JP2002325409A - ステータコアへの巻線装置及び同装置に使用されるノズルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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、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１２と、導線導入筒１２
の先端に装着され、導線を導線導入筒１２に対してほぼ
直交する方向に繰り出すノズル２３とを備える。ノズル
２３の中心部に長さ方向に沿って形成された導線ガイド
孔３１の基端側開口部３１ｂは、導線ガイド孔３１の中
心線に対して導線導入筒１２の基端側に傾斜した中心を
有するテーパ孔をなしている。

Description

【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８
３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８
４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８
６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９
１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。

【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２
１は、段付き円筒部材１５の拡径段部と、ヘッド本体１
６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２
２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２
４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３
１ａ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１
５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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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ていることを特徴とするステータコ
   アへの巻線装置。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。