(57)【要約】【課題】電動機や発電機のステータのティースに巻線する場合、ノズルがスロット側の巻き線時に最大張力が発生して、張力による曲げ応力が線材かかり線材の損傷となっていた。また線材がノズル先端の形状によって、ティースに密着しにくく、コイル巻線数及び占積率の低下の原因にもなっている。【解決手段】巻線ノズルがステータのスロット側の巻き線時に、線材に対して曲げ応力が減少するよう、ノズルの先端の形状、特に先端の曲率半径が最大であるポイントで線材を繰り出されるように改良した。ノズルの先端の出口穴の形状は従来と同じ楕円形であるが、その楕円形穴の中心軸は、巻線時に線材の繰り出される方向に合致した角度θに、ノズル本体の中心軸に対して傾斜させる。この改良でスロット側の巻き線時、楕円形の長軸の曲率半径の最大になるポイントで線材が繰り出されるので、曲げ応力は緩和され、占積率の高いコイルの製造が可能になった。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティースが並んで突出し、各ティースの間にスロットが開口するコアに対して、コア・ノズル相対移動機構１０によって三軸方向に移動出来るノズル３で、線材２を繰り出しながら巻線する巻線方法において、ノズル２の先端の楕円形穴の中心軸をノズル３本体の中心軸に対して、線材２の繰り出される方向に適合した角度θに傾斜させ、最大張力の発生する位置において、楕円長軸の最大曲率半径の位置で線材２を繰り出し、線材にかかる張力による曲げ応力を軽減した事を特徴とする巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機や発電機等のコアに対する巻線機の巻線ノズルの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のノズル３の線材を繰り出す先端穴の形状は同じく楕円形であるが、その中心軸は図５で示すように、ノズル３本体の中心軸と一致している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この斜めノズル３でティース８ａの巻き線時に図６のａ）で示すように、ノズル３がコーナを回りそしてスロット側のノズル直線移動の軌道にのり、線材２がティース８ａのコーナに接触した後、線材に最大張力が発生する。その位置で先端の楕円形穴の長軸の曲率半径の大きい位置がノズル３中心軸の移動軌道の方向を向いている為、実際に線材の繰り出される方向は、楕円形の長軸の最大曲率半径の位置より小さな曲率半径の位置にあり、線材にかかる曲げ応力は急激な張力の発生と重なって、線材へ大きな損傷与える。さらにその後、線材が下降するにつれ曲率半径の小さい方向から大きい方向に寄せられながら繰り出されるので、張力が弱まり、線材の繰り出しが容易となり線材に緩みが生じ、ティースから離れて巻線される。図６のａ）はこの線材の状態を若干誇張して示している。また図６のｂ）はティースから離れて巻線されたティースの断面図である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、複数のティース８ａが並んで突出し、各ティースの間にスロット８ｂが開口するコア８に対して、この斜めノズル３を用いて線材を巻回する巻線方法及び巻線装置に適用する。
【０００５】
そして、コア・ノズル相対移動機構１０で三軸移動する巻線ノズル３は、スロット８ｂに挿入されティース８ａに整列巻線する。この線材２を繰り出すノズル３の先端の穴形状を楕円形にし、その中心軸をノズル３の巻線時に、線材の繰り出される方向に適合した角度θにノズル３本体の中心軸に対して傾斜させる。この改良により、ノズル３がスロット側の巻線に入り、線材２がティース８ａのコーナを回った後に加わる急激な張力上昇が軽減され、そして巻線に緩みが生じないことを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
第１の発明では、斜めノズル３によるスロット側の巻き線時、線材２がティース８ａのコーナを回った後に加わる急激な張力上昇が軽減されるので、ティース８ａのコーナ部とノズル先端での曲げ応力も軽減され、線材の損傷を防ぐ事とティース８ａに線材が密着した占積率の高いコイルの製造ができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、巻線装置の一例を示す添付図面に基づいて説明する。ここでは、巻線装置の構造ついては概略の説明に留める。
【０００８】
図２，図３において、コア８はインナロータ型モータのステータを構成するもので、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース８ａを有し、各ティース８ａに線材２が巻回されてステータコイルが形成される。
【０００９】
１はステータコイルを自動的に製造するインナー巻線装置である。インナー巻線装置１は、割り出しモータ１３を備えたコア８を支持する支持台１１と、ノズルを三軸方向に移動させるコア・ノズル相対移動機構１０から構成される。またコア・ノズル相対移動機構１０はノズル３を支持するヘッド４と、これを支持するヘッド支持軸５をＺ軸回りに回転させるヘッド支持軸回転機構２０と、ヘッド支持軸５をＺ軸方向に往復動させるヘッド支持軸移動機構３０を備え、ノズル３をティース８ａ回りに回動させる。またコア・ノズル相対移動機構１０は、ノズル３をＺ軸について略半径方向に移動するノズル径方向移動機構４０を備え、線材２をティース８ａに整列して巻回する。
【００１０】
ノズル径方向移動機構４０はヘッド支持軸５を貫通するトラバース軸６と、トラバース軸６を回転駆動するトラバース軸回転機構５０を備える。ヘッド支持軸５に対してトラバース軸６が相対回転することによって、ノズル３がＺ軸の略半径方向に移動する。
【００１１】
次に、斜めノズルの構造、形状と巻線方法について図１，図４で説明する。
【００１２】
図１は斜めノズル３の構造図で、ａ）は線材の出口側からの視た図、ｂ）は図ａ）のＡ−Ａ断面、ｃ）はａ）図のＢ−Ｂ断面を示す。線材を繰り出すノズル３の先端の出口穴の形状を楕円形とし、その中心軸をノズルの巻線時に繰り出される線材の方向に適合した角度θにノズル３本体の中心軸から傾斜させる。線材をガイドするノズル３の円筒形の貫通穴は、先端で楕円形の出口穴の形状に滑らかに合うように段差のない曲面に加工する。円筒状の貫通穴と先端の楕円形出口穴を結んだ曲面の曲率半径は楕円形の長軸が最大で短軸で最小となる。
【００１３】
線材２は図示のない線材供給源からテンション装置を経て供給され、トラバース軸の内側を通ってノズル３へ導かれる。予めリード線部をクランプしてから（図示のない）、図４に示すようにコア・ノズル相対移動機構１０によって、ティース８ａに線材を整列巻する。
【００１４】
図４のａ）、ｂ）は巻き線時の線材とノズル３及びノズル３の軌道を示した図である。ｂ）図はティース巻線時の最大張力の発生する位置おけるノズル３の先端から線材２が繰り出される状態を示したもので、先端の楕円形穴の中心軸の角度をθノズル３本体の中心軸から傾斜させた事により、楕円長軸の曲率半径の大きい位置で線材を繰り出す事が出来るので、急激な張力及び曲げ応力の増加がない。
【００１５】
図４のｃ）は最大張力時点での線材２のティースに接する状態を若干誇張して示したものであり、ｄ）は巻線後の断面形状でティースに密着されている状態を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ）は本発明の実施の形態を示す斜めノズルの側面図。
ｂ）は同じくａ）図のＡ−Ａ断面図。
ｃ）は同じくａ）図のＢ−Ｂ断面図。
【図２】同じくインナー巻線装置の一例を示す断面図。
【図３】同じくインナー巻線装置の一例を示す斜視図。
【図４】ａ）、ｂ）は同じくノズルの軌道と線材の状態を示す断面図。
ｃ）は同じく線材の最大張力発生時の線材の状態を示す断面図。
ｄ）は同じく斜めノズルで巻線したティースの断面図。
【図５】従来のノズル先端の形状を示す側面図
【図６】ａ）は従来のノズルの軌道と線材の状態を示す断面図。
ｂ）は従来のノズルで巻線したティースの断面図。
【符号の説明】
１　インナー巻線装置
２　線材
３　ノズル
４　ヘッド
５　ヘッド支持軸
６　トラバース軸
７　移動台
８　コア
８ａ　ティース
８ｂ　スロット
１０　コア・ノズル相対移動機構
１１　ステータ支持台
１２　架台
１３　割り出しモータ
２０　ヘッド支持軸回転機構
３０　ヘッド支持軸移動機構
４０　ノズル径方向移動機構
５０　トラバース軸回転機構
【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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