配置は、図示例の場合であって、一例である。
【００２８】
図示例のように矩形状巻回部分にフライヤ５によりワイヤＷを巻回する場合には、各角部Ａ１・Ａ２・Ａ３・Ａ４を順番に基点として傾動することを繰り返すようにして巻回されるため、例えば角部Ａ１を基点として矢印Ｃに示されるように傾動するワイヤＷが次の角部Ａ２に接触するまではその長さが増大していく。この時のインナシャフト４から繰り出されるワイヤＷの運動は図の矢印Ｄに示されるように回転運動である。そして、次の角部Ａ２を基点としてワイヤＷが傾動し始めたら、その傾動部分の長さが一旦短くなってから増大していく。
【００２９】
したがって、ある角部（例えばＡ１）を基点として傾動しつつ次の基点となる角部（Ａ２）に近づく当たりで、ワイヤＷの傾動部分の長さの増大率すなわちワイヤＷの線速（繰り出し速度）Ｖが高く、角部を基点として傾動し始め、ある程度の角度回転するまでは線速Ｖが低い。したがって、線速Ｖが高い部分ではワイヤＷを空走させるべく、対応する回転角度領域に線速補償プレート１８の溝部１８ｂを位置させ、線速Ｖが低い部分ではワイヤＷに摺接抵抗を発生させるべく、対応する回転角度領域に線速補償プレート１８のワイヤ摺接部１８ａを位置させるようにしている。
【００３０】
これにより、線速Ｖが高い部分ではワイヤＷが張られるようになるため、必要な張力が保持され、線速Ｖが遅い部分ではワイヤＷが緩むようになるが、ワイヤＷのインナシャフト４の軸線を中心とする回転部分がワイヤ摺接部１８ａに摺接することにより、ワイヤ摺接部１８ａから先の部分（モータコア２側）に張力が掛かることになる。矩形状の巻線対象の場合にはそのような線速Ｖの増減箇所が全周で４回発生するため、上記したようにワイヤ摺接部１８ａと溝部１８ｂとを周方向に交互に４箇所ずつ配設することにより、フライヤ５の１回転の間で張力を略一定に保つことができる。
【００３１】
なお、ワイヤ摺接部１８ａと溝部１８ｂとの周方向長さなどにあっては、モータコアの機種に応じて変更可能であり、各機種別にワイヤ摺接部１８ａと溝部１８ｂとの形状を変えた線速補償プレートを複数種用意しておくことにより、機種替えに容易に対応可能である。
【００３２】
また、ワイヤ摺接部１８ａから溝部１８ｂに移った瞬間にワイヤＷが一瞬緩むようになるが、線速Ｖが増大している領域であり、直ぐにワイヤＷが張った状態になり得る。また、溝部１８ｂからワイヤ摺接部１８ａに移った瞬間にはワイヤＷが一瞬張るようになるが、その位置を角部の移り変わりと合わせることにより、線速Ｖが遅くなる瞬間に対応させることができ、ワイヤＷの張り過ぎを防止することができる。
【００３３】
なお、本巻線装置にあっては、上記したように、インナシャフト４とフライヤ５とをＵ状プレート１４を用いて連結するようにして、インナシャフト４とはそのＵ字状溝１３の直線溝部分１３ａとの係合により、フライヤ５とはねじ結合により、それぞれ回転方向に係合させている。したがって、フライヤ５の取り付け／取り外しが容易であり、メンテナンス性が良い。
【００３４】
また、ワイヤガイド８は磁気吸引力により固定軸３に対して連結状態にされており、モータコアの機種変更により別のワイヤガイドに交換する場合などにおいて、磁気吸引力に抗してワイヤガイド８を取り外せば良く、ねじを緩めたり締めたりすることがないため、その交換作業が簡単である。なお、ワイヤガイド８はインナシャフト４の突部４ａに軸受部７を介して支持されているが、上記したように、その嵌合状態はゆるみ嵌め程度であって良く、取り付け／取り外し作業は容易である。
【００３５】
また、従来例のように歯車機構を用いたりしてワイヤガイドを静止状態にするものにあっては、歯車構のがたによる偏心があり、ワイヤガイドをコアスロットに対して高精度に位置決めすることができないという問題があった。それに対して、本発明によれば、固定軸３との間でワイヤガイド８を静止状態に保持するようにしていることから、ワイヤガイド８の位置決めを高精度化し得るため、スロット開放幅の小さいモータコアの巻線も容易に行うことができる。
【００３６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、フライヤの近い所でワイヤの張力を調整することができ、モータコアに巻回する部分のワイヤの張力を効果的に調整し得るため、巻線張力を略一定にした状態で巻線を行うことができる。
【００３７】
また、一対のコアスロット間にワイヤを巻回するように矩形状に巻線する場合にワイヤの線速が変化するが、特に、環状部材を設けると共に線速が速くなる部分に対応して周方向溝を設けるという簡単な構造で、線速が速くなる部分においてワイヤを空走させることにより張力が保持され、線速が遅い部分ではワイヤが摺接することにより張力が増大し得るため、フライヤの回転の全周において張力を略一定にし得る。さらに、フライヤの回転の全周において張力を一定にすることができるため、高速回転の巻線装置にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された巻線装置の要部破断正面図。
【図２】図１の巻線装置の要部破断平面図。
【図３】図２の矢印III−III線に沿って見た固定軸及びフライヤの端面図。
【図４】線速補償プレートを示す斜視図。
【図５】本発明に基づくモータコアに巻線する場合のワイヤの張力調整要領を示す模式的説明図。
【図６】フライヤによりモータコアに巻線する場合のワイヤの巻線状態を示す模式的説明図。
【符号の説明】
１  固定スタンド
２  モータコア
３  固定軸
４  インナシャフト
５  フライヤ
６  歯付きベルト
７  軸受部
８  ワイヤガイド
９  ワイヤガイドパイプ
１０  ガイドプーリ
１３  Ｕ字状溝
１４  Ｕ字状プレート
１６・１７  マグネット
１８  線速補償プレート、１８ａ  ワイヤ摺接部、１８ｂ  溝部
【図１】
0004061111.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004061111.tif 000006
【図６】
0004061111.tif 000007