JP3926741B2 - ダイナモ電気ステーターの巻付け装置 - Google Patents

Description

【０００１】
1. 発明の技術的分野
本発明は概略的にステーター巻線に係わり、特にダイナモ電気装置のためのステーターに巻回コイルを形成するための装置および方法に関するものであって、これには巻付け操作の間、ステータースロットに配置させたワイヤーを変位させるための改良されたドリフト器具が含まれる。
【０００２】
２. 従来技術の説明
ステーターのための界磁巻線コイルは一般にステーターの放射状に内方向に延びた歯に配置されるが、これはコイルを予備成形し、ついでこの予備成形されたコイルをステーターの歯の上に押圧することにより、又はステーターの歯にコイルを直接、巻回することによりなされる。コイルが予備成形される方法においては、コイルはコイルプッシャーによりステーターによりステーター上に押し付けられる。つまり、このコイルプッシャーはステーターの歯にコイルを強制的に押し付けるものであり、更に1又はそれ以上の二次成形具(総形工具)を用い、ステータースロット内および歯の端部の周りにワイヤーを成形し、それによりステーターにコイルをコンパクトに配置させるようにしている。このような構造において、過剰のワイヤーを予備成形されたコイルのために使用し、コイルをステーターの歯の上および周りに押し付けたとき、コイルの必要な歪みに順応させる必要がある。従って、このような構造はワイヤーの非効率化を招き、同時に、ステーターの歯の端面の周りに過剰のコイルが延出することによりステーターの寸法が増大することになる。
【０００３】
界磁巻線についての他の構造において、ワイヤーが巻線スピンドル又は器具からステーター上に直接、供給され、ワイヤーがステーターの歯の周りに連続的に巻回され、この巻線操作の効率は、ワイヤーが巻線スピンドルから供給される際にステーターの歯上の所望の位置にワイヤーが正確に向けられる能力に実質的に依存する。ワイヤーをステーター上に供給し、その上にコイルを直接、形成するための装置が米国特許No. 5,964,429に開示されている。すなわち、この米国特許には、ステーターとの関連で往復運動および回転運動するように支持された巻線器具が開示されている。この巻線器具は複数の成形用ラックを有し、この成形用ラックは、コイル巻線の端部を放射状に外方に向けてプレスするため巻線器具から外方に向けて放射状に移動自在となっていて、それによりステーターのスロット内に追加のワイヤーを容易に配置し得るようになっている。
【０００４】
ステーターのスロット内に巻回されるワイヤーが比較的太いゲージのもの、例えば15ゲージの範囲のワイヤーの場合、ステーターの歯にワイヤーコイルを供給、二次成形する場合に特別の問題が生じる。特に、このように太いゲージのワイヤーはスロットの輪郭に容易に順応させることができず、太いワイヤーにより得られるスロット充填量は、より細く可撓性のゲージのワイヤーと比較して減少することになる。
【０００５】
更に、太いゲージのワイヤーの場合、ワイヤーの供給に関係する特異な問題が生じる。すなわち、このようなワイヤーは冷間ずれおよび/又はキンクが生じ易く、この双方はステーターのためのコイル巻線の特性に悪影響をもたらす。
【０００６】
発明の概要
本発明はステーターのスロットにワイヤーを巻回するための装置および方法を提供するものであり、特に、比較的太いゲージのワイヤーをステーターの所望の位置に効果的に供給することができ、それにより界磁コイルを形成し、かつ、この界磁コイルをステーターに対し、従来の方法および装置と比較して、より高いスロット充填量で設けることができる装置および方法を提供するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、１つの形態として、ダイナモ電気装置のためのステーターに界磁コイルを形成するための装置を提供するものであって、該装置は、ステーターを支持するステーター取付け台と、該ステーター取付け台との関連で往復動自在に支持され、ステーターのスロットにワイヤーを供給するためのワイヤー供給路を含む巻付け具と、該巻付け具の長手方向端部近傍に位置し、該巻付け具と共に往復動自在に支持されたドリフト用具とを具備してなる。このドリフト用具は、該ステーター取付け台に支持されたステーターのスロットを通過するように外側に放射状の延びた少なくとも１つのドリフト用ブレードを含み、それによりドリフト用ブレードがステーターのスロット内にてワイヤーと係合し、スロット内にてワイヤーを変位させ、巻付け具をステーターに連続的に通過させる際に新たなワイヤーのためのクレアランス(隙間)を生じさせると共に、完成されたコイルを構成するワイヤーが確実にコンパクトに二次成形されるようにする。
【０００８】
本発明の他の形態において、上部ワイヤーリテイナーが設けられ、これがステーターの上方端部に対し接近又は離間自在に支持されていて、ステーターに形成されたコイル間に延びたクロス‐オーバーワイヤーと係合するようになっている。この上部ワイヤーリテイナーは内側に放射状に延び、下方に延びた突起部で終わっているフィンガー構造を有する。この突起部はステーターのスロットの径方向外側エッジを覆いかぶさるように形成されている。
【０００９】
下方ワイヤークランプがステーターの下の巻付け具上に配置されている。この下方ワイヤークランプはクランプ部材を有し、これが上記巻付け具に対し摺動自在となっていて、ステーターの下端に向うようバネで付勢されている。この下方ワイヤークランプは、上記巻付け具の上方移動に応答してステーター上にてワイヤーコイルの下方末端折返し部と係合し、それによりワイヤーの末端折返し部がステーターの中央に向けて放射状に内側に変位するのを抑える。
【００１０】
本発明の更なる形態において、巻付け具は複数の巻付け具部品から形成されている。この巻付け具部品は、ワイヤー案内ベースと、このワイヤー案内ベースと協働して巻付け具を通過するワイヤー通路を形成するワイヤー案内キャップと、これらワイヤー案内ベースおよびワイヤー案内キャップを囲繞する円筒状巻付け具スリーブとを具備してなる。この巻付け具スリーブは、巻付け具からワイヤーを放射状に外側に向けてステーターのスロットへ供給するワイヤー出口を有する。
【００１１】
ワイヤー案内ベースおよびワイヤー案内キャップは巻付け具を貫通するワイヤー供給通路の１部、特に、ワイヤー供給通路の上流側主通路から延出する複数の下流側分岐路を画成する。これら分岐路は夫々、上記主通路から個々のワイヤーを巻付け具スリーブのワイヤー出口へ案内するものである。この分岐路は通路壁部により互いに分離されるが、この路壁部の厚みは、上記主通路と、分岐路との間の界面で、分岐路の幅よりも小さい。上記主通路を上記分岐路に向って通過するワイヤーは上記主通路と、分岐路との間の界面で互いに分離され、それにより、ワイヤーの先端は上記主通路から出たとき自動的に夫々の分岐路へ向けられる。従って、ワイヤー案内ベースおよびワイヤー案内キャップは巻付け具を通るワイヤーの自己糸通しを容易にする構造を形成している。
【００１２】
本発明の更なる形態において、ワイヤー供給機構がワイヤーをワイヤー供給路へ供給するために設けられている。このワイヤー供給機構は、駆動ベルトと、この駆動ベルトと係合するワイヤー駆動プーリとを具備するワイヤー供給プレートを具備してなるものである。この場合、ワイヤー駆動プーリはワイヤーを内部に受理する溝を有し、それによりワイヤーをワイヤー駆動プーリの外側表面の所定部分と係合状態に維持させることができる。ワイヤー出口部材がワイヤー駆動プーリに沿うピックアップ点に設けられていて、それにワイヤーピックアップ・リップが付設されている。このワイヤーピックアップ・リップは溝内のワイヤーと係合するため溝内に延び、ワイヤーをワイヤー供給路へと向けさせる。従って、ワイヤー出口部材はワイヤー供給プレートからワイヤー供給路へのワイヤーの自己糸通しを容易にする機構を提供するものである。従って、本発明の装置はワイヤー供給機構から装置内を通って巻付け具の外部のワイヤー出口へ至るワイヤーの自己糸通し（self threading）を可能にするものである。
【００１３】
本発明の他の特徴は以下の記載および添付図面並びに請求項の記載から明らかであろう。
【００１４】
図面1および２を参照すると、これらには本発明の方法を行うための巻付け装置１０が示されている。この巻付け装置１０は、ステーターネスト１４およびドリフト具アッセンブリー１６を支持するテーブルトップ１２を有する。ステーターネスト１４はステーター２０を支持するクランプ１８を含み、又、ステーターネスト１４はターンテーブル５上に回転自在に支持され、モーター(図示しない)により回転駆動されるようになっている。
【００１５】
巻付けスピンドル又は巻付け具２２はステーターネスト１４を介して上方に延びている。この巻付け具２２はテーブルトップ１２の下方に位置する駆動機構により往復動、振動又は回転するよう駆動される。更に、巻付け操作を制御するため、プログラム可能なコントローラ２４が設けられている。
【００１６】
巻付け具２２はツールシャフト３２上に支持され、このツールシャフト３２は中空筒体からなり、その内部にワイヤー案内管７４(図１５)を有し、それにより絶縁ワイヤーをワイヤー供給機構からステーターネスト１４を貫通する巻付け具２２の円筒部へ上に向かって案内するようになっている。本発明の巻付け装置１０の構造および操作は米国特許No. 5,964,429(参照として、ここに組み込まれるものとする)に開示されているものとほぼ同様である。なお、本発明の装置はこの米国特許No. 5,964,429の装置を改良したものである。
【００１７】
図１および２に示すように、ドリフト具アッセンブリー１６はコントローラ２４に接続され、その制御の下で操作される。このドリフト具アッセンブリー１６はリニアアクチュエータ３４を有している。このリニアアクチュエータ３４としては、ドリフト具支持部材３６を正確な線状位置に配置させることが可能な周知のネジ駆動式アクチュエータ又は他の線状アクチュエータを用いることができる。ドリフト具支持部材３６はサーボモータ駆動アクチュエータ３８を支持し、このサーボモータ駆動アクチュエータ３８はドリフト用具４０と連動するようにして設けられ、巻付け装置１０の操作の間、ドリフト用具４０を選択的に回転させる。このドリフト用具４０は巻付け具２２とは独立して支持され、巻付け具２２とは独立して更に回転し得るようになっている。しかし、以下の記載から明らかなように、長手方向ドリフト用具４０および巻付け具２２の動きは互いに同期してなされるようになっている。
【００１８】
図３乃至６を参照すると、ここにはドリフト用具４０の構造が詳細に示されている。すなわち、このドリフト用具４０は筒状外壁面により画成されたドリフト具本体４２を具備してなる。更に、このドリフト具本体４２には複数のドリフト用ブレード４４が支持され、外方に向けて放射状に延びている。このドリフト具本体４２の直径は、巻回されるステーター２０の直径に近く、それよりも若干小さいことが好ましい。なお、これらドリフト用ブレード４４はドリフト具本体４２の両端間に長手方向に延び、かつ、ドリフト用具４０の長手軸４６に対し或る角度を以って延びている。ここに記載したドリフト用具４０は、米国特許No. 5,964,429に開示されているステーターのように、斜めのスロットを有するステーターとの関連で使用されるよう構成されている。更に、これらドリフト用ブレード４４はステーター２０のスロット内に延出し得る形状のものとなっていて、それにより、これらドリフト用ブレード４４がステーターのスロット内にて、ワイヤーを各ステーターの歯４８(図７)に向かって周方向に変位させるようになっている。このようにして、ドリフト用ブレード４４はステーターのスロット内にて、ワイヤーを変位させ、ワイヤーをコンパクトに二次成形させることができ、ステーター２０に対しより大きいスロット充填量を確保することが可能となる。更に、これらドリフト用ブレード４４の放射状延出端部は、巻回されたコイル間に延びたクロスオーバーワイヤーを外側に向けて押込むよう操作し得る。
【００１９】
図３乃至４を参照すると、ドリフト用ブレード４４はドリフト具本体４２の周面の一部にのみ配置され、この場合、ドリフト用ブレード４４の数は、巻付け操作の間、巻付け具２２から供給されるワイヤーの数と関係する。特に、ここに示したドリフト用具４０は、ステーター２０のスロット内に３本のワイヤーを同時に供給する巻付け具２２と共に使用されるよう構成されている。すなわち、ドリフト用具４０は、ワイヤーで巻回されつつあるステーターの歯４８のいずれかの側にドリフト用ブレード４４があるように構成されている。すなわち、図７に最も明瞭に示すように、巻付け具２２から３本のワイヤーが供給され、歯４８ａ、４８ｂおよび４８ｃの周りを巻回するものと仮定すると、ドリフト用ブレード４４ａ、４４ｂ、４４ｃおよび４４ｄがステーターの歯の夫々の側に配置され、それによりワイヤーがこれらのステーターの歯に向けて引き締められる。
【００２０】
ドリフト用ブレード４４は、ステーター２０に対しワイヤーコイルの更なるセットを形成するための準備として、ステーター２０を反時計回りに回転させたとき、二次成形されたクロスオーバーワイヤーに対し、更に操作が加えられる。具体的には、ドリフト用具４０がステーター２０に挿入されたとき、ドリフト用ブレード４４の外側エッジ６０が、ステーター２０の端面を横切って延びたクロスオーバーワイヤーを放射状に外側に向けて押込むよう操作され、巻付け具２２との関連でのステーター２０の新たな回転位置で巻付け具２２が操作され、ステーターの歯４８に対しワイヤーコイルの更なるセットが形成される。
【００２１】
ドリフト用具４０についての上記説明は、４個のドリフト用ブレード４４を設けたものについて説明したが、ドリフト用ブレード４４の数は、それよりも多くとも、又は少なくともよく、その場合でも、ステーター２０に対しコンパクトで密なコイルを製造する際にワイヤーを望ましい形で二次成形することができることを理解されたい。
【００２２】
図３を参照して説明すると、各ドリフト用ブレード４４は、第１および第２の長手方向端部５０および５２を有し、下方の端部５０、すなわち、ステーター２０に近い部位はドリフト具本体４２から両端部５０、５２間の中央部５４に向けて長手方向に沿って放射状に外方に角度をなしている。この端部５０の角度付き配向により、ドリフト用ブレード４４がスロット内に往復動する際にステーターのスロット内にてワイヤーがドリフト用ブレード４４から離れて移動し易くなる。
【００２３】
図４を参照すると、ドリフト用ブレード４４はドリフト具本体４２の外側壁面近傍にベース部５６を有すると共に、このベース部５６から放射状に外側に位置するドリフト用部分５８を有する。このベース部５６はその幅が、ドリフト用部分５８の幅よりも小さくなっている。それによりベース部５６はステーターの歯４８の放射状内側端部に画成された開口部を通過し得るように構成されている。更に、このドリフト用部分５８は、ドリフト用ブレード４４の放射状外側端部で幅が大きくなるよう外側に向けてテーパーをなしている。ドリフト用ブレード４４の外側端部と、ワイヤーとの間の協調を容易にし、ワイヤーをその夫々のステーターの歯４８に向けて周方向に移動させ、クロスオーバーワイヤーと係合させるための起伏状接触エッジ部を持たせるため、ドリフト用ブレードの外側長手方向エッジ部６０は、ドリフト用部分５８を画成する放射状に延びた両面間をまたぐアーチ状表面により画成されている。
【００２４】
ドリフト用具４０は更に、両端の第１および第２の端部６２,６４(図３)を有し、ここで第１の端部６２は、ドリフト具アッセンブリー１６のためのアクチュエータ３８に装着し得るようになっている。この目的のため、第１の端部６２は非円形接続部６６と共に形成されていて、この非円形接続部６６はアクチュエータ３８と非回転自在に接続されていて、巻付け装置１０の操作の間、ドリフト用具４０との正確な回転位置決めを可能にしている。ドリフト用具４０の反対側の第２の端部６４には孔６８が設けられ、この孔６８は巻付け具２２(図１)に配置された外側に延出した整合シャフト６９と協働するためのものである。
【００２５】
ドリフト用具４０の操作は、ワイヤーを最も効果的に配置させるよう制御されることに留意すべきである。本発明の１例において、ドリフト用具４０はステーター２０から離間して維持され、その間、巻付け具２２は所定量のワイヤーをステーターの歯４８の周りに配置させる。その後、ドリフト用具４０が作動し、巻付け具２２と同時に移動しワイヤーをスロット内に二次成形させ、その際、巻付け具２２は新たなワイヤーをステーター２０に巻回し続ける。
【００２６】
典型的な巻付け操作における本発明の巻付け具２２の操作は米国特許No. 5,964,429に開示されている者と同様である。具体的には、ここに記載の例では、巻付け装置１０がコントローラ２４でプログラム化され、巻付け具２２を往復動および回転させ、ワイヤーを斜めに曲がったスロットを有するステーター２０に巻回させる。従って、巻付け具２２が往復動する際に、同時に回転し巻付け具２２のワイヤー孔１０６，１０８および１１０(図１４参照)をスロットと整合させる。
【００２７】
更に、ドリフト用具４０がステーター２０の内外を往復動する際、ドリフト用具４０はアクチュエータ３８により回転され、ステーターのスロットの傾斜した方向に従うことになる。なお、ワイヤーがステーターのスロット内に配置される際、ドリフト用具４０は巻付け具２２と共に長手方向の動きおよび回転を行うことができるが、巻付け具２２がその往復動の終点で折り返しを行うときなど、必要に応じて、ドリフト用具４０と、巻付け具２２とは独立して回転可能となっていることを理解されたい。更に、巻付け具２２およびドリフト用具４０の往復動の間、ドリフト用ブレード４４の下端５０は巻付け具２２のワイヤー孔１０６，１０８および１１０と長手方向にて実質的に整合することに留意すべきである。
【００２８】
図１１および１２を参照すると、図１１には、ドリフト用具４０がステーター２０内に部分的に挿入され、巻付け具２２がその行程における下端に位置していることが示されている。図１２には、ドリフト用具４０が巻付け具２２の上端部と係合した状態での巻付け具２２の上方位置を示している。図１１に示すドリフト用具４０の位置に関して、ドリフト用具４０はステーター２０に対し部分的に又は完全に挿入されていてもよく、その挿入の程度は巻付け操作の異なる段階で要求されるワイヤーの二次成形状態に依存するものである。
【００２９】
更に、図１および２を参照すると、巻付け装置１０は更に、上部ワイヤークランプ１１を具備し、これは垂直移動のためリニアアクチュエータ１３に支持されている。このリニアアクチュエータ１３はネジ駆動式リニアアクチュエータであってもよいし、あるいはコントローラ２４の制御のもとで上部ワイヤークランプ１１の正確な垂直移動が可能な他の型のリニアアクチュエータであってもよい。
【００３０】
図８,９および１０に示すように、上部ワイヤークランプ１１は、アーチ状エッジ１７を備えたプレート１５と、このアーチ状エッジ１７から放射状に延びた複数のフィンガー１９とを具備してなる。このフィンガー１９の先端には夫々下方に延びた突起部２３が形成されている。このプレート１５はアクチュエータ１３に支持され、この場合、フィンガー１９は、ステーターネスト１４の内側ステーター係合面から放射状に内側に向けて延び、それにより突起部２３はステーターのスロットの周壁２５から放射状に内側に向けて支持される。
【００３１】
上部ワイヤークランプ１１は、ステーターネスト１４により支持されたステーター２０に対し、垂直に接近又は離間するよう移動自在となっていて、この上部ワイヤークランプ１１と、ステーター２０の上面との間でワイヤーと係合、保持するようにしている。具体的には、コイル間に延びたクロス‐オーバーワイヤー３が突起部２３によって係合され、このワイヤー３が巻付け具２２の移動の間、ステーター２０の中心に向けて引っ張られた状態に維持される。ステーター２０が巻付け具２２との関連で回転した後、ワイヤーの新たなコイルが歯４８の周りに巻回される。
【００３２】
なお、プレート１５の下側には、プレート１５と、ステーター２０の上面および/又はステーター２０の上面に沿って横たわるワイヤーとの係合のための接触面を形成するナイロン部分２７が設けられていることに留意すべきである。更に、クロス‐オーバーワイヤーを二次成形させるステーター２０の回転の後、並びにステーター２０にワイヤーの新たなコイルを二次成形させた後において、もし、上部ワイヤークランプ１１の使用がクロス-オーバーワイヤーの維持のために最早必要でないと考えられたとき、上部ワイヤークランプ１１を、巻付け操作の一部の間においてステーター２０から離すべく移動させることができる。
【００３３】
図１１および１２を参照すると、下側ワイヤークランプ３１がステーター２０の歯４８の底部の周りを通るワイヤーコイルの末端折り返し部との係合のために設けられている。この下側ワイヤークランプ３１は米国特許No. 6,206,319(参照として、ここに組み込まれるものとする)に開示されているものと同様の構造のものであり、又、その操作も同様である。
【００３４】
具体的には、この下側ワイヤークランプ３１は巻付け具２２と摺動自在に受理、係合する内径を有する可動クランプ部材３３を具備してなる。このクランプ部材３３は圧縮バネ３５により上方に付勢され、この圧縮バネ３５はツールシャフト３２に固着された固定カラー３９に支持されている。好ましい具体例として、このクランプ部材３３は、アルミニウム製主体部分３７と、上部スチールキャップリング41とを具備してなり、この上部キャップリング41はワイヤーと係合する硬化、研磨された部材からなる。
【００３５】
操作において、クランプ部材３３はステーター２０の底部にて末端折返しワイヤーと係合すべく移動する。この場合、巻付け具２２は末端折返し部を所定の位置に維持させるため上方に移動し、末端折返し部がステーター２０の中央に向って放射状に内側に移動するのを防止する。巻付け具２２が下方に移動したとき、クランプ部材３３はステーター２０から離れるよう移動し、それにより巻付け具２２のための間隙が提供され、ステーターの歯４８の下面を横切るようにしてワイヤーの別の末端折返し部が適用される。
【００３６】
図１３，１４，１５および１６を参照すると、巻付け具２２は、巻付け具ベース７０を有し、この巻付け具ベース７０にはワイヤー挿通用孔７２が設けられ、このワイヤー挿通用孔７２は巻付け具ベースの長手方向端部の周縁近傍に設けられている。この巻付け具ベース７０は、巻付け具２２を往復動および回転駆動させるツールシャフト３２に支持されている。ワイヤー案内チューブ７４はこのツールシャフト３２を介して巻付け具ベース７０中に延び、複数のワイヤーＷをワイヤー挿通用孔７２まで案内している。
【００３７】
巻付け具２２は更に、巻付け具ベース７０の長手方向端部７８に支持されたワイヤーガイドベース７６と、このワイヤーガイドベース７６に支持されたワイヤーガイドキャップ８０とを具備してなる。円筒状スリーブ８２がワイヤーガイドベース７６およびワイヤーガイドキャップ８０の下部８４を囲むようにして設けられ、巻付け具ベース７０の長手方向端部７８の近傍に形成され、これを囲む溝８６に挿着されている。
【００３８】
ワイヤーガイドベース７６は案内表面８８を有し、この案内表面８８は、ワイヤー挿通用孔７２の近傍に位置し、長手軸４６とほぼ平行に延びたインターフェース部分９０から移行するよう形成されている。ワイヤーガイドベース７６は更に移行部分９２を含み、これは湾曲面を形成するもので、インターフェース部分９０の周縁端部とは反対側の周縁端部にて長手軸４６に対しほぼ垂直な方向にまで湾曲している。
【００３９】
この移行部分９２には複数の溝９４，９６，９８が形成され、これら溝９４，９６，９８はワイヤー挿通用孔７２を通って通過する個々のワイヤーを案内するための分岐路を画成するものである。溝９４，９６，９８により画成されたこれら分岐路はワイヤーガイドベース７６のインターフェース部分９０から離れて互いに分岐し、通路壁１００，１０２により互いに分離するようにして形成されている。これら通路壁１００，１０２はインターフェース部分９０で薄いエッジとなるようなテーパー状をなし、従って、これら通路壁１００，１０２は厚みが溝９４，９６，９８の幅よりも小さい。それによりワイヤー挿通用孔７２からインターフェース部分９０へ通過するワイヤーの端部が溝９４，９６，９８により画成された分岐路の１つのみへと選択的に向けられる。このようにして、巻付け具２２は、複数のワイヤーを巻付け具２２の個々の通路へ方向づけるという自己糸通し特性を有することになる。この目的のため、ワイヤーガイドキャップ８０はインターフェース部分９０および溝９４，９６，９８のためのカバーを提供するものである。この場合、ワイヤーガイドキャップ８０の下部８４は溝９４，９６，９８へ導入されるワイヤーのための閉塞通路を画成するための接触表面１０４を有している。
【００４０】
スリーブ８２は３つの孔１０６，１０８，１１０を有し、これらは溝９４，９６，９８により画成された分岐路に相当し、整合している。更にこれら３つの孔１０６，１０８，１１０はワイヤーをステーターネスト１４内に支持されたステーターへ供給するための出口孔を画成するものである。
【００４１】
なお、ワイヤーガイドキャップ８０の上部１１２はスリーブ８２の円形上面と対応する円形部材として形成され、巻付け具２２の上面を画成している。更に、ワイヤーガイドキャップ８０の上部１１２は整合シャフト６９を支持し、これがドリフト用具４０の整合孔６８と嵌合し、それによりドリフト用具４０および巻付け具２２がそれらの往復動の間に軸４６に沿って長手方向に整合されるようになっている。なお、本発明は特に、より大きいゲージのワイヤー、例えば１５ゲージのワイヤーを適応させステーター２０の歯に巻回するように意図されていることを理解されたい。このようなワイヤーの取り扱いは鋭利な曲りを避け、それによりワイヤーの冷間ずれおよびキンクを避けるようにしなければならない。従って、図１５に示すように、ワイヤーはツールシャフト３２を通り、巻付け具２２の中央を通過して上昇し、ついで巻付け具２２の１径方向側を通過し、その後、緩やかなアーチ状曲線を描いて反対側径方向側で排出されステーター２０に巻回される。このようにして、ワイヤーは緩やかな曲線を描いて巻付け具２２の長手方向に延びた方向から長手軸４６に対し横切る方向に向けられる。
【００４２】
図１７乃至２４を参照すると、ここにはワイヤー供給機構１１４が示されており、これは本発明で使用することを意図するような大きい直径のワイヤーを供給するように図られている。なお、ワイヤー供給機構１１４は複数のワイヤーを同時に供給し得るよう構成され、ここでは３本のワイヤーを同時に供給する場合が記載されている。
【００４３】
このワイヤー供給機構１１４は、ワイヤー供給プレート１１６ａ、１１６ｂおよびこれらワイヤー供給プレート１１６ａ、１１６ｂにより支持され、ワイヤー駆動ベルト１２０と係合するよう配置されたワイヤー駆動プーリ１１８とを具備してなる。このワイヤー駆動プーリ１１８はベルト受理溝１２２(図２０)を有し、その中にワイヤー案内溝１２４が配置されている。このワイヤー案内溝１２４はワイヤーを受理し、ワイヤー駆動プーリ１１８の周面にワイヤーを案内するためのものである。
【００４４】
ベルト１２０はベルト駆動プーリ１２６およびベルト緊張プーリ１２８，１３０の周りに案内される。ベルト駆動プーリ１２６は、ベルト１３１(図２４)を介してモータ１２９により駆動されるシャフト１２７(図２０)にて支持されている。ベルト緊張プーリ１２８は摺動プレート１３２ａ、１３２ｂによる直線的移動のため供給プレート１１６ａ、１１６ｂ上に支持されている。この場合、供給プレート１１６ａ、１１６ｂに対する摺動プレート１３２ａ、１３２ｂの位置は調整ネジ１３４ａ、１３４ｂにより調整可能となっている。
【００４５】
プーリ１３０はワイヤー駆動プーリ１１８に対し調整可能となっていて、偏心ベアリング１３６ａ、１３６ｂ(図２０)により供給プレート１１６ａ、１１６ｂに装着されている。すなわち、供給プレート１１６ａ、１１６ｂおよびワイヤー駆動プーリ１１８に対するプーリ１３０の位置は、偏心ベアリング１３６ａ、１３６ｂの供給プレート１１６ａ、１１６ｂに対する装着位置を回転させることにより調整することができる。
【００４６】
ベルト１２０との係合のため、更なるプーリ１３８および１４０がワイヤー駆動プーリ１１８の周縁に隣接して配置され、それによりベルト１２０をワイヤー駆動プーリ１１８に対し押圧するようになっている。プーリ１３８は供給プレート１１６ａに装着された第１のテンショナープレート１４２に装着され、枢着接続部１４４にて枢動自在となっている。プーリ１４０は第２のテンショナープレート１４６上に支持され、このテンショナープレート１４６は孔１４８にて供給プレート１１６ａとの関連で枢動自在に装着されている。この孔１４８はベルト緊張プーリ１３０のためのベアリング１３６ａと同心に設けられ、かつ、ベアリング１３６ａにより中心に位置決めされる。
【００４７】
第２のテンショナープレート１４６は舌部１５０を有し、この舌部１５０は第１のテンショナープレート１４２の表面に対し付勢するようにして設けられた緊張バネ１５２と係合している。それによりプーリ１４０はワイヤー駆動プーリ１１８と係合する方向に付勢される。更に、第１のテンショナープレート１４２は緊張バネ１５４により付勢され、プーリ１３８をワイヤー駆動プーリ１１８と係合する方向に枢動させる。ワイヤー供給プレート１１６ａに支持されたブラケット１５５に装着されている調整ネジ１５６は緊張バネ１５４の端部と係合し、それにより第１のテンショナープレート１４２に対して適用される付勢力が調整されるようになっている。なお、第１のテンショナープレート１４２に対する引張り応力が調整されると、第１のテンショナープレート１４２から第２の供給プレート１４６の舌部１５０へ適用される付勢力も調整され、プーリ１３８のワイヤー駆動プーリ１１８に対する接近又は離間調整移動がプーリ１４０のワイヤー駆動プーリ１１８に対する同期的移動を生じさせる。
【００４８】
ワイヤー供給機構１１４は更に、ワイヤー出口部材１６０を有し、これはワイヤーをワイヤー駆動プーリ１１８から、巻付け具２２を支持するツールシャフト３２へ指向させる。このワイヤー出口部材１６０はワイヤー案内孔１６４が貫通するワイヤーガイド１６２(図２１−２３参照)を有する。このワイヤー案内孔１６４は第１の表面１６８に隣接する入口部１６６を有する。この第１の表面１６８はワイヤー駆動プーリ１１８のベルト溝１２２と関連して配置されている。第２の表面１７０が第１の表面１６８から離間して設けられ、ワイヤー駆動プーリ１１８のワイヤー案内溝１２４へ延出し得るようになっている。この第２の表面１７０はワイヤーピックアップリップ１７２にて終わっている。この場合、このワイヤーピックアップリップはワイヤー案内溝１２４内に位置するワイヤーの先端部と係合するようになっていて、それによりワイヤーを孔１６４に向けて方向づけている。すなわち、ワイヤー出口部材１６０は、ツールシャフト３２を通って延びたワイヤー案内チューブ７４へのワイヤーの自己糸通し特性を提供するものである。
【００４９】
なお、このワイヤー供給機構１１４は、より太いゲージのワイヤーを搬送するよう特に設計されたもので、従って、ベルト１２０を緊張させたり、ベルト１２０およびワイヤー駆動プーリ１１８に対し案内作用を与えるための複数のプーリが設けられている。なお、このワイヤー供給機構１１４は、ツールシャフト３２と共に、米国特許No. 5,964,429に開示されているものと同様の様式で動作するよう装着されており、それによりこのワイヤー供給機構１１４は巻付け具２２の往復動と共に往復動する。
【００５０】
更に、上記説明から明らかなように、ワイヤーは最初にベルト１２０と、ベルト駆動プーリ１２６に隣接するワイヤー駆動プーリ１１８との間のニップ内に供給され、その後、装置を通って自動供給され、最後に巻付け具２２の外周縁の孔１０６，１０８，１１０から導出される。
【００５１】
ここに記載した装置の構成は本発明の好ましい例を示すものであるが、本発明はこの装置の構成そのものに限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、添付の請求項の範囲で種々変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の巻付け装置の前面図。
【図２】 本発明の巻付け装置の斜視図。
【図３】 巻付け装置で使用されるドリフト用具の中央を切断して示す断面図。
【図４】 ドリフト用具の平面図。
【図５】 ドリフト用具を上から見た斜視図。
【図６】 ドリフト用具を下から見た斜視図。
【図７】 ステーター内に配置されたドリフト用具の平面図。
【図８】 巻付け装置のための上部ワイヤークランプを示す上方からの斜視図。
【図９】 上部ワイヤークランプを示す下方からの斜視図。
【図１０】 クロス‐オーバーワイヤーを保持するため、ステーターに上部ワイヤークランプを配置させた状態を示す平面図。
【図１１】 下部ワイヤークランプを示すと共に、巻付け操作の間、ステーター内に部分的に挿入されたドリフト用具を示す側面図。
【図１２】 巻付け操作の間、ステーターの底部にワイヤーを押し付けるため下部ワイヤークランプを他の位置に移動させた状態を示す側面図。
【図１３】 上から見た巻付け具の分解斜視図。
【図１４】 下から見た巻付け具の分解斜視図。
【図１５】 巻付け具の断面図。
【図１６】 巻付け具を図１５のものに対し90゜の角度で切断した断面図。
【図１７】 巻付け装置のためのワイヤー供給機構の上面プレートを示す平面図。
【図１８】 巻付け装置のためのワイヤー供給機構の底面プレートを示す平面図。
【図１９】 ベルトを取除いたときのワイヤー供給機構の一部分解斜視図。
【図２０】 ワイヤー供給機構の分解斜視図。
【図２１】 ワイヤー供給機構のためのワイヤー案内部材を示す斜視図。
【図２２】 ワイヤー案内部材の側面図。
【図２３】 ワイヤー案内部材の端面図。
【図２４】 ワイヤー供給機構を駆動させるための駆動ベルトを含むワイヤー供給機構の斜視図。
【符号の説明】
１０ 巻付け装置
１４ ステーターネスト
１６ ドリフト具アッセンブリー
２０ ステーター
２２ 巻付け具
２４ コントローラ
３４ リニアアクチュエータ
３８ サーボモータ駆動アクチュエータ
４０ ドリフト用具
４２ ドリフト具本体
４４ ドリフト用ブレード
４８ ステーターの歯
７２ ワイヤー挿通用孔
８０ ワイヤーガイドキャップ
８６ 溝

Claims (19)

1. ダイナモ電気装置のためのステーターに界磁コイルを形成するための装置であって、該ステーターがステーター歯により画成された複数のスロットを含み、該装置が：
   ステーターを支持するステーター取付け台と；
   長手軸を有すると共に、該ステーター取付け台との関連で往復動自在に支持された巻付け具であって、該ステーター取付け台により支持されたステーターのスロットにワイヤーを供給するためのワイヤー供給路を有するものと；
   該巻付け具の長手方向端部近傍に位置し、該長手軸に沿って往復動自在に支持されたドリフト用具と；
   を具備してなり；
   該ドリフト用具は、該ステーター取付け台に支持されたステーターのスロットを通過するように外側に放射状の延びた少なくとも１つのドリフト用ブレードを含み、それにより該ステーターを通る該ドリフト用具の長手方向の移動において、該少なくとも１つのドリフト用ブレードがステーターのスロット内にてワイヤーと係合し、ワイヤーの二次成形操作を行うようになっていて；
   更に、該巻付け具および該ドリフト用具が、同一長手方向に同時に移動可能に支持され、それによりワイヤーが前記ステーターのスロット内に供給されると同時にワイヤーの二次成形操作を行うように構成されていることを特徴とする装置。
2. 該巻付け具の往復動を駆動させる巻付け具駆動装置と、該ドリフト用具を駆動させるドリフト用具駆動装置とを更に具備してなる請求項１記載の装置。
3. 該ドリフト用具が、長手方向に延びた円筒状外壁により画成された円筒状ドリフト用具本体を有し、該少なくとも１つのドリフト用ブレードが該外壁に装着され、かつ、該外壁に沿って延びている請求項１記載の装置。
4. 該少なくとも１つのドリフト用ブレードが該ドリフト用具本体の外壁に隣接して位置するベース部と、該ベース部から放射状に外側に位置するドリフト用部分とを具備してなり、該ベース部の幅が該ドリフト用部分の幅よりも小さくなっていて、該スロットの半径方向内側に位置するステーターのスロット開口部を通過し得るようになっている請求項３記載の装置。
5. 該ドリフト用部分の半径方向外側の長手エッジが放射状に延びたその両面間をまたぐアーチ状表面により画成されている請求項４記載の装置。
6. 該少なくとも１つのドリフト用ブレードがドリフト用具本体に支持され、該ドリフト用部分の半径方向外側エッジ部から該ドリフト用具本体に向けて半径方向内側に向って角度をなしている請求項１記載の装置。
7. 該巻付け具が複数のワイヤーを該ワイヤー供給路から、該ステーター取付け台に支持されたステーターのスロットへ供給するための複数のワイヤー孔を有し、該ドリフト用具が該ステーターの複数のスロットに同時に導入するための複数のドリフト用ブレードを有している請求項１記載の装置。
8. 該少なくとも１つのドリフト用ブレードが該長手軸との関連で或る角度で延びている請求項１記載の装置。
9. 該ドリフト用具が該長手軸の周りに回転自在に支持されている請求項８記載の装置。
10. 該ステーターの端部に向けて移動自在に支持された上部ワイヤーリテイナーを更に有し、該ステーターの端部を横切って延びたクロス‐オーバーワイヤーと係合するようになっていて、該上部ワイヤーリテイナーが該長手軸に向けて延びた複数のフィンガーを支持するプレートを有する請求項１記載の装置。
11. 該上部ワイヤーリテイナーが該巻付け具とは独立して移動自在に支持されている請求項１０記載の装置。
12. 該上部ワイヤーリテイナーが該長手軸に向けて半径方向に延びた少なくとも１つのフィンガーを有する請求項１０記載の装置。
13. 該少なくとも１つのフィンガーが底から実質的に垂直に延びた突出部を有する端部を有する請求項１２記載の装置。
14. 該長手軸に向けて延びた複数のフィンガーを有する請求項１２記載の装置。
15. 該フィンガーのそれぞれがステーターのスロットの一部上に半径方向に延びて位置する端部で終わっている請求項１４記載の装置。
16. 該上部ワイヤーリテイナーが該フィンガーを支持するプレートを具備してなる請求項１４記載の装置。
17. ダイナモ電気装置のためのステーターに界磁コイルを形成するための方法であって、該ステーターがステーター歯により画成された複数のスロットを含み、該方法が：
    ステーターを支持するためにステーター取付け台を用意し、該ステーター取付け台にステーターを支持させる工程と；
    少なくとも１つのドリフト用ブレードを有するドリフト用具を該巻付け具の長手方向端部近傍に位置させる工程と；
    該巻付けスピンドルを反対の第１および第２の方向に往復動させ、同時にワイヤーを該巻付け具から該ステーターのスロットへ供給する工程と；
    を具備してなり；
    該少なくとも１つのドリフト用ブレードを、該巻付け具の該第１の方向における動きの間、ステーターのスロットに導入、通過させ、それにより該巻付け具によりワイヤーを該スロットへ供給させると同時に、該少なくとも１つのドリフト用ブレードによってワイヤーを該スロット内にて変位させ、更に、該少なくとも１つのドリフト用ブレードを、該巻付け具の該第２の方向における動きの間、該ステーターの端から変位した位置へ移動させるようにする方法。
18. 該ドリフト用具が、半径方向に延びた複数のドリフト用ブレードを有し、該複数のドリフト用ブレードが該ステーターの対応するスロットに導入され、ワイヤーを該スロット内にてワイヤーを変位させるようにした請求項１７記載の方法。
19. 該巻付けスピンドルおよび該ドリフト用具が、該往復動の間に回転駆動され、該ステーターの曲がったスロット内に界磁コイルを二次成形するようにした請求項１７記載の方法。

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