JP2005229678A - Motor and coil winder for motor core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ及びモータのコアに対するコイル巻線装置、特にコアの間の巻線空間に対する巻線部材が占める容積の比率である占積率が大きいモータ、及び占積率を高める場合に生じる問題を解決するようにしたコアに対するコイル巻線装置に関する。 The present invention occurs when a coil winding device for a motor and a core of the motor, particularly a motor having a large space factor, which is a volume ratio of a winding member to a winding space between cores, and a space factor is increased. The present invention relates to a coil winding apparatus for a core that solves the problem.
コアの両側に形成した凹溝内に比較的太い線部材を巻き付た複数のティース組立体を、凹溝が形成されるコアの側面が互いに接合されるようにして環状に組み付けたモータにおいて、線部材の占積率を高める手段としては、例えば特許文献1に示すように、ボビン(インシュレータ)を被せたステータコアに巻き付けられるコイルの第1層目はボビン上に所定ピッチで隙間なく整列して巻き付け、第2層目は第1層目の各線部材の間に載るように整列して巻き付け、以下同様にして1つ前の層の各線部材の間に載るように整列して巻き付け、外側に近い層はボビンにより形成される断面台形のコイル巻装領域から突出しないようにしたものがある。
例えば電気式パワーステアリング装置などにおいては、ラックシャフトを移動させるために細長い電気モータを使用したものがある。この電気モータのステータは円周方向に分割した複数の細長いコアに巻線したティース組立体を環状に連結したもので、各コアは中心線に向かう方向すなわち長手方向と直交する方向に磁化されるようになっている。図9〜図11に、インシュレータ12を被せたこのような細長いコア11に上述した従来技術を適用して巻線したティース組立体1を比較例として示す。この比較例では、線部材2は巻き始め線2aで始まり巻き終わり線2bで終わる3層で各層が4巻き(図10において線部材2の断面に記入した数字1〜24は巻き順を示す)であり、各巻きを形成する線部材2は、図9に示すように両側の凹溝12a内に位置する部分はコア61の長手方向と平行に隙間なく密着するように所定ピッチで配置されている。最初に巻き付けられる第1層目の線部材2は巻き順が1〜8であり、第2層目の線部材2は巻き順が9〜16であり、第3層目の線部材2は巻き順が17〜24である。第1層目の巻き順8の線部材2の末端と第2層目の巻き順9の線部材2の始端及び第2層目の巻き順16の線部材2の末端と第3層目の巻き順17の線部材2の始端は、巻き始め及び巻き終わり線2a,2b側において磁化方向B(図10参照)と直交する平面に対し傾斜した円弧状の線部材2により連結されている。なお以下においてはコア11とインシュレータ12は一体のものとして取り扱い、インシュレータ12を被せたコア11を単にコア11と言い、コア11の両側の凹溝に被せたインシュレータ12の外面に形成される凹溝12aをコア11の凹溝と言う。
For example, some electric power steering devices use an elongated electric motor to move a rack shaft. The stator of this electric motor is a ring assembly of teeth assemblies wound around a plurality of elongated cores divided in the circumferential direction, and each core is magnetized in a direction toward the center line, that is, in a direction perpendicular to the longitudinal direction. It is like that. 9 to 11 show, as a comparative example, a
この比較例では、図10に示すように、第3層の最後の巻きを構成する巻き順が23及び24の線部材13(破線で示す)は、コア11の基部11aの側面11cの延長面11dから突出している。コア11に巻線した複数のティース組立体1は、巻き方向を逆向きとしたものを交互に配置し、コア11の側面11cを互いに接合させ環状に連結して電気モータのステータを形成するが、そのように連結しようとした場合、上述のように基部11aの側面11cの延長面11dから突出している巻き順が24の線部材13同士(反対側の側面11cに連結する場合は巻き順が23の線部材13同士)は、図11に示すように互いに干渉するので、巻き順が23及び24の線部材13を除かないとモータのステータを組み立てることができない。このように巻き順が23及び24の線部材13を除いて組み立てたモータのステータは、1対のティース組立体1の巻き順が10同士と12同士の線部材13の間に隙間が生じるので占積率が低下するという問題がある。
In this comparative example, as shown in FIG. 10, the wire members 13 (shown by broken lines) having the winding order of 23 and 24 constituting the final winding of the third layer are extended surfaces of the
本発明は、互いに隣接する1対のティース組立体のいずれか一方の線部材のうちコアの側面の延長面から部分的に突出するものを所定ピッチまたはその整数倍だけ位置をずらして配置するようにして、このような各問題を解決することを目的とする。また、上述のように線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらして配置すると、場合によってはずらすことにより生じた空間のためにコア11に線部材2を巻き付ける際に巻き崩れを生じるおそれがあるが、本発明はそのような問題を解決することをも目的とする。
According to the present invention, one of the pair of adjacent teeth assemblies that partially protrudes from the extended surface of the side surface of the core is arranged with a position shifted by a predetermined pitch or an integral multiple thereof. The purpose is to solve each of these problems. In addition, if the wire members are shifted by a predetermined pitch or an integral multiple thereof as described above, the
このために、本発明によるモータは、コアの両側に形成した凹溝内に線部材を所定ピッチで整列して巻き付けてなる複数のティース組立体を、凹溝が形成されるコアの側面が互いに接合するように環状に組み付けてなるモータにおいて、互いに隣接する1対のティース組立体の一方は、凹溝内に位置する線部材のうちコアの側面の延長面から部分的に突出するものを所定ピッチまたはその整数倍だけ位置をずらして配置し、他方のティース組立体は、一方のティース組立体の位置をずらした線部材と対応する線部材を位置をずらすことにより生じた空間内に位置させるようにして、一方のティース組立体に接合したことを特徴とするものである。 To this end, the motor according to the present invention includes a plurality of teeth assemblies formed by aligning and winding wire members at predetermined pitches in concave grooves formed on both sides of the core, and the side surfaces of the core where the concave grooves are formed are mutually connected. In a motor assembled in an annular shape so as to be joined, one of a pair of adjacent tooth assemblies adjacent to each other is a part of a linear member located in a concave groove that partially protrudes from an extended surface of the side surface of the core. The other tooth assembly is arranged in a space generated by shifting the position of the line member corresponding to the shifted position of the one tooth assembly and the corresponding line member. Thus, it is characterized by being joined to one of the tooth assemblies.
請求項1に記載のモータは、線部材のコアの凹溝内に位置する部分をモータの軸線方向と平行方向に整列させることが好ましい、
請求項1または請求項2に記載のモータにおいて、コアはモータの軸線方向に細長い形状とすることが好ましい。
In the motor according to
In the motor according to
また、本発明によるモータのコアに対するコイル巻線装置は、回転軸線回りに旋回するフライヤと、モータのコアをその両側に形成した凹溝が回転軸線と直交するように回転軸線の延長線上に支持して回転軸線と直交する第2の回転軸線回りに回動するコア支持装置を備えてなり、フライヤの半径方向に突出する先端部により導かれて供給される線部材を同フライヤの旋回により、コアの凹溝内に所定ピッチで整列し、かつ凹溝内に位置される線部材のうち凹溝が形成されるコアの側面の延長面から部分的に突出するものは所定ピッチまたはその整数倍だけ位置をずらして巻き付けるモータのコアに対するコイル巻線装置において、コアに向かって突出する突縁を有するクランパとこのクランパを作動させる作動機構よりなるクランプ装置を備えてなり、作動機構はクランパを、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の開始時点付近において、クランパの突縁が所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の線部材の巻き方向において後側となる一側に当接して同線部材を加わる外力に抗して所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の位置に保持する作動位置に移動させるとともに、期間の終了時点付近またはそれ以後において他の部材の作動と干渉しない待機位置に戻すように作動させることを特徴とするものである。
請求項4に記載のモータのコアに対するコイル巻線装置は、クランパの突縁の一端にはコア側にさらに延びて、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の前半において、コアに斜めに巻き付けられる線部材を案内する突起部を設けることが好ましい。
In addition, the coil winding device for the motor core according to the present invention is supported on the extension line of the rotation axis so that the flyer turning around the rotation axis and the concave grooves formed on both sides of the motor core are orthogonal to the rotation axis. And a core support device that rotates around a second rotation axis that is orthogonal to the rotation axis, and a line member that is guided and supplied by a tip protruding in the radial direction of the flyer is turned by the flyer. Of the linear members that are aligned at a predetermined pitch in the concave groove of the core and that partially protrude from the extended surface of the side surface of the core on which the concave groove is formed, the linear member positioned within the concave groove has a predetermined pitch or an integral multiple thereof. In a coil winding device for a motor core wound by shifting the position only, a clamp device comprising a clamper having a projecting edge protruding toward the core and an operating mechanism for operating the clamper is provided. In the vicinity of the start point of the period in which the flyer is obliquely wound around the core so that the flyer shifts the wire member by a predetermined pitch or an integral multiple thereof, the operating mechanism is moved by a predetermined pitch or an integral multiple thereof. In the winding direction of the wire member, the wire member is moved to an operating position that is held at a position before a predetermined pitch or an integral multiple thereof against an external force that abuts the one side that is the rear side and applies the same wire member against the external force. It is characterized by being operated so as to return to a standby position that does not interfere with the operation of other members near or after the end point.
The coil winding device for the motor core according to claim 4 is further extended to the core side at one end of the protruding edge of the clamper, and the flyer is inclined to the core so as to shift the wire member by a predetermined pitch or an integral multiple thereof. In the first half of the winding period, it is preferable to provide a protrusion that guides the wire member wound obliquely around the core.
上述のように、本発明の請求項1に記載のモータによれば、互いに隣接する1対のティース組立体の一方は、凹溝内に位置する線部材のうちコアの側面の延長面から部分的に突出するものを所定ピッチまたはその整数倍だけ位置をずらして配置し、他方のティース組立体は、一方のティース組立体の位置をずらした線部材と対応する線部材を位置をずらすことにより生じた空間内に位置させるようにして、一方のティース組立体に接合したので、各ティース組立体の凹溝内に位置する線部材のうちコアの側面の延長面から部分的に突出するものが互いに干渉することはなくなり、1対のティース組立体を接合することができ、前述した比較例に比して、このコアの側面の延長面から部分的に突出した線部材の分だけ占積率が増大して線部材の巻き数が増大する。これによりこのような1対のティース組立体を使用したモータは、従来に比して性能を高めることができ、あるいは性能を同一に保持してモータを小形化することができる。 As described above, according to the motor of the first aspect of the present invention, one of the pair of adjacent teeth assemblies is a part of the linear member located in the concave groove from the extended surface of the side surface of the core. The projecting parts are shifted by a predetermined pitch or an integral multiple thereof, and the other tooth assembly is shifted by shifting the position of the corresponding line member from the position of one of the tooth assemblies. Since it is located in the generated space and joined to one of the teeth assemblies, the line member located in the recessed groove of each teeth assembly partially protrudes from the extended surface of the side surface of the core. A pair of teeth assemblies can be joined without interfering with each other. Compared to the comparative example described above, the space factor is the portion of the linear member partially protruding from the extended surface of the side surface of the core. Increase of wire members The number of periods increases. As a result, a motor using such a pair of teeth assemblies can improve the performance as compared with the conventional one, or the motor can be miniaturized while maintaining the same performance.
線部材のコアの凹溝内に位置する部分をモータの軸線方向と平行方向に整列させた請求項2に記載の発明によれば、一方のティース組立体の線部材をずらすことにより生じた空間と、この空間内に位置させる他方のティース組立体の線部材とは完全に整列されるので、1対のティース組立体はコアの側面同士を確実に接合させて組み立てることができる。
According to the invention of
コアはモータの軸線方向に細長い形状とした請求項3に記載の発明によれば、モータの外形を細長いものとすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the outer shape of the motor can be elongated.
コアの凹溝内に位置する線部材の1巻きの末端と次の1巻きの始端は、コアの一方の端部において磁化方向と直交する平面に対し傾斜した円弧状の線部材により連結されるが、凹溝内に位置される線部材の間に空間を形成するために線部材を所定ピッチの複数倍ずらした部分では、その前後の線部材の末端と始端を連結する円弧状の線部材は磁化方向と直交する平面に対する傾斜角が増大するので、巻き線方向において形成される空間の直前に位置する凹溝内の線部材は、巻き付けの際に線部材に加わる外力により、この空間内に引き込まれて巻き崩れを生じるおそれがある。しかしながら、本発明の請求項4に記載のモータのコアに対するコイル巻線装置によれば、コアに向かって突出する突縁を有するクランパとこのクランパを作動させる作動機構よりなるクランプ装置を備え、作動機構はクランパを、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の開始時点付近において、クランパの突縁が所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の線部材の巻き方向において後側となる一側に当接して線部材を加わる外力に抗して所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の位置に保持する作動位置に移動させるとともに、期間の終了時点付近またはそれ以後において他の部材の作動と干渉しない待機位置に戻すように作動させるので、巻き付けの際に線部材に加わる外力により生じる巻き崩れは、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の開始時点付近において、所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の線部材の巻き方向において後側となる一側に当接されるクランパの突縁により防止される。 The end of one turn of the wire member located in the concave groove of the core and the start end of the next turn are connected by an arcuate wire member inclined at one end of the core with respect to a plane perpendicular to the magnetization direction. However, in the portion where the line members are shifted by a plurality of times a predetermined pitch in order to form a space between the line members positioned in the concave groove, the arc-shaped line member connecting the end and the start end of the front and rear line members Since the angle of inclination with respect to the plane perpendicular to the magnetization direction increases, the wire member in the groove located immediately before the space formed in the winding direction is affected by the external force applied to the wire member during winding. There is a risk that it will be drawn into and collapsed. However, according to the coil winding device for the motor core according to the fourth aspect of the present invention, the coil winding device includes a clamper having a projecting edge protruding toward the core and an operating mechanism for operating the clamper. The mechanism closes the clamper before the start of the period in which the flyer is skewed around the core so that the flyer shifts the wire member by a predetermined pitch or an integral multiple thereof. In the winding direction, the wire member is moved to an operating position held at a position before being deviated by a predetermined pitch or an integral multiple thereof against the external force applied to the one side which is the rear side, and near or at the end of the period. After that, it is operated so as to return to the standby position where it does not interfere with the operation of other members. The unwinding that occurs further occurs in the winding direction of the wire member before the flyer deviates by a predetermined pitch or an integral multiple thereof in the vicinity of the start point of the period in which the flyer is obliquely wound around the core so as to shift the wire member by a predetermined pitch or an integral multiple thereof. This is prevented by the protruding edge of the clamper that is in contact with one side.
クランパの突縁の一端にはコア側にさらに延びて、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の前半において、コアに斜めに巻き付けられる線部材を案内する突起部を設けた請求項5に記載の発明によれば、巻き付けの際に線部材に加わる外力により生じる巻き崩れは、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の前半において、コアに斜めに巻き付けられる線部材を案内する突起部によっても防止されるので、巻き崩れの防止は一層確実になる。 One end of the clamper's protruding edge extends further to the core side, and guides the wire member that is obliquely wound around the core in the first half of the period in which the flyer is obliquely wound around the core so as to shift the wire member by a predetermined pitch or an integral multiple thereof. According to the invention described in claim 5 in which the projecting portion is provided, the collapse caused by the external force applied to the wire member during winding is oblique to the core so that the flyer shifts the wire member by a predetermined pitch or an integral multiple thereof. In the first half of the period of winding the wire, it is also prevented by the protrusions that guide the wire member that is wound obliquely around the core, so that the prevention of collapse is further ensured.
以下に、図1〜図8により、本発明によるモータ及びモータのコアに対するコイル巻線装置を実施するための最良の形態の説明をする。先ず図1〜図4により本発明の第1実施形態によるモータ及びモータのコアに対するコイル巻線装置の説明をする。 The best mode for carrying out the coil winding apparatus for the motor and the motor core according to the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the coil winding apparatus for the motor and the motor core according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
複数のものが互いに接合されてモータのステータを形成する各ティース組立体10A,10Bは、図9〜図11に示す比較例と同様、モータの中心軸線方向に細長いものである。この1対のティース組立体10A,10Bは、図1及び図2に示すように、何れも磁化方向Bと直交する方向に細長いコア11の外側にインシュレータ12を被せ、この両者11,12に線部材13を巻き付けたものである。コア11はその長手方向に磁性材料よりなる多数の一定断面形状の板材を積み重ねたもので、基部11aと、その一側の中央から突出する突極部11bと、突極部11bの先端から両側に突出する張り出し部よりなる形状で、両側には凹溝が形成されている。突極部11bと反対側となる基部11aの背面と突極部11bの先端面は、互いに同心の凸円弧状及び凹円弧状に形成されている。この細長いコア11には、長手方向の両端面から中央まで互いに同一形状の合成樹脂成型品よりなるインシュレータ12が被せられて、コア11の両端面及び両側の凹溝は覆われている。コア11及びインシュレータ12は各ティース組立体10A,10Bに共通であり、以下特に断らない限り、インシュレータ12を被せたコア11を単にコア11と略称し、コア11の凹溝を覆うインシュレータ12の外側に形成される凹溝12aをコア11の凹溝と呼ぶ。なおこの実施形態のコア11の両側面11cの延長面11dが形成する中心角は30度である。
Each
1対のティース組立体10A,10Bのコア11に巻き付ける線部材13は線径が1.56mmと太いもので、図1に示すように渡り線13bにより互いに連結されているが、その巻き方は第1のティース組立体10Aと第2のティース組立体10Bとで異なっている。第1のティース組立体10A巻き付けられる線部材13は、巻き始め線13aで始まり渡り線13bで終わる3層で各層が4巻きとなっており、図1及び図2において線部材13の断面に記入した数字1〜24は巻き順を示している。各巻きを形成する線部材13のうちコア11の両側の凹溝12a内に位置する部分は、図9〜図11に示す比較例と同様、コア11の長手方向すなわちモータの軸線方向と平行に隙間なく密着するように所定ピッチで配置されている。
The
最初に巻き付けられる第1層目の線部材13は巻き順が1〜8で、コア11の凹溝12a上に整列され互いに密着されるように所定ピッチで配置されて、コア11の基部11a側から突極部11bの先端側に向かって巻かれ、凹溝12a内に位置する各線部材13は、巻き順が1と2、3と4などの同一巻き目同士が磁化方向Bと直交する平面(以下単に直交面という)上に整列され、巻き始め線13aは巻き順が1の線部材13の開始端に接続されている。そして、巻き順が1と2、3と4などの同一巻き目の線部材13同士は、巻き始め及び渡り線13a,13b(以下単に巻き始め線13aという)と反対側の端部で、直交面と平行な半円弧状の線部材13により接続され、また巻き順が2から3、4から5などの次の巻き目には、巻き始め線13a側の端部で、直交面に対し傾斜する半円弧状の線部材13により接続されている。第1層はこのようにしてコア11上に巻き付けられる。
The first layer of the
第2層目の線部材13は巻き順が9〜16で、各巻きを形成する線部材13の両側の凹溝12a内に位置する部分は、コア11の長手方向すなわちモータの軸線方向と平行で第1層目の各線部材13の間(または第1層目の各線部材13と凹溝12aの内側面の間)に載るように整列され互いに密着されるように所定ピッチで配置されて、コア11の突極部11bの先端側から基部11a側に向かって巻かれている。第1層の最後の巻きを構成する巻き順が8の線部材13の最終端は、巻き始め線13a側で直交面に対し傾斜した半円弧状の線部材13により、巻き順が9の線部材13の開始端に接続されている。そして第1層の場合と同様、同一巻き目の線部材13同士は巻き始め線13aと反対側の端部で、直交面と平行な半円弧状の線部材13により接続され、また次の巻き目には、巻き始め線13a側の端部で、直交面に対し傾斜(傾斜の向きは第1層の場合とは逆である)する半円弧状の線部材13により接続されている。
The second
また第3層目の線部材13は巻き順が17〜24で、コア11の基部11a側から突極部11bの先端側に向かって巻かれる点を除き、第2層目の線部材13と同様に巻き付けられる。第2層の最後の巻きを構成する巻き順が16の線部材13の最終端は、巻き始め線13a側で直交面に対し傾斜した半円弧状の線部材13により、巻き順が17の線部材13の開始端に接続され、巻き順が24の線部材13の最終端は渡り線13bに接続されている。この第1のティース組立体10Aの最後の巻きを構成する巻き順が23と24の線部材13は、モータのステータを形成するために第2のティース組立体10Bと接合されるコア11の側面11cの延長面11dから部分的に突出されている。またこの巻き順が23と24の線部材13と凹溝12aの内側面の間には、1つの線部材13を収容可能な空間(隙間)14Aが設けられている。
Further, the third layer of the
次に第2のティース組立体10Bは、コア11に対する線部材13の巻き付けの向きが逆であり、第3層の巻き方が部分的に異なる点を除きティース組立体10Aと同じである。巻き順が17〜24の線部材13からなる第3層は、巻き順が17〜22の線部材13までは第1のティース組立体10Aと同じであるが、コア11の側面11cの延長面11dから部分的に突出される巻き順が23及び24の線部材13を、凹溝12a内に密着して設けられる線部材13の所定ピッチの1ピッチ分だけ位置をずらして、巻き順が21及び22の線部材13との間に1つの線部材13を収容可能な空間(隙間)14Bを設けた点だけが、第1のティース組立体10Aと異なっている。この第2のティース組立体10Bでは、巻き順が23と24の線部材13がコア11の側面11cの延長面11dから突出する量は、第1のティース組立体10Aの場合よりも大となるが、この巻き順が23と24の線部材13の延長面11dからの突出も部分的でなければならず、完全に突出することは許されない。
Next, the
次に図3及び図4は、コア11に線部材13を巻き付けて上述したティース組立体10A,10Bとするのに使用される巻線機30及びその前側に設けられるコア支持装置40の要部を示すものである。ベッドに取り付けられたフレーム(何れも図示省略)に回転軸線O1回りに旋回自在に支持されたフライヤ軸31は、制御装置により制御されて回転駆動及び軸線方向の進退駆動がなされ、フライヤ軸31の先端部には半径方向に延びるフライヤ32が固定され、このフライヤ32の先端部にはトップローラ35が回転自在に軸支されている。線部材13はフライヤ軸31の中心に形成した孔から導入され、フライヤ軸31とフライヤ32に設けた第1及び第2中間ローラ33,34を介してトップローラ35に導かれ、フライヤ32の旋回によりコア支持装置40に支持されたコア11に巻き付けられる。
Next, FIGS. 3 and 4 show a main part of the winding
コア支持装置40は、ベッド上に固定した基台41に回転軸線O1と直交する垂直な第2の回転軸線O2回りに回動自在に設けた回動台42を、軸42aを介してサーボモータ43により回動するもので、回動台42の中央にはサブパレット45を支持する支持台44が起立して設けられている。このサブパレット45には、図1に示すように1対のコア11が斜め背中合わせに、かつ各コア11の長手方向が回転軸線O1と直交する上下方向となるように装着されている。コア支持装置40のサーボモータ43は制御装置により制御されて、各コア11をフライヤ30と対向する回転軸線O1の延長線上に順次割り出すとともに、フライヤ30の旋回に応じて各コア11を回動させて、トップローラ35に導かれて供給される線部材13が、前述ように各コア11に巻き付けられるようにするものである。
The
次に巻線機30により各コア11に線部材13を巻き付ける場合の作動の説明をする。ボビン(図示省略)から引き出した線部材13は、予め張力付与装置を通してフライヤ軸31の中心孔に差し込み、各ローラ33,34,35の外周部を通して、コア支持装置40側に引き出しておく。そして1対のコア11を斜め背中合わせに取り付けたサブパレット45を支持台44の上端に装着し、サーボモータ43により回動台42を回動して第1のティース組立体10Aとなる一方のコア11をフライヤ32と対向する回転軸線O1の延長線上に割り出して、トップローラ35の外周部から導き出した線部材13の先端を上述した一方のコア11の所定箇所に係止する。
Next, the operation when the
この状態において操作器を操作して巻線機30の作動を開始させれば、制御装置はサーボモータ(図示省略)を介してフライヤ軸31及びフライヤ32を所定方向に旋回させ、フライヤ32の旋回に応じてトップローラ35の外周部により導かれる線部材13をコア11に供給して巻き付け始める。これと同時に制御装置は、フライヤ32の進退方向位置を制御し、サーボモータ43によりサブパレット45を第2の回転軸線O2回りに回動制御する。フライヤ32の進退方向位置の制御及びサブパレット45の第2の回転軸線O2回りの回動制御は、トップローラ35により導かれる線部材13が、コア11の両側の凹溝12a内と巻き始め線13aと反対側の端部に巻き付けられる際には、線部材13が直交面(磁化方向Bと直交する平面)と平行に整列されるようにコア11の磁化方向Bをフライヤ軸31の回転軸線O1と平行とし、巻き始め線13a側となるコア11の端部に巻き付けられる際には、ある巻き目から次の巻き目に接続する半円弧状の線部材13を直交面に対し傾斜させるために、その半円弧状の線部材13を含む面が回転軸線O1と直交するように制御する。
If the operation device is operated in this state to start the winding
第1のティース組立体10Aとなる一方のコア11に対し線部材13を所定回数巻き付けて巻き付けを終了すれば、制御装置はサーボモータ43により回動台52を回動させて、第2のティース組立体10Bとなる他方のコア11をフライヤ30と対向する回転軸線O1の延長線上に割り出して、前述と同様にして他方のコア11に対する線部材13の巻き付けを行う。この場合は、フライヤ30は前述した第1のティース組立体10Aの場合とは逆向きに旋回させるが、フライヤ32の進退方向位置の制御及びサブパレット45の第2の回転軸線O2回りの回動制御は、第1のティース組立体10Aの場合と同様に行う。第2のティース組立体10Bとなる他方のコア11に対する線部材13の巻き付けが完了すれば、渡り線13bにより連結された1対のティース組立体10A,10Bが得られる。なお第2のティース組立体10Bの場合は、トップローラ35により導かれる線部材13が巻き終わり線13c側となるコア11の端部に巻き付けられる際で、第3層目の巻き順が22の線部材13を巻き順が23の線部材13に接続する場合には、この両巻き順の部分を接続する円弧状の線部材13は磁化方向Bと直交する平面に対する傾斜角が大きいので、サブパレット45の回動角もそれ以外の場合よりも多少大となる。
When the
上述した第1実施形態による1対のティース組立体10A,10Bを、図2に示すように、それぞれのコア11の側面11cが互いに当接されるように接合すれば、第1のティース組立体10Aの巻き順24の線部材13は、第2のティース組立体10Bの空間14B内に部分的に入り込み、第2のティース組立体10Bの巻き順24の線部材13は、第1のティース組立体10Aの空間14A内に部分的に入り込むので、各ティース組立体10A,10Bの線部材13のうちコア11の側面11cの延長面11dから部分的に突出するものが互いに干渉することはなく、コア11の側面11cの延長面11dから部分的に突出する線部材13をそれぞれ有する1対のティース組立体10A,10Bを接合することができ、複数対のティース組立体10A,10Bを順次接合することにより、モータのステータとすることができる。従って、コア11の側面11cの延長面11dから部分的に突出する線部材13をそれぞれ有する1対のティース組立体10A,10Bを接合することができない前述した比較例に比して、コア11の側面11cの延長面11dから部分的に突出する線部材13の分だけ占積率が増大して線部材13の巻き数を増大させることができ、これによりこのような1対のティース組立体10A,10Bを使用したモータは、従来に比して性能を高めることができ、あるいは性能を同一に保持してモータを小形化することができる。
If the pair of
上述した第1実施形態では、線部材13のコア11の凹溝12a内に位置する部分は、コア11の長手方向すなわちモータの軸線方向と平行に整列されており、このようにすれば第2のティース組立体10Bの巻き順23(及び24)の線部材13を所定ピッチの1ピッチ分ずらすことにより生じた空間14Bと、この空間14B内に位置させる第1のティース組立体10Aの巻き順23(及び24)の線部材13とは、位置及び角度において完全に整列されるので、1対のティース組立体10A,10Bはコア11の側面11c同士を確実に接合させて組み立てることができる。
In the first embodiment described above, the portion of the
また上述した第1実施形態では、コア11をモータの軸線方向に細長い形状としており、このようにすればモータの外形を、電気式パワーステアリング装置などに適した細長いものとすることができる。
In the first embodiment described above, the
上述した第1実施形態では、図2に示すように1対のティース組立体10A,10Bを接合させた状態で、巻き順が18同士と20同士の線部材13の間には隙間が空いている。従って第1のティース組立体10Aには巻き順が17及び18の線部材13の間の位置に破線で示す1巻きの第4層(巻き順は25及び26)を追加し、第2のティース組立体10Bには第1のティース組立体10Aとは所定ピッチの1ピッチ分ずらした巻き順が19及び20と21及び22となる各線部材13の間の位置に破線で示すような1巻きの第4層(巻き順は25及び26)を追加しても、図2に示すように、1対のティース組立体10A,10Bを隙間なく接合することができる。この場合、第1のティース組立体10Aの巻き順26の線部材13は第2のティース組立体10Bの巻き順18及び20の各線部材13の間の外側に形成される空間内に入り込み、第2のティース組立体10Bの巻き順26の線部材13は第1のティース組立体10Aの巻き順20及び22の各線部材13の間の外側に形成される空間内に入り込む。このようにすれば、占積率を一層増大して線部材13の巻き数を一層増大させることができ、これによりモータの性能を一層高め、あるいは性能を同一に保持してモータを一層小形化することができる。
In the above-described first embodiment, as shown in FIG. 2, there is a gap between the
上述した第1実施形態では、コア11の側面11cの延長面11dから部分的に突出する第3層の線部材13は2巻き(巻き順が23及び24とその1つ先のもの)であり、第1のティース組立体10Aは巻き順が23及び24の各線部材13は延長面11dから突出しない各線部材13に連続させ、第2のティース組立体10Bは巻き順が23及び24の各線部材13を所定ピッチの1ピッチ分だけ外側にずらすようにして実施している。しかしながら、コア11の両側面11cの延長面11dが形成する中心角が小さい場合には、延長面11dから部分的に突出する最外層の線部材13の数が増大する。そのような場合には、第1のティース組立体10Aは延長面11dから部分的に突出する最外層の線部材13の半数(端数は切り捨て)を延長面11dから突出しない各線部材13に連続させ、第2のティース組立体10Bは延長面11dから部分的に突出する最外層の線部材13の半数を所定ピッチの整数(半数と同じ値)倍だけ外側にずらすようにして実施することも可能である。この場合はまた、第1のティース組立体10Aは延長面11dから部分的に突出する最外層の線部材13の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置(最初の線部材13は延長面11dから突出しない各線部材13に連続して配置)させ、第2のティース組立体10Bは延長面11dから部分的に突出する最外層の線部材13の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置(最初の線部材13は延長面11dから突出しない各線部材13から所定ピッチ間をおいて配置)させるようにして実施することも可能である。
In the first embodiment described above, the third-
次に図5〜図8により、本発明の第2実施形態によるモータ及びモータのコアに対するコイル巻線装置の説明をする。この第2実施形態では、複数のものが互いに接合されてモータのステータを形成する各ティース組立体15A,15Bは、第1実施形態のティース組立体10A,10Bと同様、モータの中心軸線方向に細長いものであり、細長いコア16の外側にインシュレータ17を被せ、この両者16,17に線部材18を巻き付けたものである。コア16及びインシュレータ17は具体的寸法形状を除き、第1実施形態のコア11及びインシュレータ12と同様な形状である。この第2実施形態でも、インシュレータ17を被せたコア16を単にコア16と略称し、コア16の凹溝を覆うインシュレータ17の外側に形成される凹溝17aをコア16の凹溝と呼ぶ。
Next, the coil winding apparatus for the motor and the motor core according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the
第1のティース組立体16Aに巻き付けられる線部材18は、巻き始め線18aで始まり渡り線18bで終わる4層で、第3層が4巻き、その他の層が3巻きとなっており、図5及び図6において線部材18の断面に記入した数字1〜26は巻き順を示している。第1実施形態と同様、各巻きを形成する線部材18のうちコア16の両側の凹溝17a内に位置する部分は、コア11の長手方向と平行に所定ピッチで配置されている。
The
第1のティース組立体15Aに巻き付けられる線部材18のうち第1〜第3層は、巻き数が異なるのを除き第1実施形態の第1のティース組立体10Aと同じである。第4層は、先ずコア16の側面16cの延長面16dから部分的に突出される巻き順が21及び22の線部材18が、第3層の巻き順19及び20の線部材18とインシュレータ17の内側面の間に巻かれ、続く巻き順が23〜26の2巻きの線部材18は、巻き順が21及び22の線部材18から所定ピッチの1ピッチ分だけ位置をずらして、第3層の各線部材13の間に載せられて巻き付けられる。これにより巻き順が21及び22の線部材13と巻き順が23及び24の線部材13の間には1つの線部材18を収容可能な空間(隙間)19Aが形成され、また巻き順が23〜26の線部材18はコア16の側面16cの延長面16d内に位置している。
The first to third layers of the
第2のティース組立体15Bに巻き付けられる線部材18は、コア16に対する線部材18の巻き付けの向きが逆であり、第4層の巻き方が部分的に異なる点を除きティース組立体15Aと同じである。巻き順が21〜26の各線部材13からなる第4層は、第3層目の各線部材18の間に載るように互いに密着され整列されて所定ピッチで配置されて巻き付けられている。第4層の最初となる巻き順が21及び22の各線部材13とインシュレータ17の内側面の間には1つの線部材18を収容可能な空間(隙間)19Bが形成されている。巻き順が21及び22の線部材18はコア16の側面16cの延長面16dから部分的に突出しているが、巻き順が23〜26の線部材18は側面16cの延長面16d内に位置している。
The
各ティース組立体15A,15Bに対する線部材18の巻き付けは、第1実施形態の場合と同様、図3及び図4に示す巻線機30を用いて行う。ただし図5及び図7に示すように、張力Fが与えられて巻き付けられている線部材18xは、第1のティース組立体15Aの線部材18の間に空間19Aを形成するために線部材18を所定ピッチの1ピッチ分だけずらした位置では、巻き方向で空間19Aの前側となる巻き順が22の線部材18の末端は、後側となる巻き順が23の線部材18の始端に向かって磁化方向Bと直交する面と傾斜する方向に引っ張られており、しかもこの傾斜角は他の部分よりも大きくなるので、巻き順が22の線部材18は空間19A内に引き込まれて巻き崩れを生じるおそれがあり、このような巻き崩れが生じると互いに隣接するティース組立体15A,15Bを接合してモータのステータとすることができなくなる。
The
このような巻き崩れを防ぐために、この第2実施形態では、図7及び図8に示すように、コア11に向かって突出する突縁21aを有するクランパ21と、このクランパを作動させるシリンダ装置(作動機構)22よりなるクランプ装置20を備えている。シリンダ装置22は巻線機30のベッド上に起立して固定された支柱23の上部に取り付けられ、クランパ21はシリンダ装置22のピストンロッド22aの先端に取り付けられて、サブパレット45に取り付けられたコア16に向かって進退されるものであり、通常は実線で示す待機位置Dにある。クランパ21はコア11に向かって突出する突縁21aを有しており、この突縁21aの上端部にはコア11側にさらに延びる突起部21bが形成されている。
In order to prevent such collapse, in the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a
図5及び図7に示すように、巻線機30のフライヤ32によりコア16に巻き付けられる線部材18が巻き順22の位置に巻き付けられた時点で、さらに巻き順23位置に向かって斜めに巻き付けられる期間の開始時点において、クランプ装置20のシリンダ装置22が作動しクランパ21を待機位置Dから二点鎖線21Aで示す作動位置Cに前進させて、クランパ21の突縁21aを巻き順22の線部材18の空間19A側すなわち線部材18の巻き方向において後側となる一側に当接する。次いで線部材18はフライヤ32の旋回によりコア16の端部の外側から巻き順23の位置に向かって斜めに巻き付けられ、この際に張力Fが与えられて巻き付けられている線部材18xは巻き順22の位置の線部材18を磁化方向Bと直交する面と傾斜する斜め後方向に引っ張るが、巻き順22の位置の線部材18は巻き方向において後側となる一側に当接されたクランパ21の突縁21aによりその位置に保持されるので、空間19A内に引き込まれて巻き崩れを生じることは防止される。なお、線部材18がフライヤ32の旋回によりコア16の端部の外側から巻き順23の位置に向かって斜めに巻き付けられる期間の前半においては、斜めに巻き付けられる線部材18はクランパ21の突縁21aの上端部に形成されてコア11側にさらに延びる突起部21bによっても案内されるので、巻き崩れの防止は一層確実になる。線部材18がフライヤ32の旋回によりコア16の端部の外側から巻き順23の位置に向かって斜めに巻き付けられた後は、シリンダ装置22はクランパ21を、他の部材の作動と干渉しない待機位置Dに戻す。
As shown in FIGS. 5 and 7, when the
上述した第2実施形態にによれば、第1実施形態と同様、各ティース組立体15A,15Bの線部材18のうちコア16の側面16cの延長面延長面16dから部分的に突出するものが互いに干渉することはなく、コア16の側面16cの延長面16dから部分的に突出する線部材18をそれぞれ有する1対のティース組立体15A,15Bを接合することができる。従って前述した比較例に比して、占積率が増大して線部材18の巻き数を増大させることができ、これによりこのような1対のティース組立体15A,15Bを使用したモータは、従来に比して性能を高めることができ、あるいは性能を同一に保持してモータを小形化することができる。
According to the second embodiment described above, as in the first embodiment, among the
この第2実施形態でも第1実施形態と同様、コア16の両側面16cの延長面16dが形成する中心角が小さい場合には、延長面16dから部分的に突出する最外層の線部材18の数が増大する。そのような場合には、第1実施形態の場合と同様、第1のティース組立体15Aは延長面16dから部分的に突出する最外層の線部材18の半数を延長面16dから突出しない各線部材18に連続させ、第2のティース組立体15Bは延長面16dから部分的に突出する最外層の線部材18の半数を所定ピッチの整数倍だけ外側にずらすようにして実施することも可能である。また、第1のティース組立体15Aは延長面16dから部分的に突出する最外層の線部材18の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置(最初の線部材18は延長面16dから突出しない各線部材18に連続して配置)させ、第2のティース組立体15Bは延長面16dから部分的に突出する最外層の線部材18の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置(最初の線部材18は延長面16dから突出しない各線部材18から所定ピッチ間をおいて配置)させるようにして実施することも可能である。
In the second embodiment, as in the first embodiment, when the central angle formed by the
また上述した第2実施形態のモータのコアに対するコイル巻線装置によれば、コア16に巻き付けた線部材18に形成した空間19Aの位置において、巻き付けの際に線部材18に加わる外力により生じる巻き崩れは、シリンダ装置22により作動されて空間19Aの位置に当接されるクランパ21の突縁21aにより防止される。
Moreover, according to the coil winding apparatus for the core of the motor of the second embodiment described above, the winding generated by the external force applied to the
10A,10B,15A,15B…ティース組立体、11,16…コア、11c,16c…側面、11d,16d…延長面、12a,17a…凹溝、13,18…線部材、14B,19A…空間(隙間)、20…クランプ装置、21…クランパ、21a…突縁、21b…突起部、22…シリンダ装置、32…フライヤ、40…コア支持装置、C…作動位置、D…待機位置、O1…回転軸線、第2の回転軸線。 10A, 10B, 15A, 15B ... Teeth assembly, 11, 16 ... Core, 11c, 16c ... Side, 11d, 16d ... Extension surface, 12a, 17a ... Groove, 13, 18 ... Line member, 14B, 19A ... Space (Gap), 20 ... clamping device, 21 ... clamper, 21a ... projecting edge, 21b ... projection, 22 ... cylinder device, 32 ... flyer, 40 ... core support device, C ... operating position, D ... standby position, O1 ... Rotation axis, second rotation axis.
Claims (5)
5. The coil winding apparatus for a motor core according to claim 4, wherein one end of a projecting edge of the clamper further extends toward the core, and the flyer shifts the wire member by the predetermined pitch or an integral multiple thereof. A coil winding device for a motor core, characterized in that, in the first half of the period of winding the core around the core, a protrusion for guiding the wire member wound diagonally around the core is provided.
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