JP2009532004A - 糸状巻線材を巻くための巻線機 - Google Patents

Abstract

糸状巻線材（１）を巻くための巻線機は、巻線用電動機（２）と位置決め駆動装置（９）と制御装置（１０）を有している。その巻線用電動機（２）は電動機ハウジング（３）と電動機軸（４）を有し、この電動機軸（４）はその軸線（５）を中心として回転できる。電動機軸（４）は少なくとも１個の巻線（７）が配置される巻枠ホルダ（６）に相対的に回転不能に結合されている。巻線機は巻線（７）ごとに少なくとも１個の糸供給装置（８）を有し、この糸供給装置（８）によって、それぞれの巻線（７）に糸状巻線材（１）が供給される。電動機軸（４）のその軸線（５）を中心とした回転中に、位置決め駆動装置（９）によって、巻枠ホルダ（６）が電動機ハウジング（３）に対して軸線（５）に沿って軸方向に位置決めできる。制御装置（１０）によって、巻線用電動機（２）と位置決め駆動装置（９）が協調して制御される。

Description

本発明は糸状巻線材を巻くための巻線機に関する。

糸状巻線材を巻くための巻線機は既に公知である。巻線機は巻線用電動機を有し、該電動機は電動機ハウジングと電動機軸を有し、電動機軸はその軸線を中心として回転する。電動機軸は巻枠ホルダに相対的に回転不能に結合され、巻枠ホルダ上に少なくとも１個の巻線が配置される。巻線機は巻線毎に少なくとも１個の糸供給装置を有し、該糸供給装置によって、各巻線に糸状巻線材が供給される。

従来の巻線機は、更に所謂揺動ユニットを有している。該揺動ユニットによって、糸状巻線材が巻線に供給される軸方向位置が調整される。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の巻線機を揺動ユニットが必要ないように改良することにある。

この課題は、請求項１に記載の巻線機によって解決される。

即ち、本発明に基づいて、巻線機は位置決め駆動装置を有し、この位置決め駆動装置によって、電動機軸のその軸線を中心とした回転中に、巻枠ホルダを電動機ハウジングに対して軸線に沿って軸方向に位置決めできる。また、巻線機は本発明に基づいて制御装置を有し、この制御装置により、巻線用電動機と位置決め駆動装置が協調して制御される。

ここで用語「位置決め」とは、電動機ハウジングに対する巻枠ホルダの軸方向両側終端位置が調整できることを意味するだけでなく、位置決め精度の枠内で、両側終端位置間における任意の中間位置も調整できることを意味する。

一般的に、位置決め駆動装置は位置調整駆動装置である。巻線用電動機は、巻線機の形態に応じて位置調整されるか回転速度調整される。

本発明に基づく巻線機の最も単純な形態においては、各巻枠ホルダが電動機軸に軸方向に移動可能に、位置決め駆動装置に回転可能で軸方向に移動不能に結合されている。この場合、巻線用電動機による巻枠ホルダの回転は、位置決め駆動装置による巻枠ホルダの軸方向位置に直接的な影響を与えず、また、その逆も当てはまる。

巻枠ホルダが電動機軸に軸方向に移動不能に結合され、電動機軸が電動機ハウジング内に軸方向に移動可能に支持され、位置決め駆動装置が電動機軸を介して巻枠ホルダに作用する。この場合、電動機軸が位置決め駆動装置に回転可能に結合されているとよい。

位置決め駆動装置は電動機ハウジング内に配置でき、特にコンパクトな構造が生ずる。

糸供給装置はスピンノズルとして形成され得る。

以下図を参照した本発明の実施例の説明から、他の利点および詳細を明らかにする。

図１において、糸状巻線材、例えばガラス繊維やプラスチックから成る撚り糸や光ファイバを巻くための巻線機は巻線用電動機２を備える。該電動機２は電動機ハウジング３を備え、該ハウジング３内に電動機ハウジング３に対し相対的に移動不能に、固定子が配置されている。電動機ハウジング３内に、更に回転子が回転可能に支持されている。この回転子は電動機軸４に作用する。即ちこの回転子は、電動機軸４をその軸線５を中心として回転させる働きをする。巻線用電動機２の固定子と回転子は図１には示していない。

図１において、巻線用電動機２の回転子は電動機ハウジング３内に軸方向に移動不能に支持されている。即ち、回転子は軸線５を中心として回転できるが、軸線５の方向には移動できない。

図１の実施例では、電動機軸４も同様に軸方向に移動不能に支持している。しかしこの電動機軸４は、電動機ハウジング３内に軸方向に移動可能に支持してもよい（後述の第２実施例の説明参照）。

電動機軸４は巻枠ホルダ６に、相対的に回転不能に結合している。この巻枠ホルダ６上に少なくとも１個の巻線７を配置している。図１では、巻枠ホルダ６上に複数の巻線７を配置している。図１には３個のかかる巻線７を示す。しかし異なった数の巻線７、例えば２個、４個、５個或いはそれ以上の巻線７を配置することもできる。

巻線機は巻線７毎に少なくとも１個（図１においては正に１個）の糸供給装置８を備える。この糸供給装置８により各巻線７に糸状巻線材１が供給される。各巻線７への糸状巻線材１の供給は、半径方向接線平面、即ち軸線５に対し垂直に延びる平面において行うとよい。糸状巻線材１は、巻枠ホルダ６の相応した回転により巻きつけられる。

糸状巻線材１を秩序正しく巻くために、各巻線７に供給される糸状巻線材１が各巻線７上に巻かれる軸方向位置ｐを所定の巻線パターンに応じて変化させる必要がある。巻線パターンは、例えば糸状巻線材１の物質および／又は太さ並びに巻回済み糸状巻線材１の事情により計画された再利用に左右される。従来、軸方向位置ｐを変化すべく、糸供給装置８を所謂揺動ユニット上に配置していた。従来の揺動ユニットは、例えば両方向回転駆動ロータ或いは可逆駆動ねじ軸である。従来、揺動ユニットはスピンノズルと巻線７との間に配置されていた。

これに対し本発明では、そのような揺動ユニットは存在しない。それでも軸方向位置ｐａを規定して秩序正しく調整可能とすべく、本発明に基づく巻線機は位置決め駆動装置９を有している。この位置決め駆動装置９は、巻枠ホルダ６に直接或いは間接的に結合されている。巻枠ホルダ６は、位置決め駆動装置９によって電動機ハウジング３に対し軸線５に沿って軸方向に位置決めできる。巻枠ホルダ６の位置調整は、電動機軸４のその軸線５を中心とした回転中に実行できる、即ち、巻線過程中に行える。

巻線機は更に制御装置１０を有している。この制御装置１０によって、巻線用電動機２と位置決め駆動装置９が協調して制御され、この結果、特に軸方向位置ｐが連続巻線工程中に、所定の巻線パターンに応じて正確に変化される。

上述のように、本発明に基づく巻線機では揺動ユニットが不要である。従って、糸供給装置８をスピンノズル８として形成できる。

図２と図３に関連し、図１の本発明に基づく巻線機の第１実施例について説明する。

本発明に基づく巻線機の第１実施例においては、巻枠ホルダ６は電動機軸４には相対的に回転不能であるが、軸方向には移動可能に結合されている。例えば図２における電動機軸４と巻枠ホルダ６は各々軸方向に延びるスプライン１１、１２を有する。

第１実施例では、更に巻枠ホルダ６は位置決め駆動装置９に相対的に回転不能であるが、軸方向には移動可能に結合されている。例えば位置決め駆動装置９は図３の如く、腕金１３を有し、該腕金１３は位置決め駆動装置９、従って電動機ハウジング３に対しても軸方向に移動でき、巻枠ホルダ６に回転可能であるが軸方向に移動不能に支持されている。

次に図４により、本発明に基づく巻線機の第２実施例を説明する。この実施例では、巻枠ホルダ６が電動機軸４に相対的に回転不能だけでなく、軸方向に移動不能に結合されている。しかし電動機軸４は電動機ハウジング３内に軸方向に移動可能に支持されている。この実施例では、位置決め駆動装置９は電動機軸４を介して巻枠ホルダ６に作用する。

図４の巻線用電動機２は固定子１４と回転子１５を有している。該固定子１４は電動機ハウジング３内に固定して配置されている。回転子１５は電動機ハウジング３内に回転可能であるが軸方向に移動不能に支持されている。この回転子１５は電動機軸４にリニアガイド１６を介して結合されている。このリニアガイド１６は、図２の電動機軸４と巻枠ホルダ６のスプライン１１、１２のように形成できる。従って、電動機軸４は巻線用電動機の回転子１５には相対的に回転不能であるが、軸方向には移動可能に結合されている。

図４では、位置決め駆動装置９も固定子１７と回転子１８を有している。位置決め駆動装置９の固定子１７は位置決め駆動装置９のハウジング１９に固定して配置されている。回転子１８は位置決め駆動装置９のハウジング１９内に回転可能であるが軸方向に移動不能に支持されている。この回転子１８は軸線５と一致する回転軸線２０を有する。

位置決め駆動装置９の回転子１８はねじ２１（例えばボールねじ２１）を介して電動機軸４に作用する。従って、この電動機軸４は位置決め駆動装置９に相対的に回転可能に結合されている。

図４の実施例では、軸線５を中心とした巻枠ホルダ６の純粋な回転運動を生じさせるべく、巻線用電動機２と位置決め駆動装置９の両回転子１５、１８は等速で同方向に回転駆動される。このため巻枠ホルダ６に与えられるトルクは、専らないしほぼ専ら、巻線用電動機２によって与えられる。位置決め駆動装置９は単に無負荷で回転する。

図４の実施例では、軸線５に沿った巻枠ホルダ６の純粋なリニアな軸方向運動を生じさせるべく、位置決め駆動装置９の回転子１８のみが回転する。位置決め駆動装置９の回転子１８の回転角は、ねじ２１のピッチを介して容易に巻枠ホルダ６の相応した軸方向運動に変換できる。

巻枠ホルダ６の軸方向運動が巻枠ホルダ６の回転運動と同時に協調して行われるようにすべく、巻枠ホルダ６の回転運動は専ら巻線用電動機２の回転子１５の回転によって決定される。巻枠ホルダ６のリニアな軸方向運動は、両回転子１５と１８の回転運動差によって、ねじ２１のピッチと関連して生ずる。

巻線用電動機２と位置決め駆動装置９は互いに別個に配置できる。しかし位置決め駆動装置９は電動機ハウジング３内に配置するとよい。これは、図１〜３の実施例並びに図４の実施例に当てはまる。

他の複合駆動装置も、これが電動機軸４の軸方向移動並びに回転を生じさせる働きをする限りにおいて採用できる。例えば単一電動機ハウジング３内に電動機軸４を、この電動機軸４がその軸線５を中心として回転でき且つ軸線５に沿って軸方向に移動できるように支持できる。この場合、電動機軸４上に回転子が配置される。この場合、互いに別個に制御可能でそれぞれ回転子に作用する２個の巻線装置が電動機軸４上に配置される。その一方の巻線装置によって、電動機軸４が回転され、他方の巻線装置によって、電動機軸４が軸方向に移動される。かかる駆動装置は、本件出願人によって開発され、現在商品名「ハイブリッドモータ」で市販されている。

従って、本発明に基づく巻線機では、巻枠ホルダ６自体の軸方向移動によって揺動が生じる。従って、固有の揺動ユニットを必要とすることなしに簡単に揺動を発生できる。また、特に巻線模様の変換のための巻線機の機械的追加変更は不要である。むしろデータ媒体２３を介して制御装置１０に供給される制御装置１０の制御プログラムが相応して適合されるだけで済む。また、従来の機械的揺動ユニットにおいて糸状巻線材１に生ずる圧縮箇所は回避できる。

糸状巻線材を巻くための巻線機の概略図。 図１の矢印ＩＩの方向から見た図。 図１の円部分ＩＩＩの詳細図。 巻線機の異なった形態の断面図。

符号の説明

１ 糸状巻線材、２ 巻線用電動機、３ 電動機ハウジング、４ 電動機軸、５ 軸線、 ６ 巻枠ホルダ、７ 巻線、８ 糸供給装置、９ 位置決め駆動装置、１０ 制御装置

Claims (8)

1. 糸状巻線材（１）を巻くための巻線機であって、
   巻線機が電動機ハウジング（３）と電動機軸（４）を有する巻線用電動機（２）を有し、
   前記電動機軸（４）がその軸線（５）を中心として回転でき、
   電動機軸（４）が、少なくとも１個の巻線（７）が配置される巻枠ホルダ（６）に相対的に回転不能に結合され、
   巻線機が巻線（７）ごとに少なくとも１個の糸供給装置（８）を有し、該糸供給装置（８）によってそれぞれの巻線（７）に糸状巻線材（１）が供給され、
   巻線機が位置決め駆動装置（９）を有し、電動機軸（４）のその軸線（５）を中心とした回転中に、位置決め駆動装置（９）によって、巻枠ホルダ（６）が電動機ハウジング（３）に対して軸線（５）に沿って軸方向に位置決めでき、
   巻線機が制御装置（１０）を有し、該制御装置（１０）によって、巻線用電動機（２）と位置決め駆動装置（９）が協調して制御される
   ことを特徴とする巻線機。
2. 巻枠ホルダ（６）が、電動機軸（４）に軸方向に移動可能に、また、位置決め駆動装置（９）に回転可能且つ軸方向に移動不能に各々結合されていることを特徴とする請求項１記載の巻線機。
3. 巻枠ホルダ（６）が電動機軸（４）に軸方向に移動不能に結合され、電動機軸（４）が電動機ハウジング（３）内に軸方向に移動可能に支持され、位置決め駆動装置（９）が電動機軸（４）を介して巻枠ホルダ（６）に作用することを特徴とする請求項１記載の巻線機。
4. 電動機軸（４）が位置決め駆動装置（９）に回転可能に結合されていることを特徴とする請求項３記載の巻線機。
5. 位置決め駆動装置（９）が電動機ハウジング（３）内に配置されていることを特徴とする請求項２から４の１つに記載の巻線機。
6. 糸供給装置（８）がスピンノズル（８）として形成されていることを特徴とする請求項１から５の１つに記載の巻線機。
7. 請求項１から６の１つに記載の巻線機の制御装置であって、
   該制御装置が制御プログラム（２２）によってプログラミングされ、該制御プログラム（２２）によって、巻線機の巻線用電動機（２）と位置決め駆動装置（９）が協調して制御されることを特徴とする巻線機の制御装置。
8. 請求項７記載の制御装置（１０）に対する制御プログラム（２２）が記憶されていることを特徴とするデータ媒体。

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