(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子にコイル用ワイヤを巻線するための電機子の巻線装置であって、
前記電機子の軸線方向端部を支持するための電機子支持手段と、前記ワイヤを前記電機子に向けて半径方向内向きに送出するワイヤ供給ノズルと、前記ワイヤ供給ノズルを前記電機子の軸線方向及び周方向及び半径方向にそれぞれ相対的に移動させるためのノズル移動手段と、第１のコアスロットから第２のコアスロットに至る間のコイルエンドを形成するべく前記電機子に対して前記電機子の軸線方向に相対的に移動し得るコイルエンドフォーマとを有し、
前記コイルエンドフォーマが、前記ワイヤ供給ノズルを軸線方向に移動して前記ワイヤを前記コアスロット内に挿入する際に前記ワイヤを前記コアティースに干渉しないようにガイドするべく前記複数のコアティースに対応して環状のくし歯状をなす複数の軸線方向に延出して形成されたガイド片と、前記第１のコアスロットの軸線方向端部から導出した状態の前記ワイヤを前記周方向に曲折し得ると共に当該周方向に曲折した状態から前記第２のコアスロットへ向けて曲折するべく前記ガイド片の先端部に設けられかつその延出方向に突出する顎部と、前記ガイド片の先端部に前記顎部との間に鋭角をなして形成された係合部とを有することを特徴とする電機子の巻線装置。
【請求項２】
ワイヤ供給ノズルから送出されるコイル用ワイヤを当該ワイヤ供給ノズルを用いて電機子に巻線する電機子の巻線方法であって、
前記コイルエンドフォーマが、前記複数のコアティースに対応して環状のくし歯状をなす複数の軸線方向に延出して形成されたガイド片と、前記ガイド片の先端部に設けられかつその延出方向に突出する顎部と、前記ガイド片の先端部に前記顎部との間に鋭角をなして形成された係合部とを有し、
前記ワイヤをコアスロットガイド手段によりガイドしつつ第１のコアスロット内に挿通する過程と、
前記ワイヤを前記第１のコアスロットの軸線方向端部から所定量導出する過程と、
前記所定量導出されたワイヤを前記コイルエンドフォーマの前記係合部により前記電機子の周方向に曲折すると共に、第２のコアスロットに対応する位置までガイドする過程と、
前記ガイドされたワイヤを前記第２のコアスロットに向けて曲折する過程と、
前記コイルエンドフォーマの前記複数のガイド片により前記複数のコアティースを保護するように位置させる過程と、
前記ワイヤを前記第２のコアスロットに向けて曲折した後に前記ガイド片によりガイドしつつ前記第２のコアスロット内に挿通する過程とにより、コイルエンドを形成す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、電機子の巻線装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータの電機子に対するコイルの巻線にあっては種々の巻線装置があり、例えば同一出願による特開昭６４−３９２４８号公報によれば第１のコアスロットから第２のコアスロットに向けてコイル用ワイヤを渡すようにしてコイルエンドを形成する際に、コイルエンドフォーマを用いて精度良くかつ均一に形成するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的太いワイヤを巻回するようにしたモータがあり、そのようなモータにあってはコアティースの剛性よりもワイヤの剛性の方が高い場合もあり、その場合の電機子に対する自動巻線作業において、コイルエンドを形成するべく第１のコアスロットから第２のコアスロットに向けてワイヤを曲げる際にワイヤを引っ張ってコアティースの角を傷付けたり、コアスロットの開口幅が狭い場合にはワイヤをコアスロット内に挿通する際にコアティースを傷付ける虞がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、比較的剛性の高いワイヤを用いてもコアティースに対する損傷が生じることがない電機子に対する巻線を実現するために、本発明に於いては、電機子にコイル用ワイヤを巻線するための電機子の巻線装置であって、前記電機子の軸線方向端部を支持するための電機子支持手段と、前記ワイヤを前記電機子に向けて半径方向内向きに送出するワイヤ供給ノズルと、前記ワイヤ供給ノズルを前記電機子の軸線方向及び周方向及び半径方向にそれぞれ相対的に移動させるためのノズル移動手段と、第１のコアスロットから第２のコアスロットに至る間のコイルエンドを形成するべく前記電機子に対して前記電機子の軸線方向に相対的に移動し得るコイルエンドフォーマとを有し、前記コイルエンドフォーマが、前記ワイヤ供給ノズルを軸線方向に移動して前記ワイヤを前記コアスロット内に挿入する際に前記ワイヤを前記コアティースに干渉しないようにガイドするべく前記複数のコアティースに対応して環状のくし歯状をなす複数の軸線方向に延出して形成されたガイド片と、前記第１のコアスロットの軸線方向端部から導出した状態の前記ワイヤを前記周方向に曲折し得ると共に当該周方向に曲折した状態から前記第２のコアスロットへ向けて曲折するべく前記ガイド片の先端部に設けられかつその延出方向に突出する顎部と、前記ガイド片の先端部に前記顎部との間に鋭角をなして形成された係合部とを有すること、または、ワイヤ供給ノズルから送出されるコイル用ワイヤを当該ワイヤ供給ノズルを用いて電機子に巻線する電機子の巻線方法であって、前記コイルエンドフォーマが、前記複数のコアティースに対応して環状のくし歯状をなす複数の軸線方向に延出して形成されたガイド片と、前記ガイド片の先端部に設けられかつその延出方向に突出する顎部と、前記ガイド片の先端部に前記顎部との間に鋭角をなして形成された係合部とを有し、前記ワイヤをコアスロットガイド手段によりガイドしつつ第１のコアスロット内に挿通する過程と、前記ワイヤを前記第１のコアスロットの軸線方向端部から所定量導出する過程と、前記所定量導出されたワイヤを前記コイルエンドフォーマの前記係合部により前記電機子の周方向に曲折すると共に、第２のコアスロットに対応する位置までガイドする過程と、前記ガイドされたワイヤを前記第２のコアスロットに向けて曲折する過程と、前記コイルエンドフォーマの前記複数のガイド片により前記複数のコアティースを保護するように位置させる過程と、前記ワイヤを前記第２のコアスロットに向けて曲折した後に前記ガイド片によりガイドしつつ前記第２のコアスロット内に挿通する過程とにより、コイルエンドを形成するものとした。
【０００５】
これによれば、比較的剛性の高いワイヤを巻回する場合であっても、ワイヤをコアスロット内に挿入する際にコアティースに触れることなくガイド片によりガイドすることができると共に、ガイド片の先端部に形成した曲折用係合部により、第１のコアスロットの軸線方向端部から導出してから周方向に曲折し、その後に第２のコアスロットに向けて曲折してコイルエンドを形成することができ、ワイヤをコアティースのエッジにて曲折することを防止することができる。
【０００６】
【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。
【０００７】
図１は、本発明が適用された電機子の巻線装置の要部を示す部分断面図である。図に示されるように、電機子を構成するロータユニット１の軸２には、コア３及びコンミテータ４が同軸的に固設されているが、図に於ける左方には本巻線装置の駆動軸が設けられており（図示せず）、その駆動軸端部には電機子支持手段としての図示されないコレットチャックが同軸的に支持されており、そのコレットチャックにより軸２の図に於ける左端部が同軸的に把持されている。
【０００８】
本図示例における軸２は中空軸であり、巻線装置の図１に於ける右方に配設された固定軸５の端部に取り付けられた電機子支持手段としての図示されない回動アタッチメントが軸２の右端部内に突入して、軸２の右端部を同軸的かつ回動自在に支持するようになっている。従って、本巻線装置の駆動軸が回動することにより、ロータユニット１が回動し得る。
【０００９】
なお、上記したアタッチメントは固定軸５にねじ止めされており、アタッチメントを適宜変えることにより、複数種の電機子に対応可能となる。その固定軸５には、軸２の図における右端部を外囲する円筒形状をなすように形成されたワイヤ端部固定手段を構成するワイヤ固定ブラケット６が固着されている。また、固定軸５には、図示されない往復動アクチュエータにより往復動軸７が軸線方向に往復駆動されるように、図示されないスライド軸受を介して円筒形状の往復動軸７が嵌装されており、その往復動軸７の先端部にはワイヤ固定ブラケット６を外囲する円筒形状をなすように形成されたワイヤ端部固定手段としてのワイヤ固定筒状部７ａが一体的に設けられている。
【００１０】
ロータユニット１の外周面に臨む位置には、コア３に巻回されてコイルとなる例えばポリエステル被覆導線からなるワイヤ８を送出し得るワイヤ供給ノズル９が、コアスロット３ａの数と同数をもってロータユニット１の軸線に対して放射状に配設されている。ノズル９は、固定軸５に対して同軸的に回動し得るノズル移動手段としての駆動円板１１の端面に固設されたパイプ支持ブロック１２を介して、同じくノズル移動手段を構成する半径方向に進退可能に支持されたガイドパイプ１３の先端（ロータユニット１側）に取り付けられていると共に、図示されないアクチュエータにより駆動円板１１が固定軸５の軸線方向に駆動されることによりロータユニット１に対して軸線方向に相対的に移動可能になっている。
【００１１】
ワイヤ８は、巻線工程に応じて、必要な長さに切断された状態で図示されないワイヤ供給マガジンに用意されており、ガイド支持ブロック１２の後端に接続された可撓性チューブ１４内に送り出されるようになっている。なお、可撓性チューブ１４の後端側には図示されないワイヤ送り出し機構が設けられている。
【００１２】
また、ガイドパイプ１３には、ガイドパイプ１３をパイプ支持ブロック１２と一体的に移動可能にするためのパイプ把持手段１５が取り付けられており、パイプ支持ブロック１２には、ワイヤ８をパイプ支持ブロック１２に対して一体的に固定するためのワイヤ把持手段１６が取り付けられている。
【００１３】
固定軸５の図における半径方向外方にはコイルエンドフォーマとして円筒状をなすワイヤガイド１７が軸線方向に往復動自在に設けられている。このワイヤガイド１７の先端部には、軸線方向に延出するように形成されて環状のくし歯状をなす複数のガイド片１８が設けられている。また、ワイヤガイド１７の軸線方向中間部には、複数の軸線方向スロット１９が周方向に等間隔で配設されている。
【００１４】
また、ワイヤガイド１７の図における半径方向外方には、複数の山押さえ２１と、ノズル９と同数のワイヤ押さえ２２とが周方向に等間隔に配設されている。山押さえ２１は上記軸線方向スロット１９を介してコンミテータ側に形成されたコイルエンドを半径方向へ絞り込むためのものであり、ワイヤ押さえ２２は、ワイヤガイド１７がコア３を覆うように軸線方向に前進して反コンミテータ側でコイルエンドを形成する際に、上記軸線方向スロット１９を介してワイヤ８をスロット底部へ押さえ付けるためのものである。
【００１５】
上記山押さえ２１及びワイヤ押さえ２２は、図示されるようにノズル９を挟んで軸線方向に概ね対称的に配設されている。同様に、ワイヤガイド１７に対向するようにロータユニット１の反コンミテータ側にも図示されないワイヤガイドが軸線方向に往復動自在に設けられている。
【００１６】
次に、このようにして構成された巻線装置の作動要領を図２〜図７を参照して以下に示す。尚、ワイヤ８は、コアスロット３ａと同数用いられ、それぞれ対応する一対のコアスロット３ａ間に所定回数巻回されるが、その内の一本についてのみ図示して以下に示す。
【００１７】
まず、図２に示されるように、前記したワイヤ送り出し機構によりワイヤ８を所定量送り出し、ワイヤ８の先端部をノズル９から若干突出させる。そのワイヤ８の先端部をワイヤ固定ブラケット６にノズル９と同数開けられた開口６ａ内に挿入し、かつ往復動軸７をコア３側に前進させてワイヤ固定筒状部７ａの先端と開口６ａとの間にワイヤ８の先端部を挟持して固定する。そして、ノズル９を図の矢印Ａに示すようにロータユニット１の軸線に沿ってコンミテータ４に向けて相対的に移動して、ワイヤ８をコンミテータ４のライザ４ａに切設されたスリットに係合させる。なお、ワイヤ８は、ガイドパイプ１３に挿通されており、上記したように先端部を固定されていることから、ノズル９を移動させることにより自然に送出されるようになる。
【００１８】
次に、ノズル９を図３の矢印Ｂに示されるように軸線方向に移動させるが、本図示例のコアスロット３ａにあっては図に示されるように軸線に対して傾いて延在するように設けられていることから、ノズル９をコアスロット３ａに沿わせつつ移動させるべくロータユニット１も矢印Ｃの向きに所定角度回転させる。
【００１９】
この時、コンミテータ４側とは相反する側に設けられているワイヤガイド２７を軸線方向に前進させてコア３のコンミテータ４側のコアスロット３ａを保護するように位置させ、ワイヤ８がライザ４ａから外れないように、巻き始めとしての第１のコアスロット３ａ内にワイヤ８を挿入させる。これにより、第１のコアスロット３ａ内にワイヤ８が挿入される際にコアティース３ｂにワイヤ８が直接的に接触することを防止することができるため、比較的太く剛性の高いワイヤ８を用いても、コアティース３ｂを損傷することがない。そして、ワイヤガイド２７が反コンミテータ側に後退し、ノズル９と共に第１のコアスロット３ａ側にワイヤ８が巻回される。
【００２０】
その後、図３に示されるようにコア３の左断面よりも所定量突出した位置までコンミテータ４側のワイヤガイド１７を矢印Ｄ方向に前進させ、図４の想像線に示されるように隣り合うガイド片１８の先端部間にワイヤ８を挟むように位置させる。その時、ワイヤ押さえ２２をワイヤガイド１７の軸線方向スロット１９を介してワイヤガイド１７内に突入させて、コンミテータ４側のワイヤ８を半径方向内側に向けて押さえる。その後、ノズル９をロータユニット１及びワイヤガイド１７に対して図５の矢印Ｅに示すように相対的に周方向に移動させ、ノズル９を第２のコアスロットとしての上記とは異なるコアスロット３ａに対応したガイド片１８間に位置させる。
【００２１】
ところで、本発明に基づくガイド片１８の先端部には、図１に併せて示されるようにガイド片１８の延出方向に突出する顎部１８ａと、顎部１８ａとの間に鋭角をなして形成された係合部１８ｂとが、曲折用係合部として設けられている。したがって、図４の状態から図５の状態に移行する際に、ワイヤ８は、コアスロット３ａの第１のスロットに対応するガイド片１８の顎部１８ａに係合して周方向に曲折される。
【００２２】
そして、ノズル９を上記した矢印Ｅ方向にワイヤガイド１７に対して相対的に移動させることにより、ワイヤ８は、第１及び第２のコアスロット間に延在する各顎部１８ｂ上に載置され、ガイド片１８に沿うように形成される。さらに、ワイヤガイド１７を図６の矢印Ｆ方向に移動してコアティース３ｂを保護するように位置させる。次に、パイプ把持手段１５によりガイドパイプ１３及びパイプ支持ブロック１２を一体化し、支持ブロック１２によりワイヤ８を繰り出しつつ、ノズル９を半径方向外側へ所定量移動させる。その後、ワイヤ把持手段１６によりガイドパイプ１３内のワイヤ８を押圧固定することにより、ガイドパイプ１３内にあるストレート状態のワイヤ８は、そのストレート状態のままノズル９の先端から所定量導出される結果となる。
【００２３】
次に、図６に示されるようにロータユニット１及びノズル９をそのままの状態にして相対的にワイヤガイド１７を図の矢印Ｆに示されるように後退させる。その後、図６の矢印Ｇの方向に山押さえ２１を移動してワイヤ８の上記コイルエンドを軸心側に押さえ込み、コアスロット３ａ内のワイヤ８をコアスロット３ａの底部側に位置させるようにする。またワイヤ押さえ２２がワイヤ８を半径方向に押さえ込むことでコアスロット３ａからワイヤ８が出るのを防いでいる。その後、ノズル９をコア３の半径方向内側に前進させつつ図６の矢印Ｆの方向に移動させることにより、ノズル９から導出されたワイヤ８のストレート部をコアスロット３ａ内に倒しながら挿入させることができる。
【００２４】
上記したようにワイヤガイド１７を後退させた状態でノズル９をコアスロット３ａに沿うように軸線方向に移動させることにより、ワイヤ８のノズル９側が図の矢印Ｈに示されるように第２スロット３ａ側に引っ張られるようになる。比較的剛性の高いワイヤ８にあっては、図７の矢印イに示される部分の逆Ｌ字形状を概ね保持するように、全体が第２スロットの方向へ向かい、図７の実線で示されるくの字状の状態になる。したがって、上記くの字状をなすコイルエンド部２４を形成しつつワイヤ８を再びコアスロット３ａ内に挿入する工程において、図７のワイヤストレート部８ａがコアスロット３ａ内にストレート状態を保ちながら入り込むことで、比較的太く剛性の高いワイヤ８を用いても、コアティース３ｂのエッジにワイヤ８が強く当たることがなく、コアティース３ｂのエッジを傷付けることがない。
【００２５】
このようにして、コア３の一方の軸線方向側方部にコイルエンド部が形成されるが、同様の一連の工程を行なうことによりコア３のコンミテータ４側の軸線方向側方部にも同様のコイルエンド部を形成することができ、以下、同様の工程を繰返すことによりコア３の軸線方向両端部外方にコイルエンド部を形成しつつ電機子の巻線作業を行なうことができる。なお、上記各工程におけるロータユニット１・ワイヤガイド１７・ノズル９の各移動については、それぞれの相対的な関係を維持すればどれを動かしても良く、上記実施の形態は一例を示したものである。
【００２６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、比較的剛性の高いワイヤを巻回する場合であっても、ワイヤをコイルエンドフォーマのガイド片によりガイドしてコアスロット内に挿入することから、その挿入されるワイヤによりコアティースを傷付けてしまうことを防止することができると共に、ガイド片の先端部に形成した曲折用係合部により、第１のコアスロットから延出してから周方向に曲折すると共に、その周方向に曲折した状態から第２のコアスロットに向けて曲折してコイルエンドを形成することができるため、コアティースのエッジにて曲折することを防止でき、コイルエンド形成時にコアティースのエッジを傷付けてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用された電機子の巻線装置の要部を示す要部破断側面図。
【図２】本発明に基づく巻線の作動要領を示す部分側面図。
【図３】本発明に基づく巻線の作動要領を示す部分側面図。
【図４】本発明に基づく巻線の作動要領を示す要部斜視図。
【図５】本発明に基づく巻線の作動要領を示す要部斜視図。
【図６】本発明に基づく巻線の作動要領を示す要部斜視図。
【図７】本発明に基づく巻線のコイルエンド形状を示す要部平面図。
【符号の説明】
１  ロータユニット
２  軸
３  コア、３ａ  コアスロット
４  コンミテータ、４ａ  ライザ
５  固定軸
６  ワイヤ固定ブラケット
７  往復動軸、７ａ  ワイヤ固定筒状部
８  ワイヤ
９  ノズル
１１  駆動円板
１２  パイプ支持ブロック
１３  ガイドパイプ
１４  可撓性チューブ
１５  パイプ把持手段
１６  ワイヤ把持手段
１７  ワイヤガイド
１８  ガイド片、１８ａ顎部、１８ｂ係合部
１９  軸線方向スロット
２１  山押さえ
２２  ワイヤ押さえ
２７  ワイヤガイド
２８  ガイド片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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