JP3554673B2

JP3554673B2 - Method and apparatus for winding an armature

Info

Publication number: JP3554673B2
Application number: JP06228499A
Authority: JP
Inventors: 馨小林; 健一神田; 和夫新井
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP2000262023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータの回転子に設けられた電気子にワイヤを巻き付ける電気子の巻線技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータには、電気子鉄心つまりアーマチュアコアと整流子つまりコンミテータとがシャフトに設けられて形成されたロータユニットと、永久磁石が設けられたステータとを有するものがある。アーマチュアは全体的に円柱形状となったアーマチュアコアを有し、このアーマチュアコアには放射方向に延びる複数のコアスロットがアーマチュアコアの一端から他端に向けて貫通して形成され、コアスロット内にワイヤを巻き付けることによりコイルが形成される。
【０００３】
コイルを形成するためのワイヤの線径が細い場合には、特開平２−７４１４１号公報に示されるようなフライヤ巻線機によって、一対のアームを旋回させることによりコアスロット内にコイルを巻き付けることが可能であるが、フライヤ巻線機によってワイヤの線径が太いアーマチュアコイルを形成しようとすると、ワイヤが捩れてしまったりワイヤのテンションによりアーマチュアコアが変形してしまったりするためにフライヤ巻線機により線径の太いコイルを巻線することは困難である。
【０００４】
線径が太いワイヤを用いてコイルを形成するには、キャピラリチューブとも言われコアスロットの数に対応した数のノズルからワイヤを繰り出して、それぞれのノズルをロータユニットの軸方向に往復動させてコアスロット内にコイルを巻き付けるようにした巻線機が使用されており、この巻線機はキャピラリ式とも言われ、たとえば、特開昭64-39248号公報に示されるものがある。
【０００５】
一対のコイルは所定数のコアスロットを隔てた２つのコアスロット内に軸方向に延びるストレート部と、これらストレート部に連なり渡り線部とも言われるコイルエンド部とを有しており、一対のコイルの一端部はコンミテータの所定の係合溝に取り付けられ、他端部は一端部が取り付けられる係合溝から所定のピッチずれた位置の係合溝に取り付けられることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
キャピラリ式巻線機によりコイルエンド部の形状としては、山形状ないし角形状に成形するようにした成形巻線方式と、コイルエンド部をワイヤの折り返しのみで直接巻き付けるようにした直巻方式とがある。
【０００７】
何れのタイプにあっても、キャピラリ式の巻線機によりそれぞれのコアスロットに対してノズルからワイヤを繰り出して同時にワイヤを巻き付けるようにした場合には、コイルエンドの重なり形状が捩れ形状となってしまう。このため、コイルエンド部の全体により形成されるコイル端末部のアーマチュアコアの軸方向両端面から突出する寸法が大きくなってしまうことになり、コイル巻き数を増加させるべく、コアスロットの断面積を大きくしても、コイル端末部の突出寸法によって巻き付け数が制限され、コアスロット内に占めるコイル断面の占有率には余裕があっても、コイル巻き付け数を増加させることができなくなる。
【０００８】
また、コイルエンド部が捩れ形状となると、コイルエンド部の重なりによって最小の巻き付け径が決まるので、シャフト径が細い場合には、アーマチュアコアの端面の巻き付けスペースを有効に利用することができなくなる。
【０００９】
本発明の目的は、コアスロットへのコイル巻き数を増加させてもアーマチュアコアの端面に形成されるコイルエンド部の突出寸法を抑制し得るようにすることにある。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
本発明の電気子の巻線方法は、軸方向に沿って延びる複数のコアスロットが放射状に形成されてシャフトに設けられたアーマチュアコアに、複数のノズルからワイヤを繰り出してコイルを巻き付ける電気子の巻線方法であって、それぞれのワイヤを押し付けクランパにより前記シャフトに押し付けた状態のもとで、それぞれの前記ノズルを前記アーマチュアコアの一端側から他端側に移動させて第１のコアスロットにワイヤを挿入する工程と、それぞれのワイヤを押し付けクランパにより前記シャフトに押し付けた状態のもとで、それぞれの前記ノズルを前記アーマチュアの他端側から一端側に戻し移動させて前記第１のコアスロットとは相違した第２のコアスロットにワイヤを挿入する工程と、前記アーマチュアコアの端面の両側に形成されて前記第１と第２のコアスロット内のワイヤを結ぶ渡り線部を成形爪により引っ掛けて前記ノズルにより折り曲げてコイルエンド部を成形する工程と、前記ノズルを前記シャフトに接近させることにより前記渡り線部を前記シャフトに押し付ける工程と、前記コイルエンド部を押し付けクランパにより前記シャフトに押し付ける工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電気子の巻線方法は、軸方向に沿って延びる複数のコアスロットが放射状に形成されてシャフトに設けられたアーマチュアコアに複数のノズルからワイヤを繰り出してコイルを巻き付ける電気子の巻線方法であって、
それぞれのワイヤを押し付けクランパにより前記シャフトに押し付けた状態のもとで、それぞれの前記ノズルを前記アーマチュアコアの一端側から他端側に移動させて第１のコアスロットにワイヤを挿入する工程と、
それぞれのワイヤを押し付けクランパにより前記シャフトに押し付けた状態のもとで、それぞれの前記ノズルを前記アーマチュアの他端側から一端側に戻し移動させて前記第１のコアスロットとは相違した第２のコアスロットにワイヤを挿入する工程と、
前記アーマチュアコアの端面の両側に形成されて前記第１と第２のコアスロット内のワイヤを結ぶ渡り線部を成形爪により引っ掛けて前記ノズルにより折り曲げてコイルエンド部を成形する工程と、
前記コイルエンド部を押し付けクランパにより前記シャフトに押し付ける工程とを有し、
所定巻き数のコイルが前記アーマチュアコアに形成されるように前記それぞれの工程を第１回目から最終回目まで複数回繰り返すことにより形成される複数のコイルエンド部を第１回目から最終回目に向かうに従って前記アーマチュアコアの端面に接近させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の電気子の巻線装置は、軸方向に沿って延びる複数のコアスロットが放射状に形成されてシャフトに設けられたアーマチュアコアに複数のノズルからワイヤを繰り出してコイルを巻き付ける電気子の巻線装置であって、前記シャフトの回転中心軸と同心状に配置され、前記シャフトの一端部を把持する第１のコレットチャックが設けられた第１の駆動軸と、前記第１のコレットチャックと同心状に配置され、前記シャフトの他端部を把持する第２のコレットチャックが設けられた第２の駆動軸と、前記ノズルが前記回転中心軸に向けて進退移動自在に設けられ、前記回転中心軸に沿う方向に相対的に往復動自在かつ前記回転中心軸を回転中心として相対回転自在となるノズル支持部材と、前記第１のコレットチャックの外側に前記回転中心軸に沿って往復動自在に設けられ、前記アーマチュアの一端面側にコイルエンド部を成形する成形爪を有する第１のコイルエンド成形手段と、前記第２のコレットチャックの外側に前記回転中心軸に沿って往復動自在に設けられ、前記アーマチュアの他端面側にコイルエンド部を成形する成形爪を有する第２のコイルエンド成形手段と、前記第１の駆動軸の外側に前記回転中心軸に対して径方向に移動自在に設けられ、前記第１のコイルエンド成形手段により形成されたコイルエンド部を前記シャフトに押し付ける第１の押し付けクランパと、前記第２の駆動軸の外側に前記回転中心軸に対して径方向に移動自在に設けられ、前記第２のコイルエンド成形手段により成形されたコイルエンド部を前記シャフトに押し付ける第２の押し付けクランパとを有し、それぞれの前記ノズルを前記アーマチュアコアの一端側から他端側に移動させて第１のコアスロットに挿入されるワイヤと、前記アーマチュアの他端側から一端側に戻し移動させて前記第１のコアスロットとは相違した第２のコアスロットに挿入されるワイヤとを結ぶ渡り線部を、前記ノズルを前記シャフトに接近させることにより前記シャフトに押し付けるようにしたことを特徴とする。さらに、所定巻き数のコイルが前記アーマチュアコアに形成されるように前記ノズルの前記回転中心軸に沿う方向の往復動を複数回繰り返すことにより形成される複数のコイルエンド部を、第１回目のコイルエンド部から最終回目のコイルエンド部に向かうに従って前記アーマチュアコアの端面に接近させるようにしたことを特徴とする。

【００１３】
本発明にあっては、アーマチュアコアの両端面の外側におけるシャフトの外周面とコアスロットの底面との間の段差の部分にコイルエンド部が入り込むことになり、アーマチュア端面のコイル巻き付けスペースを有効に利用することができる。また、コイルエンド部はシャフトに近いものから、径方向外方のものになるに従ってアーマチュアコアの端面からの突出長さが短くなり、全てのコイルエンド部により形成されるコイル端末部のサイズを、コイル巻き数を増加させても小型化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１（Ａ）は本発明の巻線装置によって製造される電動モータのロータユニット１０を示す半断面図であり、このロータユニット１０はシャフト１１と、これに設けられたアーマチュアコア１２と、これから軸方向に離れてシャフト１１に設けられたコンミテータ１３とを有しており、アーマチュアコア１２のコアスロットにワイヤ１４を用いてコイルが巻き付けられ、アーマチュアが形成されることになる。尚、本実施の形態ではワイヤ１４の線径は１〜２ｍｍ程度としてある。
【００１６】
図１（Ｂ）は同図（Ａ）のワイヤ１４を取り除いた状態における１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図であり、全体的に円筒形状となったアーマチュアコア１２は、放射状に延びて径方向外方が開口された２１個のコアスロット１５を有し、それぞれのコアスロット１５は軸方向に延びて形成されアーマチュアコア１２の両端面の間を貫通している。相互に隣接し合うコアスロット１５の間は、歯部つまりコアティース１６となっており、それぞれのコアティース１６の径方向の先端部には円周方向両側に突出した鍔部分が設けられ、それぞれのコアティース１６は断面がＴ字形状となっている。コアスロット１５およびコアティース１６は、図１（Ａ）の下半分の部分に示されるように、一端から他端に向けて、僅かに円周方向に傾斜している。
【００１７】
コンミテータ１３は、図１（Ｂ）に示すように、コアスロット１５の数に対応させて２１個のセグメント１３ａからなり、それぞれのセグメント１３ａにはコイル１８の両端部を固定するための係合溝１７が形成されている。
【００１８】
図２はアーマチュアコア１２のコアスロット１５にワイヤ１４を巻き付けて形成されるコイル１８のうち１回目の巻線により形成されるコイルの２対分の結線状態を示す展開図であり、たとえば、一対のコイル１８Ａはその一端部１８ａ_１が番号１のセグメントに接続され、番号３と番号４のコアティース１６の間のコアスロット１５Ａから、コンミテータ１３に対して反対側のコイルエンド部１８ｂ_１を介して、番号８と番号９のコアティース１６の間のコアスロット１５Ｂを通り、コンミテータ１３側のコイルエンド部１８ｃ_１を介してコアスロット１５Ａに戻って１つのループを形成する。コイルを所定の回数、たとえば、ワイヤ１４を７回巻き付けてその回数のワイヤ１４が巻き付けられたコイル１８Ａが形成され、そのコイル１８Ａの他端部１８ｄ_１は番号１１のセグメントに接続されることになる。
【００１９】
コイル１８Ａが形成されるコアスロット１５Ａには、コイル１８Ｂも巻き付けられることになり、このコイル１８Ｂの一端部１８ａ_２は番号１７のセグメントに接続され、他端部１８ｄ_２は番号６のセグメントに接続され、アーマチュアコア１２の両側にはコイルエンド部１８ｂ_２，１８ｃ_２が形成される。したがって、７回巻き付けて１対のコイルを形成するようにした場合には、各々のコアスロット１５には、１４本のワイヤが挿通されることになる。なお、図２にあっては、２対のコイル１８Ａ，１８Ｂ以外の他のコイルは省略されている。
【００２０】
図３は図１に示したアーマチュアコア１２にワイヤ１４によりコイル１８を巻き付ける巻線機の一部を示す縦断面図であり、図４は図３における４−４線に沿う断面図である。なお、図３には図４に示された２１個のノズル２３のうちの１つが示されており、他のノズル２３も同様の構造となっている。
【００２１】
図４に示すように、支持台２１に水平方向の回転中心軸を中心に回転自在に取り付けられて円板形状のノズル支持部材２２には、アーマチュアコア１２に形成された２１個のコアスロット１５に対応させて、円周方向に等間隔に２１個のノズル２３が放射状となって設けられており、それぞれのノズル２３からはワイヤ１４が繰り出されるようになっている。このノズル支持部材２２は図３において左右方向つまり水平方向に往復動自在となっており、ノズル支持部材２２が図において左側に往動すると、ノズル２３は水平方向に往動し、ノズル支持部材２２が右側に復動すると、ノズル２３は戻る方向に復動することになる。それぞれのノズル２３はノズル支持部材２２の回転中心軸に対して進退移動自在となっており、前進移動すると回転中心軸に接近し、後退移動すると回転中心軸から離反することになる。
【００２２】
ノズル支持部材２２の回転中心軸に一致させて、図３に示すように、シャフト１１のコンミテータ１３側の端部を把持するために、支持台２１と相対移動可能に設けられた駆動軸２４には、コレットチャック２５が組み込まれている。支持台２１に対向して配置された図示しない支持台には駆動軸２４に対向してこれと同軸的に駆動軸２６が設けられ、この駆動軸２６には、シャフト１１のアーマチュア側の端部を把持するために、コレットチャック２７が組み込まれている。それぞれのコレットチャック２５，２７はそれぞれの駆動軸２４，２６とともに相互に軸方向に往復動自在となっており、これらのコレットチャック２５，２７を所定の距離だけ離反させた状態で、図示しない搬送装置によってロータユニット１０をコレットチャック２５，２７の間に配置した後に、これらを接近させると、ロータユニット１０はシャフト１１の両端部で支持されることになる。
【００２３】
両方の駆動軸２４，２６はコレットチャック２５，２７とともに回転自在となっており、ロータユニット１０を回転させることができる。
【００２４】
一方の駆動軸２４の外側には、ワイヤ１４の先端部を支持する環状の凹部２８が形成されており、ワイヤ１４の先端部をこの凹部２８内に入り込ませた状態で固定するために、環状の固定リング２９が軸方向に往復動自在に駆動軸２４の外側に装着されている。
【００２５】
駆動軸２４の外側には駆動スリーブ３１が軸方向に進退移動自在に装着されており、駆動軸２６の外側にも駆動スリーブ３２が軸方向に進退移動自在に装着されている。それぞれの駆動スリーブ３１，３２には、コイルエンド成形手段としての成形筒体３３，３４が取り付けられ、それぞれの成形筒体３３，３４にはコイルエンド成形用の成形爪３５，３６がノズル２３の数に対応させて２１個ずつ径方向外方に突出して設けられている。駆動スリーブ３１は成形筒体３３がアーマチュアコア１２の外側となる前進限位置とコレットチャック２５を露出させる後退限位置との間を進退移動し、駆動スリーブ３２は成形筒体３４がアーマチュアコア１２の外側となる前進限位置とコレットチャック２７を露出させる後退限位置との間を進退移動する。
【００２６】
それぞれの駆動スリーブ３１，３２の外側には、軸方向に往復動自在に往復動スライダ３７，３８が装着され、それぞれの往復動スライダ３７，３８には、駆動軸２４，２６の中心軸に向けて径方向に進退移動自在に押し付けクランパ４１，４２が、ノズル２３の数に対応させて２１個ずつ設けられている。それぞれの押し付けクランパ４１、４２を径方向に進退移動させるために、往復動スライダ３７，３８には、流体圧シリンダ４３，４４が取り付けられている。
【００２７】
ノズル２３がアーマチュアコア１２の図における右側のシャフト１１の位置となるまで往復動スライダ３７を往動させた状態で、押し付けクランパ４１を前進移動させると、シャフト１１に向けてワイヤ１４を押し付けることになる。駆動スリーブ３１を前進させた状態で押し付けクランパ４１を前進移動させる際には、駆動スリーブ３１と押し付けクランパ４１との干渉を避けるために、駆動スリーブ３１には開口部３１ａが形成されている。同様に、駆動スリーブ３２にも開口部３２ａが形成されている。
【００２８】
次に、図５〜図９を参照してアーマチュアコア１２にワイヤ１４を用いてコイル１８を巻き付ける巻線方法について説明する。
【００２９】
図５〜図９は第１回目の巻線操作を示す工程図であり、７回巻きによってコイル１８を形成する場合には、同様の工程が７回繰り返されることになるが、本発明にあっては、巻き数が第１回目から最終回目に進むに従って、コイルエンド部がアーマチュアコア１２の端面に接近するように、コイルエンド部を成形する際の成形筒体３１，３２の前進限位置が相違する。
【００３０】
まず、駆動軸２４およびコレットチャック２５と駆動軸２６およびコレットチャック２７とが所定の距離だけ相互に離れた状態のもとで、図示しない搬送装置によって図１に示すロータユニット１０が両方のコレットチャック２５，２７の間に搬送される。この状態のもとで、両方のコレットチャック２５，２７によってロータユニット１０は両端部で把持されて水平状態に支持される。
【００３１】
それぞれのノズル２３の前方が駆動軸２４の外周面に形成された凹部２８の位置となるように、ノズル支持部材２２を軸方向に位置決めした状態のもとで、ノズル２３の先端からワイヤ１４を繰り出してワイヤ１４の先端を凹部２８内に入り込ませた後に、固定リング２９を移動させることにより、ワイヤ１４の先端は駆動軸２４の外周部にクランプされる。
【００３２】
ワイヤ１４の先端のクランプが完了した状態を示すと、図３の通りであり、この状態のときには、それぞれのノズル２３をロータユニット１０の中心軸に沿う位置にコンミテータ１３の各セグメント１３ａが位置することになる。したがって、図５（Ａ）に示すように、ノズル支持部材２２を図において左側に往動させると、ワイヤ１４はノズル２３から繰り出されながら、セグメント１３ａの係合溝１７に入り込んで、ワイヤ１４の先端がコンミテータ１３の所定の位置に固定される。たとえば、図２における番号１のセグメント１３ａに対応してコイル１８Ａを巻き付けるためのノズル２３は、これをノズル支持部材２２により往動させることによってそのセグメント１３ａの係合溝１７に固定されることになる。
【００３３】
図５（Ａ）に示すように、コンミテータ１３のセグメント１３ａにワイヤ１４の先端を固定した後には、各ノズル２３がシャフト１１に向けて前進移動することにより、ワイヤ１４はシャフト１１の外周面に押し付けられるように折り曲げ加工される。その後、図５（Ｂ）に示すように、ノズル２３を径方向外方に後退移動させながら、それぞれのノズル２３から繰り出されるワイヤ１４が巻き付けられる所定のコアスロット１５の位置となるように、ノズル支持部材２２が回転駆動されて、それぞれのノズル２３はシャフト１１の円周方向に沿って旋回することになる。たとえば、図２におけるコイル１８Ａを巻き付けるためのノズル２３は、番号３と番号４のコアティース１６の間のコアスロット１５Ａの位置にまで旋回移動する。
【００３４】
この状態のもとで、図６（Ａ）に示すように、押し付けクランパ４１がシャフト１１に向けて前進移動し、ワイヤ１４は押し付けクランパ４１とシャフト１１の外周面との間でクランプされる。このようにしてワイヤ１４がクランプされた状態で、それぞれのノズル２３は、ノズル支持部材２２を図において左側にさらに往動させることによって、コアスロット１５の径方向外方の開口部に沿ってワイヤ１４を繰り出しながら移動することになる。このときには、コアスロット１５は円周方向に傾斜しているので、ノズル２３の移動に同期させて、駆動軸２４，２６によりロータユニット１０を回転させる。
【００３５】
ノズル２３がアーマチュアコア１２を通過すると、図６（Ａ）に示すように、各々のコアスロット１５内にワイヤ１４が挿入されることになる。たとえば、図２におけるコイル１８Ａを巻き付けるためのノズル２３の往動によって、コアスロット１５Ａにワイヤ１４が挿入されることになる。
【００３６】
次いで、押し付けクランパ４１を径方向外方に後退移動させ、さらに、駆動スリーブ３１をアーマチュアコア１２に向けて前進移動させた後に、図６（Ｂ）に示すように、再度、押し付けクランパ４１を前進移動させて駆動スリーブ３１に形成された開口部３１ａを貫通させて押し付けクランパ４１により再度ワイヤ１４をクランプする。この動作に対応させて、図７（Ａ）に示すように、駆動スリーブ３２をアーマチュアコア１２に向けて前進移動させて、成形筒体３４の成形爪３６をノズル２３よりもアーマチュアコア１２側に位置させる。
【００３７】
この状態のもとで、ノズル支持部材２２を回転させることによってノズル２３をアーマチュアコア１２の円周方向に移動させると、成形爪３６にワイヤ１４が引っ掛けられる。その後、ノズル２３を後退移動させることにより、図７（Ｂ）に示すように、ワイヤ１４は形成爪から外れてコイルエンド部が形成される。
【００３８】
ワイヤ１４が成形爪３６から外れた後に、図８（Ａ）に示すように、駆動スリーブ３２を後退移動させ、そして、ノズル支持部材２２を回転させることにより一対のコイル１８を形成するための対応する他のコアスロット１５の位置にノズル２３を移動させた後に、ノズル２３を前進移動させてワイヤ１４をシャフト１１の外周面に押し付けるとともに、押し付けクランパ４２を前進移動させてコイルエンド部をクランプする。これにより、たとえば、図２におけるコイル１８Ａを巻き付けるためのノズル２３は、番号８と番号９のコアティース１６の間のコアスロット１５Ｂの位置にまで移動するとともに、コイル１８Ａのコイルエンド部１８ｂ_１が成形されることになる。
【００３９】
次いで、押し付けクランパ４２によりワイヤを固定した状態のまま、図８（Ｂ）に示すように、ノズル２３を後退移動させた後に、押し付けクランパ４１を後退移動させてノズル２３をシャフト１１に沿って軸方向に復動させて、対応するコアスロット内にワイヤ１４を挿入する。次に、押し付けクランパ４２を後退させてこれをワイヤから離し、駆動スリーブ３２をアーマチュアコア１２に向けて前進移動させた後に、再度、押し付けクランパ４２を開口部３２ａを通して前進移動させる。これによってワイヤ１４はクランプされ、さらに、駆動スリーブ３１を駆動スリーブ３２に向けて前進移動させる。この状態のもとで、成形筒体３３の成形爪３５にワイヤ１４を引っ掛けてコンミテータ側のワイヤが折り返された状態を示すと、図９（Ａ）の通りである。
【００４０】
この状態のもとで、ノズル２３を後退移動させると、ワイヤは成形爪３５から外される。外された後にノズル支持部材２２を回転させて、ノズル２３の往動時にワイヤが挿入されたコアスロットの位置までノズル２３はノズル支持部材２２により旋回移動する。この状態でノズル２３を前進移動させると、ワイヤ１４はシャフト１１の外周面に接触するように折り曲げ加工され、コイル１８のうちコンミテータ側のコイルエンド部が形成される。
【００４１】
このように、ノズル支持部材２２を１回往復動させることによって、相互に所定のピッチだけずれた２つのコアスロット１５内にワイヤが挿入されて、コイル１８のうち１回の巻線が形成される。
【００４２】
１回の巻線が形成された後には、２回目の巻線を形成するために、ノズル２３を後退移動させ、次いで、押し付けクランパ４１を前進させてワイヤ１４をクランブする。この状態を示すと、図９（Ｂ）の通りであり、この状態のもとで、ノズル支持部材２２を再度往動させると、既に、図６（Ｂ）の工程でワイヤ１４が挿入されたコアスロット１５内に再度ワイヤが挿入されることになる。たとえば、図２におけるコイル１８Ａの場合には、１回目の巻線によりコアスロット１５Ａの位置にはワイヤが入り込んでおり、コイル１８Ａの２本目のワイヤが入り込むことになるが、このコアスロット１５Ａには、ノズル２３の復動によってコイル１８Ｂを構成するワイヤが既に挿入されている。
【００４３】
図５〜図９に示す巻線工程を複数回、たとえば、ノズル支持部材２２を７往復することによって所定の巻き数のコイル１８が形成されることになる。図２に示すアーマチュアの場合には、２１対のコイル１８が同時に形成されることになる。各々のコイル１８の他端部は、ロータユニット１０を巻線装置から取り外した後に所定のセグメント１３ａに固定された後に、コイル１８の両端部はセグメント１３ａに対して電着などの手段によって接合される。
【００４４】
図示する巻線装置にあっては、ノズル２３はコアスロット１５を通過してこの中にワイヤを挿入させた後に、シャフト１１に向けて前進移動してワイヤ１４をシャフト１１に向けて押し付ける動作を行うことになる。これにより、図１（Ａ）に示すように、コアスロット１５の底面Ｓ_１とシャフト１１の外面Ｓ_２との段差の部分にコイル１８が占有することになり、コイルエンド部により形成されるコイル端末部のサイズを小さくすることができる。したがって、各々のコアスロット１５に対する巻き付け数を増加させることができる。特に、外径の小さいシャフト１１を有するロータユニット１０に対しては、段差部のスペースを有効に利用することができる。
【００４５】
図示する巻線装置にあっては、コンミテータ１３に対して反対側のコイルエンド部は成形爪３５にワイヤを巻き付けることによって形成され、コンミテータ側のコイルエンド部は成形爪３６にワイヤを巻きつけることによって形成されるようになっている。各々のコイル１８を形成する際には、巻線工程によりアーマチュアコア１２の両側にコイルエンド部が形成されることになるが、１回目の巻線工程よりも２回目の巻線工程によるコイルエンド部を、アーマチュアコア１２の端面に近づけるように成形する。これを順次、３回目以降の巻線工程についても、最終回目に近づくに従って、コイルエンド部がアーマチュアコア１２の端面に近づくように成形する。
【００４６】
これにより、図１（Ａ）に示すように、全てのコイルエンド部により形成されるコイル端末部の軸方向の端面形状はドーム形状となり、巻き数を増加させてもコイル端末部のサイズの大型化を回避でき、コイル端末部の突出寸法を抑制することができる。
【００４７】
図１（Ａ）に示すように、第１回目の巻線工程により成形されたコイルエンド部のアーマチュアコア１２の端面からの突出長さがＬ_１となっており、最終回目の突出長さがＬ_ｎとなっており、図示するように、第１回目の巻線工程により成形されるコイルエンド部から最終回目の巻線工程に向けてコイルエンド部の突出長さが徐々に短くなっている。これは、アーマチュアコア１２の両端面の外側の部分について同様となっている。
【００４８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４９】
たとえば、アーマチュアコア１２に形成されるコアスロット１５の数は図示する場合には２１個となっているが、これに限られない。また、一対のコイル１８は５つのピッチ毎のコアスロット１５にワイヤを入り込ませるようにしているが、このピッチ数は図示する場合に限られない。さらに、アーマチュアコア１２にワイヤ１４を巻き付けて形成されるコイル１８の巻き数は図示する場合に限られず、任意の巻き数とすることができる。
【００５０】
【発明の効果】
アーマチュアコアの両端面の外方とシャフト外面との間のスペースを利用してそこにコイルエンド部を設けることができ、コアスロット内に巻き付けられるコイルの巻き数を増加させても、コイルエンド部により形成されるコイル端末部の突出寸法を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はロータユニットを示す半断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）における１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図１に示したアーマチュアの結線状態を示す展開図である。
【図３】図１に示したアーマチュアコアにコイルを巻き付ける巻線装置の一部を示す縦断面図である。
【図４】図３における４−４線に沿う断面図である。
【図５】巻線状態を示す断面図である。
【図６】巻線状態を示す断面図である。
【図７】巻線状態を示す断面図である。
【図８】巻線状態を示す断面図である。
【図９】巻線状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ロータユニット
１１シャフト
１２アーマチュアコア
１３コンミテータ
１３ａセグメント
１４ワイヤ
１５コアスロット
１６コアティース
１７係合溝
１８コイル
２２ノズル支持部材
２３ノズル
２４駆動軸
２５コレットチャック
２６駆動軸
２７コレットチャック
３１，３２駆動スリーブ
３３，３４成形筒体
３５，３６成形爪
４１，４２押し付けクランパ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an armature winding technique for winding a wire around an armature provided on a rotor of a motor.
[0002]
[Prior art]
Some electric motors include a rotor unit formed by providing an armature core, that is, an armature core, and a commutator, that is, a commutator, on a shaft, and a stator that is provided with a permanent magnet. The armature has a generally cylindrical armature core, and a plurality of radially extending core slots are formed through the armature core from one end to the other end of the armature core. The coil is formed by winding the wire.
[0003]
When the diameter of the wire for forming the coil is small, the coil is wound in the core slot by turning a pair of arms by a flyer winding machine as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-74141. However, if an attempt is made to form an armature coil with a large wire diameter using a flyer winding machine, the wire will be twisted or the armature core will be deformed due to the tension of the wire. Therefore, it is difficult to wind a coil having a large wire diameter.
[0004]
To form a coil using a wire with a large wire diameter, the wire is drawn out from a number of nozzles corresponding to the number of core slots, also called a capillary tube, and each nozzle is loaded. Tayu A winding machine is used in which a coil is wound in a core slot by reciprocating in the axial direction of the knit, and this winding machine is also called a capillary type, for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-39248. Some are shown.
[0005]
The pair of coils has a straight portion extending in the axial direction in two core slots separated by a predetermined number of core slots, and a coil end portion connected to these straight portions and also referred to as a crossover portion. Is attached to a predetermined engagement groove of the commutator, and the other end is attached to an engagement groove at a position shifted by a predetermined pitch from the engagement groove to which the one end is attached.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As the shape of the coil end part by the capillary type winding machine, there are a molded winding method in which the coil end part is formed into a mountain shape or a square shape, and a straight winding method in which the coil end part is directly wound only by folding the wire. is there.
[0007]
Regardless of the type, if the wire is fed out of the nozzle to each core slot by a capillary type winding machine and the wire is wound simultaneously, the overlapping shape of the coil ends becomes a twisted shape. I will. For this reason, the dimension of the coil end portion formed by the entire coil end portion protruding from the axial end surfaces of the armature core becomes large, and the cross-sectional area of the core slot is reduced in order to increase the number of coil turns. Even if it is increased, the number of windings is limited by the projecting dimension of the coil end portion, and it is impossible to increase the number of coil windings even if there is a margin in the occupation ratio of the coil cross section in the core slot.
[0008]
Further, when the coil end portion has a twisted shape, the minimum winding diameter is determined by the overlap of the coil end portions. Therefore, when the shaft diameter is small, the winding space on the end face of the armature core cannot be effectively used.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the protrusion of a coil end portion formed on an end face of an armature core even when the number of coil turns around a core slot is increased.
[0010]
[Means to solve the problem]
The method of winding an armature according to the present invention is a method of winding an armature, in which a plurality of core slots extending radially along an axial direction are formed radially, and an armature core provided on a shaft is provided with an armature core. A winding method, Under a state where each wire is pressed against the shaft by a clamper, Moving each of the nozzles from one end of the armature core to the other end to insert a wire into a first core slot; Under a state where each wire is pressed against the shaft by a clamper, Moving each nozzle back from one end to the other end of the armature to insert a wire into a second core slot different from the first core slot; A crossover portion formed and connecting the wires in the first and second core slots; Hooked by the formed claw and by the nozzle Bending and forming a coil end portion, and pressing the crossover portion against the shaft by bringing the nozzle closer to the shaft; Pressing the coil end portion against the shaft with a clamper. It is characterized by having.
[0011]
Further, in the method of winding an armature of the present invention, the plurality of core slots extending in the axial direction are formed radially, and the armature is provided on a shaft. Winding method,
Under a state where each wire is pressed against the shaft by a clamper, Moving each of the nozzles from one end of the armature core to the other end to insert a wire into a first core slot;
Under a state where each wire is pressed against the shaft by a clamper, Moving each of the nozzles from the other end of the armature back to one end to insert a wire into a second core slot different from the first core slot;
A crossover portion formed on both sides of an end face of the armature core and connecting wires in the first and second core slots. Hooked by the formed claw and by the nozzle Bending and forming a coil end portion;
Pressing the coil end portion against the shaft with a clamper; Has,
A plurality of coil end portions formed by repeating the respective steps a plurality of times from the first time to the last time so that a coil having a predetermined number of turns is formed on the armature core are formed in order from the first time to the last time. The armature core is made to approach the end face.
[0012]
In the armature winding device of the present invention, a plurality of core slots extending in the axial direction are radially formed, and the armature core is provided on an armature core provided on a shaft. A first collet chuck disposed concentrically with a rotation center axis of the shaft and gripping one end of the shaft. First drive shaft provided with A second collet chuck disposed concentrically with the first collet chuck and gripping the other end of the shaft Second drive shaft provided with A nozzle support member provided so that the nozzle is movable forward and backward toward the rotation center axis, and is relatively reciprocable in a direction along the rotation center axis and relatively rotatable about the rotation center axis as a rotation center. A first coil end forming means which is provided outside the first collet chuck so as to be reciprocally movable along the rotation center axis and has a forming claw for forming a coil end portion on one end surface side of the armature; A second coil end forming means provided outside the second collet chuck so as to be reciprocally movable along the rotation center axis and having a forming claw for forming a coil end portion on the other end surface side of the armature; A first pressing clamper which is provided outside the first driving shaft so as to be movable in a radial direction with respect to the rotation center axis and presses a coil end portion formed by the first coil end forming means against the shaft; A second end provided outside the second drive shaft so as to be movable in a radial direction with respect to the rotation center axis, and pressing a coil end portion formed by the second coil end forming means against the shaft. Pressing clamper A wire to be inserted into a first core slot by moving each of the nozzles from one end of the armature core to the other end, and a wire to be moved back from the other end of the armature to one end by the second armature. A crossover portion connecting a wire inserted into a second core slot different from the first core slot is pressed against the shaft by bringing the nozzle close to the shaft. Further, a plurality of coil end portions formed by repeating a reciprocating motion of the nozzle in a direction along the rotation center axis a plurality of times such that a coil having a predetermined number of turns is formed on the armature core are formed in the first time. The armature core is made to approach the end face of the armature core from the coil end portion toward the final coil end portion.

[0013]
According to the present invention, the coil end portion enters into a stepped portion between the outer peripheral surface of the shaft and the bottom surface of the core slot outside the both end surfaces of the armature core, and the coil winding space on the end surface of the armature is effectively used. Can be used. Also, as the coil end portion is closer to the shaft, the projecting length from the end face of the armature core becomes shorter as it becomes radially outward, and the size of the coil end portion formed by all the coil end portions is reduced. Even if the number of coil turns is increased, the size can be reduced.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1A is a half sectional view showing a rotor unit 10 of an electric motor manufactured by the winding device of the present invention. The rotor unit 10 includes a shaft 11, an armature core 12 provided thereon, And a commutator 13 provided on the shaft 11 so as to be separated from each other in the axial direction. A coil is wound around the core slot of the armature core 12 using the wire 14 to form an armature. In the present embodiment, the wire diameter of the wire 14 is about 1 to 2 mm.
[0016]
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line 1B-1B in a state where the wire 14 in FIG. 1A is removed. The armature core 12 having a cylindrical shape as a whole extends radially and extends radially outward. It has 21 core slots 15 that are open at the sides, and each core slot 15 is formed to extend in the axial direction and penetrates between both end faces of the armature core 12. Between the adjacent core slots 15 are teeth, that is, core teeth 16, and a radially distal end of each core tooth 16 is provided with a flange portion protruding on both sides in the circumferential direction. Has a T-shaped cross section. The core slot 15 and the core teeth 16 are slightly circumferentially inclined from one end to the other end, as shown in the lower half of FIG.
[0017]
As shown in FIG. 1B, the commutator 13 is composed of 21 segments 13a corresponding to the number of the core slots 15, and each segment 13a has an engagement groove for fixing both ends of the coil 18. 17 are formed.
[0018]
FIG. 2 is a developed view showing a connection state of two pairs of coils formed by the first winding among the coils 18 formed by winding the wire 14 around the core slot 15 of the armature core 12. Coil 18A has one end 18a ₁ Is connected to the segment of No. 1, and from the core slot 15 </ b> A between the core teeth 16 of No. 3 and No. 4, the coil end portion 18 b on the opposite side to the commutator 13 ₁ Through the core slot 15B between the core teeth 16 of No. 8 and No. 9 and the coil end portion 18c of the commutator 13 side ₁ And returns to the core slot 15A to form one loop. The coil is wound a predetermined number of times, for example, seven times, to form a coil 18A around which the wire 14 is wound the number of times. ₁ Will be connected to the segment with the number 11.
[0019]
The coil 18B is also wound around the core slot 15A in which the coil 18A is formed, and one end 18a of the coil 18B is wound. ₂ Is connected to the segment of the number 17, and the other end 18d ₂ Is connected to the segment of No. 6, and coil end portions 18b are provided on both sides of the armature core 12. ₂ , 18c ₂ Is formed. Therefore, when the coils are wound seven times to form a pair of coils, fourteen wires are inserted into each core slot 15. In FIG. 2, coils other than the two pairs of coils 18A and 18B are omitted.
[0020]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a part of a winding machine for winding the coil 18 around the armature core 12 shown in FIG. 1 by the wire 14, and FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. FIG. 3 shows one of the 21 nozzles 23 shown in FIG. 4, and the other nozzles 23 have the same structure.
[0021]
As shown in FIG. 4, 21 core slots 15 formed in the armature core 12 are formed in the disk-shaped nozzle support member 22 which is rotatably mounted on the support base 21 around a horizontal rotation center axis. In correspondence with the above, 21 nozzles 23 are provided radially at equal intervals in the circumferential direction, and the wire 14 is fed from each nozzle 23. The nozzle support member 22 is capable of reciprocating in the left-right direction, that is, the horizontal direction in FIG. 3. When the nozzle support member 22 moves forward in the figure, the nozzle 23 moves forward in the horizontal direction, and the nozzle support member 22 moves forward. Moves back to the right, the nozzle 23 moves back in the returning direction. Each nozzle 23 can move forward and backward with respect to the rotation center axis of the nozzle support member 22. When the nozzle 23 moves forward, it approaches the rotation center axis, and when it moves backward, it separates from the rotation center axis.
[0022]
As shown in FIG. 3, in order to hold the end of the shaft 11 on the commutator 13 side in alignment with the rotation center axis of the nozzle support member 22, Has a collet chuck 25 incorporated therein. A support shaft (not shown) arranged opposite to the support platform 21 is provided with a drive shaft 26 facing the drive shaft 24 and coaxial therewith. The drive shaft 26 has an armature-side end of the shaft 11. A collet chuck 27 is incorporated in order to hold the collet. Each of the collet chucks 25 and 27 is reciprocally movable in the axial direction together with the respective drive shafts 24 and 26. When the collet chucks 25 and 27 are separated from each other by a predetermined distance, a transport (not shown) is performed. When the rotor unit 10 is placed between the collet chucks 25 and 27 by the device and then brought close to each other, the rotor unit 10 is supported at both ends of the shaft 11.
[0023]
Both drive shafts 24 and 26 are rotatable together with the collet chucks 25 and 27, and can rotate the rotor unit 10.
[0024]
An annular concave portion 28 for supporting the distal end of the wire 14 is formed outside one of the drive shafts 24. In order to fix the distal end of the wire 14 into the concave portion 28, an annular concave portion is formed. Is mounted on the outside of the drive shaft 24 so as to be reciprocally movable in the axial direction.
[0025]
A drive sleeve 31 is mounted on the outside of the drive shaft 24 so as to be able to move forward and backward in the axial direction. A drive sleeve 32 is also mounted on the outside of the drive shaft 26 so as to be able to move forward and backward in the axial direction. Molding cylinders 33 and 34 as coil end molding means are attached to the respective drive sleeves 31 and 32, and molding claws 35 and 36 for coil end molding are attached to the molding cylinders 33 and 34, respectively. The projections are provided so as to protrude outward in the radial direction by 21 each corresponding to the number. The drive sleeve 31 moves forward and backward between a forward limit position where the molding cylinder 33 is outside the armature core 12 and a retreat limit position where the collet chuck 25 is exposed, and the driving sleeve 32 moves the molding cylinder 34 of the armature core 12. It moves forward and backward between a forward limit position on the outside and a retract limit position exposing the collet chuck 27.
[0026]
Reciprocating sliders 37 and 38 are mounted on the outer sides of the respective drive sleeves 31 and 32 so as to be reciprocally movable in the axial direction. The respective reciprocating sliders 37 and 38 are directed toward the central axes of the drive shafts 24 and 26. The clampers 41 and 42 are provided so as to be capable of moving forward and backward in the radial direction so as to correspond to the number of the nozzles 23. Fluid pressure cylinders 43 and 44 are attached to the reciprocating sliders 37 and 38 in order to move the respective pressing clampers 41 and 42 in the radial direction.
[0027]
When the pressing clamper 41 is moved forward while the reciprocating slider 37 is moved forward until the nozzle 23 reaches the position of the shaft 11 on the right side in the figure of the armature core 12, the wire 14 is pressed against the shaft 11. Become. When the pressing clamper 41 is moved forward with the driving sleeve 31 advanced, an opening 31 a is formed in the driving sleeve 31 to avoid interference between the driving sleeve 31 and the pressing clamper 41. Similarly, an opening 32 a is formed in the drive sleeve 32.
[0028]
Next, a winding method for winding the coil 18 around the armature core 12 using the wire 14 will be described with reference to FIGS.
[0029]
5 to 9 are process diagrams showing the first winding operation. When the coil 18 is formed by seven windings, the same process is repeated seven times. In other words, as the number of turns progresses from the first turn to the last turn, the forward end positions of the forming cylinders 31 and 32 at the time of forming the coil end portions are adjusted so that the coil end portion approaches the end face of the armature core 12. Different.
[0030]
First, with the drive shaft 24 and the collet chuck 25 and the drive shaft 26 and the collet chuck 27 separated from each other by a predetermined distance, the rotor unit 10 shown in FIG. It is transported between 25 and 27. In this state, the rotor unit 10 is gripped at both ends by the collet chucks 25 and 27 and is supported in a horizontal state.
[0031]
With the nozzle support member 22 positioned in the axial direction such that the front of each nozzle 23 is located at the position of the concave portion 28 formed on the outer peripheral surface of the drive shaft 24, the wire 14 is moved from the tip of the nozzle 23. By moving the fixing ring 29 after the tip of the wire 14 is drawn out into the recess 28, the tip of the wire 14 is clamped on the outer peripheral portion of the drive shaft 24.
[0032]
FIG. 3 shows a state in which the clamping of the distal end of the wire 14 is completed. In this state, each segment 13a of the commutator 13 is located at a position along the central axis of the rotor unit 10 with each nozzle 23. Will be. Therefore, as shown in FIG. 5A, when the nozzle support member 22 is moved leftward in the figure, the wire 14 is fed out of the nozzle 23 and enters the engagement groove 17 of the segment 13a, and the wire 14 The tip is fixed at a predetermined position of the commutator 13. For example, the nozzle 23 for winding the coil 18A corresponding to the segment 13a of No. 1 in FIG. 2 is fixed to the engagement groove 17 of the segment 13a by moving the nozzle 23 forward by the nozzle support member 22. Become.
[0033]
As shown in FIG. 5A, after the tip of the wire 14 is fixed to the segment 13 a of the commutator 13, each of the nozzles 23 moves forward toward the shaft 11, so that the wire 14 is attached to the outer peripheral surface of the shaft 11. It is bent so as to be pressed. Thereafter, as shown in FIG. 5 (B), the nozzle 23 is retracted radially outward so that the nozzle 23 is positioned at a predetermined core slot 15 around which the wire 14 fed from each nozzle 23 is wound. When the support member 22 is driven to rotate, each nozzle 23 turns along the circumferential direction of the shaft 11. For example, the nozzle 23 for winding the coil 18A in FIG. 2 pivots to the position of the core slot 15A between the core teeth 16 of No. 3 and No. 4.
[0034]
In this state, as shown in FIG. 6A, the pressing clamper 41 moves forward toward the shaft 11, and the wire 14 is clamped between the pressing clamper 41 and the outer peripheral surface of the shaft 11. With the wire 14 clamped in this manner, each nozzle 23 moves the nozzle support member 22 further to the left in the drawing to move the wire along the radially outward opening of the core slot 15. It will move while paying out 14. At this time, since the core slot 15 is inclined in the circumferential direction, the rotor unit 10 is rotated by the drive shafts 24 and 26 in synchronization with the movement of the nozzle 23.
[0035]
When the nozzle 23 passes through the armature core 12, the wire 14 is inserted into each core slot 15 as shown in FIG. For example, the wire 14 is inserted into the core slot 15A by the forward movement of the nozzle 23 for winding the coil 18A in FIG.
[0036]
Next, the pressing clamper 41 is moved backward in the radial direction, and further, the driving sleeve 31 is moved forward toward the armature core 12, and then the pressing clamper 41 is moved forward again as shown in FIG. The wire 14 is moved to penetrate the opening 31 a formed in the drive sleeve 31, and the wire 14 is clamped again by the pressing clamper 41. In response to this operation, as shown in FIG. 7A, the drive sleeve 32 is moved forward toward the armature core 12, and the forming claw 36 of the forming cylindrical body 34 is moved closer to the armature core 12 side than the nozzle 23. Position.
[0037]
In this state, when the nozzle 23 is moved in the circumferential direction of the armature core 12 by rotating the nozzle support member 22, the wire 14 is hooked on the forming claw 36. Thereafter, by retracting the nozzle 23, as shown in FIG. 7B, the wire 14 is disengaged from the forming claw to form a coil end portion.
[0038]
After the wire 14 is disengaged from the forming claw 36, as shown in FIG. 8A, the drive sleeve 32 is moved backward, and the nozzle support member 22 is rotated to form a pair of coils 18. After the nozzle 23 is moved to the position of another core slot 15 to be moved, the nozzle 23 is moved forward to press the wire 14 against the outer peripheral surface of the shaft 11, and the pressing clamper 42 is moved forward to clamp the coil end portion. . Thereby, for example, the nozzle 23 for winding the coil 18A in FIG. 2 moves to the position of the core slot 15B between the core teeth 16 of Nos. 8 and 9, and the coil end portion 18b of the coil 18A. ₁ Will be formed.
[0039]
Next, while the wire is fixed by the pressing clamper 42, as shown in FIG. 8B, the nozzle 23 is moved backward, and then the pressing clamper 41 is moved backward to move the nozzle 23 along the shaft 11 along the shaft 11. Back to insert the wire 14 into the corresponding core slot. Next, the pressing clamper 42 is retracted and separated from the wire, the drive sleeve 32 is moved forward toward the armature core 12, and then the pressing clamper 42 is again moved forward through the opening 32a. As a result, the wire 14 is clamped, and the drive sleeve 31 is further moved forward toward the drive sleeve 32. FIG. 9A shows a state in which the wire 14 is hooked on the forming claw 35 of the forming cylindrical body 33 in this state and the wire on the commutator side is folded back.
[0040]
When the nozzle 23 is moved backward in this state, the wire is detached from the forming claw 35. After being removed, the nozzle support member 22 is rotated, and when the nozzle 23 moves forward, the nozzle 23 is turned by the nozzle support member 22 to the position of the core slot into which the wire is inserted. When the nozzle 23 is moved forward in this state, the wire 14 is bent so as to come into contact with the outer peripheral surface of the shaft 11, and the coil end of the coil 18 on the commutator side is formed.
[0041]
Thus, by reciprocating the nozzle support member 22 once, the wire is inserted into the two core slots 15 shifted from each other by a predetermined pitch, and one winding of the coil 18 is formed. You.
[0042]
After the first winding has been formed, the nozzle 23 is moved backward, and then the pressing clamper 41 is advanced to crimp the wire 14 in order to form the second winding. This state is shown in FIG. 9B. When the nozzle supporting member 22 is moved forward again in this state, the wire 14 has already been inserted in the step of FIG. 6B. The wire is inserted again into the core slot 15. For example, in the case of the coil 18A in FIG. 2, the wire enters the position of the core slot 15A by the first winding, and the second wire of the coil 18A enters the core slot 15A. The wire constituting the coil 18B is already inserted by the return movement of the nozzle 23.
[0043]
The coil 18 having a predetermined number of turns is formed by performing the winding process shown in FIGS. 5 to 9 a plurality of times, for example, reciprocating the nozzle support member 7 seven times. In the case of the armature shown in FIG. 2, 21 pairs of coils 18 are formed at the same time. The other end of each coil 18 is fixed to a predetermined segment 13a after removing the rotor unit 10 from the winding device, and then both ends of the coil 18 are joined to the segment 13a by means such as electrodeposition. You.
[0044]
In the illustrated winding device, after the nozzle 23 passes through the core slot 15 and inserts a wire into the core slot 15, the nozzle 23 moves forward toward the shaft 11 to push the wire 14 toward the shaft 11. Will do. As a result, as shown in FIG. ₁ And the outer surface S of the shaft 11 ₂ The coil 18 occupies the stepped portion of the coil, and the size of the coil end portion formed by the coil end portion can be reduced. Therefore, the number of windings for each core slot 15 can be increased. In particular, for the rotor unit 10 having the shaft 11 with a small outer diameter, the space at the step can be effectively used.
[0045]
In the illustrated winding device, the coil end portion on the opposite side to the commutator 13 is formed by winding a wire around the forming claw 35, and the coil end portion on the commutator side is formed by winding a wire around the forming claw 36. It is formed by. When each coil 18 is formed, the coil end portions are formed on both sides of the armature core 12 by the winding process, but the coil end portions are formed by the second winding process rather than the first winding process. The part is formed so as to approach the end face of the armature core 12. This is sequentially formed also in the third and subsequent winding steps so that the coil end portion approaches the end face of the armature core 12 as approaching the final winding step.
[0046]
As a result, as shown in FIG. 1A, the axial end face shape of the coil end portion formed by all the coil end portions becomes a dome shape, and even if the number of windings is increased, the size of the coil end portion becomes large. Therefore, it is possible to suppress the protrusion of the coil terminal portion.
[0047]
As shown in FIG. 1A, the projecting length of the coil end formed from the end face of the armature core 12 in the first winding step is L. ₁ And the last projecting length is L _n As shown, the projecting length of the coil end portion gradually decreases from the coil end portion formed in the first winding process toward the final winding process. This is the same for the portions outside the both end surfaces of the armature core 12.
[0048]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the invention.
[0049]
For example, the number of core slots 15 formed in the armature core 12 is 21 in the illustrated case, but is not limited to this. Further, although the pair of coils 18 are configured to insert wires into the core slots 15 at every five pitches, the number of pitches is not limited to the illustrated case. Furthermore, the number of turns of the coil 18 formed by winding the wire 14 around the armature core 12 is not limited to the case shown in the drawing, but may be any number of turns.
[0050]
【The invention's effect】
The coil end portion can be provided in the space between the outer surface of the shaft and the outer surface of both ends of the armature core, and the coil end portion can be provided even if the number of coils wound in the core slot is increased. The protrusion dimension of the coil end portion formed by the above can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a half sectional view showing a rotor unit, and FIG. 1B is a sectional view taken along line 1B-1B in FIG. 1A.
FIG. 2 is a developed view showing a connection state of the armature shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a part of a winding device for winding a coil around the armature core shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view showing a winding state.
FIG. 6 is a sectional view showing a winding state.
FIG. 7 is a sectional view showing a winding state.
FIG. 8 is a sectional view showing a winding state.
FIG. 9 is a sectional view showing a winding state.
[Explanation of symbols]
10 Rotor unit
11 shaft
12 Armature core
13 commutator
13a segment
14 wires
15 core slots
16 Core Teeth
17 Engagement groove
18 coils
22 Nozzle support member
23 nozzle
24 Drive shaft
25 Collet chuck
26 Drive shaft
27 Collet chuck
31, 32 drive sleeve
33,34 Molded cylinder
35,36 Molded nail
41, 42 Pressing clamper

Claims

A method of winding an armature, in which a plurality of core slots extending in an axial direction are formed radially and an armature core provided on a shaft, a wire is fed from a plurality of nozzles and a coil is wound around the armature core,
A step of moving each nozzle from one end of the armature core to the other end thereof and inserting the wires into the first core slot while each wire is pressed against the shaft by a clamper ;
In a state where each wire is pressed against the shaft by the clamper, the respective nozzles are moved back from the other end of the armature to the one end, and the second nozzle different from the first core slot is moved. Inserting a wire into the core slot;
Forming a coil end portion by hooking a crossover portion formed on both sides of the end face of the armature core and connecting the wires in the first and second core slots with a forming claw and bending by the nozzle to form a coil end portion;
Pressing the crossover portion against the shaft by bringing the nozzle closer to the shaft;
And pressing the coil end portion against the shaft with a clamper .

A method of winding an armature, in which a plurality of core slots extending in the axial direction are formed radially and a coil is wound out by winding out a coil by feeding wires from a plurality of nozzles to an armature core provided on a shaft,
A step of moving each nozzle from one end of the armature core to the other end thereof and inserting the wires into the first core slot while each wire is pressed against the shaft by a clamper ;
In a state where each wire is pressed against the shaft by the clamper, the respective nozzles are moved back from the other end of the armature to the one end, and the second nozzle different from the first core slot is moved. Inserting a wire into the core slot;
Forming a coil end portion by hooking a crossover portion formed on both sides of the end face of the armature core and connecting the wires in the first and second core slots with a forming claw and bending by the nozzle to form a coil end portion;
Pressing the coil end portion against the shaft by a clamper ,
A plurality of coil end portions formed by repeating the respective steps a plurality of times from the first time to the last time so that a coil having a predetermined number of turns is formed on the armature core are formed in order from the first time to the last time. A method for winding an armature, wherein the armature core is brought close to an end face of the armature core.

An armature winding device for winding a coil by feeding a wire from a plurality of nozzles to an armature core provided on a shaft, wherein a plurality of core slots extending in the axial direction are formed radially,
A first drive shaft provided concentrically with a rotation center axis of the shaft and provided with a first collet chuck for gripping one end of the shaft ;
A second drive shaft provided concentrically with the first collet chuck and provided with a second collet chuck for gripping the other end of the shaft ;
A nozzle support member provided so that the nozzle is movable forward and backward toward the rotation center axis, and is relatively reciprocally movable in a direction along the rotation center axis and relatively rotatable about the rotation center axis;
First coil end forming means provided outside the first collet chuck so as to be reciprocally movable along the rotation center axis and having a forming claw for forming a coil end portion on one end surface side of the armature;
A second coil end forming means which is provided outside the second collet chuck so as to be reciprocally movable along the rotation center axis and has a forming claw for forming a coil end portion on the other end surface side of the armature;
A first pressing clamper which is provided outside the first driving shaft so as to be movable in a radial direction with respect to the rotation center axis and presses a coil end portion formed by the first coil end forming means against the shaft; When,
A second pressing clamper which is provided outside the second drive shaft so as to be movable in a radial direction with respect to the rotation center axis and presses a coil end portion formed by the second coil end forming means against the shaft; And having
A wire inserted into a first core slot by moving each of the nozzles from one end of the armature core to the other end; and a wire moved back from the other end of the armature to one end by the first core An armature winding, wherein a crossover portion connecting a wire inserted into a second core slot different from the slot is pressed against the shaft by bringing the nozzle close to the shaft. apparatus.

4. The armature winding device according to claim 3, wherein the nozzle is formed by repeating a reciprocating motion of the nozzle in a direction along the rotation center axis a plurality of times such that a coil having a predetermined number of turns is formed on the armature core. An armature winding device wherein a plurality of coil end portions are made to approach the end face of the armature core from the first coil end portion to the final coil end portion.