JP2004304953A

JP2004304953A - Winding machine and process for manufacturing armature of rotary electric machine

Info

Publication number: JP2004304953A
Application number: JP2003096651A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Natsume; 稔之夏目; Hideaki Iwase; 英明岩瀬; Akihiko Seki; 明彦関
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP4102235B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for manufacturing the armature of a rotary electric machine in which a high space factor can be realized. SOLUTION: The armature 15 of a motor is manufactured by applying a winding 14 to the teeth 13 of a core 12 through a nozzle 32. A fixed former 41 guides the winding 14 to the outer diameter side of the core 12 in a slot 13a. A movable former 42 guides the winding 14 to the rotary shaft 29 side in the slot 13a. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding winding device and a method for manufacturing an armature of a rotating electric machine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, as shown in FIG. 10 has been proposed as a winding winding device that winds a winding around a motor core or the like (see Patent Document 1). In the winding device 71 shown in FIG. 10, the winding 72 drawn from a winding supply unit (not shown) is sent to the motor core 74 via three nozzles 73. Then, by rotating each nozzle 73, the winding 72 is simultaneously wound around the three teeth 74 a formed on the core 74.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-164533
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, each nozzle 73 moves in the radial direction of the core 74. However, since it is necessary to prevent the winding 72 guided in the slot 75 formed in the core 74 from interfering with the teeth 74a of the core 74, each nozzle 73 is moved only within the range A1 shown in FIG. I can't let it. As a result, in the areas B1 and C1 shown in FIG. 11, the winding 72 only has to be swept and wound, so that it is difficult to increase the space of the motor.
[0005]
The present invention has been made in view of the problems existing in the conventional technology, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an armature of a rotating electric machine capable of increasing a space factor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a winding step of winding a winding around teeth of a core by a nozzle, and the winding step is performed by a fixed former abutting on the core. Guiding the winding to the outer diameter side of the core in the slot of the core, and guiding the winding to the rotation axis side in the slot by a movable former moving to the rotation axis side of the core. The point is that at least one of the steps is provided.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fixed former and the movable former are separated from the armature, and the winding is engaged with a connection claw of a commutator provided in the core. The gist of the present invention is to include a step of causing the process to be performed.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, in the step of locking the winding to the connection pawl, a predetermined position for locking the nozzle to the connection pawl by stopping means. The gist is to stop at
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a winding winding device for winding a winding around a core of an armature, wherein the winding unit is provided so as to be movable and rotatable in a contacting / separating direction with respect to the core. A swivel part on which a nozzle for winding a winding is supported, a fixed former abutting on the core and guiding the winding to a slot of the core, and a leading end of the winding of the nozzle on the leading side. The gist of the present invention includes a control unit that arranges the turning unit so as to turn radially outward of the core from the tip of the umbrella portion of the teeth.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect, a movable former for guiding the winding to the rotating shaft side in the slot by moving the core toward the rotating shaft side is provided. Make a summary.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect or the fifth aspect of the present invention, the nozzle is stopped at a predetermined position for locking the nozzle with a connection claw of a commutator of the core. The gist is that a stopping means is provided.
[0012]
In the invention according to claim 7, in the invention according to claim 6, the stopping means is attached to a support shaft that supports the fixed former movably in the contact and separation directions, and corresponds to the predetermined position. The gist comprises a plate member having a notch formed therein, and a pin provided in the turning portion and inserted through the notch and engaged with the plate member in a rotating direction.
[0013]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the fourth to seventh aspects, the fixed former or the movable former is provided so as not to rotate relatively, and the fixed former is provided with respect to the movable former. The point is that the movable former is urged toward the rotation axis side of the core, and the movable former moves along with the turning portion in the contact / separation direction.
(Action)
According to the first, fourth and fifth aspects of the present invention, since the winding is guided to the rotating shaft side in the slot by the movable former, the winding is wound around the region near the rotating shaft in the slot. Can be done. Further, since the winding is guided by the fixed former to the outer diameter side of the core in the slot, the winding can be wound around the outer diameter side of the core in the slot. Therefore, a high space factor of the armature can be achieved.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, the winding is locked to the connection claw while the fixed former and the movable former are separated from the armature. Therefore, it is possible to prevent the operation of locking the winding to the connection claw due to the interference of the winding with the fixed former and the movable former. Therefore, the production efficiency of the armature can be improved.
[0015]
In the third, sixth, seventh and eighth aspects of the invention, the nozzle is always held at a predetermined position with respect to the fixed former and the movable former by the stopping means. Therefore, it can be set so that the tip of the nozzle always moves near the connection claw by the winding winding device. Therefore, the production efficiency of the armature can be further improved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a winding winding device 11 is used to manufacture a motor armature 15 as a rotating electric machine by winding a winding 14 around three teeth 13 formed on a core 12. Things. Each of the teeth 13 is formed of a magnetic material such as an iron material having a rectangular cross section, and plays a role of a winding core around which the winding 14 is wound. Further, slots 13a are provided between the teeth 13.
[0017]
A commutator (commutator) 16 constituting the armature 15 is provided with connection claws 12 a corresponding to the respective teeth 13. A winding 14 wound around each tooth 13 is locked to each connection claw 12a. Note that the armature 15 here includes one in a state before a coil is formed for each tooth 13.
[0018]
The winding winding device 11 includes a winding pack 17, a tension control device 18, and first to third nozzle units 19 to 21 as winding machines. The windings 14 drawn from the winding pack 17 are sent to the core 12 via the tension controller 18 and the first to third nozzle units 19 to 21.
[0019]
The tension controller 18 keeps the tension of the winding 14 constant by following the fluctuation of the tension generated in the winding 14. The tension control device 18 has a control pulley 22. The control pulley 22 is driven by a servo motor 36 described later. A plurality of guide pulleys 23 are rotatably attached to the tension control device 18. Each guide pulley 23 is for sending out the winding 14 drawn out from the winding pack 17 to the core 12 via any one of the first to third nozzle units 19 to 21. Each guide pulley 23 is for ensuring a stable tension detected by a tension sensor 35 described later. These guide pulleys 23 prevent the winding 14 from becoming entangled.
[0020]
The first to third nozzle units 19 to 21 are arranged downstream of the tension control device 18 in the sending direction of the winding 14. The winding 14 passes through the first to third nozzle units 19 to 21 and is sent to the core 12 side. The first to third nozzle units 19 to 21 are rotated by a nozzle driving motor (not shown) provided in a driving device 38 to be described later, so that the windings 14 are respectively wound around the teeth 13 at the same time. It has become.
[0021]
As shown in FIG. 2, the winding winding device 11 includes a collect chuck 24, a welding torch 26, an electrode 27, a clamp cutter 28, and first to third nozzle units 19 to 21.
[0022]
The collect chuck 24 is provided with a shaft holding unit 30 that can hold the rotating shaft 29 of the armature 15. The shaft holding unit 30 is configured to be rotated by an armature rotation motor 37 as a rotation shaft rotation actuator. Therefore, the armature 15 can rotate around the rotation shaft 29.
[0023]
The welding torch 26 and the electrode 27 are arranged on a base (not shown), and are provided diagonally above the axis L1. The welding torch 26 and the electrode 27 are each formed in a rod shape along an axis L3 orthogonal to the axis L1, and are movable in the direction of the coaxial line L3. At the tip of the electrode 27, a projection 27a is formed. The welding torch 26 and the electrode 27 can generate a plasma arc in a state where the tip of the welding torch 26 and the projection 27a are close to each other.
[0024]
The clamp cutter 28 is disposed on an axis L1 on a base (not shown), and is movable in the direction of the coaxial line L1. The clamp cutter 28 is rotatable about the axis L1.
[0025]
The first to third nozzle units 19 to 21 are provided on a base (not shown) at intervals of 120 ° about the axis L1. Each of the first to third nozzle units 19 to 21 is movable in the direction of the axis L1. Each of the first to third nozzle units 19 to 21 is movable in the direction of an axis L2 orthogonal to the axis L1 (the direction of arrow F1 in FIG. 1).
[0026]
The first to third nozzle units 19 to 21 include a nozzle holder 31 and a nozzle 32, respectively. The nozzle holder 31 is rotatable about the axis L2. The nozzle 32 is arranged eccentrically with respect to the axis L2. The nozzle 32 has an opening at the tip, and the winding 14 is led out from the opening.
[0027]
As shown in FIG. 3, the winding device 11 includes a control unit 33. The control unit 33 is a microcomputer for performing various controls of the winding winding device 11. The control unit 33 arranges a later-described turning unit 40 so that the leading end of the winding 14 of the nozzle 32 turns radially outward of the core 12 from both ends of the umbrella portion 13b of the teeth 13. The controller 33 is electrically connected to a speed sensor 34, a tension sensor 35, a servo motor (servo motor) 36 for tension control, the armature rotation motor 37, a driving device 38, and an actuator 39. The actuator 39 is for moving the nozzle 32 in a direction of coming into contact with and separating from the core 12.
[0028]
The speed sensor 34 detects the rotation speeds of the first to third nozzle units 19 to 21, generates a speed detection signal including speed data, and outputs the speed detection signal to the control unit 33. The tension sensor 35 detects a tension generated in the winding 14, generates a tension detection signal including tension data, and outputs the tension detection signal to the control unit 33.
[0029]
The control unit 33 controls the rotation of the servomotor 36 based on a speed detection signal from the speed sensor 34 and a tension detection signal from the tension sensor 35. The control unit 33 drives the servo motor 36 to rotate (forward) the control pulley 22 in the sending direction (the direction of the arrow F1 shown in FIG. 1) in which the winding 14 is sent out. The generated tension is weakened. The control unit 33 drives the servo motor 36 to rotate (reversely rotate) the control pulley 22 in the retracting direction (the direction of the arrow F 2 shown in FIG. 1) in which the winding 14 is pulled, thereby generating the winding 14. To increase the tension.
[0030]
The number of revolutions of the control pulley 22 is set slightly lower than the number of revolutions of the control pulley 22 necessary for the actual sending speed of the winding 14. Therefore, a frictional force acts between the winding 14 and the control pulley 22 in the retraction direction in which the winding 14 is drawn. Therefore, the winding 14 is pulled by the nozzle 32 and the control pulley 22 in opposite directions to generate tension.
[0031]
As shown in FIG. 4, the nozzle holder 31 configuring the first to third nozzle units 19 to 21 includes a turning part 40, a fixed former 41 and a movable former 42. Since the first to third nozzle units 19 to 21 have the same configuration, only the configuration of the first nozzle unit 19 will be described here, and the configuration of the second and third nozzle units 20 and 21 will be described. Will not be described.
[0032]
The turning section 40 includes an outer cylinder 40a and the nozzle 32. The outer cylinder 40a is provided so as to be movable and rotatable in the direction of contacting and separating from the core 12. The outer cylinder 40a is configured to rotate while supporting the nozzle 32 at the distal end. The nozzle 32 extends toward the core 12 and is inclined toward the axis L2 toward the tip. The nozzle 32 is connected to the winding pack 17, the tension controller 18, a winding outlet 43 provided in the nozzle holder 31, and a guide pulley 44 provided in the nozzle holder 31. To the core 12 side. The nozzle 32 is set so that the winding 14 is wound around only one of the teeth 13 in one winding process.
[0033]
As shown in FIG. 5, a bearing 45 is attached to the outer peripheral surface of the proximal end of the outer cylinder 40a. The outer cylinder 40a is attached to one end of a support plate 46 via a bearing 45, and is rotatable with respect to the support plate 46. A guide bar 48 extending toward the main body 47 of the first nozzle unit 19 is screwed to the other end of the support plate 46. The guide bar 48 can be inserted through a guide portion 49 having a cylindrical shape. The guide part 49 is inserted through a tip part of a holding plate 50 protruding from the outer peripheral surface of the main body part 47.
[0034]
The actuator 39 is provided on the base end side of the holding plate 50. The main body 39a of the actuator 39 is provided with a piston 39b that extends through the holding plate 50 toward the support plate 46. The piston 39b is screwed to the support plate 46 at the tip. The piston 39b is provided so as to be able to protrude and retract from the main body 39a. Therefore, the outer cylinder 40a can move in the direction of the axis L2 when the piston 39b of the actuator 39 protrudes and retracts.
[0035]
The main body 47 of the first nozzle unit 19 is provided with a rotating shaft 51 extending along the axis L2. A body 53 is fixed to the rotating shaft 51 via a rotating plate 52. A concave portion 55 is formed in the distal end portion 54 of the body 53, and a base end portion 57 of the body 56 is fitted in the concave portion 55. Thereby, bodies 53 and 56 are fixed to each other.
[0036]
A pin 58 having a substantially cylindrical shape is attached to a distal end portion 54 of the body 53. The proximal end of the pin 58 is embedded in the distal end 54 of the body 53, and the distal end of the pin 58 projects toward the outer cylinder 40a. As shown in FIG. 4, the tip of the pin 58 is inserted into a long hole 59 formed in the outer cylinder 40a. The long hole 59 extends along the axis L2 of the first nozzle unit 19. Therefore, the outer cylinder 40a can move in the axial direction with respect to the bodies 53 and 56 shown in FIG. Further, rotation of the outer cylinder 40a relative to the bodies 53 and 56 is restricted.
[0037]
A former recess 60 is formed at the tip end of the body 56, and a thrust bearing 61 is attached to the inner surface of the former recess 60. The movable former 42 which can be inserted into the former concave portion 60 is attached to the thrust bearing 61. Therefore, the movable former 42 is rotatable relative to the bodies 53 and 56 and the rotating shaft 51. The movable former 42 has a substantially U-shaped cross section. As shown in FIG. 4, the movable former 42 protrudes toward the core 12 at the center. The tip of the movable former 42 has a substantially arc shape on both sides. Therefore, it is possible to prevent the winding 14 from being damaged by the movable former 42.
[0038]
The movable former 42 moves toward the rotation shaft 29 as the first nozzle unit 19 moves toward the rotation shaft 29 of the core 12. When the movable former 42 comes closest to the rotating shaft 29, the leading edge of the movable former 42 projects beyond the leading end of the fixed former 41. In other words, the leading edge of the movable former 42 guides the winding 14 sent from the nozzle 32 into the slot 13a toward the rotation shaft 29 of the core 12 in the direction of the axis L2. This allows the winding 14 to be wound around a region (region B1 shown in FIG. 11) near the rotation shaft 29 in the slot 13a.
[0039]
The fixed former 41 is housed in a fixed former housing 62 formed in the movable former 42. The movable former 42 is arranged movably in a groove 41 a formed in the fixed former 41. Four springs 63 are arranged between the fixed former 41 and the movable former 42. Each of the springs 63 is arranged in parallel with the axis L 2, and both end portions are in contact with the inner side surface of the fixed former accommodating portion 62 and the base end surface of the fixed former 41. The springs 63 are arranged on opposite sides of each other via the axis L2. Each spring 63 biases the fixed former 41 and the movable former 42 in a direction to separate them from each other. That is, the movable former 42 is pressed against the thrust bearing 61, that is, the body 56 by the springs 63. The fixed former 41 and the movable former 42 are provided so as not to rotate relative to each other.
[0040]
At the center of the fixed former 41, a pin 64 is screwed as a support shaft for supporting the fixed former 41 movably in the direction of contacting and separating from the core 12. The pin 64 protrudes toward the main body portion 47 of the first nozzle unit 19, and extends in the direction of the axis L2. The pin 64 passes through an insertion hole 65 formed in the center of the body 56, and is held by the body 56 via a bearing 66 provided on the inner surface of the insertion hole 65. The bearing 66 allows the pin 64, the fixed former 41, and the movable former 42 not only to be movable in the direction of the axis L2, but also to be rotatable relative to the bodies 53, 56.
[0041]
A flange portion 67 as a disk-shaped plate member is formed on the distal end side of the pin 64, and an engagement groove 67 a as a cutout portion is formed in the outer peripheral portion of the flange portion 67. When the pin 64, the fixed former 41, and the movable former 42 are urged by the respective springs 63 and move toward the core 12 in the direction of the axis L2, the pin 64, the fixed former 41, and the movable former 42 are integrated with the base end 57 of the body 56 in the engaging groove 67a. The pin 68 which has been attached is fitted. As a result, the bodies 53 and 56 and the rotating shaft 51 are prevented from rotating relative to the pin 64, the fixed former 41 and the movable former 42. Further, in the rotation direction of the nozzle holder 31, the bodies 53 and 56 and the rotation shaft 51, that is, the nozzle 32 are always held at a fixed relative angle with respect to the pin 64, the fixed former 41 and the movable former 42.
[0042]
As shown in FIG. 4, the fixed former 41 extends from the center of the movable former 42 to both sides. An umbrella contact portion 41b that contacts the umbrella portion 13b of the tooth 13 is formed on the distal end side of the fixed former 41. The umbrella contact portion 41b has a substantially arc shape, and is curved toward the main body portion 47 of the first nozzle unit 19 toward the center. The curvature of the umbrella contact portion 41b is set to be the same as the curvature of the tip edge of the umbrella 13b. Therefore, as shown in FIG. 5, the fixed former 41 is urged by the springs 63 and comes into contact with the core 12, so that the fixed former 41 comes into close contact with the umbrella portion 13b. The umbrella contact portion 41b is wider than the umbrella 13b. Therefore, it is possible to prevent the winding 14 sent from the nozzle 32 toward the core 12 from interfering with the head 13b. As shown in FIG. 5, the umbrella contact portion 41b has a substantially arc shape on both sides. Therefore, it is possible to prevent the winding 14 from being damaged by the fixed former 41.
[0043]
As shown in FIG. 4, a first tapered portion 41 c and a second tapered portion 41 d located on the distal end side with respect to the first tapered portion 41 c are formed outside the both sides of the fixed former 41. The first taper portion 41c and the second taper portion 41d approach each other as they approach the distal end of the fixed former 41. That is, both the first tapered portions 41c and both the second tapered portions 41d are inclined toward the axis L2. The inclination angle of the second taper portion 41d with respect to the axis L2 is larger than the inclination angle of the first taper portion 41c with respect to the axis L2.
[0044]
The first tapered portion 41c guides the winding 14 sent from the nozzle 32 into the slot 13a toward the rotation shaft 29 of the core 12 in the direction of the axis L2. The second tapered portion 41d guides the winding 14 guided along the first tapered portion 41c toward the axis L2. That is, the direction in which the winding 14 is guided is changed in two stages by the first tapered portion 41c and the second tapered portion 41d. The winding 14 guided into the slot 13a by the first tapered portion 41c and the second tapered portion 41d causes the tension controlled by the drive of the servo motor 36 to cause the outer diameter side of the core 12 in the slot 13a ( (The umbrella 13b side).
[0045]
Further, in the direction of the axis L2, the distal end of the fixed former 41 is located closer to the rotation shaft 29 of the core 12 than both ends of the umbrella portion 13b. Therefore, it is possible to prevent the winding 14 sent from the nozzle 32 toward the core 12 from interfering with the head 13b.
[0046]
Therefore, when the fixed former 41 comes into contact with the workpiece (the armature 15 on which the winding 14 is wound), the fixed former 41 and the pin 64 are opposed to the urging force of the springs 63 to form the main body of the first nozzle unit 19. It moves to the part 47 side, and the engagement between the pin 64 and the pin 68 is released. As a result, the rotation of the rotating shaft 51 is not transmitted to the pin 64, the fixed former 41, and the movable former 42. Therefore, the core 12 can be held by the fixed former 41, and the winding 14 can be wound by the rotation of the nozzle 32 (the swivel part 40).
[0047]
Next, a method of manufacturing the armature in the winding device 11 will be described. In FIGS. 5 to 9, the second nozzle unit 20 and the third nozzle unit 21 are omitted for easy understanding visually.
[0048]
`` Winding process ''
The first nozzle unit 19 is moved from the state shown in FIG. 6 to the work (the armature 15 where the winding 14 is wound) to bring the fixed former 41 into contact with the work. Similarly, the fixed formers 41 of the second and third nozzle units 20, 21 are also brought into contact with the workpiece. Thereby, each fixed former 41 and each pin 64 move toward the main body 47 side of the first to third nozzle units 19 to 21 against the urging force of each spring 63, and the engagement between the pin 64 and the pin 68 is performed. Are respectively released. As a result, the core 12 is held by each of the fixed formers 41, and the winding 14 can be wound by the rotation of the nozzle 32 (the swivel part 40).
[0049]
As shown in FIG. 4, in a state where the teeth 13 of the core 12 face the first to third nozzle units 19 to 21, the windings 14 drawn from the winding pack 17 shown in FIG. 18 to the core 12. Then, when each nozzle holder 31 rotates a predetermined number of times around the axis L2, each nozzle 32 rotates around the axis L2, and the windings 14 are wound around each tooth 13 to form a coil.
[0050]
When the winding 14 is wound around the outer periphery of the core 12 (the area near the umbrella portion 13b) in the slot 13a, as shown in FIGS. 7A and 7B, the first to third nozzle units 19 to The entire 21, that is, each nozzle 32 is moved in a direction away from the rotation shaft 29 of the core 12. Accordingly, the movable former 42 also moves in a direction away from the rotating shaft 29. At this time, the fixed former 41 is urged by the springs 63 and is held in a state of contacting the core 12.
[0051]
In this state, when the nozzles 32 (the swirling portions 40) rotate, the windings 14 derived from the respective nozzles 32 are guided to the rotating shaft 29 along the first tapered portion 41 c of the fixed former 41. Further, the winding 14 guided along the first tapered portion 41c is guided toward the axis L2 by the second tapered portion 41d, and is sent into the slot 13a. At this time, the winding 14 is pulled by the tension controlled by the drive of the servomotor 36 in a direction away from the rotating shaft 29 and is guided to the outer diameter side (the umbrella portion 13b side) of the core 12 in the slot 13a. You. Thus, the winding 14 can be wound around a region (the region C1 shown in FIG. 11) near the umbrella portion 13b in the slot 13a.
[0052]
When the winding 14 is wound around the area near the rotation shaft 29 in the slot 13a, as shown in FIGS. 8A and 8B, the first to third nozzle units 19 to 21 as a whole, The nozzle 32 is moved in a direction approaching the rotation shaft 29. Accordingly, since the movable former 42 also moves in the direction approaching the rotating shaft 29, the fixed former 41 is pressed by the core 12 and relatively moves in the opposite direction to the movable former 42 to compress each spring 63. . As a result, the leading edge of the movable former 42 projects beyond the leading end of the fixed former 41.
[0053]
At this time, the windings 14 derived from the nozzles 32 are guided along the leading edge of the movable former 42 toward the rotation shaft 29 of the core 12 along with the rotation of the nozzles 32 (the swivel part 40). Sent to. This allows the winding 14 to be wound around a region (region B1 shown in FIG. 11) near the rotation shaft 29 in the slot 13a.
[0054]
When the winding of the winding 14 is completed in each tooth 13, the first nozzle unit 19 is moved in a direction to separate the work from the work, and the fixed former 41 is separated from the work, as shown in FIG. Similarly, the fixed former 41 of the second and third nozzle units 20, 21 is also separated from the work. Accordingly, each fixed former 41 and each pin 64 are urged by each spring 63 to move toward the core 12, and the pin 64 and the pin 68 engage with each other. As a result, the nozzle 32 is held in a fixed positional relationship with respect to the fixed former 41 and the movable former 42.
[0055]
Further, the shaft holding unit 30 is rotated by a predetermined angle by the armature rotation motor 37 shown in FIG. 3, and the entire first nozzle unit 19 is moved along the axis L1 toward the collect chuck 24 shown in FIG.
[0056]
Then, the actuator 39 is driven to move the outer cylinder 40a, that is, the nozzle 32, to the rotation shaft 29 side of the core 12. Thereby, the nozzle 32 protrudes toward the rotation shaft 29 with respect to the fixed former 41 and the movable former 42. As a result, as shown in FIG. 9, the leading end of the winding 14 of the nozzle 32 moves between the connection claw 12 a of the commutator 16 and the core 12.
[0057]
In this state, the winding 14 is rotated by rotating the nozzle 32 by a predetermined angle about the axis L2, moving the connection claw 12a in the direction of the axis L1, and rotating the connection claw 12a by a predetermined angle about the axis L1. Wrap (wrap) around the connection claws 12a. Specifically, after the nozzle 32 is rotated to a predetermined position on the near side in FIG. 9, the connection claw 12a is rotated to a predetermined position on the back side in FIG. Move to Next, after rotating the nozzle 32 to a predetermined position on the far side in FIG. 9, the connection claw 12a is rotated to a predetermined position on the near side, and is moved to the clamp cutter 28 side shown in FIG. Then, the nozzle 32 is rotated to a predetermined position on the near side in FIG. 9, and the connection hook 12a is rotated to a predetermined position on the back side. As a result, the winding 14 is wound around the connection claw 12a.
[0058]
"Subsequent process"
The end of the winding 14 wound around the connection claw 12a is held by the clamp cutter 28, and the winding 14 is cut by the clamp cutter 28 between the clamp cutter 28 and the connection claw 12a. Note that the winding 14 may be cut by being pulled by moving the entire first nozzle unit 19 in a direction away from the rotation shaft 29.
[0059]
Thereafter, the windings 14 cut from the nozzles 32 of the first to third nozzle units 19 to 21 are bundled by the clamp cutter 28. Then, when the end of each winding 14 is plasma-welded by the welding torch 26 and the electrode 27 and cut from the clamp cutter 28, the armature 15 is completed.
[0060]
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the winding 14 is guided by the movable former 42 toward the rotating shaft 29 in the slot 13a, the winding 14 is wound around a region (region B1 shown in FIG. 11) near the rotating shaft 29 in the slot 13a. Can be turned. Further, since the winding 14 is guided by the fixed former 41 to the outer diameter side of the core 12 in the slot 13a, the winding 14 is located in a region (region C1 shown in FIG. 11) near the umbrella portion 13b in the slot 13a. The winding 14 can be wound. Therefore, it is possible to increase the space of the armature 15. In addition, since the windings 14 wound in the respective slots 13a are uniform in the radial direction of the core 12, the coil end height can be reduced.
[0061]
Further, the winding 14 is guided into the slot 13a by both the movable former 42 and the fixed former 41, not by either one of the movable former 42 and the fixed former 41. Therefore, it is possible to further increase the space of the armature 15.
[0062]
(2) The step of winding the winding wire 14 around the connection claw 12a is performed when the fixed former 41 and the movable former 42 are separated from the armature 15 and the nozzle 32 projects relatively to the fixed former 41 and the movable former 42. Done in Therefore, it is possible to prevent the operation of locking the winding 14 to the connection hook 12a due to the interference of the winding 14 with the fixed former 41 and the movable former 42. Therefore, the production efficiency of the armature 15 can be improved.
[0063]
(3) The nozzle 68 is always held at a fixed relative angle to the fixed former 41 and the movable former 42 in the rotation direction of the nozzle holder 31 by fitting the pin 68 into the engaging groove 67 a of the pin 64. Is done. Therefore, when the nozzle 32 is moved in the step of locking the winding 14 to the connection claw 12a, it is possible to set the end of the winding 32 of the nozzle 32 on the lead-out side to always move near the connection claw 12a. Therefore, the production efficiency of the armature 15 can be further improved.
[0064]
(4) The windings 14 are simultaneously wound around the three teeth 13 formed on the core 12 by the first to third nozzle units 19 to 21, respectively. Therefore, the armature 15 can be manufactured in a shorter time than in a case where the windings 14 are sequentially wound for each slot 13a.
[0065]
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, one of the step of guiding the winding 14 to the outer diameter side of the core 12 by the fixed former 41 and the step of guiding the winding 14 to the rotating shaft 29 by the movable former 42 is omitted. Is also good. That is, one of the fixed former 41 and the movable former 42 may be omitted.
[0066]
In the above embodiment, the step of locking the winding 14 to the connection hook 12a of the commutator 16 may be performed manually.
In the above-described embodiment, the step of winding the winding 14 around the connection hook 12 a is performed when the nozzle 32 moves toward the rotation shaft 29 of the core 12. However, the step of winding the winding 14 around the connection hook 12a may be performed without moving the nozzle 32 to the rotating shaft 29 side. Specifically, by moving the fixed former 41 and the movable former 42 to the main body 47 side of the first to third nozzle units 19 to 21, the nozzle 32 is relatively moved with respect to the fixed former 41 and the movable former 42. When projecting toward the rotating shaft 29, a step of winding the winding 14 around the connection hook 12a may be performed.
[0067]
In the above embodiment, the winding 14 is wound around the three teeth 13 by the first to third nozzle units 19 to 21 at the same time. However, the winding 14 may be wound around the three teeth 13 in order by any one of the first to third nozzle units 19 to 21.
[0068]
In the above embodiment, the present invention is embodied in the winding device 11 in which three coils are formed, but may be embodied in the winding device 11 in which a large number (for example, six) of coils are formed.
[0069]
The winding winding device 11 in the above embodiment may be used to manufacture a small transformer by winding the winding 14, or may be used to wind a fiber or a tape.
[0070]
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiment will be described below.
(A) In the step of guiding the winding to the outer diameter side of the core by the fixed former according to any one of claims 1 to 3, the nozzle may be moved in a direction away from the rotation shaft. An armature manufacturing method for a rotating electric machine, comprising:
[0071]
(B) In any one of claims 1 to 3 and (a), in the step of guiding the winding to the rotating shaft side by the movable former, the fixed former is in contact with the core. A method for manufacturing an armature of a rotating electrical machine, wherein a movable former moves toward a rotation axis of the core.
[0072]
(C) In any one of claims 1 to 3, and (a) and (b), the winding is wound simultaneously on a plurality of teeth formed on the core by a plurality of winding machines. An armature manufacturing method for a rotating electric machine, characterized in that: Therefore, according to the above (c), the armature can be manufactured in a short time.
[0073]
(D) The method for manufacturing an armature of a rotary electric machine according to claim 2, wherein in the step of locking the winding to the connection pawl, the nozzle moves toward the rotation shaft. Therefore, according to the above (d), the winding can be easily locked to the connection claw.
[0074]
(E) In any one of claims 4 to 8, the nozzle is set so that the winding is wound around only one tooth in one winding step. Winding winding device.
[0075]
(F) An armature of a rotating electrical machine manufactured by a winding winding device for winding a winding around a core, the armature being provided so as to be movable and rotatable in a direction of contacting and separating from the core, A swivel part on which a nozzle for winding a winding is supported, a fixed former abutting on the core and guiding the winding to a slot in the core, and a winding lead-out end of the nozzle being a tooth of the tooth. An armature for a rotating electric machine, wherein the armature is manufactured by a winding winding device including: a control unit that arranges the turning unit so as to turn radially outward of the core from an end of the umbrella unit.
[0076]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to increase the space of the armature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a winding device according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic view showing a winding device.
FIG. 3 is a block diagram showing a winding device.
FIG. 4 is a front view showing first to third nozzle units and an armature.
FIG. 5 is a sectional view showing a first nozzle unit and an armature.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the winding device.
FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams for explaining the operation of the winding device. FIG.
FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams for explaining the operation of the winding device.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the operation of the winding device.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a conventional winding device;
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a problem of the related art.
[Explanation of symbols]
11 ... winding winding device, 12 ... core, 12a ... connection claw, 13 ... teeth, 13a ... slot, 13b ... umbrella, 14 ... winding, 15 ... armature, 16 ... commutator (commutator), 29 ... Rotating shaft, 32 ... Nozzle, 33 ... Control unit, 40 ... Revolving unit, 41 ... Fixed former, 42 ... Movable former, 64 ... Pin as a support shaft, 67 ... Flange portion as a plate member constituting stop means, 67a ... engagement grooves as cutouts, 68 ... pins constituting stop means.

Claims

It has a winding process of winding the winding around the core teeth by the nozzle,
The winding step includes a step of guiding the winding to an outer diameter side of the core in a slot of the core by a fixed former abutting on the core, and a step of moving the winding to a rotating shaft side of the core by the movable former. And at least one of the steps of guiding the armature to the rotating shaft side in the slot.

2. The rotating electric machine according to claim 1, further comprising a step of separating the fixed former and the movable former from the armature and locking the winding to a connection claw of a commutator included in the core. 3. Armature manufacturing method.

In the step of locking the winding to the connection claw,
The armature manufacturing method for a rotating electric machine according to claim 2, wherein the nozzle is stopped at a predetermined position to be locked to the connection claw by a stopping means.

A winding winding device for winding a winding around an armature core,
A swivel unit that is provided so as to be movable and rotatable in the direction of contact and separation with respect to the core, and that supports a nozzle that winds a winding around the teeth of the core;
A fixed former abutting the core and guiding the winding to a slot in the core;
And a controller configured to dispose the swirling portion so that an outlet end of the winding of the nozzle swivels radially outward of the core from a tip of the umbrella portion of the teeth. Times device.

The winding winding device according to claim 4, further comprising a movable former that moves the winding toward the rotation shaft in the slot by moving the winding toward the rotation shaft of the core.

The winding according to claim 4 or 5, further comprising a stopping means for stopping the nozzle at a predetermined position for locking the nozzle to a connection claw of a commutator provided in the core. Winding device.

The stopping means,
A plate member attached to a support shaft that movably supports the fixed former in the contact and separation directions, and a cutout portion corresponding to the predetermined position;
The winding device according to claim 6, further comprising a pin provided in the turning portion, inserted through the notch portion, and engaged with the plate member in a rotating direction.

The fixed former or the movable former is provided so as not to be relatively rotatable, the fixed former is urged toward the rotation axis side of the core with respect to the movable former, and the movable former is brought into contact with and separated from the movable part together with the turning part. The winding device according to any one of claims 4 to 7, wherein the winding device moves along a direction.