(57)【要約】【課題】オープンスロットの幅がワイヤの径より小さいステータコアのスロットに巻線する。【解決手段】コア保持枠１２にインデックス回転可能に装着されたコア１の両側に、ワイヤのテンション装置、グリッパ装置３０、ワイヤガイド装置４０及びワイヤ供給装置５０を配設し、ワイヤ供給装置５０のノズル５７から排出したワイヤをコア１の軸線Ｘ方向に平行に第１のスロットを挿通させ、グリッパ装置３０で把持すると共にワイヤを軸線Ｘ方向に引き出してテンション装置のローラに摺接する旋回部材を１８０度旋回させてワイヤを反対方向に折り返し、第２のスロットを挿通させて巻線する。【選択図】　　　　図１
2004088930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンスロットの幅が巻線しようとするワイヤの径より小さいステータコアのスロットに巻線するステータコアの巻線方法であって、
前記ステータコアの軸線方向に平行に前記スロットを挿通して前記ワイヤを巻線することを特徴とするステータコアの巻線方法。
【請求項２】
先位のスロットを挿通したワイヤを折り返した後、反対方向から後位のスロットを挿通して巻線することを特徴とする請求項１記載のステータコアの巻線方法。
【請求項３】
複数のスロットを１本のワイヤで巻線する場合、先位のスロットに巻く分だけのワイヤを引き出してから前記先位のスロットの巻線を行った後、そのワイヤを連続させたまま、後位のスロットに巻く分だけのワイヤを引き出してから前記後位のスロットの巻線を行うことを特徴とする請求項２記載のステータコアの巻線方法。
【請求項４】
オープンスロットの幅が巻線しようとするワイヤの径より小さいステータコアのスロットに巻線するステータコアの巻線装置であって、
前記ステータコアの軸線方向に平行に前記スロットを挿通して前記ワイヤを排出するワイヤ供給手段と、前期ワイヤを把持して前記ステータコアの軸線方向に給送可能なワイヤ把持給送手段と、前記ワイヤの巻き付け位置を規制するワイヤガイド手段と、前記スロットを挿通したワイヤに所要のテンションを付与して前記ワイヤ供給手段から引き出すワイヤ付勢手段と、引き出されたワイヤを反対方向に折り返すワイヤ反転手段と、前記ステータコアをインデックス回転させるインデックス手段とを有することを特徴とするステータコアの巻線装置。
【請求項５】
前記ワイヤ供給手段は、前記ワイヤの排出方向を設定する旋回可能なノズルを有することを特徴とする請求項４記載のステータコアの巻線装置。
【請求項６】
前記ワイヤ把持給送手段は、前記ステータコアの軸線方向に間隔を置いて配設され前記ステータコアに近接した前方グリッパと、前記ステータコアから離間した後方グリッパとを有し、前記後方グリッパは前記前方グリッパに接離可能であることを特徴とする請求項４記載のステータコアの巻線装置。
【請求項７】
前記後方グリッパは、旋回する偏心部材とそれが係合する凹溝とからなるクランク機構により前後に反復往復運動することを特徴とする請求項６記載のステータコアの巻線装置。
【請求項８】
前記前方グリッパ及び後方グリッパは、前記ステータコアの軸線方向に対して前期ステータコア側にテーパ状に拡開する一対のテーパガイドと、該テーパガイドにそれぞれ摺動自在に装着され、前後に摺動することにより前記ワイヤを把持または釈放可能な一対の可動グリッパとを有することを特徴とする請求項６記載のステータコアの巻線装置。
【請求項９】
前記ワイヤガイド手段は、前記ステータコアの軸線方向に直交して水平方向にそれぞれ移動可能な２組の内側ワイヤガイド及び外側ワイヤガイドと、前記内側ワイヤガイド及び外側ワイヤガイドをそれぞれ移動させるワイヤガイド駆動手段とを有し、任意の位置に移動させた前記内側ワイヤガイドに前記外側ワイヤガイドを当接させて前記内側，外側ワイヤガイド間に形成される間隙内に前記ワイヤを挿通させることにより、前記ワイヤの幅方向を規制し得るようにしたことを特徴とする請求項４記載のステータコアの巻線装置。
【請求項１０】
前記ワイヤ付勢手段は、前記ワイヤを巻き付けるローラと、該ローラを前記ワイヤの排出方向にトルク制御しながら引っ張る駆動手段とを有することを特徴とする請求項４記載のステータコアの巻線装置。
【請求項１１】
前記ワイヤ反転手段は、外周面に円周方向の溝を形成した回転自在なローラと、該ローラの溝に対向する溝を形成した内周面が上記ローラの外周面に摺接して旋回可能な旋回部材とを有し、該旋回部材が前記ローラに摺接しながら１８０度旋回することにより、前記ローラ及び前記旋回部材の溝を挿通して伸長した前記ワイヤが反対方向に折り返されるようにしたことを特徴とする請求項４記載のステータコアの巻線装置。
【請求項１２】
前記ローラは、円筒状のフランジの内周面をその軸線方向に出入可能であり、前記フランジの内周面に潜入することにより、前記ローラの外周面の溝内に半周巻き付けられた前記ワイヤが前記フランジの端面に当接して前記ローラから離脱するようにしたことを特徴とする請求項１１記載のステータコアの巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、家庭用電気製品や自動車等に使用されるブラシレスモータ用のステータコア、特にそのオープンスロットの幅が巻線するワイヤの径より小さいステータコアの巻線方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ブラシレスモータ（以下「モータ」と略称する）ではステータコア（以下「コア」と略称する）のスロット数が多いほど、回転中の磁気抵抗の変化による回転むら（コギング）が小さくなるが、生産コストが上昇するため好ましくない。したがって、通常はスロット数を所定の数に抑えオープンスロットの幅を可能な限り小さくすることによりコギングを小さくする方法がとられている。このように、オープンスロットの幅を次第に小さくして行ってその幅が巻線しようとするワイヤの径より小さくなると、ニードルやフライヤを用いたワイヤの直巻きが不可能になるため、従来はコアを複数部分に分割したりあるいは展開したりして巻線し、巻線終了後に一体化する方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のステータコアの巻線方法及びその装置にあっては、一体化したときの精度不良やコアの剛性劣化等によりモータのコギングが大きくなると共に、コア接合部の磁気損失によりモータの効率が低下するという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、巻線するワイヤの径より狭いオープンスロットを有するコアに分割や展開することなく一体のまま巻線することができるステータコアの巻線方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、オープンスロットの幅が巻線しようとするワイヤの径より小さいステータコアのスロットに巻線するステータコアの巻線方法であって、上記ステータコアの軸線方向に平行に上記スロットを挿通して上記ワイヤを巻線するステータコアの巻線方法を提供するものである。
そして、上記のステータコアの巻線方法において、先位のスロットを挿通したワイヤを折り返した後、反対方向から後位のスロットを挿通して巻線するのがよい。
また、複数のスロットを１本のワイヤで巻線する場合、先位のスロットに巻く分だけのワイヤを引き出してから上記先位のスロットの巻線を行った後、そのワイヤを連続させたまま、後位のスロットに巻く分だけのワイヤを引き出してから上記後位のスロットの巻線を行うことが好ましい。
【０００５】
オープンスロットの幅が巻線しようとするワイヤの径より小さいステータコアのスロットに巻線するステータコアの巻線装置であって、上記ステータコアの軸線方向に平行に上記スロットを挿通して上記ワイヤを排出するワイヤ供給手段と、上記ワイヤを把持して上記ステータコアの軸線方向に給送可能なワイヤ把持給送手段と、上記ワイヤの巻き付け位置を規制するワイヤガイド手段と、上記スロットを挿通したワイヤに所要のテンションを付与して上記ワイヤ供給手段から引き出すワイヤ付勢手段と、引き出されたワイヤを反対方向に折り返すワイヤ反転手段と、上記ステータコアをインデックス回転させるインデックス手段とを有するステータコアの巻線装置も提供する。
【０００６】
そして、上記のステータコアの巻線装置において、上記ワイヤ供給手段は、上記ワイヤの排出方向を設定する旋回可能なノズルを有するようにするのがよい。上記ワイヤ把持給送手段は、上記ステータコアの軸線方向に間隔を置いて配設され上記ステータコアに近接した前方グリッパと、上記ステータコアから離間した後方グリッパとを有し、上記後方グリッパは上記前方グリッパに接離可能であるようにし、上記後方グリッパは、旋回する偏心部材とそれが係合する凹溝とからなるクランク機構により前後に反復往復運動するのが好ましい。上記前方グリッパ及び後方グリッパは、上記ステータコアの軸線方向に対して上記ステータコア側にテーパ状に拡開する一対のテーパガイドと、これらのテーパガイドにそれぞれ摺動自在に装着され前後に摺動することにより上記ワイヤを把持又は釈放可能な一対の可動グリッパとを有するようにするのがよい。
【０００７】
また、上記ワイヤガイド手段は、上記ステータコアの軸線方向に直交して水平方向にそれぞれ移動可能な２組の内側ワイヤガイド及び外側ワイヤガイドと、上記内側ワイヤガイド及び外側ワイヤガイドをそれぞれ移動させるワイヤガイド駆動手段とを有し、任意の位置に移動させた上記内側ワイヤガイドに上記外側ワイヤガイドを当接させて上記内側，外側ワイヤガイド間に形成される間隙内に上記ワイヤを挿通させることにより、上記ワイヤの幅方向を規制し得るようにする。
上記ワイヤ付勢手段は、上記ワイヤを巻き付けるローラと、このローラを上記ワイヤの排出方向にトルク制御しながら引っ張る駆動手段とを有するようにする。
【０００８】
さらに、上記ワイヤ反転手段は、外周面に円周方向の溝を形成した回転自在なローラと、このローラの溝に対向する溝を形成した内周面が前記ローラの外周面に摺接して旋回可能な旋回部材とを有し、この旋回部材が上記ローラに摺接しながら１８０度旋回することにより、上記ローラ及び上記旋回部材の溝を挿通して伸長した上記ワイヤが反対方向に折り返されるようにするのが好ましい。
そして、上記ローラは、円筒状のフランジの内周面をその軸線方向に出入可能であり、上記フランジ内周面に潜入することにより、上記ローラの外周面の溝内に半周巻き付けられた上記ワイヤが上記フランジの端面に当接して上記ローラから離脱するようにすると好都合である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明の一実施形態の全体構成を示す正面図、図２はその平面図、図３はその右側面図である。
この発明によるステータコアの巻線装置は、図１〜図３に示すように、インデックス装置１０，テンション装置２０，グリッパ装置３０，ワイヤガイド装置４０，ワイヤ供給装置５０から構成されている。
【００１０】
このうち、インデックス装置１０を除いて他の装置は、コア１に関して左右対称に設けられているので、各部の説明はそのいずれか一方のみとし他方は省略するが、特に区別する必要がある場合には各装置の符号に左側はＬ、右側はＲを付加して示すものとする。なお、テンション装置２０，グリッパ装置３０，ワイヤガイド装置４０，ワイヤ供給装置５０の詳細はそれぞれ図４，図５，図６，図７に示してある。
【００１１】
まず、図１〜図３を参照してこの装置全体の概略構成を説明する。
インデックス手段を構成するインデックス装置１０は、図１及び図３に示すように、コア１を保持してサーボモータ１１によりインデックス回転可能なコア保持枠１２と、このコア保持枠１２をサーボモータ１３に回転駆動されるボールねじ１４（図１）により矢示Ｚ方向に移動可能に支持するインデックス基台１５とを有している。
【００１２】
ワイヤ付勢手段を構成するテンション装置２０は、図２に示すように、コア保持枠１２を挟んでコア１の両側にそれぞれ固定ベース２０ａ，２０ａが設けてあり、それぞれの固定ベース２０ａに送りねじ２１がコア１の軸線Ｘに平行に装着され、この送りねじ２１をサーボモータ２１ａにより回転駆動することにより、ボールねじ送り機構によりローラユニット２２を軸線Ｘ方向へ移動させることができる。ローラユニット２２には軸線Ｘを挟んで対称に一対のローラ基板２２ａ，２２ａを一体に設けてあり、各ローラ基板２２ａには、図４の（ａ），（ｂ）に示すように、ローラ２３とそれと同軸の受動ギヤ２４及び受動ギヤ２４に噛合する同径の駆動ギヤ２５がそれぞれ回転自在に装着されている。受動ギヤ２４には、内周面がローラ２３の外周面に摺接可能な旋回部材２６が固設され、ローラ２３及び旋回部材２６の摺接面にはそれぞれ相対向してワイヤ２が挿通可能な溝２３ａ，２６ａが形成されている。そして、上記サーボモータ２１ａとそれに回転駆動されるボールねじ送り機構とにより、ローラ２３をワイヤ２の排出方向にトルク制御しながら引っ張る駆動手段を構成している。
【００１３】
したがって、図４の（ａ）に示すように、ワイヤ２が溝２３ａ及び２６ａを挿通して右方に延出した仮想線で示す状態から、駆動ギヤ２５が図示しない駆動モータにより時計方向に１８０度回転すると、それに噛合する受動ギヤ２４が反時計方向に１８０度回転し、受動ギヤ２４と一体の旋回部材２６が仮想線で示す状態から実線で示す状態までローラ２３の回りを旋回する。これにより、ワイヤ２は仮想線で示す状態から実線で示す状態まで反対方向に折り返すワイヤ反転手段を構成している。この状態でサーボモータ２１ａ（図２）をトルク制御しながらローラ基板２２ａを図４の（ａ）で右方に移動させることによりワイヤ２に所要のテンションをかけることが可能になる。
さらに、受動ギヤ２４の内周部には、図４の（ｂ）に示すように、フランジ２７がローラ基板２２ａに一体に設けてあり、フランジ２７の内周面２７ａにローラ２３の外周面が摺動可能となっている。そのため、ローラ駆動用のシリンダ２８が作動してローラ２３をその軸線方向である矢示Ａ方向に移動させることにより、ワイヤ２をフランジ２７の端面で押圧してローラ２３から離脱させることが可能になる。
【００１４】
ワイヤ把持給送手段を構成するグリッパ装置３０は、図１及び図２に示すように、コア１を保持するコア保持枠１２の左右両側に設けてあり、それぞれコア１に近い側に前方グリッパ３１、コア１から遠い側に後方グリッパ３２が配設されて左右のグリッパユニット３０ａ，３０ａを構成している。各グリッパユニット３０ａはサーボモータ３３，３４により回転駆動されるボールねじ機構によりコア１の軸線Ｘ方向とそれに直交するＹ方向にそれぞれ移動可能である。
そして、図５にその一方（左側）のグリッパユニット３０ａの詳細を示すように、前方グリッパ３１はグリッパ基板３５に固設され、後方グリッパ３２はグリッパ基板３５と一体のガイドレール３５ａに案内されて前方グリッパ３１に接離する矢示Ｂ，Ｃ方向に往復移動可能である。その移動機構は、サーボモータ３６に駆動されて旋回する偏心部材３６ａと後方グリッパ３２の上部に設けた凹溝３２ａとによるクランク運動によるものである。
【００１５】
前方グリッパ３１及び後方グリッパ３２には、コア保持枠１２（図１）に保持されたコア１の側（図５では右側）にテーパ状に拡開した一対のテーパガイド３７，３７が２組と、このテーパガイド３７，３７にそれぞれ摺動可能な一対の楔状の可動グリッパ３８，３８の２組とが設けてある。可動グリッパ３８，３８は、各テーパガイド３７，３７に案内されて図５でほぼ左右方向に摺動可能なスライド部３８ａ，３８ａを一体とし、図示しないシリンダにより駆動されて左右に摺動することにより楔作用により開閉可能である。
このような構成で、ワイヤ２を一対の可動グリッパ３８，３８に挿入するには、図５で下方の可動グリッパ３８，３８が示すように、テーパガイド３７，３７上を右方へ摺動させて両者間にワイヤ２が挿通可能な間隙部３８ｂを形成して開放状態とする。この間隙部３８ｂにワイヤ２を挿通し終わった状態では、同図で上部の可動グリッパ３８，３８が示すように、テーパガイド３７，３７上を左方へ摺動させて閉鎖状態とする。
【００１６】
いま、図５の上部に示すように、ワイヤ２を挿通して可動グリッパ３８，３８が閉鎖している状態で、サーボモータ３６を回転させ、偏心部材３６ａと凹溝３２ａを介して後方グリッパ３２を矢示Ｂ方向に前進させると、一対の可動グリッパ３８，３８はワイヤ２との摩擦により相対的に矢示Ｃ方向に移動しようとし、楔作用が発生してワイヤ２を強固に把持する。一方、前方グリッパ３１は、ワイヤ２が後方グリッパ３２により前方に押されているため、ワイヤ２との摩擦力により可動グリッパ３８，３８は矢示Ｂ方向に移動しようとする力が生じて開放状態となる。これにより、ワイヤ２は後方グリッパ３２が前進した分だけ矢示Ｂ方向に送られる。次に後方グリッパ３２が矢示Ｃ方向に後退する場合は、その可動グリッパ３８，３８はワイヤ２との摩擦力により開放され、前方グリッパ３１の可動グリッパ３８，３８は、ワイヤ２との摩擦力による楔作用によりワイヤ２を強固に挟持する。これにより、後方グリッパ３２を後退させてもワイヤ２の位置は変わらない。したがって後方グリッパ３２の前進，後退を繰り返すことにより、別に可動グリッパ３８，３８を開閉方向に駆動することなく、ワイヤ２を前進方向へ高速で送ることができる。また、ワイヤ２にテンション装置２０により矢示Ｃ方向の付勢力が作用した場合でも、前方及び後方グリッパ３１，３２の可動グリッパ３８，３８に楔作用が発生してワイヤ２を滑ることなく強固に把持することができる。
【００１７】
次に、ワイヤガイド手段を構成するワイヤガイド装置４０は、図１に示すように、コア保持枠１２の左右両側にそれぞれ配設され、それぞれのワイヤガイドユニット４１（図６参照）がモータ４２に駆動されるレール上をコア１の軸線Ｘ方向に移動可能になっている。ワイヤガイドユニット４１は、図６の（ａ）にその詳細を示すように、ユニット基板４１ａに固定されたスライドレール４１ｂに、対になった内側ワイヤガイド４３ａと外側ワイヤガイド４３ｂがそれぞれ摺動自在に２組設けてあり、２個の内側ワイヤガイド４３ａ，４３ａ間には引張りばね４４を係着して互いに近接する方向に付勢している。ユニット基板４１ａにはまた、上端にテーパ面を有し、モータ４５ａに駆動されて上下動するカムプレート４５が設けてあり、上端のテーパ面は内側ワイヤガイド４３ａ，４３ａに回転自在に設けたガイドローラ４３ｃ，４３ｃに摺接している。そして、図示の状態からカムプレート４５を上昇させることにより内側ワイヤガイド４３ａ，４３ａを引張りばね４４の付勢力に抗して互いに離間する方向に駆動することができる。外側ワイヤガイド４３ｂ，４３ｂはそれぞれシリンダ４６，４６により駆動可能である。そして、カムプレート４５、これを駆動するモータ４５ａ及びシリンダ４６等によりワイヤガイド駆動手段を構成している。
【００１８】
なお、外側ワイヤガイド４３ｂを内側ワイヤガイド４３ａに当接させた状態では、図６の（ｂ）に示すように、１本のワイヤ２が挿通可能な間隙が形成されるようになっている。そして、同図に示すように、ワイヤ２を巻き付けようとするコア１の端面で、このコア１の軸線Ｘ方向にワイヤガイドユニット４１を駆動するモータ４２（図１）のトルクを制御して弱い力でこの内側ワイヤガイド４３ａ及び外側ワイヤガイド４３ｂが直前に巻いたワイヤ２ａに接触する状態まで押圧し、内側ワイヤガイド４３ａ及び外側ワイヤガイド４３ｂと上記の直前に巻いたワイヤ２ａとの間に間隙がない状態でさらにこれから巻線しようとするワイヤ２の幅方向の規制をすることにより、ワイヤ２をコア１の任意の位置に巻き付けることが可能になる。
【００１９】
さらに、ワイヤ供給手段を構成するワイヤ供給装置５０は、図１及び図３に示すサーボモータ５１（図１）及びサーボモータ５２により、コア１の軸線Ｘ方向及びそれに直交する上下Ｙ方向にそれぞれ移動可能である。図７はワイヤ供給装置５０の要部を一部断面で示す構成図であり、固定基板５３に固設された一対の軸受５３ａ，５３ａに回転自在に駆動軸５４，５４を装着し、それぞれ上部に固設したロータリアクチュエータ５５，５５により駆動軸５４，５４を所定角度回転駆動し得るようにする。各駆動軸５４の下端部にノズル保持部５６を一体的に固定し、ノズル保持部５６の下部にノズル５７を突設し、ワイヤ供給管５８から供給されるワイヤ２がノズル保持部５６内のワイヤ通路を通ってノズル５７から水平方向に排出し得るようにする。
【００２０】
次に、以上のような構成からなるステータコア巻線装置を用いてコア１の２スロットを１本のワイヤ２で巻線する場合の巻線工程を図８〜図３０を参照して順次説明する。なお、これらの作動説明図は各作動部材の作用を模式的に示すものであり、例えば図９〜図１７に示すワイヤのスロットへの挿通位置も視覚的に分かりやすいように、図１８に示す実際の挿通位置とは異ならせてある。
図８は実際の巻き始めの第１工程を示すものであり、コア１の右側面側にワイヤ供給装置５０（図７）のノズル保持部５６を移動させ、ノズル５７をコア１の巻線しようとするスロットに対向させるとともに右ワイヤガイドユニット４１Ｒをワイヤ２の挿入位置から退避させる。
【００２１】
この状態から、図９に示す第２工程では、ノズル５７から排出したワイヤ２をコア１の所定のスロットの右方から左方に挿通して左ローラ２３Ｌまで給送し、左ローラ２３Ｌの外周面と旋回部材２６の内周面とに設けた溝２３ａ，２６ａ（図４）を挿通して左方に所定長伸長させる。
図１０に示す第３工程では、左旋回部材２６Ｌを左ローラ２３Ｌの周りに１８０度旋回させてワイヤ２を反対方向に折り返す。
図１１に示す第４工程では、折り返したワイヤ２を左グリッパ装置３０Ｌで把持する。
図１２に示す第５工程では、左ローラ２３Ｌを左方向に移動させてノズル５７から１スロット目に巻く分のワイヤ２を引き出す。
【００２２】
図１３に示す第６工程では、巻線に支障とならないようにワイヤ供給用のノズル保持部５６を矢示方向に旋回させて左上方に退避させ、右ローラ２３Ｒを右グリッパ装置３０Ｒと共に左行させてコア１に近接させ、右ワイヤガイドユニット４１Ｒを上昇させてコア１の右側面に対向させる。
図１４に示す第７工程では、左グリッパ装置３０Ｌの後方グリッパ３２Ｌを矢示方向に反復往復移動させてワイヤ２をコア１の巻線しようとするスロットの左から右に挿通させ、右ローラ２３Ｒと右旋回部材２６Ｒとの溝を挿通して右方に伸長させる。
図１５に示す第８工程では、右旋回部材２６Ｒを右ローラ２３Ｒの周りに１８０度反時計方向に旋回させてワイヤ２を反対方向に折り返す。
図１６に示す第９工程では、前工程で折り返されたワイヤ２の先端を右グリッパ装置３０Ｒで把持する。
【００２３】
図１７に示す第１０工程では、左右ローラ２３Ｌ，２３Ｒを同期して右方に移動させ、ワイヤ２を右側に巻き上げる。
図１８に示す第１１工程では、図１７に示した左ローラ２３Ｌからワイヤ２を離脱させ、（ｂ）図に示すように、左ワイヤガイドユニット４１Ｌにより所要の位置にワイヤ２が巻き付くように規制しながら、（ａ）図に示すように、右ローラ２３Ｒでテンションをかけて最後まで巻き上げ半ターンの巻線を終了させる。
図１９に示す第１２工程では、上記と同様に右グリッパ装置３０Ｒの後方グリッパ３２Ｒを矢示方向に往復させてワイヤ２を右から左へ給送して巻線し１ターンの巻線を終了させる。
これをターン数の分だけ繰り返すことにより、コア１に高整列度の巻線を行うことが可能になる。
【００２４】
所定のターン数の巻線が終了すると次の工程でリード線の処理を行う。
図２０に示す第１３工程では、コア１を所定量上昇させて右グリッパ装置３０Ｒの後方グリッパ３２Ｒを往復させ、ワイヤ２をコア１の内径部を挿通させ、左ローラ２３Ｌと左旋回部材２６Ｌの溝を通過させて左方に伸長させる。
図２１に示す第１４工程では、コア１を所定量下降させて通常位置に復帰させ、左旋回部材２６Ｌを左ローラ２３Ｌの回りに１８０度旋回させてワイヤ２を反対方向に折り返した後、通常巻線の場合と同様に、ワイヤ２の先端を左グリッパ装置３０Ｌで把持する。さらに、ワイヤ２を右ローラ２３Ｒ及び右グリッパ装置３０Ｒから離脱させ、右ワイヤガイドユニット４１Ｒにより所定の位置にワイヤ２が巻き付くように規制しながら左ローラ２３Ｌを左行させてリード線２ｂを巻き上げる。
図２２に示す第１５工程では、巻き上げたリード線２ｂを別途に設けたカッタ６０によりコア１の至近位置でカットし、余剰のワイヤを取り出してリード線２ｂの処理を終了する。
【００２５】
図２３に示す第１６工程では、渡り線２ｃの処理を行う。（ｂ）図の右側面を示す（ａ）図から分かるように、コア１を所定角度反時計方向に回動してインデックス装置１０（図３）に突設したフック１６，１６にノズル５７，５７から供給される渡り線２ｃ，２ｃを係着する。
図２４に示す第１７工程では、渡り線２ｃをフック１６（図２３）に係着したまま、ノズル５７，右ローラ２３Ｒ，右ワイヤガイドユニット４１Ｒ，右グリッパ装置３０Ｒをそれぞれ矢示の方向に移動させる。
図２５に示す第１８工程では、ノズル５７を上昇させた後コア１に近付け、右ローラ２３Ｒを僅かに右行させて渡り線２ｃを右ローラ２３Ｒに半周分巻き付ける。
図２６に示す第１９工程では、ノズル５７を右方に旋回させる。
図２７に示す第２０工程では、右ローラ２３Ｒを右行させて２スロット目に巻線する分のワイヤ２を引き出す。
図２８に示す第２１工程では、ノズル５７から引き出したワイヤ２を右グリッパ装置３０Ｒで把持する。
図２９に示す第２２工程では、カッタ６０によりノズル５７から引き出されたワイヤ２をカットする。
図３０に示す第２３工程では、巻線の支障にならないようにノズル保持部５６を１８０度回転させながら矢示の左上方に退避させ、右グリッパ装置３０Ｒの後方グリッパ３２Ｒを矢示方向に反復往復させてワイヤ２をコア１の所要のスロット内を右から左へ挿通させ、左ローラ２３Ｌと左旋回部材２６Ｌの溝を通過させて左方に伸長させる。その後は前述した巻線方法と同様にして２スロット目の巻線を開始する。
以上は２箇所のスロットを同時に巻線する場合について説明したが、ノズル及びグリッパの数を増やすことにより３箇所以上のスロットを同時に巻線することも可能である。
【００２６】
このように、ワイヤをコアの軸線方向に平行に直接スロットに挿通させることにより、オープンスロットの幅がワイヤの径より小さいコア、あるいはオープンスロットを有しないコアに対しても、分割や展開することなく一体のまま巻線することが可能になる。これにより、モータ効率が高くコギングの少ない高性能なモータを容易に生産することができる。
また、先位のスロットの巻線を行った後に、ワイヤをつないだまま後位のスロットの巻線を行うことにより、複数のコイル間の渡り線を切断することなく巻線が可能になり、後工程でのリード線結線の簡略化が可能になる。このとき、先位のスロットに巻く分だけのワイヤを引き出してから先位のスロットの巻線を行い、次に後位のスロットに巻く分だけのワイヤを引き出してから後位のスロットの巻線を行うようにすることにより、複数スロット分のワイヤを一度に引き出す必要がなくなり、ワイヤを引き出すレールの長さを半減させることができ、巻線装置の小型化及び高速化が可能になる。
【００２７】
さらに、一般に巻線するワイヤにはほぼ３０ｋｇｆのテンションがかけられており、これを摩擦により保持するためには、摩擦係数を例えば０．１とすると、３００ｋｇｆ以上の把持力が要求される。このような把持力を出力し得る巨大なアクチュエータをグリッパ装置に取り付けたと仮定すると、通常ワイヤを１回送るたびに４回行っていたアクチュエータの開閉作業が重くて高速で動かせなくなる。
この点において、上述のグリッパ装置は、テーパガイドによる楔作用を利用したワイヤの送り機構を用いることにより、ほぼ３０ｋｇｆのテンションをかけたワイヤでも滑ることなく確実に把持することができる。そのため、巨大なアクチュエータとその開閉作動が不要になり、きわめて簡単な構成によってワイヤを高速で給送することが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
以上述べたように、この発明によるステータコアの巻線方法及びその装置によれば、以下に記載する効果を奏する。
請求項１記載のステータコアの巻線方法によれば、オープンスロットの幅が巻線しようとするワイヤの径より小さいステータコアであっても、ステータコアを分割や展開することなく一体のまま巻線することが可能になり、モータ効率の向上とコギングの低減が可能になる。
請求項２記載のステータコアの巻線方法によれば、簡単な方法でワイヤを正逆両方向から所要のスロットに挿通させることができる。
請求項３記載のステータコアの巻線方法によれば、狹少なスペースでの巻線が可能になると共に、後工程でのリード線の結線を簡略化することができる。
【００２９】
請求項４記載のステータコアの巻線装置によれば、オープンスロットの幅が巻線しようとするワイヤの径より小さいステータコアであっても、簡単な構成で容易に高性能のモータを生産することができる。
請求項５記載のステータコアの巻線装置によれば、スーテタコアの軸線方向に正逆両方向からスロットにワイヤを容易に挿通させることが可能になる。
請求項６記載のステータコアの巻線装置によれば、後方グリッパにより把持したワイヤを開放状態に保たれた前方グリッパを通してステータコアのスロットに挿入することができる。
請求項７記載のステータコアの巻線装置によれば、簡単なクランク機構で後方グリッパを高速で往復運動をさせることができる。
請求項８記載のステータコアの巻線装置によれば、一対の可動グリッパがワイヤとの摩擦により前後してワイヤを把持又は釈放し得るようにしたので、上記可動グリッパを開閉するアクチュエータが不要になり、ワイヤ把持給送手段の小型・軽量化とワイヤ送りの高速化が可能になる。
【００３０】
請求項９記載のステータコアの巻線装置によれば、内側ワイヤガイドと外側ワイヤガイドとをセンタコアの軸線に直交して水平方向に移動させることにより、上記両ワイヤガイド間を挿通するワイヤの幅方向の位置規制を行って上記ステータコアの任意の位置にワイヤを巻き付けることができ整列巻きが可能になる。
請求項１０記載のステータコアの巻線装置によれば、ワイヤを巻き付けるローラと、このローラを上記ワイヤの引き出し方向に引っ張る駆動手段とを有するようにしたので、簡単な構成でワイヤに任意のテンションを付与することができる。
請求項１１記載のステータコアの巻線装置によれば、旋回部材をローラの回りに１８０度旋回させるだけでワイヤを反対方向に容易に折り返すことが可能になる。
請求項１２記載のステータコアの巻線装置によれば、ワイヤを半周巻き付けたローラをその軸線方向に移動させるだけで上記ワイヤを上記ローラから容易に離脱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の全体構成を示す正面図である。
【図２】同じくその平面図である。
【図３】同じくその右側面図である。
【図４】同じくそのテンション装置を示す構成図である。
【図５】同じくそのグリッパ装置の一部を断面で示す構成図である。
【図６】同じくそのワイヤガイド装置を示す構成図である。
【図７】同じくそのワイヤ供給装置の一部を断面で示す構成図である。
【図８】同じくその巻線作業の第１工程の作動説明図である。
【図９】同じくその第２工程の作動説明図である。
【図１０】同じくその第３工程の作動説明図である。
【図１１】同じくその第４工程の作動説明図である。
【図１２】同じくその第５工程の作動説明図である。
【図１３】同じくその第６工程の作動説明図である。
【図１４】同じくその第７工程の作動説明図である。
【図１５】同じくその第８工程の作動説明図である。
【図１６】同じくその第９工程の作動説明図である。
【図１７】同じくその第１０工程の作動説明図である。
【図１８】同じくその第１１工程の作動説明図である。
【図１９】同じくその第１２工程の作動説明図である。
【図２０】同じくその第１３工程の作動説明図である。
【図２１】同じくその第１４工程の作動説明図である。
【図２２】同じくその第１５工程の作動説明図である。
【図２３】同じくその第１６工程の作動説明図である。
【図２４】同じくその第１７工程の作動説明図である。
【図２５】同じくその第１８工程の作動説明図である。
【図２６】同じくその第１９工程の作動説明図である。
【図２７】同じくその第２０工程の作動説明図である。
【図２８】同じくその第２１工程の作動説明図である。
【図２９】同じくその第２２工程の作動説明図である。
【図３０】同じくその第２３工程の作動説明図である。
【符号の説明】
１：ステータコア　　　　　２：ワイヤ
１０：インデックス装置　　２０：テンション装置
２３：ローラ　　　　　　　２６：旋回部材
３０：グリッパ装置　　　　３１：前方グリッパ
３２：後方グリッパ　　　　３７：テーパガイド
３８：可動グリッパ　　　　４０：ワイヤガイド装置
４３ａ：内側ワイヤガイド　４３ｂ：外側ワイヤガイド
５０：ワイヤ供給装置　　　５７：ノズル
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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