(57)【要約】【課題】高占積化が可能な回転電機の電機子製造方法を提供すること。【解決手段】モータの電機子１５は、巻線１４をノズル３２によってコア１２のティース１３に巻回させることによって製造される。このとき、固定フォーマ４１は、巻線１４をスロット１３ａ内におけるコア１２の外径側に案内する。また、可動フォーマ４２は、巻線１４をスロット１３ａ内における回転軸２９側に案内する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルによって巻線をコアのティースに巻回させる巻線工程を備え、
前記巻線工程は、前記コアに当接する固定フォーマによって前記巻線を前記コアのスロット内における前記コアの外径側に案内する工程及び前記コアの回転軸側に移動する可動フォーマによって前記巻線を前記スロット内における前記回転軸側に案内する工程のうち少なくとも一方の工程を備えることを特徴とする回転電機の電機子製造方法。
【請求項２】
前記固定フォーマ及び前記可動フォーマを前記電機子から離間させて、前記巻線を前記コアが備える整流子の結線爪に係止させる工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子製造方法。
【請求項３】
前記巻線を前記結線爪に係止させる工程において、
前記ノズルを、停止手段によって前記結線爪に係止させるための所定位置に停止させることを特徴とする請求項２に記載の回転電機の電機子製造方法。
【請求項４】
電機子のコアに巻線を巻回する巻線巻回装置であって、
前記コアに対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられ、前記コアのティースに巻線を巻回させるノズルが支持された旋回部と、
前記コアに当接され前記巻線を前記コアのスロットに案内する固定フォーマと、
前記ノズルの前記巻線の導出側端部が前記ティースの傘部先端よりも前記コアの径方向外側を旋回するように前記旋回部を配置する制御部とを備えることを特徴とする巻線巻回装置。
【請求項５】
前記コアの回転軸側に移動することにより前記巻線を前記スロット内における前記回転軸側に案内する可動フォーマを備えることを特徴とする請求項４に記載の巻線巻回装置。
【請求項６】
前記コアに対して前記ノズルを同コアが備える整流子の結線爪に係止させるための所定位置に停止させる停止手段を備えたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の巻線巻回装置。
【請求項７】
前記停止手段は、
前記固定フォーマを前記接離方向に移動可能に支持する支持軸に取着され、前記所定位置に対応して切り欠き部が形成された板部材と、
前記旋回部に設けられ前記切り欠き部に挿通されて前記板部材と回動方向に係合するピンとから構成されたことを特徴とする請求項６に記載の巻線巻回装置。
【請求項８】
前記固定フォーマまたは前記可動フォーマは相対回動不能に設けられ、前記固定フォーマは前記可動フォーマに対して前記コアの回転軸側に向かって付勢され、同可動フォーマは前記旋回部とともに前記接離方向に沿って移動することを特徴とする請求項４〜請求項７のうちいずれか一項に記載の巻線巻回装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線巻回装置及び回転電機の電機子製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばモータのコア等に巻線を巻回する巻線巻回装置として、例えば図１０に示されるようなものが提案されている（特許文献１参照）。図１０に示す巻線巻回装置７１において、図示しない巻線供給部から引き出された巻線７２は、３つのノズル７３を介してモータのコア７４側に送出される。そして、各ノズル７３を回転させることにより、コア７４に形成された３つのティース７４ａに巻線７２が同時に巻回される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６４５３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各ノズル７３はコア７４の径方向に移動するようになっている。しかし、コア７４に形成されたスロット７５内に案内される巻線７２がコア７４のティース７４ａに干渉するのを防止する必要があるため、図１０に示す範囲Ａ１内でしか各ノズル７３を移動させることができない。その結果、図１１に示す領域Ｂ１，Ｃ１の範囲には、巻線７２をなだれ込ませて巻回させるしかないため、モータの高占積化が困難であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、高占積化が可能な回転電機の電機子製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ノズルによって巻線をコアのティースに巻回させる巻線工程を備え、前記巻線工程は、前記コアに当接する固定フォーマによって前記巻線を前記コアのスロット内における前記コアの外径側に案内する工程及び前記コアの回転軸側に移動する可動フォーマによって前記巻線を前記スロット内における前記回転軸側に案内する工程のうち少なくとも一方の工程を備えることを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記固定フォーマ及び前記可動フォーマを前記電機子から離間させて、前記巻線を前記コアが備える整流子の結線爪に係止させる工程を備えることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記巻線を前記結線爪に係止させる工程において、前記ノズルを、停止手段によって前記結線爪に係止させるための所定位置に停止させることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、電機子のコアに巻線を巻回する巻線巻回装置であって、前記コアに対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられ、前記コアのティースに巻線を巻回させるノズルが支持された旋回部と、前記コアに当接され前記巻線を前記コアのスロットに案内する固定フォーマと、前記ノズルの前記巻線の導出側端部が前記ティースの傘部先端よりも前記コアの径方向外側を旋回するように前記旋回部を配置する制御部とを備えることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記コアの回転軸側に移動することにより前記巻線を前記スロット内における前記回転軸側に案内する可動フォーマを備えることを要旨とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載の発明において、前記コアに対して前記ノズルを同コアが備える整流子の結線爪に係止させるための所定位置に停止させる停止手段を備えたことを要旨とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記停止手段は、前記固定フォーマを前記接離方向に移動可能に支持する支持軸に取着され、前記所定位置に対応して切り欠き部が形成された板部材と、前記旋回部に設けられ前記切り欠き部に挿通されて前記板部材と回動方向に係合するピンとから構成されたことを要旨とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明では、請求項４〜請求項７のうちいずれか一項において、前記固定フォーマまたは前記可動フォーマは相対回動不能に設けられ、前記固定フォーマは前記可動フォーマに対して前記コアの回転軸側に向かって付勢され、同可動フォーマは前記旋回部とともに前記接離方向に沿って移動することを要旨とする。
（作用）
請求項１、請求項４及び請求項５に記載の発明においては、可動フォーマによって巻線がスロット内における回転軸側に案内されるため、スロット内における回転軸近傍の領域に巻線を巻回させることができる。また、固定フォーマによって巻線がスロット内におけるコアの外径側に案内されるため、スロット内におけるコアの外径側の領域に巻線を巻回させることができる。よって、電機子の高占積化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明においては、固定フォーマ及び可動フォーマが電機子から離間された状態で、巻線が結線爪に係止される。そのため、巻線が固定フォーマ及び可動フォーマに干渉してしまうことにより、巻線を結線爪に係止させる作業に支障を来してしまうのが防止される。よって、電機子の生産効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項３、請求項６、請求項７及び請求項８に記載の発明においては、停止手段により、ノズルが固定フォーマ及び可動フォーマに対して常に所定の位置で保持される。従って、巻線巻回装置により、ノズルの先端部分が常に結線爪の近傍に移動するように設定できる。ゆえに、電機子の生産効率をより一層向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、巻線巻回装置１１は、コア１２に形成された３つのティース１３に巻線１４を巻回することにより、回転電機としてのモータの電機子１５を製造するためのものである。各ティース１３は、断面矩形状をなす鉄材等の磁性材料によって形成されており、巻線１４が巻回される巻芯の役割を果たしている。また、各ティース１３間にはスロット１３ａが設けられている。
【００１７】
電機子１５を構成する整流子（コンミテータ）１６には、各ティース１３に対応する結線爪１２ａが形成されている。各結線爪１２ａには各ティース１３に巻回された巻線１４が係止される。なお、ここでいう電機子１５は、各ティース１３に対してコイルが形成される前の状態にあるものを含む。
【００１８】
巻線巻回装置１１は、巻線パック１７、張力制御装置１８及び巻線機としての第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を備えている。巻線パック１７から引き出された巻線１４は、張力制御装置１８及び第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を介してコア１２側に送出されるようになっている。
【００１９】
張力制御装置１８は、巻線１４に発生する張力の変動に追従させて、巻線１４の張力を一定に保持するためのものである。張力制御装置１８は制御プーリ２２を備えている。制御プーリ２２は、後記するサーボモータ３６によって駆動されるようになっている。張力制御装置１８には、複数のガイドプーリ２３が回転可能に取り付けられている。各ガイドプーリ２３は、前記巻線パック１７から引き出されてきた巻線１４を、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１のいずれか一つを介してコア１２に送出するためのものである。また、各ガイドプーリ２３は、後記する張力センサ３５によって検出される張力を安定して確保するためのものである。これらガイドプーリ２３は、巻線１４の絡みを防止するようになっている。
【００２０】
第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、巻線１４の送出方向において張力制御装置１８の下流側に配置されている。巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を通過してコア１２側に送出されるようになっている。第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、後記する駆動装置３８に設けられた図示しないノズル駆動用モータによって回転することにより、巻線１４を前記各ティース１３に対してそれぞれ同時に巻回させるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、巻線巻回装置１１は、コレクトチャック２４、溶接トーチ２６、電極２７、クランプカッタ２８及び第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を備えている。
【００２２】
コレクトチャック２４には、前記電機子１５の回転軸２９を保持可能な軸保持部３０が設けられている。軸保持部３０は、回転軸回転用アクチュエータとしての電機子回転用モータ３７によって回転するようになっている。よって、電機子１５は回転軸２９を中心として回転可能となる。
【００２３】
溶接トーチ２６及び電極２７は、図示しない基台に配置され、軸線Ｌ１の斜め上方に設けられている。溶接トーチ２６及び電極２７は、それぞれ軸線Ｌ１と直交する軸線Ｌ３に沿って棒状に形成され、同軸線Ｌ３方向に移動可能となっている。電極２７の先端部には凸部２７ａが形成されている。これら溶接トーチ２６及び電極２７は、溶接トーチ２６の先端と凸部２７ａとが互いに近接した状態でプラズマアークを発生可能となっている。
【００２４】
前記クランプカッタ２８は、図示しない基台において軸線Ｌ１上に配置され、同軸線Ｌ１方向に移動可能となっている。クランプカッタ２８は軸線Ｌ１を中心として回転可能となっている。
【００２５】
前記第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、図示しない基台に、軸線Ｌ１を中心として１２０°間隔に設けられている。第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、それぞれ軸線Ｌ１方向に移動可能となっている。第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、それぞれ軸線Ｌ１と直交する軸線Ｌ２方向（図１において矢印Ｆ１方向）に移動可能となっている。
【００２６】
第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、それぞれノズルホルダ３１及びノズル３２を備えている。ノズルホルダ３１は、軸線Ｌ２を中心として回転可能になっている。ノズル３２は軸線Ｌ２に対して偏心して配置されている。このノズル３２は、先端が開口されており、その開口から前記巻線１４が導出されるようになっている。
【００２７】
図３に示すように、巻線巻回装置１１は制御部３３を備えている。制御部３３は、巻線巻回装置１１の各種制御を行うためのマイクロコンピュータ（マイコン）である。制御部３３は、ノズル３２の巻線１４の導出側端部が前記ティース１３の傘部１３ｂ両端よりも前記コア１２の径方向外側を旋回するように、後記する旋回部４０を配置させる。制御部３３は、速度センサ３４、張力センサ３５、張力制御用サーボモータ（サーボモータ）３６、前記電機子回転用モータ３７、駆動装置３８及びアクチュエータ３９に電気的に接続されている。アクチュエータ３９は、ノズル３２をコア１２に対して接離する方向に移動させるためのものである。
【００２８】
速度センサ３４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１の回転速度を検出して速度データを含む速度検出信号を生成し、その速度検出信号を制御部３３に出力するようになっている。張力センサ３５は、巻線１４に発生する張力を検出して張力データを含む張力検出信号を生成し、その張力検出信号を制御部３３に出力するようになっている。
【００２９】
制御部３３は、速度センサ３４からの速度検出信号及び張力センサ３５からの張力検出信号に基づいて、サーボモータ３６の回転を制御するようになっている。制御部３３は、サーボモータ３６を駆動させて、巻線１４が送出される送出方向（図１に示す矢印Ｆ１方向）に前記制御プーリ２２を回転（正転）させることにより、巻線１４に発生する張力を弱くするようになっている。また、制御部３３は、サーボモータ３６を駆動させて、巻線１４が引き込まれる引込方向（図１に示す矢印Ｆ２方向）に制御プーリ２２を回転（逆転）させることにより、巻線１４に発生する張力を強くするようになっている。
【００３０】
制御プーリ２２の回転数は、実際の巻線１４の送出速度に必要な制御プーリ２２の回転数よりも若干低く設定されている。そのため、巻線１４と制御プーリ２２との間には、巻線１４が引き込まれる引込方向に摩擦力が作用する。ゆえに、巻線１４は、前記ノズル３２及び制御プーリ２２によって互いに反対方向に引っ張られることにより、張力を発生するようになっている。
【００３１】
図４に示すように、前記第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を構成する前記ノズルホルダ３１は、旋回部４０、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２を備えている。なお、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は互いに同一の構成をなしているため、ここでは第１ノズルユニット１９の構成についてのみ説明し、第２及び第３ノズルユニット２０，２１の構成についてはその説明を省略する。
【００３２】
旋回部４０は、外筒４０ａ及び前記ノズル３２を備えている。外筒４０ａは、前記コア１２に対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられている。外筒４０ａは、先端部において前記ノズル３２を支持して回動するようになっている。ノズル３２は、コア１２側に延びており、先端に行くに従って軸線Ｌ２側に傾斜している。ノズル３２は、前記巻線パック１７、前記張力制御装置１８、ノズルホルダ３１内に設けられた巻線導出口４３及びノズルホルダ３１内に設けられたガイドプーリ４４の順に送出されてきた巻線１４を、コア１２側に送出するためのものである。ノズル３２は、一回の巻線工程において、一つの前記ティース１３のみに巻線１４を巻回させるように設定されている。
【００３３】
図５に示すように、外筒４０ａの基端部外周面にはベアリング４５が取り付けられている。外筒４０ａは、ベアリング４５を介して支持板４６の一端に取り付けられており、支持板４６に対して回転可能となっている。支持板４６の他端部には、前記第１ノズルユニット１９の本体部４７側に延びるガイドバー４８がネジ止めされている。ガイドバー４８は、筒状をなすガイド部４９内を挿通可能になっている。ガイド部４９は、本体部４７の外周面に突設された保持板５０の先端部分を挿通している。
【００３４】
また、保持板５０の基端側には前記アクチュエータ３９が設置されている。アクチュエータ３９の本体部３９ａには、保持板５０を挿通して支持板４６側に延びるピストン３９ｂが設けられている。ピストン３９ｂは、先端部において支持板４６にネジ止めされている。ピストン３９ｂは本体部３９ａに対して出没可能に設けられている。よって、外筒４０ａは、アクチュエータ３９のピストン３９ｂが出没することにより、軸線Ｌ２方向に移動可能となる。
【００３５】
前記第１ノズルユニット１９の前記本体部４７には、軸線Ｌ２に沿って延びる回転軸５１が設けられている。回転軸５１には、回転板５２を介してボディ５３が固定されている。ボディ５３の先端部５４には凹部５５が形成されており、同凹部５５内にはボディ５６の基端部５７が嵌合されている。それにより、ボディ５３，５６が互いに固定される。
【００３６】
ボディ５３の先端部５４には、略円筒状をなすピン５８が取り付けられている。ピン５８の基端部はボディ５３の先端部５４に埋設されており、ピン５８の先端部は前記外筒４０ａ側に突出されている。図４に示すように、ピン５８の先端部は、外筒４０ａに形成された長孔５９内に挿入されている。長孔５９は第１ノズルユニット１９の軸線Ｌ２に沿って延びている。よって、外筒４０ａが図５に示すボディ５３，５６に対して軸方向に移動可能となる。また、外筒４０ａがボディ５３，５６に対して相対的に回転するのが規制される。
【００３７】
ボディ５６の先端側にはフォーマ用凹部６０が形成され、同フォーマ用凹部６０の内側面にはスラストベアリング６１が取り付けられている。スラストベアリング６１には、フォーマ用凹部６０内に挿入可能な前記可動フォーマ４２が取り付けられている。よって、可動フォーマ４２は、ボディ５３，５６及び回転軸５１に対して相対回転可能になっている。可動フォーマ４２は断面略コ字状に形成されている。図４に示すように、可動フォーマ４２は、中央部分においてコア１２側に突出されている。可動フォーマ４２の先端部は両側部において略円弧状をなしている。そのため、巻線１４が可動フォーマ４２によって傷付けられてしまうのを防止できる。
【００３８】
可動フォーマ４２は、第１ノズルユニット１９が前記コア１２の回転軸２９側に移動するのに伴い、回転軸２９側に移動するようになっている。可動フォーマ４２が最も回転軸２９に接近したとき、可動フォーマ４２の先端縁は前記固定フォーマ４１の先端よりも突出するようになっている。つまり、可動フォーマ４２の先端縁は、前記ノズル３２から前記スロット１３ａ内に送出される巻線１４を、軸線Ｌ２方向においてコア１２の回転軸２９側に案内するようになっている。それにより、スロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域（図１１に示す領域Ｂ１）に巻線１４を巻回させることができる。
【００３９】
前記固定フォーマ４１は、可動フォーマ４２に形成された固定フォーマ収容部６２内に収容されている。可動フォーマ４２は、固定フォーマ４１に形成された溝部４１ａ内を移動可能に配置されている。固定フォーマ４１と可動フォーマ４２との間には、４つのスプリング６３が配置されている。各スプリング６３は、軸線Ｌ２と平行に配置されており、両端部分が固定フォーマ収容部６２の内側面及び固定フォーマ４１の基端面に当接している。各スプリング６３は、軸線Ｌ２を介して互いに反対側に配置されている。各スプリング６３は、固定フォーマ４１と可動フォーマ４２とを互いに離間させる方向に付勢するようになっている。つまり、可動フォーマ４２は、各スプリング６３によってスラストベアリング６１側、即ちボディ５６側に押し当てられている。固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２は互いに回動不能に設けられている。
【００４０】
固定フォーマ４１の中央部分には、同固定フォーマ４１を前記コア１２に対する接離方向に移動可能に支持する支持軸としてのピン６４がネジ止めされている。ピン６４は、前記第１ノズルユニット１９の前記本体部４７側に向かって突出されており、軸線Ｌ２方向に延びている。ピン６４は、ボディ５６の中央部分に形成された挿通孔６５を挿通しており、同挿通孔６５の内側面に設けられたベアリング６６を介してボディ５６に保持されている。このベアリング６６により、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２は、軸線Ｌ２方向に移動可能になるだけでなく、ボディ５３，５６に対して相対的に回転可能となる。
【００４１】
ピン６４の先端側には円板状をなす板部材としてのフランジ部６７が形成され、同フランジ部６７の外周部には切り欠き部としての係合溝６７ａが切欠形成されている。ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２が前記各スプリング６３に付勢されて軸線Ｌ２方向にコア１２側に移動したとき、係合溝６７ａ内には、ボディ５６の前記基端部５７に一体的に取り付けられたピン６８が嵌合するようになっている。その結果、ボディ５３，５６及び前記回転軸５１が、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して相対的に回転するのが防止される。また、前記ノズルホルダ３１の回転方向において、ボディ５３，５６及び回転軸５１，即ちノズル３２が、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して常に一定の相対角度で保持される。
【００４２】
図４に示すように、固定フォーマ４１は可動フォーマ４２の中央部分から両側に延出されている。固定フォーマ４１の先端側には、ティース１３の傘部１３ｂに当接する傘部当接部４１ｂが形成されている。傘部当接部４１ｂは、略円弧状をなしており、中央部分に行くに従って前記第１ノズルユニット１９の前記本体部４７側に湾曲している。傘部当接部４１ｂの曲率は傘部１３ｂの先端縁の曲率と同一に設定されている。よって、図５に示すように、固定フォーマ４１は、各スプリング６３に付勢されて前記コア１２に当接するため、傘部１３ｂに密着する。また、傘部当接部４１ｂは傘部１３ｂよりも幅広となっている。ゆえに、前記ノズル３２から前記コア１２側に送出される巻線１４が、傘部１３ｂに干渉してしまうのを防止できる。また、図５に示すように、傘部当接部４１ｂは両側部において略円弧状をなしている。そのため、巻線１４が固定フォーマ４１によって傷付けられてしまうのを防止できる。
【００４３】
図４に示すように、固定フォーマ４１の両側部外側には、第１テーパ部４１ｃと、同第１テーパ部４１ｃよりも先端側に位置する第２テーパ部４１ｄとが形成されている。両第１テーパ部４１ｃ及び両第２テーパ部４１ｄは、固定フォーマ４１の先端側に行くに従って互いに接近するようになっている。つまり、両第１テーパ部４１ｃ及び両第２テーパ部４１ｄは、軸線Ｌ２側に傾斜している。軸線Ｌ２に対する第２テーパ部４１ｄの傾斜角度は、軸線Ｌ２に対する第１テーパ部４１ｃの傾斜角度よりも大きくなっている。
【００４４】
第１テーパ部４１ｃは、ノズル３２から前記スロット１３ａ内に送出される巻線１４を、軸線Ｌ２方向においてコア１２の前記回転軸２９側に案内するようになっている。第２テーパ部４１ｄは、第１テーパ部４１ｃに沿って案内された巻線１４を、軸線Ｌ２側に案内するようになっている。つまり、巻線１４が案内される方向は、第１テーパ部４１ｃ及び第２テーパ部４１ｄによって２段階で変更される。そして、第１テーパ部４１ｃ及び第２テーパ部４１ｄによってスロット１３ａ内に案内された巻線１４は、前記サーボモータ３６の駆動によって制御される張力により、スロット１３ａ内におけるコア１２の外径側（傘部１３ｂ側）に案内されるようになっている。
【００４５】
また、軸線Ｌ２方向において、固定フォーマ４１の先端は、傘部１３ｂの両端よりもコア１２の前記回転軸２９側に位置している。ゆえに、ノズル３２からコア１２側に送出される巻線１４が、傘部１３ｂに干渉してしまうのを防止できる。
【００４６】
従って、固定フォーマ４１がワーク（巻線１４の巻回が行われる電機子１５）に接触すると、固定フォーマ４１及びピン６４が各スプリング６３の付勢力に抗して前記第１ノズルユニット１９の本体部４７側に移動し、ピン６４とピン６８との係合が解除される。その結果、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して回転軸５１の回転が伝達されなくなる。ゆえに、固定フォーマ４１によってコア１２を保持することができ、ノズル３２（旋回部４０）の回転によって巻線１４を巻回させることができる。
【００４７】
次に、巻線巻回装置１１における電機子製造方法を説明する。なお、図５〜図９においては、視覚的に分かり易くするために第２ノズルユニット２０及び第３ノズルユニット２１を省略して示す。
【００４８】
「巻線工程」
図６に示す状態から第１ノズルユニット１９をワーク（巻線１４の巻回が行われる電機子１５）側に移動させて、固定フォーマ４１をワークに接触させる。同様に、第２及び第３ノズルユニット２０，２１の固定フォーマ４１もワークに接触させる。それにより、各固定フォーマ４１及び各ピン６４が各スプリング６３の付勢力に抗して第１〜第３ノズルユニット１９〜２１の本体部４７側に移動し、ピン６４とピン６８との係合がそれぞれ解除される。その結果、各固定フォーマ４１によってコア１２が保持されるとともに、ノズル３２（旋回部４０）の回転による巻線１４の巻回が可能になる。
【００４９】
図４に示すように、コア１２の各ティース１３が第１〜第３ノズルユニット１９〜２１と向かい合った状態で、図１に示す巻線パック１７から引き出された巻線１４は、張力制御装置１８を介してコア１２に送出される。そして、各ノズルホルダ３１が軸線Ｌ２を中心として所定回数回転すると、各ノズル３２が軸線Ｌ２を中心として回転し、各ティース１３に各巻線１４が巻回されることによってコイルが形成されていく。
【００５０】
巻線１４をスロット１３ａ内におけるコア１２の外周側（傘部１３ｂ近傍の領域）に巻回させる場合、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１全体、即ち各ノズル３２をコア１２の回転軸２９から離間する方向に移動させる。それに伴い、可動フォーマ４２も回転軸２９から離間する方向に移動する。このとき、固定フォーマ４１は各スプリング６３に付勢されてコア１２に当接した状態に保持される。
【００５１】
この状態において、ノズル３２（旋回部４０）が回転すると、各ノズル３２から導出された巻線１４は、固定フォーマ４１の第１テーパ部４１ｃに沿って回転軸２９側に案内される。更に、第１テーパ部４１ｃに沿って案内された巻線１４は、第２テーパ部４１ｄによって軸線Ｌ２側に案内され、スロット１３ａ内に送り込まれる。このとき、巻線１４は、サーボモータ３６の駆動によって制御される張力により、回転軸２９から離間する方向に引っ張られ、スロット１３ａ内におけるコア１２の外径側（傘部１３ｂ側）に案内される。それにより、スロット１３ａ内における傘部１３ｂ近傍の領域（図１１に示す領域Ｃ１）に巻線１４を巻回させることができる。
【００５２】
また、巻線１４をスロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域に巻回させる場合、図８（ａ），（ｂ）に示すように、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１全体、即ち各ノズル３２を回転軸２９に接近する方向に移動させる。それに伴い、可動フォーマ４２も回転軸２９に接近する方向に移動するため、固定フォーマ４１は、コア１２に押圧されて相対的に可動フォーマ４２とは反対方向に移動し、各スプリング６３を圧縮させる。その結果、可動フォーマ４２の先端縁は固定フォーマ４１の先端よりも突出する。
【００５３】
このとき、各ノズル３２から導出された巻線１４は、ノズル３２（旋回部４０）の回転に伴い、可動フォーマ４２の先端縁に沿ってコア１２の回転軸２９側に案内され、スロット１３ａ内に送り込まれる。それにより、スロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域（図１１に示す領域Ｂ１）に巻線１４を巻回させることができる。
【００５４】
各ティース１３において巻線１４の巻回が終了すると、図９に示すように、第１ノズルユニット１９をワークから離間させる方向に移動させて、固定フォーマ４１をワークから離間させる。同様に、第２及び第３ノズルユニット２０，２１の固定フォーマ４１もワークから離間させる。それにより、各固定フォーマ４１及び各ピン６４が各スプリング６３に付勢されてコア１２側に移動し、ピン６４とピン６８とが互いに係合する。その結果、ノズル３２が、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して一定の位置関係で保持される。
【００５５】
また、図３に示す電機子回転用モータ３７によって軸保持部３０を所定角度回動させ、第１ノズルユニット１９全体を軸線Ｌ１に沿って図２に示すコレクトチャック２４側に移動させる。
【００５６】
そして、アクチュエータ３９を駆動させて、外筒４０ａ、即ちノズル３２をコア１２の回転軸２９側に移動させる。それにより、ノズル３２が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して回転軸２９側に突出する。その結果、図９に示すように、ノズル３２の巻線１４の導出側端部がコンミテータ１６の結線爪１２ａとコア１２との間に移動する。
【００５７】
この状態において、ノズル３２を軸線Ｌ２を中心として所定角度回動させ、結線爪１２ａを軸線Ｌ１方向に移動させ、結線爪１２ａを軸線Ｌ１を中心として所定角度回動させることにより、巻線１４を結線爪１２ａに巻き付け（からげ）る。具体的に言うと、ノズル３２を図９において手前側の所定位置に回動させた後、結線爪１２ａを、図９において奥側の所定位置に回動させ、図２に示すコレクトチャック２４側に移動させる。次に、ノズル３２を図９において奥側の所定位置に回動させた後、結線爪１２ａを、手前側の所定位置に回動させ、図２に示すクランプカッタ２８側に移動させる。そして、ノズル３２を図９において手前側の所定位置に回動させ、結線爪１２ａを奥側の所定位置に回動させる。その結果、巻線１４が結線爪１２ａに巻き付け（からげ）られる。
【００５８】
「その後の工程」
結線爪１２ａに巻き掛けられた巻線１４の端部はクランプカッタ２８によって保持され、巻線１４は、クランプカッタ２８と結線爪１２ａとの間にてクランプカッタ２８により切断される。なお、巻線１４は、第１ノズルユニット１９全体を回転軸２９から離間する方向に移動させることにより、引っ張られることによって切断されるようになっていてもよい。
【００５９】
その後、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１のノズル３２から切断された各巻線１４がクランプカッタ２８によって束ねられる。そして、各巻線１４の端部が、溶接トーチ２６及び電極２７によってプラズマ溶接され、クランプカッタ２８から切断されると、電機子１５が完成する。
【００６０】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）巻線１４は、可動フォーマ４２によってスロット１３ａ内における回転軸２９側に案内されるため、スロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域（図１１に示す領域Ｂ１）に巻線１４を巻回させることができる。また、巻線１４は、固定フォーマ４１によって巻線１４がスロット１３ａ内におけるコア１２の外径側に案内されるため、スロット１３ａ内における傘部１３ｂ近傍の領域（図１１に示す領域Ｃ１）に巻線１４を巻回させることができる。よって、電機子１５の高占積化を図ることができる。しかも、各スロット１３ａ内に巻回される巻線１４はコア１２の径方向において均一になるため、コイルエンド高さを低減させることができる。
【００６１】
また、巻線１４は、可動フォーマ４２及び固定フォーマ４１のいずれか一方ではなく、可動フォーマ４２及び固定フォーマ４１の両方によってスロット１３ａ内に案内される。従って、電機子１５のより一層の高占積化を図ることができる。
【００６２】
（２）巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程は、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２が電機子１５から離間され、ノズル３２が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して相対的に突出したときに行われる。そのため、巻線１４が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に干渉してしまうことにより、巻線１４を結線爪１２ａに係止させる作業に支障を来してしまうのが防止される。よって、電機子１５の生産効率を向上させることができる。
【００６３】
（３）ピン６４の係合溝６７ａ内にピン６８が嵌合することにより、ノズルホルダ３１の回転方向において、ノズル３２が、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して常に一定の相対角度で保持される。よって、巻線１４を結線爪１２ａに係止させる工程においてノズル３２を移動させると、ノズル３２の巻線１４の導出側端部を常に結線爪１２ａの近傍に移動するように設定できる。ゆえに、電機子１５の生産効率をより一層向上させることができる。
【００６４】
（４）巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１によってコア１２に形成された３つのティース１３に対してそれぞれ同時に巻回される。よって、一つのスロット１３ａ毎に巻線１４を順番に巻回していく場合に比べて、電機子１５を短時間で製造することができる。
【００６５】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、固定フォーマ４１によって巻線１４をコア１２の外径側に案内する工程及び可動フォーマ４２によって巻線１４を回転軸２９側に案内する工程のうちいずれか一方を省略してもよい。つまり、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２のうちいずれか一方が省略されていてもよい。
【００６６】
・前記実施形態において、巻線１４をコンミテータ１６の結線爪１２ａに係止させる工程を、手作業によって行うようにしてもよい。
・前記実施形態では、巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程は、ノズル３２がコア１２の回転軸２９側に移動したときに行われるようになっていた。しかし、巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程を、ノズル３２を回転軸２９側に移動させることなく行ってもよい。具体的には、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２を第１〜第３ノズルユニット１９〜２１の本体部４７側に移動させることによって、ノズル３２が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して相対的に回転軸２９側に突出したときに、巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程を行ってもよい。
【００６７】
・前記実施形態では、巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１によって３つのティース１３に対して同時に巻回されるようになっていた。しかし、巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１のいずれか一つによって、３つのティース１３に対して順番に巻回されるようになっていてもよい。
【００６８】
・前記実施形態では、３つのコイルが形成される巻線巻回装置１１に具体化したが、多数（例えば６つ）のコイルが形成される巻線巻回装置１１に具体化してもよい。
【００６９】
・前記実施形態における巻線巻回装置１１を、巻線１４を巻回して小型トランスを製造するのに用いてもよいし、繊維やテープ等の巻き取りを行うのに用いてもよい。
【００７０】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか一項において、前記固定フォーマによって前記巻線を前記コアの外径側に案内する工程において、前記ノズルは前記回転軸から離間する方向に移動されることを特徴とする回転電機の電機子製造方法。
【００７１】
（ロ）請求項１〜３、上記（イ）のいずれかにおいて、前記可動フォーマによって前記巻線を前記回転軸側に案内する工程において、前記固定フォーマが前記コアに当接している状態で前記可動フォーマが前記コアの回転軸側に移動することを特徴とする回転電機の電機子製造方法。
【００７２】
（ハ）請求項１〜３、上記（イ），（ロ）のいずれかにおいて、前記巻線は、複数の巻線機によって前記コアに形成された複数のティースに対してそれぞれ同時に巻回されることを特徴とする回転電機の電機子製造方法。よって、上記（ハ）によれば、電機子を短時間で製造することができる。
【００７３】
（ニ）請求項２，３において、前記巻線を前記結線爪に係止させる工程において、前記ノズルが前記回転軸側に移動することを特徴とする回転電機の電機子製造方法。よって、上記（ニ）によれば、巻線を容易に結線爪に係止できる。
【００７４】
（ホ）請求項４〜８のいずれか一項において、前記ノズルは、一回の巻線工程において、一つのティースのみに前記巻線を巻回させるように設定されていることを特徴とする巻線巻回装置。
【００７５】
（ヘ）コアに巻線を巻回する巻線巻回装置によって製造される回転電機の電機子であって、コアに対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられ、前記コアのティースに巻線を巻回させるノズルが支持された旋回部と、前記コアに当接され前記巻線を前記コアのスロットに案内する固定フォーマと、前記ノズルの前記巻線導出側端部が前記ティースの傘部先端よりも前記コアの径方向外側を旋回するように前記旋回部を配置する制御部とを備える巻線巻回装置によって製造されることを特徴とする回転電機の電機子。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、電機子の高占積化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における巻線巻回装置を示す概略図。
【図２】巻線巻回装置を示す概略図。
【図３】巻線巻回装置を示すブロック図。
【図４】第１〜第３ノズルユニット及び電機子を示す正面図。
【図５】第１ノズルユニット及び電機子を示す断面図。
【図６】巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図９】巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図１０】従来技術における巻線巻回装置を示す概略図。
【図１１】従来技術の問題点を示す説明図。
【符号の説明】
１１…巻線巻回装置、１２…コア、１２ａ…結線爪、１３…ティース、１３ａ…スロット、１３ｂ…傘部、１４…巻線、１５…電機子、１６…整流子（コンミテータ）、２９…回転軸、３２…ノズル、３３…制御部、４０…旋回部、４１…固定フォーマ、４２…可動フォーマ、６４…支持軸としてのピン、６７…停止手段を構成する板部材としてのフランジ部、６７ａ…切り欠き部としての係合溝、６８…停止手段を構成するピン。
【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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