(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数のスロットを有する電機子コア組立品のこのスロット各々の間に、一連の連続したコイルを巻き付ける電機子コイル巻線機の構成が、
前記コイルが巻装される２つの前記スロット内へ前記コイルの巻装をガイドする固定フォーマと、この固定フォーマ内部に前記電機子コア組立品の両端面に沿って、かつ前記電機子コア組立品の中心に向かって可動し前記２つのスロット間のコイルエンド位置を規制する可動フォーマとを備えた巻線フォーマと、
前記固定フォーマの回りにコイルを巻回させるフライヤを設けたフォーマ摺動装置と、
前記電機子コア組立品に対してスロット内のコイルを整形するコイル整形ブレードを装備したコイル整形機構とを備えた構成であり、
前記前記電機子コア組立品の外周に沿わせる前記固定フォーマと前記サイドフォーマと、
さらに前記固定フォーマ内で前記電機子コア組立体のコアの中心方向に可動させる前記可動フォーマとから前記コイルの巻装の巻枠を形成し、前記コイルの巻線時の前記可動フォーマの位置で前記コイルのコイルエンドの位置が規制される構成を有し、
さらに、前記コイル整形ブレードにより、前記コイルの巻装の巻線工程と同期して直前に巻装されたスロットのコイルに整形が施こされ、巻装されたコイルがスロット内で重複し、かつ前記コイルのコイルエンドの位置が重複される巻線方法を有する電機子コイルの巻線機。
【請求項２】
請求項１記載の電機子コイルの巻線機により、巻装される２つのスロット間のコイルエンドが他のスロット上を遮断する位置を可動フォーマにより規制しコイル整形工程を巻線工程と連動させることでコイルのスロット内巻装スペースを確保することを特徴とする電機子コイルの巻線方法。
【請求項３】
コイル整形工程において、巻装された直後のスロット内を整形することを特徴とする請求項２記載の電機子コイルの巻線方法。
【請求項４】
コイル整形工程において、巻装される直前のスロット内を整形することを特徴とする請求項２記載の電機子コイルの巻線方法。
【請求項５】
コイル整形工程において、巻装された直後のスロット内の整形、巻装される直前のスロット内の整形を効果に応じて組み合わせることを特徴とする請求項２記載の電機子コイルの巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の電機子コア組立品に高密度にコイルを巻装する電機子コイル巻線機と巻線方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電動機の薄型化は、電動機が主要機構である商品にとって根幹にかかわる重要課題として取り組まれている。その電動機の部品の中で、薄型化に最大の障害となるのは電機子である。
【０００３】
図８に従来の巻線機の概略図、図９に従来の巻線された電機子コア組立品を示す。
【０００４】
従来の巻線機は、フライヤ２４により巻回されたコイルを固定フォーマ２１に沿わせてスロット１２ａ、１２ａに巻装し、そのコイル端末線４２を整流子１４にあずけ、連続して次のスロットへ巻装していく。
【０００５】
固定フォーマ２１の周囲に巻回されたコイルは、固定フォーマ２１上をすべりつつスロット１２ａ、１２ａ内へ導かれ、固定フォーマ２１をはずれた後自由状態となり飛んで巻装される。そのためコイルエンド４１は、障害物がないかぎり電機子コア１３と整流子１４間のスぺースで最短距離を走り直線的に巻装される。次に巻線されるコイルエンド４１は前に巻装されたコイルエンド４１に重なるように順次巻装されていく。その結果、巻線された電機子コア組立品は、図９のように電機子コア１３、及びその上に巻装され積み上がったコイルエンド４１、その上に各コイルの端末線があずけられた整流子１４という相対位置関係になる。したがって電機子の全長は、この相対位置関係により規制されてくる。
【０００６】
また、前記の直線的に巻装されたコイルエンド４１は次のコイルの巻装されるスロット１２ｃの一部を遮蔽してしまい、次のコイルのスロット内巻装スペースが限定されてしまう。これについては、巻装後にコイルエンドをロータコア中心に向かって押し込むコイル押さえ機構を取り付けたものが開示されている（例えば特開平７−１４７７５５号）。しかしこの場合は、コイルエンドを押し込めるスペースが周辺にあることが前提であり、電機子コア１３と整流子１４間のスペースがコイルエンド４１のために確保される必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
電機子の薄型化をすすめると、前記の電機子コア１３、コイルエンド４１、整流子１４の相対位置関係が大きな障壁となる。これを解決するには、整流子１４とコイルエンド４１との相対位置の重複が必要となり、図２に例を示すようにコイルエンド４１の内に整流子１４を入れ込むという構造が不可欠となる。
【０００８】
一方この構造を取ると、整流子１４のスペースを確保するためコイルエンド４１のスペースが制限され、図３に例を示すようにコイルエンドの位置がスロットの上にのみ限定されるようになり、コイルエンド４１が巻装されるスロット１２ａ、１２ａ間のスロット１２ｃ、１２ｄ上が従来以上に遮蔽され、次の巻線時にスロット１２ｃ、１２ｄ内に巻装されるコイルの障害となり、必要なコイルを巻装できなくなる。
【０００９】
また、前記のように他のコイルエンドによりスペースの制限されたスロット内を十分に活用してコイルを巻装するためには、スロット内にすでに巻装されたコイルのたるみ、乱れが無視できない障害要因となる。しかし、電機子巻線の各コイルの巻装は連続工程であり、かつ各コイルの巻装の都度、新たなコイルたるみ等の障害が発生する。
【００１０】
本発明は、電機子の薄型化を実現するため、前記した課題を解決し制限されたスペースに高密度のコイルを巻線する巻線機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下、課題を解決するための手段について説明する。
【００１２】
本発明は、外周に複数のスロットを有する電機子コア組立品に、一連の連続したコイルを巻き付ける電機子コイルの巻線機において、コイルを巻装する２つのスロット内へコイルをガイドする固定フォーマと、この固定フォーマ内部に電機子コア両端面に沿って、かつコア中心に向かって可動し前記２つのスロット間のコイルエンド位置を規制する可動フォーマを備えた巻線フォーマと、前記固定フォーマの回りにコイルを巻回させるフライヤを設けたフォーマ摺動装置と、電機子組立品に対しスロット内のコイルを整形するコイル整形ブレードを装備したコイル整形機構とを設けた巻線機であり、電機子の薄型化実現のためコイルエンドの位置がスロットの上にのみ限定されるなどコイルエンドのスペースが制限された電機子に対してコイルを高密度に巻装しながら巻線完成品を作ることができる。特に、前記前記電機子コア組立品の外周に沿わせる前記固定フォーマと前記サイドフォーマと、
さらに前記固定フォーマ内で前記電機子コア組立体のコアの中心方向に可動させる前記可動フォーマとから前記コイルの巻装の巻枠を形成し、前記コイルの巻線時の前記可動フォーマの位置で前記コイルのコイルエンドの位置が規制される構成を有し、
さらに、前記コイル整形ブレードにより、前記コイルの巻装の巻線工程と同期して直前に巻装されたスロットのコイルに整形が施こされ、巻装されたコイルがスロット内で重複し、かつ前記コイルのコイルエンドの位置が重複される巻線方法を有する電機子コイルの巻線機である。
【００１３】
また、本発明は、巻装される２つのスロット間のコイルエンドが他スロット上を遮蔽する位置を、各コイルエンドごとに可動フォーマ位置を設定することで規制し、各コイルごとの巻装スペースを提供する巻線工程と、巻装されるスロット内をコイル整形しコイルの巻装スペースを確保するコイル整形工程を連動して行うことを特徴とする巻線方法であり、巻線フォーマをフォーマ摺動装置によりそれぞれのコイルエンドに応じた位置へ移動させることで目的とするスペース内へコイルエンドを巻装させるための巻枠を形成させ、規制されたスペースでのコイルエンドの巻装を行うことができ、またこの巻線工程と連動したコイル整形機構により、スロット内の既に巻装されているコイルの乱れなどを整形し、後で巻装されるスロット内の有効スペースを確保することができる。
【００１４】
また、本発明は、コイル巻線工程と連動するコイル整形工程において、巻装された直後のスロット内コイルに対してコイル整形を施し、スロット内の巻き乱れなどの障害を除去することで、後で巻装されるスロット内の有効スペースを確保することができる。
【００１５】
また、本発明は、コイル巻線工程と連動するコイル整形工程において、巻装される直前のスロット内コイルに対してコイル整形を施し、スロット内の巻き乱れなどの障害を除去することで、後で巻装されるスロット内の有効スペースを確保することができる。
【００１６】
また、本発明は、コイル巻線工程と連動するコイル整形工程において、巻線工程初期の段階では巻装された直後のスロット内コイルに対してコイル整形を施し、スロット内の巻き乱れなどの障害を効果的に除去するとともに、巻装されたコイルがスロット内で重複してくる巻線工程後期では、巻装される直前のスロット内の整形を追加することで、累積した障害を除去し、多重に巻装されたスロット内の巻装スペースを確保することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本願発明の電機子コイル巻線装置は、外周に複数のスロットを有する電機子コア組立品に、一連の連続したコイルを巻き付ける電機子コイル巻線機において、コイルを巻装する２つのスロット内へコイルをガイドする固定フォーマと、この固定フォーマ内部に電機子コア両端面に沿って、かつコア中心に向かって可動し前記２つのスロット間のコイルエンド位置を規制する可動フォーマを備えた巻線フォーマと、前記固定フォーマの回りにコイルを巻回させるフライヤを設けたフォーマ摺動装置と、電機子組立品に対しスロット内のコイルを整形するコイル整形ブレードを装備したコイル整形機構とを備えた構成であり、フォーマ摺動装置によりそれぞれのコイルエンドに応じた位置へ移動させることで、規制がなければ直線的にかつ自由に広がって巻装されるコイルエンドを、目的とするスペース内へ規制して巻装させるための巻枠を形成する。さらに、フォーマ摺動装置以外の位置に、スロット内の既に巻装されているコイルの乱れを整形するコイル整形ブレードを装備したコイル整形機構を設ける。これらにより、巻装されたコイルエンドによる次に巻装されるスロット上の遮断度合いを規制することができ、また次に巻装されるスロット内スペースが連続工程の中で整形されるため、次の巻線時に巻装されるコイルのスペースを確保できて、高密度のコイルの巻線が可能となる。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
図５（ａ）は本発明のフォーマ機構の実施例を示す平面図、図５（ｂ）はその正面図である。図５において、電機子コア組立品１０はそれを構成するシャフト１１により支持されて、回転方向に適時移動する。巻線時には図５のように、巻線フォーマ２０はフォーマ摺動装置により電機子コア組立品１０に密着し、巻線フォーマ２０を構成する固定フォーマ２１とサイドフォーマ２２を外周に沿わせて、コイルを巻装するスロット１２ａ、１２ａのみに巻線できる巻枠を形成する。これら従来の巻枠構造に加え、固定フォーマ内に電機子コア両端面１６に沿って、かつコア中心に向かって可動する可動フォーマ２３を装備し、この位置規制自在な可動フォーマにより、制限されたスペースに巻装されるコイルエンド４１の位置を規制する巻枠を形成する。固定フォーマ２１をスプリング２５で電機子コア組立品外周に当てフォーマ摺動機構から切り離すことで、安価な構造で自在に固定フォーマと可動フォーマの相対位置を規制できる。
【００１９】
なお、上記では固定フォーマと可動フォーマの位置規制を機構を安価にするためスプリングを介した同軸制御としたが、それぞれを駆動装置で自在に規制する二軸制御でも同様に実施可能である。
【００２０】
また、上記ではフライヤをフォーマ摺動装置に同載させた機構で、可動フォーマとフライヤの位置は同軸制御としたが、それぞれを駆動装置で自在に規制する二軸制御でも同様に実施可能である。
【００２１】
（実施例２）
図６は、本発明のコイル整形機構の実施例を示す平面図である。スロットオープン１７に近い幅のコイル整形ブレード３１と整形圧力を制御できる整形駆動源３２から構成されている。フォーマ摺動装置に対する整形装置の位置を、直前に巻装されたスロット１２ｂ、１２ｂの位置とすることで、巻線工程と同期させて、巻装された直後のスロット内コイル４３に対してコイル整形を施し、巻装スペースを確保できる。
【００２２】
図７は同じくコイル整形機構の実施例を示す平面図で、フォーマ摺動装置に対する整形装置の位置を、直後に巻装されるスロット１２ｃ、１２ｃの位置とする
ことで、巻線工程と同期させて、既に巻装されたスロット内コイルに対してコイル整形を施し、直後に巻装されるスロット内の巻装スペースを確保できる。
【００２３】
なお、図６の実施例で、例えば最終に巻装されるスロットなど、巻装されたコイルがスロット内で重複しスペースが極端に制限されたスロットに対しては、巻装される直前に再整形を追加すると効果的にスペースが確保できるため、巻線工程と同期して直前に巻装されたスロットのコイル整形を施すとともに、巻装される直前のスロット位置へ移動させ整形工程を追加することで、より確実に多重に巻装されるスロット内の有効スペースを確保することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載の発明によれば、制限されたコイルエンドスペースをもった電機子への巻線が可能な設備を提供でき、また請求項２記載の巻線方法によれば、前記電機子巻線をより短い工数で効果的にスペースを利用した巻線が可能となり、整流子とコイルエンド位置の重複した超薄型電機子の巻線が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す平面図
【図２】  本発明の薄型電機子完成品の断面図
【図３】  （ａ）巻線前の薄型電機子生地平面図
（ｂ）同正面図
【図４】  本発明による電機子巻線品の断面図
【図５】  （ａ）本発明のフォーマ機構の実施例を示す平面図
（ｂ）同正面図
【図６】  本発明のスロット整形機構の実施例を示す平面図
【図７】  本発明のスロット整形機構の実施例を示す平面図
【図８】  従来の実施例を示す平面図
【図９】  従来の電機子巻線品の断面図
【符号の説明】
１０  電機子コア組立品
１１  シャフト
１２ａ  巻装スロット
１２ｂ  直前に巻装されたスロット
１２ｃ  直後に巻装されるスロット
１２ｄ  後に巻装されるスロット
１３  電機子コア
１４  整流子
１５  インシュレータ
１６  電機子コア両端面
１７  スロットオープン
２０  巻線フォーマ
２１  固定フォーマ
２２  サイドフォーマ
２３  可動フォーマ
２４  フライヤ
２５  スプリング
３１  コイル整形ブレード
３２  整形駆動源
４１  コイルエンド
４２  コイル端末線
４３  スロット内コイル
【図１】
0003708288.tif 000002
【図２】
0003708288.tif 000003
【図３】
0003708288.tif 000004
【図４】
0003708288.tif 000005
【図５】
0003708288.tif 000006
【図６】
0003708288.tif 000007
【図７】
0003708288.tif 000008
【図８】
0003708288.tif 000009
【図９】
0003708288.tif 000010