(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子コアに配設された複数の突極と、該複数の突極間に形成された複数のスロットと、前記突極毎に巻回された複数本の巻線と、を有して形成された電機子における製造方法であって、
前記複数本の巻線を誘導する巻線ノズルを用いて、突極を挟むスロットに前記複数本の巻線を誘導し、一方のスロットから誘導された前記巻線ノズルを、他方のスロットへ移動させて前記突極に前記複数本の巻線を同時に巻回して各突極に巻線を巻回させる巻線巻回工程を備え、
該巻線巻回工程では、誘導された前記巻線ノズルを、一方のスロットから他方のスロットへ移動するときに、巻線ノズルの回転軸を中心にして１８０度転回させて、前記複数本の巻線を突極に整列させて巻回すると共に、
前記巻線が巻装された巻線ボビンから前記巻線ノズル側へ配線された巻線のうち少なくとも一本の巻線を前記巻線ノズルの回転軸中心に沿って前記巻線ノズルの先端側に導き、該巻線ノズルの回転軸中心に沿った巻線以外の巻線を、巻線ノズルの先端側に導く前に巻線ノズルの回転に伴って回転体に巻き付くようにしたことを特徴とする電機子製造方法。
【請求項２】
前記巻線巻回工程では、一つの相を構成する複数の突極への巻線巻回が終了した後で他の相への巻線巻回を行う前に、前記突極から延出した延長巻線部を形成し、前記回転体に巻き付かれた巻線を解放して前記延長巻線部に、捩れを集約したことを特徴とする請求項１に記載の電機子製造方法。
【請求項３】
電機子コアに配設された複数の突極と、該複数の突極間に形成された複数のスロットと、前記突極に巻回された複数本の巻線と、を有して形成された電機子における、前記突極に複数本の巻線を巻回する巻線巻回装置であって、
突極を挟むスロットに前記複数本の巻線を同時に誘導する巻線ノズルと、該巻線ノズルを、一方のスロットから他方のスロットへ移動するときに、巻線ノズルの回転軸を中心にして１８０度転回させるノズル転回手段と、巻線が巻装された巻線ボビンから前記巻線ノズル側へ配線された巻線のうち少なくとも一本の巻線を前記巻線ノズルの回転軸中心に沿って前記巻線ノズルの先端側に導く配線手段と、
前記巻線ノズルの回転軸中心に沿った巻線以外の巻線を、巻線ノズルの先端側に導く前に巻線ノズルの回転に伴って巻き付け可能な回転体と、を備えたことを特徴とする巻線巻回装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電機子製造方法により製造されたことを特徴とする電機子。
【請求項５】
請求項４に記載の電機子を用いたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子製造方法、巻線巻回装置、電機子及び回転電機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転電機に用いられる電機子には、複数本の突極が形成された電機子コアが用いられており、突極には、巻線が多重に巻回されている。
【０００３】
そして、突極に巻線を巻回するには、いわゆる巻線ノズルを用いた巻線巻回装置が知られている。この巻線巻回装置に用いられる巻線ノズルは、巻線ボビンから延びる巻線を突極間のスロットに誘導し突極に巻回する。また、巻線ノズルは、所定の方向にスライド可能に構成されており、電機子コアは、巻線ノズルのスライド動作に応じて回転軸を中心に転回可能になっている。
【０００４】
図１１は、従来技術の巻線巻回装置において、巻線ノズルが突極に巻線を巻回している様子を示すもので、第一巻線ノズル２２４および第二巻線ノズル２２５からは、それぞれ第一巻線２８１および第二巻線２８２が誘導されている。そして、ノズル支持部２２９が突極２８４を周回することにより、突極２８４に第一巻線２８１および第二巻線２８２が巻回されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、第一巻線２８１および第二巻線２８２を突極２８４に巻回した場合、第一巻線２８１および第二巻線２８２は、突極２８４の角部２８４ａ付近において交差し捩れてしまうことがあった。図中の符号Ａは、第一巻線２８１と第二巻線２８２に生じた捩れを示している。
【０００６】
このように捩れが生じると、突極に巻線を整列させて巻回することができないため、突極における巻線占有率が低下し、回転電機の出力を向上することができないという不具合があった。
【０００７】
本発明は、上記不具合に鑑みてなされたものであって、電機子コアに形成された突極に複数本の巻線を同時に巻回する場合でも、複数本の巻線が交差して捩れてしまうことを防止し、突極における巻線占有率を増加することができる電機子製造方法および巻線巻回装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、突極における巻線占有率を増加することができる電機子を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の他の目的は、回転軸の出力を向上することができる回転電機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明の電機子製造方法によれば、電機子コアに配設された複数の突極と、該複数の突極間に形成された複数のスロットと、前記突極毎に巻回された複数本の巻線と、を有して形成された電機子における製造方法であって、前記複数本の巻線を誘導する巻線ノズルを用いて、突極を挟むスロットに前記複数本の巻線を誘導し、一方のスロットから誘導された前記巻線ノズルを、他方のスロットへ移動させて前記突極に前記複数本の巻線を同時に巻回して各突極に巻線を巻回させる巻線巻回工程を備え、該巻線巻回工程では、誘導された前記巻線ノズルを、一方のスロットから他方のスロットへ移動するときに、巻線ノズルの回転軸を中心にして１８０度転回させて、前記複数本の巻線を突極に整列させて巻回すると共に、前記巻線が巻装された巻線ボビンから前記巻線ノズル側へ配線された巻線のうち少なくとも一本の巻線を前記巻線ノズルの回転軸中心に沿って前記巻線ノズルの先端側に導き、該巻線ノズルの回転軸中心に沿った巻線以外の巻線を、巻線ノズルの先端側に導く前に巻線ノズルの回転に伴って回転体に巻き付くようにしたこと、により解決される。
【００１１】
以上のように、巻線ノズルを、一方のスロットから他方のスロットへ移動するときに、巻線ノズルの回転軸を中心にして１８０度転回すると、スロット内で複数本の巻線の巻回経路が交差することを防止することができるので、突極に巻回された複数本の巻線の捩れを防止でき、複数本の巻線を突極に整列させて巻回することができる。また、突極に複数本の巻線を多重に巻回しても、複数本の巻線を整列させることができるので、突極における巻線占有率を増加することができる。
【００１２】
また、巻線ノズル転回時に、巻線ボビンから巻線ノズル側へ配線された巻線が捩れることを防止することができるので、突極に複数の巻線を多重に巻回することができる。
【００１３】
さらに、前記巻線巻回工程では、一つの相を構成する複数の突極への巻線巻回が終了した後で他の相への巻線巻回を行う前に、前記突極から延出した延長巻線部を形成し、前記回転体に巻き付かれた巻線を解放して前記延長巻線部に、捩れを集約していると好適である。このようにすると、一つの相を構成する複数の突極における巻線巻回にて生じた巻線の捩れを解消することができるので、他の相への巻線巻回を継続して行うことができる。
【００１４】
また、前記課題は、電機子コアに配設された複数の突極と、該複数の突極間に形成された複数のスロットと、前記突極に巻回された複数本の巻線と、を有して形成された電機子において、前記突極に複数本の巻線を巻回する巻線巻回装置であって、突極を挟むスロットに前記複数本の巻線を同時に誘導する巻線ノズルと、該巻線ノズルを、一方のスロットから他方のスロットへ移動するときに、巻線ノズルの回転軸を中心にして１８０度転回させるノズル転回手段と、巻線が巻装された巻線ボビンから前記巻線ノズル側へ配線された巻線のうち少なくとも一本の巻線を前記巻線ノズルの回転軸中心に沿って前記巻線ノズルの先端側に導く配線手段と、前記巻線ノズルの回転軸中心に沿った巻線以外の巻線を、巻線ノズルの先端側に導く前に巻線ノズルの回転に伴って巻き付け可能な回転体と、を備えたこと、により解決される。
【００１５】
以上のように、ノズル転回手段を備えると、巻線ノズルを、一方のスロットから他方のスロットへ移動するときに、巻線ノズル転回手段によって巻線ノズルを転回させることができ、スロット内で複数本の巻線の巻回経路が交差することを防止することができるので、突極に巻回された複数本の巻線の捩れを防止でき、複数本の巻線を突極に整列させて巻回することができる。また、突極に複数本の巻線を多重に巻回しても、複数本の巻線を整列させることができるので、突極における巻線占有率を増加することができる。
【００１６】
そして、配線手段と、回転体を備えることにより、巻線ノズル転回時に、巻線ボビンから巻線ノズル側へ配線された巻線が捩れることを防止することができるので、突極に複数の巻線を多重に巻回することができる。
【００１７】
また、前記課題は、本発明の電機子によれば、請求項１又は２に記載の電機子製造方法により製造されたこと、により解決される。
【００１８】
以上のように、電機子は、上記電機子製造方法を用いて、突極に複数本の巻線が整列して巻回されているので、突極における巻線占有率を増加することができる。
【００１９】
また、前記課題は、本発明に係る回転電機によれば、請求項４に記載の電機子を用いたこと、により解決される。
【００２０】
以上のように、回転電機は、上記電機子を用いているので、突極における巻線占有率の増加により、回転子に配設されたマグネットと、電機子に構成された電磁石との界磁力が増加され、回転軸の出力を向上することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００２２】
図１乃至図１０は、本発明の一実施形態を示す図であり、図１は、巻線巻回装置の一部断面を含む全体概略図、図２は、回転電機の断面図、図３は、電機子の全斜視図、図４乃至図９は、電機子における巻線巻回作業を示す図、図１０は、巻線ノズルにより電機子に巻線を巻回している様子を示す概略図である。
【００２３】
図１に示す巻線巻回装置１は、ブラシレスモータ等に用いられる電機子に、複数の巻線を同時に巻回するときに、巻線の捩れを防止し整列して巻回するための装置である。この巻線巻回装置１は、ワーク保持装置１０と、巻線ノズル装置２０と、ノズル転回装置３０と、巻線巻取り装置１００と、テンション装置５０と、スライド装置６０等から構成されている。
【００２４】
ワーク保持装置１０は、ワーク回転部１１と、ワーク保持部１２と、図示しない減速機構を有して構成されている。ワーク保持部１２は、丸棒状の柱体形状に形成されており、巻線巻回装置１におけるＸ軸方向（紙面奥行き方向）に延びている。このワーク保持部１２の自由端側部分は、ワークとしての電機子８０が保持可能に形成されている。また、このワーク保持部１２の自由端側部分には、このワーク保持部１２と垂直に形成された棒状の掛止部１５が配設されており、さらにワーク保持部１２の自由端面には、後述する第一巻線８１および第二巻線８２を挿入可能な、溝状からなる引掛部１４が形成されている。
【００２５】
ワーク回転部１１は、図示しないサーボモータ等で構成されており、このサーボモータの出力軸は、上記減速機構を介してワーク保持部１２に接続されている。また、ワーク回転部１１は、図示しない中央制御装置からの制御信号を受信可能に構成されており、この制御信号に基づいて、ワーク保持部１２を所定の回転角度に調整することができるように構成されている。
【００２６】
巻線ノズル装置２０は、第一回転パイプ２３と、巻線ノズル２６と、ノズル支持部２９から構成されている。第一回転パイプ２３は、Ｚ軸方向（図中矢印にて表示）に延びる柱体形状に形成されており、この第一回転パイプ２３の内部には、Ｚ軸方向に挿通する第一挿通路２１および第二挿通路２２が形成されている。この第一挿通路２１および第二挿通路２２は、それぞれ第一巻線８１および第二巻線８２が挿入可能な内径を有して形成され、第一挿通路２１は、第一回転パイプ２３の回転軸中心線Ｌ１上に形成されており、第二挿通路２２は、回転軸中心線Ｌ１から第一回転パイプ２３の半径方向外側へオフセットして形成されている。また、第一回転パイプ２３の所定位置には、図示しないギヤが周方向に形成されている。このギヤは、第一回転パイプ２３を回転させるための駆動力伝達機構を構成するものであり、支持部３１ａ内部に収容されている。
【００２７】
巻線ノズル２６は、円柱状の台座２６ａと、この台座２６ａと垂直に形成された筒状体からなる第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５と、から構成されており、巻線ノズル２６は、図示しないボルト等の固着具を用いて、ノズル支持部２９のワーク保持装置１０側端面に固定されている。そして、巻線ノズル２６をノズル支持部２９に固定することにより、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５は、回転軸中心線Ｌ１に対して対称となるように配置される。
【００２８】
また、台座２６ａのノズル支持部２９側部分には凹状空間２６ｂが形成されており、この凹状空間２６ｂは、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５の管内と連通されている。
【００２９】
ノズル支持部２９は、略直方体形状に形成されており、このノズル支持部２９の第一回転パイプ２３側端面には、凹状嵌合部２７が形成されている。そして、この凹状嵌合部２７に第一回転パイプ２３が絞り嵌めされることで、ノズル支持部２９と、このノズル支持部２９に固定された巻線ノズル２６と、が第一回転パイプ２３に固設されている。また、ノズル支持部２９には、凹状嵌合部２７からワーク保持装置１０側端面に向かって縮径するように開口された連通孔２８が形成されている。この連通孔２８のワーク保持装置１０側開口部は、前記した凹状空間２６ｂとほぼ同一の内径で形成されている。
【００３０】
ノズル転回装置３０は、支持部３１ａ，３１ｂと、サーボモータ３２から構成されており、第一回転パイプ２３を回転駆動するものである。支持部３１ａは、巻線巻回装置１の設置面１５０と垂直な方向に延びる中空直方体形状に形成されている。支持部３１ａの下側部分は、支持部３１ｂに固定され、支持部３１ａの上側部分には、サーボモータ３２が配設されている。このサーボモータ３２の出力軸には、巻線ノズル装置２０の第一回転パイプ２３に駆動力を伝達するための図示しないギヤが配設されており、このギヤは、支持部３１ａの内部に収容されている。
【００３１】
支持部３１ｂは、Ｚ軸方向に貫通した貫通孔３４を有する直方体形状に形成されており、後述のＸ軸テーブル６１上に固定されている。貫通孔３４には、第一回転パイプ２３が挿入されており、この第一回転パイプ２３は、貫通孔３４の所定位置に配設された軸受３３によって回転自在に支持されている。また、第一回転パイプ２３の一端側は、支持部３１ａを貫通してノズル支持部２９に連結されている。
【００３２】
支持部３１ａの内部には、歯付きベルト等で構成された図示しない駆動力伝達機構が配設されており、この駆動力伝達機構の一方側部分は、サーボモータ３２の前記出力軸に配設されたギヤに歯合され、他方側部分は、第一回転パイプ２３に形成された前記ギヤに歯合されている。そして、サーボモータ３２の駆動力が上記駆動力伝達機構によって第一回転パイプ２３に形成された前記ギヤに伝達されることにより、巻線ノズル装置２０を構成する第一回転パイプ２３及び、第一回転パイプ２３に連結されたノズル支持部２９と巻線ノズル２６が回転可能となっている。
【００３３】
また、サーボモータ３２は、図示しない中央制御装置からの制御信号を受信可能に構成されており、この制御信号に基づいて、巻線ノズル２６を所定の回転角度に調整することができるように構成されている。
【００３４】
巻線巻取り装置１００は、パイプ接合部１１０と、第二回転パイプ１２０と、ドラム１３０から構成されている。パイプ接合部１１０は、略直方体形状に形成されており、このパイプ接合部１１０の第一回転パイプ２３側端面には、凹状嵌合部１１３が形成されている。そして、この凹状嵌合部１１３に第一回転パイプ２３が絞り嵌めされることで、第一回転パイプ２３がパイプ接合部１１０に固設され、パイプ接合部１１０が第一回転パイプ２３と共に回転するように構成されている。
【００３５】
また、パイプ接合部１１０の上面１１４には、凹部１１５が形成されており、この凹部１１５の底部所定位置に第一プーリ１１６が図示しないブラケット等によって回転自在に配設されている。さらに、この第一プーリ１１６よりも第二回転パイプ１２０側の上面１１４には、第二プーリ１１７がブラケット１１８により回転自在に配設されている。第一プーリ１１６と、第二プーリ１１７は、パイプ接合部１１０と共に回転し、ドラム１３０を周回するように構成されている。
【００３６】
また、パイプ接合部１１０には、軸方向に挿通する第一挿通路１１１および第二挿通路１１２が形成されている。この第一挿通路１１１は、回転軸中心線Ｌ１上に形成され、第一回転パイプ２３の第一挿通路２１と、次述する第二回転パイプ１２０の挿通路１３４と連通している。第二挿通路１１２は、第一回転パイプ２３に形成された第二挿通路２２と連通し、回転軸中心線Ｌ１に沿って凹部１１５において開口している。
【００３７】
そして、第二プーリ１１７は、電機子８０へ巻回するために、図示しない第二巻線ボビンから供給され、ドラム１３０に巻回された第二巻線８２を第一プーリ１１６へ誘導し、第一プーリ１１６は、第二プーリ１１７によって誘導された第二巻線８２を第二挿通路１１２内へ誘導するように構成されている。
【００３８】
第二回転パイプ１２０は、円筒状の軸管１２２を有して形成され、この軸管１２２のパイプ接合部１１０側部分には、フランジ１２１が形成されている。また、この第二回転パイプ１２０には、回転軸中心線Ｌ１上で貫通する挿通路１３４が形成されている。そして、フランジ１２１がパイプ接合部１１０の端面に図示しないボルト等の固着具等によって接合されることで、第二回転パイプ１２０がパイプ接合部１１０に固定され、パイプ接合部１１０と共に回転するように構成されている。
【００３９】
ドラム１３０は、電機子８０に巻回される巻線の捩れを防止するために設けられている。ドラム１３０は、回転軸中心線Ｌ１に沿って貫通する中空円筒体で形成されており、その内孔所定位置には、軸受１３３が配設され、この軸受１３３によって軸管１２２に回転自在に軸支されている。また、軸管１２２の自由端には、ドラム１３０の外径よりも大きく形成された環状のドラムストッパー１３１が嵌合されており、このドラムストッパー１３１によって、ドラム１３０は、軸管１２２より脱落しないようになっている。
【００４０】
ドラム１３０の外周には、第二巻線８２を巻き取るための巻線巻取り面１３２が周方向に沿って形成されている。なお、ドラム１３０により第一巻線８１および第二巻線８２の捩れを防止する構成については、後述する巻線巻回方法と共に説明する。
【００４１】
テンション装置５０は、第一プーリ５１と、第二プーリ５２と、サーボモータ５３と、プーリ支持部５４から構成されている。第一プーリ５１は、回転可能な図示しない滑車を有して形成されており、第二プーリ５２は、第二巻線８２との接触部分に摩擦面が形成された図示しない滑車を有して形成されている。
【００４２】
サーボモータ５３は、図示しない出力軸を有して形成され、この出力時には、図示しないトルクリミッタ機構が配設されている。このトルクリミッタ機構は、前記出力軸に一定以上の負荷がかかった場合に、図示しないモータ駆動回路への供給電流を下げることで出力トルクを下げることができるように構成されている。また、サーボモータ５３は、図示しない中央制御装置からの制御信号を受信可能に構成されており、この制御信号に基づいて前記出力軸を所定の回転数で回転することができるように構成されている。
【００４３】
また、第二プーリ５２は、サーボモータ５３の上記出力軸に接続されており、サーボモータ５３および第二プーリ５２は、プーリ支持部５４によって、巻線巻取り装置１００と第一プーリ５１を介した反対側部分に位置するように固定され、図示しない第二巻線ボビンから延びる第二巻線８２を第一プーリ５１に誘導している。
【００４４】
第一プーリ５１は、プーリ支持部５４によって、ドラム１３０の自由端側上方に位置するように固定され、第二プーリ８２によって誘導された第二巻線８２をドラム１３０に誘導している。
【００４５】
スライド装置６０は、Ｘ軸テーブル６１と、Ｚ軸テーブル６２と、ベース６３と、図示しないＸ軸サーボモータおよびＺ軸サーボモータから構成されている。Ｘ軸テーブル６１は、支持部３１ｂを支持固定すると共に、Ｚ軸テーブル６２上でワーク保持部１２長手方向（Ｘ軸方向）にスライド可能に構成され、Ｚ軸テーブル６２は、Ｘ軸テーブル６１をスライド可能に支持すると共に、ベース６３によって回転軸中心線Ｌ１と平行な方向（Ｚ軸方向）にスライド可能に構成されている。
【００４６】
前記Ｘ軸サーボモータおよびＺ軸サーボモータは、図示しない中央制御装置からの制御信号をそれぞれ受信可能に構成されており、この制御信号に基づいてその出力軸を所定の回転数で回転することができるようにそれぞれ構成されている。そして、Ｘ軸テーブル６１は、前記Ｘ軸サーボモータに接続され、Ｚ軸テーブル６２は、前記Ｚ軸サーボモータに接続されており、Ｘ軸サーボモータおよびＺ軸サーボモータが前記中央制御装置によって駆動制御されることにより、Ｘ軸テーブル６１およびＺ軸テーブル６２は、それぞれ自動でスライドできるように構成されている。
【００４７】
また、前記中央制御装置は、図示しない操作者により入力されたプログラムを実行し、ワーク保持装置１０、ノズル転回装置３０、テンション装置５０、スライド装置６０に制御信号を送信可能に構成されている。
【００４８】
そして、上記構成からなる巻線巻回装置１において、第一巻線８１は、図示しない第一巻線ボビンから挿通路１３４内に挿入され、第一挿通路１１１、第一挿通路２１、連通孔２８および第一巻線ノズル２４を介してワーク保持装置１０側へ配線されている。また、第二巻線８２は、図示しない第二巻線ボビンから第二プーリ５２、第一プーリ５１、ドラム１３０、第二プーリ１１７および第一プーリ１１６を経由して第二挿通路１１２内に挿入され、第二挿通路２２、連通孔２８および第二巻線ノズル２５を介してワーク保持装置１０側へ配線されている。
【００４９】
ここで、本例の巻線巻回装置１を用いて後述する方法にて製造された電機子８０を内部に備えた回転電機７０について説明する。この回転電機７０は、例えば、自動車のパワーステアリング装置に用いられるブラシレスモータであって、いわゆるインナーロータ型のブラシレスモータである。この回転電機７０は、図２に示すように、ハウジング７１と、電機子８０と、回転子９０等から構成されている。
【００５０】
ハウジング７１は、アルミ等の非磁性金属材料からなる中空円柱体形状に形成され、このハウジング７１の内周面７１ａには、電機子８０が固設されている。また、ハウジング７１の長手方向両端側部分には、軸受７２ａ，７２ｂが配設されており、ハウジング７１の軸受７２ａ側部分には、後述する回転軸９１が挿入される開口部７３が形成されている。
【００５１】
図３に示す電機子８０は、図示しない円板状の薄板コアを積層して形成した電機子コア８３と、第一巻線８１および第二巻線８２を突極８４に多重に巻回してなる巻線部８７と、電機子コア８３から巻線部８７を絶縁するためのインシュレータ８６から構成されている。第一巻線８１および第二巻線８２には、断面長方形状の平角線が使用されることが望ましいが、断面円形状の巻線が使用されても良い。
【００５２】
電機子コア８３には、半径方向外側に突出する突条体からなる突極８４が複数形成されている。この突極８４は、周方向に所定間隔離間して形成されており、この突極８４間は、スロット８５ａ，８５ｂとして構成されている。また、電機子コア８３の中央には、軸方向に貫通する中央孔８８が形成されており、この中央孔８８は、図２に示す回転子９０が挿入可能に形成されている。
【００５３】
図２に示す回転子９０は、回転軸９１と、ロータスペーサ９２と、マグネット９３と、マグネットヨーク９４から構成されている。回転軸９１は、丸棒状からなる円柱体に形成されており、その一端側部分が軸受７２ａに軸支され、他方側部分が軸受７２ｂに軸支されている。また、回転軸９１の軸受７２ａ側部分は、開口部７３を介してハウジング７１の外側に突出されている。
【００５４】
また、回転軸９１の基部には、円筒体からなるロータスペーサ９２が配設されている。このロータスペーサ９２の外周には、複数のマグネット９３が固着され、さらにこのマグネット９３の外周には、円筒体からなるマグネットヨーク９４が配設されている。
【００５５】
そして、上記構成からなる回転電機７０では、図示しない外部電源から給電されることにより、巻線部８７に磁界が生じ、巻線部８７とマグネット９３が界磁することで回転子９０が回転するように構成されている。
【００５６】
次に、図４乃至図９を参照しながら、図１に示す巻線巻回装置１を用いて電機子８０の突極８４に第一巻線８１および第二巻線８２を巻回する方法について説明する。なお、以下に示す巻線巻回方法は、電機子コア８３にインシュレータ８６を装着した工程の次工程において行われるものであり、以下では、既に、図示しないインシュレータを装着した電機子８０をワーク保持部１２に保持固定し、第一巻線８１および第二巻線８２を上述した通り巻線巻回装置１に所定の経路で配線した後について説明する。
【００５７】
はじめに、図４に示すワーク保持部１２に第一巻線８１および第二巻線８２を巻き付けて固定する。ここでは、第一巻線８１および第二巻線８２の一端側部分を掛止部１５に巻き付け、さらにその端側部分をワーク保持部１２の自由端側部分に巻き付けて引掛部１４に引掛けておき解けないようにしておく。また、図１に示すＸ軸テーブル６１をスライドさせることで、図４に示す巻線ノズル２６をワーク保持部１２の自由端側に移動させておき、さらに、図１に示すＺ軸テーブル６２をスライドさせると共に、ワーク回転部１１を駆動させワーク保持部１２の回転角度を調整することで、図４に示すスロット８５ｂを通る線Ｌ２上に第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５の先端が位置するようにしておく。
【００５８】
次に、図４に示す状態から図５に示す状態まで、巻線ノズル２６をＸ軸（＋）方向に所定距離移動させる。ここでは、図１に示すＸ軸テーブル６１をスライドさせることで、図５に示す第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５をワーク保持部１２の自由端側部分からスロット８５ｂ方向へ移動させ、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５がスロット８５ｂ内に挿入され、その後、スロット８５ｂ内から外側へ完全に抜け出るまで移動させている。このように巻線ノズル２６をＸ軸（＋）方向に移動させることで、スロット８５ｂ内に、第一巻線８１および第二巻線８２が配設される。
【００５９】
次に、図５に示す状態から図６に示す状態まで、巻線ノズル２６を転回させると共に、ワーク保持部１２の回転角度を調整する。ここでは、図１に示すサーボモータ３２を駆動させることで、図６に示す回転軸中心線Ｌ１を中心に巻線ノズル２６を１８０度転回させ、これと同時に、図１に示すワーク回転部１１を駆動させることで、図６に示すワーク保持部１２の回転角度を調整し、スロット８５ａを通る線Ｌ３上に第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５が位置するようにしておく。なお、巻線ノズル２６の転回方向は、第一回転パイプ２３の基部側から巻線ノズル２６側を見たときに、反時計回り（ＣＣＷ）としている。また、ワーク保持部１２の転回方向は、ワーク保持部１２の自由端側から基部側を見たときに、時計回り（ＣＷ）としている。
【００６０】
次に、図６に示す状態から図７に示す状態まで、巻線ノズル２６をＸ軸（−）方向に所定距離移動させる。ここでは、図１に示すＸ軸テーブル６１をスライドさせることで、図７に示す第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５をワーク保持部１２の基部側からスロット８５ａへ向けて移動させ、第一巻線ノズル２４及び第二巻線ノズル２５がスロット８５ａ内に挿入し、スロット８５ａ内から外側へ完全に抜け出るまで巻線ノズル２６を移動させている。このように巻線ノズル２６をＸ軸（−）方向に移動させることで、スロット８５ａ内に、第一巻線８１および第二巻線８２が配設される。
【００６１】
また、スロット８５ｂからスロット８５ａへ移動する際に巻線ノズル２６を１８０度転回させることで、常に第一巻線ノズル２４を進行側へ位置させ、この状態で巻線ノズル２６をスライドさせて突極８４に第一巻線８１および第二巻線８２を巻回させているので、図１０に示す突極８４の角部８４ａ付近にて、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５の巻回経路が交差することがない。従って、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５が捩れてしまうことを防止することができ、この第一巻線８１および第二巻線８２を整列して巻回することができる。
【００６２】
次に、図７に示す状態から図８に示す状態まで、巻線ノズル２６を転回させると共に、ワーク保持部１２の回転角度を調整する。ここでは、図１に示すサーボモータ３２を駆動させることで、図８に示す回転軸中心線Ｌ１を中心に巻線ノズル２６を１８０度転回させ、これと同時に、図１に示すワーク回転部１１を駆動させることで、図８に示すワーク保持部１２の回転角度を調整し、スロット８５ｂを通る線Ｌ２上に第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５が位置するようにしておく。なお、巻線ノズル２６の転回方向は、第一回転パイプ２３の基部側から巻線ノズル２６側を見たときに、反時計回り（ＣＣＷ）としている。また、ワーク保持部１２の転回方向は、ワーク保持部１２の自由端側から基部側を見たときに、反時計回り（ＣＣＷ）としている。
【００６３】
以上のようにして、突極８４に第一巻線８１おおよび第二巻線８２を整列させて一重に巻回する巻線一重巻回作業を完了する。なお、突極８４に第一巻線８１および第二巻線８２を集中巻きする場合には、図１に示すＺ軸テーブル６２をスライドさせることで、図８に示す巻線ノズル２６をＺ軸（＋）方向に所定距離移動させ、再度、図４乃至図８に示した前記巻線一重巻回作業を繰り返す。この巻線一重巻回作業と巻線ノズル２６のＺ軸（＋）方向への移動を所定回数繰り返すことで、ひとつの突極８４への巻線集中巻き作業を完了する。
【００６４】
また、前記巻線集中巻き作業を完了した後、図１に示すワーク回転部１１を駆動させてワーク保持部１２を所定の回転角度に調整し、上記要領で他の突極８４についても同様に巻線集中巻き作業を行う。この他の突極８４への巻線集中巻き作業は、同相にある突極８４全ての巻線集中巻き作業を完了するまで行う。例えば、３相４極からなる電機子の場合は、４極全ての突極について上記巻線集中巻き作業を行う。
【００６５】
本例の巻線巻回装置１では、前記した巻線集中巻き作業において、巻線に捩れが発生することを防止することができるように構成されている。以下、巻線の捩れの解消動作について説明する。
【００６６】
巻線集中巻き作業において、図１に示す第一回転パイプ２３が回転すると、第二巻線８２が配線された第二プーリ１１７は、第一回転パイプ２３の回転に伴って回転軸中心線Ｌ１を中心にドラム１３０を周回する。このように、第二巻線８２が配線された第二プーリ１１７がドラム１３０を周回すると、第二巻線８２は、ドラム１３０の巻線巻取り面１３２に巻き付けられる。
【００６７】
そして、同相にある突極８４全ての巻線集中巻き作業を完了後、図９に示す巻線ノズル２６を電機子８０から十分離れた位置に移動させておき、前記巻線巻回作業中における第一回転パイプ２３の転回方向とは逆方向に第一回転パイプ２３と共に巻線ノズル２６を回転させる。このように、巻線ノズル２６を回転させて、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５から突出している第一巻線８１および第二巻線８２に捩れを生じさせる。図９に示す符号Ｂは、第一巻線８１および第二巻線８２に生じた捩れを示している。
【００６８】
また、前記巻線巻回作業中における第一回転パイプ２３の転回方向とは逆方向に第一回転パイプ２３を回転させると、図１に示す巻線巻取り面１３２に巻き付けられた第二巻線８２が巻線巻取り面１３２から解けるので、第二プーリ５２を所定の方向に回転させることによって、巻線巻取り面１３２から解けた第二巻線８２を図示しない第二巻線ボビン側に引き込む。そして、第二巻線８２が巻線巻取り面１３２から全て解けたところで第一回転パイプ２３を停止させる。
【００６９】
以上のようにして、同相にある突極８４全ての巻線集中巻き作業を終了し、ワーク保持部１２および巻線ノズル２６を所定動作させることにより、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５から突出している第一巻線８１および第二巻線８２に生じた捩れ部（図９の符号Ｂ）を掛止部１５に掛止させることで、同相にある突極８４についての１相巻線巻回作業を完了する。
【００７０】
このように、本例の巻線巻回作業では、一つの相を構成する複数の突極８４への巻線巻回が終了した後で他の相への巻線巻回を行う前に、第一巻線８１および第二巻線を突極８４から延出させて延長巻線部を形成し、ドラム１３０に巻き付かれた第二巻線８２を解放して前記延長巻線部に、捩れを集約している。このようにすると、一つの相を構成する複数の突極８４における巻線巻回にて生じた巻線の捩れを解消することができるので、他の相への巻線巻回を継続して行うことができる。
【００７１】
そして、再び、図４に示すように、第一巻線８１および第二巻線８２を引掛部１４に挿入してワーク保持部１２の自由端側に巻き付けて固定し、他の相にある突極８４についても、前記１相巻線巻回作業を行う。そして、電機子８０における全ての相について前記１相巻線巻回作業を行うことで、電機子８０についての巻線巻回作業を完了する。
【００７２】
そして、巻線巻回作業終了後、掛止部１５に掛止した捩れ部（図９の符号Ｂ）を所定の方法により切断し、所定の配線処理を行うことで、図３に示す電機子８０の製造を完了する。
【００７３】
このように、図１に示す巻線巻回装置１によれば、ノズル転回装置３０によって巻線ノズル２６を転回することで、第一巻線８１および第二巻線８２の巻回経路が交差することを防止することができるので、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５によって突極８４にそれぞれ巻回される第一巻線８１および第二巻線８２に捩れが生じてしまうことを防止することができる。
【００７４】
また、巻線巻取り装置１００を備えているので、巻線ノズル２６の転回時に、第一巻線８１および第二巻線８２を巻線ノズル２６の転回方向に巻き取ることが可能となり、巻線ノズル２６から図示しない巻線ボビン側部分においても第一巻線８１および第二巻線８２が捩れることを防止することができる。
【００７５】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）  図６，図８に示す巻線巻回作業において、巻線ノズルを１８０度転回しているので、第一巻線８１および第二巻線８２の巻回経路が交差することを防止することができる。従って、第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５によって突極８４にそれぞれ巻回される第一巻線８１および第二巻線８２が交差して捩れてしまうことを防止することができるので、第一巻線８１および第二巻線８２を突極８４に整列して巻回することができる。
【００７６】
（２）  図４乃至図８に示す突極８４への一重巻線巻回作業と、図８に示す巻線ノズル２６のＺ軸（＋）方向（電機子コア８３の半径方向）への移動を繰り返すことで、突極８４に第一巻線８１および第二巻線８２を整列させて集中巻きすることができる。また、巻線ノズル２６によって突極８４に巻回される第一巻線８１および第二巻線８２が交差して捩れてしまうことを防止することができるので、突極８４における巻線占有率を増加することができる。
【００７７】
（３）  図１に示す第一巻線８１を筒状体からなるドラム１３０に挿入し、巻線ノズルの回転に伴って、第二巻線８２を、ドラム１３０に巻き付けることにより、第一巻線８１および第二巻線８２が捩れることなく巻線ノズル２６の転回を可能にすることができる。従って、巻線ノズル２６を転回することで、第一巻線８１および第二巻線８２を突極８４に整列して巻回することができるので、突極８４における巻線占有率を増加することができる。
【００７８】
（４）  本例の巻線巻回作業では、一つの相を構成する複数の突極８４への巻線巻回が終了した後で他の相への巻線巻回を行う前に、第一巻線８１および第二巻線を突極８４から延出させて延長巻線部を形成し、ドラム１３０に巻き付かれた第二巻線８２を解放して前記延長巻線部に、捩れを集約している。このようにすると、一つの相を構成する複数の突極８４における巻線巻回にて生じた巻線の捩れを解消することができるので、他の相への巻線巻回を継続して行うことができる。
【００７９】
（５）  図１に示す巻線巻回装置１は、巻線ノズル２６を転回するノズル転回装置３０を備えているので、図３に示す電機子コア８３に形成された突極８４に第一巻線８１および第二巻線８２を巻回する際に、巻線ノズル２６を転回することができる。従って、ノズル転回装置３０によって巻線ノズル２６を転回することで、第一巻線８１および第二巻線８２の巻回経路が交差することを防止することができるので、第一巻線８１および第二巻線８２が捩れることを防止することができ、第一巻線８１および第二巻線８２を突極８４に整列して巻回することができる。
【００８０】
（６）  図１に示す巻線巻回装置１は、巻線ノズル２６をＺ軸（＋）方向（電機子コア８３の半径方向）に移動させるＺ軸テーブル６２を備えているので、このＺ軸テーブル６２によって巻線ノズル２６を電機子コア８３の半径方向に移動させることで、第一巻線８１および第二巻線８２を突極８４に整列させて集中巻きすることができる。また、巻線ノズル２６によって突極８４に巻回される第一巻線８１および第二巻線８２が交差して捩れてしまうことを防止することができるので、突極８４における巻線占有率を増加することができる。
【００８１】
（７）  図１に示す巻線巻回装置１は、巻線ノズル２６の転回時に、第二巻線８２を巻線ノズル２６の転回方向に巻取る巻線巻取り装置１００を備えていると、巻線ノズル２６の転回時に、第二巻線８２をドラム１３０に巻き取ることができるので、第一巻線８１および第二巻線８２が捩れることなく巻線ノズル２６の転回を可能にすることができる。従って、巻線ノズル２６を転回することで、第一巻線８１および第二巻線８２を突極８４に整列して巻回することができるので、突極８４における巻線占有率を増加することができる。
【００８２】
（８）  図３に示す電機子８０は、上述の通り、突極８４に第一巻線８１および第二巻線８２が整列して巻回されているので、突極８４における巻線占有率を増加することができる。
【００８３】
（９）  図２に示す回転電機７０は、図３に示す電機子８０が配設されているので、電機子８０に形成された突極８４に第一巻線８１および第二巻線８２が整列して巻回され、突極８４における巻線占有率が増加されているので、回転子９０側に配設されたマグネット９３と電機子コア８３および巻線部８７からなる電磁石との界磁力が増加され、図２に示す回転軸９１の出力を向上することができる。
【００８４】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
（ａ）  図１に示す巻線巻回装置１において、ワーク保持部１２に対する巻線ノズル２６の相対的な動作は、Ｘ軸テーブル６１およびＺ軸テーブル６２に限定されるものではない。従って、巻線ノズル２６をＸ軸方向（紙面奥行き方向）およびＺ軸方向（図中矢印にて表示）に対して固定しておき、ワーク保持装置１０全体が、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動できるように構成されても良い。また、図示しない周知のロボットアーム等を用いてワーク保持部１２の周方向へ巻線ノズル２６自体が移動できるように構成されても良い。
【００８５】
（ｂ）  また、図６に示す巻線ノズル２６の中心軸は、回転軸中心線Ｌ１上に配設されることに限定されるものではない。従って、巻線ノズル２６の中心軸を回転軸中心線Ｌ１の半径方向外側へ所定長さオフセットすることにより、ワーク保持部１２を転回しなくても、巻線ノズル２６を転回させるだけで第一巻線ノズル２４および第二巻線ノズル２５をスロット８５ｂからスロット８５ａに挿入することが可能となる。
【００８６】
（ｃ）  また、図１に示す巻線巻回装置１によって第一巻線８１および第二巻線８２が巻回された電機子８０は、いわゆる一般的なインナーロータ型のブラシレスモータに用いられる電機子であるが、本発明は、これに限定される趣旨ではなく、その他、アウターロータ型のブラシレスモータやブラシ付きＤＣモータの電機子に巻線巻回装置１が適用されても良い。また、電機子８０は、一の突極に巻線を集中的に巻回してから他の突極に連続して巻線を巻回する集中巻き型の電機子であるが、いわゆる分布巻きの電機子に巻線巻回装置１が適用されても良い。
【００８７】
（ｄ）  図４乃至図８に示す巻線巻回作業では、スロット８５ｂ、スロット８５ａの順番で第一巻線８１および第二巻線８２を挿入したが、本発明は、これに限定される趣旨ではなく、スロット８５ａ、スロット８５ｂの順番で第一巻線８１および第二巻線８２を挿入してもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る電機子製造方法および巻線巻回装置によれば、電機子コアに形成された突極に複数本の巻線を同時に巻回する場合でも、複数本の巻線が交差して捩れてしまうことを防止できるので、突極に巻回された複数本の巻線の捩れを防止でき、複数本の巻線を突極に整列させて巻回することができる。また、突極に複数本の巻線を多重に巻回しても、複数本の巻線を整列させることができるので、突極における巻線占有率を増加することができる。
【００８９】
また、本発明の電機子によれば、上記電機子製造方法を用いて、突極に複数本の巻線が整列して巻回されているので、突極における巻線占有率を増加することができる。
【００９０】
また、本発明の回転電機によれば、上記電機子を用いているので、突極における巻線占有率の増加により、回転子に配設されたマグネットと、電機子に構成された電磁石との界磁力が増加され、回転軸の出力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る巻線巻回装置の一部断面を含む全体概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回転電機の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電機子の全斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電機子における巻線巻回作業を示す図である。
【図５】図４に示す巻線巻回状態から巻線ノズルを移動させた状態を示す図である。
【図６】図５に示す巻線巻回状態から巻線ノズルおよびワーク保持部を移動させた状態を示す図である。
【図７】図６に示す巻線巻回状態から巻線ノズルを移動させた状態を示す図である。
【図８】図７に示す巻線巻回状態から巻線ノズルおよびワーク保持部を移動させた状態を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態における巻線ノズルを回転させている様子を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態における巻線ノズルにより電機子に巻線を巻回している様子を示す概略図である。
【図１１】従来技術における巻線ノズルにより電機子に巻線を巻回している様子を示す概略図である。
【符号の説明】
１  巻線巻回装置、１０  ワーク保持装置、１１  ワーク回転部、１２  ワーク保持部、１４  係留部、２０  巻線ノズル装置、２１，１１１  第一挿通路、２２，１１２  第二挿通路、２３  第一回転パイプ、２４，２２４  第一巻線ノズル、２５，２２５  第二巻線ノズル、２６  巻線ノズル、２６ａ  台座、２６ｂ凹状空間、２７  凹状嵌合部、２８  連通孔、２９，２２９  ノズル支持部、３０  ノズル転回装置、３１ａ，３１ｂ  支持部、３２，５３  サーボモータ、３３，７２ａ，７２ｂ，１３３  軸受、３４  貫通孔、５０  テンション装置、５１，８１，１１６  第一プーリ、５２，８２，１１７  第二プーリ、５４  プーリ支持部、６０  スライド装置、６１  Ｘ軸テーブル、６２  Ｚ軸テーブル、６３  ベース、７０  回転電機、７１  ハウジング、７１ａ  内周面、７３  開口部、８０  電機子、８１，２８１  第一巻線、８２，２８２  第二巻線、８３電機子コア、８４，２８４  突極、８４ａ，２８４ａ  角部、８５ａ，８５ｂスロット、８６  インシュレータ、８７  巻線部、８８  中央孔、９０  回転子、９１  回転軸、９２  ロータスペーサ、９３  マグネット、９４  マグネットヨーク、１００  巻線巻取り装置、１１０  パイプ接合部、１１３  凹状嵌合部、１１４  上面、１１５  凹部、１２０  第二回転パイプ、１２１  フランジ、１２２  軸管、１３０  ドラム、１３１  ストッパー部、１３２  巻線巻取り面、１３４  挿通路、１５０  設置面
【図１】
0003764374.tif 000002
【図２】
0003764374.tif 000003
【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】
0003764374.tif 000008
【図８】
0003764374.tif 000009
【図９】
0003764374.tif 000010
【図１０】
0003764374.tif 000011
【図１１】
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