專利名稱：繞線架的移動控制方法和繞線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造在家用電器和汽車等中使用的電動機的 線圈繞線機，具有構(gòu)成此線圈繞線機的錯層繞線架的繞線架的移動控 制方法，特別是涉及一種使線圈不跨越錯層部分而進行繞線的繞線架 的移動控制方法。
此外本發(fā)明還涉及一種可以裝拆錯層繞線架，并可以用多種型式 進行周長不同的線圈繞線的線圈繞線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動機用的線圈，將金屬線以螺旋形纏繞在繞線機的繞線架上， 之后，如圖18所示，存放在具有以同一圓周狀并相距規(guī)定間隔地插入 設(shè)置的多個葉片201的線圈插入夾具200上，將安裝在此線圈插入夾 具200上的線圈插入定子300的規(guī)定切槽301中進行轉(zhuǎn)移。但是，將 由繞線機纏繞的線圈401 405的周長都設(shè)定為與在向切槽301中插入 和成形時所需長度最大的部位一致，導(dǎo)致會以超過所插入的切槽301 的部位所需的長度插入，因而存在線圈端尺寸變大而使定子大型化， 并且產(chǎn)生多余的銅損使電動機效率降低的問題。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中 提出了設(shè)有可以改變線圈周長的錯層的用于制造電動機的繞線機的方 案，例如記載在作為專利文獻(xiàn)1所列舉的特開2003 - 164122號公報中。
在專利文獻(xiàn)l中，提出了圖16所示的繞線機，使得各個線圈形成
3不同的周長。圖15為表示此繞線機的圖，圖16為表示此線圈的纏繞 狀態(tài)的圖。圖17為表示繞線機的繞線架上具有錯層的狀態(tài)的圖。
繞線機100相對于線圈插入夾具200被配置成圖15所示的狀態(tài)， 此繞線機IOO，繞線架IIO被保持在可上下移動的支撐板131上，如圖 16所示，可以通過下線器132下端的壓板133將纏繞在繞線架110上 的線圈401 405向下放出而構(gòu)成。在繞線架110外側(cè)，可自由旋轉(zhuǎn)地 設(shè)置飛輪120，其插通形成線圈401 405的呈帶狀的十根金屬線400， 如圖16所示，通過此飛輪120圍繞繞線架110高速旋轉(zhuǎn)，將金屬線400 以螺旋形纏繞在下降的繞線架110上。
繞線架110相對于支撐板131設(shè)有固定繞線架111和可動繞線架 112?？蓜永@線架112，如圖17所示，第1 第4繞線架片151 154 插通基板156與可在水平方向滑動的導(dǎo)向軸161形成一體，固定在此 導(dǎo)向軸161上的導(dǎo)向板162分別通過未圖示的壓縮彈簧向圖中左側(cè)的 固定繞線架lll施力。在繞線機110的軸心A上，在凸輪軸170上一 體形成凸輪171~174，借助于凸輪軸170的旋轉(zhuǎn)，使擠壓在凸輪171 174上的繞線架片151 154分別反抗壓縮彈簧的作用力向外凸出，從 而形成錯層。所以，如圖16所示，在與固定繞線架111之間纏繞第1 圈 第5圈的金屬線400，形成周長不同的線圈401 405。
之后，繞線架110下降，在與固定繞線架111之間的間隙部113 插入線圈插入夾具200的葉片201。如圖16所示，線圈纏繞完畢后， 凸輪軸170反轉(zhuǎn)，可動繞線架112的錯層消失，纏繞在各繞線架片151 154上的第1圈 第5圈的線圈401 405成為松弛狀態(tài)。因此，借助 于下線器132下降而放出線圈401 405，成為與圖18所示狀態(tài)相同的 狀態(tài)。如上所述，把安裝在此線圈插入夾具200上的線圈401 405插 入定子300的規(guī)定切槽301中進行轉(zhuǎn)移。此時，由于線圈401 405的 周長根據(jù)插入切槽301的部位而不同，所以可以縮短插入定子的線圈 總長度，從而減少銅損。專利文獻(xiàn)l:日本特開2003 - 164122號公報(第2 6頁，圖l、 圖4、圖7以及圖13)
但是，在專利文獻(xiàn)l所述的繞線機中，如圖16所示，雖然第1圈 第5圈的線圈401 405纏繞在錯層繞線架IIO上，但是如圖所示，不 僅是形成各圈整齊分成線圈401 405的繞線，有時也會產(chǎn)生進給到繞 線架片151 154形成的各錯層部分的金屬線400彼此牽連而跨越的情 況。這是因為繞線時繞線架IIO的移動(下降)控制，如圖19所示以 固定速度均勻地送出繞線架110。另外，圖19所示的曲線圖的縱軸為 繞線位置，即相對于下降的繞線架110的繞線開始位置的高度，橫軸 為以圖15所示的位置為初始狀態(tài)的飛輪120的轉(zhuǎn)速。因此，為了避免 上述現(xiàn)有控制移動方法中的缺點，即為了避免線圈在錯層部分跨越， 必須使各圈的間距足夠大?？墒沁@樣又產(chǎn)生了繞線架全長變長而使繞 線機大型化的其他問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明為解決上述課題，其目的在于提供一種錯層部分可 以平穩(wěn)變換的繞線架的移動控制方法。
本發(fā)明的繞線架的移動控制方法，在配置有將金屬線提供給繞線 架并進行旋轉(zhuǎn)的飛輪的繞線機中，該繞線架包括繞線部分筆直的直線 繞線架和具有階梯狀錯層的錯層繞線架，飛輪提供形成帶狀的多根金 屬線并進行旋轉(zhuǎn)，使繞線架在所述飛輪旋轉(zhuǎn)的中心軸方向移動，從而 使進行不同周長的繞線的該繞線架移動，其特征在于，根據(jù)所述飛輪 通過所述錯層繞線架側(cè)和所述直線繞線架側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置，改變所述繞 線架的移動速度。
例如，希望當(dāng)所述飛輪的金屬線進給部分旋轉(zhuǎn)到所述繞線架的錯 層繞線架一側(cè)時，停止繞線架的移動以使繞線位置不變，反復(fù)進行繞
5線架的移動和停止。
此外，希望當(dāng)所述飛輪的金屬線的進給部分旋轉(zhuǎn)到所述繞線架的 錯層繞線架一側(cè)時，降低繞線架的移動速度而減小繞線位置的變化， 使繞線架的移動速度有快慢。
本發(fā)明的繞線系統(tǒng)，配置有將金屬線提供給繞線架并進行旋轉(zhuǎn)的 飛輪，該繞線架包括繞線部分筆直的直線繞線架和具有階梯狀錯層的 錯層繞線架，當(dāng)飛輪提供金屬線并進行旋轉(zhuǎn)時，通過使繞線架在其旋 轉(zhuǎn)的中心軸方向移動，在該繞線架上進行不同周長的繞線，其特征在 于，所述繞線架的所述錯層繞線架可以裝拆，并備有多種型式的不同 的階梯狀的可裝拆的所述錯層繞線架，以便繞線時進行更換。
并且，希望本發(fā)明的繞線系統(tǒng)，預(yù)先在儲料機上保持多個所述錯 層繞線架，變換器帶動從儲料機取出的一個錯層繞線架向所述繞線架 移動，拆下預(yù)先安裝在該繞線架上的另一個錯層繞線架，并安裝所述 一個錯層繞線架，使拆下的另一個錯層繞線架返回到儲料機上。
因此，采用本發(fā)明的繞線架的移動控制方法，由于可以根據(jù)飛輪 的旋轉(zhuǎn)位置改變移動速度，當(dāng)金屬線進給位置處于無錯層的直線繞線 架一側(cè)時，進行移動或提高移動速度，當(dāng)金屬線進給位置在錯層繞線 架一側(cè)旋轉(zhuǎn)時，停止移動或降低移動速度，所以線圈不會跨越不同錯 層進行繞線，因而可以使錯層部分平穩(wěn)地變換。
此外，采用本發(fā)明的繞線架的移動控制方法，由于繞線架的錯層 繞線架可以裝拆，并且預(yù)先備有多種型式的錯層形狀不同的可裝拆的 所述錯層繞線架，以便繞線時進行更換，所以可以任意形成周長不同 的線圈。


圖1為表示錯層繞線架可更換的繞線架的側(cè)視圖。
圖2為表示更換可更換的錯層繞線架時的繞線架的側(cè)視圖。
圖3為表示更換可更換的錯層繞線架時的繞線架的俯視圖。
圖4為表示錯層繞線架相對于繞線架的安裝工序的圖。
圖5為表示錯層繞線架相對于繞線架的安裝工序的圖。 圖6為表示錯層繞線架相對于繞線架的安裝工序的圖。 圖7為表示裝在繞線架上的錯層繞線架的更換工序的圖。 圖8為表示裝在繞線架上的錯層繞線架的更換工序的圖。 圖9為表示裝在繞線架上的錯層繞線架的更換工序的圖。 圖IO為表示裝在繞線架上的錯層繞線架的更換工序的圖。 圖11為表示裝在繞線架上的錯層繞線架的更換工序的圖。 圖12為表示實施方式中的相對于繞線架的繞線狀態(tài)的圖。 圖13為以曲線圖表示繞線架下降時的移動控制(分步控制)的圖。 圖14為以曲線圖表示繞線架下降時的移動控制(速度可變控制) 的圖。
圖15為表示現(xiàn)有繞線機的圖。
圖16為表示現(xiàn)有繞線機中的線圈的纏繞狀態(tài)的圖。
圖17為表示現(xiàn)有繞線機中的繞線架具有錯層的狀態(tài)的圖。
圖18為表示把由繞線機纏繞的線圈存放在線圈插入夾具的狀態(tài)的圖。
圖19為以曲線圖表示繞線架下降時的移動控制(等速控制)的圖。
具體實施例方式
下面參照圖對本發(fā)明的繞線架的移動控制方法的一個實施方式進 行說明。首先對本實施方式的繞線機進行說明。本實施方式的繞線機 與前述專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有示例相同地，在繞線架外側(cè)可自由旋轉(zhuǎn) 地設(shè)置插通要形成線圈的金屬線400的飛輪120。此飛輪120是以高速 圍繞繞線架旋轉(zhuǎn)的方式而構(gòu)成的部件，是金屬線400以螺旋形纏繞在 下降的繞線架上的部件。
7本實施方式的繞線機特征在于，為了使線圈周長可變地進行設(shè)定 而在繞線架上設(shè)有錯層，尤其是在于形成可以更換用于使線圈周長不 同的錯層繞線架的結(jié)構(gòu)。圖1為表示上述繞線架的側(cè)視圖。圖2和圖3 為表示更換可更換的錯層繞線架時的繞線架的側(cè)視圖和俯視圖。
繞線架1在可沿上下方向移動地安裝的繞線架基座2上設(shè)有錯層
繞線架3和直線繞線架4，特別是作為錯層繞線架3備有三個可更換的 錯層繞線架3A、 3B、 3C。這是為了利用本實施方式的繞線機將用于制 造三相電動機的U相、V相和W相的線圈安裝在定子上。由此，三個 錯層繞線架3A、 3B、 3C分別構(gòu)成形成有錯層的階梯形狀，使得可以 進行對應(yīng)于U相、V相、W相的周長的繞線。
錯層式繞線機3形成可直接纏繞線圈的階梯形的錯層部，在其上 端部形成用于進行更換的滑槽11。在繞線架基座2上，固定具有用于 插入線圈插入夾具200的葉片201的間隙部12的直線繞線架4,并突 出設(shè)置與滑槽11對應(yīng)的導(dǎo)軌13。因此，通過錯層繞線架3沿貫穿圖1 紙面的方向移動，將滑槽11嵌入導(dǎo)軌13并安裝在繞線架基座2上， 從而形成可繞線的繞線架l而構(gòu)成。錯層繞線架3按形成U相、V相、 W相線圈的順序，在繞線架基座2上裝拆各錯層繞線架3A、 3B、 3C。
如圖2和圖3所示，在錯層繞線架3A、 3B、 3C的裝拆中使用變 換器50。變換器50,從錯層繞線架3所設(shè)置的未圖示的儲料機中取出 規(guī)定的錯層繞線架3，拆下預(yù)先安裝在繞線架基座2上的其他錯層繞線 架3,更換為從儲料機中取出的錯層繞線架3，再把拆下的錯層繞線架 3放回到儲料機中。對于其具體更換動作，在下文中根據(jù)表示順序的附 圖進行敘述。
變換器50，由如圖2所示側(cè)面為L字形、如圖3所示平面為-字 形的基座51構(gòu)成，此基座51被連接未圖示的支架上，并被設(shè)置為在 繞線架1和儲料機之間往復(fù)運動。為了可以同時保持更換的兩個錯層繞線架3、 3，變換器50具有形成有如圖3所示的平面呈E字形的兩個 保持部52a、 52b的托架52。托架52與可以相對于基座51水平移動的 滑塊53形成一體，可以在圖3所示的方向上移動。上述托架52的移 動，例如由外部執(zhí)行機構(gòu)使滑塊53動作而構(gòu)成。
此外，在利用變換器50更換錯層繞線架3的情況下，變換器50 相對繞線架基座2如圖3所示的箭頭Y方向移動，使基座51的-形部 分與繞線架基座2嵌合。然后在嵌合的狀態(tài)下，例如一個錯層繞線架 3A從變換器50向繞線架基座2、或另一個錯層繞線架3B同時從繞線 架基座2向變換器50沿同一方向被替換。為了可以進行該轉(zhuǎn)換，還在 變換器50上以將繞線架基座2的導(dǎo)軌13夾在中間進行配置的方式設(shè) 置導(dǎo)軌55、 56。在圖3中表示了上述導(dǎo)軌13、 55、 56。
如圖2所示，變換器50的導(dǎo)軌55、 56通過墊塊57設(shè)置在基座51 下方。導(dǎo)軌55、 56—直進入到繞線架基座2下方，這是為了可以配置 在接近導(dǎo)軌13的位置上。此外，如圖2所示，保持錯層繞線架3的托 架52被配置在可以不受阻礙地在導(dǎo)軌55 (56、 13)下方滑動的高度。 因此，當(dāng)該托架52隨滑塊53—起移動時，托架52推動錯層繞線架3 而使其在導(dǎo)軌13、 55、 56上滑行移動而構(gòu)成。
接著，對利用變換器50對形成上述結(jié)構(gòu)的繞線架1進行錯層繞線 架3的更換的更換操作進行說明。其中，特別對進行從安裝用于U相 的線圈的錯層繞線架3A的階段，到向用于V相的線圈的錯層繞線架 3B的更換的情況進行說明。圖4 圖11是概括性地表示上述各工序的 圖。同圖中以俯視圖簡要表示儲料機80、繞線架1和變換器50。關(guān)于 變換器50，僅表示出圖1 圖3中的托架52和導(dǎo)軌55、 56。
如圖4所示，U相、V相和W相的錯層繞線架3A、 3B、 3C被保 持在儲料機80上，變換器50首先取出儲料機80上的U相錯層繞線架 3A。圖4和圖5表示該狀態(tài)。如圖4所示，變換器50的托架52通過
9一個保持部52a夾住錯層繞線架3A并向箭頭方向滑動。于是，錯層繞 線架3，其滑槽11嵌入導(dǎo)軌55而進行滑動，并被變換器50替換。變 換器50如圖5所示在保持錯層繞線架3A的狀態(tài)下從儲料機80向繞線 架l移動，并被如圖6所示進行配置。此時的變換器50,如圖2和圖 3所示，基座51與繞線架基座2嵌合，并且導(dǎo)軌55、 13、 56被配置在 一條直線上。
變換器50成為圖7所示的通過滑塊53滑動使托架52向圖6中的 箭頭方向移動的狀態(tài)。由此，可以使錯層繞線架3A從導(dǎo)軌55向?qū)к?13轉(zhuǎn)移。之后，在繞線架1上安裝完畢U相錯層繞線架3A的變換器 50為取出下一個V相錯層繞線架3B而向儲料機80移動。此時，在如 圖1所示把錯層繞線架3A裝在繞線架基座2上的繞線架1中，進行用 于形成U相線圈的繞線。此時，在本實施方式中，如下文所述，對下 降的繞線架1實行移動控制，使得線圈隨錯層繞線架3的錯層部分進 行平穩(wěn)變換。然后，與圖16所示的現(xiàn)有例相同地，飛輪120圍繞繞線 架1高速旋轉(zhuǎn)，從而將金屬線400以螺旋形纏繞在下降的繞線架1上。
其間，如圖8所示，取出V相的錯層繞線架3B的變換器50，托 架52的保持部52a—側(cè)與錯層繞線架3B嵌合。然后，當(dāng)以保持部52a 夾住并向箭頭方向滑動時，則滑槽11嵌入導(dǎo)軌55，錯層繞線架3B被 變換器50替換。因此，變換器50如圖9所示在保持錯層繞線架3B的 狀態(tài)下從儲料機80向繞線架1移動，并被如圖IO所示進行配置。艮P， 托架52的空的保持部52b與裝在繞線架1上的U相繞線結(jié)束的錯層繞 線架3A嵌合。
然后，通過使托架52向圖IO所示的箭頭方向移動，使錯層繞線 架3A、 3B、 3C如11圖所示同時在配置在一條直線上的導(dǎo)軌55、 13、 56上移動，拆下如圖1所示安裝在繞線架基座2上的錯層繞線架3A， 接著將錯層繞線架3B安裝在繞線架基座2上。如圖4所示，使拆下的 錯層繞線架3A返回到儲料機80的規(guī)定位置，隨后將W相的錯層繞線架3C保持在托架52的保持部52a上，同樣地與V相繞線結(jié)束的錯層 繞線架3B進行更換。
下面對進行繞線時，相對于旋轉(zhuǎn)的飛輪下降的繞線架1的移動控 制進行說明。在本實施方式中，例如，如圖12所示，以螺旋形將金屬 線400纏繞在下降的繞線架1上進行繞線。此時，在錯層繞線架3的 錯層31 36上形成周長不同的線圈。以往，由于下降速度(參照圖19) 一定，所以如果呈帶狀的10根金屬線400具有一定寬度，則有時在同 一圓周中會跨越例如31、 32兩個錯層。所以，在本實施方式中，為進 行平穩(wěn)的錯層變換而進行繞線架1的下降控制，使得同一圓周的線圈 可靠地纏繞在一個錯層31、 32…上。
圖13和圖14分別為以曲線圖表示繞線架1下降狀態(tài)的圖；縱軸 為繞線位置，即相對于下降的繞線架1的繞線開始位置的高度，橫軸 為以圖15所示的位置為初始狀態(tài)的飛輪120的轉(zhuǎn)速。首先，圖13所 示的控制方法為，實施分步控制，反復(fù)進行移動和停止使繞線架1下 降；當(dāng)飛輪120處于一定角度時，通過該分步控制使繞線架1下降。 即，當(dāng)金屬線400的進給位置處于沒有錯層的直線繞線架4 一側(cè)時， 使繞線架1下降；當(dāng)金屬線400的進給位置位于錯層繞線架3 —側(cè)時， 停止移動，不改變高度。
另一方面，圖14所示的控制方法，是使下降速度有快慢的速度可 變控制，而不會如圖13所示的控制方法那樣使繞線架1的下降完全停 止。即，根據(jù)飛輪120中的金屬線400的進給位置改變繞線架1的下 降速度，具體而言，當(dāng)金屬線400的進給位置位于錯層繞線架3 —側(cè) 時，降低繞線架1的下降速度；相反當(dāng)位于直線繞線架4 一側(cè)時，提 高下降速度。
因此，在繞線架1的下降控制方法中，通過實施第13圖所示的分 步控制和第14圖所示的速度可變控制，線圈在繞在錯層31 36上時，
11相對于金屬線400的進給位置，錯層31 36的高度不變或幾乎不變，
所以不會跨越不同錯層進行繞線。
因此，采用本實施方式的繞線機，由于可以更換錯層繞線架3，所 以通過備用規(guī)定的錯層繞線架，可以任意形成周長不同的線圈。
而通過根據(jù)錯層繞線架3的錯層31 36,對下降動作實行圖13 或圖14所示的分步控制和速度可變控制，可以進行平穩(wěn)的錯層變換， 從而可以可靠地分別在每個錯層31、 32…上進行繞線。此外，把分步 控制和速度可變控制進行對比，由于速度可變控制的移動平滑，所以 可以減小用于使繞線架1移動的機械負(fù)荷，并縮短各錯層31 36內(nèi)的 進給螺距，因而是更理想的。
此外本發(fā)明并不限定于上述實施方式，可以在不脫離其主旨的范 圍內(nèi)進行各種變化。
例如，在上述實施方式中，雖然關(guān)于圖1所示的錯層繞線架3的 可更換的繞線架1，說明了對其下降移動控制進行分步控制和速度可變 控制，但是，只要是在錯層上進行繞線，即使是現(xiàn)有例的可變式，進 行如本發(fā)明這樣的移動控制當(dāng)然也是有效的。
權(quán)利要求
1.一種繞線系統(tǒng)，配置有將金屬線提供給繞線架并進行旋轉(zhuǎn)的飛輪，該繞線架包括繞線部分筆直的直線繞線架和具有階梯狀錯層的錯層繞線架，當(dāng)飛輪提供金屬線并進行旋轉(zhuǎn)時，通過使繞線架在飛輪旋轉(zhuǎn)的中心軸方向移動，在該繞線架上進行不同周長的繞線，其特征在于，所述繞線架的所述錯層繞線架可以通過滑動而裝拆，并備有多種型式的階梯形狀不同的可裝拆的所述錯層繞線架，以便繞線時進行更換。
2. 如權(quán)利要求l所述的繞線系統(tǒng)，其特征在于，具有 預(yù)先保持有多個所述錯層繞線架的儲料機；和 帶動從儲料機取出的一個錯層繞線架向所述繞線架移動，拆下預(yù)先安裝在該繞線架上的另一個錯層繞線架，并安裝所述一個錯層繞線 架，使拆下的另一個錯層繞線架返回到儲料機上的變換器。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種錯層部分可以平穩(wěn)變換的繞線架的移動控制方法。該移動控制方法，在配置有將金屬線提供給繞線架并進行旋轉(zhuǎn)的飛輪的繞線機中，該繞線架包括繞線部分筆直的直線繞線架和具有階梯狀錯層的錯層繞線架，當(dāng)此飛輪提供金屬線并進行旋轉(zhuǎn)使繞線架在其旋轉(zhuǎn)的中心軸方向移動，從而使進行不同周長的繞線的該繞線架移動時，可以根據(jù)飛輪的旋轉(zhuǎn)位置改變繞線架的移動速度。
文檔編號H02K15/04GK101662188SQ20081009176
公開日2010年3月3日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者佐藤修治, 山田英治, 平子勝, 石黑國朋 申請人:豐田自動車株式會社;小田原機械工程株式會社