JP4102235B2

JP4102235B2 - Winding winding device and armature manufacturing method of rotating electric machine

Info

Publication number: JP4102235B2
Application number: JP2003096651A
Authority: JP
Inventors: 稔之夏目; 英明岩瀬; 明彦関
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004304953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線巻回装置及び回転電機の電機子製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばモータのコア等に巻線を巻回する巻線巻回装置として、例えば図１０に示されるようなものが提案されている（特許文献１参照）。図１０に示す巻線巻回装置７１において、図示しない巻線供給部から引き出された巻線７２は、３つのノズル７３を介してモータのコア７４側に送出される。そして、各ノズル７３を回転させることにより、コア７４に形成された３つのティース７４ａに巻線７２が同時に巻回される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６４５３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各ノズル７３はコア７４の径方向に移動するようになっている。しかし、コア７４に形成されたスロット７５内に案内される巻線７２がコア７４のティース７４ａに干渉するのを防止する必要があるため、図１０に示す範囲Ａ１内でしか各ノズル７３を移動させることができない。その結果、図１１に示す領域Ｂ１，Ｃ１の範囲には、巻線７２をなだれ込ませて巻回させるしかないため、モータの高占積化が困難であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、高占積化が可能な回転電機の電機子製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、電機子のコアに対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられ、前記コアのティースに巻線を巻回させるノズルが支持された旋回部と、前記コアに当接され前記巻線を前記コアのスロットに案内する固定フォーマと、前記コアの回転軸側に移動することにより前記巻線を前記スロット内における前記回転軸側に案内する可動フォーマと、前記ノズルの前記巻線の導出側端部が前記ティースの傘部先端よりも前記コアの径方向外側を旋回するように前記旋回部を配置する制御部と、前記コアに対して前記ノズルを同コアが備える整流子の結線爪に係止させるための所定位置に停止させる停止手段とを備え、前記停止手段は、前記固定フォーマを前記接離方向に移動可能に支持する支持軸に取着され、前記所定位置に対応して切り欠き部が形成された板部材と、前記旋回部に設けられ前記切り欠き部に挿通されて前記板部材と回動方向に係合するピンとから構成された巻線巻回装置を用いて電機子のコアに巻線を巻回する回転電機の電機子製造方法であって、ノズルによって巻線をコアのティースに巻回させる巻線工程と、前記固定フォーマ及び前記可動フォーマを前記電機子から離間させて、前記巻線を前記コアが備える整流子の結線爪に係止させる工程とを備え、前記巻線工程は、前記固定フォーマによって前記巻線を前記コアのスロット内における前記コアの外径側に案内する工程及び前記可動フォーマによって前記巻線を前記スロット内における前記回転軸側に案内する工程を備え、前記巻線を前記結線爪に係止させる工程において、前記ノズルを、前記停止手段によって前記結線爪に係止させるための所定位置に停止させることを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、電機子のコアに巻線を巻回する巻線巻回装置であって、前記コアに対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられ、前記コアのティースに巻線を巻回させるノズルが支持された旋回部と、前記コアに当接され前記巻線を前記コアのスロットに案内する固定フォーマと、前記ノズルの前記巻線の導出側端部が前記ティースの傘部先端よりも前記コアの径方向外側を旋回するように前記旋回部を配置する制御部と、前記コアに対して前記ノズルを同コアが備える整流子の結線爪に係止させるための所定位置に停止させる停止手段とを備え、前記停止手段は、前記固定フォーマを前記接離方向に移動可能に支持する支持軸に取着され、前記所定位置に対応して切り欠き部が形成された板部材と、前記旋回部に設けられ前記切り欠き部に挿通されて前記板部材と回動方向に係合するピンとから構成されたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記コアの回転軸側に移動することにより前記巻線を前記スロット内における前記回転軸側に案内する可動フォーマを備えることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記固定フォーマまたは前記可動フォーマは相対回動不能に設けられ、前記固定フォーマは前記可動フォーマに対して前記コアの回転軸側に向かって付勢され、同可動フォーマは前記旋回部とともに前記接離方向に沿って移動することを要旨とする。
（作用）
各請求項に記載の発明においては、可動フォーマによって巻線がスロット内における回転軸側に案内されるため、スロット内における回転軸近傍の領域に巻線を巻回させることができる。また、固定フォーマによって巻線がスロット内におけるコアの外径側に案内されるため、スロット内におけるコアの外径側の領域に巻線を巻回させることができる。よって、電機子の高占積化を図ることができる。
【００１４】
請求項１に記載の発明においては、固定フォーマ及び可動フォーマが電機子から離間された状態で、巻線が結線爪に係止される。そのため、巻線が固定フォーマ及び可動フォーマに干渉してしまうことにより、巻線を結線爪に係止させる作業に支障を来してしまうのが防止される。よって、電機子の生産効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項１、請求項２及び請求項４に記載の発明においては、停止手段により、ノズルが固定フォーマ及び可動フォーマに対して常に所定の位置で保持される。従って、巻線巻回装置により、ノズルの先端部分が常に結線爪の近傍に移動するように設定できる。ゆえに、電機子の生産効率をより一層向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、巻線巻回装置１１は、コア１２に形成された３つのティース１３に巻線１４を巻回することにより、回転電機としてのモータの電機子１５を製造するためのものである。各ティース１３は、断面矩形状をなす鉄材等の磁性材料によって形成されており、巻線１４が巻回される巻芯の役割を果たしている。また、各ティース１３間にはスロット１３ａが設けられている。
【００１７】
電機子１５を構成する整流子（コンミテータ）１６には、各ティース１３に対応する結線爪１２ａが形成されている。各結線爪１２ａには各ティース１３に巻回された巻線１４が係止される。なお、ここでいう電機子１５は、各ティース１３に対してコイルが形成される前の状態にあるものを含む。
【００１８】
巻線巻回装置１１は、巻線パック１７、張力制御装置１８及び巻線機としての第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を備えている。巻線パック１７から引き出された巻線１４は、張力制御装置１８及び第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を介してコア１２側に送出されるようになっている。
【００１９】
張力制御装置１８は、巻線１４に発生する張力の変動に追従させて、巻線１４の張力を一定に保持するためのものである。張力制御装置１８は制御プーリ２２を備えている。制御プーリ２２は、後記するサーボモータ３６によって駆動されるようになっている。張力制御装置１８には、複数のガイドプーリ２３が回転可能に取り付けられている。各ガイドプーリ２３は、前記巻線パック１７から引き出されてきた巻線１４を、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１のいずれか一つを介してコア１２に送出するためのものである。また、各ガイドプーリ２３は、後記する張力センサ３５によって検出される張力を安定して確保するためのものである。これらガイドプーリ２３は、巻線１４の絡みを防止するようになっている。
【００２０】
第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、巻線１４の送出方向において張力制御装置１８の下流側に配置されている。巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を通過してコア１２側に送出されるようになっている。第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、後記する駆動装置３８に設けられた図示しないノズル駆動用モータによって回転することにより、巻線１４を前記各ティース１３に対してそれぞれ同時に巻回させるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、巻線巻回装置１１は、コレクトチャック２４、溶接トーチ２６、電極２７、クランプカッタ２８及び第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を備えている。
【００２２】
コレクトチャック２４には、前記電機子１５の回転軸２９を保持可能な軸保持部３０が設けられている。軸保持部３０は、回転軸回転用アクチュエータとしての電機子回転用モータ３７によって回転するようになっている。よって、電機子１５は回転軸２９を中心として回転可能となる。
【００２３】
溶接トーチ２６及び電極２７は、図示しない基台に配置され、軸線Ｌ１の斜め上方に設けられている。溶接トーチ２６及び電極２７は、それぞれ軸線Ｌ１と直交する軸線Ｌ３に沿って棒状に形成され、同軸線Ｌ３方向に移動可能となっている。電極２７の先端部には凸部２７ａが形成されている。これら溶接トーチ２６及び電極２７は、溶接トーチ２６の先端と凸部２７ａとが互いに近接した状態でプラズマアークを発生可能となっている。
【００２４】
前記クランプカッタ２８は、図示しない基台において軸線Ｌ１上に配置され、同軸線Ｌ１方向に移動可能となっている。クランプカッタ２８は軸線Ｌ１を中心として回転可能となっている。
【００２５】
前記第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、図示しない基台に、軸線Ｌ１を中心として１２０°間隔に設けられている。第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、それぞれ軸線Ｌ１方向に移動可能となっている。第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、それぞれ軸線Ｌ１と直交する軸線Ｌ２方向(図１において矢印Ｆ１方向)に移動可能となっている。
【００２６】
第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は、それぞれノズルホルダ３１及びノズル３２を備えている。ノズルホルダ３１は、軸線Ｌ２を中心として回転可能になっている。ノズル３２は軸線Ｌ２に対して偏心して配置されている。このノズル３２は、先端が開口されており、その開口から前記巻線１４が導出されるようになっている。
【００２７】
図３に示すように、巻線巻回装置１１は制御部３３を備えている。制御部３３は、巻線巻回装置１１の各種制御を行うためのマイクロコンピュータ(マイコン)である。制御部３３は、ノズル３２の巻線１４の導出側端部が前記ティース１３の傘部１３ｂ両端よりも前記コア１２の径方向外側を旋回するように、後記する旋回部４０を配置させる。制御部３３は、速度センサ３４、張力センサ３５、張力制御用サーボモータ(サーボモータ)３６、前記電機子回転用モータ３７、駆動装置３８及びアクチュエータ３９に電気的に接続されている。アクチュエータ３９は、ノズル３２をコア１２に対して接離する方向に移動させるためのものである。
【００２８】
速度センサ３４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１の回転速度を検出して速度データを含む速度検出信号を生成し、その速度検出信号を制御部３３に出力するようになっている。張力センサ３５は、巻線１４に発生する張力を検出して張力データを含む張力検出信号を生成し、その張力検出信号を制御部３３に出力するようになっている。
【００２９】
制御部３３は、速度センサ３４からの速度検出信号及び張力センサ３５からの張力検出信号に基づいて、サーボモータ３６の回転を制御するようになっている。制御部３３は、サーボモータ３６を駆動させて、巻線１４が送出される送出方向(図１に示す矢印Ｆ１方向)に前記制御プーリ２２を回転(正転)させることにより、巻線１４に発生する張力を弱くするようになっている。また、制御部３３は、サーボモータ３６を駆動させて、巻線１４が引き込まれる引込方向(図１に示す矢印Ｆ２方向)に制御プーリ２２を回転(逆転)させることにより、巻線１４に発生する張力を強くするようになっている。
【００３０】
制御プーリ２２の回転数は、実際の巻線１４の送出速度に必要な制御プーリ２２の回転数よりも若干低く設定されている。そのため、巻線１４と制御プーリ２２との間には、巻線１４が引き込まれる引込方向に摩擦力が作用する。ゆえに、巻線１４は、前記ノズル３２及び制御プーリ２２によって互いに反対方向に引っ張られることにより、張力を発生するようになっている。
【００３１】
図４に示すように、前記第１〜第３ノズルユニット１９〜２１を構成する前記ノズルホルダ３１は、旋回部４０、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２を備えている。なお、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１は互いに同一の構成をなしているため、ここでは第１ノズルユニット１９の構成についてのみ説明し、第２及び第３ノズルユニット２０，２１の構成についてはその説明を省略する。
【００３２】
旋回部４０は、外筒４０ａ及び前記ノズル３２を備えている。外筒４０ａは、前記コア１２に対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられている。外筒４０ａは、先端部において前記ノズル３２を支持して回動するようになっている。ノズル３２は、コア１２側に延びており、先端に行くに従って軸線Ｌ２側に傾斜している。ノズル３２は、前記巻線パック１７、前記張力制御装置１８、ノズルホルダ３１内に設けられた巻線導出口４３及びノズルホルダ３１内に設けられたガイドプーリ４４の順に送出されてきた巻線１４を、コア１２側に送出するためのものである。ノズル３２は、一回の巻線工程において、一つの前記ティース１３のみに巻線１４を巻回させるように設定されている。
【００３３】
図５に示すように、外筒４０ａの基端部外周面にはベアリング４５が取り付けられている。外筒４０ａは、ベアリング４５を介して支持板４６の一端に取り付けられており、支持板４６に対して回転可能となっている。支持板４６の他端部には、前記第１ノズルユニット１９の本体部４７側に延びるガイドバー４８がネジ止めされている。ガイドバー４８は、筒状をなすガイド部４９内を挿通可能になっている。ガイド部４９は、本体部４７の外周面に突設された保持板５０の先端部分を挿通している。
【００３４】
また、保持板５０の基端側には前記アクチュエータ３９が設置されている。アクチュエータ３９の本体部３９ａには、保持板５０を挿通して支持板４６側に延びるピストン３９ｂが設けられている。ピストン３９ｂは、先端部において支持板４６にネジ止めされている。ピストン３９ｂは本体部３９ａに対して出没可能に設けられている。よって、外筒４０ａは、アクチュエータ３９のピストン３９ｂが出没することにより、軸線Ｌ２方向に移動可能となる。
【００３５】
前記第１ノズルユニット１９の前記本体部４７には、軸線Ｌ２に沿って延びる回転軸５１が設けられている。回転軸５１には、回転板５２を介してボディ５３が固定されている。ボディ５３の先端部５４には凹部５５が形成されており、同凹部５５内にはボディ５６の基端部５７が嵌合されている。それにより、ボディ５３，５６が互いに固定される。
【００３６】
ボディ５３の先端部５４には、略円筒状をなすピン５８が取り付けられている。ピン５８の基端部はボディ５３の先端部５４に埋設されており、ピン５８の先端部は前記外筒４０ａ側に突出されている。図４に示すように、ピン５８の先端部は、外筒４０ａに形成された長孔５９内に挿入されている。長孔５９は第１ノズルユニット１９の軸線Ｌ２に沿って延びている。よって、外筒４０ａが図５に示すボディ５３，５６に対して軸方向に移動可能となる。また、外筒４０ａがボディ５３，５６に対して相対的に回転するのが規制される。
【００３７】
ボディ５６の先端側にはフォーマ用凹部６０が形成され、同フォーマ用凹部６０の内側面にはスラストベアリング６１が取り付けられている。スラストベアリング６１には、フォーマ用凹部６０内に挿入可能な前記可動フォーマ４２が取り付けられている。よって、可動フォーマ４２は、ボディ５３，５６及び回転軸５１に対して相対回転可能になっている。可動フォーマ４２は断面略コ字状に形成されている。図４に示すように、可動フォーマ４２は、中央部分においてコア１２側に突出されている。可動フォーマ４２の先端部は両側部において略円弧状をなしている。そのため、巻線１４が可動フォーマ４２によって傷付けられてしまうのを防止できる。
【００３８】
可動フォーマ４２は、第１ノズルユニット１９が前記コア１２の回転軸２９側に移動するのに伴い、回転軸２９側に移動するようになっている。可動フォーマ４２が最も回転軸２９に接近したとき、可動フォーマ４２の先端縁は前記固定フォーマ４１の先端よりも突出するようになっている。つまり、可動フォーマ４２の先端縁は、前記ノズル３２から前記スロット１３ａ内に送出される巻線１４を、軸線Ｌ２方向においてコア１２の回転軸２９側に案内するようになっている。それにより、スロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域(図１１に示す領域Ｂ１)に巻線１４を巻回させることができる。
【００３９】
前記固定フォーマ４１は、可動フォーマ４２に形成された固定フォーマ収容部６２内に収容されている。可動フォーマ４２は、固定フォーマ４１に形成された溝部４１ａ内を移動可能に配置されている。固定フォーマ４１と可動フォーマ４２との間には、４つのスプリング６３が配置されている。各スプリング６３は、軸線Ｌ２と平行に配置されており、両端部分が固定フォーマ収容部６２の内側面及び固定フォーマ４１の基端面に当接している。各スプリング６３は、軸線Ｌ２を介して互いに反対側に配置されている。各スプリング６３は、固定フォーマ４１と可動フォーマ４２とを互いに離間させる方向に付勢するようになっている。つまり、可動フォーマ４２は、各スプリング６３によってスラストベアリング６１側、即ちボディ５６側に押し当てられている。固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２は互いに回動不能に設けられている。
【００４０】
固定フォーマ４１の中央部分には、同固定フォーマ４１を前記コア１２に対する接離方向に移動可能に支持する支持軸としてのピン６４がネジ止めされている。ピン６４は、前記第１ノズルユニット１９の前記本体部４７側に向かって突出されており、軸線Ｌ２方向に延びている。ピン６４は、ボディ５６の中央部分に形成された挿通孔６５を挿通しており、同挿通孔６５の内側面に設けられたベアリング６６を介してボディ５６に保持されている。このベアリング６６により、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２は、軸線Ｌ２方向に移動可能になるだけでなく、ボディ５３，５６に対して相対的に回転可能となる。
【００４１】
ピン６４の先端側には円板状をなす板部材としてのフランジ部６７が形成され、同フランジ部６７の外周部には切り欠き部としての係合溝６７ａが切欠形成されている。ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２が前記各スプリング６３に付勢されて軸線Ｌ２方向にコア１２側に移動したとき、係合溝６７ａ内には、ボディ５６の前記基端部５７に一体的に取り付けられたピン６８が嵌合するようになっている。その結果、ボディ５３，５６及び前記回転軸５１が、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して相対的に回転するのが防止される。また、前記ノズルホルダ３１の回転方向において、ボディ５３，５６及び回転軸５１，即ちノズル３２が、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して常に一定の相対角度で保持される。
【００４２】
図４に示すように、固定フォーマ４１は可動フォーマ４２の中央部分から両側に延出されている。固定フォーマ４１の先端側には、ティース１３の傘部１３ｂに当接する傘部当接部４１ｂが形成されている。傘部当接部４１ｂは、略円弧状をなしており、中央部分に行くに従って前記第１ノズルユニット１９の前記本体部４７側に湾曲している。傘部当接部４１ｂの曲率は傘部１３ｂの先端縁の曲率と同一に設定されている。よって、図５に示すように、固定フォーマ４１は、各スプリング６３に付勢されて前記コア１２に当接するため、傘部１３ｂに密着する。また、傘部当接部４１ｂは傘部１３ｂよりも幅広となっている。ゆえに、前記ノズル３２から前記コア１２側に送出される巻線１４が、傘部１３ｂに干渉してしまうのを防止できる。また、図５に示すように、傘部当接部４１ｂは両側部において略円弧状をなしている。そのため、巻線１４が固定フォーマ４１によって傷付けられてしまうのを防止できる。
【００４３】
図４に示すように、固定フォーマ４１の両側部外側には、第１テーパ部４１ｃと、同第１テーパ部４１ｃよりも先端側に位置する第２テーパ部４１ｄとが形成されている。両第１テーパ部４１ｃ及び両第２テーパ部４１ｄは、固定フォーマ４１の先端側に行くに従って互いに接近するようになっている。つまり、両第１テーパ部４１ｃ及び両第２テーパ部４１ｄは、軸線Ｌ２側に傾斜している。軸線Ｌ２に対する第２テーパ部４１ｄの傾斜角度は、軸線Ｌ２に対する第１テーパ部４１ｃの傾斜角度よりも大きくなっている。
【００４４】
第１テーパ部４１ｃは、ノズル３２から前記スロット１３ａ内に送出される巻線１４を、軸線Ｌ２方向においてコア１２の前記回転軸２９側に案内するようになっている。第２テーパ部４１ｄは、第１テーパ部４１ｃに沿って案内された巻線１４を、軸線Ｌ２側に案内するようになっている。つまり、巻線１４が案内される方向は、第１テーパ部４１ｃ及び第２テーパ部４１ｄによって２段階で変更される。そして、第１テーパ部４１ｃ及び第２テーパ部４１ｄによってスロット１３ａ内に案内された巻線１４は、前記サーボモータ３６の駆動によって制御される張力により、スロット１３ａ内におけるコア１２の外径側（傘部１３ｂ側）に案内されるようになっている。
【００４５】
また、軸線Ｌ２方向において、固定フォーマ４１の先端は、傘部１３ｂの両端よりもコア１２の前記回転軸２９側に位置している。ゆえに、ノズル３２からコア１２側に送出される巻線１４が、傘部１３ｂに干渉してしまうのを防止できる。
【００４６】
従って、固定フォーマ４１がワーク（巻線１４の巻回が行われる電機子１５）に接触すると、固定フォーマ４１及びピン６４が各スプリング６３の付勢力に抗して前記第１ノズルユニット１９の本体部４７側に移動し、ピン６４とピン６８との係合が解除される。その結果、ピン６４、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して回転軸５１の回転が伝達されなくなる。ゆえに、固定フォーマ４１によってコア１２を保持することができ、ノズル３２（旋回部４０）の回転によって巻線１４を巻回させることができる。
【００４７】
次に、巻線巻回装置１１における電機子製造方法を説明する。なお、図５〜図９においては、視覚的に分かり易くするために第２ノズルユニット２０及び第３ノズルユニット２１を省略して示す。
【００４８】
「巻線工程」
図６に示す状態から第１ノズルユニット１９をワーク(巻線１４の巻回が行われる電機子１５)側に移動させて、固定フォーマ４１をワークに接触させる。同様に、第２及び第３ノズルユニット２０，２１の固定フォーマ４１もワークに接触させる。それにより、各固定フォーマ４１及び各ピン６４が各スプリング６３の付勢力に抗して第１〜第３ノズルユニット１９〜２１の本体部４７側に移動し、ピン６４とピン６８との係合がそれぞれ解除される。その結果、各固定フォーマ４１によってコア１２が保持されるとともに、ノズル３２（旋回部４０）の回転による巻線１４の巻回が可能になる。
【００４９】
図４に示すように、コア１２の各ティース１３が第１〜第３ノズルユニット１９〜２１と向かい合った状態で、図１に示す巻線パック１７から引き出された巻線１４は、張力制御装置１８を介してコア１２に送出される。そして、各ノズルホルダ３１が軸線Ｌ２を中心として所定回数回転すると、各ノズル３２が軸線Ｌ２を中心として回転し、各ティース１３に各巻線１４が巻回されることによってコイルが形成されていく。
【００５０】
巻線１４をスロット１３ａ内におけるコア１２の外周側(傘部１３ｂ近傍の領域)に巻回させる場合、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１全体、即ち各ノズル３２をコア１２の回転軸２９から離間する方向に移動させる。それに伴い、可動フォーマ４２も回転軸２９から離間する方向に移動する。このとき、固定フォーマ４１は各スプリング６３に付勢されてコア１２に当接した状態に保持される。
【００５１】
この状態において、ノズル３２（旋回部４０）が回転すると、各ノズル３２から導出された巻線１４は、固定フォーマ４１の第１テーパ部４１ｃに沿って回転軸２９側に案内される。更に、第１テーパ部４１ｃに沿って案内された巻線１４は、第２テーパ部４１ｄによって軸線Ｌ２側に案内され、スロット１３ａ内に送り込まれる。このとき、巻線１４は、サーボモータ３６の駆動によって制御される張力により、回転軸２９から離間する方向に引っ張られ、スロット１３ａ内におけるコア１２の外径側（傘部１３ｂ側）に案内される。それにより、スロット１３ａ内における傘部１３ｂ近傍の領域(図１１に示す領域Ｃ１)に巻線１４を巻回させることができる。
【００５２】
また、巻線１４をスロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域に巻回させる場合、図８（ａ），（ｂ）に示すように、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１全体、即ち各ノズル３２を回転軸２９に接近する方向に移動させる。それに伴い、可動フォーマ４２も回転軸２９に接近する方向に移動するため、固定フォーマ４１は、コア１２に押圧されて相対的に可動フォーマ４２とは反対方向に移動し、各スプリング６３を圧縮させる。その結果、可動フォーマ４２の先端縁は固定フォーマ４１の先端よりも突出する。
【００５３】
このとき、各ノズル３２から導出された巻線１４は、ノズル３２（旋回部４０）の回転に伴い、可動フォーマ４２の先端縁に沿ってコア１２の回転軸２９側に案内され、スロット１３ａ内に送り込まれる。それにより、スロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域(図１１に示す領域Ｂ１)に巻線１４を巻回させることができる。
【００５４】
各ティース１３において巻線１４の巻回が終了すると、図９に示すように、第１ノズルユニット１９をワークから離間させる方向に移動させて、固定フォーマ４１をワークから離間させる。同様に、第２及び第３ノズルユニット２０，２１の固定フォーマ４１もワークから離間させる。それにより、各固定フォーマ４１及び各ピン６４が各スプリング６３に付勢されてコア１２側に移動し、ピン６４とピン６８とが互いに係合する。その結果、ノズル３２が、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して一定の位置関係で保持される。
【００５５】
また、図３に示す電機子回転用モータ３７によって軸保持部３０を所定角度回動させ、第１ノズルユニット１９全体を軸線Ｌ１に沿って図２に示すコレクトチャック２４側に移動させる。
【００５６】
そして、アクチュエータ３９を駆動させて、外筒４０ａ、即ちノズル３２をコア１２の回転軸２９側に移動させる。それにより、ノズル３２が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して回転軸２９側に突出する。その結果、図９に示すように、ノズル３２の巻線１４の導出側端部がコンミテータ１６の結線爪１２ａとコア１２との間に移動する。
【００５７】
この状態において、ノズル３２を軸線Ｌ２を中心として所定角度回動させ、結線爪１２ａを軸線Ｌ１方向に移動させ、結線爪１２ａを軸線Ｌ１を中心として所定角度回動させることにより、巻線１４を結線爪１２ａに巻き付け（からげ）る。具体的に言うと、ノズル３２を図９において手前側の所定位置に回動させた後、結線爪１２ａを、図９において奥側の所定位置に回動させ、図２に示すコレクトチャック２４側に移動させる。次に、ノズル３２を図９において奥側の所定位置に回動させた後、結線爪１２ａを、手前側の所定位置に回動させ、図２に示すクランプカッタ２８側に移動させる。そして、ノズル３２を図９において手前側の所定位置に回動させ、結線爪１２ａを奥側の所定位置に回動させる。その結果、巻線１４が結線爪１２ａに巻き付け（からげ）られる。
【００５８】
「その後の工程」
結線爪１２ａに巻き掛けられた巻線１４の端部はクランプカッタ２８によって保持され、巻線１４は、クランプカッタ２８と結線爪１２ａとの間にてクランプカッタ２８により切断される。なお、巻線１４は、第１ノズルユニット１９全体を回転軸２９から離間する方向に移動させることにより、引っ張られることによって切断されるようになっていてもよい。
【００５９】
その後、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１のノズル３２から切断された各巻線１４がクランプカッタ２８によって束ねられる。そして、各巻線１４の端部が、溶接トーチ２６及び電極２７によってプラズマ溶接され、クランプカッタ２８から切断されると、電機子１５が完成する。
【００６０】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）巻線１４は、可動フォーマ４２によってスロット１３ａ内における回転軸２９側に案内されるため、スロット１３ａ内における回転軸２９近傍の領域（図１１に示す領域Ｂ１）に巻線１４を巻回させることができる。また、巻線１４は、固定フォーマ４１によって巻線１４がスロット１３ａ内におけるコア１２の外径側に案内されるため、スロット１３ａ内における傘部１３ｂ近傍の領域（図１１に示す領域Ｃ１）に巻線１４を巻回させることができる。よって、電機子１５の高占積化を図ることができる。しかも、各スロット１３ａ内に巻回される巻線１４はコア１２の径方向において均一になるため、コイルエンド高さを低減させることができる。
【００６１】
また、巻線１４は、可動フォーマ４２及び固定フォーマ４１のいずれか一方ではなく、可動フォーマ４２及び固定フォーマ４１の両方によってスロット１３ａ内に案内される。従って、電機子１５のより一層の高占積化を図ることができる。
【００６２】
（２）巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程は、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２が電機子１５から離間され、ノズル３２が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して相対的に突出したときに行われる。そのため、巻線１４が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に干渉してしまうことにより、巻線１４を結線爪１２ａに係止させる作業に支障を来してしまうのが防止される。よって、電機子１５の生産効率を向上させることができる。
【００６３】
（３）ピン６４の係合溝６７ａ内にピン６８が嵌合することにより、ノズルホルダ３１の回転方向において、ノズル３２が、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して常に一定の相対角度で保持される。よって、巻線１４を結線爪１２ａに係止させる工程においてノズル３２を移動させると、ノズル３２の巻線１４の導出側端部を常に結線爪１２ａの近傍に移動するように設定できる。ゆえに、電機子１５の生産効率をより一層向上させることができる。
【００６４】
（４）巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１によってコア１２に形成された３つのティース１３に対してそれぞれ同時に巻回される。よって、一つのスロット１３ａ毎に巻線１４を順番に巻回していく場合に比べて、電機子１５を短時間で製造することができる。
【００６５】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、固定フォーマ４１によって巻線１４をコア１２の外径側に案内する工程及び可動フォーマ４２によって巻線１４を回転軸２９側に案内する工程のうちいずれか一方を省略してもよい。つまり、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２のうちいずれか一方が省略されていてもよい。
【００６６】
・前記実施形態において、巻線１４をコンミテータ１６の結線爪１２ａに係止させる工程を、手作業によって行うようにしてもよい。
・前記実施形態では、巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程は、ノズル３２がコア１２の回転軸２９側に移動したときに行われるようになっていた。しかし、巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程を、ノズル３２を回転軸２９側に移動させることなく行ってもよい。具体的には、固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２を第１〜第３ノズルユニット１９〜２１の本体部４７側に移動させることによって、ノズル３２が固定フォーマ４１及び可動フォーマ４２に対して相対的に回転軸２９側に突出したときに、巻線１４を結線爪１２ａに巻き掛ける工程を行ってもよい。
【００６７】
・前記実施形態では、巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１によって３つのティース１３に対して同時に巻回されるようになっていた。しかし、巻線１４は、第１〜第３ノズルユニット１９〜２１のいずれか一つによって、３つのティース１３に対して順番に巻回されるようになっていてもよい。
【００６８】
・前記実施形態では、３つのコイルが形成される巻線巻回装置１１に具体化したが、多数（例えば６つ）のコイルが形成される巻線巻回装置１１に具体化してもよい。
【００６９】
・前記実施形態における巻線巻回装置１１を、巻線１４を巻回して小型トランスを製造するのに用いてもよいし、繊維やテープ等の巻き取りを行うのに用いてもよい。
【００７０】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）回転電機の電機子製造方法において、前記固定フォーマによって前記巻線を前記コアの外径側に案内する工程において、前記ノズルは前記回転軸から離間する方向に移動されることを特徴とする。
【００７１】
（ロ）回転電機の電機子製造方法において、前記可動フォーマによって前記巻線を前記回転軸側に案内する工程において、前記固定フォーマが前記コアに当接している状態で前記可動フォーマが前記コアの回転軸側に移動することを特徴とする。
【００７２】
（ハ）回転電機の電機子製造方法において、前記巻線は、複数の巻線機によって前記コアに形成された複数のティースに対してそれぞれ同時に巻回されることを特徴とする。よって、上記（ハ）によれば、電機子を短時間で製造することができる。
【００７３】
（ニ）回転電機の電機子製造方法において、前記巻線を前記結線爪に係止させる工程において、前記ノズルが前記回転軸側に移動することを特徴とする。よって、上記（ニ）によれば、巻線を容易に結線爪に係止できる。
【００７４】
（ホ）巻線巻回装置において、前記ノズルは、一回の巻線工程において、一つのティースのみに前記巻線を巻回させるように設定されていることを特徴とする。
【００７５】
（ヘ）コアに巻線を巻回する巻線巻回装置によって製造される回転電機の電機子であって、コアに対する接離方向に移動可能かつ回動可能に設けられ、前記コアのティースに巻線を巻回させるノズルが支持された旋回部と、前記コアに当接され前記巻線を前記コアのスロットに案内する固定フォーマと、前記ノズルの前記巻線導出側端部が前記ティースの傘部先端よりも前記コアの径方向外側を旋回するように前記旋回部を配置する制御部とを備える巻線巻回装置によって製造されることを特徴とする回転電機の電機子。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、電機子の高占積化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における巻線巻回装置を示す概略図。
【図２】巻線巻回装置を示す概略図。
【図３】巻線巻回装置を示すブロック図。
【図４】第１〜第３ノズルユニット及び電機子を示す正面図。
【図５】第１ノズルユニット及び電機子を示す断面図。
【図６】巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図９】巻線巻回装置の動作を説明するための模式図。
【図１０】従来技術における巻線巻回装置を示す概略図。
【図１１】従来技術の問題点を示す説明図。
【符号の説明】
１１…巻線巻回装置、１２…コア、１２ａ…結線爪、１３…ティース、１３ａ…スロット、１３ｂ…傘部、１４…巻線、１５…電機子、１６…整流子（コンミテータ）、２９…回転軸、３２…ノズル、３３…制御部、４０…旋回部、４１…固定フォーマ、４２…可動フォーマ、６４…支持軸としてのピン、６７…停止手段を構成する板部材としてのフランジ部、６７ａ…切り欠き部としての係合溝、６８…停止手段を構成するピン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding device and an armature manufacturing method for a rotating electrical machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as shown in FIG. 10, a winding device for winding a winding around a motor core or the like has been proposed (see Patent Document 1). In the winding device 71 shown in FIG. 10, the winding 72 drawn from a winding supply unit (not shown) is sent to the core 74 side of the motor through three nozzles 73. Then, by rotating each nozzle 73, the winding 72 is wound around the three teeth 74 a formed on the core 74 at the same time.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-164533
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, each nozzle 73 moves in the radial direction of the core 74. However, since it is necessary to prevent the winding 72 guided in the slot 75 formed in the core 74 from interfering with the teeth 74a of the core 74, each nozzle 73 is moved only within the range A1 shown in FIG. I can't let you. As a result, the area B1 and C1 shown in FIG. 11 can only be wound by winding the winding 72, so that it is difficult to increase the space of the motor.
[0005]
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an armature of a rotating electrical machine capable of increasing the space.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1,The armature is movable in the direction of contact with the core and can be rotated. The swivel portion is supported by a nozzle that winds the winding around the core teeth. A stationary former for guiding the slot to the core; a movable former for guiding the winding to the rotating shaft side in the slot by moving to the rotating shaft side of the core; and a lead-out side end of the winding of the nozzle A control unit that arranges the swivel part so that the part swivels radially outward of the core from the tip of the umbrella part of the teeth, and a connection claw of a commutator provided in the core with the nozzle with respect to the core Stop means for stopping at a predetermined position for stopping, and the stop means is attached to a support shaft that supports the fixed former movably in the contact / separation direction, and is cut out corresponding to the predetermined position. Part is shape The armature core is wound using a coil winding device comprising a plate member formed on the turning portion and a pin that is inserted through the notch and is engaged with the plate member in the rotation direction. A method of manufacturing an armature for a rotating electrical machine that winds a wire,Winding process in which the winding is wound around the core teeth by the nozzleAnd a step of separating the fixed former and the movable former from the armature, and locking the winding to a connection claw of a commutator included in the core.The winding step is performed beforeReconciliationAnd a step of guiding the winding to the outer diameter side of the core in the slot of the core by a constant formerPossibleA process for guiding the winding to the rotating shaft side in the slot by a dynamic former.AboutPreparationIn the step of locking the winding to the connection claw, the nozzle is stopped at a predetermined position for locking the connection claw by the stop means.This is the gist.
[0009]
  Claim2In the invention described in (1), the winding winding device winds the winding around the core of the armature, and is provided so as to be movable and rotatable in the contact / separation direction with respect to the core. A swivel portion that supports a nozzle for winding the wire, a fixed former that is in contact with the core and guides the winding to a slot in the core, and a lead-out side end portion of the winding of the nozzle is an umbrella of the teeth A control unit that arranges the swivel part so as to swivel radially outside the core from the tip of the part;Stopping means for stopping the nozzle at a predetermined position for locking the nozzle to a connection claw of a commutator included in the core with respect to the core;WithThe stop means is attached to a support shaft that supports the fixed former so as to be movable in the contact / separation direction, and a plate member having a notch corresponding to the predetermined position is provided in the turning portion. The pin is inserted into the notch and is configured to be engaged with the plate member in the rotational direction.This is the gist.
[0010]
  Claim3In the invention described in claim2The gist of the invention is that it includes a movable former that guides the winding to the rotating shaft side in the slot by moving to the rotating shaft side of the core.
[0013]
  Claim4In the invention described in claim2 orClaimInvention of 3The fixed former or the movable former is provided in a relatively non-rotatable manner, and the fixed former is urged toward the rotating shaft side of the core with respect to the movable former, and the movable former together with the swivel part is The gist is to move along the approaching / separating direction.
(Function)
  eachClaimIn termsIn the described invention, since the winding is guided to the rotating shaft side in the slot by the movable former, the winding can be wound in a region near the rotating shaft in the slot. Further, since the winding is guided to the outer diameter side of the core in the slot by the fixed former, the winding can be wound around the outer diameter side of the core in the slot. Therefore, the space of the armature can be increased.
[0014]
  Claim1In the invention described in, the winding is locked to the connection claw in a state where the fixed former and the movable former are separated from the armature. For this reason, it is possible to prevent the winding from interfering with the fixed former and the movable former to hinder the work of locking the winding to the connection claw. Therefore, the armature production efficiency can be improved.
[0015]
  Claim1, Claims2And claims4In the invention described in (1), the nozzle is always held at a predetermined position with respect to the fixed former and the movable former by the stopping means. Therefore, the winding winding device can be set so that the tip portion of the nozzle always moves in the vicinity of the connection claw. Therefore, the production efficiency of the armature can be further improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the winding device 11 is used to manufacture a motor armature 15 as a rotating electric machine by winding a winding 14 around three teeth 13 formed on a core 12. Is. Each tooth 13 is formed of a magnetic material such as an iron material having a rectangular cross section, and serves as a winding core around which the winding 14 is wound. A slot 13 a is provided between the teeth 13.
[0017]
A commutator 16 composing the armature 15 is formed with connection claws 12 a corresponding to the teeth 13. A winding 14 wound around each tooth 13 is locked to each connection claw 12a. In addition, the armature 15 here contains what is in the state before a coil is formed with respect to each teeth 13. FIG.
[0018]
The winding winding device 11 includes a winding pack 17, a tension control device 18, and first to third nozzle units 19 to 21 as winding machines. The winding 14 drawn out from the winding pack 17 is sent to the core 12 side via the tension control device 18 and the first to third nozzle units 19 to 21.
[0019]
The tension control device 18 keeps the tension of the winding 14 constant by following the fluctuation of the tension generated in the winding 14. The tension control device 18 includes a control pulley 22. The control pulley 22 is driven by a servo motor 36 described later. A plurality of guide pulleys 23 are rotatably attached to the tension control device 18. Each guide pulley 23 is for sending the winding 14 drawn from the winding pack 17 to the core 12 through any one of the first to third nozzle units 19 to 21. Each guide pulley 23 is for stably securing a tension detected by a tension sensor 35 described later. These guide pulleys 23 are configured to prevent the winding 14 from being entangled.
[0020]
The first to third nozzle units 19 to 21 are arranged on the downstream side of the tension control device 18 in the delivery direction of the winding 14. The winding 14 passes through the first to third nozzle units 19 to 21 and is sent to the core 12 side. The first to third nozzle units 19 to 21 are rotated simultaneously by a nozzle driving motor (not shown) provided in the driving device 38 described later, so that the winding 14 is wound around each of the teeth 13 simultaneously. It has become.
[0021]
As shown in FIG. 2, the winding device 11 includes a collect chuck 24, a welding torch 26, an electrode 27, a clamp cutter 28, and first to third nozzle units 19 to 21.
[0022]
The collect chuck 24 is provided with a shaft holding portion 30 capable of holding the rotating shaft 29 of the armature 15. The shaft holding unit 30 is rotated by an armature rotating motor 37 as an actuator for rotating the rotating shaft. Therefore, the armature 15 can rotate around the rotation shaft 29.
[0023]
The welding torch 26 and the electrode 27 are arranged on a base (not shown) and are provided obliquely above the axis L1. The welding torch 26 and the electrode 27 are each formed in a rod shape along an axis L3 orthogonal to the axis L1, and are movable in the direction of the coaxial line L3. A convex portion 27 a is formed at the tip of the electrode 27. The welding torch 26 and the electrode 27 can generate a plasma arc in a state where the tip of the welding torch 26 and the convex portion 27a are close to each other.
[0024]
The clamp cutter 28 is disposed on the axis L1 on a base (not shown) and is movable in the direction of the coaxial line L1. The clamp cutter 28 is rotatable about the axis L1.
[0025]
The first to third nozzle units 19 to 21 are provided on a base (not shown) at intervals of 120 ° around the axis L1. The first to third nozzle units 19 to 21 are each movable in the direction of the axis L1. The first to third nozzle units 19 to 21 are movable in the direction of the axis L2 orthogonal to the axis L1 (the direction of the arrow F1 in FIG. 1).
[0026]
The first to third nozzle units 19 to 21 include a nozzle holder 31 and a nozzle 32, respectively. The nozzle holder 31 is rotatable about the axis L2. The nozzle 32 is arranged eccentrically with respect to the axis L2. The tip of the nozzle 32 is opened, and the winding 14 is led out from the opening.
[0027]
As shown in FIG. 3, the winding device 11 includes a control unit 33. The controller 33 is a microcomputer for performing various controls of the winding device 11. The control part 33 arrange | positions the turning part 40 mentioned later so that the derivation | leading-side edge part of the coil | winding 14 of the nozzle 32 may turn in the radial direction outer side of the said core 12 rather than the both ends of the umbrella part 13b of the said teeth 13. FIG. The control unit 33 is electrically connected to a speed sensor 34, a tension sensor 35, a tension control servomotor (servomotor) 36, the armature rotation motor 37, a drive device 38, and an actuator 39. The actuator 39 is for moving the nozzle 32 in a direction in which it is in contact with or separated from the core 12.
[0028]
The speed sensor 34 detects the rotation speed of the first to third nozzle units 19 to 21, generates a speed detection signal including speed data, and outputs the speed detection signal to the control unit 33. The tension sensor 35 detects the tension generated in the winding 14, generates a tension detection signal including tension data, and outputs the tension detection signal to the control unit 33.
[0029]
The control unit 33 controls the rotation of the servo motor 36 based on the speed detection signal from the speed sensor 34 and the tension detection signal from the tension sensor 35. The control unit 33 drives the servo motor 36 to rotate (forward) the control pulley 22 in the sending direction (direction of arrow F1 shown in FIG. 1) in which the winding 14 is sent out. The generated tension is weakened. Further, the control unit 33 drives the servo motor 36 to rotate (reversely rotate) the control pulley 22 in the pull-in direction (in the direction of arrow F2 shown in FIG. 1) in which the winding 14 is drawn. It is designed to increase the tension.
[0030]
The rotational speed of the control pulley 22 is set slightly lower than the rotational speed of the control pulley 22 necessary for the actual delivery speed of the winding 14. Therefore, a frictional force acts between the winding 14 and the control pulley 22 in the drawing direction in which the winding 14 is drawn. Therefore, the winding 14 generates tension by being pulled in opposite directions by the nozzle 32 and the control pulley 22.
[0031]
As shown in FIG. 4, the nozzle holder 31 constituting the first to third nozzle units 19 to 21 includes a turning portion 40, a fixed former 41 and a movable former 42. Since the first to third nozzle units 19 to 21 have the same configuration, only the configuration of the first nozzle unit 19 will be described here, and the configurations of the second and third nozzle units 20 and 21 will be described. Will not be described.
[0032]
The swivel unit 40 includes an outer cylinder 40 a and the nozzle 32. The outer cylinder 40a is provided so as to be movable and rotatable in the contact / separation direction with respect to the core 12. The outer cylinder 40a is configured to rotate while supporting the nozzle 32 at the tip. The nozzle 32 extends toward the core 12 and is inclined toward the axis L2 as it goes to the tip. The nozzle 32 is fed in the order of the winding pack 17, the tension control device 18, the winding outlet 43 provided in the nozzle holder 31, and the guide pulley 44 provided in the nozzle holder 31. Is sent to the core 12 side. The nozzle 32 is set so that the winding 14 is wound around only one of the teeth 13 in one winding process.
[0033]
As shown in FIG. 5, the bearing 45 is attached to the outer peripheral surface of the base end part of the outer cylinder 40a. The outer cylinder 40 a is attached to one end of the support plate 46 via a bearing 45 and is rotatable with respect to the support plate 46. A guide bar 48 extending to the main body 47 side of the first nozzle unit 19 is screwed to the other end of the support plate 46. The guide bar 48 can be inserted through a cylindrical guide portion 49. The guide portion 49 is inserted through the distal end portion of the holding plate 50 protruding from the outer peripheral surface of the main body portion 47.
[0034]
The actuator 39 is installed on the base end side of the holding plate 50. The body 39 a of the actuator 39 is provided with a piston 39 b that extends through the holding plate 50 toward the support plate 46. The piston 39b is screwed to the support plate 46 at the tip. The piston 39b is provided so as to be able to appear and retract with respect to the main body 39a. Therefore, the outer cylinder 40a can move in the direction of the axis L2 when the piston 39b of the actuator 39 is projected and retracted.
[0035]
The main body 47 of the first nozzle unit 19 is provided with a rotating shaft 51 extending along the axis L2. A body 53 is fixed to the rotating shaft 51 via a rotating plate 52. A concave portion 55 is formed in the distal end portion 54 of the body 53, and a base end portion 57 of the body 56 is fitted in the concave portion 55. Thereby, the bodies 53 and 56 are fixed to each other.
[0036]
A pin 58 having a substantially cylindrical shape is attached to the distal end portion 54 of the body 53. The proximal end portion of the pin 58 is embedded in the distal end portion 54 of the body 53, and the distal end portion of the pin 58 protrudes toward the outer cylinder 40a. As shown in FIG. 4, the tip of the pin 58 is inserted into a long hole 59 formed in the outer cylinder 40a. The long hole 59 extends along the axis L <b> 2 of the first nozzle unit 19. Therefore, the outer cylinder 40a can move in the axial direction with respect to the bodies 53 and 56 shown in FIG. Further, the outer cylinder 40a is restricted from rotating relative to the bodies 53 and 56.
[0037]
A former recess 60 is formed on the front end side of the body 56, and a thrust bearing 61 is attached to the inner surface of the former recess 60. The movable former 42 that can be inserted into the former recess 60 is attached to the thrust bearing 61. Therefore, the movable former 42 can rotate relative to the bodies 53 and 56 and the rotation shaft 51. The movable former 42 has a substantially U-shaped cross section. As shown in FIG. 4, the movable former 42 protrudes toward the core 12 at the center portion. The tip of the movable former 42 has a substantially arc shape on both sides. Therefore, the winding 14 can be prevented from being damaged by the movable former 42.
[0038]
The movable former 42 moves to the rotating shaft 29 side as the first nozzle unit 19 moves to the rotating shaft 29 side of the core 12. When the movable former 42 is closest to the rotating shaft 29, the leading edge of the movable former 42 protrudes beyond the distal end of the fixed former 41. That is, the leading edge of the movable former 42 guides the winding wire 14 fed from the nozzle 32 into the slot 13a toward the rotating shaft 29 of the core 12 in the direction of the axis L2. As a result, the winding 14 can be wound around an area in the slot 13a near the rotating shaft 29 (area B1 shown in FIG. 11).
[0039]
The fixed former 41 is accommodated in a fixed former accommodating portion 62 formed in the movable former 42. The movable former 42 is disposed so as to be movable in a groove 41 a formed in the fixed former 41. Four springs 63 are arranged between the fixed former 41 and the movable former 42. Each spring 63 is disposed in parallel with the axis L <b> 2, and both end portions are in contact with the inner surface of the fixed former housing portion 62 and the base end surface of the fixed former 41. Each spring 63 is arrange | positioned on the mutually opposite side via the axis line L2. Each spring 63 biases the fixed former 41 and the movable former 42 in a direction in which they are separated from each other. That is, the movable former 42 is pressed against the thrust bearing 61 side, that is, the body 56 side by each spring 63. The fixed former 41 and the movable former 42 are provided so as not to rotate with respect to each other.
[0040]
A pin 64 as a support shaft that supports the fixed former 41 so as to be movable in the direction of contact with and away from the core 12 is screwed to the central portion of the fixed former 41. The pin 64 protrudes toward the main body 47 of the first nozzle unit 19 and extends in the direction of the axis L2. The pin 64 is inserted through an insertion hole 65 formed in the central portion of the body 56, and is held by the body 56 via a bearing 66 provided on the inner surface of the insertion hole 65. With this bearing 66, the pin 64, the fixed former 41 and the movable former 42 can not only move in the direction of the axis L <b> 2, but also can rotate relative to the bodies 53 and 56.
[0041]
A flange portion 67 as a disk-like plate member is formed on the tip end side of the pin 64, and an engagement groove 67 a as a notch portion is formed in the outer peripheral portion of the flange portion 67. When the pin 64, the fixed former 41, and the movable former 42 are urged by the respective springs 63 and move toward the core 12 in the direction of the axis L2, the engaging groove 67a is integrated with the base end portion 57 of the body 56. A fixedly attached pin 68 is fitted. As a result, the bodies 53 and 56 and the rotating shaft 51 are prevented from rotating relative to the pin 64, the fixed former 41, and the movable former 42. Further, in the rotation direction of the nozzle holder 31, the bodies 53 and 56 and the rotation shaft 51, that is, the nozzle 32 are always held at a constant relative angle with respect to the pin 64, the fixed former 41 and the movable former 42.
[0042]
As shown in FIG. 4, the fixed former 41 extends from the central portion of the movable former 42 to both sides. An umbrella contact portion 41 b that contacts the umbrella portion 13 b of the tooth 13 is formed on the distal end side of the fixed former 41. The umbrella portion abutting portion 41b has a substantially arc shape, and is curved toward the main body portion 47 side of the first nozzle unit 19 as it goes to the center portion. The curvature of the umbrella contact part 41b is set to be the same as the curvature of the leading edge of the umbrella part 13b. Therefore, as shown in FIG. 5, the fixed former 41 is urged by the springs 63 and comes into contact with the core 12, so that it is in close contact with the umbrella portion 13 b. Moreover, the umbrella part contact part 41b is wider than the umbrella part 13b. Therefore, it can prevent that the coil | winding 14 sent out to the said core 12 side from the said nozzle 32 interferes with the umbrella part 13b. Moreover, as shown in FIG. 5, the umbrella part contact part 41b has comprised the substantially circular arc shape in the both sides. Therefore, the winding 14 can be prevented from being damaged by the fixed former 41.
[0043]
As shown in FIG. 4, a first taper portion 41 c and a second taper portion 41 d positioned on the tip side of the first taper portion 41 c are formed on both sides of the fixed former 41. Both the first taper portions 41 c and both the second taper portions 41 d come closer to each other toward the front end side of the fixed former 41. That is, both the first taper portions 41c and both the second taper portions 41d are inclined toward the axis L2. The inclination angle of the second taper portion 41d with respect to the axis L2 is larger than the inclination angle of the first taper portion 41c with respect to the axis L2.
[0044]
The first taper portion 41c guides the winding 14 fed from the nozzle 32 into the slot 13a toward the rotating shaft 29 of the core 12 in the direction of the axis L2. The second taper portion 41d guides the winding 14 guided along the first taper portion 41c to the axis L2 side. That is, the direction in which the winding 14 is guided is changed in two stages by the first taper portion 41c and the second taper portion 41d. The winding 14 guided into the slot 13a by the first taper portion 41c and the second taper portion 41d is on the outer diameter side of the core 12 in the slot 13a by the tension controlled by the drive of the servo motor 36 ( It is guided to the umbrella portion 13b side).
[0045]
Further, in the direction of the axis L2, the tip of the fixed former 41 is located closer to the rotating shaft 29 of the core 12 than both ends of the umbrella portion 13b. Therefore, it can prevent that the coil | winding 14 sent out to the core 12 side from the nozzle 32 interferes with the umbrella part 13b.
[0046]
Accordingly, when the fixed former 41 comes into contact with the workpiece (the armature 15 on which the winding 14 is wound), the fixed former 41 and the pin 64 resist the biasing force of each spring 63 and the main body of the first nozzle unit 19. It moves to the part 47 side, and the engagement between the pin 64 and the pin 68 is released. As a result, the rotation of the rotation shaft 51 is not transmitted to the pin 64, the fixed former 41, and the movable former 42. Therefore, the core 12 can be held by the fixed former 41, and the winding 14 can be wound by the rotation of the nozzle 32 (the swivel unit 40).
[0047]
Next, an armature manufacturing method in the winding device 11 will be described. 5 to 9, the second nozzle unit 20 and the third nozzle unit 21 are omitted for easy visual understanding.
[0048]
"Winding process"
The first nozzle unit 19 is moved from the state shown in FIG. 6 toward the workpiece (the armature 15 where the winding 14 is wound), and the fixed former 41 is brought into contact with the workpiece. Similarly, the fixed formers 41 of the second and third nozzle units 20 and 21 are also brought into contact with the workpiece. Thereby, each fixed former 41 and each pin 64 move to the main body 47 side of the first to third nozzle units 19 to 21 against the biasing force of each spring 63, and the pin 64 and the pin 68 are engaged. Are released respectively. As a result, the core 12 is held by each fixed former 41, and the winding 14 can be wound by the rotation of the nozzle 32 (the swivel unit 40).
[0049]
As shown in FIG. 4, in the state where each tooth 13 of the core 12 faces the first to third nozzle units 19 to 21, the winding 14 drawn from the winding pack 17 shown in FIG. 18 and sent to the core 12. When each nozzle holder 31 rotates a predetermined number of times around the axis L2, each nozzle 32 rotates around the axis L2, and each coil 14 is wound around each tooth 13 to form a coil.
[0050]
When the winding 14 is wound around the outer peripheral side of the core 12 in the slot 13a (the region near the umbrella portion 13b), as shown in FIGS. 7A and 7B, the first to third nozzle units 19 to 21, that is, each nozzle 32 is moved in a direction away from the rotation shaft 29 of the core 12. Along with this, the movable former 42 also moves in a direction away from the rotary shaft 29. At this time, the fixed former 41 is urged by each spring 63 and is held in contact with the core 12.
[0051]
In this state, when the nozzles 32 (the turning portions 40) rotate, the windings 14 led out from the nozzles 32 are guided along the first taper portions 41c of the fixed former 41 toward the rotating shaft 29. Further, the winding 14 guided along the first taper portion 41c is guided to the axis L2 side by the second taper portion 41d and fed into the slot 13a. At this time, the winding 14 is pulled in a direction away from the rotating shaft 29 by the tension controlled by the drive of the servo motor 36, and is guided to the outer diameter side (the umbrella portion 13b side) of the core 12 in the slot 13a. The As a result, the winding 14 can be wound around a region (region C1 shown in FIG. 11) near the umbrella portion 13b in the slot 13a.
[0052]
Further, when the winding 14 is wound around a region near the rotary shaft 29 in the slot 13a, as shown in FIGS. 8A and 8B, the first to third nozzle units 19 to 21 as a whole, The nozzle 32 is moved in a direction approaching the rotation shaft 29. Accordingly, the movable former 42 also moves in the direction approaching the rotation shaft 29, so that the fixed former 41 is pressed by the core 12 and moves in the direction opposite to the movable former 42 to compress each spring 63. . As a result, the leading edge of the movable former 42 protrudes beyond the leading edge of the fixed former 41.
[0053]
At this time, the winding 14 led out from each nozzle 32 is guided to the rotating shaft 29 side of the core 12 along the distal end edge of the movable former 42 with the rotation of the nozzle 32 (the swivel portion 40), and in the slot 13a. Is sent to. As a result, the winding 14 can be wound around an area in the slot 13a near the rotating shaft 29 (area B1 shown in FIG. 11).
[0054]
When the winding of the winding 14 is completed in each tooth 13, as shown in FIG. 9, the first nozzle unit 19 is moved in the direction of separating from the workpiece, and the fixed former 41 is separated from the workpiece. Similarly, the fixed former 41 of the second and third nozzle units 20 and 21 is also separated from the workpiece. Thereby, each fixed former 41 and each pin 64 are urged by each spring 63 and move to the core 12 side, and the pin 64 and the pin 68 are engaged with each other. As a result, the nozzle 32 is held in a fixed positional relationship with respect to the fixed former 41 and the movable former 42.
[0055]
3 is rotated by a predetermined angle by the armature rotating motor 37 shown in FIG. 3, and the entire first nozzle unit 19 is moved toward the collect chuck 24 shown in FIG. 2 along the axis L1.
[0056]
Then, the actuator 39 is driven to move the outer cylinder 40 a, that is, the nozzle 32 to the rotating shaft 29 side of the core 12. As a result, the nozzle 32 protrudes toward the rotating shaft 29 with respect to the fixed former 41 and the movable former 42. As a result, as shown in FIG. 9, the lead-out side end portion of the winding 14 of the nozzle 32 moves between the connection claw 12 a of the commutator 16 and the core 12.
[0057]
In this state, the nozzle 32 is rotated by a predetermined angle about the axis L2, the connection claw 12a is moved in the direction of the axis L1, and the connection claw 12a is rotated by a predetermined angle about the axis L1, thereby causing the winding 14 to rotate. It is wound around the connection claw 12a. Specifically, after the nozzle 32 is rotated to a predetermined position on the near side in FIG. 9, the connection claw 12a is rotated to a predetermined position on the back side in FIG. 9, and the side of the collect chuck 24 shown in FIG. Move to. Next, after rotating the nozzle 32 to a predetermined position on the back side in FIG. 9, the connecting claw 12a is rotated to a predetermined position on the near side and moved to the clamp cutter 28 side shown in FIG. Then, the nozzle 32 is rotated to a predetermined position on the near side in FIG. 9, and the connection claw 12a is rotated to a predetermined position on the back side. As a result, the winding 14 is wound around the connection claw 12a.
[0058]
"Subsequent processes"
The end of the winding 14 wound around the connection claw 12a is held by a clamp cutter 28, and the winding 14 is cut by the clamp cutter 28 between the clamp cutter 28 and the connection claw 12a. The winding 14 may be cut by being pulled by moving the entire first nozzle unit 19 in a direction away from the rotation shaft 29.
[0059]
Thereafter, the windings 14 cut from the nozzles 32 of the first to third nozzle units 19 to 21 are bundled by the clamp cutter 28. Then, when the end of each winding 14 is plasma welded by the welding torch 26 and the electrode 27 and cut from the clamp cutter 28, the armature 15 is completed.
[0060]
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the winding 14 is guided to the rotating shaft 29 side in the slot 13a by the movable former 42, the winding 14 is wound around a region in the slot 13a near the rotating shaft 29 (region B1 shown in FIG. 11). Can be rotated. Further, since the winding 14 is guided to the outer diameter side of the core 12 in the slot 13a by the fixed former 41, the winding 14 is placed in a region (region C1 shown in FIG. 11) near the umbrella portion 13b in the slot 13a. The winding 14 can be wound. Therefore, the space of the armature 15 can be increased. In addition, since the windings 14 wound in the slots 13a are uniform in the radial direction of the core 12, the coil end height can be reduced.
[0061]
Further, the winding 14 is guided into the slot 13 a by both the movable former 42 and the fixed former 41, not by either the movable former 42 or the fixed former 41. Therefore, the armature 15 can be further increased in space.
[0062]
(2) The step of winding the winding 14 around the connection claw 12a is performed when the fixed former 41 and the movable former 42 are separated from the armature 15 and the nozzle 32 protrudes relative to the fixed former 41 and the movable former 42. To be done. Therefore, the winding 14 is prevented from interfering with the fixed former 41 and the movable former 42, thereby preventing troubles in the operation of locking the winding 14 to the connection claw 12a. Therefore, the production efficiency of the armature 15 can be improved.
[0063]
(3) When the pin 68 is fitted in the engagement groove 67a of the pin 64, the nozzle 32 is always held at a fixed relative angle with respect to the fixed former 41 and the movable former 42 in the rotation direction of the nozzle holder 31. Is done. Therefore, when the nozzle 32 is moved in the step of locking the winding 14 to the connection claw 12a, the lead-out side end of the winding 14 of the nozzle 32 can always be set to move in the vicinity of the connection claw 12a. Therefore, the production efficiency of the armature 15 can be further improved.
[0064]
(4) The winding 14 is simultaneously wound around the three teeth 13 formed on the core 12 by the first to third nozzle units 19 to 21. Therefore, the armature 15 can be manufactured in a shorter time than the case where the winding 14 is wound in order for each slot 13a.
[0065]
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the embodiment, either one of the step of guiding the winding 14 to the outer diameter side of the core 12 by the fixed former 41 and the step of guiding the winding 14 to the rotating shaft 29 side by the movable former 42 is omitted. Also good. That is, one of the fixed former 41 and the movable former 42 may be omitted.
[0066]
In the above embodiment, the step of locking the winding 14 to the connection claw 12a of the commutator 16 may be performed manually.
In the embodiment, the step of winding the winding 14 around the connection claw 12a is performed when the nozzle 32 moves to the rotating shaft 29 side of the core 12. However, the step of winding the winding 14 around the connection claw 12a may be performed without moving the nozzle 32 to the rotating shaft 29 side. Specifically, by moving the fixed former 41 and the movable former 42 toward the main body 47 side of the first to third nozzle units 19 to 21, the nozzle 32 is relatively positioned with respect to the fixed former 41 and the movable former 42. When projecting to the rotating shaft 29 side, a step of winding the winding 14 around the connection claw 12a may be performed.
[0067]
In the embodiment, the winding 14 is wound around the three teeth 13 by the first to third nozzle units 19 to 21 at the same time. However, the winding 14 may be wound around the three teeth 13 in order by any one of the first to third nozzle units 19 to 21.
[0068]
In the above-described embodiment, the winding winding device 11 in which three coils are formed is embodied. However, the winding winding device 11 in which a large number (for example, six) coils are formed may be embodied.
[0069]
-Winding winding device 11 in the above-mentioned embodiment may be used for manufacturing a small transformer by winding winding 14, or may be used for winding a fiber or a tape.
[0070]
  Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment will be described below.
  (I)Method for manufacturing armature of rotating electric machineIn the step of guiding the winding to the outer diameter side of the core by the fixed former, the nozzle is moved in a direction away from the rotating shaft.The
[0071]
  (B)Method for manufacturing armature of rotating electric machineIn the step of guiding the winding to the rotating shaft side by the movable former, the movable former moves to the rotating shaft side of the core while the fixed former is in contact with the core. YouThe
[0072]
  (C)Method for manufacturing armature of rotating electric machineThe windings are wound simultaneously around a plurality of teeth formed on the core by a plurality of winding machines.TheTherefore, according to the above (c), the armature can be manufactured in a short time.
[0073]
  (D)Method for manufacturing armature of rotating electric machineIn the step of locking the winding to the connection claw, the nozzle moves to the rotating shaft side.TheTherefore, according to the above (d), the winding can be easily locked to the connection claw.
[0074]
  (E)Winding winding deviceThe nozzle is set so that the winding is wound around only one tooth in one winding process.The
[0075]
(F) An armature of a rotating electrical machine manufactured by a winding and winding device that winds a winding around a core, and is provided so as to be movable and rotatable in a contact / separation direction with respect to the core. A swivel portion that supports a nozzle for winding a winding, a fixed former that is in contact with the core and guides the winding to a slot of the core, and a winding lead-out side end portion of the nozzle is formed on the teeth. An armature for a rotating electrical machine, wherein the armature is manufactured by a winding device including a control unit that arranges the swivel portion so as to swivel radially outside the core from the tip of the umbrella portion.
[0076]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a high space factor of the armature can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a winding winding device in the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a winding winding device.
FIG. 3 is a block diagram showing a winding device.
FIG. 4 is a front view showing first to third nozzle units and an armature.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first nozzle unit and an armature.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the winding device.
FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams for explaining the operation of the winding device. FIG.
FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams for explaining the operation of the winding device.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the operation of the winding device.
FIG. 10 is a schematic view showing a winding device in the prior art.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing problems of the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Winding winding apparatus, 12 ... Core, 12a ... Connection claw, 13 ... Teeth, 13a ... Slot, 13b ... Umbrella part, 14 ... Winding, 15 ... Armature, 16 ... Commutator (commutator), 29 ... Rotating shaft 32 ... Nozzle 33 ... Control part 40 ... Turning part 41 ... Fixed former 42 ... Movable former 64 ... Pin as support shaft 67 ... Flange part as plate member constituting stop means, 67a ... engagement grooves as notches, 68 ... pins constituting stop means.

Claims

A swivel unit provided so as to be movable and turnable in a contact / separation direction with respect to the core of the armature, and supported by a nozzle that winds a winding around the teeth of the core;
A fixed former that abuts against the core and guides the winding to a slot in the core;
A movable former that guides the winding toward the rotating shaft in the slot by moving toward the rotating shaft of the core;
A control unit that arranges the swivel portion so that a lead-out side end portion of the winding of the nozzle swivels radially outside the core from the tip of the umbrella portion of the teeth;
A stopping means for stopping the nozzle at a predetermined position for locking the nozzle to a connection claw of a commutator included in the core with respect to the core;
The stopping means is
A plate member attached to a support shaft that supports the fixed former so as to be movable in the contact / separation direction, and a notch is formed corresponding to the predetermined position;
Rotation that winds a winding around an armature core using a winding winding device that is provided in the swivel portion and is inserted into the notch portion and configured by the plate member and a pin that engages in the rotation direction. An armature manufacturing method for an electric machine,
A winding process in which the winding is wound around the core teeth by the nozzle ;
Separating the fixed former and the movable former from the armature, and locking the windings to a connection claw of a commutator included in the core ,
The rotation shaft in the winding step, before Symbol fixed former by guiding the winding on the outer diameter side of the core in the slot of the core process and before hear kinematic former by the winding in the slot with a more engineering to guide on the side,
The method of manufacturing an armature for a rotating electrical machine , wherein, in the step of locking the winding to the connection claw, the nozzle is stopped at a predetermined position to be locked to the connection claw by the stop means .

A winding winding device for winding a winding around an armature core,
A swivel unit provided so as to be movable and turnable in a contact / separation direction with respect to the core and supported by a nozzle for winding a winding around the teeth of the core;
A fixed former that abuts against the core and guides the winding to a slot in the core;
A control unit that arranges the swivel portion so that a lead-out side end portion of the winding of the nozzle swivels radially outside the core from the tip of the umbrella portion of the teeth;
A stopping means for stopping the nozzle at a predetermined position for locking the nozzle to a connection claw of a commutator included in the core with respect to the core;
The stopping means is
A plate member attached to a support shaft that supports the fixed former so as to be movable in the contact / separation direction, and a notch is formed corresponding to the predetermined position;
A coil winding device comprising: a pin provided in the turning portion and inserted into the notch portion and engaged with the plate member and a rotation direction.

The winding winding apparatus according to claim 2, further comprising a movable former that guides the winding toward the rotating shaft in the slot by moving toward the rotating shaft of the core.

The fixed former or the movable former is provided in a relatively non-rotatable manner, the fixed former is urged toward the rotating shaft side of the core with respect to the movable former, and the movable former is moved toward and away from the rotating portion together with the turning portion. The winding device according to claim 2 or 3, wherein the winding device moves along a direction .