(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
前記フレームに対して回動軸線回りに回動可能となっているターレットと、
前記ターレット上に前記回動軸線に対して互いに対称的に配置され、それぞれ回転可能となっている第１の巻線用スピンドル及び第２の巻線用スピンドルと、
前記ターレット上に配置され、前記第１の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第１従動軸と、
前記ターレット上に前記第１従動プーリに対して前記回動軸線を挟んで対称的に配置され、前記第２の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第２従動軸と、
前記第１従動軸又は前記第２従動軸に係合可能となっている従動プーリと、
前記フレームに設置され、駆動プーリを回転駆動するモータと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡されたベルトと、
前記従動プーリを、前記ベルトを掛け回した状態で、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる離脱手段とを有することを特徴とするスピンドル駆動装置。  
【請求項２】
前記従動プーリを、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる際に、前記離脱手段は、前記駆動プーリ側へと移動することを特徴とする請求項１に記載のスピンドル駆動装置。
【請求項３】
前記従動プーリを、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる際に、前記モータを前記従動プーリに向かって変位させる変位手段を有することを特徴とする請求項１に記載のスピンドル駆動装置。
【請求項４】
前記従動プーリを、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる際に、前記従動プーリが前記駆動プーリ側に向かって変位するように前記ターレットを回動させることを特徴とする請求項１に記載のスピンドル駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線用のスピンドル駆動装置に関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボビンに線材を巻き付けてコイルを製造する巻線機が知られている。近年においては、巻線の効率化のために、巻軸ユニットとノズルユニットとを複数対備えた多軸巻線機も開発されている（特許文献１）。ここで、巻線が終了して得られたコイルを空のボビンに交換する間は、巻線機が停止してしまうため、巻線処理を効率的に行えないという問題がある。
【０００３】
これに対し、複数のスピンドルを対称的に配置したターレットを回動可能に設け、一方の側のスピンドルにおいてボビンの交換作業を行っている間に、他方の側では巻線処理を行い、これが完了した時点で、スピンドルをターレットごと反転させ、同様な交換作業と巻線処理とをターレットの両側で並行して行う技術が知られている。
【０００４】
例えば特許文献２に開示された技術は、複数の巻線用スピンドルを方向変換可能なターレットに対称に配置する一方、ターレットに配設したスピンドル 回動軸を介して該スピンドルに巻線機本体側のモータから回転を伝達するようにしており、モータに原動プーリを、各スピンドル回動軸に従動プーリを装着し、ターレットの所定方向変換側にて該従動プーリを原動プーリに連結するベルトならびにベルト張力を調整する調整機構を設けると共に、連結側の従動プーリに対向する位置に仮置きプーリを配置し、従動プーリと仮置きプーリとの間でベルトを移動可能なベルト掛替え機構を設けるものである。
【特許文献１】特開平１０−１６３０５７号公報
【特許文献２】特開平０５−２６７０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、特許文献２の技術によれば、ベルト掛替え機構の爪部材でベルトを挟んで従動プーリから仮置きプーリに移送するので、ベルトが傷みやすいという問題がある。又、仮置きプーリの外周には歯が形成されているため、これにベルトの歯を係合させる際に引っ掛かりが生じる恐れがある。また、ベルト張力調整機構は、高速回転するプーリ間に掛かっているベルトを望ましくない方向からテンションローラーで締め付けている為、ベルトに掛かる負担は大きいと言わざるを得ない。さらには、ターレットの回転をより早く行いたいという要請もある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ターレットを回転させることでボビンの交換作業と巻線処理とを効率的に並行して行えるスピンドル駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成すべく、
フレームと、
前記フレームに対して回動軸線回りに回動可能となっているターレットと、
前記ターレット上に前記回動軸線に対して互いに対称的に配置され、それぞれ回転可能となっている第１の巻線用スピンドル及び第２の巻線用スピンドルと、
前記ターレット上に配置され、前記第１の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第１従動軸と、
前記ターレット上に前記第１従動プーリに対して前記回動軸線を挟んで対称的に配置され、前記第２の巻線用スピンドルを回転駆動するための回転力を入力する第２従動軸と、
前記第１従動軸又は前記第２従動軸に係合可能となっている従動プーリと、
前記フレームに設置され、駆動プーリを回転駆動するモータと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡されたベルトと、
前記従動プーリを、前記ベルトを掛け回した状態で、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる離脱手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスピンドル駆動装置によれば、前記従動プーリを、前記ベルトを掛け回した状態で、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる離脱手段を有するので、前記ベルトを破損する恐れは低く、スムーズに前記ターレットを回動させることができる。
【０００９】
前記従動プーリを、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる際に、前記離脱手段は、前記駆動プーリ側へと移動するので、前記ベルトに張力が付与されていた場合に、簡素な構成によりこれを低減させることで、前記ベルトを掛け回した状態で、前記従動プーリを係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させることができる。
【００１０】
前記従動プーリを、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる際に、前記モータを前記従動プーリに向かって変位させる変位手段を有するので、前記ベルトに張力が付与されていた場合に、これを低減させることで、前記ベルトを掛け回した状態で、前記従動プーリを係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させることができる。
【００１１】
前記従動プーリを、係合している前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させる際に、前記従動プーリが前記駆動プーリ側に向かって変位するように前記ターレットを回動させるので、前記ベルトに張力が付与されていた場合に、これを低減させることで、前記ベルトを掛け回した状態で、前記従動プーリを前記第１従動軸又は前記第２従動軸から離脱させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるスピンドル駆動装置の斜視図である。図２は、ターレットを図１の矢印II方向に見た図である。図３は、図２の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。
【００１３】
図１において、ベース１上に一対の柱部２が立設されている。一対の柱部２の上部間には、角筒状のターレット３が架橋配置されている。ターレット３は、回動軸線Ｘ回りに、柱部２に対して回動するようになっている。ベース１と柱部２とでフレームを構成する。
【００１４】
図３において、ターレット３から、ここでは両側に６本（但し本数は任意）ずつのスピンドル４Ａ、４Ｂが、ターレット３の回動軸線Ｘに対して対称的に（但し、図２に示すようにスピンドルの回転軸線がシフトした状態で）且つ回転可能に配置されている。隣接するスピンドル４Ａ，４Ｂ間には短ベルト５Ａ，５Ｂが掛け渡されている。ターレット３において、図４で最も左のスピンドル４Ａ，４Ｂに隣接して、それぞれ従動軸６Ａ、６Ｂが回転可能に配置されており、同様に隣接するスピンドル４Ａ、４Ｂに対して短ベルト５Ａ，５Ｂが掛け渡されている。
【００１５】
従動軸６Ａ又は従動軸６には、選択的に従動プーリ１２が係合しており、係合した従動軸と一体的に回転するようになっている。従って、従動プーリ１２が従動軸６Ａに係合して回転すると、同じ側のスピンドル４Ａは、短ベルト５Ａを介して回転駆動され、従動プーリ１２が従動軸６Ｂに係合して回転すると、同じ側のスピンドル４Ｂは、短ベルト５Ｂを介して回転駆動されるようになっている。尚、一方の側の従動軸６Ａを第１の従動軸とし、他方の側の従動軸６Ｂを第２の従動軸とし、一方の側のスピンドル４Ａを第１の巻線用スピンドルとし、他方の側のスピンドル４Ｂを第２の巻線用スピンドルとする。
【００１６】
図１において、ベース１に対して可動台７が、上下に移動可能に配置されている。可動台７の下方には、空圧機構８が配置され、ベース１に対して可動台７を昇降駆動させるようになっている。可動台７上には、モータ９が配置されている。モータ９の回転軸９ａには、駆動プーリ１０が取り付けられている。駆動プーリ１０と、従動プーリ１２との間には、長ベルト１１が配置されており、駆動プーリ１０の回転力を従動プーリ１２に伝達するようになっている。
【００１７】
図１において、ベース１に立設された支柱１３上には、支持台１４が形成されている。支持台１４は、従動プーリ１２に向かって斜め上方に延在する一対のガイドレール１４ａ、１４ａを支持している。ガイドレール１４ａ、１４ａに沿って、離脱手段としての把持装置１５が不図示のアクチュエータにより移動可能に配置されている。把持装置１５は、平行して延在する一対の爪部１５ａ、１５ａ（一方のみ図示）を、互いに近接もしくは離隔可能に保持している。
【００１８】
図４（ａ）は、従動軸６Ａに従動プーリ１２が装着されロックされた状態を側面から見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の構成を矢印IVB方向に見た図である。図５（ａ）は、従動軸６Ａに従動プーリ１２が装着されロック解除された状態を側面から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の構成を矢印VB方向に見た図である。従動軸６Ａは先端に、大径部６ａを有する。大径部６ａは、先端に向かうにつれて縮径したテーパ状となっており、これにより従動プーリ１２の装着を容易にしている。従動軸６Ａは、従動プーリ１２の中央の開口１２ａに挿通され、不図示の凹凸部（例えばスプライン）等を介して係合し一体的に回転するようになっている。
【００１９】
従動プーリ１２は、開口１２ａを挟んで配置された一対のアーム１２ｂ、１２ｂを有する。アーム１２ｂ、１２ｂは、従動プーリ１２の軸線を挟んで点対称的に配置されており、それぞれ外方端近傍を中心として図４（ｂ）に対して紙面と平行な面内で揺動可能となっている。又、アーム１２ｂ、１２ｂは、開口１２ａを挟んで両側に配置されたコイルバネ１２ｃ、１２ｃにより連結され、近接する方向に付勢されている。従って、図４に示すロック状態の場合、アーム１２ｂ、１２ｂが従動軸６Ａの大径部６ａより根元側の小径の位置で互いに近接した状態に維持されるため、従動プーリ１２が高速で回転しても従動軸６Ａより脱落することはない。
【００２０】
本実施の形態において、モータ９の回転軸９ａを回転させることにより、駆動プーリ１０，長ベルト１１，従動プーリ１２，従動軸６Ａ及び短ベルト５Ａを介して図１で手前側の列のスピンドル４Ａが高速で回転するので、不図示のノズルユニットを用いて、スピンドルに装着されたボビン（不図示）に巻線処理を行うことができる。一方、図１で奥側の従動軸６Ｂはフリーな状態であるため、同じ列のスピンドル４Ｂは、回転力が伝達されないので、巻線処理中にボビンの交換を行うことができ、これにより巻線工程の効率化を図ることができる。
【００２１】
巻線処理が終わった後、ターレット３を回動軸線Ｘ回りに１８０度回動させることで、線材が巻かれたボビンを装着したスピンドル４Ａを図１で奥側に移動させ、且つ空のボビンを装着したスピンドル４Ｂを手前側に移動させることができるが、ターレット３の回転の際には従動プーリ１２に巻かれた長ベルト１１が邪魔となる。そこで、本実施の形態においては、以下のようにしてベルトを巻き付けた状態で、従動プーリ１２を従動軸６Ａから離脱させている。
【００２２】
図６〜１２は、把持装置１５を側面から見た図であり、その動作を経時的に示している。図６は、巻線時の状態を示し、このとき把持装置１５は待機状態にある。ここで巻線終了後、モータ９の回転軸９ａを停止させるが、従動プーリ１２の停止位置は、図４，５に示すように、アーム１２ｂ、１２ｂが水平になる状態とする。これは、モータ９を角度制御することで行える。
【００２３】
まず、ターレット３を回動させる前に、ガイドレール１４ａ、１４ａに沿って、把持装置１５を従動プーリ１２に接近させる。すると、図７に示すように、把持装置１５の爪部１５ａ、１５ａが、従動プーリ１２の両側に入り込み、アーム１２ｂ、１２ｂの外方端の近傍に位置する（図４参照）。
【００２４】
ここで、把持装置１５の爪部１５ａ、１５ａを互いに近接する方向に移動させると、図５に示すように、爪部１５ａ、１５ａがアーム１２ｂ、１２ｂの外方端をそれぞれ押圧し、コイルバネ１２ｃ、１２ｃの付勢力に抗して、アーム１２ｂ、１２ｂを互いに離隔する方向に揺動させる。これにより、アーム１２ｂ、１２ｂは、従動軸６Ａの大径部６ａより半径方向外側に位置することとなる。
【００２５】
この状態を維持しつつ、把持装置１５を、ガイドレール１４ａ、１４ａに沿って、従動軸６Ａから離隔させると共に駆動プーリ１０に近接する方向に移動させる。すると、長ベルト１１に付与されていた張力が低減するので、長ベルト１１を掛け回した状態で、従動プーリ１２を従動軸６Ａから容易に離脱させることができる。
【００２６】
従動プーリ１２を従動軸６Ａから離脱させれば、図９に示すように、ターレット３の回転を開始することができる。この場合、ターレット３は、従動プーリ１２が係合していた方の従動軸６Ａが、駆動プーリ１０に接近する方向（図９で時計回り）に回転させると好ましい。この回転により、ベルトの張力がゆるむからである。
【００２７】
このようにして、図１０に示すように、新たな従動軸６Ｂが駆動位置に到達した地点で、ターレット３の回動を中止してロックする。その後、従動プーリ１２を爪部１５ａ、１５ａにより把持していた把持装置１５を、ガイドレール１４ａ、１４ａに沿って、従動軸６Ｂに接近させる。これにより、図１１に示すように、従動軸６Ｂに従動プーリ１２が係合する。
【００２８】
ここで、把持装置１５の爪部１５ａ、１５ａを離隔する方向に移動させると、図４に示すように、爪部１５ａ、１５ａがアーム１２ｂ、１２ｂの外方端から遠ざかり、コイルバネ１２ｃ、１２ｃの付勢力により、従動軸６Ｂの大径部６ａより半径方向内側の位置で、アーム１２ｂ、１２ｂは近接する方向に揺動してロック状態となる。その後、図１２に示すように、把持装置１５はガイドレール１４ａ、１４ａに沿って待機位置へと戻る。
【００２９】
かかる状態で、新たな従動軸６Ｂに係合した従動プーリ１２が、長ベルト１１を介して駆動プーリ１０によって駆動されることで、空のボビンを装着したスピンドル４を回転駆動させることが出来、それにより巻線処理を行うことが出来る。その間に、反対側のスピンドル４において、ボビン交換を行うことができる。以上の動作は繰り返される。
【００３０】
本実施の形態のスピンドル駆動装置によれば、従動プーリ１２を、長ベルト１１を掛け回した状態で、従動軸６Ａ又は６Ｂから離脱させるので、長ベルトを破損する恐れは低く、スムーズにターレット３を回動させることができる。
【００３１】
尚、本実施の形態の変形例として、従動プーリ１２を、従動軸６Ａ又は６Ｂから離脱させる際に、変位手段である空圧機構８により、可動台７ごとモータ９を従動プーリ１２側に上昇させても良い。これにより、長ベルト１１に付与されていた張力が低減するので、長ベルト１１を掛け回した状態で、従動プーリ１２を従動軸６Ａ又は６Ｂから水平方向に離脱させることができる。かかる場合、ガイドレール１４ａ、１４ａは水平方向であっても良い。
【００３２】
或いは、従動プーリ１２を、従動軸６Ａ又は６Ｂから離脱させる際に、従動プーリ１２が駆動プーリ１０側に向かって変位するようにターレット３を回動させても良い。これはターレット３を、公知のサーボインデックス装置等を用いて微小回転させることで対応できる。これにより、変位手段を用いなくても、長ベルト１１に付与されていた張力が低減するので、長ベルト１１を掛け回した状態で、従動プーリ１２を従動軸６Ａ又は６Ｂから容易に離脱させることができる。
【００３３】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。尚、従動プーリ１２を従動軸に装着した後、把持装置１５は待機位置に戻らず、その位置にとどまっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態にかかるスピンドル駆動装置の斜視図である。
【図２】ターレットを図１の矢印II方向に見た図である。
【図３】図２の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。
【図４】図４（ａ）は、従動軸６Ａに従動プーリ１２が装着されロックされた状態を側面から見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の構成を矢印IVB方向に見た図である。
【図５】図５（ａ）は、従動軸６Ａに従動プーリ１２が装着されロック解除された状態を側面から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の構成を矢印VB方向に見た図である。
【図６】把持装置１５の動作を経時的に示している図である。
【図７】把持装置１５の動作を経時的に示している図である。
【図８】把持装置１５の動作を経時的に示している図である。
【図９】把持装置１５の動作を経時的に示している図である。
【図１０】把持装置１５の動作を経時的に示している図である。
【図１１】把持装置１５の動作を経時的に示している図である。
【図１２】把持装置１５の動作を経時的に示している図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ ベース
２ 柱部
３ ターレット
４Ａ スピンドル
４Ｂ スピンドル
５Ａ 短ベルト
５Ｂ 短ベルト
６Ａ 従動軸
６Ｂ 従動軸
７ 可動台
８ 空圧機構
９ モータ
９ａ 回転軸
１０ 駆動プーリ
１１ 長ベルト
１２ 従動プーリ
１２ｂ  アーム
１５ 把持装置
１５ａ 爪部
Ｘ 回動軸線
【図１】
0004945358.tif 000002
【図２】
0004945358.tif 000003
【図３】
0004945358.tif 000004
【図４】
0004945358.tif 000005
【図５】
0004945358.tif 000006
【図６】
0004945358.tif 000007
【図７】
0004945358.tif 000008
【図８】
0004945358.tif 000009
【図９】
0004945358.tif 000010
【図１０】
0004945358.tif 000011
【図１１】
0004945358.tif 000012
【図１２】
0004945358.tif 000013