JP2010148226A - Winding method of armature and armature - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機の電機子の巻線方法及びその電機子に関するものである。 The present invention relates to a method for winding an armature of a rotating electric machine and the armature thereof.
回転電機の回転子として用いられる電機子は、例えば特許文献1にて示されている巻線巻回装置により、径方向外側に複数本の延びる電機子コアのティースに導線を巻回することで製造されている。この巻線巻回装置は、電機子コアを所定位置で保持するとともに、保持した電機子コアに対してフライヤを回転させ、この回転によりフライヤ先端部から導線を送出しながら対象ティース、即ち対象スロット間に該導線を巻回する。そして、巻線巻回装置は、電機子コアの回転位置を変更して対象ティースを順次変更しつつ各ティースへの導線の巻回を行い、電機子コアの全てのティースへの導線の巻回を行って全コイルを巻装させている。 An armature used as a rotor of a rotating electric machine is formed by, for example, winding a conducting wire around teeth of a plurality of armature cores extending radially outward by a winding winding device shown in Patent Document 1. It is manufactured. The winding winding device holds the armature core in a predetermined position, rotates the flyer relative to the held armature core, and sends the conductor wire from the tip of the flyer by this rotation, that is, the target slot. The conducting wire is wound between them. Then, the winding device winds the conductive wire to each tooth while changing the target tooth sequentially by changing the rotation position of the armature core, and winding the conductive wire to all the teeth of the armature core. To wind all the coils.
また、特許文献1の巻線巻回装置のように、巻回対象のスロット近傍にてフライヤ先端部から送出される導線に接触し、該スロット内の好適な位置への導線の案内を図るフォーマが備えられるものもある。このようなフォーマによる導線の案内を行うことで、スロット内における導線の占積率向上や、巻回した導線の電機子コア端面からの高さ(コイルエンド高さ)の低減が図られている。
ところで、電機子コアの軸方向両側において、ティース間のスロットはその軸方向両側にも開口しているが、導線を巻回する際、軸方向一方側で対象の一対のスロットの内の一方のスロットの開口が導線の入口、他方のスロットの開口が導線の出口となる。上記の巻線巻回装置に備えられるフォーマは、電機子コアの軸方向両側にそれぞれ備えられ、軸方向各側で対象の一対のスロットの入口と出口とにおいて、導線の巻回軸線(フライヤの回転軸線)に対する対称形状をなし、入口側と出口側とのスロット内への導線の案内が同様に行われるようになっている。これにより、コイルは、電機子コアの軸方向視で径方向に直交するように導線が巻回され構成される。 By the way, on both sides in the axial direction of the armature core, the slots between the teeth are also open on both sides in the axial direction, but when winding the conducting wire, one of the target pair of slots on one side in the axial direction is wound. The opening of the slot is the entrance of the conductor, and the opening of the other slot is the exit of the conductor. The formers provided in the winding device described above are provided on both sides of the armature core in the axial direction, and the winding axes of the conductors (of the flyer) are provided at the inlet and outlet of the pair of slots on each side in the axial direction. It has a symmetrical shape with respect to the rotation axis), and the guiding of the lead wires into the slots on the inlet side and the outlet side is performed similarly. Thus, the coil is configured by winding a conducting wire so as to be orthogonal to the radial direction when the armature core is viewed in the axial direction.
そのため、複数本のティースに跨って導線を巻回する分布巻き採用の電機子では特に、後に巻回されるコイルが先に巻回されたコイルとの干渉を避ける必要があって、導線を案内するフォーマが後に巻回するコイルほど径方向外側に退避して導線の巻回が行われる。これにより、コイルは、電機子コアの径方向に直交して巻回されつつ、後に巻回されるほど電機子コアの径方向外側に順次オフセットして巻装されることになる。つまり、後に巻回されるコイルほど、コイル単体での重心位置が電機子コアの径方向外側に位置することになるため、このことが電機子の回転バランスの悪化に繋がり、更なる改善が望まれていた。 Therefore, especially in the armature using distributed winding that winds the conductor across multiple teeth, it is necessary to avoid interference between the coil wound later and the coil wound earlier. The coil that is wound later by the former is retracted radially outward and the conductor is wound. As a result, the coil is wound while being wound orthogonally to the radial direction of the armature core, and is sequentially offset and wound outward in the radial direction of the armature core. In other words, the later the coil wound, the center of gravity position of the coil alone is located on the outer side in the radial direction of the armature core. This leads to deterioration of the rotation balance of the armature, and further improvement is expected. It was rare.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電機子の回転バランスを向上させ、回転電機の駆動時の振動低減を図ることができる電機子の巻線方法、及び電機子を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the armature rotation balance and reduce the vibration during driving of the armature. And providing an armature.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、径方向外側に延びる電機子コアのティースに導線を巻回してなるコイルが複数構成される電機子において、前記電機子コアのその時々の巻回対象となる一対のスロット内に前記導線をフォーマにて案内するその巻線方法であって、前記フォーマは、前記一対のスロットうちの一方のスロット内への導線の案内を行う第1可変フォーマと、他方のスロット内への導線の案内を行う第2可変フォーマとを備え、それら各可変フォーマの動作量を個別に制御して前記各コイルの巻回態様が制御されることをその要旨とする。 In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is an armature including a plurality of coils formed by winding a conductive wire around teeth of an armature core extending radially outward. A winding method for guiding the conducting wire in a pair of slots to be wound occasionally with a former, wherein the former guides the conducting wire into one of the pair of slots. 1 variable former and a second variable former for guiding the lead wire into the other slot, and the amount of movement of each variable former is individually controlled to control the winding mode of each coil. The gist.
この発明では、その時々で巻回対象となる一対のスロットうち、一方のスロット内への導線の案内を行う第1可変フォーマと、他方のスロット内への導線の案内を行う第2可変フォーマとの動作量が個別に制御され、各コイルの巻回態様(形状や姿勢等)が好適となるように制御される。これにより、各コイル単体の重心位置をより電機子コアの中心寄りにシフトでき、特に分布巻きを採用する電機子では各コイルに重なりが生じ、各コイル単体の重心位置が径方向外側になりがちなのを効果的に電機子コアの中心寄りにシフトできるため、電機子の回転バランスを向上することが可能である。これにより、回転電機の駆動時の振動低減に寄与できる。 In the present invention, a first variable former that guides the lead wire into one slot of the pair of slots that are subject to winding from time to time, and a second variable former that guides the lead wire into the other slot, Are controlled individually so that the winding mode (shape, posture, etc.) of each coil is suitable. As a result, the center of gravity of each coil can be shifted closer to the center of the armature core, and particularly in the armature that employs distributed winding, the coils are overlapped, and the center of gravity of each coil tends to be radially outward. Since this can be effectively shifted toward the center of the armature core, it is possible to improve the rotation balance of the armature. Thereby, it can contribute to the vibration reduction at the time of the drive of a rotary electric machine.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電機子の巻線方法において、前記電機子コアの軸線を挟んだ両側から前記導線の巻回が同時に行われることをその要旨とする。
この発明では、電機子コアの軸線を挟んだ両側から導線の巻回が同時に行われる巻線方法では、その時々のコイルの適正な巻回態様が変化しやすいため(分布巻きを採用する電機子では特に)、各可変フォーマの導線の案内によるコイルの巻回態様の制御の効果は大である。
The gist of the invention according to claim 2 is that, in the armature winding method according to claim 1, the conductor is wound simultaneously from both sides sandwiching the axis of the armature core.
In the present invention, in the winding method in which the winding of the conducting wire is performed simultaneously from both sides of the axis of the armature core, the appropriate winding mode of the coil at that time is likely to change (the armature that employs distributed winding) In particular, the effect of controlling the winding mode of the coil by guiding the lead wire of each variable former is great.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電機子の巻線方法において、前記一対のスロットの一方にて、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、その重なりが生じる側の前記可変フォーマを、重なりが生じない側の前記可変フォーマよりも径方向外側に退避させて前記導線の巻回が行われることをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the armature winding method according to the first or second aspect, when one of the pair of slots overlaps with a part of the coil wound earlier, The gist is that the conductive wire is wound by retracting the variable former on the side where the overlap occurs from the variable former on the side where the overlap does not occur in the radial direction.
この発明では、一対のスロットの一方にて、先に巻回したコイルの一部と重なりが生じると、その重なりが生じる側の可変フォーマが、重なりが生じない側の可変フォーマよりも径方向外側に退避されて導線の巻回が行われる。つまり、その重なりの生じた側では先に巻回のコイルに対する干渉等の配慮がなされ、重なりの生じていない側では極力ティースの根元部分(スロットの底部)に導線が巻回され、コイルが傾斜した形状で構成される。これにより、一方のスロットにてコイル同士の重なりが生じる場合であっても、確実にコイル単体の重心位置を電機子コアの中心寄りとでき、電機子の回転バランスの向上に繋がる。 In the present invention, when one of the pair of slots overlaps with a part of the previously wound coil, the variable former on the side where the overlap occurs is radially outer than the variable former on the side where no overlap occurs. The conductor is wound by being retracted. In other words, on the side where the overlap occurs, considerations such as interference with the coil previously wound are taken, and on the side where the overlap does not occur, the conductive wire is wound as much as possible at the base of the teeth (bottom of the slot), and the coil is inclined. It is composed in the shape. As a result, even if the coils overlap in one slot, the center of gravity position of the single coil can be reliably located closer to the center of the armature core, leading to an improvement in the rotation balance of the armature.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の電機子の巻線方法において、前記一対のスロットの他方においても、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、既に重なりが生じている側の前記可変フォーマよりも、新たに重なりが生じた側の前記可変フォーマの径方向外側への退避量を大きくし前記導線の巻回が行われることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the armature winding method according to the third aspect, when the other of the pair of slots overlaps with a part of the previously wound coil, the overlapping is already performed. The gist of the present invention is that the lead wire is wound by increasing the amount of retraction of the variable former on the side where the overlap has occurred to the outside in the radial direction more than the variable former on the side where the occurrence of the wire occurs.
この発明では、一対のスロットの他方においても、先に巻回したコイルの一部と重なりが生じると、既に重なりが生じている側の可変フォーマよりも、新たに重なりが生じた側の可変フォーマの径方向外側への退避量が大きくされて導線の巻回が行われる。つまり、一方側が先の巻回のコイルとの重なりでコイルを傾斜形状としていたものを、他方側でも重なりが生じることでそれに合わせて可変フォーマを動作させることでその傾斜形状が確実に矯正され、その他方側での先の巻回のコイルに対する干渉等の配慮がなされる。 In the present invention, if an overlap occurs with a part of the previously wound coil in the other of the pair of slots, the variable former on the side where the overlap has occurred is more than the variable former on the side where the overlap has already occurred. The amount of retraction outward in the radial direction of the wire is increased, and the wire is wound. In other words, one side is overlapped with the coil of the previous winding, and the coil is inclined, and the other side also overlaps so that the variable former is operated accordingly, so that the inclined shape is reliably corrected, Consideration such as interference with the coil of the previous winding on the other side is made.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電機子の巻線方法において、前記各コイルにおいて前記導線の1ターン長が短い側から巻回されるように前記可変フォーマによる案内が行われることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the armature winding method according to any one of the first to fourth aspects, the one-turn length of the conducting wire is wound from the short side in each of the coils. The gist is that guidance by the variable former is performed.
この発明では、可変フォーマによる案内にて、各コイルにおいて導線の1ターン長が短い側から巻回されるため、巻回途中の積層状態にある導線の崩落が未然に防止される。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電機子の巻線方法による導線の巻回にてコイルが構成された電機子である。
In the present invention, the guides by the variable former are wound from the side where the one-turn length of each conductor is short in each coil, so that the conductors in the laminated state during winding are prevented from collapsing.
A sixth aspect of the invention is an armature in which a coil is formed by winding a conductive wire by the armature winding method according to any one of the first to fifth aspects.
この発明では、上記請求項に記載の巻線方法により導線が巻回された電機子では、回転バランスが向上されるため、これを用いる回転電機では、回転駆動時の振動低減を図ることが可能となる。 In the present invention, since the rotation balance is improved in the armature in which the conducting wire is wound by the winding method described in the above claims, in the rotating electric machine using this, it is possible to reduce the vibration during the rotation driving. It becomes.
本発明によれば、電機子の回転バランスを向上でき、回転電機の駆動時の振動低減を図ることができる電機子の巻線方法、及び電機子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the armature winding method and armature which can improve the rotation balance of an armature and can aim at the vibration reduction at the time of the drive of a rotary electric machine can be provided.
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は、本実施形態の巻線巻回装置20を示す。本実施形態の巻線巻回装置20にて製造される電機子10は、回転軸11に固定される電機子コア12に10本のティース13が径方向外側に延びるように設けられ、2本のティース13に跨って(1つ置いた一対のスロット14間に)導線15を巻回する分布巻きにて10個のコイル16(図6参照)が巻装されるものである。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
巻線巻回装置20は、電機子コア12の回転軸11をその中心軸線L1方向が水平方向に向くように保持手段(図示略)にて保持し、このような姿勢での電機子コア12の保持に対して、水平方向且つ電機子コア12の軸線L1と直交する方向に回転軸線L2が設定されたフライヤ21の回転により電機子コア12への導線15の巻回を行う。フライヤ21は、一対のアーム21aを有する二股状をなしており、一方のアーム21aの先端部に備えられるプーリ22にはそのアーム21a内を挿通された導線15が掛装され、その時々で巻回対象となる2本のティース13の径方向外側位置で周回するようにして該ティース13(スロット14)の導線15の巻回及び送出が行われる。このフライヤ21は、駆動モータを駆動源とした各種の駆動機構(ともに図示略)にて、導線15の巻回のための回転と、フライヤ21の回転軸線L2(巻回対象のティース13間の中心線L3)に沿った往復動作とを行い、電機子コア12に対して回転及び進退動作するように構成されている。
The
フライヤ21の一対のアーム21a間には、フォーマ機構部23が設置されている。フォーマ機構部23は、固定フォーマ24、第1可変フォーマ25及び第2可変フォーマ26を備えてなる。
A
固定フォーマ24は、電機子コア12への導線15の巻回時には、フォーマ機構部23とともに該電機子コア12側に進出し、巻回対象の2本のティース13の先端面(径方向外側端面)に対して該ティース13(電機子コア12)の軸線L1方向全体に亘って当接し、その2本のティース13の外側の各スロット14内に導線15を案内する機能を有している。尚、固定フォーマ24は、後述の第1可変フォーマ25の駆動プレート27に組み付けられており、駆動プレート27の動作ストローク分は少なくとも電機子コア12に常に当接するように付勢機構(図示略)にて電機子コア12側に付勢されている。
When the
第1可変フォーマ25は、電機子コア12の軸線L1方向の両側にそれぞれ配置されるように一対備えられ、その一対が固定フォーマ24に支持されている(図1では、手前側の1つのみ図示)。第1可変フォーマ25は、巻回対象の2本のティース13の内の一方側(図1において、反時計回り側)に対応させて該ティース13の延出方向(前記フライヤ21の回転軸線L2と傾斜する方向)に沿って進退可能に支持されている。そして、第1可変フォーマ25は、駆動プレート27とリンク28を介して連結されており、そのフライヤ21の回転軸線L2方向に沿った駆動プレート27の往復動作に基づきリンク28を介して対応するティース13の延出方向に進退動作される。
A pair of first
第2可変フォーマ26は、電機子コア12の軸線L1方向の両側にそれぞれ配置されるように一対備えられ、その一対が固定フォーマ24に支持されている(図1では、手前側の1つのみ図示)。第2可変フォーマ26は、巻回対象の2本のティース13の内の他方側(図1において、時計回り側)に対応させて該ティース13の延出方向(前記フライヤ21の回転軸線L2に対して第1可変フォーマ25とは反対側の傾斜方向)に沿って進退可能に支持されている。そして、第2可変フォーマ26は、前記第1可変フォーマ25の駆動プレート27と独立して動作する駆動プレート29とリンク30を介して連結されており、そのフライヤ21の回転軸線L2方向に沿った駆動プレート29の往復動作に基づきリンク30を介して対応するティース13の延出方向に進退動作される。尚、この駆動プレート29及び前記駆動プレート27は、駆動モータを駆動源とした各駆動機構(図示略)にてそれぞれ動作される。
A pair of second
このような第1及び第2可変フォーマ25,26は、前記固定フォーマ24とともに、電機子コア12のスロット14内に導線15を案内し、また巻回時の進退動作により導線15の巻回位置を制御してコイル16の巻回態様(形状や姿勢等)を制御するように機能するものである。因みに、図1において、第1可変フォーマ25側のスロット14の軸方向開口が導線15の入口側であり、第2可変フォーマ26側のスロット14の軸方向開口が導線15の出口側となっている。
Such first and second
そして、本実施形態の巻線巻回装置20では、上記したフライヤ21及びフォーマ機構部23が電機子コア12を挟んだ左右両側にそれぞれ設置され、電機子コア12の180°反対位置それぞれから同時に導線15の巻回が行われるダブルフライヤ方式にて構成されている。従って、第1及び第2可変フォーマ25,26は、電機子コア12の軸方向一方側を示す図1では左右両側で手前側の4つが示されているが、図示しない軸方向他方側(奥側)にも同様に備えられるため、本実施形態の巻線巻回装置20には全部で8つ備えられている。因みに、右側及び左側のフォーマ機構部23では、第1及び第2可変フォーマ25,26の電機子コア12に対する周方向の位置関係は同じであるが、上下関係は逆となっている。
In the winding
このような構成の巻線巻回装置20にて、10本のティース13に対する導線15の分布巻きが施される本実施形態の電機子10の具体的な巻回方法について説明する。因みに、本実施形態の電機子10は、2本のティース13に跨る導線15の巻回にて構成される10個のコイル16(図6参照)が巻装されるものであり、各フライヤ21及びフォーマ機構部23にて5個ずつのコイル16が巻装される。この場合、分布巻きよりなるため、先に巻回するコイル16に後に巻回するコイル16の一部が重なるように巻装される。従って、先に巻回されるコイル16から順に、1層目、2層目、・・・、5層目とする。
A specific winding method of the
図2に示すように、電機子コア12(ワーク)が1層目の巻回対象となっている2本のティース13の中心線L3がフライヤ21の回転軸線L2と同軸となるように保持され、1層目のコイル16の巻き始めにおいては、第1及び第2可変フォーマ25,26がその動作ストロークの中で最も進出した位置に配置されるとともに、電機子コア12の中心(中心軸線L1)と可変フォーマ25,26との距離(ワーク中心とフォーマの距離)が同じ距離に設定されている。そして、図7に示すように、第1及び第2可変フォーマ25,26は、導線15の巻回が1ターン進むに連れて(時間経過とともに)次第に電機子コア12の中心から同様に退避していき、この1層目の巻回では最終的に図2に示す位置まで退避する。
As shown in FIG. 2, the armature core 12 (work) is held so that the center line L3 of the two
従って、このような可変フォーマ25,26の動作及びその案内により巻回される1層目のコイル16は、巻回対象の2本のティース13の根元部分、即ち対象のスロット14の最底部から電機子コア12の径方向に対して直交するように次第に径方向外側に巻回されてなる。従って、1層目のコイル16は、巻回対象のティース13間の中心線L3と直交する上下方向直線L4に対して平行となるように構成される。
Therefore, the
次に1層目のコイル16の巻装後において、電機子コア12が2層目の巻回対象となっている2本のティース13の中心線L3がフライヤ21の回転軸線L2と同軸となる位置、即ち図3に示す位置まで回転されて保持される。また、第2可変フォーマ26は、前記1層目の巻き終わり位置よりも若干退避した位置に配置される一方、第1可変フォーマ25は、その第2可変フォーマ26よりも所定量大きく退避した位置に配置され、この2層目のコイル16の巻き始めにおいては図3に示す位置に配置される。そして、図7に示すように、第1可変フォーマ25は、導線15の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線15の巻回が1ターン進むに連れて電機子コア12の中心方向に向けて進出する。一方、第2可変フォーマ26は、導線15の巻回が進んでも同位置に止まっている。
Next, after winding of the
従って、このような可変フォーマ25,26の動作及びその案内にて巻回される2層目のコイル16は、前記1層目のコイル16の一部と重なる第1可変フォーマ25側がその1層目のコイル16に乗り上げるように径方向外側にオフセットする一方、第2可変フォーマ26側はティース13の根元部分(スロット14の底部)に巻回されてなる。このように2層目のコイル16は、1層目のコイル16側が拡開するように上下方向直線L4に対して傾斜して構成される。
Therefore, the
また、この2層目のコイル16は、導線15の巻回が進むに連れて第1可変フォーマ25を電機子コア12の中心方向に向けて進出させることで、2層目の巻回当初はティース13に直接巻回されるが、途中で1層目のコイル16に乗り上げていくことになる。先に巻回のコイル16への乗り上げにより、次第に導線15の1ターン長が長くなっていく。つまり、本実施形態ではこれを考慮し、導線15の1ターン長が短い側から順に巻回させるようにしており、これにより巻回途中の積層状態にある導線15の崩落が未然に防止されている。尚、3層目以降も同様にして巻回途中の導線15の崩落が防止されている。また、1層目においても導線15の1ターン長が短い側から(径方向内側から外側に)順に巻回されるため、巻回途中の導線15の崩落が同様に防止されている。
In addition, the
次に2層目のコイル16の巻装後において、電機子コア12が3層目の巻回対象となっている2本のティース13の中心線L3がフライヤ21の回転軸線L2と同軸となる位置、即ち図4に示す位置まで回転されて保持される。また、第2可変フォーマ26は、前記2層目の巻き始め位置よりも若干退避した位置に配置される一方、第1可変フォーマ25は、前記2層目の巻き始め位置と同位置に配置され、この3層目のコイル16の巻き始めにおいては図4に示す位置に配置される。そして、図7に示すように、第1可変フォーマ25は、導線15の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線15の巻回が1ターン進むに連れて電機子コア12の中心方向に向けて進出する。尚、この進出量は、前記1層目の時よりも小さい。また、第2可変フォーマ26においても、導線15の巻回が所定ターン数は同位置に止まり(この場合、第1可変フォーマ25よりも長く止まる)、その後は導線15の巻回が1ターン進むに連れて電機子コア12の中心方向に向けて若干進出する。
Next, after winding of the
従って、このような可変フォーマ25,26の動作及びその案内にて巻回される3層目のコイル16は、前記2層目のコイル16の一部と重なる第1可変フォーマ25側がその2層目のコイル16に乗り上げるように径方向外側にオフセットする一方、第2可変フォーマ26側はティース13の根元部分(スロット14の底部)に巻回されてなる。また、この3層目のコイル16では、第1可変フォーマ25側における2層目の重なる部分が更に1層目のコイル16とも重なっているため、第1可変フォーマ25の進出量が抑えられ2層目以前のコイル16への荷重を小とする等の配慮がなされる反面、第2可変フォーマ26側では巻き後わり付近でその第2可変フォーマ26を進出させ、第2可変フォーマ26側でのティース13の根元部分(スロット14の底部)への巻回を行っている。このように3層目のコイル16は、2層目のコイル16側が拡開するように上下方向直線L4に対して傾斜して構成される。
Therefore, the third-
次に3層目のコイル16の巻装後において、電機子コア12が4層目の巻回対象となっている2本のティース13の中心線L3がフライヤ21の回転軸線L2と同軸となる位置、即ち図5に示す位置まで回転されて保持される。また、第1及び第2可変フォーマ25,26は、前記3層目の巻き始め位置からぞれぞれ所定量退避した位置に配置され、この4層目のコイル16の巻き始めにおいては図5に示す位置に配置される。そして、図7に示すように、第1可変フォーマ25は、導線15の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線15の巻回が1ターン進むに連れて電機子コア12の中心方向に向けて進出し、前記2層目の巻き始め位置付近まで進出する。また、第2可変フォーマ26においても、導線15の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線15の巻回が1ターン進むに連れて電機子コア12の中心方向に向けて進出し、前記2層目の巻き始め位置付近まで進出する。
Next, after winding of the
従って、このような可変フォーマ25,26の動作及びその案内にて巻回される4層目のコイル16は、前記3層目のコイル16の一部と重なる第1可変フォーマ25側がその3層目のコイル16に乗り上げるように径方向外側にオフセットし、第2可変フォーマ26側においても、反対側の可変フォーマ25,26等にて巻回された1層目のコイル16の一部と重なるようになるため、その反対側の1層目のコイル16に乗り上げるように径方向外側にオフセットするように巻回されてなる。つまり、この4層目のコイル16では、第1可変フォーマ25側における3層目の重なる部分が2層目のコイル16とも重なり、また第2可変フォーマ26側においても反対側の1層目のコイル16が重なるようになるため、この4層目のコイル16は、3層目のコイル16側が若干拡開するが上下方向直線L4に対して平行に近い状態で傾斜して構成される。
Accordingly, the
次に4層目のコイル16の巻装後において、電機子コア12が5層目の巻回対象となっている2本のティース13の中心線L3がフライヤ21の回転軸線L2と同軸となる位置、即ち図6に示す位置まで回転されて保持される。また、第1可変フォーマ25は、前記4層目の巻き始め位置と同位置に配置される一方、第2可変フォーマ26は、前記4層目の巻き始め位置から所定量退避した位置に配置され、この5層目のコイル16の巻き始めにおいては図6に示す位置に配置される。そして、図7に示すように、第1可変フォーマ25は、導線15の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線15の巻回が1ターン進むに連れて電機子コア12の中心方向に向けて若干進出する。また、第2可変フォーマ26においても、導線15の巻回が所定ターン数は同位置に止まり(この場合、第1可変フォーマ25よりも短い止まりとなる)、その後、導線15の巻回が1ターン進むに連れて電機子コア12の中心方向に向けて進出し、巻き後わり付近では再び止まる。
Next, after winding of the
従って、このような可変フォーマ25,26の動作及びその案内にて巻回される5層目のコイル16は、前記4層目のコイル16の一部と重なる第1可変フォーマ25側がその4層目のコイル16に乗り上げるように径方向外側にオフセットし、第2可変フォーマ26側においても、反対側の可変フォーマ25,26等にて巻回された2層目のコイル16の一部と重なるようになるため、その反対側の2層目のコイル16に乗り上げるように径方向外側にオフセットするように巻回されてなる。つまり、この5層目のコイル16では、第1可変フォーマ25側における4層目の重なる部分が3層目のコイル16とも重なるとともに、第2可変フォーマ26側においても反対側の2層目のコイル16が更に1層目のコイル16とも重なっているため、この5層目のコイル16は、4層目のコイル16よりも上下方向直線L4に対しより平行に近い状態で若干傾斜して構成される。
Accordingly, the fifth-
このように本実施形態の巻線巻回装置20では、巻回対象の一方側のスロット14に導線15を案内する第1可変フォーマ25と、他方側のスロット14に導線15を案内する第2可変フォーマ26とを独立させ、各層のコイル16に適した巻回態様となるように個別に位置及び動作量が制御されている。これにより、先に巻回した下層のコイル16との干渉等に配慮しつつ、後に巻回の上層のコイル16を極力ティース13の根元部分(スロット14の底部)に巻回するように2層目以降は傾斜させて巻回されるため、2層目以降のコイル16単体の重心位置がより電機子コア12の中心寄りにシフトされるとともに、コイル16の位置も安定し、電機子10の回転バランスの向上、ひいては回転電機の駆動時の振動低減に寄与できる。また、導線15の占積率向上やコイルエンド高さ低減にも寄与でき、回転電機の小型・高出力化を図ることも可能となる。
Thus, in the winding
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)本実施形態では、その時々で巻回対象となる一対のスロット14うち、一方のスロット14内への導線15の案内を行う第1可変フォーマ25と、他方のスロット14内への導線15の案内を行う第2可変フォーマ26との動作量が個別に制御され、各コイル16の巻回態様(形状や姿勢等)が好適となるように制御されている。これにより、各コイル16単体の重心位置をより電機子コア12の中心寄りにシフトでき、特に分布巻きを採用する本実施形態の電機子10では各コイル16に重なりが生じ、各コイル16単体の重心位置が径方向外側になりがちなのを効果的に電機子コア12の中心寄りにシフトできるため、電機子10の回転バランスを向上することができる。これにより、回転電機にこの電機子10を用いれば、回転駆動時の振動低減を図ることができる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) In the present embodiment, the first variable former 25 for guiding the
(2)本実施形態では、電機子コア12の軸線L1を挟んだ両側から導線15の巻回が同時に行われるダブルフライヤ方式を採用しているため、本実施形態のように分布巻きを採用する電機子10では特にその時々のコイル16の適正な巻回態様が変化しやすい。そのため、各可変フォーマ25,26の導線15の案内によるコイル16の巻回態様の制御の効果は大である。
(2) In this embodiment, since the double flyer system in which the
(3)本実施形態では、2層目及び3層目の巻回時のように、その時の巻回対象となる一対のスロット14の一方で先に巻回したコイル16の一部と重なりが生じる場合では、その重なりが生じる側である第1可変フォーマ25が、重なりが生じない側の第2可変フォーマ26よりも径方向外側に退避されて導線15の巻回が行われている。つまり、その重なりの生じた側では先に巻回のコイル16に対する干渉等の配慮がなされ、重なりの生じていない側では極力ティース13の根元部分(スロット14の底部)に導線15が巻回され、コイル16が傾斜した形状で構成するようにしている。これにより、一方のスロット14にてコイル16同士の重なりが生じる2層目及び3層目の場合であっても、確実にコイル16単体の重心位置を電機子コア12の中心寄りとでき、電機子10の回転バランスの向上に繋がる。
(3) In this embodiment, like the winding of the second layer and the third layer, one of the pair of
(4)本実施形態では、4層目の巻回時のように、一対のスロット14の他方においても先に巻回したコイル16の一部と重なりが生じる場合では、既に重なりが生じている側である第1可変フォーマ25よりも、新たに重なりが生じた側の第2可変フォーマ26の径方向外側への退避量が大きくされて導線15の巻回が行われている。つまり、2層目と3層目では一方側が先の巻回のコイル16との重なりでコイル16が傾斜形状となっていたものを、4層目では他方側でも反対側の1層目のコイル16にて重なりが生じることでそれに合わせて可変フォーマ25,26を動作させることでその傾斜形状を確実に矯正でき、その他方側での先の巻回のコイル16に対する干渉等の配慮がなされている。
(4) In the present embodiment, as in the case of winding of the fourth layer, when the overlap with the part of the
(5)本実施形態では、可変フォーマ25,26による案内にて、各コイル16において導線15の1ターン長が短い側から巻回されるため、巻回途中の積層状態にある導線15の崩落を未然に防止することができる。
(5) In this embodiment, the guides by the
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各層での可変フォーマ25,26の動作を図7のように設定したが、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the above embodiment, the operations of the
・上記実施形態では、巻線巻回装置20を図1のような構成としたが、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、ダブルフライヤ方式に適用したが、シングルフライヤ方式に適用してもよい。
-In above-mentioned embodiment, although the winding winding
・上記実施形態では、10本のティース13を有する電機子コア12を用い、2本のティース13に跨って導線15を巻回する分布巻きの電機子10の巻線方法の具体例を示したが、これに限定されるものではなく、例えばティースの数(コイルの数)や分布巻きの際のティース13を跨ぐ数等を適宜変更してもよい。また、巻回方法も分布巻きでなく、例えば集中巻きの電機子に適用してもよい。
In the above embodiment, a specific example of the winding method of the distributed-winding
10…電機子、12…電機子コア、13…ティース、14…スロット、15…導線、16…コイル、25…第1可変フォーマ、26…第2可変フォーマ、L1…軸線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フォーマは、前記一対のスロットうちの一方のスロット内への導線の案内を行う第1可変フォーマと、他方のスロット内への導線の案内を行う第2可変フォーマとを備え、それら各可変フォーマの動作量を個別に制御して前記各コイルの巻回態様が制御されることを特徴とする電機子の巻線方法。 In an armature configured with a plurality of coils formed by winding a conductor wire around teeth of an armature core extending radially outward, the conductor wire is used as a former in a pair of slots to be wound at each time of the armature core. The winding method of guiding
The former includes a first variable former that guides a conductive wire into one of the pair of slots, and a second variable former that guides a conductive wire into the other slot, and each of these variable formers. The armature winding method is characterized in that the winding amount of each coil is controlled by individually controlling the operation amount of the armature.
前記電機子コアの軸線を挟んだ両側から前記導線の巻回が同時に行われることを特徴とする電機子の巻線方法。 The armature winding method according to claim 1,
A method of winding an armature, wherein the conductor is wound simultaneously from both sides of an axis of the armature core.
前記一対のスロットの一方にて、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、その重なりが生じる側の前記可変フォーマを、重なりが生じない側の前記可変フォーマよりも径方向外側に退避させて前記導線の巻回が行われることを特徴とする電機子の巻線方法。 In the armature winding method according to claim 1 or 2,
When one of the pair of slots overlaps with a part of the coil wound earlier, the variable former on the side where the overlap occurs is radially outer than the variable former on the side where no overlap occurs. The winding method of the armature, wherein the conducting wire is wound after being retracted.
前記一対のスロットの他方においても、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、既に重なりが生じている側の前記可変フォーマよりも、新たに重なりが生じた側の前記可変フォーマの径方向外側への退避量を大きくし前記導線の巻回が行われることを特徴とする電機子の巻線方法。 In the armature winding method according to claim 3,
In the other of the pair of slots, if there is an overlap with a part of the previously wound coil, the variable former on the side where the overlap has occurred is more than the variable former on the side where the overlap has already occurred. The armature winding method is characterized in that the lead wire is wound by increasing a retracting amount to the radially outer side of the wire.
前記各コイルにおいて前記導線の1ターン長が短い側から巻回されるように前記可変フォーマによる案内が行われることを特徴とする電機子の巻線方法。 In the armature winding method according to any one of claims 1 to 4,
The armature winding method according to claim 1, wherein each of the coils is guided by the variable former so that one turn length of the conducting wire is wound from a short side.
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