JP2846971B2 - モータコイルの巻線方法および同巻線装置 - Google Patents

モータコイルの巻線方法および同巻線装置

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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
    • H02K15/095Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors around salient poles

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばアウタロータ型
のモータのステータなどのように、半径方向の複数の磁
極が円周に沿って配列され、隣接する磁極の間にスロッ
トが設けられているコアに巻線する方法および同装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3(A)は比較対照のために示したも
ので、3ポールロータのコア1に電線2を巻回してコイ
ル3を形成する作業の説明図である。ポール1aの相互
の間のスロット1bが大きいので別段の困難無く巻線す
ることができる。
【0003】これに比して、例えば図3(B)のように
アウタロータ型モータの固定子コア4に巻線してコイル
5を形成しようとすると、隣接するポールが邪魔になっ
て、前掲の(A)図のように容易には巻線できない。特
に、端子ピンとして利用されるからげピン6、およびそ
のピンホルダ7(仮想線で示す)が設けられていると一
層困難である。
【0004】このような場合、スロット内に電線を導く
ため、図4に示したようなサイドフォーマ8,8′が用
いられる。この図4は前掲の図3に示したIV部付近を拡
大して模式的に描いたものである。本図4の矢印V方向
に見た側面図を図5に示す。コアに巻線する場合、コア
を固定しておいてノズル(電線を繰り出す)を回すフラ
イヤ方式と、ノズルを固定しておいてコアを巻す軸回し
方式とが有るが、電線に捩れを生じないことや、装置を
小形に構成できることといった観点からは軸回し方式の
方が有利である。
【0005】図5は軸回し方式の従来例を示しており、
コア4はコア取付治具12に固定されて図外のスピンド
ル軸に装着され、X−X′軸を中心として回転せしめら
れる。
【0006】電線を繰り出すノズル9は、ノズルホルダ
ー11を介してノズルバー10に取り付けられている。
図4に示されているように、巻線しようとする磁極を挟
んで1対のサイドフォーマ8,8′が配置される。図5
においては2個のサイドフォーマが重なっている。図6
は1個のサイドフォーマ8を実線で描いた図である。図
6(B)に示したサイドフォーマ8は、図5に仮想線で
示したサイドフォーマ8と同じ方向から見た図である。
【0007】図4において電線2は、その断面によって
位置を表わしてある。サイドフォーマ8に摺触した電線
2は矢印a,bのように滑ってスロット4a内に導かれ
る。上記の図4に示した矢印a,bを側面図について見
ると図5に示した矢印a,bのごとくである。
【0008】このようにしてスロット4a内に導かれた
電線2は、コア4が回されているので、該コアの磁極に
巻きつけられてコイルを形成するのであるが、サイドフ
ォーマ8によって導かれた電線2が該サイドフォーマ8
から外れてスロット4aの入口付近に落とし込まれるの
で、スロットの入口付近cには密に巻線され、スロット
の奥の方d付近は疎になる。
【0009】こうした不具合を解消するため、図7に示
したセンタフォーマ13を設けることが試みられてい
る。この図7は軸回し方式の巻線装置を模式的に描いた
斜視図であって、スピンドル軸14に取り付けられたコ
ア受台15に、コア取付治具12を介してコア4が装着
され、X−X′軸の回りに回転せしめられる。8,8′
は前述したサイドフォーマである。この図7に示したセ
ンタフォーマ13の単品3面図を図8の(A),
(B),(C)に示し、コア受台15に対するコア4の
取付状態を図9に示す。
【0010】図7に示したセンタフォーマ13とコア4
とを抽出して、軸X−X′を含む垂直面で切断した断面
図を図10に示す。ノズル9から繰り出された電線2
は、センタフォーマ13の案内面13aに沿って矢印e
の如く滑り、スロット4aの深さ方向(図において左右
方向)の中ほどに導かれて巻線される。前掲の図7と図
10とを対比して容易に理解されるように、センタフォ
ーマ13の二又状部がコア4を緩やかに挟んだ形になっ
ているので、該センタフォーマ13が静止部材であると
コア4がX−X′軸の回りに回転することができない
このため、センタフォーマ13はX−X′軸の回りに自
在に回転できるようベアリング22aで支持されてい
て、コア4の回転に伴って従動回転する。
【0011】
【考案が解決しようとする課題】前述のセンタフォーマ
を用いると、図10に示されているようにスロット4a
の中ほど(図において左右方向の中ほど、コア4につい
て半径方向の中ほど)に巻線することができる。しか
し、このようにして巻線されるコイル5はスロット4a
の中ほどに、いわゆる団子巻きされる。従来技術におい
ては、図3(B)のような多極形のコア4については、
スロットの中ほどまで電線を導いて高速巻線(例えば
1,000rpm)することが精一杯であった。
【0012】ところが最近、電気的な回転機器の技術的
進歩に伴い、電機子が小型化,高密度化され、コイルの
占積率の一層の向上が要求されている。このため、図1
0について説明したような団子巻きではなく、整列巻き
することの必要に迫られている。従来技術においては、
単品のボビンに巻線する場合、ノズルを回転軸方向に移
動(トラバース)させて整列巻きすることが広く行なわ
れているが、多極形のコアにおいてはコイルを整列巻き
することが出来なかった。
【0013】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
であって、多極形のコアに整列巻きすることの出来るモ
ータコイルの巻線方法、およびモータコイルの巻線装置
を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに創作した本発明の基本的な原理を略述すると次のご
とくである。
【0015】先行技術におけるセンタフォーマ10は
(図10参照)、X−X′軸の回りに回転し得るがX−
X′軸方向に移動することは出来ない。
【0016】本発明は図2のごとく、センタフォーマ1
3およびノズル9を矢印−rの如くX−X′軸方向に
往復移動させる。上記の往復移動は、センタフォーマ1
3とノズル9とのそれぞれを互いに異なる駆動手段によ
って、互いに同期させて行なわせる。ただし、からげ作
業に際しては後に詳述するごとくセンタフォーマ13を
退避・休止させておいてノズル9のみを駆動して行な
う。
【0017】上述の原理に基づく具体的な手段として、
本発明のモータコイルの巻線方法は、半径方向の複数の
磁極が円周に沿って配列され、隣接する磁極相互の間に
スロットが設けられているコアを、上記複数の磁極の内
の何れかの磁極の中心線を回転軸として回転させなが
ら、ノズルから繰り出される電線をサイドフォーマによ
ってスロット内に導きつつ該電線を磁極に巻回する巻線
方法において、上記サイドフォーマと別体にセンタフォ
ーマを設け、該センタフォーマと前記のノズルとを、そ
れぞれ別個の駆動手段により相互に同期させ、もしくは
該センタフォーマとノズルとを解除可能に連結して、回
転軸方向にトラバースし、サイドフォーマによってスロ
ット内へ導かれた電線センタフォーマによって磁極の回
りに、磁極方向に整列せしめることを特徴とする。
【0018】また、上記発明方法を実施するための構成
として本発明に係る巻線装置は、半径方向の複数の磁極
が円周に沿って配列されるとともに磁極相互の間にスロ
ットが設けられているコアを取り付けて、上記複数の磁
極の内の何れかの磁極の中心線を回転軸に一致せしめて
回転させるスピンドル軸と、電線を繰り出しつつスピン
ドル軸と平行にトラバースされるノズルと、上記スピン
ドル軸に対して固定され、ノズルから繰り出された電線
をスロット内に導くサイドフォーマと、上記サイドフォ
ーマによってスロット内に導かれた電線を該スロットの
奥の方へ導くセンタフォーマとを有するモータコイル巻
線装置において、上記のセンタフォーマはスピンドル軸
と平行な方向に移動するように案内されており、かつ、
該センタフォーマはノズルの駆動機構と別系統の駆動機
構により、ノズルと同期せしめて、同方向に、同時に
ラバースできる構造であることを特徴とする。
【0019】
【作用】上記の発明装置を用いて前記の発明方法を実施
すると、 a.巻線作業における軸回し方式の長所(電線が捩れな
い・巻線装置を小形に構成できる)を妨げることなく、 b.ノズルから繰り出される電線がサイドフォーマによ
ってコアのスロットに導かれ、 c.さらに、センタフォーマがノズルと同期してスロッ
トの深さ方向にトラバースされるので、スロット内に導
かれた電線が磁極に対して整列巻きされて、占積率の高
いコイルが巻成され d.かつ、センタフォーマを退避・休止させておいてノ
ズルを駆動することにより、からげ作業を行なうことが
できる。
【0020】
【実施例】図1は、本発明に係る巻線方法を実施するた
めに構成した本発明装置の1実施例を示す断面図であ
る。この実施例は、図5に示した従来例に本発明を適用
して改良した1例である。本図1に示したコア4、コア
取付治具12、サイドフォーマ8、ノズル9、ノズルバ
ー10およびノズルホルダー11は前記の図5(従来
例)に示したのと同様ないし類似の構成部材であり、本
図1に示したコア受台15は前掲の図7(従来例)に示
したのと同様の構成部材である。
【0021】本図1に示すごとく、前記のコア4はコア
取付ピン16によってコア取付治具12に取り付けら
れ、位置決めされている。上記のコア取付治具12は、
コア割出軸27により垂直軸まわりの回動可能に支持さ
れている。このような回動可能の構造は、多数の磁極の
内の何れか一つを順次にX−X′軸に揃えて巻線するた
めのものである。図示を省略するがインデックス手段が
設けられていて、コア4の磁極の数をNとして、該コア
を360°/Nずつ回動,位置決めして各磁極に順次巻
線し得るようになっている。
【0022】本図1に示したセンタフォーマ13は図7
に示した従来例のセンタフォーマ13と類似の構成部材
であるが、次に述べるように支持され、駆動される。本
例におけるセンタフォーマ13は、センタフォーマ支持
回転治具17に対して固定されている。上記センタフォ
ーマ支持回転治具17は、センタフォーマ前後進ガイド
18に対してX−X′軸まわりの回転自在に支持されて
いる。22a,22bはベアリングである。上記センタ
フォーマ前後進ガイド18は、図外の案内手段によりX
−X′軸方向に平行移動し得るように案内されている。
【0023】ノズル9はノズルホルダー11およびノズ
ルバー10を介してノズルバー支持台26に固定され、
前記センタフォーマの駆動系統と異なる系統の駆動手段
により、往復矢印−rのごとく往復駆動(トラバー
ス)される。前記のセンタフォーマ前後進ガイド18に
連動ブロック20が固定されていて、ノズルバー支持台
26に固着された連動ピン19上記連動ブロック20
の穴に嵌合せしめて、センタフォーマ13とノズル9と
を相互に一体的に連結したり、該連動ピン19を抜き出
してセンタフォーマ13とノズル9とを切り離したりで
きる。上記連動ブロック20にはマグネット20mが埋
設されていて、センタフォーマ13を磁力吸着して該セ
ンタフォーマのフラツキを防止して位置合わせしてい
る。
【0024】ノズル9が矢印−rのごとくトラバース
されるとセンタフォーマ前後進ガイド18はセンタフォ
ーマ13と共に、該ノズル9と同期してトラバースされ
る。この場合、連動ピン19は連動ブロック20に嵌合
しておいても良く、抜き出しておいても良い(詳細後
述)。
【0025】図2においてノズル9が電線2を繰り出し
つつ実線位置から鎖線位置9′まで矢印r方向にトラバ
ースされ、これと共にセンタフォーマ13が実線位置か
ら鎖線位置13′まで矢印r方向にトラバースされる
と、該センタフォーマに導かれた電線は図示2″のごと
くスロット4a内に整列して巻線される。
【0026】ノズル9およびセンタフォーマ13が往復
矢印−rのごとく往復駆動されると、電線は整列状態
を保って重ね巻きされ、高占積率のコイル(図示せず)
が巻成される。21aはコア押えであって、コア押えス
プリング21bによってコア4に向けて軽く付勢され、
該コア4の磁極先端に嵌合してコアをガイドし、コアの
回転に伴う振れを防止している。
【0027】(図1参照)巻線を行なうときはノズル9
とセンタフォーマ13とを機械的に連結して連動させ
も良いが、前記連動ピン19を抜いて、ノズル9とセン
タフォーマ13とをそれぞれ独立した駆動源によって、
同期させつつトラバースさせても良好な巻線(整列巻
き)を行なうことができる。この場合、ノズルとセンタ
フォーマとは同時に同方向へトラバースされるが、両者
のスピードは必ずしも同一でなくても良い。このような
制御は、公知のNC制御技術を適用して行い得る。
【0028】図1においてノズルバー10を上昇させる
と連動ピン19が連動ブロック20から抜け出して、ノ
ズル9とセンタフォーマ13との連動が解除される。上
述のようにして連動を解除し、図外の駆動手段によって
センタフォーマ前後進ガイド18を図の左方に後退させ
て退避せしめておいて、ノズル9にからげ作動を行わせ
る。このからげ作動とは図3(B)に示したからげピン
6の周囲にノズル9を旋回させて電線を巻きつける操作
であり、公知技術によって行うことができる。
【0029】
【0030】以上に説明した実施例は軸回し方式をとっ
ているので電線が捩られず、また、ノズルをフライヤに
よって旋回させる必要が無いので装置全体を小形,軽量
に構成することができる。本発明の適用によりセンタフ
ォーマをノズルに同期させてトラバースしても、上記の
軸回し方式の一般的な長所を損ねる虞は無い。
【0031】図1に示した実施形態の巻線装置におい
て、同図に描かれているように連動ピン19連動ブロ
ック20の穴に嵌合した状態では、ノズル9が往復矢印
−r方向に駆動されると連動ブロック20を介してセ
ンタフォーマ前後進ガイド18およびセンタフォーマ1
3が強制的に矢印−r方向に前後進せしめられる構造
であるが、上記と異なる実施例として次のように構成す
ることもできる。すなわち、図11において、図外のス
プリング手段によってセンタフォーマ前後進ガイド18
に矢印r方向(図示右向き)の付勢力を与えておくと、
連動ブロック20′は連動ピン19から矢印L(図示左
向き)の力のみを受ける形状に構成しても、前記実施例
(図1)と同様の作用,効果が得られる。
【0032】また、図12において、センタフォーマ前
後進ガイド18に対して図外のスプリング手段によって
矢印l方向の付勢力を与えておくと、連動ブロック2
0″はは連動ピン19から矢印r方向の力のみを受ける
形状に構成し得る。
【0033】
【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明に係る巻
線方法によれば、 a.巻線作業における軸回し方式の長所(電線が捩れな
い・巻線装置を小形に構成できる)を妨げることなく、 b.ノズルから繰り出される電線がサイドフォーマによ
ってコアのスロットに導かれ、 c.さらに、センタフォーマがノズルと同期してスロッ
トの深さ方向にトラバースされるので、スロット内に導
かれた電線が磁極に対して整列巻きされて、占積率の高
いコイルが自動的に巻成され d.かつ、互いに別個の駆動手段で駆動されているセン
タフォーマとノズルとのうち、センタフォーマを退避・
休止させるとともにノズルを駆動して、該ノズルによっ
てからげ作業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る巻線装置の1実施例を示す断面図
【図2】本発明の原理的説明図
【図3】モータ用のコアを示す平面図
【図4】従来技術におけるサイドフォーマの説明図
【図5】従来技術におけるサイドフォーマの説明図
【図6】従来技術に係るサイドフォーマの説明図
【図7】従来例の巻線装置を示す斜視図
【図8】従来例のセンタフォーマを示す3面図
【図9】従来例の巻線機におけるコアの取付状態を示す
斜視図
【図10】従来例のセンタフォーマを用いた巻線作業に
おける技術的課題を説明するための模式的な断面図
【図11】図1と異なる実施例の説明図
【図12】上記とさらに異なる実施例の説明図
【符号の説明】
1 3ポール型のコア 1a ポール 1b スロット 2 電線 3 コイル 4 多磁極型のコア 4a スロット 5 コイル 6 からげピン 7 ピンホルダ 8,8′ サイドフォーマ 9 ノズル 10 ノズルバー 11 ノズルバー支持台 12 コア取付治具 13 センタフォーマ 13a 案内面 14 スピンドル軸 15 コア受台 16 コア取付ピン 17 センタフォーマ支持回転治具 18 センタフォーマ前後進ガイド 19 連動ピン 20 連動ブロック 21a コア押え 21b コア押えスプリング 22a,22b ベアリング

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半径方向の複数の磁極が円周に沿って配
    列され、隣接する磁極相互の間にスロットが設けられて
    いるコアを、上記複数の磁極の内の何れかの磁極の中心
    線を回転軸として回転させながら、ノズルから繰り出さ
    れる電線をサイドフォーマによってスロット内に導きつ
    つ該電線を磁極に巻回する巻線方法において、 上記サイドフォーマと別体にセンタフォーマを設け、
    センタフォーマと前記のノズルとを、それぞれ別個の駆
    動手段により相互に同期させ、もしくは該センタフォー
    マとノズルとを解除可能に連結して、回転軸方向にトラ
    バースし、 サイドフォーマによってスロット内へ導かれた電線セン
    タフォーマによって磁極の回りに、磁極方向に整列せし
    めることを特徴とする、モータコイルの巻線方法。
  2. 【請求項2】 前記のノズルの先端部を、前記のコアに
    植設されたからげピンの周囲に相対的に回転させて、該
    ノズルから繰り出される電線をからげピンに巻きつける
    からげ作動の際は、ノズルとセンタフォーマとの同期を
    解除して該センタフォーマを退避させておくことを特徴
    とする、請求項に記載したモータコイルの巻線方法。
  3. 【請求項3】 半径方向の複数の磁極が円周に沿って配
    列されるとともに磁極相互の間にスロットが設けられて
    いるコアを取り付けて、上記複数の磁極の内の何れかの
    磁極の中心線を回転軸に一致せしめて回転させるスピン
    ドル軸と、 電線を繰り出しつつスピンドル軸と平行にトラバースさ
    れるノズルと、 上記スピンドル軸に対して固定され、ノズルから繰り出
    された電線をスロット内に導くサイドフォーマと、 上記サイドフォーマによってスロット内に導かれた電線
    を該スロットの奥の方へ導くセンタフォーマとを有する
    モータコイル巻線装置において、 上記のセンタフォーマはスピンドル軸と平行な方向に移
    動するように案内されており、かつ、 該センタフォーマはノズルの駆動機構と別系統の駆動機
    構により、ノズルと同期せしめて、同方向に、同時にト
    ラバースできる構造であ ることを特徴とする、 モータコイルの巻線装置。
  4. 【請求項4】 前記のセンタフォーマとノズルとを同期
    させてトラバースする機構は、該センタフォーマとノズ
    ルとの同期を解除して個別の動作を許容したり、同期状
    態に拘束したりすることのできる構造であることを特徴
    とする、請求項に記載したモータコイルの巻線装置。
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