JP3626295B2

JP3626295B2 - Winding device to stator core

Info

Publication number: JP3626295B2
Application number: JP22036296A
Authority: JP
Inventors: 良雄加藤; 武夫山川
Original assignee: Sanko Kiki Co Ltd
Current assignee: Sanko Kiki Co Ltd
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2016-08-02
Also published as: JPH1052009A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアの内歯に導線を直接巻付けてコイルを形成するステータコアへの巻線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステータコアへのコイル形成装置としては、ステータコアの内歯に導線を直接巻付けてコイルを形成する、いわゆる直巻方式と、導線を予め型枠に巻付けてコイルを形成し、このコイルを治具によってステータコアの溝に挿入するコイル挿入方式とが知られている。直巻方式は、コイル挿入方式に比べて作業性が悪いという欠点がある反面、ステータコアの端面より突出するループの長さを短くして性能を向上させ、小型でも性能の高いモータの製造が可能になるという利点を有している。
【０００３】
直巻方式のコイル巻線装置としては、例えば本出願人による特開平２−２１４４４６号、特開平２−２１４４４７号に開示された方法が知られている。すなわち、同装置は、ステータコアの軸心に配置され、軸方向移動可能かつ回転可能に支持され、導線を一端から導入し、他端から繰り出すガイド筒と、このガイド筒の他端に取付けられたヘッドを介して装着され、導線をガイド筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルとを備えており、ノズルがステータコアの所定の内歯外周を周回するように、ガイド筒を回転させつつ軸方向移動させ、ノズルから繰り出される導線を内歯に巻付ける構造をなしている。
【０００４】
一方、ステータコアには、インシュレータと呼ばれる絶縁部材がステータコアのスロット内面及び両端面を覆うように取付けられている。このインシュレータのステータコアの両端面を覆う部分には、補強等を兼ねたリブが設けられていることが多い。そして、近年、このリブにリード線保持溝を設けておき、巻線された導線の両端末であるリード線をその保持溝に保持して、後のリード線処理操作の便を図ることが行われている。このリード線の保持溝への挿入作業は、これまでは手作業で行われていたのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年においては、特に国内における製造作業の自動化を徹底的に押し進めて、人件費等が安いアジア諸国等における生産コストに対向できるようにすることが求められており、上記のようなリード線の保持作業も自動化することが要求されるようになってきた。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、ステータコアの内歯に導線を直接巻付けてコイルを形成するステータコアへの巻線装置において、巻線開始時及び巻線終了時にリード線をステータコアに取付けられたインシュレータの保持溝に自動的に挿入できるようにしたものを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、ステータコアの内歯に導線を直接巻付けてコイルを形成する巻線装置において、
ステータコアの軸心に配置され、軸方向移動可能かつ回転可能に支持され、導線を一端から導入し、他端から繰り出すガイド筒と、
このガイド筒の他端に取付けられたヘッドを介して装着され、前記導線を前記ガイド筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルと、
ステータコアを回転可能に保持して、前記ノズルによる巻線が所定の内歯に対してなされるように、ステータコアを回転位置決めするホルダと、
前記導線の巻線開始時に導線の始端部を保持し、巻線終了時に導線の終端部を引き寄せて切断し、巻線終了側の端部を開放すると共に、新たな巻線開始側の端部を保持する導線の保持切断装置と、
ステータコアのスロット内面を覆い、少なくとも一方の端面から突出するリブを有し、このリブに前記導線の端末であるリード線を挿入保持させる保持溝を有するインシュレータの前記保持溝に、前記リード線を挿入して保持させるリード線挿入装置とを備え、
前記リード線挿入装置は、ステータコアの外周に接離可能かつ回転可能に配置され、周面に所定形状の切り欠きを有する円筒部材であって、巻線開始時にはその軸方向に沿った切り欠き縁部を前記インシュレータの保持溝に合致させるように回転し、巻線終了時にはその端面によって前記リード線を前記保持溝に押し込むことができるように回転するものからなることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第２は、前記第１の発明において、前記リード線挿入装置は、ステータコアの外周に接離可能かつそれぞれ独立して回転可能に配置され、それぞれの周面に所定形状の切り欠きを有する二重円筒部材であって、一方の円筒部材は、その切り欠きが軸方向に沿ってストレートな縁部を有し、巻線開始時に該縁部を前記インシュレータの保持溝に合致させてリード線を保持溝に挿入するガイドとなり、他方の円筒部材は、その切り欠きが開口部が狭く内部が一側方に広がった形状をなし、該切り欠きの突出縁部が巻線終了時のリード線を前記インシュレータの保持溝に押し込む部分となることを特徴とする。
更に、本発明においては、前記ノズルは、前記ガイド筒の他端に取付けられたヘッドを介して放射状に複数装着されており、前記保持切断装置は、前記ノズルに対応して複数設けられており、前記インシュレータの保持溝は、所定箇所に複数形成されており、前記リード線挿入装置の円筒部材には、前記切り欠きが前記ノズルに対応して複数形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明の第１によれば、ホルダによってステータコアの所定の内歯が、ノズルの周回による巻線を受ける位置に位置決めされ、ノズルから引き出された導線の始端部が保持切断装置によって保持された状態で巻線を開始するとき、円筒部材がステータコアの外周に近接して、その切り欠き縁部がインシュレータの保持溝に合致するように回転する。そして、ノズルが回転を始めるとき、導線の始端部をなすリード線が上記切り欠き縁部にガイドされてインシュレータの保持溝に挿入されるので、コイルの始端部をなすリード線をインシュレータの保持溝に自動的に挿入保持させることができる。その後、円筒部材は、ステータコアの端面から離れて元の位置に復帰する。
【００１０】
そして、ガイド筒の駆動によって、ノズルがステータコアの内歯を周回し、コイル形成が終了すると、保持切断装置が、コイルとノズルとの間に亙る導線の終端部を引き寄せる。その状態で、ホルダが回転してステータコアのインシュレータの保持溝が保持切断装置によって保持された導線の巻線終了側（コイル側）の端部の経路に合致するようにステータコアを位置決めする。更に、円筒部材が回転して、その端面が上記導線の巻線終了側の端部の経路と交差する位置とされ、その状態で、円筒部材がステータコアの外周に近接して、上記導線の端部をインシュレータの保持溝に挿入する。
【００１１】
その後、保持切断装置は、導線を切断して、巻線終了側の端部を開放すると共に、新たな巻線開始側（ノズル側）の端部を保持する。このようにして、リード線のインシュレータの保持溝への挿入作業を自動化することができ、ステータコアへのコイル巻線作業の完全自動化に寄与することができる。
【００１２】
本発明の第２によれば、巻線開始時には、一方の円筒部材が所定の位置に回転して、その切り欠き縁部がインシュレータの保持溝に合致するように回転し、巻線終了時には、他方の円筒部材が所定の位置に回転して、その端面が保持切断装置によって保持された導線の経路と交差するようにすることができる。このように、巻線開始時のリード線の保持溝への挿入ガイドと、巻線終了時のリード線の保持溝への押し込みとを、それぞれ別々の円筒部材によって行うようにしたことにより、円筒部材の駆動機構を簡単にして、駆動装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜９には、本発明によるステータコアへのコイル巻線装置の一実施例が示されている。図１はステータコア、ノズル、円筒部材及び保持切断装置の関係を示す部分平面図、図２はステータコア、ガイド筒、ノズル及びホルダ等の関係を示す部分側断面図、図３はステータコア及びそれに取付けられたインシュレータの形状を示す底面図、図４はインシュレータに設けられた保持溝を示す部分側面図、図５は円筒部材の駆動機構を示す側断面図、図６は外側の円筒部材を示す側断面図、図７は内側の円筒部材を示す側断面図、図８は保持切断装置の部分平面断面図、図９は保持切断装置の部分側面図である。
【００１４】
図２において、１１はステータコアであり、１２はステータコア１１に装着されたインシュレータである。１３はステータコア１１が適合する透孔を有し、この透孔の内周にステータコア１１の下面を受ける爪部１３ａを有するホルダであり、その外周には図示しないギヤが形成されていて、図示しない駆動モータにより回転駆動する。なお、ステータコア１１の上方には、押え部材１４がステータコア１１に装着されたインシュレータ１２の上端に接離可能に配置されている。したがって、ステータコア１１は、ホルダ１３と押え部材１４とによって保持され、ホルダ１３の回転によって回転位置決めされるようになっている。
【００１５】
一方、図２中の１５は、巻線時の導線の整列ガイド治具であり、巻線を施される内歯の位置に対応して上下一対となって配置され、図示しないカム機構を介して巻線操作に伴って半径方向に進退動作するようになっている。上下一対の整列ガイド治具１５の先端部は、外側面がテーパ状をなし、巻付けられた導線を先端部から滑り落として、内歯の所定位置に巻付けられるようにする。そして、その先端位置が上記動作によって徐々に移動することにより、内歯の外周に導線が整列して巻付けられるようにするものである。
【００１６】
図２中の１６は、ステータコア１１の軸心に配置されて、導線を下端から導入され、上端から導出するガイド筒であり、例えば前記特開平２−２１４４４６号に開示されたような駆動機構により、軸方向に往復動すると共に、往復回転動作を行う。このガイド筒１６の上端には、ガイド筒１６の導線挿通孔１６ａに連通する連通孔１７ａを有するヘッド１７が装着され、このヘッド１７に対して放射状に複数、この実施例の場合３つのノズル１８が取付けられており、ステータコア１１の３つの内歯に対して同時に巻線がなされるようになっている。ノズル１８の内孔１８ａは、上記ヘッド１７の連通孔１７ａに連通し、ガイド筒１６を通して導入された導線を、上記連通孔１７ａ及び内孔１８ａを通して、ノズル１８の先端から導出させるようになっている。そして、ガイド筒１６が上記のように駆動することにより、ノズル１８の先端がステータコア１１の内歯の回りを周回して、内歯に導線を巻付けてコイルを形成するようになっている。
【００１７】
図３に示すように、この実施例の場合、ステータコア１１の内歯１１ａは６個設けられ、それらの間にスロット１１ｂが形成されている。インシュレータ１２は、ステータコア１１のスロット１１ｂの内周面と、ステータコア１１の両端面のスロット１１ｂの開口縁部を覆うように装着されている。また、図４に示すように、インシュレータ１２の下端面の外周部分にはリブ１２ａが形成され、このリブ１２ａの所定部分はより突出していて、その部分に導線の保持溝１２ｂが形成されている。保持溝１２ｂは、Ｖ字形をなしていて、導線が奥方に挿入されるほど、溝幅が狭まってきつく保持されるようになっている。更に、インシュレータ１２の下端面の外周部分には、上記リブ１２ａから外方に突出するように、所定個所にボス部１２ｃが形成され、このボス部１２ｃに金属ピン１９が挿着されている。金属ピン１９は、巻線終了後の工程において、保持溝１２ｂに保持された導線の端部を巻付けることにより、金属ピン１９を基板等へ半田付けするだけで、リード線の接続を行えるようにするためのものである。
【００１８】
図５に示すように、ステータコア１１を保持するホルダ１３、整列ガイド治具１５等は、フレーム２０に支持されている。そして、このフレーム２０に設置された一対のガイド筒２１、２１に挿通されたガイド棒２２、２２を介して、昇降フレーム２３が取付けられている。そして、フレーム２０の下面に固定された一対のエアシリンダ２４、２４の作動ロッド２４ａ、２４ａが上記昇降フレーム２３に連結されており、エアシリンダ２４、２４の作動によって昇降フレーム２３が昇降動作するようになっている。昇降フレーム２３の中央部には、ガイド筒１６が挿通される孔２３ａが形成されている。
【００１９】
そして、この孔２３ａの内周に、外側円筒部材２５、内側円筒部材２６が、同心状をなして、それぞれ独立に回転可能に装着されている。外側円筒部材２５の下端外周にはギヤ２５ａが取付けられ、昇降フレーム２３に設置された第１回転アクチュエータ２７の駆動軸に装着された駆動ギヤ２８が、上記ギヤ２５ａに歯合していて、第１回転アクチュエータ２７の作動によって外側円筒部材２５が回転するようになっている。また、内側円筒部材２６の下端は、外側円筒部材２５の下端より下方に突出してその外周にギヤ２６ａが取付けられ、昇降フレーム２３に設置された第２回転アクチュエータ２９の駆動軸に装着された駆動ギヤ３０が、上記ギヤ２６ａに歯合していて、第２回転アクチュエータ２９の作動によって内側円筒部材２６が回転するようになっている。そして、外側円筒部材２５及び内側円筒部材２６は、昇降フレーム２３の昇降動作によって上下移動し、それらの上端部がステータコア１１の下面外周に接離するようになっている。
【００２０】
また、図５中の３１は、導線の保持切断装置であり、ステータコア１１の下方に向けて斜め上方に進退動作し、巻線終了時の導線の端末部分を引き寄せて切断し、巻線終了側（コイル側）を解放すると共に、巻線開始側（ノズル側）を保持するようになっている。
【００２１】
図６に示すように、外側円筒部材２５は、その周壁の複数個所に切り欠き３２が形成されている。この実施例の場合、切り欠き３２は、上縁開口部が狭く、下方部分が一側方に広がった形状をなしている。これは、保持切断装置３１が導線を引き寄せた状態で、外側円筒部材２５を回転させたとき、導線の保持切断装置３１からステータコア１１の下方に位置するノズル１８に至る部分が、上記切り欠き３２の下方の広がった空間を通るようにして、外側円筒部材２５に干渉しないようにするためである。そして、外側円筒部材２５の切り欠き３２の上縁突出部２５ｂが、導線を押圧してインシュレータ１２の保持溝１２ｂに挿入する部分となる。
【００２２】
また、図７に示すように、内側円筒部材２６も、その周壁の複数個所に切り欠き３３を有している。この切り欠き３３は、軸方向に沿ってストレートな縁部３３ａを有している。この縁部３３ａは、巻線開始時にインシュレータ１２の保持溝１２ｂに合致させられ、ノズル１８の回転に伴って導線の始端部を保持溝１２ｂに挿入するガイドとなる。
【００２３】
なお、この実施例では、円筒部材として、外側円筒部材２５と内側円筒部材２６とからなる二重円筒部材を用いたが、円筒部材の回転駆動をパルスモータ等で行うことにより、一つの円筒部材の回転停止位置を複数個所に設定できるようにすれば、例えば図６における切り欠き３２の図中右側の直線的な縁部を巻線開始時の導線の挿入ガイドとすることにより、一つの円筒部材だけでリード線挿入装置を構成することもできる。
【００２４】
図８、９に示すように、保持切断装置３１は、その先端をステータコア１１の下面に向けて斜めに配置されたアーム３４と、このアーム３４に挿通され、軸方向にスライド可能に保持された棒状のフック３５と、このフック３５の先端の爪部３５ａが摺接するカッタ３６と、フック３５の爪部３５ａとの間に導線を挟持するように、スプリング３７により先端方向に付勢された突子３８とで構成されている。
【００２５】
そして、図示しない二段エアシリンダにより、フック３５は、その先端を図８のＡ、Ｂ、Ｃの位置に移動できるようになっている。すなわち、フック３５の先端がＡの位置に押出されると、巻線終了後にステータコアのコイルとノズルとの間に亙っている導線を引き掛けることが可能な位置となる。また、フック３５の先端がＢの位置に引き戻されると、フック３５の爪部３５ａに引き掛けられた導線が、爪部３５ａと突子３８との間に挟持されるが切断はされない状態となる。更に、フック３５の先端がＣの位置に引き戻されると、カッタ３６とフック３５の爪部３５ａとが、図９中のＤの部分で摺接して導線が切断され、切断された導線の一方の端部（コイル側の端部）は解放され、他方の端部（ノズル側の端部）は爪部３５ａと突子３８とに挟持されたまま保持される。
【００２６】
なお、図１は、ステータコア１１と、ノズル１８と、外側円筒部材２５と、内側円筒部材２６と、導線Ｗの保持切断装置３１との関係を平面的に示したものである。図中、Ｌ１は巻線開始時の導線Ｗの張設経路を示し、Ｌ２は巻線終了時の導線Ｗの張設経路を示し、Ｌ３及びＬ４は巻線終了後にフック３５で導線Ｗを引き寄せたときの張設経路を示している。
【００２７】
次に、このステータコアへの巻線装置の作用について説明する。
まず、巻線開始時には、導線Ｗは、図１における張設経路Ｌ１、すなわち保持切断装置３１のフック先端３５ａとノズル１８先端とを結ぶ経路に張設されており、ノズル１８は、ステータコア１１の内歯１１ａの真下に位置している。この状態で、図５における第２回転アクチュエータ２９が作動して、内側円筒部材２６の切り欠き３３の縁部３３ａが、インシュレータ１２のリブ１２ａの保持溝１２ｂに合致するように、内側円筒部材２６が回転する。また、図５における第１回転アクチュエータ２７が作動して、外側円筒部材２５の切り欠き３２の上縁開口部が、内側円筒部材２６の切り欠き３３と一致するように、外側円筒部材２５が回転する。そして、エアシリンダ２４が作動して昇降フレーム２３が上昇し、内側円筒部材２６及び外側円筒部材２５の上縁部が、ステータコア１１の下面に当接し、インシュレータ１２の下面のリブ１２ａの外周に位置する。
【００２８】
この状態で、図１におけるノズル１８が、ステータコア１１の内歯１１ａの下方を矢印Ｅ方向に移動して、隣接する内歯１１ａとの間の間隙を通って上昇し、内歯１１ａの回りを半周回転して上方で停止する。このとき、保持切断装置３１のフック先端２５ａとノズル１８先端との間に張設されていた導線Ｗは、内側円筒部材２６の切り欠き縁部３３ａにガイドされて、図１中の経路Ｌ５をなしてインシュレータ１２の下面のリブ１２ａに形成された保持溝１２ｂに挿入保持される。こうして、導線Ｗの始端部をインシュレータ１２の保持溝１２ｂに保持させることができる。なお、ノズル１８が半周回転してステータコア１１の上方で一旦停止すると、図５におけるエアシリンダ２４が作動して昇降フレーム２３が下降し、内側円筒部材２６及び外側円筒部材２５は、図２における整列ガイド治具１５等が干渉しない位置まで下がる。その後、ノズル１８がステータコア１１の内歯１１ａの回りを所定回数周回して、導線Ｗを内歯１１ａに巻付けてコイルが形成される。
【００２９】
こうして所定の内歯１１ａに対するコイル形成が終了すると、ホルダ１３が半周回転して、ステータコア１１の対向する内歯１１ａが巻線位置にくる。そうして、今度は１８０°反対側の内歯１１ａに巻線がなされコイルが形成される。前述したようにノズル１８は、放射状に３個設けられているので、上記巻線によって合計６つ、すなわちこの実施例の場合には全ての内歯１１ａにコイルを形成することが可能になる。
【００３０】
２回目の巻線操作が終了すると、導線Ｗは、図１における張設経路Ｌ２をなしてノズル１８とコイルとの間に張設されている。なお、対向する位置にある内歯も同様な形状をなすので、図１の内歯１１ａは、便宜上、１回目の巻線を施す内歯と２回目の巻線を施す内歯とを兼ねたものとして図示している。
【００３１】
上記張設経路Ｌ２の状態で、ホルダ１３が一旦矢印Ｅ方向に回転して、導線Ｗを保持切断装置３１のフック３５がとりやすい位置にステータコア１１を回転させる。そして、フック３５が押出され、ホルダ１３が矢印Ｆ方向に回転して元の位置に復帰して、導線Ｗがフック３５の先端部に引き掛けられる。そして、フック３５が後退して、爪部３５ａに導線Ｗを引き掛けて手前に引き寄せ、導線Ｗを爪部３５ａと突子３８との間に挟んで保持する。なお、このとき導線Ｗの切断はまだなされていない。その結果、導線Ｗは、図１の張設経路Ｌ３、Ｌ４を通って張設された状態となる。
【００３２】
その後、ホルダ１３は、更に矢印Ｆ方向に回転し、前記張設経路Ｌ４、すなわち保持切断装置３１とコイルとの間に張設された導線Ｗが、インシュレータ１２の保持溝１２ｂと整合する位置で停止する。このとき、インシュレータ１２の保持溝１２ｂに対して、導線Ｗは斜めに交差する。そして、第１回転アクチュエータ２７が作動して外側円筒部材２５が図１中の矢印Ｆ方向に回転し、図６の上縁突出部２５ｂが導線Ｗの張設経路Ｌ４の下方であって、かつ、張設経路Ｌ３の上方に入り込む。
【００３３】
その状態で、エアシリンダ２４が作動して昇降フレーム２３が上昇し、張設経路Ｌ４の導線Ｗをインシュレータ１２の保持溝１２ｂに押し込む。そして、フック３５が更に後退し、図９のＤの部分で爪部３５ａとカッタ３６とが摺接して導線Ｗが切断され、ノズル１８に連結された側はそのまま保持され、コイルに連結された側は解放される。その結果、保持切断装置３１とノズル１８との間（張設経路Ｌ１）に導線Ｗが張設された前記巻き始めと同じ状態になる。
【００３４】
以上のような操作によって、ステータコア１１の内歯１１ａに導線Ｗを巻線してコイルを形成すると共に、導線Ｗの巻き始めの端部をなすリード線と、巻き終りの端部をなすリード線とを、ステータコア１１のインシュレータ１２の保持溝１２ｂに自動的に挿入することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ステータコアの内歯に導線を直接巻付けてコイルを形成するステータコアへの巻線装置において、巻線開始時及び巻線終了時に、リード線をステータコアに取付けられたインシュレータの保持溝に自動的に挿入することができるようになり、ステータコアへの巻線作業の完全な自動化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるステータコアへの巻線装置の一実施例におけるステータコア、ノズル、円筒部材及び保持切断装置の関係を示す部分平面図である。
【図２】同巻線装置のステータコア、ガイド筒、ノズル及びホルダ等の関係を示す部分側断面図である。
【図３】同巻線装置に適用されるステータコア及びそれに取付けられたインシュレータの形状を示す底面図である。
【図４】同インシュレータに設けられた保持溝を示す部分側面図である。
【図５】同巻線装置の円筒部材の駆動機構を示す側断面図である。
【図６】同巻線装置の外側の円筒部材を示す側断面図である。
【図７】同巻線装置の内側の円筒部材を示す側断面図である。
【図８】同巻線装置の保持切断装置の部分平面断面図である。
【図９】同巻線装置の保持切断装置の部分側面図である。
【符号の説明】
１１ステータコア
１２インシュレータ
１３ホルダ
１４押え部材
１５整列ガイド治具
１６ガイド筒
１７ヘッド
１８ノズル
１９ピン
２０フレーム
２１ガイド筒
２２ガイド棒
２３昇降フレーム
２４エアシリンダ
２５外側円筒部材
２５ａギヤ
２６内側円筒部材
２６ａギヤ
２７第１回転アクチュエータ
２８駆動ギヤ
２９第２回転アクチュエータ
３０駆動ギヤ
３１保持切断装置
３２、３３切り欠き
３４アーム
３５フック
３６カッタ
３７スプリング
３８突子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding device around a stator core that forms a coil by directly winding a conductive wire around an inner tooth of the stator core.
[0002]
[Prior art]
As a coil forming apparatus for the stator core, a coil is formed by winding a conducting wire directly around the inner teeth of the stator core, and a coil is formed by winding a conducting wire in advance on a formwork. And a coil insertion method in which the coil is inserted into the groove of the stator core. The direct winding method has the disadvantage that the workability is worse than the coil insertion method, but on the other hand, the length of the loop protruding from the end surface of the stator core is shortened to improve the performance, and it is possible to manufacture a small but high performance motor. Has the advantage of becoming.
[0003]
As a direct winding type coil winding apparatus, for example, methods disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-214446 and 2-214447 by the present applicant are known. In other words, the device is disposed at the axial center of the stator core, is supported so as to be axially movable and rotatable, and is attached to the other end of the guide cylinder, which introduces the conducting wire from one end and feeds it from the other end. A nozzle that is mounted via a head and that feeds the conductive wire in a direction substantially perpendicular to the guide cylinder, and is axially rotated while rotating the guide cylinder so that the nozzle circulates around a predetermined inner tooth of the stator core. It has a structure in which a lead wire fed out from the nozzle is wound around the inner teeth.
[0004]
On the other hand, an insulating member called an insulator is attached to the stator core so as to cover the slot inner surface and both end surfaces of the stator core. In many cases, ribs that also serve as reinforcement or the like are provided on portions of the insulator that cover both end faces of the stator core. In recent years, a lead wire holding groove has been provided in the rib, and the lead wire, which is both ends of the wound conductive wire, is held in the holding groove to facilitate the subsequent lead wire processing operation. It has been broken. At present, the operation of inserting the lead wire into the holding groove has been performed manually.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, it has been demanded that the automation of manufacturing operations in Japan should be thoroughly promoted so as to be able to face production costs in Asian countries where labor costs are low. It has become necessary to automate the holding work.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a winding device for a stator core in which a coil is formed by winding a conductive wire directly on the inner teeth of the stator core. The object is to provide a device that can be automatically inserted into a holding groove.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a winding apparatus in which a coil is formed by directly winding a conductive wire around an inner tooth of a stator core.
A guide cylinder disposed at the axis of the stator core, supported in an axially movable and rotatable manner, introducing a conducting wire from one end, and extending from the other end;
A nozzle that is mounted via a head attached to the other end of the guide cylinder and feeds the conductive wire in a direction substantially perpendicular to the guide cylinder;
A holder for rotating and positioning the stator core so that the stator core is rotatably held and winding by the nozzle is performed on a predetermined internal tooth;
At the start of winding of the conducting wire, the starting end of the conducting wire is held, and at the end of winding, the terminating end of the conducting wire is pulled and cut to open the end of the winding end, and the end of the new winding start side A lead wire holding and cutting device,
The lead wire is inserted into the holding groove of the insulator that has a rib that covers the inner surface of the slot of the stator core and protrudes from at least one end face, and has a holding groove for inserting and holding the lead wire that is the end of the conducting wire. A lead wire insertion device for holding
The lead wire insertion device is a cylindrical member that is arranged so as to be contactable / separable and rotatable on the outer periphery of the stator core, and has a notch of a predetermined shape on the peripheral surface, and the notch edge along the axial direction at the start of winding The portion is rotated so as to match the holding groove of the insulator, and at the end of the winding, it is rotated so that the lead wire can be pushed into the holding groove by its end face.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the lead wire insertion device is disposed so as to be able to contact with and separate from the outer periphery of the stator core and to be independently rotatable, and has a predetermined shape on each peripheral surface. A double cylindrical member having a notch, the one cylindrical member having a notch with a straight edge along the axial direction, and aligning the edge with the holding groove of the insulator at the start of winding. The other cylindrical member has a shape in which the notch has a narrow opening and the inside expands to one side, and the protruding edge of the notch is at the end of winding. The lead wire is a portion to be pushed into the holding groove of the insulator .
Furthermore, in the present invention, a plurality of the nozzles are mounted radially via a head attached to the other end of the guide tube, and a plurality of the holding and cutting devices are provided corresponding to the nozzles. It is preferable that a plurality of holding grooves of the insulator are formed at predetermined positions, and a plurality of the notches are formed in the cylindrical member of the lead wire insertion device corresponding to the nozzles.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, the predetermined internal teeth of the stator core are positioned by the holder at a position to receive the winding by the circulation of the nozzle, and the starting end portion of the conducting wire drawn from the nozzle is held by the holding and cutting device When the winding is started, the cylindrical member is rotated close to the outer periphery of the stator core so that the notched edge portion matches the holding groove of the insulator. When the nozzle starts rotating, the lead wire forming the leading end of the conducting wire is guided by the notch edge and inserted into the holding groove of the insulator, so the lead wire forming the starting end of the coil is inserted into the holding groove of the insulator. Can be inserted and held automatically. Thereafter, the cylindrical member moves away from the end face of the stator core and returns to the original position.
[0010]
Then, when the guide tube is driven, the nozzle circulates the inner teeth of the stator core, and when the coil formation is completed, the holding and cutting device draws the terminal end portion of the conducting wire extending between the coil and the nozzle. In this state, the holder rotates so that the stator core is positioned so that the holding groove of the insulator of the stator core matches the path of the end portion on the winding end side (coil side) of the conducting wire held by the holding and cutting device. Further, the cylindrical member is rotated so that its end surface intersects the path of the end portion on the winding end side of the conducting wire. In this state, the cylindrical member is close to the outer periphery of the stator core, and the end of the conducting wire is placed. Part is inserted into the holding groove of the insulator.
[0011]
Thereafter, the holding and cutting device cuts the conducting wire to open the end on the winding end side and hold the end on the new winding start side (nozzle side). In this way, it is possible to automate the operation of inserting the lead wire into the holding groove of the insulator and contribute to the complete automation of the coil winding operation to the stator core.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, at the start of winding, one cylindrical member rotates to a predetermined position, and the notch edge rotates so as to match the holding groove of the insulator. The other cylindrical member can be rotated to a predetermined position so that its end surface intersects the path of the conductive wire held by the holding and cutting device. In this way, the guide for inserting the lead wire into the holding groove at the start of winding and the pushing of the lead wire into the holding groove at the end of winding are performed by separate cylindrical members, respectively. The drive mechanism of the member can be simplified, and the cost and size of the drive device can be reduced.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 9 show an embodiment of a coil winding device around a stator core according to the present invention. FIG. 1 is a partial plan view showing the relationship between the stator core, nozzle, cylindrical member, and holding / cutting device, FIG. 2 is a partial side sectional view showing the relationship between the stator core, guide tube, nozzle, holder, etc., and FIG. FIG. 4 is a partial side view showing a holding groove provided in the insulator, FIG. 5 is a side sectional view showing a driving mechanism of a cylindrical member, and FIG. 6 is a side sectional view showing an outer cylindrical member. 7 is a side sectional view showing an inner cylindrical member, FIG. 8 is a partial plan sectional view of the holding cutting device, and FIG. 9 is a partial side view of the holding cutting device.
[0014]
In FIG. 2, 11 is a stator core, and 12 is an insulator attached to the stator core 11. Reference numeral 13 denotes a holder having a through hole with which the stator core 11 can be fitted, and a claw portion 13a for receiving the lower surface of the stator core 11 on the inner periphery of the through hole. A gear (not shown) is formed on the outer periphery of the holder. Driven by a drive motor. A presser member 14 is disposed above the stator core 11 so as to be able to come into contact with and separate from the upper end of the insulator 12 attached to the stator core 11. Therefore, the stator core 11 is held by the holder 13 and the pressing member 14 and is rotationally positioned by the rotation of the holder 13.
[0015]
On the other hand, 15 in FIG. 2 is an alignment guide jig for conducting wires at the time of winding, which is arranged in a pair of upper and lower positions corresponding to the position of the inner teeth to be wound, via a cam mechanism (not shown). As a result of the winding operation, it moves forward and backward in the radial direction. The outer ends of the pair of upper and lower alignment guide jigs 15 have a tapered outer surface, and the wound conductive wire is slid down from the distal end so that it is wound around a predetermined position of the inner teeth. Then, the leading end position is gradually moved by the above-described operation, so that the conductive wire is aligned and wound around the outer periphery of the inner tooth.
[0016]
Reference numeral 16 in FIG. 2 is a guide cylinder which is disposed at the axis of the stator core 11 and introduces a conducting wire from the lower end and leads out from the upper end. For example, by a driving mechanism as disclosed in the above-mentioned JP-A-2-214446. In addition to reciprocating in the axial direction, reciprocating rotation is performed. A head 17 having a communication hole 17a communicating with the conducting wire insertion hole 16a of the guide cylinder 16 is attached to the upper end of the guide cylinder 16, and a plurality of radial nozzles 18 in this embodiment, three nozzles 18 in this embodiment are mounted. Are attached to the three inner teeth of the stator core 11 at the same time. The inner hole 18a of the nozzle 18 communicates with the communication hole 17a of the head 17, and leads the lead introduced through the guide tube 16 from the tip of the nozzle 18 through the communication hole 17a and the inner hole 18a. Yes. When the guide cylinder 16 is driven as described above, the tip of the nozzle 18 circulates around the inner teeth of the stator core 11, and a coil is formed by winding a conductive wire around the inner teeth.
[0017]
As shown in FIG. 3, in this embodiment, six internal teeth 11a of the stator core 11 are provided, and a slot 11b is formed between them. The insulator 12 is mounted so as to cover the inner peripheral surface of the slot 11 b of the stator core 11 and the opening edge of the slot 11 b on both end surfaces of the stator core 11. As shown in FIG. 4, a rib 12a is formed on the outer peripheral portion of the lower end surface of the insulator 12, and a predetermined portion of the rib 12a protrudes further, and a conductor holding groove 12b is formed in that portion. . The holding groove 12b is V-shaped, and the groove width is held tightly as the conducting wire is inserted deeper. Further, a boss portion 12c is formed at a predetermined location on the outer peripheral portion of the lower end surface of the insulator 12 so as to protrude outward from the rib 12a, and a metal pin 19 is inserted into the boss portion 12c. The metal pin 19 can be connected to the lead wire only by soldering the metal pin 19 to a substrate or the like by winding the end portion of the conducting wire held in the holding groove 12b in the process after the end of winding. It is for making.
[0018]
As shown in FIG. 5, the holder 13 that holds the stator core 11, the alignment guide jig 15, and the like are supported by the frame 20. And the raising / lowering frame 23 is attached through the guide rods 22 and 22 inserted in a pair of guide cylinders 21 and 21 installed in this flame | frame 20. As shown in FIG. The operating rods 24a, 24a of a pair of air cylinders 24, 24 fixed to the lower surface of the frame 20 are connected to the elevating frame 23 so that the elevating frame 23 moves up and down by the operation of the air cylinders 24, 24. It has become. A hole 23 a through which the guide tube 16 is inserted is formed at the center of the lifting frame 23.
[0019]
An outer cylindrical member 25 and an inner cylindrical member 26 are concentrically mounted on the inner periphery of the hole 23a so as to be independently rotatable. A gear 25a is attached to the outer periphery of the lower end of the outer cylindrical member 25, and a drive gear 28 attached to the drive shaft of the first rotary actuator 27 installed on the elevating frame 23 meshes with the gear 25a. The outer cylindrical member 25 is rotated by the operation of the one-turn actuator 27. Further, the lower end of the inner cylindrical member 26 projects downward from the lower end of the outer cylindrical member 25, and a gear 26 a is attached to the outer periphery thereof. The drive mounted on the drive shaft of the second rotary actuator 29 installed on the lifting frame 23. The gear 30 meshes with the gear 26 a, and the inner cylindrical member 26 is rotated by the operation of the second rotary actuator 29. The outer cylindrical member 25 and the inner cylindrical member 26 move up and down by the lifting and lowering operation of the lifting frame 23, and their upper end portions are brought into contact with and separated from the outer periphery of the lower surface of the stator core 11.
[0020]
Further, reference numeral 31 in FIG. 5 denotes a conductor holding and cutting device, which moves forward and backward diagonally upward toward the lower side of the stator core 11, draws and cuts the terminal portion of the conductor at the end of winding, and ends the winding end. (Coil side) is released, and the winding start side (nozzle side) is held.
[0021]
As shown in FIG. 6, the outer cylindrical member 25 has notches 32 formed at a plurality of locations on its peripheral wall. In the case of this embodiment, the notch 32 has a shape in which the upper edge opening is narrow and the lower part is widened to one side. This is because, when the outer cylindrical member 25 is rotated in a state where the holding and cutting device 31 draws the conducting wire, a portion from the holding and cutting device 31 of the conducting wire to the nozzle 18 located below the stator core 11 is the notch 32. This is so that the outer cylindrical member 25 is not interfered with by passing through the expanded space below. And the upper edge protrusion part 25b of the notch 32 of the outer side cylindrical member 25 becomes a part which presses a conducting wire and inserts into the holding groove 12b of the insulator 12. FIG.
[0022]
As shown in FIG. 7, the inner cylindrical member 26 also has cutouts 33 at a plurality of locations on the peripheral wall. The notch 33 has a straight edge 33a along the axial direction. The edge 33a is matched with the holding groove 12b of the insulator 12 at the start of winding, and serves as a guide for inserting the starting end of the conducting wire into the holding groove 12b as the nozzle 18 rotates.
[0023]
In this embodiment, a double cylindrical member composed of the outer cylindrical member 25 and the inner cylindrical member 26 is used as the cylindrical member. However, one cylindrical member can be obtained by rotating the cylindrical member with a pulse motor or the like. 6 can be set at a plurality of positions, for example, a straight edge on the right side of the notch 32 in FIG. The lead wire insertion device can be configured only by the members.
[0024]
As shown in FIGS. 8 and 9, the holding and cutting device 31 has an arm 34 whose tip is disposed obliquely toward the lower surface of the stator core 11, and is inserted into the arm 34 and held so as to be slidable in the axial direction. A protrusion that is urged in the distal direction by a spring 37 so as to hold a conducting wire between the rod-shaped hook 35, a cutter 36 in which the claw portion 35a at the tip of the hook 35 is in sliding contact, and the claw portion 35a of the hook 35. And a child 38.
[0025]
Then, the tip of the hook 35 can be moved to positions A, B, and C in FIG. 8 by a two-stage air cylinder (not shown). In other words, when the tip of the hook 35 is pushed out to the position A, it becomes a position where a conducting wire hung between the coil of the stator core and the nozzle can be hooked after the end of winding. Further, when the tip of the hook 35 is pulled back to the position B, the conductive wire hooked on the claw portion 35a of the hook 35 is sandwiched between the claw portion 35a and the protrusion 38 but is not cut. . Further, when the tip of the hook 35 is pulled back to the position C, the cutter 36 and the claw portion 35a of the hook 35 are in sliding contact with each other at the portion D in FIG. 9, and the conductor is cut, and one of the cut conductors is cut. The end (the end on the coil side) is released, and the other end (the end on the nozzle side) is held while being sandwiched between the claw portion 35a and the protrusion 38.
[0026]
FIG. 1 is a plan view showing a relationship among the stator core 11, the nozzle 18, the outer cylindrical member 25, the inner cylindrical member 26, and the conductor W holding and cutting device 31. In the drawing, L1 indicates a path for extending the conductor W at the start of winding, L2 indicates a path for extending the conductor W at the end of winding, and L3 and L4 draw the conductor W by the hook 35 after the end of winding. This shows the tensioning route.
[0027]
Next, the operation of the winding device on the stator core will be described.
First, at the start of winding, the conductive wire W is stretched in a stretched path L1 in FIG. 1, that is, a path connecting the hook tip 35a of the holding and cutting device 31 and the tip of the nozzle 18, and the nozzle 18 is connected to the stator core 11. It is located directly under the internal teeth 11a. In this state, the second rotary actuator 29 in FIG. 5 is operated, and the inner cylindrical member 26 so that the edge 33a of the notch 33 of the inner cylindrical member 26 matches the holding groove 12b of the rib 12a of the insulator 12. Rotates. Also, the first rotary actuator 27 in FIG. 5 is operated, and the outer cylindrical member 25 rotates so that the upper edge opening of the notch 32 of the outer cylindrical member 25 coincides with the notch 33 of the inner cylindrical member 26. To do. Then, the air cylinder 24 is actuated to raise the elevating frame 23, and the upper edge portions of the inner cylindrical member 26 and the outer cylindrical member 25 are in contact with the lower surface of the stator core 11, and are positioned on the outer periphery of the rib 12 a on the lower surface of the insulator 12. To do.
[0028]
In this state, the nozzle 18 in FIG. 1 moves below the inner teeth 11a of the stator core 11 in the direction of arrow E, rises through the gap between the adjacent inner teeth 11a, and moves around the inner teeth 11a. Rotate half a circle and stop at the top. At this time, the conducting wire W stretched between the hook tip 25a of the holding and cutting device 31 and the tip of the nozzle 18 is guided by the notch edge portion 33a of the inner cylindrical member 26, and passes through the path L5 in FIG. Then, it is inserted and held in the holding groove 12 b formed in the rib 12 a on the lower surface of the insulator 12. Thus, the starting end portion of the conducting wire W can be held in the holding groove 12b of the insulator 12. When the nozzle 18 rotates half a circle and temporarily stops above the stator core 11, the air cylinder 24 in FIG. 5 operates to lower the lifting frame 23, and the inner cylindrical member 26 and the outer cylindrical member 25 are aligned in FIG. 2. The guide jig 15 is lowered to a position where it does not interfere. Thereafter, the nozzle 18 rotates around the inner teeth 11a of the stator core 11 a predetermined number of times, and the conductive wire W is wound around the inner teeth 11a to form a coil.
[0029]
When the coil formation for the predetermined inner teeth 11a is completed in this way, the holder 13 rotates by a half turn, and the opposed inner teeth 11a of the stator core 11 come to the winding position. Then, this time, winding is made on the inner tooth 11a on the opposite side of 180 ° to form a coil. As described above, since three nozzles 18 are provided radially, it is possible to form a coil on a total of six, that is, in the case of this embodiment, all the internal teeth 11a by the winding.
[0030]
When the second winding operation is completed, the conducting wire W is stretched between the nozzle 18 and the coil along the stretching path L2 in FIG. In addition, since the internal tooth in the position which opposes also makes the same shape, the internal tooth 11a of FIG. 1 served as the internal tooth which performs the 1st coil | winding and the internal tooth which performs the 2nd coil | winding for convenience. It is shown as a thing.
[0031]
In the state of the tension path L2, the holder 13 rotates once in the direction of arrow E, and the stator core 11 is rotated to a position where the hook 35 of the holding and cutting device 31 can be easily taken. Then, the hook 35 is pushed out, the holder 13 rotates in the direction of the arrow F and returns to the original position, and the conducting wire W is hooked on the tip of the hook 35. Then, the hook 35 is retracted, the lead wire W is hooked on the claw portion 35a and pulled toward the front, and the lead wire W is sandwiched and held between the claw portion 35a and the protrusion 38. At this time, the conductor W has not been cut yet. As a result, the conducting wire W is stretched through the stretching paths L3 and L4 in FIG.
[0032]
Thereafter, the holder 13 further rotates in the direction of the arrow F, and at the position where the extending path L4, that is, the conductive wire W stretched between the holding and cutting device 31 and the coil is aligned with the holding groove 12b of the insulator 12. Stop. At this time, the conducting wire W crosses diagonally with respect to the holding groove 12b of the insulator 12. Then, the first rotary actuator 27 is actuated to rotate the outer cylindrical member 25 in the direction of arrow F in FIG. 1, the upper edge protrusion 25b of FIG. 6 is below the extending path L4 of the conductor W, and Then, it enters above the tension path L3.
[0033]
In this state, the air cylinder 24 is actuated to raise the elevating frame 23 and push the conducting wire W of the extending path L4 into the holding groove 12b of the insulator 12. Then, the hook 35 is further retracted, and the claw portion 35a and the cutter 36 are slidably contacted with each other at a portion D in FIG. 9 to cut the conductive wire W, and the side connected to the nozzle 18 is held as it is and connected to the coil. The side is released. As a result, the same state as the start of winding in which the conductive wire W is stretched between the holding and cutting device 31 and the nozzle 18 (stretching path L1) is obtained.
[0034]
As a result of the above operation, the conductive wire W is wound around the inner teeth 11a of the stator core 11 to form a coil, and the lead wire that forms the winding start end of the conductive wire W and the lead wire that forms the end of winding. Can be automatically inserted into the holding groove 12b of the insulator 12 of the stator core 11.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the winding device to the stator core that forms the coil by directly winding the conductive wire around the inner teeth of the stator core, the lead wire is attached to the stator core at the start of winding and at the end of winding. It becomes possible to automatically insert into the holding groove of the attached insulator, which can contribute to complete automation of the winding work around the stator core.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial plan view showing a relationship among a stator core, a nozzle, a cylindrical member, and a holding and cutting device in an embodiment of a winding device for a stator core according to the present invention.
FIG. 2 is a partial side cross-sectional view showing a relationship among a stator core, a guide tube, a nozzle, a holder and the like of the winding device.
FIG. 3 is a bottom view showing the shape of a stator core applied to the winding device and an insulator attached thereto.
FIG. 4 is a partial side view showing a holding groove provided in the insulator.
FIG. 5 is a side sectional view showing a driving mechanism of a cylindrical member of the winding device.
FIG. 6 is a side sectional view showing a cylindrical member outside the winding device.
FIG. 7 is a side sectional view showing a cylindrical member inside the winding device.
FIG. 8 is a partial plan sectional view of the holding and cutting device of the winding device.
FIG. 9 is a partial side view of the holding and cutting device of the winding device.
[Explanation of symbols]
11 Stator core 12 Insulator 13 Holder 14 Holding member 15 Alignment guide jig 16 Guide cylinder 17 Head 18 Nozzle 19 Pin 20 Frame 21 Guide cylinder 22 Guide rod 23 Lifting frame 24 Air cylinder 25 Outer cylindrical member 25a Gear 26 Inner cylindrical member 26a Gear 27 First rotary actuator 28 Drive gear 29 Second rotary actuator 30 Drive gear 31 Holding and cutting devices 32 and 33 Notch 34 Arm 35 Hook 36 Cutter 37 Spring 38 Projection

Claims

In a winding device that forms a coil by directly winding a conductive wire around the inner teeth of a stator core,
A guide cylinder disposed at the axis of the stator core, supported in an axially movable and rotatable manner, introducing a conducting wire from one end, and extending from the other end;
A nozzle that is mounted via a head attached to the other end of the guide cylinder and feeds the conductive wire in a direction substantially perpendicular to the guide cylinder;
A holder for rotating and positioning the stator core so that the stator core is rotatably held and winding by the nozzle is performed on a predetermined internal tooth;
At the start of winding of the conducting wire, the starting end of the conducting wire is held, and at the end of winding, the terminating end of the conducting wire is pulled and cut to open the end of the winding end, and the end of the new winding start side A wire holding and cutting device for holding the wire;
The lead wire is inserted into the holding groove of the insulator that has a rib that covers the inner surface of the slot of the stator core and protrudes from at least one end face, and has a holding groove for inserting and holding the lead wire that is the end of the conducting wire. And a lead wire insertion device for holding
The lead wire insertion device is a cylindrical member that is arranged so as to be contactable / separable and rotatable on the outer periphery of the stator core, and has a notch of a predetermined shape on the peripheral surface, and the notch edge along the axial direction at the start of winding The stator core is rotated so as to match the holding groove of the insulator, and is rotated so that the lead wire can be pushed into the holding groove by the end face at the end of winding. Wire device.

The lead wire insertion device is a double cylindrical member that is arranged so as to be able to contact with and separate from the outer periphery of the stator core and to be independently rotatable, and has a notch of a predetermined shape on each peripheral surface, and one cylindrical member is The notch has a straight edge along the axial direction, and becomes a guide for inserting the lead wire into the holding groove by matching the edge with the holding groove of the insulator at the start of winding, and the other cylindrical member The notch has a shape in which the opening is narrow and the inside is widened to one side, and the projecting edge of the notch is a part for pushing the lead wire at the end of winding into the holding groove of the insulator. The winding device to the stator core according to 1.

A plurality of the nozzles are mounted radially via a head attached to the other end of the guide tube,
A plurality of the holding and cutting devices are provided corresponding to the nozzles,
A plurality of holding grooves of the insulator are formed at a predetermined location,
The winding device to the stator core according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the notches are formed in the cylindrical member of the lead wire insertion device corresponding to the nozzle.