JP2669574B2 - 電機子用巻線装置 - Google Patents

電機子用巻線装置

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JP2669574B2
JP2669574B2 JP4021021A JP2102192A JP2669574B2 JP 2669574 B2 JP2669574 B2 JP 2669574B2 JP 4021021 A JP4021021 A JP 4021021A JP 2102192 A JP2102192 A JP 2102192A JP 2669574 B2 JP2669574 B2 JP 2669574B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/09Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted rotors

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流電動機の電機子に巻
線を施すための電機子用巻線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】導線がコアの外周に積層状態で巻き付け
られると共に整流子の結線爪にも前記導線が引掛けられ
て構成される直流電動機の電機子は、電機子用の巻線装
置によって複数の巻線工程が実施されて自動的に巻線が
施される。
【0003】すなわち、整流子の結線爪に導線先端部
(巻始め線)をセットする巻始め線セット工程(以後、
巻始め線処理という)、導線をコアの外周に巻き付ける
巻付け工程(以後、巻装処理という)、一定の巻付け工
程終了後の導線中間部を結線爪に引掛ける導線引掛け工
程(以後、結線処理という)、全ての巻装処理が終了し
た後の導線終端部(巻終り線)を切断する巻終り線切断
工程(以後、巻終り線処理という)の各処理を自動的に
実施して巻線が施されるようになっている。このような
各巻線処理を自動的に実施する電機子用の巻線装置とし
ては、例えば、特公昭58−55745公報に開示され
た巻線装置がある。
【0004】ここで、前記公報に開示された巻線装置で
は、所定のセット位置に保持される整流子の外周に対応
して導線ガイド部材が配置されており、さらに、導線ガ
イド部材の外方には、導線先端部を挟持(クランプ)で
きるクランパが配置されている。このクランパにはクラ
ンパ移動機構が連結されており、保持された整流子の軸
線方向に移動可能でかつ整流子の半径方向に移動して結
線爪に接離可能となっている。
【0005】巻始め線処理を行なう場合には、前記クラ
ンパによって導線先端部がクランプされ、さらにこの状
態のままでクランパ移動機構の作動によってクランパが
導線先端部と共に整流子の結線爪まで移動されて維持さ
れる。その後、巻装処理した後に結線処理を行なう場合
には、整流子の結線爪に沿って導線ガイド部材を回転さ
せると共に導線を巻装処理するフライヤを導線ガイド部
材の回転に応じて作動させて導線中間部を整流子の結線
爪に引掛けるようになっている。さらに、全ての巻装処
理が終了し巻終り線処理を行なう場合には、再び前記ク
ランパによって導線終端部をクランプし、さらにこの状
態のままでカッタを作動させて巻終り線を切断するよう
になっている。
【0006】このような電機子用の巻線装置では、前述
の如く巻線処理を自動的に実施して巻線を施すことがで
きる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の巻線装置では、各部の作動が複雑で巻線を施す処理
時間が長いという欠点があった。
【0008】すなわち、巻始め線処理の際には、導線を
挟持するクランパを複数の方向へ順次移動させる動作が
不可欠であり、このため、導線先端部を所定位置で保持
するまでには必然的に時間がかかる。また、結線処理の
際には、導線ガイド部材の回転動作とフライヤの回転動
作とを常に対応させながら複雑に同期(連動)して行な
う必要があり、したがって、その制御自体も容易でなく
俊敏な動作を行なうには限界がある。さらに、巻終り線
処理の際には、導線終端部をクランパによって一旦クラ
ンプした後にカッタを作動させて切断するため、換言す
れば二段階の動作であるため、この場合にも必然的に時
間がかかる。
【0009】このように、従来の電機子用巻線装置で
は、自動的に巻線処理を施すことができる反面、その処
理に時間がかかり、このため、短時間で巻線処理を実施
できる巻線装置が求められていた。
【0010】本発明は上記事実を考慮し、簡単な動作に
よって短時間で巻線を施すことができる電機子用巻線装
置を得ることが目的である。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る電機子用巻線装置は、所定の位置に保持される電
機子の軸線に直交し電機子のコアを通る軸の周りに回転
すると共に、電機子で巻き掛けられる導線の中間部を通
過可能に保持するフライヤの前記回転によって電機子の
コアに形成された複数のスロットにわたって前記導線を
多数回巻き付けると共に、前記導線の巻き付け終了後に
前記電機子の整流子に設けられた結線爪へ前記導線を引
っ掛けて結線処理を施す電機子用巻線装置であって、前
記結線爪の近傍に配置され、前記結線爪を通り前記セッ
ト位置で保持された状態での前記整流子の軸線方向に対
して直交する直交線を中心に所定の半径で回転可能で、
且つ前記直交線に沿って前記結線爪に対して接離移動可
能な巻掛け部を有し、前記直交線に沿って結線爪に接近
した状態で前記巻掛け部が前記フライヤと前記電機子の
コアとの間の導線中間部を引っ掛けると共に前記結線爪
周りに回転して導線の張力により前記導線を結線爪へα
状に巻き付けるフック手段を備えることを特徴としてい
る。 請求項2に記載の本発明に係る電機子用巻線装置
は、請求項1に記載の本発明において、前記電機子の整
流子の軸線方向両端部に対応して同軸的に設けられ前記
整流子の軸線方向両端部を保持して前記整流子を前記所
定のセット位置で保持するコレットチャックを備えるこ
とを特徴としている。 請求項3に記載の本発明に係る電
機子用巻線装置は、請求項1又は請求項2に記載の本発
明において、前記電機子の整流子の軸周りに複数の前記
フライヤを設けると共に、前記複数のフライヤに対応し
て前記電機子の整流子の軸周りに複数の前記フック手段
を設けたことを特徴としている。
【0012】
【作用】請求項1に記載の電機子用巻線装置では、電機
子が所定のセット位置で保持された状態でフライヤが回
転すると、フライヤによって中間部が保持された導線が
電機子のコアの複数のスロットにわたって多数回巻き付
けられる。次いで、この巻き付けが終了すると、フック
手段の巻掛け部が電機子の結線爪に接近し、この状態で
導線を伴い所定の半径で結線爪周りを回転する。この巻
掛け部の回転と導線の張力によって、導線のコアへ巻き
付けられた部分とフライヤに支持された部分の間の中間
部が結線爪へα状に巻き付けられ、結線処理される。
こで、本電機子用巻線装置では、結線爪を通り整流子の
軸線方向に対して直交する直交線を中心にフック手段の
巻掛け部を回転させるという簡単な動作で結線処理され
るため、処理時間が短縮される。 請求項2に記載の電機
子用巻線装置では、電機子の整流子の軸線方向両端部が
コレットチャックによって所定のセット位置で確実に保
持されるため、より一層良好且つ確実に巻線処理され、
結線処理される。 請求項3に記載の電機子用巻線装置で
は、複数のフライヤによって一度に複数の箇所の巻線処
理が行われ、また、巻線処理終了後には、これらのフラ
イヤに対応する複数のフック手段によって一度に複数の
箇所の結線処理が行われる。このため、巻線工程におけ
る処理時間が大幅に短縮される。
【0013】
【0014】このように、各処理工程における巻線を施
すための動作が簡単となり短時間で巻線が施される。
【0015】
【実施例】図1には本発明に係る電機子用巻線装置10
の全体構成が断面図にて示されている。また、図2
(A)には電機子用巻線装置10によって巻線が施され
た電機子70が示されている。
【0016】図2に示される如く、電機子70はシャフ
ト72にコア74が圧入されて固定されており、さらに
コア74に隣接して整流子76が固定されている。コア
74の外周には等間隔に複数のスロット78が形成され
ており、各スロット78には導線80が積層状態で巻き
付けられている。一方、整流子76にはコア74のスロ
ット78に対応して結線爪82が形成されており、これ
らの結線爪82にはスロット78に巻き付けられた導線
80が引掛けられて構成されている。
【0017】この電機子70に巻線を施す電機子用巻線
装置10は、セット装置90によって電機子70が巻装
処理される位置にセットされると整流子76の結線爪8
2に導線80の先端部(巻始め線)をセットする巻始め
線処理、導線80をコア74のスロット78に巻き付け
る巻装処理、一定の巻付け工程終了後の導線80の中間
部を結線爪82に引掛ける結線処理、全ての巻装処理が
終了した後の導線80の終端部(巻終り線)を切断する
巻終り線処理、の各処理を自動的に実施する。このた
め、電機子用巻線装置10は、巻始め線処理を行なうク
ランプ手段としてのクランプ部12、巻装処理を行なう
巻装部14、結線処理を行なうフック手段としてのフッ
ク部16、及び、巻終り線処理を行なうカツト手段とし
てのカツト部18を備えている。なお、前記各部はそれ
ぞれ一対(一組)配置されており、同時に二本の導線8
0を巻装できるようになっている。
【0018】図1に示される如く、セット装置90は、
コレットチャック91及びこれに外側からはまるホルダ
92を有する。コレットチャック91は、ホルダ92と
共に形成されるテーパ面によってくさびの原理で電機子
70のシャフト72を把持する。セット装置90は、図
1の矢印B方向及び反矢印B方向に移動可能である。以
下、上記各部について詳細に説明する。 (1)クランプ部12
【0019】クランプ部12にはコレットチャック20
とチャックスリーブ21が配置されている。このクラン
プ部12が軸線方向に挿入される電機子70のシャフト
72を把持することによって電機子70を所定のセット
位置に保持する。図8に詳細に示す如く、このコレット
チャック20の外周にはテーパ面22が形成されてい
る。チャックスリーブ21は固定され、コレットチャッ
ク20が移動してテーパ面22を外周から押圧したり押
圧を解除することにより電機子70のシャフト72が把
持又は解除される。コレットチャック20によって所定
のセット位置に保持される整流子76の外方には、整流
子76を被覆する状態でアウタクランパ24及びインナ
クランパ26が配置されている。
【0020】アウタクランパ24及びインナクランパ2
6は共に円筒状で前記コレットチャック20を収容して
おり、さらに、共に軸線周りに回転可能となっている。
また、インナクランパ26は軸線に沿ってスライド移動
可能である。
【0021】図3に詳細に示す如く、アウタクランパ2
4の先端の互いに対向する位置には、軸線に沿って延出
し半径方向内側へ向かって突出した一対のワイヤ受部2
8が形成されている。これらのワイヤ受部28は、イン
ナクランパ26の先端部に形成された一対のワイヤ押圧
部30に対応しており、それぞれ対応するワイヤ受部2
8とワイヤ押圧部30とによって導線80を挟持して保
持できるようになっている。
【0022】アウタクランパ24及びインナクランパ2
6の各々の一部には、ワイヤ受部28及びワイヤ押圧部
30に隣接するスリツト32が軸線に沿って形成されて
おり、後述するカッター68のスライド移動路となって
いる。アウタクランパ24の外方には、このアウタクラ
ンパ24を収容するように筒体13が設けられており、
軸線周りに所定角度回転可能とされると共に軸線方向に
移動可能とされる。この筒体13の電機子70側の縁部
には切れ込み15が形成されている。 (2)巻装部14
【0023】図1に示される如く巻装部14には、中空
の軸34周りに回転可能なフライヤ36が配置されてい
る。フライヤ36には先端にプーリ38が取り付けられ
ており、さらにプーリ38には導線80が巻き掛けられ
て電機子70へ導かれている。フライヤ36は軸34周
りに回転することによって、コレットチャック20によ
って所定のセット位置に保持される電機子70(コア7
4のスロット78)に導線80を巻付けることができ
る。フライヤ36はベルト37によって駆動され、ベル
ト37はモータ41に連結されたプーリ39に巻き掛け
られている。 (3)フック部16
【0024】フック部16では、コレットチャック20
によって所定のセット位置に保持される整流子76の結
線爪82に対向して、この整流子76の軸線と直交する
直交線G(図6参照)を軸とするフック軸40が配置さ
れている。フック軸40には複数のギヤ42乃至ギヤ5
2が順次噛み合っており、さらに、ギヤ52にはアクチ
ュエータ56によって駆動されるラック54が連結され
ている。このため、アクチュエータ56の作動によって
一連のギヤを介してフック軸40は回転駆動される。さ
らに、このフック軸40が組付けられた基台58にはボ
ールネジ60を介してモータ62が連結されており、モ
ータ62の作動によってフック軸40は第1図A部ごと
その軸線方向すなわち、コレットチャック20によって
所定のセット位置に保持される整流子76の結線爪82
に接離する方向に移動可能である。
【0025】フック軸40にはフッカー64が固定され
ている。フッカー64は略円柱形で、フック軸40の軸
線に対して偏心して取り付けられている(すなわち、フ
ック軸40の軸線から所定距離離間した位置に取り付け
られている)。図3及び図5にも示す如く、フッカー6
4の先端には、導線80を巻き掛けやすくするために外
周一部が部分的に削除されて半円柱形とされた、巻掛け
部66が形成されている。なお、フック軸40が整流子
76の結線爪82に接近した状態において、フッカー6
4の巻掛け部66が結線爪82の外周近傍に位置するよ
うに各部の寸法が設定されている。したがって、このフ
ッカー64の巻掛け部66が結線爪82に接近した状態
でフック軸40が回転すると、フッカー64(巻掛け部
66)は直交軸G周りに所定の半径で回転する構成であ
る。 (4)カツト部18
【0026】カツト部18にはカッター68が配置され
ている。図3、図8に示される如くカッター68は、ア
ウタクランパ24及びインナクランパ26の各々の一部
に形成されたスリツト32に沿ってスライド移動可能に
配置されている。すなわち、カッター68はインナクラ
ンパ26と共にアウタクランパ24内に組み込まれてお
り、実質的にクランプ部12に内蔵された構成となって
いる。カッター68は、ワイヤ受部28とワイヤ押圧部
30とに挟持されて保持された導線80を、スリツト3
2に沿ってスライド移動することによって切断できる。
このカッター68のスライド動作は、インナクランパ2
6の導線挟持動作に連動しており、インナクランパ26
が導線80を挟持して保持した直後にカッター68が導
線80を切断するように各部のスライド動作量等が設定
されている。
【0027】次に本実施例の作用を説明する。クランプ
部12と反対方向の、電機子用巻線装置10と離れたと
ころに位置しているセット装置90がコレットチャック
91によって電機子70のシャフト72を把持しつつ反
矢印B方向に移動して電機子70を巻装処理位置にセッ
トする。セットされると、コレットチャック91による
シャフト72の把持が解除され、その位置で待機状態と
なる。上記構成の電機子用巻線装置10では、巻始め線
処理、巻装処理、結線処理および巻終り線処理の各処理
が自動的に実施される。 (1)巻始め線処理
【0028】巻始め線処理においては、導線80の先端
部はクランプ部12のワイヤ受部28とワイヤ押圧部3
0とによって挟持されて所定位置で予め保持されている
(図3図示状態)。ここで、電機子70が軸線方向に挿
入されてコレットチャック91によるシャフト72の把
持が解除されシャフト72がコレットチャック20に把
持され、整流子76は所定のセット位置に保持される。
整流子76がセット位置に保持される直前に、筒体13
が回転し、導線80は、クランプ部12によってクラン
プされた部分と切れ込み15によって支持された部分と
の間の箇所が張った状態になる。そこへ整流子76が挿
入されて結線爪82のうちの1つが導線80の当該張ら
れた箇所にかかる。すなわち図4に示すように、導線8
0が結線爪82に引っ掛かる。その後すぐに筒体13が
図2(B)矢印D方向に移動し切り込み15から導線8
0が外れる。その後筒体13が図2(B)矢印C方向に
所定角度回転した後、反矢印D方向に移動し導線80
押し込む。この動作により導線80は確実に結線爪82
に引っ掛かる。その後、筒体13は図2(C)に示す位
置まで後退する。こうして、導線80の先端部(巻き始
め線)が整流子76の結線爪82に自動的にセットされ
る。従って、巻き始め線処理のための特別な動作は不要
で処理時間が短縮される。
【0029】巻始め線処理の後には巻装処理が実施され
る。 (2)巻装処理
【0030】巻装処理においては、巻装部14のフライ
ヤ36が軸34周りに回転し、これによって、セット位
置に保持されたコア74のスロット78に導線80が積
層状態で巻き付けられる。1層目コイルに導線80が最
初の数回巻かれた後で、クランプ部12は導線80先端
部のクランプを解除する。一定の巻装処理が終了した後
には、結線処理が実施される。 (3)結線処理
【0031】結線処理は、フライヤ36が軸34回りに
回転し、クランプ部12側に位置したとき、フック部1
6が作動することによって行なわれる。すなわち、モー
タ62が作動して、フック軸40が組付けられた基台5
8がセット位置に保持される整流子76の結線爪82に
接近する方向(図6矢印E方向)に移動される。これに
より、図5に二点鎖線にて示す如く、フッカー64の先
端の巻掛け部66が結線爪82に接近し、導線80に当
接する。当接は、導線80を境に結線爪とは反対の側か
ら行われる(図7(A))。
【0032】次いで、アクチュエータ56の作動によっ
てフック軸40が回転される。フック軸40が回転する
と、図5に実線にて示す如く、フッカー64の巻掛け部
66が導線80を巻き掛けながら結線爪82の周りを回
転する。これにより、図5に一点鎖線にて示す如く、導
線80の中間部が結線爪82に引掛けられる。その後
は、再びモータ62が作動して、フック軸40がフッカ
ー64と共に結線爪82から離間する方向(図6矢印F
方向)に移動される。これにより、導線80を巻き掛け
たフッカー64の巻掛け部66が導線80から外れる。
フッカー64が前進している間は、フライヤ36の軸3
4周りの回転は停止している。フッカー64が後退する
やいなや、フライヤ36が軸34周りに回転し始め、導
線80を引っ張ることにより、導線80は図7(B)に
示す位置から図7(C)に示す位置に変位する。そして
図7(C)に示すように、導線80は結線爪82を中心
としてα状に結線する。これで、導線80の中間部を結
線爪82に引掛ける結線処理が完了する。
【0033】このように、フッカー64を結線爪82に
接近させて単に回転させるという簡単な動作で結線処理
を実施することができ、処理時間が短縮される。しか
も、フッカー64の回転時にはフライヤ36は静止して
おり、フッカー64の回転動作とフライヤ36の回転動
作を同期させる必要がないため、俊敏な動作で結線処理
でき、この意味でも処理時間が短縮される。
【0034】結線処理が完了した後は、シャフト72を
把持しているコレットチャック20が軸回りに所定角度
回転して整流子76を所定角度回転させ、隣接する他の
スロット78について前記巻装処理および結線処理が順
次実施され、全てのスロット78に導線80が巻き付け
られた後は、巻終り線処理が実施される。 (4)巻終り線処理
【0035】巻終り線処理の際にはカツト部18が作動
される。全ての巻装処理が終了した、すなわち最後に結
線された結線爪82についての結線処理が完了すると、
導線80はフライヤ36のプーリ38と最後に結線され
た結線爪82とによって切断されようとする部分がワイ
ヤ受部28とワイヤ押圧部30とによって挟持可能な位
置に張られる。そして、導線80の切断されようとする
部分を通常クランプ部12よりも後退位置にある筒体1
3がセット装置90方向に前進し、図2(B)に示す如
く筒体13の切れ込み15が抱き込む。終端部(巻終り
線)は、インナクランパ26が整流子76方向に移動す
ることによって図8及び図9に示すようにワイヤ受部2
8とワイヤ押圧部30とに挟持されて保持される。さら
に、インナクランパ26の導線挟持動作に連動してカッ
ター68がスライド移動される。このカッター68のス
ライド移動によって、ワイヤ受部28とワイヤ押圧部3
0とによって保持された導線80の終端部(巻終り線)
が切断される(図10図示状態)。切断後は電機子70
に巻きついた導線80の端部は結線爪82に引っ掛かっ
ているので特に端末処理をしなくても外れない。
【0036】このように、巻終り線処理においても簡単
な動作で巻終り線処理を実施することができ、処理時間
が短縮される。電機子70への巻装処理が完了すると、
コレットチャック91は電機子70のシャフト72を保
持する。今まで反対側のシャフト72を保持していたク
ランプ部12のコレットチャック20は、ホルダ21の
後退によりシャフト72の保持を解除する。シャフト7
2を保持したセット装置90は後退する。
【0037】以上の如く、電機子用巻線装置10では、
自動的に巻線を施すことができるのみならず、各処理工
程のうち巻始め線処理、結線処理および巻終り線処理に
おいて巻線を施すための動作が簡単となり、全体として
短時間で巻線を施すことができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る電機子用
巻線装置は、簡単な動作によって短時間で巻線を施すこ
とができる優れた効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電機子用巻線装置の全体構成を示
す断面図である。
【図2】(A)は電機子用巻線装置によって巻線が施さ
れた電機子の全体構成図であり、(B)はクランプ部の
巻き始め線処理の初期状態を示す斜視図であり、(C)
はクランプ部の巻き始め線処理の中期状態を示す斜視図
である。
【図3】電機子用巻線装置のクランプ部およびカツト部
を示す斜視図である。
【図4】巻き始め線処理時の図3のVI−VI線に沿っ
た断面図である。
【図5】電機子用巻線装置のフック部を示す斜視図であ
る。
【図6】電機子の結線爪に導線を巻掛ける際のフッカー
の作動を示す平面図である。
【図7】(A)はフッカーの作動を示す図6のIV−I
V線に沿った断面図であり、(B)はフッカー後退直後
の導線の動きを示す図6のIV−IV線に沿った断面図
であり、(C)はフッカー後退直後の導線の動きを示す
図6のIV−IV線に沿った断面図である。
【図8】巻き終わり線処理時の導線がカットされる状態
を示す断面図である。
【図9】巻き終わり線処理時に導線がカットされる状態
を示す図8に対応する平面図である。
【図10】カッターが作動した状態を示すカツト部の断
面図である。
【符号の説明】
10 電機子用巻線装置 12 クランプ部 14 巻装部 16 フック部 18 カツト部 24 アウタクランパ 26 インナクランパ 28 ワイヤ受部 30 ワイヤ押圧部 64 フッカー 66 巻掛け部 68 カッター 70 電機子 74 コア 76 整流子 80 導線 82 結線爪

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の位置に保持される電機子の軸線に
    直交し電機子のコアを通る軸の周りに回転すると共に、
    電機子で巻き掛けられる導線の中間部を通過可能に保持
    するフライヤの前記回転によって電機子のコアに形成さ
    れた複数のスロットにわたって前記導線を多数回巻き付
    けると共に、前記導線の巻き付け終了後に前記電機子の
    整流子に設けられた結線爪へ前記導線を引っ掛けて結線
    処理を施す電機子用巻線装置であって、 前記結線爪の近傍に配置され、前記結線爪を通り前記セ
    ット位置で保持された状態での前記整流子の軸線方向に
    対して直交する直交線を中心に所定の半径で回転可能
    で、且つ前記直交線に沿って前記結線爪に対して接離移
    動可能な巻掛け部を有し、前記直交線に沿って結線爪に
    接近した状態で前記巻掛け部が前記フライヤと前記電機
    子のコアとの間の導線中間部を引っ掛けると共に前記結
    線爪周りに回転して導線の張力により前記導線を結線爪
    へα状に巻き付けるフック手段を備えることを特徴とす
    る電機子用巻線装置。
  2. 【請求項2】 前記電機子の整流子の軸線方向両端部に
    対応して同軸的に設けられ前記整流子の軸線方向両端部
    を保持して前記整流子を前記所定のセット位置で保持す
    るコレットチャックを備えることを特徴とする請求項1
    記載の電機子用巻線装置。
  3. 【請求項3】 前記電機子の整流子の軸周りに複数の前
    記フライヤを設けると共に、前記複数のフライヤに対応
    して前記電機子の整流子の軸周りに複数の前記フック手
    段を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載
    の電機子用巻線装置。
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