(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの中心に同軸的に配置され、所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動する導線導入筒と、この導線導入筒の先端に装着され、導線を前記導線導入筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルとを備えたステータコアへの巻線装置において、前記ノズルの中心部には長さ方向に沿って導線ガイド孔が形成され、該導線ガイド孔の先端側及び基端側の開口部は、それぞれテーパ状に広がって形成されており、かつ、基端側の開口部におけるテーパ孔の中心は、前記導線ガイド孔の中心線に対して、前記導線導入筒の基端側に傾斜して形成され、前記ノズルの基端面から見たとき、前記基端側のテーパ孔が概略楕円形状をなし、この楕円に対して前記導線ガイド孔が前記導線導入筒の先端側に偏位していることを特徴とするステータコアへの巻線装置。
【請求項２】
前記ノズルの前記導線ガイド孔に対して垂直な断面は、前記導線導入筒の軸方向に沿った長さが、それと直交する方向の長さよりも長い形状をなしている請求項１記載のステータコアへの巻線装置。
【請求項３】
ステータコアの中心に同軸的に配置され、所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動する導線導入筒の先端に装着され、導線を前記導線導入筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルの製造方法において、先端に向けて次第に細くなった工具を用い、この工具を回転させながら、前記ノズルの基端面に該ノズルに形成される導線ガイド孔に対して傾斜した角度で押し当てて切削することにより、前記ノズルの基端面から見たとき、概略楕円形状をなし、この楕円に対して前記導線ガイド孔が前記導線導入筒の先端側に偏位するように、前記導線ガイド孔の基端側の開口部を拡径することを特徴とするステータコアへの巻線装置に使用されるノズルの製造方法。
【請求項４】
前記ノズルの前記導線ガイド孔に対して垂直な断面は、前記導線導入筒の軸方向に沿った長さが、それと直交する方向の長さよりも長い形状をなし、前記工具を前記導線ガイド孔に対して、前記断面の長径方向に偏位した方向から傾斜した角度で押し当てる請求項３記載のステータコアへの巻線装置に使用されるノズルの製造方法。
【請求項５】
前記工具を回転させながら、前記ノズルの基端面に該ノズルに形成される導線ガイド孔に対して傾斜した角度で押し当てて切削した後、前記工具を前記傾斜角が大きくなる方向に回動させて、前記開口部を広げる請求項３又は４記載のノズルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアの内歯に導線を直接巻付けてコイルを形成するステータコアへの巻線装置及びその装置に使用されるノズルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステータコアの内歯に直接巻線してコイルを形成する巻線装置は、一般に、ステータコアの中心に同軸的に配置され、所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動する導線導入筒と、この導線導入筒の先端に装着され、導線を前記導線導入筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルとを備えている。そして、上記導線導入筒の動きによってノズル先端を巻線すべきステータコアの内歯の回りに周回させ、ノズルから繰り出される導線を内歯に直接巻付けてコイルを形成するようになっている。
【０００３】
図７は、上記のような導線導入筒の一例を示す平面図である。図中８１はステータコアで、その内周にスロット８１ａ及び内歯８１ｂを有し、その中心に同軸的に導線導入筒８２が配置されている。導線導入筒８２の上端にはヘッド８３が取付けられ、このヘッド８３を介して導線導入筒８２に対して直角に、かつ放射状に、３本のノズル８４が取付けられている。そして、導線導入筒８２の下端から供給された導線は、導線導入筒８２の内部を通り、ヘッド８３を経てノズル８４の先端８４ａから導出されるようになっている。
【０００４】
また、導線導入筒８２は、図示しない駆動手段により所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動するようになっており、この導線導入筒８２の動作により、ヘッド８３は矢線Ｄで示す方向に揺動すると共に、紙面に対して垂直方向（ステータコア８１の軸方向）に往復移動する。そして、隣接する２つのスロット８１ａに出入りし、それらの間の内歯８１ｂを周回するように移動して、内歯８１ｂにノズル８４の先端から導出された導線を巻付けるようになっている。
【０００５】
図８、９には、上記導電導入筒８２に取付けられる従来のノズル８４の一例が示されている。図８は斜視図、図９（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は基端側からみた端面図である。
【０００６】
このノズル８４は、中心部に長さ方向に貫通する導線ガイド孔８６を有している。また、ノズル８４は、必要とされる強度を維持しつつステータコアのスロットへの挿入を可能にするため、先端部８４ａが基端部８４ｂに比べて縮径されるとともに、導線ガイド孔８６に垂直な断面が縦長の矩形とされ、この矩形断面の長手方向と前記導線導入筒８２の軸方向とが同じ方向となるように前記ヘッド８３に装着されている。
【０００７】
そして、導線ガイド孔８６の先端側開口部８６ａ及び基端側開口部８６ｂはテーパ状に拡径されている。この場合、各開口部８６ａ、８６ｂのテーパ孔は、導線ガイド孔８６と同心的に形成されており、円形に広がった開口形状をなしている（図９（Ｃ）参照）。
【０００８】
上記構造からなるノズル８４を使用した巻線装置によれば、導線が、導線導入筒８２から基端側開口部８６ｂを経て導線ガイド孔８６に導入され、導線ガイド孔８６の先端側開口部８６ａを経て導出される。そして、導線ガイド孔８６の開口部８６ａ、８６ｂがテーパ状をなすことにより、導線が導線ガイド孔８６に導入又は導出される部分での摩擦力を低減させ、導線の絶縁被覆が損傷することを防止するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の巻線装置においては、ステータコア８１の形状や、巻線条件等によって、導線ガイド孔８６の開口部８６ｂに導線が強く当たることがあり、絶縁被覆が損傷する場合があった。
【００１０】
これを解決するため、例えば図１０に示すように、導線ガイド孔８６の開口部８６ｂのテーパをもっと大きくすることが考えられる。なお、図１０の（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は基端側からみた端面図である。
【００１１】
すなわち、このノズル９１は、導線ガイド孔８６の基端側開口部８６ｂをより拡径させて、テーパ状の部分を長くとっている。
【００１２】
しかしながら、前述したように、ノズル９１は、図１０（ｃ）に示ように、基端面側から見て縦方向に長い長方形をなしており、開口部８６ｂの直径を大きくしようとしても、両側壁に近接する部分までしか拡径できない。
【００１３】
このため、導線ガイド孔８６の軸方向に長くテーパをとることはできても、導線の経路を垂直方向から水平方向に移行させる曲面部分８６ｃの曲率半径を大きくとることができなかった。
【００１４】
その結果、導線が強く引っ張られることにより、上記曲面部分８６ｃに押し付けられたときの局部的な接触圧を低下させることができず、絶縁被膜の損傷を効果的に防止できなかった。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、導線導入筒からノズルに導線をガイドする際に、ノズルの基端開口部における導線の接触圧をできるだけ低減させて、導線の絶縁被膜の損傷を効果的に防止できるようにしたステータコアへの巻線装置及び該装置に用いるノズルの製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のステータコアへの巻線装置は、ステータコアの中心に同軸的に配置され、所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動する導線導入筒と、この導線導入筒の先端に装着され、導線を前記導線導入筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルとを備えたステータコアへの巻線装置において、前記ノズルの中心部には長さ方向に沿って導線ガイド孔が形成され、該導線ガイド孔の先端側及び基端側の開口部は、それぞれテーパ状に広がって形成されており、かつ、基端側の開口部におけるテーパ孔の中心は、前記導線ガイド孔の中心線に対して、前記導線導入筒の基端側に傾斜して形成され、前記ノズルの基端面から見たとき、前記基端側のテーパ孔が概略楕円形状をなし、この楕円に対して前記導線ガイド孔が前記導線導入筒の先端側に偏位していることを特徴とする。
【００１７】
本発明では、上記のように、ノズルの基端側の開口部におけるテーパ孔の中心を、導線ガイド孔の中心線に対して、導線導入筒の基端側に傾斜して形成したことにより、ノズルの幅が狭くても開口部のテーパを大きくとることが可能となり、開口部における導線の接触圧が局部的に高くなるのを防止できる。その結果、導線の絶縁被膜が損傷することを確実に防止できる。
【００１８】
本発明の好ましい態様においては、前記ノズルの前記導線ガイド孔に対して垂直な断面は、前記導線導入筒の軸方向に沿った長さが、それと直交する方向の長さよりも長い形状をなしている。
【００１９】
この態様によれば、ステータコアのスロットに挿入しやすいようにノズルの幅を狭くすると共に、ノズルの縦方向の長さを長くとって必要とされる強度を維持することができ、そのような形状であっても、導線ガイド孔の開口部のテーパを大きくとることができる。
【００２０】
また、本発明のステータコアへの巻線装置に使用されるノズルの製造方法は、ステータコアの中心に同軸的に配置され、所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動する導線導入筒の先端に装着され、導線を前記導線導入筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルの製造方法において、先端に向けて次第に細くなった工具を用い、この工具を回転させながら、前記ノズルの基端面に該ノズルに形成される導線ガイド孔に対して傾斜した角度で押し当てて切削することにより、前記ノズルの基端面から見たとき、概略楕円形状をなし、この楕円に対して前記導線ガイド孔が前記導線導入筒の先端側に偏位するように、前記導線ガイド孔の基端側の開口部を拡径することを特徴とする。
【００２１】
この方法によれば、導線導入筒に対して直交する方向に取付けられるノズルの導線導入側の開口部において、導線が導入される方向の内周を特に大きくテーパ状にすることができ、それによって導線とノズル内壁との接触圧を効果的に低減することが可能となる。
【００２２】
また、導線ガイド孔に対して斜めに工具を当てて切削することにより、ノズルの基端面における開口部の形状が楕円形となるため、ノズルの幅が狭くても大きな内径のテーパ孔を形成することができる。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、前記ノズルの前記導線ガイド孔に対して垂直な断面は、前記導線導入筒の軸方向に沿った長さが、それと直交する方向の長さよりも長い形状をなし、前記工具を前記導線ガイド孔に対して、前記断面の長径方向に偏位した方向から傾斜した角度で押し当てる。
【００２４】
この態様によれば、ノズルの幅を狭くしたので、ステータコアのスロットに挿入しやすく、ノズルの縦方向の長さを長くしたので、必要とされる強度を維持することができ、そのような形状であっても、前述したように、ノズルの基端面における開口部の形状が楕円形となるため、大きな内径のテーパ孔を形成することができる。
また、本発明のノズルの製造方法においては、前記工具を回転させながら、前記ノズルの基端面に該ノズルに形成される導線ガイド孔に対して傾斜した角度で押し当てて切削した後、前記工具を前記傾斜角が大きくなる方向に回動させて、前記開口部を広げることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１〜４には、本発明のステータコアへの巻線装置の一実施形態が示されている。図１は同巻線装置の要部を示す正面断面図である。図２は図１におけるＥ−Ｅ’矢示線に沿った断面図である。図３は同巻線装置に使用されるノズルの斜視図である。図４は同巻線装置に使用されるノズルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は基端側からみた端面図である。
【００２６】
この巻線装置１１は、ステータコアの中心に同軸的に配置され、下端から導線が導入される導線導入筒１２を有している。導線導入筒１２の外周には、外筒１３が装着されている。導線導入筒１２及び外筒１３は、軸受１４に挿通されている。
【００２７】
そして、導線導入筒１２は、図示しない駆動機構を介して、図２中の矢印Ａで示すように所定角度範囲で揺動（往復回動）すると共に、図１中の矢印Ｂで示すように軸方向に往復移動する。
【００２８】
また、外筒１３は、前記導線導入筒１２と一緒に揺動し、かつ、軸方向に移動すると共に、図示しない駆動機構を介して、前記導線導入筒１２に対して更に所定角度で揺動するようになっている。
【００２９】
導線導入筒１２の上端には、上部内外径が下部内外径に比べて縮径された段付き円筒部材１５が被され、この段付き円筒部材１５は、ネジ１８によって導線導入筒１２の上端部外周に固定されている。段付き円筒部材１５の上部内周には、内周が曲面状をなすガイド環１５ａが配置され、導線導入筒１２の上端から導出される導線を通過させて、後述するノズル２３の導線ガイド孔３１に導くようになっている。
【００３０】
段付き円筒部材１５の上部の縮径部外周には、環状のカム板２１が回動可能に装着されている。そして、カム板２１の上部には、ヘッド本体１６が配置されている。ヘッド本体１６は、ボルト１９によって、段付き円筒部材１５に固着されている。そして、カム板２１は、段付き円筒部材１５の拡径段部と、ヘッド本体１６とに挟まれて保持されると共に、段付き円筒部材１５及びヘッド本体１６に対して回転できるようになっている。なお、上記ヘッド本体１６、段付き円筒部材１５及びカム板２１が、本発明におけるヘッド１７を構成している。
【００３１】
ヘッド本体１６の下面には、中心から等角度で半径方向外方に伸びる、３本の放射状のガイド溝２２が形成されている。これらのガイド溝２２に、それぞれノズル２３の基部が挿入され、図２中の矢印Ｃで示すように、半径方向に移動可能に保持されている。
【００３２】
一方、カム板２１の上面には、各ガイド溝２２に対応して、渦巻き状のカム溝２４が形成されている。そして、ノズル２３の下面に支軸２５を介して取付けられたカムフォロア２６が、上記渦巻き状のカム溝２４に挿入されている。その結果、図示しない駆動機構によりカム板２１がヘッド本体１６に対して相対的に回動すると、カムフォロア２６がカム溝２４に沿って移動し、ノズル２３がガイド溝２２に沿って、図２中の矢印Ｃで示すように、半径方向に出没動作するようになっている。
【００３３】
また、前記外筒１３の上端部には、拡径部１３ａが形成されている。前記段付き円筒部材１５の下部は、上記拡径部１３ａの内周に挿入され、前記カム板２１は、ボルト２７、２８によって上記拡径部１３ａに固着されている。そして、段付き円筒部材１５は、その拡径された下部を外筒１３とカム板２１との間で回転可能に保持されている。
【００３４】
そして、外筒１３は、図示しない駆動機構によって、導線導入筒１２と一緒に回動及び軸方向移動すると共に、その状態で導線導入筒１２に対して相対的に回転するようになっており、それによってカム板２１がヘッド本体１６に対して相対的に回転するようになっている。すなわち、カム板２１は、ヘッド本体１６と一緒に回動すると共に、巻線操作の過程でヘッド本体１６に対しても相対的に回動する。その結果、前記のように、カム溝２４に挿入されたカムフォロア２６を介して、ノズル２３を半径方向に出没動作させることができるようになっている。
【００３５】
図３、４に示すように、ノズル２３は、中心部に長さ方向に貫通する導線ガイド孔３１を有している。また、ノズル２３は、必要とされる強度を維持しつつステータコアのスロットへの挿入を可能にするため、先端部２３ａが縮径され、基端部２３ｂが拡径されており、しかも導線ガイド孔３１に垂直な断面が縦長の矩形（長方形）とされている。そして、その矩形断面の長手方向と前記導線導入筒１２の軸方向とが同じ方向となるように、前記ヘッド本体１６のガイド溝２２に嵌装されている。なお、ノズル２３の下面には、前記カムフォロワ２６の支軸２５の取付け孔３２が設けられている。
【００３６】
更に、導線ガイド孔３１の先端側開口部３１ａ及び基端側開口部３１ｂはそれぞれ拡径され、それらの内周がテーパ状に形成されている。図４（Ｂ）に示ように、先端側開口部３１ａのテーパ孔は、その中心が導線ガイド孔３１の中心線Ｌに重なるように同心状に形成されており、先端面から見たとき円形に広がった開口をなしている。
【００３７】
一方、基端側開口部３１ｂのテーパ孔は、その中心Ｍが、導線ガイド孔３１の中心線Ｌに対して下方（ヘッド１７に取付けられたとき導線導入筒１２の基端側）に傾斜して形成されている。そして、ノズル２３の基端面から見たとき、ノズル２３の幅方向いっぱいに広がる概略楕円形状をなし、この楕円に対して上方に偏位して導線ガイド孔３１が形成される（図４（Ｃ）参照）。
【００３８】
ノズル２３の基端側開口部３１ｂのテーパ孔は、図６に示されるような工具を用い、図５に示される方法によって形成することができる。図５はノズル基端側開口部にテーパ孔を形成するときの工具の動きを示す説明図であり、図６は工具の概観を示す斜視図である。
【００３９】
図６に示すように、上記工具４１は、先端部４１ａが次第に細くなった形状、この実施形態では角錐形状をなしている。そして、角錐の角部４１ｂによって切削がなされるようになっている。ただし、工具としては、上記形状のものに限らず、先端部が次第に細くなった形状をなすものであればよく、各種のものが使用可能である。
【００４０】
図５に示すように、ノズル２３の基端側開口部３１ｂを前述したようなテーパ形状にするため、工具４１を回転させながら、ノズル２３の基端面から穿孔させる。このとき、ノズル２３の長手方向に沿って予め形成しておいた導線ガイド孔３１の中心線Ｌに対して、工具４１を下方に傾斜させた角度で工具４１を押し当てて穿孔を行う。また、工具４１を突き当てて穿孔した後、その状態で工具４１を図５の矢印Ｆで示すように下方に回動させることより、テーパ孔を更に広げることができる。
【００４１】
こうして穿孔をすることにより、導線ガイド孔３１の中心線Ｌに対して、傾斜した中心を有するテーパ孔を形成することができ、導線ガイド孔３１の基端側開口部３１ｂを前述したような形状のテーパ状に形成することができる。
【００４２】
次に、この巻線装置１１の作用について説明する。まず、図示しない駆動機構により、導電導入筒１２が図２中の矢印Ａで示すように所定角度で揺動（往復回動）すると共に、図１中の矢印Ｂで示すように軸方向に往復移動することにより、この導線導入筒１２の上端部にヘッド１７を介して取付けられた各ノズル２３は、図示しないステータコアの対応する内歯の周りを周回する。
【００４３】
そして、導線は、導線導入筒１２の下端から導入され、上端から導出された後、段付き円筒部材１５の環状ガイド１５ａで進路を変えて、ノズル２３の導線ガイド孔３１を通り、ノズル２４の先端から繰り出され、ステータコアの内歯に巻付けられる。
【００４４】
上記巻き付け操作と併行して、外筒１３が導線導入筒１２に対して相対的に回動し、外筒１３に連接されたカム板２１が、ヘッド本体１６に対して相対的に往復回動する。その結果、カム板２１のカム溝２４に嵌合するカムフォロア２６を介して、ノズル２３が図２中の矢印Ｃで示すように半径方向に出没動作し、ステータコアの内歯の突出方向に沿って導線を整列させながら多層に巻き付けることができる。
【００４５】
こうして、ノズル２３が半径方向に出没動作する場合、特にノズル２３が導線導入筒１２に近接したとき、導線ガイド孔３１の基端側開口部３１ｂが導線導入筒１２の上端開口部に近接する。その結果、導線ガイド孔３１の基端側開口部３１ｂのエッジに導線が強くあたり、絶縁被覆が損傷しやすくなる。
【００４６】
しかしながら、本発明では、ノズル２３の導線ガイド孔３１の基端側開口部３１ｂが、導線導入筒１２の基端側に向けて傾斜した中心を有するテーパ状に形成されているので、導線導入筒１２の上端から繰り出された導線が、上記緩やかなテーパ部を経て導線ガイド孔３１内に導かれ、絶縁被覆の損傷を確実に防止することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態における巻線装置１１は、ノズル２３を半径方向に出没動作させることにより、ステータコアの内歯に導線を整列させて巻き付けるようにしているが、ステータコアの内歯の両端面に近接して、ステータコアの半径方向に伸びるガイド棒を配置し、このガイド棒先端に設けたテーパ面に沿って導線を滑り落とすようにして導線の巻付け位置をガイドし、このガイド棒を半径方向に徐々に進退動作させることにより、導線の巻付け位置を徐々にずらして内歯の半径方向に沿って均一に巻付けるようにした巻線装置にも、本発明は適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の巻線装置によれば、ズルの基端側の開口部におけるテーパ孔の中心を、導線ガイド孔の中心線に対して、導線導入筒の基端側に傾斜して形成したことにより、ノズルの幅が狭くても開口部のテーパを大きくとることが可能となり、開口部における導線の接触圧が局部的に高くなるのを防止できる。その結果、導線の絶縁被膜が損傷することを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステータコアへの巻線装置の一実施形態を示す正断面図である。
【図２】図１のＥ−Ｅ’矢示線に沿った断面図である。
【図３】同巻線装置に使用されるノズルの斜視図である。
【図４】同巻線装置に使用されるノズルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は基端側からみた端面図である。
【図５】本発明の巻線装置に使用されるノズルの製造方法の一実施形態を示し、ノズル基端側開口部にテーパを形成するときの工具の動きを示す説明図である。
【図６】同製造方法に使用する工具の概観を示す斜視図である。
【図７】従来の巻線装置を示す平面図である。
【図８】同巻線装置に使用されるノズルの斜視図である。
【図９】同巻線装置に使用されるノズルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は基端側からみた端面図である。
【図１０】同巻線装置に使用されるノズルの他の形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は基端側からみた端面図である。
【符号の説明】
１１  巻線装置
１２  導線導入筒
１５  段付き円筒部材
１６  ヘッド本体
１７  ヘッド
２１  カム板
２２  ガイド溝
２３  ノズル
２４  カム溝
２６  カムフォロア
３１  導線ガイド孔
３１ａ  先端側開口部
３１ｂ  基端側開口部
４１  工具
４１ａ  先端部
【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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