JP4439201B2 - Multipole armature winding method and winding apparatus - Google Patents

Multipole armature winding method and winding apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4439201B2
JP4439201B2 JP2003123762A JP2003123762A JP4439201B2 JP 4439201 B2 JP4439201 B2 JP 4439201B2 JP 2003123762 A JP2003123762 A JP 2003123762A JP 2003123762 A JP2003123762 A JP 2003123762A JP 4439201 B2 JP4439201 B2 JP 4439201B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
wire
bobbin
winding
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003123762A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004328962A (en
Inventor
忠義 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nittoku Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nittoku Engineering Co Ltd filed Critical Nittoku Engineering Co Ltd
Priority to JP2003123762A priority Critical patent/JP4439201B2/en
Publication of JP2004328962A publication Critical patent/JP2004328962A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4439201B2 publication Critical patent/JP4439201B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分割した各ボビンに線材を連続して巻回する多極電機子の巻線方法及び巻線装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の多極電機子としてモータ等に用いられるステータは、分割された各ボビンを回転させて各ボビンに線材を巻回した後、各ボビンを円環状に並べて連結し、ステータを組み立てるようになっている。
【0003】
また、太い線材に代えて複数本の細い線材を巻回することにより、巻線の占積率(密度)を高められることが知られている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−58181号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の多極電機子の巻線方法にあっては、分割された各ボビンを回転させ、ノズルから繰り出される複数本の線材を束にして各ボビンに巻回しようとすると、線材どうしの摩擦によって線材間に空隙部が生じやすく、巻線の占積率を高められないという問題点があった。
【0006】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、巻線の占積率を高められる多極電機子の巻線方法及び巻線装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、ボビンを装着するスピンドル軸と、このスピンドル軸を回転させるスピンドル機構と、複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを移動するノズル移動機構とを用い、ノズルから繰り出される線材を回転する各ボビンに巻回してコイルを形成する多極電機子の巻線方法に適用する。
【0008】
そして、各線材を挿通させる複数のノズル穴が開口したノズルと、ノズルをノズル穴が延びる軸周りに回動させるノズル回動機構とを用い、コイルの断面が略台形になるように線材をボビンに巻回する際に、ノズルをノズル穴が延びる軸周りに回動させてコイルの略台形断面に沿って傾斜させて各ノズル穴から繰り出される複数本の線材を束にしてボビンに巻回することを特徴とするものとした。
【0009】
第2の発明は、ボビンを装着するスピンドル軸と、このスピンドル軸を回転させるスピンドル機構と、複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを移動するノズル移動機構とを備え、ノズルから繰り出される線材を回転する各ボビンに巻回してコイルを形成する多極電機子の巻線装置に適用する。
【0010】
そして、各線材を挿通させる複数のノズル穴が開口したノズルと、ノズルをノズル穴が延びる軸周りに回動させるノズル回動機構とを備え、コイルの断面が略台形になるように線材をボビンに巻回する際に、ノズルをノズル穴が延びる軸周りに回動させてコイルの略台形断面に沿って傾斜させて各ノズル穴から繰り出される複数本の線材を束にしてボビンに巻回する構成としたことを特徴とするものとした。
【0011】
第3の発明は、第2の発明において、ノズルに供給される各線材毎に独立して張力を調節するテンション機構を備えたことを特徴とするものとした。
【0013】
第4の発明は、第2または第3の発明において、スピンドル軸の軸方向に複数のボビンを並んで装着し、隣り合うボビンの間にスペーサを介装し、このスペーサに隣り合うボビン間で延びる渡り線を案内するガイド溝を形成したことを特徴とするものとした。
【0014】
【発明の作用および効果】
第1及び第2の発明によると、スピンドル機構がボビンを回転させることにより、ノズルの各ノズル穴から繰り出される線材が束になって各ボビンに巻回される。
【0015】
このとき、束になって巻回される各線材はノズルから互いに所定の間隔を持って繰り出されるため、線材どうしが摩擦によって絡み合うことなく各ノズル穴から円滑に繰り出され、巻き乱れが生じることを防止できる。
【0016】
線材が各ノズル穴から円滑に繰り出されてその移動軌跡が安定することにより、ボビンに巻回される上層と下層の線材が交差するクロス部が所定位置に形成されて整列させることが可能となり、巻線の占積率を高めてモータの性能向上がはかられる。
【0017】
第3の発明によると、テンション機構がノズルに供給される各線材毎に独立して張力を調節することにより、各線材が均一な張力を持ってボビンに巻回され、線材間に空隙部が生じることを抑えられ、巻線の占積率を高めてモータの性能向上がはかられる。
【0019】
第4の発明によると、複数のボビンをスペーサを介してスピンドル軸の軸方向に並んで装着することにより、線材を各ボビンに連続して巻回することが可能となる。隣り合うボビン間で延びる渡り線がスペーサのガイド溝に沿って形成されることにより、コイル及び渡り線を所定位置に精度良く形成することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0021】
図7において、ステータ1はインナロータ式の3相交流モータを構成する多極電機子であり、U,V,W相の磁極2を5個づつ有し、合計15個の磁極2が内側に向いて円環状に並んでいる。各磁極2は互いに分割されたボビン3と、このボビン3に線材4を巻回して形成されたコイル5とによって構成される。互いに分離した状態で各ボビン3にコイル5を巻回した後、各ボビン3を円環状に並べて連結し、ステータ1を組み立てるようになっている。
【0022】
なお、ステータ1の磁極2の数はこれに限らず、例えば磁極2の数を9個に設定し、巻線装置9によって3個のボビン3に線材4を連続して巻回する構成としても良い。
【0023】
図5に示すように、ボビン3は線材4が巻回される巻芯部37と、この巻芯部37を挟むようにして拡がる大小つば部38,39を有する。ボビン3に巻回される線材4の巻き数は、小つば部39から大つば部38へと次第に多くなり、ボビン3に巻回されるコイル5の断面は略台形になる。これにより、図7に示すように、各ボビン3がステータ1に組み付けられた状態で、隣り合うボビン3に巻回されたコイル5どうしがつくるスロットの間隙を小さくして、線材4の占積率(密度)を高めるようになっている。
【0024】
図1において、巻線装置9は5個のボビン3に線材4を自動的に巻回するものである。以下、巻線装置9の構成について説明する。ここで、互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定し、Y軸が略水平前後方向、X軸が略水平横方向、Z軸が略垂直方向に延びるものとして説明する。
【0025】
巻線装置9は、ボビン3を装着するスピンドル軸31と、架台8に対してこのスピンドル軸31をボビン3の中心軸回りに回動させるスピンドル機構30と、複数本の線材4を繰り出すノズル10と、このノズル10を三次元方向に移動するノズル移動機構25とを備え、ノズル10から繰り出される線材4を回転する各ボビン3に巻回してコイル5を形成するようになっている。
【0026】
スピンドル機構30は、架台8に対してZ軸回りに回転可能に支持されるスピンドル軸31と、このスピンドル軸31を回転駆動するサーボモータ32とを備える。
【0027】
スピンドル軸31には5個のボビン3が軸方向に並んで装着される。スピンドル軸31は各ボビン3を貫通し、各ボビン3をZ軸上に支持する。各ボビン3の間にスペーサ35が介装され、各ボビン3の位置決めが行われる。
【0028】
サーボモータ32によって回転駆動されるテーブル33の上には最下段のスペーサ35が置かれ、その上にボビン3とスペーサ35が交互に積み重ねられ、最上段のボビン3の上にスペーサ35が置かれる。各ボビン3はその小つば部39が大つば部38の上方に来るように積み重ねて装着される。
【0029】
スペーサ35はスピンドル軸31を挿入させる穴を有した筒状に形成し、スピンドル軸31に嵌合するように装着される。これに限らず、スペーサ35を半割状に形成し、スピンドル軸31を挟むように装着しても良い。
【0030】
スピンドル軸31の上端部には線材4を絡げる絡げ棒36が設けられる。本実施の形態では、この絡げ棒36から延びる線材4がまず最上段のボビン3に巻回され、その後順に下段のボビン3へと巻回される。
【0031】
上下に並ぶ各ボビン3に対して線材4の巻回方向が交互に逆転するように構成される。つまり、上方から見て線材4は、最上段のボビン3に対して反時計回り方向(CCW)に巻回され、上から2段のボビン3に対して時計回り方向(CW)に巻回され、上から3段のボビン3に対して反時計回り方向(CCW)に巻回され、上から4段のボビン3に対して時計回り方向(CW)に巻回され、最下段のボビン3に対して反時計回り方向(CCW)に巻回される。
【0032】
図2に示すように、スペーサ35には上段のボビン3から下段のボビン3へと延びて渡り線6となる線材4を案内するガイド溝45が設けられる。このガイド溝45はボビン3の大つば部38より外側に突出するガイド壁46と、このガイド壁46に対峙するガイド壁47によって形成される。ガイド壁46は軸方向に対して傾斜した傾斜部48が形成され、これに案内される線材4が曲折することを抑えるようになっている。
【0033】
上下に並ぶ各ボビン3に対して線材4の巻回方向が交互に逆転することに対応して、上下に並ぶ各スペーサ35に対してこのガイド壁46及び傾斜部48が形成される側が交互に異なるように構成され、これに案内される線材4が曲折することを抑えるようになっている。
【0034】
ノズル移動機構25は、架台8に対してサーボモータ16によりY軸方向に移動する前後移動台17と、この前後移動台17に対してサーボモータ18によりX軸方向に移動する横移動台19と、この横移動台19に対してサーボモータ20によりZ軸方向に移動する昇降台21とを備え、この昇降台21によってノズル10が支持される。各サーボモータ16,18,20はボールネジを回転駆動し、このボールネジに螺合する従動子をボールネジの軸方向に平行移動させるようになっている。
【0035】
ノズル10には線材供給機構40から複数本の線材4が供給される。スピンドル軸31に装着されたボビン3が回転することにより、ノズル10から繰り出される複数本の線材4が束となってボビン3に巻回される。このように、太い線材に代えて複数本の細い線材4を巻回することにより、線材4の占積率を高めてモータの性能向上がはかられる。
【0036】
なお、図示したノズル10から繰り出される線材4の本数は、便宜上実際よりも少なくしてあるが、実際には例えば数10本を超える本数となる。
【0037】
図3、図4に示すように、ノズル10は円柱形に形成され、各線材4が挿通する複数のノズル穴11がその軸方向に貫通して形成される。各ノズル穴11は所定の間隔をもって開口している。
【0038】
ノズル10は支持スリーブ22を介して昇降台21に支持される。各線材4は中空の支持スリーブ22内を通してノズル10の各ノズル穴11へと送られる。
【0039】
ノズル10をノズル穴11が延びるY軸周りに回動させるノズル回動機構60を備える。このノズル回動機構60はノズル10を支持スリーブ22に対して回転可能に支持するベアリング12と、ノズル10を回転駆動するサーボモータ13とを備える。サーボモータ13の回転軸にはギア14が連結され、ノズル10の外周部にはこのギア14に噛み合うギヤ15が固定される。
【0040】
ノズル10は支持スリーブ22に対してベアリング12を介して回転可能に支持され、サーボモータ13によって回転駆動される。サーボモータ13の回転軸にはギア14が連結され、ノズル10の外周部にはこのギア14に噛み合うギヤ15が固定される。
【0041】
巻線装置9は各サーボモータ13,16,18,20の作動を制御するコントローラ80を備える。
【0042】
線材供給機構40はノズル10に供給される各線材4毎に独立して張力を調節するテンション機構41を備える。架台48には線材4の本数と同数のテンション機構41が並んで設けられる。
【0043】
このテンション機構41においては、線材源42からの線材4は、テンション付加用のプーリ43に巻回された後、テンションバー44先端のガイドプーリ45に案内され、ガイドローラ46を介してノズル10へと送られる。
【0044】
また、テンションバー44は支点を中心に回動可能となっており、線材4の張力の変動はこのテンションバー44の回動により吸収される。
【0045】
テンションバー44の回動角度は図示しないポテンショメータによりフィードバックされ、図示しないコントローラ及びアクチュエータを介してテンションバー44に与えるトルクを制御し、テンションバー44の角度が目標位置に戻るように調整する。これにより、線材4にかかる慣性負荷が少なく、線材4の張力が過渡的に変化することをスムーズに吸収することができる。
【0046】
なお、このテンション機構41の構造については、特開2000−128433号公報に開示されている。
【0047】
また、テンション機構41はこれに限らず、特開平6−255884号公報に開示されているように、プーリ43の回転を電磁ブレーキにより制動し、この制動力により線材4には所定の張力が付与される構造としても良い。
【0048】
巻線装置1は以上のように構成され、ボビン3に線材4が次の手順で巻回される。ステータ7は次の手順で形成される。
・スピンドル軸31に5個のボビン3を各スペーサ35を介して装着する。
・ノズル10から繰り出される線材4を図示しないクランプに保持させる。
・ノズル10から繰り出される線材4を絡げ棒36に絡げる。
・ノズル10を最上段のボビン3の近傍の所定位置に移動し、保持する。
・線材4をクランプと絡げ棒36の間で図示しないカッタにより切断する。
・スピンドル軸31に装着されたボビン3を回転し、このボビン3にノズル10から繰り出される複数本の線材4が束となって巻回されるのに連動してノズル10をZ軸方向に移動するとともに、ノズル10をY軸周りに回動させる。これにより、線材4はコイル5の断面が略台形になるように巻回される。
・こうして一つのボビン3に対する線材4の巻回が終了したら、ノズル10をガイド溝45に沿って移動し、下段のボビン3に線材4を巻回する。
・こうして全てのボビン3に対する線材4の巻回が終了したら、線材4を図示しないクランプに保持させる。
・線材4を最下段のボビン3とクランプの間で図示しないカッタにより切断する。
・スピンドル軸31から5個のボビン3及び各スペーサ35を抜き取る。
【0049】
このようにして線材4が連続して巻回された5個のボビン3を形成した後、各ボビン3を円環状に並べて連結し、ステータ1を組み立てる。
【0050】
以上のように構成されて、スピンドル機構30がボビン3を回転させることにより、ノズル10の各ノズル穴11から繰り出される線材4が束になって各ボビン3に巻回される。
【0051】
このとき、複数本の線材4はノズル10から互いに所定の間隔を持って繰り出されるため、線材4どうしが摩擦によって絡み合うことなく各ノズル穴11から円滑に繰り出され、巻き乱れが生じることを防止できる。
【0052】
そして、各テンション機構41がノズル10に供給される各線材4毎に独立して張力を調節することにより、各線材4が均一な張力を持ってボビン3に巻回され、線材4間に空隙部が生じることを抑えられ、巻線の占積率を高めてモータの性能向上がはかられる。
【0053】
これについて詳述すると、図5に示すように、ノズル移動機構25がノズル10の移動方向をZ軸方向について反転させるのに伴って、ボビン3に巻回される上層の線材4が下層の線材4に乗り上げる部位にクロス部が生じ、このクロス部の近傍にも線材4が巻回されない空隙部ができる。
【0054】
各ノズル穴11から繰り出される各線材4が一定の張力を持ってボビン3に巻回されることにより、各線材4がボビン3に対して所定位置に巻回され、図5に示すように、クロス部が所定位置でZ軸方向に並んで形成される。こうしてクロス部が所定位置に集中して形成されると、各クロス部の線材4どうしがそれぞれの空隙部を埋め合うように分布し、巻線の占積率を高められる。
【0055】
これに対して、従来装置の場合、ノズル10から繰り出される各線材4間に働く摩擦力によって各線材4の張力が一定にならないため、図6に示すように、クロス部をZ軸方向に整列させることができず、各クロス部が広い範囲に散在し、各クロス部の近傍に形成される空隙部によって巻線の占積率が低下する。
【0056】
さらに、コイル5の断面が略台形になるように線材4をボビン3に巻回する際、ノズル10をノズル穴11が延びるY軸周りに回動させてコイル5の台形断面に沿って傾斜させることにより、各ノズル穴11から線材4が円滑に繰り出され、巻き乱れが生じることを防止できる。
【0057】
すなわち、コイル5に対する線材4の繰り出し量は台形断面の上部に巻回されるものより台形断面の下部に巻回されるものの方が長くなるが、各ノズル穴11から繰り出される線材4の張力が独立して調整され、かつノズル10をコイル5の台形断面に沿って傾斜させることにより、各線材4が互いに交差することなく整列して巻回され、巻線の占積率を高められる。
【0058】
複数のボビン3をスペーサ35を介してスピンドル軸31の軸方向に並んで装着することにより、線材4を各ボビン3に連続して巻回する。隣り合うボビン3間で延びる渡り線6がスペーサ35に形成されたガイド溝45に沿って形成されることにより、コイル5及び渡り線6を所定位置に精度良く形成することができる。
【0059】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す巻線装置の斜視図。
【図2】同じくスピンドル機構の正面図。
【図3】同じくノズルの斜視図。
【図4】同じくノズルの断面図。
【図5】同じくコイルの概略断面図。
【図6】比較例を示すコイルの概略断面図。
【図7】同じく本発明の実施の形態を示すステータの概略断面図。
【符号の説明】
1 ステータ
3 ボビン
4 線材
5 コイル
6 渡り線
9 巻線装置
10 ノズル
11 ノズル穴
25 ノズル移動機構
30 スピンドル機構
31 スピンドル軸
35 スペーサ
41 テンション機構
45 ガイド溝
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a winding method and a winding apparatus for a multipole armature in which a wire rod is continuously wound around each divided bobbin.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a stator used for a motor or the like as this type of multi-pole armature rotates a divided bobbin to wind a wire around each bobbin, and then connects the bobbins in an annular shape to assemble a stator. It is like that.
[0003]
Further, it is known that the space factor (density) of the winding can be increased by winding a plurality of thin wires instead of the thick wires.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-58181
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional multi-pole armature winding method, when each divided bobbin is rotated and a plurality of wires fed from the nozzle are bundled to be wound around each bobbin, There is a problem that voids are easily generated between the wires due to friction between the wires, and the space factor of the windings cannot be increased.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a winding method and a winding device for a multipole armature that can increase the space factor of the winding.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first invention uses a spindle shaft for mounting a bobbin, a spindle mechanism for rotating the spindle shaft, a nozzle for feeding out a plurality of wire rods, and a nozzle moving mechanism for moving the nozzle, and a wire rod fed out from the nozzle. Is applied to a winding method of a multi-pole armature in which a coil is formed by winding each of the bobbins rotating.
[0008]
Then, using a nozzle having a plurality of nozzle holes through which each wire is inserted, and a nozzle rotating mechanism that rotates the nozzle around an axis in which the nozzle hole extends , the wire is bobbed so that the cross section of the coil is substantially trapezoidal. When winding on a bobbin, a plurality of wire rods fed out from each nozzle hole are bundled by rotating the nozzle around the axis in which the nozzle hole extends and inclining along the substantially trapezoidal cross section of the coil. It was characterized by that.
[0009]
A second invention includes a spindle shaft for mounting a bobbin, a spindle mechanism for rotating the spindle shaft, a nozzle for feeding out a plurality of wire rods, and a nozzle moving mechanism for moving the nozzle, and the wire rod fed out from the nozzle Is applied to a winding device for a multi-pole armature in which a coil is formed by winding it on each rotating bobbin.
[0010]
The nozzle includes a nozzle having a plurality of nozzle holes through which each wire is inserted, and a nozzle rotation mechanism that rotates the nozzle around an axis in which the nozzle hole extends, and the wire is bobbed so that the cross section of the coil is substantially trapezoidal. When winding on a bobbin, a plurality of wire rods fed out from each nozzle hole are bundled by rotating the nozzle around the axis in which the nozzle hole extends and inclining along the substantially trapezoidal cross section of the coil. It was characterized by having a configuration.
[0011]
A third invention is characterized in that, in the second invention, a tension mechanism is provided for adjusting the tension independently for each wire supplied to the nozzle.
[0013]
According to a fourth invention, in the second or third invention, a plurality of bobbins are mounted side by side in the axial direction of the spindle shaft, a spacer is interposed between adjacent bobbins, and between the bobbins adjacent to the spacer. A guide groove for guiding the extending connecting wire is formed.
[0014]
Operation and effect of the invention
According to the first and second aspects of the invention, the spindle mechanism rotates the bobbin, so that the wire fed from each nozzle hole of the nozzle is bundled and wound around each bobbin.
[0015]
At this time, since each wire rod wound in a bundle is fed out from the nozzle at a predetermined interval, the wire rods are smoothly fed out from each nozzle hole without being entangled by friction, and turbulence occurs. Can be prevented.
[0016]
By smoothly feeding the wire from each nozzle hole and stabilizing its movement trajectory, it is possible to form and align a cross portion where the upper layer and the lower layer wire wound around the bobbin intersect, The performance of the motor can be improved by increasing the space factor of the windings.
[0017]
According to the third invention, the tension mechanism adjusts the tension independently for each wire supplied to the nozzle, so that each wire is wound around the bobbin with a uniform tension, and there is a gap between the wires. Occurrence is suppressed, and the space factor of the winding is increased to improve the performance of the motor.
[0019]
According to the fourth invention, it is possible to continuously wind the wire around each bobbin by mounting the plurality of bobbins side by side in the axial direction of the spindle shaft via the spacer. By forming the connecting wire extending between the adjacent bobbins along the guide groove of the spacer, the coil and the connecting wire can be accurately formed at predetermined positions.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0021]
In FIG. 7, a stator 1 is a multi-pole armature constituting an inner rotor type three-phase AC motor, and has five U, V, and W phase magnetic poles 2 in total, and a total of 15 magnetic poles 2 face inward. Lined up in an annular shape. Each magnetic pole 2 includes a bobbin 3 divided from each other and a coil 5 formed by winding a wire 4 around the bobbin 3. After the coils 5 are wound around the bobbins 3 in a state of being separated from each other, the bobbins 3 are arranged in an annular shape and connected to assemble the stator 1.
[0022]
The number of the magnetic poles 2 of the stator 1 is not limited to this. For example, the number of the magnetic poles 2 may be set to nine, and the wire rod 4 may be continuously wound around the three bobbins 3 by the winding device 9. good.
[0023]
As shown in FIG. 5, the bobbin 3 has a core portion 37 around which the wire 4 is wound, and large and small collar portions 38 and 39 that expand so as to sandwich the core portion 37. The number of windings of the wire 4 wound around the bobbin 3 gradually increases from the small brim portion 39 to the large brim portion 38, and the cross section of the coil 5 wound around the bobbin 3 is substantially trapezoidal. Thus, as shown in FIG. 7, in the state where each bobbin 3 is assembled to the stator 1, the space between the slots formed by the coils 5 wound around the adjacent bobbins 3 is reduced, and the space of the wire 4 is increased. The rate (density) is increased.
[0024]
In FIG. 1, the winding device 9 automatically winds the wire 4 around five bobbins 3. Hereinafter, the configuration of the winding device 9 will be described. Here, it is assumed that three axes X, Y, and Z that are orthogonal to each other are set, the Y axis extends in a substantially horizontal front-rear direction, the X axis extends in a substantially horizontal lateral direction, and the Z axis extends in a substantially vertical direction.
[0025]
The winding device 9 includes a spindle shaft 31 on which the bobbin 3 is mounted, a spindle mechanism 30 that rotates the spindle shaft 31 around the center axis of the bobbin 3 with respect to the gantry 8, and a nozzle 10 that feeds a plurality of wires 4. And a nozzle moving mechanism 25 for moving the nozzle 10 in a three-dimensional direction, and the coil 5 is formed by winding the wire 4 fed from the nozzle 10 around each rotating bobbin 3.
[0026]
The spindle mechanism 30 includes a spindle shaft 31 that is rotatably supported around the Z axis with respect to the gantry 8 and a servo motor 32 that rotationally drives the spindle shaft 31.
[0027]
Five bobbins 3 are mounted on the spindle shaft 31 side by side in the axial direction. The spindle shaft 31 passes through each bobbin 3 and supports each bobbin 3 on the Z-axis. Spacers 35 are interposed between the bobbins 3 to position the bobbins 3.
[0028]
The lowermost spacer 35 is placed on a table 33 that is rotationally driven by the servo motor 32, and the bobbins 3 and the spacers 35 are alternately stacked thereon, and the spacer 35 is placed on the uppermost bobbin 3. . Each bobbin 3 is mounted in a stacked manner such that the small brim portion 39 comes above the large brim portion 38.
[0029]
The spacer 35 is formed in a cylindrical shape having a hole into which the spindle shaft 31 is inserted, and is mounted so as to be fitted to the spindle shaft 31. However, the present invention is not limited to this, and the spacer 35 may be formed in a half shape so as to sandwich the spindle shaft 31.
[0030]
A binding rod 36 for binding the wire 4 is provided on the upper end portion of the spindle shaft 31. In the present embodiment, the wire 4 extending from the binding rod 36 is first wound around the uppermost bobbin 3 and then wound around the lower bobbin 3 in order.
[0031]
It is comprised so that the winding direction of the wire 4 may reverse alternately with respect to the bobbins 3 arranged up and down. That is, as viewed from above, the wire 4 is wound around the uppermost bobbin 3 in the counterclockwise direction (CCW), and is wound around the second stage bobbin 3 in the clockwise direction (CW). Winding in the counterclockwise direction (CCW) around the three-stage bobbin 3 from above, winding in the clockwise direction (CW) around the four-stage bobbin 3 from above, On the other hand, it is wound in the counterclockwise direction (CCW).
[0032]
As shown in FIG. 2, the spacer 35 is provided with a guide groove 45 that guides the wire 4 that extends from the upper bobbin 3 to the lower bobbin 3 and becomes the crossover 6. The guide groove 45 is formed by a guide wall 46 that protrudes outward from the large collar portion 38 of the bobbin 3 and a guide wall 47 that faces the guide wall 46. The guide wall 46 is formed with an inclined portion 48 inclined with respect to the axial direction, and the wire 4 guided thereby is prevented from being bent.
[0033]
Corresponding to the winding direction of the wire 4 being alternately reversed with respect to the bobbins 3 arranged vertically, the side on which the guide wall 46 and the inclined portion 48 are formed is alternately arranged with respect to the spacers 35 arranged vertically. It is comprised so that it may differ, and it suppresses that the wire 4 guided by this will bend.
[0034]
The nozzle moving mechanism 25 includes a front / rear moving table 17 that moves in the Y-axis direction with respect to the gantry 8 by a servo motor 16, and a lateral moving table 19 that moves in the X-axis direction with respect to the front / rear moving table 17 by a servo motor 18 The horizontal moving table 19 is provided with an elevator 21 that is moved in the Z-axis direction by a servo motor 20, and the nozzle 10 is supported by the elevator 21. Each of the servo motors 16, 18, and 20 rotates a ball screw and translates a follower screwed into the ball screw in the axial direction of the ball screw.
[0035]
The nozzle 10 is supplied with a plurality of wires 4 from a wire supply mechanism 40. When the bobbin 3 mounted on the spindle shaft 31 rotates, a plurality of wire rods 4 fed out from the nozzle 10 are wound around the bobbin 3 as a bundle. Thus, by winding a plurality of thin wire rods 4 instead of the thick wire rods, the space factor of the wire rods 4 is increased and the performance of the motor can be improved.
[0036]
In addition, although the number of the wire rods 4 drawn out from the illustrated nozzle 10 is less than the actual number for the sake of convenience, the number actually exceeds, for example, several tens.
[0037]
As shown in FIGS. 3 and 4, the nozzle 10 is formed in a cylindrical shape, and a plurality of nozzle holes 11 through which each wire 4 is inserted are formed so as to penetrate in the axial direction. Each nozzle hole 11 is opened at a predetermined interval.
[0038]
The nozzle 10 is supported on the lifting platform 21 via a support sleeve 22. Each wire 4 passes through the hollow support sleeve 22 and is sent to each nozzle hole 11 of the nozzle 10.
[0039]
A nozzle rotation mechanism 60 that rotates the nozzle 10 around the Y axis in which the nozzle hole 11 extends is provided. The nozzle rotation mechanism 60 includes a bearing 12 that rotatably supports the nozzle 10 with respect to the support sleeve 22, and a servo motor 13 that rotationally drives the nozzle 10. A gear 14 is connected to the rotation shaft of the servo motor 13, and a gear 15 that meshes with the gear 14 is fixed to the outer periphery of the nozzle 10.
[0040]
The nozzle 10 is rotatably supported by a support sleeve 22 via a bearing 12 and is driven to rotate by a servo motor 13. A gear 14 is connected to the rotation shaft of the servo motor 13, and a gear 15 that meshes with the gear 14 is fixed to the outer periphery of the nozzle 10.
[0041]
The winding device 9 includes a controller 80 that controls the operation of each servomotor 13, 16, 18, 20.
[0042]
The wire rod supply mechanism 40 includes a tension mechanism 41 that adjusts the tension independently for each wire rod 4 supplied to the nozzle 10. The same number of tension mechanisms 41 as the number of wires 4 are provided side by side on the gantry 48.
[0043]
In the tension mechanism 41, the wire 4 from the wire source 42 is wound around a tension applying pulley 43, guided to a guide pulley 45 at the tip of a tension bar 44, and then to the nozzle 10 via a guide roller 46. Sent.
[0044]
Further, the tension bar 44 can be rotated around a fulcrum, and fluctuations in the tension of the wire 4 are absorbed by the rotation of the tension bar 44.
[0045]
The rotation angle of the tension bar 44 is fed back by a potentiometer (not shown), the torque applied to the tension bar 44 is controlled via a controller and actuator (not shown), and the angle of the tension bar 44 is adjusted to return to the target position. Thereby, there is little inertial load concerning the wire 4 and it can absorb smoothly that the tension | tensile_strength of the wire 4 changes transiently.
[0046]
The structure of the tension mechanism 41 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-128433.
[0047]
The tension mechanism 41 is not limited to this, and as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-255484, the rotation of the pulley 43 is braked by an electromagnetic brake, and a predetermined tension is applied to the wire 4 by this braking force. It is good also as a structure.
[0048]
The winding device 1 is configured as described above, and the wire 4 is wound around the bobbin 3 by the following procedure. The stator 7 is formed by the following procedure.
The five bobbins 3 are mounted on the spindle shaft 31 via the spacers 35.
-The wire 4 fed out from the nozzle 10 is held by a clamp (not shown).
-The wire 4 fed out from the nozzle 10 is entangled with the tie rod 36.
Move the nozzle 10 to a predetermined position near the uppermost bobbin 3 and hold it.
Cut the wire 4 between the clamp and the binding rod 36 with a cutter (not shown).
-The bobbin 3 mounted on the spindle shaft 31 is rotated, and the nozzle 10 is moved in the Z-axis direction in conjunction with a plurality of wires 4 fed from the nozzle 10 being wound around the bobbin 3 as a bundle. At the same time, the nozzle 10 is rotated around the Y axis. Thereby, the wire 4 is wound so that the cross section of the coil 5 becomes a substantially trapezoid.
When the winding of the wire rod 4 on one bobbin 3 is thus completed, the nozzle 10 is moved along the guide groove 45 and the wire rod 4 is wound around the lower bobbin 3.
When the winding of the wire 4 around all the bobbins 3 is thus completed, the wire 4 is held by a clamp (not shown).
Cut the wire 4 between the bottom bobbin 3 and the clamp with a cutter (not shown).
Extract five bobbins 3 and spacers 35 from the spindle shaft 31.
[0049]
Thus, after forming the five bobbins 3 around which the wire 4 is continuously wound, the bobbins 3 are arranged in an annular shape and connected to assemble the stator 1.
[0050]
As configured above, the spindle mechanism 30 rotates the bobbin 3, whereby the wire 4 fed out from each nozzle hole 11 of the nozzle 10 is bundled and wound around each bobbin 3.
[0051]
At this time, since the plurality of wire rods 4 are fed out from the nozzles 10 at a predetermined interval, it is possible to prevent the wire rods 4 from being smoothly drawn out from the nozzle holes 11 without being entangled with each other by friction, thereby preventing turbulence. .
[0052]
Then, each tension mechanism 41 independently adjusts the tension for each wire 4 supplied to the nozzle 10, so that each wire 4 is wound around the bobbin 3 with uniform tension, and a gap is formed between the wires 4. It is possible to suppress the generation of the portion, increase the space factor of the windings, and improve the performance of the motor.
[0053]
More specifically, as shown in FIG. 5, as the nozzle moving mechanism 25 reverses the moving direction of the nozzle 10 with respect to the Z-axis direction, the upper wire 4 wound around the bobbin 3 becomes the lower wire. A cross part is generated at a portion that rides on 4, and a gap part in which the wire 4 is not wound is formed in the vicinity of the cross part.
[0054]
Each wire 4 fed out from each nozzle hole 11 is wound around the bobbin 3 with a constant tension, so that each wire 4 is wound around the bobbin 3 at a predetermined position, as shown in FIG. The cross part is formed side by side in the Z-axis direction at a predetermined position. When the cross portions are formed in a concentrated manner in this way, the wires 4 of each cross portion are distributed so as to fill the respective gap portions, and the space factor of the winding can be increased.
[0055]
On the other hand, in the case of the conventional apparatus, the tension of each wire 4 is not constant due to the frictional force acting between each wire 4 fed from the nozzle 10, so that the cross portion is aligned in the Z-axis direction as shown in FIG. Each cross part is scattered in a wide range, and the space factor formed in the vicinity of each cross part decreases the space factor of the winding.
[0056]
Furthermore, when the wire 4 is wound around the bobbin 3 so that the cross section of the coil 5 is substantially trapezoidal, the nozzle 10 is rotated around the Y axis where the nozzle hole 11 extends to be inclined along the trapezoidal cross section of the coil 5. Thereby, the wire 4 can be smoothly drawn out from each nozzle hole 11, and it can prevent that winding disorder arises.
[0057]
That is, the feeding amount of the wire 4 with respect to the coil 5 is longer when wound around the lower part of the trapezoidal section than when wound around the upper part of the trapezoidal section, but the tension of the wire 4 fed out from each nozzle hole 11 is greater. By independently adjusting and inclining the nozzle 10 along the trapezoidal cross section of the coil 5, the wires 4 are wound in an aligned manner without crossing each other, and the space factor of the winding is increased.
[0058]
By mounting a plurality of bobbins 3 side by side in the axial direction of the spindle shaft 31 via the spacers 35, the wire 4 is continuously wound around each bobbin 3. By forming the connecting wire 6 extending between the adjacent bobbins 3 along the guide groove 45 formed in the spacer 35, the coil 5 and the connecting wire 6 can be accurately formed at predetermined positions.
[0059]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a winding device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the spindle mechanism.
FIG. 3 is a perspective view of the nozzle.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the nozzle.
FIG. 5 is a schematic sectional view of the coil.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a coil showing a comparative example.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a stator that similarly shows an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 3 Bobbin 4 Wire 5 Coil 6 Crossover wire 9 Winding apparatus 10 Nozzle 11 Nozzle hole 25 Nozzle moving mechanism 30 Spindle mechanism 31 Spindle shaft 35 Spacer 41 Tension mechanism 45 Guide groove

Claims (4)

ボビンを装着するスピンドル軸と、このスピンドル軸を回転させるスピンドル機構と、複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを移動するノズル移動機構とを用い、ノズルから繰り出される線材を回転する各ボビンに巻回してコイルを形成する多極電機子の巻線方法において、
各線材を挿通させる複数のノズル穴が開口したノズルと、前記ノズルを前記ノズル穴が延びる軸周りに回動させるノズル回動機構とを用い、コイルの断面が略台形になるように線材をボビンに巻回する際に、前記ノズルを前記ノズル穴が延びる軸周りに回動させてコイルの略台形断面に沿って傾斜させて各ノズル穴から繰り出される複数本の線材を束にしてボビンに巻回することを特徴とする多極電機子の巻線方法。
A spindle shaft for mounting a bobbin, a spindle mechanism for rotating the spindle shaft, a nozzle for feeding out a plurality of wire rods, and a nozzle moving mechanism for moving the nozzle are used for each bobbin that rotates the wire rod fed out of the nozzle. In a winding method of a multipole armature that is wound to form a coil,
Using a nozzle having a plurality of nozzle holes through which each wire is inserted, and a nozzle rotating mechanism that rotates the nozzle about an axis extending from the nozzle hole , the wire is bobbed so that the coil has a substantially trapezoidal cross section. When winding on a bobbin, a plurality of wire rods fed out from each nozzle hole are bundled by rotating the nozzle around an axis extending from the nozzle hole and inclining along the substantially trapezoidal cross section of the coil . A winding method for a multi-pole armature, characterized in that it is turned.
ボビンを装着するスピンドル軸と、このスピンドル軸を回転させるスピンドル機構と、複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを移動するノズル移動機構とを備え、ノズルから繰り出される線材を回転する各ボビンに巻回してコイルを形成する多極電機子の巻線装置において、
各線材を挿通させる複数のノズル穴が開口したノズルと、前記ノズルを前記ノズル穴が延びる軸周りに回動させるノズル回動機構とを備え、コイルの断面が略台形になるように線材をボビンに巻回する際に、前記ノズルを前記ノズル穴が延びる軸周りに回動させてコイルの略台形断面に沿って傾斜させて各ノズル穴から繰り出される複数本の線材を束にしてボビンに巻回する構成としたことを特徴とする多極電機子の巻線装置。
A spindle shaft for mounting a bobbin, a spindle mechanism for rotating the spindle shaft, a nozzle for feeding out a plurality of wire rods, and a nozzle moving mechanism for moving the nozzle, each bobbin rotating the wire rod fed out from the nozzle In a winding device of a multipole armature that is wound to form a coil,
The nozzle includes a nozzle having a plurality of nozzle holes through which each wire is inserted, and a nozzle rotation mechanism that rotates the nozzle around an axis in which the nozzle hole extends, and the wire is bobbed so that the coil has a substantially trapezoidal cross section. When winding on a bobbin, a plurality of wire rods fed out from each nozzle hole are bundled by rotating the nozzle around an axis extending from the nozzle hole and inclining along the substantially trapezoidal cross section of the coil . A winding device for a multi-pole armature, characterized by being configured to rotate.
前記ノズルに供給される各線材毎に独立して張力を調節するテンション機構を備えたことを特徴とする請求項2に記載の多極電機子の巻線装置。The winding device for a multi-pole armature according to claim 2, further comprising a tension mechanism that adjusts the tension independently for each wire supplied to the nozzle. 前記スピンドル軸の軸方向に複数の前記ボビンを並んで装着し、隣り合うボビンの間にスペーサを介装し、このスペーサに隣り合うボビン間で延びる渡り線を案内するガイド溝を形成したことを特徴とする請求項2または3に記載の多極電機子の巻線装置。 A plurality of the bobbins are mounted side by side in the axial direction of the spindle shaft, a spacer is interposed between adjacent bobbins, and a guide groove is formed that guides a connecting wire extending between adjacent bobbins. The winding apparatus for a multipole armature according to claim 2 or 3, characterized by the above-mentioned .
JP2003123762A 2003-04-28 2003-04-28 Multipole armature winding method and winding apparatus Expired - Fee Related JP4439201B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003123762A JP4439201B2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Multipole armature winding method and winding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003123762A JP4439201B2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Multipole armature winding method and winding apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004328962A JP2004328962A (en) 2004-11-18
JP4439201B2 true JP4439201B2 (en) 2010-03-24

Family

ID=33501558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003123762A Expired - Fee Related JP4439201B2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Multipole armature winding method and winding apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4439201B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4325617B2 (en) 2005-12-26 2009-09-02 トヨタ自動車株式会社 Winding device
JP2007312560A (en) * 2006-05-22 2007-11-29 Toyota Motor Corp Insulator and rotary electric machine
CN107769493A (en) * 2017-11-13 2018-03-06 哈尔滨理工大学 A kind of multi-thread automatic winding device of stator coil
CN109166723B (en) * 2018-09-04 2023-10-03 柳州源创电喷技术有限公司 High-precision automatic winding device and method for oil sprayer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004328962A (en) 2004-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7243873B2 (en) Winding method of multi polar armature and winding apparatus of same
JP5196895B2 (en) Winding method and winding device
JP5075429B2 (en) Multi-pole armature winding apparatus and winding method
JP4790748B2 (en) Stator and stator manufacturing apparatus
WO2010074027A1 (en) Armature for electric motor and method of producing an armature
JP4439201B2 (en) Multipole armature winding method and winding apparatus
JP2007165757A (en) Dual winding coil, or winding equipment thereof, and winding method
JP7008836B2 (en) Winding nozzle and winding machine
JP5943995B2 (en) Rotating machine armature
JP2014143311A (en) Winding machine
JP4509993B2 (en) Multipole armature winding method and winding apparatus
JP3266538B2 (en) Winding device
JP4340479B2 (en) Armature winding method and winding device
JP2005176531A (en) Winding method and device for armature
WO2021100303A1 (en) Winding machine and winding method
JPH11312620A (en) Winding device
WO2020230365A1 (en) Jumper wire forming device and jumper wire forming method
JP5285328B2 (en) Armature and motor
JP2021005930A (en) Winding machine
JP2846971B2 (en) Motor coil winding method and winding device
JP5290731B2 (en) Armature winding method and armature
JP7476001B2 (en) Winding device and winding method
JP5661831B2 (en) Winding insertion machine that inserts a coil without kinking of wire into the stator
JP3807879B2 (en) Winding machine
JP2608415B2 (en) Winding method for aligned winding coils

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060405

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090825

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091023

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091215

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100105

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130115

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4439201

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees