JP3432452B2 - 巻線機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、屈曲可能な連結
部を介して連結された複数のヨーク部、およびこれら各
ヨーク部にそれぞれ突出して形成される磁極テイースで
なる磁性部材を、連結部を屈曲させることにより環状に
成形して構成されるインナロータ型回転電機の固定子の
各磁極テイースに、コイルをそれぞれ巻回する巻線機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のインナロータ型回転電機
の固定子は、巻線の作業性を良くするため例えば特開平
８−１９１９６号公報で開示されるように、図示はしな
いが、まず磁性部材が直線状の状態で各磁極テイースに
巻線してコイルを形成した後、連結部を屈曲させること
により各磁極テイースが内側となるように且つ環状に折
曲して構成されているが、フライヤ巻線が困難であるた
め高速巻線が不可能である。

【０００３】このため、例えば特開平９−１９１５８８
号公報では、図１３に示すように３個のヨーク部１ａが
薄肉連結部１ｂを介して連結された磁性部材１を、薄肉
連結部１ｂを屈曲させることにより各磁極テイース１ｃ
が外側となるように屈曲し、巻線治具２で保持した状態
でフライヤ巻線機３によって各磁極テイース１ｃに巻線
を施して、図１４に示すようにコイル４を形成した後、
図１５に示すように薄肉連結部１ｂを今度は逆に屈曲さ
せて各磁極テイース１ｃが内側となるように折曲し、最
後に図１６に示すように３対の磁性部材１を組み合わせ
ることにより環状として固定子５を構成することが開示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のインナロータ型
回転電機の固定子は、以上のように磁性部材が直線状の
状態で各磁極テイースに巻線を行うことにより巻線の作
業性の向上を図り、又、磁性部材１を各磁極テイース１
ｃが外側に放射状となるように折曲させた状態で巻線を
行うことにより、フライヤ巻線ができるようにして、高
速巻線を可能としているが、図１６からも明らかなよう
に、巻線された３対の磁性部材１を組み合わせることに
より環状として固定子５を構成するようにしているの
で、生産性が悪く量産が困難であるという問題点があっ
た。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、生産性を向上させてインナロー
タ型回転電機の固定子の量産が可能な巻線機を提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る巻線機は、側面長手方向に延在して開口が形成された
筒状部の外周面に、屈曲可能な連結部を介して連結され
た複数のヨーク部および各ヨーク部にそれぞれ突出して
形成される磁極テイースでなる板状磁性部材を積層して
なり、連結部を屈曲して磁極テイースが外側となるよう
な弧状に形成されたコア部材の各ヨーク部の背面に当接
する当接面が、又、当接面と交る方向に突出して各ヨー
ク部の一方の端面に当接することによりコア部材の移動
を規制する規制面がそれぞれ形成された保持手段と、保
持手段に装着されたコア部材を外側から押圧して各ヨー
ク部の背面を保持手段の各当接面に当接させることによ
り位置決めする位置決め手段と、ばね部材でなり一端が
保持手段の筒状部内を軸方向に移動可能な柱状部材に固
着され、他端が筒状部の開口を介して外方に突出し柱状
部材の移動に伴いヨーク部の他方の端面を押圧すること
によりコア部材を保持手段の規制面に固定する固定手段
と、位置決め固定されたコア部材の各磁極テイースにコ
イルを巻回する巻回手段とを備えたものである。

【０００７】又、この発明の請求項２に係る巻線機は、
請求項１において、少なくとも一対のコア部材のヨーク
部の背面に形成された凸部又は凹部に保持部材の当接面
の表面の凹部又は凸部が嵌合するようにしたものであ
る。

【０００８】又、この発明の請求項３に係る巻線機は、
請求項１において、保持手段を軸心を中心として回転可
能にしたものである。

【０００９】又、この発明の請求項４に係る巻線機は、
請求項１において、コア部材と保持手段の規制面の間に
調整スペーサを介在させるようにしたものである。

【００１０】又、この発明の請求項５に係る巻線機は、
請求項１において、保持手段を軸方向に複数のコア部材
の装着が可能になるようにしたものである。

【００１１】又、この発明の請求項６に係る巻線機は、
請求項１または５において、巻回手段をコア部材に対し
て周方向に複数配置したものである。

【００１２】又、この発明の請求項７に係る巻線機は、
請求項１ないし６のいずれかにおいて、巻回手段をフラ
イヤノズルとしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１． 以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における巻線機の要部の
構成を示す側面図、図２は図１における巻線機の要部の
構成を断面にして示す平面図、図３は図１における巻線
機の保持治具の駆動部の構成を示す側面図、図４は図１
における線ＩＶ−ＩＶに沿う断面を示す断面図、図５は
コア部材が直線状の状態の構成を示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は斜視図、図６はコア部材を磁極テイースが
外側となるような弧状の状態の構成を示し、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は斜視図、図７は図６に示す状態のコア部
材にコイルが形成された構成を示す平面図、図８はこの
発明の実施の形態１における巻線機によってコイルが巻
回された固定子の構成を示す平面図、図９は図１におけ
る巻線機の動作の一工程を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は側面図、図１０は図１における巻線機の動作の
図９とは異なる工程を示す平面図、図１１は図１におけ
る巻線機の動作の図９とはさらに異なる工程を示す平面
図、図１２はコア部材が保持治具に位置決めされた状態
を示す平面図である。

【００１４】図において、１１は屈曲可能な連結部とし
ての薄肉部１１ａを介して連結された複数のヨーク部１
１ｂと、これら各ヨーク部１１ｂにそれぞれ突出して形
成される磁極テイース１１ｃとでなる磁性部材を積層し
て構成されるコア部材、１２は積層された各ヨーク部１
１ｂおよび磁極テイース１１ｃを覆うように一体に成形
された絶縁ボビンであり、コア部材１１は図５に示す直
線状の状態から図６に示すように、薄肉部１１ａを屈曲
させることにより各磁極テイース１１ｃが外側となるよ
うな弧状に予め形成されるとともに、所定のヨーク部１
１ｂの磁極テイース１１ｃが形成されている側とは反対
側の面、すなわち背面に凹部１１ｄが形成されている。

【００１５】１３は円筒状の保持手段としての保持治具
で、外周側に軸方向に所定の間隔を介して大径部１３ａ
が３個所形成され、これら各大径部１３ａの周面にはコ
ア部材１１の各ヨーク部１１ｂの各背面と当接可能な当
接面１３ｂ、およびこの当接面１３ｂの下部から外方に
突出し各ヨーク部１１ｂの下端面に当接可能な規制面１
３ｃがそれぞれ形成され、凹部１１ｄが形成されたヨー
ク部１１ｃが当接する当接面１３ｂには凹部１１ｄと嵌
合可能な凸部１３ｄが形成されており、又、各大径部１
３ａの上部近傍に円筒部の内外を貫通し、周方向に所定
の間隔を介して開口する開口部１３ｅが当接面１３ｂに
対応して３個ずつ形成されている。

【００１６】１４は台板１５上に支持され保持治具１３
の下部を支承する軸受、１６は保持治具１３の下部に連
結された第１のプーリ、１７は出力軸側に減速機構１７
ａを備えたモータ、１８は減速機構１７ａの出力側に連
結された第２のプーリ、１９は両プーリ１６、１８間に
張架された伝導ベルト、２０は保持治具１３の内部を貫
通し、図示はしないが下部に連結されたシリンダの駆動
により軸方向に移動可能に配設された柱状部材で、下方
に移動することにより上部に連結された押圧部材２１
が、スペーサ２２を介して保持治具１３の上面に当接し
て押圧することにより、摩擦力で保持治具１３と一体に
結合される。

【００１７】２３は中央に形成されるボス部２３ａが柱
状部材２０にそれぞれ嵌合して固着され、ボス部２３ａ
から３方に延びるように形成された可撓部２３ｂが開口
部１３ｅを介して外部に突出し、保持治具１３に装着さ
れたコア部材１１の上端面を押圧する固定手段としての
ばね部材、２４は図示はしないが待機位置から保持治具
１３に向かって前進し、一端側に形成される円弧部２４
ａが保持治具１３を取り囲むように設定される一対の治
具部材、２５は一端部２５ａが両治具部材２４上にピン
部材２６を介してそれぞれ支承される位置決めレバー、
２７はこの位置決めレバー２５の他端部２５ｂに連結さ
れ、動作することにより他端部２５ｂの端面を保持治具
１３に装着されたコア部材１１の一部を押圧して位置決
めするシリンダで、これら２４〜２７で位置決め手段と
しての位置決め治具２８が構成されている。２９は供給
される巻線３０をコア部材１１の各磁極テイース１１ｃ
に巻回してコイル３１を形成する巻回手段としてのフラ
イヤ式ノズルで、各段毎に３台ずつ周方向に所定の間隔
を介して配設されている。

【００１８】次に、上記のように構成されたこの発明の
実施の形態１における巻線機の動作について説明する。
まず、コア部材１１は図５に示す直線状の状態から薄肉
部１１ａを屈曲させることにより、図６に示すように各
磁極テイース１１ｃが外側となるような円弧状に成形し
ておく、次いで、図９に示すように装着手段（図示せ
ず）によりコア部材１１を保持治具１３の側方から水平
方向に搬送し、コア部材１１が保持治具１３の円筒部を
取り囲む状態とした後、軸方向に沿って大径部１３ａと
対応する位置に移動させ、図４に示すように各ヨーク部
１１ｂの背面が当接面１３ｂに、下端面が規制面１３ｃ
にそれぞれ当接する状態に装着される。なお、この時、
柱状部材２０は図４において破線で示すように上方に移
動した状態となっているため、ばね部材２３の可撓部２
３ｂがコア部材１１の装着の邪魔となることはない。

【００１９】そして、装着手段が待機位置に戻される
と、図示しない操作機構により位置決め治具２８が図１
０に示すように設定される。次いで、シリンダ２７が動
作することにより位置決めレバー２５が回動され、図１
１に示すように他端部２５ｂによりコア部材１１の外周
の一部が押圧されて、図１２に示すようにコア部材１１
は各ヨーク部１１ｂの背面を介して保持治具１３の各当
接面１３ｂにそれぞれ当接され、ヨーク部１１ｂの背面
および当接面１３ｂにそれぞれ設けられた凹部１１ｄお
よび凸部１３ｄが嵌合することにより位置決めされる。

【００２０】次いで、柱状部材２０は下方に移動して図
４において破線で示す状態から実線で示す状態に戻さ
れ、ばね部材２３の可撓部２３ｂで各ヨーク部１１ｂの
上端面を押圧することにより、コア部材１１は位置決め
された状態で保持治具１３に固定される。次に、位置決
め固定が完了すると、操作機構により位置決め治具２８
は元の待機状態に戻され、入れ替わって各フライヤ式ノ
ズル２９がそれぞれ所定の位置に設定されて、対応する
各磁極テイース１１ｃに巻線３０を巻回してコイル３１
が形成される。以下、モータ１７により保持治具１３が
磁極テイース１１ｃのピッチずつ順次回転駆動され、各
フライヤ式ノズル２９により図２に示すように各磁極テ
イース１１ｃへ巻線３０が巻回されコイル３１が形成さ
れる。

【００２１】最後に、全てのコイル３１が形成される
と、各フライヤ式ノズル２９は待機状態に戻され、再び
柱状部材２０が上方に移動して、ばね部材２３の可撓部
２３ｂによる各ヨーク部１１ｂの上端面への押圧が解除
され、コア部材１１は装着手段により保持治具１３から
取り出された後、他の工程により、図８に示すように薄
肉部１１ａを屈曲させて、今度は各磁極テイース１１ｃ
が内側となるような円環状に形成し、両端を例えば溶接
等で固着することによりインナロータ型回転電機の固定
子３２が構成される。

【００２２】このように上記実施の形態１によれば、コ
ア部材１１の各ヨーク部１１ｂの背面および下端面を、
保持治具１３の当接面１３ｂおよび規制面１３ｃに当接
させることによりコア部材１１を保持治具１３に装着
し、位置決め治具２８の位置決めレバー２５によりコア
部材１１の周囲から押圧することにより位置決めし、ば
ね部材２３の可撓部２３ｂで各ヨーク部１１ｂの上端面
を押圧することにより固定した後、各磁極テイース１１
ｃにフライヤ式ノズル２９により巻線３０を巻回してコ
イル３１を形成するようにしているので、生産性の向上
を図り量産化が可能になる。

【００２３】又、コア部材１１の各ヨーク部１１ｂの背
面を保持治具１３の当接面１３ｂに当接させる際に、そ
れぞれの一面に形成された凹部１１ｄおよび凸部１３ｄ
が嵌合されるので、位置決め精度の向上を図ることが可
能となり、又、保持治具１３をモータ１７で軸心を中心
に回転駆動させるようにしているので、フライヤ式ノズ
ル２９の位置を変えることなく、順次各磁極テイース１
１ｃに巻線３０を巻回することが可能となり、生産性の
向上を図ることができるとともに、フライヤ式ノズル２
９を保持治具１３の周囲に沿って移動させる機構が不要
になるため構成的にも簡素化され、コストの低減が可能
になる。

【００２４】又、コア部材１１を保持治具１３に装着し
て位置決め後、ばね部材２３の可撓部２３ｂで押圧する
ことにより固定しているので、固定手段が簡素化されコ
ストの低減を図ることができる。又、保持治具１３でコ
ア部材１１を軸方向に３段、すなわち複数段装着できる
ようにしているため、同時に複数個のコア部材１１の巻
線ができさらに生産性の向上を図ることが可能になる。
又、コア部材１１の各段毎にフライヤ式ノズル２９を３
台、すなわち複数台配置しているため、１個のコア部材
１１に対する巻線時間を短縮することができさらに生産
性の向上を図ることができる。又、コア部材１１を各磁
極テイース１１ｃが外側となるような弧状に形成した
後、巻線３０を巻回するようにしているので、フライヤ
式ノズル２９を使用することができるようになるため、
高速巻線が可能となりさらに生産性の向上を図ることが
できる。

【００２５】なお、上記では説明しなかったが、保持部
材１３の規制面１３ｃとコア部材１１のヨーク部１１ｂ
の下端面との間に、調整スペーサを介在させるようにす
れば、積層厚さが異なるコア部材への対応が可能となり
生産性の向上を図ることができる。又、上記ではコア部
材１１の連結部を薄肉部１１ｂで構成した場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、例えばピ
ン部材で連結部を構成するようなもの等に適用しても同
様の効果を得ることができることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、側面長手方向に延在して開口が形成された筒状部
の外周面に、屈曲可能な連結部を介して連結された複数
のヨーク部および各ヨーク部にそれぞれ突出して形成さ
れる磁極テイースでなる板状磁性部材を積層してなり、
連結部を屈曲して磁極テイースが外側となるような弧状
に形成されたコア部材の各ヨーク部の背面に当接する当
接面が、又、当接面と交る方向に突出して各ヨーク部の
一方の端面に当接することによりコア部材の移動を規制
する規制面がそれぞれ形成された保持手段と、保持手段
に装着されたコア部材を外側から押圧して各ヨーク部の
背面を保持手段の各当接面に当接させることにより位置
決めする位置決め手段と、ばね部材でなり一端が保持手
段の筒状部内を軸方向に移動可能な柱状部材に固着さ
れ、他端が筒状部の開口を介して外方に突出し柱状部材
の移動に伴いヨーク部の他方の端面を押圧することによ
りコア部材を保持手段の規制面に固定する固定手段と、
位置決め固定されたコア部材の各磁極テイースにコイル
を巻回する巻回手段とを備えたので、生産性を向上させ
て固定子の量産が可能であることは勿論のこと、簡単な
構成でコア部材を固定させてコストの低減が可能な巻線
機を提供することができる。

【００２７】又、この発明の請求項２によれば、請求項
１において、少なくとも一対のコア部材のヨーク部の背
面に形成された凸部又は凹部に保持部材の当接面の表面
の凹部又は凸部が嵌合するようにしたので、量産が可能
であることは勿論のこと、精度良く巻線が可能な巻線機
を提供することができる。

【００２８】又、この発明の請求項３によれば、請求項
１において、保持手段を軸心を中心として回転可能にし
たので、さらに生産性の向上が可能な巻線機を提供する
ことができる。

【００２９】又、この発明の請求項４によれば、請求項
１において、コア部材と保持手段の規制面の間に調整ス
ペーサを介在させるようにしたので、コア部材の積層厚
さの変化にも対応が可能な巻線機を提供することができ
る。

【００３０】又、この発明の請求項５によれば、請求項
１において、保持手段を軸方向に複数のコア部材の装着
が可能になるようにしたので、さらに生産性の向上が可
能な巻線機を提供することができる。

【００３１】又、この発明の請求項６によれば、請求項
１または５において、巻回手段をコア部材に対して周方
向に複数配置したので、さらに生産性の向上が可能な巻
線機を提供することができる。

【００３２】又、この発明の請求項７によれば、請求項
１ないし６のいずれかにおいて、巻回手段をフライヤノ
ズルとしたので、高速巻線が可能な巻線機を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における巻線機の要
部の構成を示す側面図である。

【図２】 図１における巻線機の要部の構成を断面にし
て示す平面図である。

【図３】 図１における巻線機の保持治具の駆動部の構
成を示す側面図である。

【図４】 図１における線ＩＶ−ＩＶに沿う断面を示す
断面図である。

【図５】 コア部材が直線状の状態の構成を示し、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図６】 コア部材を磁極テイースが外側となるような
弧状の状態の構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜
視図である。

【図７】 図６に示す状態のコア部材にコイルが形成さ
れた構成を示す平面図である。

【図８】 この発明の実施の形態１における巻線機によ
ってコイルが形成された固定子の構成を示す平面図であ
る。

【図９】 図１における巻線機の動作の一工程を示し、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図１０】 図１における巻線機の動作の図９とは異な
る工程を示す平面図である。

【図１１】 図１における巻線機の動作の図９とはさら
に異なる工程を示す平面図である。

【図１２】 コア部材が保持治具に位置決めされた状態
を示す平面図である。

【図１３】 従来の巻線機によって磁性部材にコイルを
形成する方法を示す平面図である。

【図１４】 図１３に示す方法でコイルが形成された磁
性部材の構成を示す平面図である。

【図１５】 図１４に示す磁性部材を逆に屈曲させて弧
状にした状態を示す平面図である。

【図１６】 図１５に示す磁性部材を組み合わせて形成
された固定子の構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１１ コア部材、１１ａ 薄肉部、１１ｂ ヨーク部、
１１ｃ 磁極テイース、１１ｄ 凹部、１２ 絶縁ボビ
ン、１３ 保持治具、１３ａ 大径部、１３ｂ 当接
面、１３ｃ 規制面、１３ｄ 凸部、１４ 軸受、２０
柱状部材、２３ ばね部材、２３ａ ボス部、２３ｂ
可撓部、２４ 治具部材、２５ 位置決めレバー、２
７ シリンダ、２８ 位置決め治具、２９ フライヤ式
ノズル、３０ 巻線、３１ コイル、３２ 固定子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 和広 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 山本 峰雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 野村 豊史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 尾村 和也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−19196（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−62550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−17851（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 15/00 - 15/16 H02K 1/00 - 1/16 H02K 1/18 - 1/26

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面長手方向に延在して開口が形成され
   た筒状部の外周面に、屈曲可能な連結部を介して連結さ
   れた複数のヨーク部および上記各ヨーク部にそれぞれ突
   出して形成される磁極テイースでなる板状磁性部材を積
   層してなり、上記連結部を屈曲して上記磁極テイースが
   外側となるような弧状に形成されたコア部材の上記各ヨ
   ーク部の背面に当接する当接面が、又、上記当接面と交
   る方向に突出して上記各ヨーク部の一方の端面に当接す
   ることにより上記コア部材の移動を規制する規制面がそ
   れぞれ形成された保持手段と、上記保持手段に装着され
   た上記コア部材を外側から押圧して上記各ヨーク部の背
   面を上記保持手段の各当接面に当接させることにより位
   置決めする位置決め手段と、ばね部材でなり一端が上記
   保持手段の筒状部内を軸方向に移動可能な柱状部材に固
   着され、他端が上記筒状部の開口を介して外方に突出し
   上記柱状部材の移動に伴い上記ヨーク部の他方の端面を
   押圧することにより上記コア部材を上記保持手段の規制
   面に固定する固定手段と、位置決め固定された上記コア
   部材の各磁極テイースにコイルを巻回する巻回手段とを
   備えたことを特徴とする巻線機。
2. 【請求項２】 少なくとも一対のコア部材のヨーク部の
   背面に形成された凸部又は凹部に保持部材の当接面の表
   面の凹部又は凸部が嵌合することを特徴とする請求項１
   記載の巻線機。
3. 【請求項３】 保持手段は軸心を中心として回転可能で
   あることを特徴とする請求項１記載の巻線機。
4. 【請求項４】 コア部材と保持手段の規制面の間には調
   整スペーサが介在されていることを特徴とする請求項１
   記載の巻線機。
5. 【請求項５】 保持手段は軸方向に複数のコア部材の装
   着が可能であることを特徴とする請求項１記載の巻線
   機。
6. 【請求項６】 巻回手段はコア部材に対して周方向に複
   数配置されていることを特徴とする請求項１または５記
   載の巻線機。
7. 【請求項７】 巻回手段はフライヤ式ノズルであること
   を特徴とする請求項 １ないし６のいずれかに記載の巻線
   機。