WO2014045807A1 - 巻線装置及び巻線方法 - Google Patents

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WO2014045807A1
WO2014045807A1 PCT/JP2013/072766 JP2013072766W WO2014045807A1 WO 2014045807 A1 WO2014045807 A1 WO 2014045807A1 JP 2013072766 W JP2013072766 W JP 2013072766W WO 2014045807 A1 WO2014045807 A1 WO 2014045807A1
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pair
locking claws
winding
magnetic pole
wire
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PCT/JP2013/072766
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English (en)
French (fr)
Inventor
功治 近藤
Original Assignee
日特エンジニアリング株式会社
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Priority to EP13839210.5A priority patent/EP2903143B1/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/065Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves
    • H02K15/066Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves inserted perpendicularly to the axis of the slots or inter-polar channels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators

Definitions

  • the present invention relates to a winding apparatus and a winding method for winding a coil forming wire around a magnetic pole of a multipole armature.
  • a coil made of a wound wire is formed on the magnetic pole of a multipole armature.
  • a method for forming this coil as disclosed in JP2000-245120A, a method using an apparatus called an inserter is known.
  • JP2003-169455A there is known a method in which a nozzle capable of feeding a wire is turned around the magnetic pole, and the wire fed from the nozzle is directly wound around the magnetic pole.
  • the wound annular wire is drawn in the axial direction of the multipole armature and is elongated.
  • the wire thus deformed and straightened is inserted into a straight slot formed between the magnetic poles while being pulled from the end of the multipole armature. For this reason, there exists a possibility that a wire may extend due to pulling. Further, since the extended wire is inserted into the slot while being rubbed in the longitudinal direction, the wire may be damaged based on the rub.
  • An object of the present invention is to provide a winding device and a winding method capable of forming a coil made of a wound wire rod on a magnetic pole of a multipole armature without damaging the wire rod.
  • the winding device is a pair of first locking claws provided at intervals so as to sandwich the magnetic poles of the multipole armature, and around the pair of first locking claws While rotating the wire rod, the wire rod is drawn out so that the wire rod is wound around the pair of first locking claws, and the pair of first locking claws are moved to a position where the magnetic pole is sandwiched between them.
  • a first moving mechanism for inserting the wire wound between the pair of first locking claws so as to be wound into a slot between the magnetic poles.
  • FIG. 1 is a perspective view of a winding device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the winding device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a right side view of the winding device according to the embodiment of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 6 is a front view showing a state in which a wire is wound around a pair of locking claws.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6 showing a coil made of a wire wound around the pair of locking claws.
  • 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
  • FIG. 7 showing a state where the coil made of the wound wire is inserted into the slot.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the wire is wound around the pair of first locking claws.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the wire wound around the pair of first locking claws is inserted into the slot.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a state in which the pair of second locking claws are pulled out from the wound wire.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the wire is wound around the pair of second locking claws.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a state in which the wire wound around the pair of second locking claws is inserted into the slot.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a state in which the pair of first locking claws are pulled out from the wound wire.
  • the winding device 100 is a device that winds a wire 3 around a plurality of magnetic poles 2 of a multipole armature 1 constituting a motor, a resolver, or a generator.
  • the multipole armature 1 is used for a resolver, and includes an annular portion 1a and a plurality of magnetic poles 2 projecting radially outward from the annular portion 1a in the radial direction.
  • straight slots 1 b into which the wire 3 is inserted are opened.
  • the width W of the slot 1b into which the wire 3 is inserted is set slightly wider than the double value of the outer diameter D of the wire 3. Specifically, the width W can be inserted in a state where the two wire rods 3 are overlapped in the width direction of the slot 1b, but the three wire rods 3 are inserted in a state of being overlapped in the width direction of the slot 1b. It is set to such a width that it cannot.
  • the slot 1b is formed straight and parallel to the central axis of the annular portion 1a. That is, the cross section of the magnetic pole 2 forms a quadrangular shape, and the outer peripheral surface of the magnetic pole 2 is composed of four smooth flat surfaces.
  • the winding device 100 includes a base 5 on which each member is disposed, a support base 6 assembled and mounted on the base 5 in a square shape, and a support base 6. And an index mechanism 7 that sequentially attaches the magnetic pole 2 to the winding position by rotating the multipole armature 1.
  • the support base 6 is formed by connecting a pair of side plates 6a and 6b provided so as to sandwich the multi-pole armature 1 with an interval therebetween, and ends of the pair of side plates 6a and 6b. End plates 6c and 6d assembled in a shape.
  • the X axis is the substantially horizontal lateral direction that is the axial direction of the multipole armature 1
  • the Y axis is the substantially horizontal front-rear direction that is the radial direction of the multipolar armature 1
  • the Z axis is the radial direction of the multipolar armature 1. It extends in the vertical direction in which the magnetic pole 2 on which the winding is formed is located.
  • the index mechanism 7 supports the multipole armature 1 with its axial direction horizontal.
  • the index mechanism 7 includes an index motor 9 fixed to the support base 6 via a mounting plate 8, an index base 11 connected to the output shaft 9 a of the index motor 9 and to which the multipole armature 1 is attached, A fixture 12 configured to be fixed coaxially and sandwiching the multipole armature 1 together with the index base 11.
  • an annular portion 1 a (see FIG. 1) is coaxially disposed on the index base 11.
  • the multipole armature 1 arranged in this way is supported coaxially with the horizontal output shaft 9a of the index motor 9 by being sandwiched between the fixture 12 and the index base 11 via the mounting screw 12a.
  • the multipole armature 1 is supported coaxially with the horizontal output shaft 9 a of the index motor 9, so that when the index motor 9 is driven, the multipole armature 1 supported by the index base 11 is Rotate around.
  • winding is performed on the magnetic pole 2 positioned above the Z-axis direction of the multipole armature 1 supported with the central axis being horizontal, and the magnetic pole 2 positioned above the magnetic pole 2 is “ This is referred to as the magnetic pole 2 in the winding position.
  • the index motor 9 is driven to rotate the multipole armature 1 and the next magnetic pole 2 to be wound is positioned above the Z-axis direction. Sent to.
  • the index mechanism 7 is configured to sequentially send the magnetic poles 2 of the multipole armature 1 to the winding positions.
  • the winding device 100 inserts the wire 3 wound in an annular shape into the slot 1b between the magnetic poles 2 so that the wire 3 is wound around the magnetic pole 2 at the winding position of the multipole armature 1. is there.
  • the case where the wire 3 wound in an annular shape is inserted into the slot 1b formed on both sides of the single magnetic pole 2 is shown.
  • the winding device 100 rotates around a pair of first locking claws 13, 14 provided at intervals so as to sandwich the magnetic pole 2 of the multipole armature 1, and the pair of first locking claws 13, 14. While the wire rod 3 is fed out and wound around the pair of first locking claws 13, 14 so as to hang the wire rod 3, the pair of first locking claws 13, 14 up to a position where the magnetic pole 2 is sandwiched.
  • the first moving mechanism 16 inserts the wire 3 wound between the pair of first locking claws 13 and 14 into the slot 1b between the magnetic poles 2 so that the wire 3 is wound around the magnetic pole 2. , 21.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are provided with an interval H (see FIG. 2) so as to sandwich the magnetic pole 2 from the X-axis direction that is the axial direction of the multipole armature 1.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 have the same width dimension A in the Y-axis direction as the width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 with the magnetic pole 2 sandwiched therebetween. It is formed in length or slightly longer.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are formed so that the surface facing the magnetic pole 2 is a flat surface, and the surface opposite to the magnetic pole 2 is curved so that the center bulges outward in the X-axis direction.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are rod-shaped objects having a D-shaped cross section.
  • the winding device 100 includes a right first moving mechanism 16 and a left first moving mechanism 21 as a first moving mechanism that moves the pair of first locking claws 13 and 14.
  • the right first moving mechanism 16 is composed of a combination of X-axis, Y-axis, and Z-axis direction telescopic actuators 17 to 19 and moves one first locking claw 13 in three axial directions.
  • the left first moving mechanism 21 is composed of a combination of X-axis, Y-axis, and Z-axis direction extendable actuators 22 to 24, and moves the other first locking claw 14 in the three-axis direction.
  • the right first moving mechanism 16 and the left first moving mechanism 21 have the same structure and are formed symmetrically.
  • the telescopic actuators 17 to 19 and 22 to 24 of the first moving mechanisms 16 and 21 are provided with elongated box-shaped housings 17d to 19d and 22d to 24d, and provided in the housings 17d to 19d and 22d to 24d so as to extend in the longitudinal direction.
  • Ball screws 17b to 19b and 22b to 24b which are rotationally driven by motors 17a to 19a and 22a to 24a, followers 17c to 19c and 22c to 24c which are screwed into the ball screws 17b to 19b and 22b to 24b and moved in parallel. , Etc.
  • the telescopic actuators 17 to 19 and 22 to 24 are followers that are screwed into the ball screws 17b to 19b and 22b to 24b when the servo motors 17a to 19a and 22a to 24a are driven to rotate the ball screws 17b to 19b and 22b to 24b.
  • 17c to 19c and 22c to 24c are configured to be movable along the longitudinal direction of the housings 17d to 19d and 22d to 24d.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are attached to the first moving mechanisms 16 and 21 via the first moving plates 15 and 20, respectively. More specifically, the first moving plates 15 and 20 provided with the first locking claws 13 and 14 are attached to the housings 17d and 22d of the X-axis direction telescopic actuators 17 and 22 so as to be movable in the X-axis direction.
  • the followers 17c and 22c can move the first moving plates 15 and 20 in the Z-axis direction together with the X-axis direction expansion and contraction actuators 17 and 22 through the L-shaped bracket 25, and the housings 18d, 23d.
  • the followers 18c, 23c of the Z-axis direction expansion / contraction actuators 18, 23 are attached to the followers 19c, 24c of the Y-axis direction expansion / contraction actuators 19, 24, together with the X-axis and Z-axis direction expansion / contraction actuators 17, 18, 22, 23.
  • the first moving plates 15 and 20 can be moved in the Y-axis direction.
  • the housings 19d and 24d of the Y-axis direction expansion and contraction actuators 19 and 24 are attached to the side plates 6a and 6b of the support base 6, respectively.
  • 23a is connected to a control output of a controller (not shown) for controlling these.
  • the winding device 100 includes a pair of second locking claws provided adjacent to the pair of first locking claws 13, 14 so as to sandwich the magnetic pole 2.
  • 33, 34 and second moving mechanisms 36, 41 for moving the pair of second locking claws 33, 34 are further provided.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 are formed in the same cross-sectional shape as the pair of first locking claws 13 and 14. That is, the pair of second locking claws 33 and 34 are also rod-shaped objects having a D-shaped cross section as shown in FIG.
  • the width dimension A in the Y-axis direction of the pair of second locking claws 33 and 34 is formed to be the same length as or slightly larger than the width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 with the magnetic pole 2 interposed therebetween. .
  • the length of the pair of second locking claws 33, 34 in the Z-axis direction is different from the pair of first locking claws 13, 14, and the length of the pair of first locking claws 13, 14 Long formed.
  • the second moving mechanisms 36 and 41 have the same structure as the first moving mechanisms 16 and 21 described above.
  • the right second moving mechanism 36 is composed of a combination of X-axis, Y-axis, and Z-axis direction expansion / contraction actuators 37 to 39, and moves one second locking claw 33 in the three-axis direction.
  • the left second moving mechanism 41 is composed of a combination of X-axis, Y-axis, and Z-axis direction telescopic actuators 42 to 44, and moves the other second locking claw 34 in the three-axis direction.
  • the pair of second locking claws 33, 34 are attached to the housings 37 d, 42 d of the X-axis direction extendable actuators 37, 42 constituting the second moving mechanisms 36, 41 via the second moving plates 35, 40, respectively.
  • the right second moving mechanism 36 and the left second moving mechanism 41 have the same structure and are provided symmetrically, and have the same structure as the right first moving mechanism 16 and the left first moving mechanism 21 described above. Therefore, the repeated description here is omitted.
  • the first moving mechanisms 16 and 21 shown in FIG. 2 and the second moving mechanisms 36 and 41 shown in FIG. 5 receive the first moving plates 15 and 20 and the second moving plate 35 in response to a command from a controller (not shown).
  • a controller not shown
  • the first moving mechanisms 16 and 21 are triaxial from the position where the wire rod 3 is wound at least by the flyer 51 described later to the position where the magnetic pole 2 is sandwiched between the pair of first locking claws 13 and 14. Move in the direction.
  • the first moving mechanisms 16 and 21 move the wire 3 wound between the pair of first locking claws 13 and 14 into the slot 1b.
  • the second moving mechanisms 36 and 41 are arranged in a triaxial direction from the position where the wire rod 3 is wound at least by the flyer 51 described later to the position where the magnetic pole 2 is sandwiched between the pair of second locking claws 33 and 34. Move. The second moving mechanisms 36 and 41 move the pair of second locking claws 33 and 34 in this manner, thereby moving the wire 3 wound between the pair of second locking claws 33 and 34 into the slot 1b. (See FIGS. 12 and 13).
  • the 40 shapes are different.
  • the first moving plates 15 and 20 and the second moving plates 35 and 40 are connected to the housings 17d, 22d, 37d, and 42d of the X-axis direction extendable actuators 17, 22, 37, and 42 of the moving mechanisms 16, 21, 36, and 41, respectively.
  • Main plates 15a, 20a, 35a, 40a to which the base ends are attached are provided.
  • the first moving plates 15 and 20 are formed with extensions 15b and 20b extending in the X-axis direction from the tips of the main body plates 15a and 20a toward the multipolar armature 1.
  • a pair of first locking claws 13 and 14 are attached to the ends of the extension portions 15b and 20b so as to extend in the Z-axis direction.
  • the second moving plates 35, 40 are formed with orthogonal portions 35b, 40b extending in the Y-axis direction from the tips of the main body plates 35a, 40a toward the circumferential direction of the multipole armature 1.
  • a pair of second locking claws 33 and 34 are attached to the tips of the orthogonal portions 35b and 40b so as to extend in the Z-axis direction.
  • the winding device 100 feeds the wire 3 while rotating around the pair of first locking claws 13, 14 or around the pair of second locking claws 33, 34.
  • a flyer 51 is provided to wind the wire 3 around the pair of first locking claws 13, 14 or the pair of second locking claws 33, 34.
  • the flyer 51 opposes the magnetic pole 2 at the winding position, that is, the magnetic pole 2 positioned above the Z-axis direction of the multipole armature 1 supported with the central axis horizontal.
  • the flyer 51 is rotated around the pair of first locking claws 13 and 14 or around the pair of second locking claws 33 and 34 around the vertical axis by the drive motor 52 and feeds the wire 3. .
  • the flyer 51 is wound around the pair of first locking claws 13 and 14 or the pair of second locking claws 33 and 34 so as to hang the wire 3.
  • the flyer 51 has a shaft portion 51 a pivotally supported by the support portion 53 and a base end connected to a lower end portion of the shaft portion 51 a facing the multipolar armature 1, A trumpet-shaped flyer portion 51b whose diameter gradually increases toward the multi-pole armature 1.
  • a pair of small pulleys 51d which are disposed at symmetrical positions with the rotation axis of the shaft portion 51a as a symmetry line and turn the wire rod 3, are provided on the outer side of the lower end of the flyer portion 51b. In the vicinity of one small pulley 51d, a nozzle 51e that guides the wire 3 turned by one small pulley 51d in the direction of the magnetic pole 2 at the winding position is inclined.
  • a dummy nozzle 51g having the same shape and the same size as the nozzle 51e is similarly inclined with respect to the rotational axis of the nozzle 51e.
  • the flyer 51 is formed so that the cross section including the rotation axis of the flyer 51 has a symmetric structure with the rotation axis as the symmetry line.
  • the support portion 53 is erected on a vertical plate 54 that is parallel to the end plates 6 c and 6 d of the support base 6.
  • the shaft portion 51 a passes through the support hole 53 a of the support portion 53 so that the central axis of the shaft portion 51 a in the flyer 51 is located above the magnetic pole 2 at the winding position in the Z-axis direction.
  • the flyer 51 is rotatably supported through a bearing 55 with the central axis of the shaft portion 51a as a rotation axis.
  • a guide cylinder 51c passes through and is fixed to the central axis of the shaft portion 51a.
  • the guide tube 51c is configured so that the wire 3 from a wire source (not shown) is introduced and fed out from the tip facing the magnetic pole 2 at the winding position toward one small pulley 51d.
  • a flyer 51b that connects the tip of the guide tube 51c and one small pulley 51d is formed with a passage hole 51f through which the wire 3 passes.
  • the wire rod 3 drawn out from the tip of the guide cylinder 51c passes through the passage hole 51f, then turns at one small pulley 51d, passes through the nozzle 51e, and surrounds the pair of first locking claws 13 and 14. It is comprised so that supply to the circumference
  • a first pulley 56 whose center axis coincides with the shaft portion 51a is attached to the base end of the shaft portion 51a.
  • a drive motor 52 having a rotation shaft 52 a parallel to the center axis is provided adjacent to the flyer 51.
  • the drive motor 52 is attached to a fixed plate 57 erected on the vertical plate 54, and a second pulley 58 is attached to the rotating shaft 52a.
  • a belt 59 is wound around the first pulley 56 and the second pulley 58.
  • a control output of a controller (not shown) is connected to the drive motor 52, the drive motor 52 is driven by a command from the controller, and the rotary shaft 52a rotates together with the second pulley 58.
  • the rotation of the second pulley 58 is transmitted to the first pulley 56 by the belt 59, and the flyer 51 provided with the first pulley 56 rotates.
  • the flyer 51 is movably attached to the support base 6 via the flyer moving means 61.
  • the flyer moving means 61 has the same structure as the above-described various moving mechanisms 16, 21, 36, 41, and is configured by a combination of X-axis, Y-axis, and Z-axis direction extendable actuators 62 to 64.
  • the vertical plate 54 provided with the flyer 51 is attached to the housing 62d of the Z-axis direction extendable actuator 62 so as to be movable in the Z-axis direction.
  • a follower 62 c is attached to the housing 63 d of the Y-axis direction extendable actuator 63 via an L-shaped bracket 65 so that the vertical plate 54 can be moved in the Y-axis direction together with the Z-axis direction extendable actuator 62. Further, the follower 63 c of the Y-axis direction extendable actuator 63 is attached to the follower 64 c of the X-axis direction extendable actuator 64. Furthermore, the housing 64d of the X-axis direction extension / contraction actuator 64 is attached to the support base 6 via the base 66 so that the vertical plate 54 can be moved in the X-axis direction together with the Y-axis and Z-axis direction extension / contraction actuators 62, 63.
  • the Z-axis servomotor 62a, Y-axis servomotor 63a, and X-axis servomotor 64a in each of the telescopic actuators 62 to 64 are connected to control outputs of a controller (not shown) that controls these.
  • the flyer moving means 61 is configured such that the telescopic actuators 62 to 64 are driven by a command from the controller, and the flyer 51 can be arbitrarily moved in the three-axis directions with respect to the base 5 together with the vertical plate 54.
  • the winding method includes a first index step of sending the magnetic pole 2 to the winding position by rotating the multipole armature 1, and a pair of outer sides of the multipole armature 1 as shown in FIG.
  • the first winding claw for winding the wire rod 3 around the first locking claws 13 and 14 and moving the pair of first locking claws 13 and 14 as shown in FIG.
  • a first insertion step of inserting the winding wound around the pair of first locking claws 13 and 14 into the magnetic pole 2 at the winding position.
  • the multi-pole armature 1 is rotated to rotate the multi-pole armature 1 to send a new magnetic pole 2 to the winding position, as shown in FIG.
  • a second winding step of winding the wire 3 around the pair of second locking claws 33, 34 outside the child 1, and a pair of second locking claws 33 as shown in FIG. , 34 is moved, and a second insertion step of inserting the winding wound around the pair of second locking claws 33, 34 into the magnetic pole 2 at the winding position can be further included.
  • a 1st index process will be performed after a 2nd insertion process or with a 2nd insertion process.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 causes the magnetic pole 2 in which the winding is inserted in the second insertion step to be moved in the axial direction of the multipole armature 1.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are used to hold the magnetic pole 2 into which the winding is inserted in the first insertion step. It can also be maintained at a position sandwiched from both axial sides of the child 1.
  • the multi-pole armature 1 is supported by the index mechanism 7 as a preparation before winding. Specifically, as shown in FIG. 5, the annular portion 1a of the multipole armature 1 is arranged coaxially with the index base 11, and the attachment 12 is attached to the index base 11 via the attachment screw 12a. The multi-pole armature 1 is sandwiched between 12 and the index base 11. In this way, the multipole armature 1 is supported coaxially with the horizontal output shaft 9 a of the index motor 9.
  • the first index process is performed.
  • the index motor 9 in the index mechanism 7 is driven to rotate the supported multipole armature 1 and send the magnetic pole 2 to be wound to the upper winding position in the Z-axis direction.
  • the magnetic pole 2 to be wound is positioned above the Z-axis direction so as to coincide with the rotation axis direction of the flyer 51.
  • the alignment of the multipole armature 1 to the winding position is performed by detecting the position of the magnetic pole 2 using a sensor such as a sensor provided in the vicinity of the magnetic pole 2 and based on the detected information. Do.
  • the flyer 51 is moved by the flyer moving means 61 so that the nozzle 51e to which the wire 3 is supplied circulates around a binding pin (not shown) in the multipole armature 1. In this way, the wire rod 3 drawn out from the nozzle 51e is tied around the pin.
  • the first winding process is started.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are moved by the first moving mechanisms 16 and 21, respectively.
  • the pair of first locking claws 13, 14 are arranged with an interval H (see FIG. 7) that sandwiches the magnetic pole 2 at the winding position with a slight gap from the axial direction of the multipole armature 1.
  • the first moving mechanisms 16 and 21 move the pair of first locking claws 13 and 14 to the outside of the multipolar armature 1, that is, upward in the Z-axis direction.
  • the flyer 51 is rotated by the drive motor 52 as shown by the solid line arrow in FIG.
  • the wire 3 fed from the nozzle 51e of the flyer 51 is wound around the pair of first locking claws 13 and 14 on the outside of the multipolar armature 1.
  • the width W (FIG. 8) of the slot 1b into which the wire 3 is inserted cannot be inserted when the three wires 3 overlap in the width direction of the slot 1b.
  • the flyer moving means 61 moves the flyer 51 in the Z-axis direction by an amount corresponding to the diameter D of the wire 3 every time the flyer 51 makes one rotation.
  • the wire 3 is wound while being adjacent to the pair of first locking claws 13 and 14 in the Z-axis direction, and the wire 3 is prevented from overlapping in the radial direction, that is, the X-axis direction and the Y-axis direction. To do.
  • Coil 4 is formed.
  • the coil 4 made of the wound wire rod 3 includes arc portions 4a and 4b wound around the first locking claws 13 and 14, respectively, and a pair of first engagement members continuously from both ends of the arc portions 4a and 4b. And a pair of parallel extending portions 4c and 4d extending straight between the pawls 13 and 14. Further, as shown in FIG.
  • the width dimension A in the Y-axis direction of the pair of first locking claws 13 and 14 sandwiching the magnetic pole 2 is the same length as the width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 or slightly smaller than that. It is formed in a wide length. For this reason, as shown in FIG. 8, the distance A between the elongated portions 4 c and 4 d of the coil 4 made of the wound wire rod 3 is separated by a width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 or a slightly wider distance than that. They are parallel to each other.
  • the first insertion process is performed.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are moved downward in the Z-axis direction so that the winding wound around the pair of first locking claws 13 and 14 is a magnetic pole at the winding position. 2 is inserted.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 are wound from the outside of the multipolar armature 1 by the first moving mechanisms 16 and 21 (see FIG. 2). It moves with the coil 4 which consists of the wound wire rod 3 to the position which pinches
  • the coil 4 which consists of the wound wire rod 3 to the position which pinches
  • the extending portions 4c and 4d of the coil 4 are parallel to each other with at least a width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2, and move in the radial direction of the multipole armature 1 with the width B left open. It is inserted into the slot 1b. For this reason, the wire 3 is not excessively rubbed against the slot 1b and the magnetic pole 2, and the wire 3 is not damaged.
  • the wire 3 is wound around the pair of first locking claws 13 and 14 while being adjacent to each other in the Z-axis direction. For this reason, according to this embodiment, even if the width W (see FIG. 8) of the slot 1b into which the wire 3 is inserted is narrow, the wire 3 is wound a plurality of times in the first insertion step.
  • the coil 4 can be inserted without overlapping in the width direction of the slot 1b.
  • the second index process is performed.
  • a 2nd index process is performed after the 1st insertion process mentioned above or with the 1st insertion process.
  • the new magnetic pole 2 is sent to the winding position by rotating the multipole armature 1.
  • the multi-pole armature 1 supported by driving the index motor 9 in the index mechanism 7 is rotated, and the magnetic pole 2 to be newly wound is sent to the upper winding position in the Z-axis direction.
  • the magnetic pole 2 adjacent to the magnetic pole 2 in which the coil 4 is inserted in the first insertion step is guided to the winding position.
  • the magnetic pole 2 in which the coil 4 is inserted moves as indicated by a one-dot chain line arrow in FIG.
  • the first moving mechanisms 16 and 21 connect the pair of first locking claws 13 and 14 to the multipolar armature 1. While moving from the outside to a position sandwiching the magnetic pole 2 at the winding position, it is moved together with the magnetic pole 2 moving in the circumferential direction. In this manner, the relative positional relationship between the pair of first locking claws 13 and 14 and the magnetic pole 2 in the circumferential direction is prevented from changing.
  • a new magnetic pole 2 reaches the winding position, and then the second winding step is performed.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 insert the coil 4 to place the magnetic pole 2 on both sides of the multipole armature 1 in the axial direction. It is maintained at the position sandwiched from.
  • the wire 3 is wound around the pair of second locking claws 33 and 34 outside the multipole armature 1.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 are moved by the second moving mechanisms 36 and 41 (see FIG. 5), respectively.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 are the magnetic pole 2 at the winding position, that is, the magnetic pole 2 adjacent to the magnetic pole 2 into which the coil 4 is inserted in the first insertion step, and in the second indexing step.
  • the magnetic pole 2 newly positioned above the multi-pole armature 1 in the Z-axis direction is arranged with an interval so as to sandwich a slight gap from the axial direction of the multi-pole armature 1.
  • the second moving mechanisms 36 and 41 move the pair of second locking claws 33 and 34 in the Z-axis direction as indicated by solid arrows in FIG.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 are spaced apart from each other with a slight gap from the axial direction of the multipole armature 1 of the magnetic pole 2 at the winding position.
  • the second moving mechanisms 36 and 41 respectively move the pair of second locking claws 33 and 34 to the outside of the multipolar armature 1, that is, upward in the Z-axis direction.
  • the flyer 51 is rotated by the drive motor 52, and the wire 3 fed from the nozzle 51 e is wound around the pair of second locking claws 33 and 34 on the outside of the multipole armature 1.
  • the rotation direction of the flyer 51 in the second winding process is opposite to the rotation direction of the flyer 51 in the first winding process described above, as indicated by a broken line arrow in FIG.
  • the nozzle 51e of the flyer 51 in a 2nd winding process is shown in FIG. 7 with a dashed-dotted line.
  • the flyer moving means 61 moves the flyer 51 by an amount corresponding to the diameter D of the wire 3 in the Z-axis direction every time the flyer 51 makes one rotation.
  • the wire 3 is wound while being adjacent to the pair of second locking claws 33 and 34 in the Z-axis direction, and the wire 3 is overlapped in the radial direction, that is, the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the second insertion process is performed.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 are moved, and the winding wound around the pair of second locking claws 33 and 34 is inserted into the magnetic pole 2 at the winding position.
  • the coil 4 as shown in FIG. Is formed.
  • a pair of parallel extending portions 4c and 4d extending straight between 33 and 34 are provided. Further, the width dimension A in the Y-axis direction of the pair of second locking claws 33 and 34 sandwiching the magnetic pole 2 is formed to have the same length as the width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 or slightly wider than that. ing. For this reason, the extended portions 4c and 4d of the coil 4 made of the wound wire rod 3 are parallel to each other with a width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 or slightly wider than that.
  • the extending portions 4c and 4d of the coil 4 are parallel to each other with a width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 or a slightly wider interval therebetween, and the diameter of the multipole armature 1 is maintained while maintaining the interval. It moves in the direction and is inserted into the slot 1b. For this reason, the wire 3 is not excessively rubbed against the slot 1b and the magnetic pole 2, and the wire 3 is not damaged.
  • the wire 3 is wound while being adjacent to the pair of second locking claws 33 and 34 in the Z-axis direction. For this reason, in this embodiment, even if the width W (see FIG. 8) of the slot 1b into which the wire 3 is inserted is narrow, the coil 4 made of the wire 3 wound a plurality of times in the second insertion step. Can be inserted without overlapping in the width direction of the slot 1b.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 maintain the position where the magnetic pole 2 into which the winding is inserted in the first insertion step is sandwiched from both sides in the axial direction of the multipole armature 1. Therefore, the winding is maintained in a state of being wound around the pair of first locking claws 13 and 14. For this reason, the wire 3 inserted in the slot 1b in the first insertion step is maintained in the straight state inserted in the slot 1b, and is not bent in the slot 1b. Therefore, in the second insertion step, when the wire 3 wound a plurality of times is inserted into the slot 1b, the wire 3 previously inserted does not block the insertion destination. For this reason, even if the coil 4 is already inserted in the adjacent magnetic pole 2, the wire 3 can be inserted into the slot 1b relatively easily.
  • the first index step is performed again after the second insertion step or together with the second insertion step, and the above-described steps are sequentially repeated in the above order.
  • the new magnetic pole 2 is sent to the winding position by rotating the multipole armature 1 again.
  • the second moving mechanisms 36 and 41 are a pair of second locking claws. 33 and 34 are moved from the outside of the multipole armature 1 to a position sandwiching the magnetic pole 2 at the winding position, and are moved in the circumferential direction together with the moving magnetic pole 2. In this manner, the relative positional relationship between the pair of second locking claws 33 and 34 and the magnetic pole 2 in the circumferential direction is prevented from changing.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 were maintained at positions sandwiched from both sides of the multipolar armature 1 of the magnetic pole 2 together with the coil 4 in the axial direction.
  • the pair of first locking claws 13, 14 are connected to the multipolar armature 1 by the first moving mechanisms 16, 21 (FIG. 2).
  • the coil 4 is left in the slot 1 b and the pair of first locking claws 13 and 14 are pulled out from the coil 4.
  • the first moving mechanisms 16, 21 move the pair of first locking claws 13, 14 in the X-axis direction, thereby causing the pair of first locking claws 13, 14.
  • the pair of first locking claws 13, 14 are spaced so as to sandwich the magnetic pole 2 at the winding position with a slight gap from the axial direction of the multipolar armature 1. Arranged to be empty.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 insert the coil 4 and sandwich the magnetic pole 2 from both sides of the multipole armature 1 in the axial direction. It remains in the position. Accordingly, the winding is maintained in a state of being wound around the pair of second locking claws 33 and 34. For this reason, the wire 3 inserted in the slot 1b in the second insertion step is maintained in the straight state inserted in the slot 1b, and the wire 3 is not bent in the slot 1b. Therefore, in the repeated first insertion process, when the wire 3 wound a plurality of times is inserted into the slot 1b, the previously inserted wire 3 does not block the insertion destination. For this reason, even if the coil 4 is already fitted in the adjacent magnetic pole 2, it becomes possible to reliably insert the wire material into the back of the slot 1b relatively easily.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 together with the coil 4 maintain the position 1 that sandwiches the magnetic pole 2 from both sides in the axial direction of the multipolar armature 1. Is done.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 are attached to the multipolar armature 1 by the second moving mechanisms 36 and 41 (FIG. 5).
  • the coil 4 is moved toward the central axis to leave the coil 4 in the slot 1b, and the pair of second locking claws 33 and 34 are pulled out from the coil 4.
  • the second moving mechanisms 36 and 41 move the pair of second locking claws 33 and 34 in the Z-axis direction as indicated by solid arrows in FIG.
  • the wire 3 is wound so as to hang around a pair of locking claws 13, 14, 33, 34 provided with an interval between the magnetic poles 2. Thereafter, the pair of locking claws 13, 14, 33, 34 move to a position where the magnetic pole 2 is sandwiched, and the wire 3 wound between the pair of locking claws 13, 14, 33, 34 is inserted into the slot 1b. Is done.
  • the coil 4 formed by winding the wire 3 around the pair of locking claws 13, 14, 33, 34 arranged at an interval so as to sandwich the magnetic pole 2 is formed of the pair of locking claws 13, 14. , 33, and 34, respectively, and arc portions 4a and 4b that are wound around the arc portions 4a and 4b, respectively.
  • the arc portions 4a and 4b are parallel to each other and extend straight between the pair of locking claws 13, 14, 33, and 34. And extending portions 4c and 4d.
  • the pair of latching claws 13, 14, 33, 34 moves from the outside of the multi-pole armature 1 to the position sandwiching the magnetic pole 2 at the winding position together with the coil 4 made of the wire rod 3 wound therearound,
  • the elongated portions 4c and 4d of the coil 4 are inserted into the slots 1d on both sides of the magnetic pole 2 at the winding position.
  • the coil 4 made of the wound wire rod 3 can be fitted into the magnetic pole 2 at the winding position without being deformed. Therefore, according to the winding device 100 and the winding method according to the present embodiment, when the coil 4 is fitted, the coil 4 is not deformed, so that the conventional inserter method that deforms the wire wound in an annular shape into an elongated shape is as follows. In contrast, the coil 4 can be formed on the magnetic pole 2 without extending the wire.
  • the extending portions 4c and 4d of the coil 4 parallel to each other between the pair of locking claws 13, 14, 33 and 34 move in the radial direction of the multipolar armature 1 while maintaining the interval therebetween. It is inserted into the slot 1b.
  • the interval between the extension portions 4c and 4d parallel to each other to be the width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2 into which the coil 4 is inserted or an interval slightly wider than the width B, the extension portions 4c and 4d are There is no excessive rubbing between the inserted slot 1b and the magnetic pole 2. Therefore, the wire 3 is not damaged due to the rubbing.
  • the width of the slot 1b into which the wire 3 is inserted is narrow and the nozzle 51e cannot enter the slot 1b.
  • the wire 3 is inserted into the slot 1b without damaging the wire 3, and the coil 4 made of the wire 3 wound a plurality of times can be reliably formed on the magnetic pole 2.
  • the pair of second locking claws 33 and 34 has a large number of magnetic poles 2 into which the winding is inserted in the second insertion process.
  • the pair of first locking claws 13 and 14 have the windings inserted in the first insertion step.
  • the magnetic pole 2 is maintained at a position where the magnetic pole 2 is sandwiched from both axial sides of the multipole armature 1. For this reason, the wire 3 inserted in the slot 1b is maintained in a straight state and does not bend in the slot 1b.
  • the wire 3 that has been wound a plurality of times is inserted into the slot 1b, whereas the previously inserted wire 3 does not block the insertion destination. For this reason, even if the coil 4 is already inserted in the adjacent magnetic pole 2, the wire 3 can be inserted into the slot 1b relatively easily.
  • the wire 3 wound annularly is inserted into the slots 1b formed on both sides in the circumferential direction of the single magnetic pole 2, and the coil 4 made of the wire 3 wound annularly is single. It is wound around the magnetic pole. Therefore, the width dimension A in the Y-axis direction of the pair of first locking claws 13, 14 and the pair of second locking claws 33, 34 is the same as or slightly smaller than the width B in the circumferential direction of the magnetic pole 2. It was assumed to be a wide length.
  • the coil 4 made of the wire 3 wound in an annular shape is not limited to the one wound around the single magnetic pole 2, but is a so-called one wound around the plurality of magnetic poles 2. Distributed winding may be used.
  • the width dimension A in the Y-axis direction is equal to or slightly longer than the entire width in the circumferential direction of the plurality of magnetic poles 2 to be wound. Form to length. This enables so-called distributed winding in which the coil 4 made of the wire 3 wound in an annular shape is wound around the plurality of magnetic poles 2.
  • the multipole armature 1 used for the resolver has been described using a plurality of magnetic poles 2 projecting radially outward from the annular portion 1a in the radial direction.
  • the multipole armature 1 to be wound is not limited to a resolver, and may be for a motor.
  • the multipole armature 1 may be such that a plurality of magnetic poles protrude toward the center from the annular portion toward the inside in the radial direction.
  • the multipole armature 1 has the straight slot 1b parallel to the central axis of the annular portion 1a.
  • a so-called skewed multipole armature 1 in which the multipole armature 1 is twisted and the slots 1b are inclined while being parallel to each other may be used. Even in the case of the multipolar armature 1 skewed in this way, if the slot 1b is straight, the coil 4 made of the wound wire 3 is not damaged, and the coil 4 of the multipole armature 1 is not damaged. It can be formed on the magnetic pole 2.
  • the slot 1b can be inserted with the width W of the two wires 3 overlapping in the width direction of the slot 1b, but the three wires 3 overlap in the width direction of the slot 1b. It was assumed that it could not be inserted in the state. Instead, the width W of the slot 1b is such that three or more wires 3 overlap in the width direction of the slot 1b if the two wires 3 can be inserted in the width direction of the slot 1b. It may be such that it can be inserted.

Abstract

 巻線装置であって、多極電機子の磁極を挟むように間隔を空けて設けられる一対の第一係止爪と、前記一対の第一係止爪の周囲を回転しながら線材を繰り出して前記一対の第一係止爪に対して前記線材を掛け回すように巻回するフライヤと、前記一対の第一係止爪を前記磁極を挟む位置まで移動させ、前記磁極に前記線材が巻回されるように前記一対の第一係止爪の間に巻回された前記線材を前記磁極間のスロットに挿入する第一移動機構と、を備える。

Description

巻線装置及び巻線方法
 本発明は、多極電機子の磁極にコイル形成用の線材を巻き付ける巻線装置及び巻線方法に関するものである。
 一般的に、多極電機子の磁極には、巻回された線材からなるコイルが形成される。従来、このコイルの形成方法として、JP2000-245120Aに開示されるように、インサータと呼ばれる装置を用いる方法が知られている。また、JP2003-169455Aに開示されるように、線材を繰り出し可能なノズルをその磁極の周囲において周回させ、そのノズルから繰り出される線材をその磁極に直接巻回する方法が知られている。JP2000-245120Aに開示のインサータを用いる方法は、あらかじめ環状に巻回された線材を、多極電機子の一方の端部から軸方向に引きつつ、磁極と磁極の間のスロットに挿入して、最終的にその環状に巻回された線材を多極電機子の磁極に装着する方法である。
 このようなインサータ方式によれば、巻回された環状の線材は、多極電機子の軸方向に引かれて細長く変形する。このように変形されて真っ直ぐに伸びた線材は、磁極間に形成された真っ直ぐなスロットに、多極電機子の端部から引っ張られつつ挿入される。このため、引っ張りに起因して線材が延びてしまうおそれがある。また、延ばされた線材は長手方向に擦れつつそのスロットに挿入されるので、その擦れに基づいて線材にダメージが与えられるおそれもある。
 これに対して、JP2003-169455Aに開示のノズルから繰り出される線材をその磁極に直接巻回する方法にあっては、線材の延びや擦れに起因するダメージは発生し難いと考えられる。しかし、例えば、レゾルバに用いられる多極電機子においては、線材が挿入されるスロットの幅が狭いようなものもある。このようにスロットの幅が狭いような場合には、ノズルをそのスロットの内部にまで進入させることができずに、ノズルを磁極の周囲において周回させることができない場合がある。このため、ノズルが進入不能なスロットを有する多極電機子には、ノズルから繰り出される線材をその磁極に直接巻回することはできないという問題があった。
 本発明は、線材にダメージを与えることなく、巻回された線材から成るコイルを多極電機子の磁極に形成し得る巻線装置及び巻線方法を提供することを目的とする。
 本発明のある態様によれば、巻線装置であって、多極電機子の磁極を挟むように間隔を空けて設けられる一対の第一係止爪と、一対の第一係止爪の周囲を回転しながら線材を繰り出して一対の第一係止爪に対して線材を掛け回すように巻回するフライヤと、一対の第一係止爪を磁極を挟む位置まで移動させ、磁極に線材が巻回されるように一対の第一係止爪の間に巻回された線材を磁極間のスロットに挿入する第一移動機構と、を備える。
図1は、本発明の実施形態に係る巻線装置の斜視図である。 図2は、本発明の実施形態に係る巻線装置の正面図である。 図3は、本発明の実施形態に係る巻線装置の右面図である。 図4は、図2のB-B線断面図である。 図5は、図3のA-A線断面図である。 図6は、一対の係止爪に線材が巻回された状態を示す正面図である。 図7は、その一対の係止爪に巻回された線材から成るコイルを示す図6のC-C線断面図である。 図8は、その巻回された線材から成るコイルがスロットに挿入される状態を示す図7のD-D線断面図である。 図9は、一対の第一係止爪に線材が巻回される状態を示す斜視図である。 図10は、一対の第一係止爪に巻回された線材がスロットに挿入される状態を示す斜視図である。 図11は、巻回された線材から一対の第二係止爪を引き抜く状態を示す斜視図である。 図12は、一対の第二係止爪に線材が巻回される状態を示す斜視図である。 図13は、一対の第二係止爪に巻回された線材がスロットに挿入される状態を示す斜視図である。 図14は、巻回された線材から一対の第一係止爪を引き抜く状態を示す斜視図である。
 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
 図1~図3に本発明の実施形態に係る巻線装置100を示す。図1に示すように、巻線装置100は、モータやレゾルバ,又は発電機を構成する多極電機子1の複数の磁極2の周囲に線材3を巻線する装置である。多極電機子1は、レゾルバに使用されるものであって、環状部1aと、環状部1aから径方向外側に向かって放射状に突出した複数の磁極2と、を備える。図8に示すように、多極電機子1における各磁極2の間には、線材3が挿入される真っ直ぐなスロット1bが開口して設けられる。線材3が挿入されるスロット1bの幅Wは、線材3の外径Dの倍の値より僅かに広く設定される。具体的には、幅Wは、2本の線材3をスロット1bの幅方向に重なった状態で挿入することはできるが、3本の線材3をスロット1bの幅方向に重なった状態で挿入することができないような幅に設定される。スロット1bは、環状部1aの中心軸に対して平行で真っ直ぐに形成される。つまり、磁極2の断面は4角形を構成し、磁極2の外周面は平滑状の4平面からなる。
 図1~図3に示すように、巻線装置100は、各部材が配置される基台5と、基台5上に方形状に組まれて取付けられた支持台6と、支持台6に取付けられて多極電機子1を回転させることによって磁極2を順次に巻線位置に送るインデックス機構7と、を備える。図4に示すように、支持台6は、間隔をあけて多極電機子1を挟むように設けられた一対の側板6a,6bと、一対の側板6a,6bの端部を連結して方形状に組まれた端板6c,6dと、を備える。
 以下、各図において、互いに直交するX,Y及びZの三軸を設定し、巻線装置100の構成について説明する。X軸は多極電機子1の軸方向である略水平横方向、Y軸は多極電機子1の径方向である略水平前後方向、Z軸は多極電機子1の径方向であって上方に巻線が成される磁極2が位置する鉛直方向に延びるものである。
 図5に示すように、インデックス機構7は、多極電機子1をその軸方向を水平にして支持するものである。インデックス機構7は、支持台6に取付板8を介して固定されたインデックスモータ9と、インデックスモータ9の出力軸9aに連結され多極電機子1が取付けられるインデックス台11と、インデックス台11と同軸に固定可能に構成されてインデックス台11と共に多極電機子1を挟む取付具12と、を備える。多極電機子1は、環状部1a(図1参照)がインデックス台11に同軸に配置される。このように配置された多極電機子1は、取付ねじ12aを介して取付具12とインデックス台11とに挟みこまれることにより、インデックスモータ9の水平な出力軸9aと同軸に支持される。
 インデックス機構7では、多極電機子1がインデックスモータ9の水平な出力軸9aと同軸に支持されるので、インデックスモータ9が駆動すると、インデックス台11に支持された多極電機子1はその軸を中心として回転する。ここで、巻線装置100では、中心軸を水平にして支持された多極電機子1のZ軸方向上方に位置する磁極2に巻線を行うものとし、その上方に位置する磁極2を「巻線位置にある磁極2」と称する。巻線位置にある磁極2への巻線作業終了後には、インデックスモータ9が駆動することによって多極電機子1が回転し、次に巻線される磁極2がZ軸方向上方の巻線位置に送られる。このように、インデックス機構7は、多極電機子1の磁極2を巻線位置に順次に送るように構成される。
 巻線装置100は、多極電機子1の巻線位置にある磁極2に線材3が巻回されるように,環状に巻回された線材3を磁極2間のスロット1bに挿入するものである。本実施形態では、単一の磁極2の両側に形成されるスロット1bに環状に巻回された線材3が挿入される場合を示す。
 巻線装置100は、多極電機子1の磁極2を挟むように間隔を空けて設けられる一対の第一係止爪13,14と、一対の第一係止爪13,14の周囲を回転しながら線材3を繰り出して一対の第一係止爪13,14に対して線材3を掛け回すように巻回するフライヤ51と、磁極2を挟む位置まで一対の第一係止爪13,14を移動させ、磁極2に線材3が巻回されるように一対の第一係止爪13,14の間に巻回された線材3を磁極2間のスロット1bに挿入する第一移動機構16,21と、を備える。
 一対の第一係止爪13,14は、多極電機子1の軸方向であるX軸方向から磁極2を挟むように間隔H(図2参照)を空けて設けられる。図4の拡大図に示すように、一対の第一係止爪13,14は、磁極2を挟んだ状態で、そのY軸方向における幅寸法Aが、磁極2の周方向における幅Bと同じ長さか又は僅かに大きい長さに形成される。一対の第一係止爪13,14は、磁極2に対向する面が平面に形成され、磁極2と反対面は中央がX軸方向の外側に膨出するように湾曲して形成される。このように、一対の第一係止爪13,14は、断面形状がD字状の棒状物である。
 図2に示すように、巻線装置100は、一対の第一係止爪13,14を移動させる第一移動機構として、右第一移動機構16及び左第一移動機構21を備える。右第一移動機構16は、X軸、Y軸、及びZ軸方向伸縮アクチュエータ17~19の組み合わせにより構成されて一方の第一係止爪13を三軸方向に移動させる。左第一移動機構21は、X軸、Y軸、及びZ軸方向伸縮アクチュエータ22~24の組み合わせにより構成されて他方の第一係止爪14を三軸方向に移動させる。右第一移動機構16と左第一移動機構21は、同一構造であって対称に形成される。
 第一移動機構16,21の伸縮アクチュエータ17~19,22~24は、細長い箱形ハウジング17d~19d,22d~24dと、ハウジング17d~19d,22d~24d内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ17a~19a,22a~24aによって回動駆動されるボールネジ17b~19b,22b~24bと、ボールネジ17b~19b,22b~24bに螺合して平行移動する従動子17c~19c,22c~24cと、等によって構成される。伸縮アクチュエータ17~19,22~24は、サーボモータ17a~19a,22a~24aが駆動してボールネジ17b~19b,22b~24bが回転すると、ボールネジ17b~19b,22b~24bに螺合する従動子17c~19c,22c~24cがハウジング17d~19d,22d~24dの長手方向に沿って移動可能に構成される。
 一対の第一係止爪13,14は、それぞれ第一移動板15,20を介して第一移動機構16,21に取付けられる。具体的に説明すると、第一係止爪13,14が設けられた第一移動板15,20をX軸方向に移動可能にX軸方向伸縮アクチュエータ17,22のハウジング17d,22dに取付ける。X軸方向伸縮アクチュエータ17,22とともに第一移動板15,20をZ軸方向に移動可能に、従動子17c,22cがL形ブラケット25を介してZ軸方向伸縮アクチュエータ18,23のハウジング18d,23dに取付けられる。また、Z軸方向伸縮アクチュエータ18,23の従動子18c,23cをY軸方向伸縮アクチュエータ19,24の従動子19c,24cに取付け、X軸及びZ軸方向伸縮アクチュエータ17,18,22,23とともに第一移動板15,20をY軸方向に移動できるようにする。Y軸方向伸縮アクチュエータ19,24のハウジング19d,24dは、支持台6における側板6a,6bにそれぞれ取付けられる。それらの各伸縮アクチュエータ17~19,22~24におけるX軸サーボモータ17a,22a、Y軸サーボモータ19a,24a及びZ軸サーボモータ18a.23aは、これらを制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。
 図3~図5に示すように、巻線装置100は、一対の第一係止爪13,14に隣接して磁極2を挟むように間隔を空けて設けられた一対の第二係止爪33,34と、一対の第二係止爪33,34を移動させる第二移動機構36,41と、をさらに備える。一対の第二係止爪33,34は、一対の第一係止爪13,14と同一の断面形状に形成される。つまり、一対の第二係止爪33,34も、図4に示すように、断面形状がD字状の棒状物である。一対の第二係止爪33,34のY軸方向における幅寸法Aは、磁極2を挟んだ状態で、磁極2の周方向における幅Bと同じ長さ又は僅かに大きな長さに形成される。図3に示すように、一対の第二係止爪33,34のZ軸方向における長さは、一対の第一係止爪13,14と異なり、一対の第一係止爪13,14より長く形成される。
 第二移動機構36,41は、前述した第一移動機構16,21と同一構造のものが用いられる。図5に示すように、右第二移動機構36は、X軸、Y軸、及びZ軸方向伸縮アクチュエータ37~39の組み合わせにより構成されて、一方の第二係止爪33を三軸方向に移動させる。左第二移動機構41は、X軸、Y軸、及びZ軸方向伸縮アクチュエータ42~44の組み合わせにより構成されて他方の第二係止爪34を三軸方向に移動させる。一対の第二係止爪33,34は、第二移動板35,40を介して各第二移動機構36,41を構成するX軸方向伸縮アクチュエータ37,42のハウジング37d,42dにそれぞれ取付けられる。右第二移動機構36と左第二移動機構41は、同一構造であって対称に設けられ、前述した右第一移動機構16と左第一移動機構21と同一構造のものである。よって、ここにおける繰返しての説明を省略する。
 このように、図2に示す第一移動機構16,21及び図5に示す第二移動機構36,41は、図示しないコントローラからの指令により、第一移動板15,20及び第二移動板35,40とともに、一対の第一係止爪13,14及び一対の第二係止爪33,34を、基台5に対して三軸方向に任意に移動可能に構成される。具体的には、第一移動機構16,21は、一対の第一係止爪13,14を少なくとも後述するフライヤ51によって線材3が巻回される位置から、磁極2を挟む位置にまで三軸方向に移動させる。第一移動機構16,21は、このように一対の第一係止爪13,14を移動させることにより、一対の第一係止爪13,14の間に巻回された線材3をスロット1bに挿通させる(図9及び図10参照)。また、第二移動機構36,41は、一対の第二係止爪33,34を、少なくとも後述するフライヤ51によって線材3が巻回される位置から、磁極2を挟む位置にまで三軸方向に移動させる。第二移動機構36,41は、このように一対の第二係止爪33,34を移動させることにより、一対の第二係止爪33,34の間に巻回された線材3をスロット1bに挿通させる(図12及び図13参照)。
 図4に示すように、一対の第一係止爪13,14が取付けられた第一移動板15,20と、一対の第二係止爪33,34が取付けられた第二移動板35,40の形状は異なる。第一移動板15,20及び第二移動板35,40は、各移動機構16,21,36,41のX軸方向伸縮アクチュエータ17,22,37,42のハウジング17d,22d,37d,42dに基端が取付けられる本体板15a,20a,35a,40aをそれぞれ備える。第一移動板15,20には、その本体板15a,20aの先端から、多極電機子1に向かってX軸方向に延びる延長部15b,20bが形成される。その延長部15b,20bの先端には、一対の第一係止爪13,14がZ軸方向に延びて取付けられる。これに対して、第二移動板35,40には、その本体板35a,40aの先端から、多極電機子1の周方向に向かってY軸方向に延びる直交部35b,40bが形成される。その直交部35b,40bの先端には、一対の第二係止爪33,34がZ軸方向に延びて取付けられる。
 図1~図3に示すように、巻線装置100は、一対の第一係止爪13,14の周囲又は一対の第二係止爪33,34の周囲を回転しながら線材3を繰り出して一対の第一係止爪13,14又は一対の第二係止爪33,34に対して線材3を掛け回すように巻回するフライヤ51を備える。フライヤ51は、巻線位置にある磁極2、即ち、中心軸を水平にして支持された多極電機子1のZ軸方向上方に位置する磁極2に上方から対向する。この状態で、フライヤ51は、駆動モータ52により鉛直軸を中心に一対の第一係止爪13,14の周囲又は一対の第二係止爪33,34の周囲で回転し、線材3を繰り出す。このようにして、フライヤ51は、一対の第一係止爪13,14又は一対の第二係止爪33,34に線材3を掛け回すように巻回する。
 具体的には、図5に詳しく示すように、フライヤ51は、支持部53に枢支されたシャフト部51aと、シャフト部51aの多極電機子1に臨む下端部に基端が接続され、多極電機子1へ向かうにつれ徐々に径が広がるラッパ状のフライヤ部51bと、を備える。フライヤ部51bの広がった下端には、シャフト部51aの回転軸を対称線とする対称位置に配置され、線材3を転向させる一対の小プーリ51dが外側に向かってそれぞれ設けられる。一方の小プーリ51dの近傍には、一方の小プーリ51dにより転向した線材3を巻線位置にある磁極2方向に案内するノズル51eが傾斜して設けられる。他方の小プーリ51dの近傍には、回転軸を対称線としてノズル51eの対称位置に、ノズル51eと同じ形状で同じ大きさのダミーノズル51gが同様に傾斜して設けられる。このように、フライヤ51は、フライヤ51の回転軸を含む断面が、回転軸を対称線とする対称構造となるように形成される。
 支持部53は、支持台6における端板6c,6dと平行な鉛直板54に立設される。フライヤ51におけるシャフト部51aの中心軸が巻線位置にある磁極2のZ軸方向上方に位置するように、シャフト部51aが支持部53の支持孔53aに貫通される。フライヤ51は、ベアリング55を介してシャフト部51aの中心軸を回転軸として回転自在に支持される。シャフト部51aには、その中心軸にガイド筒51cが貫通して固定される。ガイド筒51cには、図示しない線材源からの線材3が導入され、巻線位置にある磁極2に臨む先端から繰り出されて一方の小プーリ51dに向かうように構成される。ガイド筒51cの先端と一方の小プーリ51dを連結するフライヤ部51bには、線材3を通過させる通過孔51fが形成される。ガイド筒51cの先端から繰り出された線材3は、通過孔51fを通過した後、一方の小プーリ51dにおいて転向し、ノズル51eを通過して一対の第一係止爪13,14の周囲又は一対の第二係止爪33,34の周囲に供給可能に構成される。
 シャフト部51aの基端には、シャフト部51aと中心軸が一致する第一プーリ56が取付けられる。また、それらの中心軸に平行な回転軸52aを有する駆動モータ52がフライヤ51に隣接して設けられる。駆動モータ52は、鉛直板54に立設された固定板57に取付けられ、回転軸52aに第二プーリ58が取付けられる。第一プーリ56と第二プーリ58の間には、ベルト59が掛け回される。駆動モータ52には、図示しないコントローラの制御出力が接続され、コントローラからの指令により駆動モータ52が駆動して回転軸52aが第二プーリ58とともに回転する。第二プーリ58の回転は、ベルト59により第一プーリ56に伝達され、第一プーリ56が設けられたフライヤ51が回転する。
 図3に示すように、フライヤ51は、フライヤ移動手段61を介して支持台6に移動可能に取付けられる。フライヤ移動手段61は、上述した各種移動機構16,21,36,41と同一構造であって、X軸、Y軸、及びZ軸方向伸縮アクチュエータ62~64の組み合わせにより構成される。具体的には、フライヤ51が設けられた鉛直板54を、Z軸方向に移動可能にZ軸方向伸縮アクチュエータ62のハウジング62dに取付ける。Z軸方向伸縮アクチュエータ62とともに鉛直板54をY軸方向に移動可能に、従動子62cがL形ブラケット65を介してY軸方向伸縮アクチュエータ63のハウジング63dに取付けられる。また、Y軸方向伸縮アクチュエータ63の従動子63cを、X軸方向伸縮アクチュエータ64の従動子64cに取付ける。さらに、Y軸及びZ軸方向伸縮アクチュエータ62,63とともに鉛直板54をX軸方向に移動可能に、X軸方向伸縮アクチュエータ64のハウジング64dが、台座66を介して支持台6に取付けられる。それらの各伸縮アクチュエータ62~64におけるZ軸サーボモータ62a、Y軸サーボモータ63a及びX軸サーボモータ64aは、これらを制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。フライヤ移動手段61はコントローラからの指令により、各伸縮アクチュエータ62~64が駆動して、鉛直板54とともにフライヤ51を基台5に対して三軸方向に任意に移動可能に構成される。
 次に、上記巻線装置を用いた本実施形態に係る巻線方法を説明する。
 本実施形態に係る巻線方法は、多極電機子1を回転させることによって磁極2を巻線位置に送る第一インデックス工程と、図9に示すように、多極電機子1の外側において一対の第一係止爪13,14に対して線材3を掛け回すように巻線する第一巻線工程と、図10に示すように、一対の第一係止爪13,14を移動させて一対の第一係止爪13,14に巻回された巻線を巻線位置にある磁極2に嵌入させる第一嵌入工程と、が繰返される巻線方法である。
 また、第一嵌入工程の後又は第一嵌入工程と共に多極電機子1を回転させることによって新たな磁極2を巻線位置に送る第二インデックス工程と、図12に示すように、多極電機子1の外側において一対の第二係止爪33,34に対して線材3を掛け回すように巻線する第二巻線工程と、図13に示すように、一対の第二係止爪33,34を移動させて一対の第二係止爪33,34に巻回された巻線を巻線位置にある磁極2に嵌入させる第二嵌入工程と、をさらに含ませることもできる。この場合、第二嵌入工程の後又は第二嵌入工程と共に第一インデックス工程が行われることになる。さらに、第一巻線工程及び第一嵌入工程では、一対の第二係止爪33,34が、第二嵌入工程において巻線が嵌入された磁極2を、多極電機子1の軸方向の両側から挟む位置に維持され、第二巻線工程及び第二嵌入工程では、一対の第一係止爪13,14が、第一嵌入工程において巻線が嵌入された磁極2を、多極電機子1の軸方向の両側から挟む位置に維持させることもできる。以下に各工程を詳説するが、各工程における巻線装置100の動作は、巻線装置100に搭載された図示しないコントローラによって自動制御されるものとする。
 まず、巻線を行う前の準備として、多極電機子1をインデックス機構7により支持させる。具体的には、図5に示すように、多極電機子1の環状部1aをインデックス台11と同軸に配置し、取付ねじ12aを介して取付具12をインデックス台11に取付けて、取付具12とインデックス台11により多極電機子1を挟む。このようにして、多極電機子1をインデックスモータ9の水平な出力軸9aと同軸に支持する。
 その後、第一インデックス工程が行われる。第一インデックス工程では、インデックス機構7におけるインデックスモータ9を駆動して、支持された多極電機子1を回転させ、巻線すべき磁極2をZ軸方向上方の巻線位置に送る。具体的には、巻線すべき磁極2をZ軸方向上方に位置させて、フライヤ51の回転軸方向と一致させる。図示しないが、このような多極電機子1の巻線位置への位置合せは、磁極2近傍に設けたセンサ等の検知器を用いて磁極2の位置を検出し、検出した情報を基に行う。そして、最初の巻線にあっては、フライヤ移動手段61によりフライヤ51を移動させて、線材3が供給されるノズル51eを多極電機子1における図示しない絡げピンの周囲に周回させる。このようにして、ノズル51eから繰り出される線材3を絡げピンに絡げておく。
 次に、第一巻線工程が開始される。第一巻線工程にあっては、まず、図6及び図9に示すように、第一移動機構16,21により一対の第一係止爪13,14をそれぞれ移動させる。一対の第一係止爪13,14は、巻線位置にある磁極2を、多極電機子1の軸方向から僅かな隙間を空けて挟むような間隔H(図7参照)を空けて配置される。そして、第一移動機構16,21により、一対の第一係止爪13,14を多極電機子1の外側、即ち、Z軸方向上方にまでそれぞれ移動させる。その後、駆動モータ52によりフライヤ51を図6の実線矢印で示すように回転させる。これにより、フライヤ51のノズル51eから繰り出される線材3を、多極電機子1の外側において、一対の第一係止爪13,14に対して掛け回すように巻線する。
 線材3が挿入されるスロット1bの幅W(図8)は、3本の線材3がそのスロット1bの幅方向に重なった状態では挿入することができないものである。このため、第一巻線工程において、フライヤ移動手段61は、フライヤ51が1回転する毎にフライヤ51をZ軸方向に線材3の直径Dに相当する量だけ移動させる。このように、一対の第一係止爪13,14に対して線材3をZ軸方向に隣接させつつ巻回し、線材3が径方向、即ち、X軸方向やY軸方向に重なることを防止する。
 磁極2を軸方向から僅かな隙間を空けて挟むような間隔Hを空けて配置された一対の第一係止爪13,14に線材3を掛け回すように巻線すると、図7に示すようなコイル4が形成される。巻回された線材3からなるコイル4は、第一係止爪13,14にそれぞれ掛け回される円弧部4a,4bと、円弧部4a,4bの両端部から連続して一対の第一係止爪13,14の間で真っ直ぐに伸びる互いに平行な一対の伸長部4c,4dと、を有する。また、図7に示すように、磁極2を挟む一対の第一係止爪13,14のY軸方向における幅寸法Aは、磁極2の周方向における幅Bと同じ長さ又はそれよりも僅かに広い長さに形成される。このため、図8に示すように、巻回された線材3からなるコイル4の伸長部4c,4dの間隔Aは、磁極2の周方向における幅B又はそれよりも僅かに広い間隔を空けて互いに平行なものとなる。
 次に、第一嵌入工程が行われる。第一嵌入工程では、一対の第一係止爪13,14をZ軸方向下方に移動させて、一対の第一係止爪13,14に巻回された巻線を巻線位置にある磁極2に嵌入させる。具体的には、図8及び図10に示すように、第一移動機構16,21(図2参照)により、一対の第一係止爪13,14を、多極電機子1の外側から巻線位置の磁極2を挟む位置まで、巻回された線材3からなるコイル4と共に移動させる。そして、図8の実線矢印で示すように、少なくとも磁極2の周方向における幅Bを空けて互いに平行に設けられたコイル4の伸長部4c,4dを、巻線位置にある磁極2の両側におけるスロット1bにそれぞれ挿入させる。これにより、巻線位置にある磁極2の周囲に、巻回された線材3からなるコイル4を変形させることなく嵌入することが可能になる。このように、本実施形態では、コイル4の嵌入時においてコイル4を変形させないので、環状に巻回された線材を細長く変形させる従来のインサータ方式のように線材3が延びてしまうおそれはない。
 また、コイル4の伸長部4c,4dは、少なくとも磁極2の周方向における幅Bを空けて互いに平行なものであり、幅Bを空けた状態で多極電機子1の径方向に移動してスロット1bに挿入される。このため、線材3がスロット1bや磁極2に過度に擦れるようなことがなく、線材3にダメージが与えられるようなこともない。そして、上記第一巻線工程においては、一対の第一係止爪13,14に対して線材3をZ軸方向に隣接させつつ巻回する。このため、本実施形態によれば、線材3が挿入されるスロット1bの幅W(図8参照)が狭いものであっても、第一嵌入工程において、複数回巻回された線材3からなるコイル4を、スロット1bの幅方向に重なることなく挿入することが可能になる。
 次に、第二インデックス工程が行われる。第二インデックス工程は、上述した第一嵌入工程の後又はその第一嵌入工程と共に行われる。第二インデックス工程では、多極電機子1を回転させることによって新たな磁極2を巻線位置に送る。具体的には、インデックス機構7におけるインデックスモータ9を駆動して支持された多極電機子1を回転させ、新たに巻線すべき磁極2をZ軸方向上方の巻線位置に送る。本実施形態では、単一の磁極2に線材3が巻回されるので、先の第一嵌入工程においてコイル4が嵌入された磁極2に隣接する磁極2が巻線位置に案内される。コイル4が嵌入された磁極2は、図12の一点鎖線矢印で示すように移動する。
 第二インデックス工程が上記第一嵌入工程と共に行われる場合には、第一嵌入工程において、第一移動機構16,21は、一対の第一係止爪13,14を、多極電機子1の外側から巻線位置の磁極2を挟む位置まで移動させると共に、周方向に移動する磁極2とともに移動させる。このようにして、一対の第一係止爪13,14と磁極2との周方向における相対的な位置関係が変動することを防止する。このような第二インデックス工程により、新たな磁極2が巻線位置に達することになり、その後、第二巻線工程が行われる。そして、第二巻線工程及びその後の第二嵌入工程の際には、一対の第一係止爪13,14は、コイル4を嵌入して磁極2を多極電機子1の軸方向の両側から挟んだ位置のまま維持される。
 第二巻線工程では、多極電機子1の外側において一対の第二係止爪33,34に対して線材3を掛け回すように巻線する。第二巻線工程にあっては、まず、図7及び図12に示すように、第二移動機構36,41(図5参照)により一対の第二係止爪33,34をそれぞれ移動させる。一対の第二係止爪33,34は、巻線位置の磁極2、即ち、先の第一嵌入工程においてコイル4が嵌入された磁極2に隣接する磁極2であって、第二インデックス工程において新たに多極電機子1のZ軸方向上方に位置するようになった磁極2を、多極電機子1の軸方向から僅かな隙間を空けて挟むような間隔を空けて配置される。このとき、第二移動機構36,41は、図12の実線矢印で示すように、一対の第二係止爪33,34をZ軸方向に移動させる。このように、一対の第一係止爪13,14が取付けられた移動板15,20における延長部15b,20bと一対の第二係止爪33,34が衝突するような事態を回避しつつ移動させる。そして、そのような衝突を回避しつつ、一対の第二係止爪33,34を巻線位置の磁極2の多極電機子1の軸方向から僅かな隙間を空けて挟むような間隔を空けて配置する。
 そして、第二移動機構36,41(図5参照)により、一対の第二係止爪33,34を多極電機子1の外側、即ち、Z軸方向上方にまでそれぞれ移動させる。その後、駆動モータ52によりフライヤ51を回転させ、ノズル51eから繰り出される線材3を、多極電機子1の外側において、一対の第二係止爪33,34に対して掛け回すように巻線する。第二巻線工程におけるフライヤ51の回転方向は、図6に破線矢印で示すように、上述した第一巻線工程におけるフライヤ51の回転方向と逆方向である。また、図7に、第二巻線工程におけるフライヤ51のノズル51eを一点鎖線で示す。そして、第二巻線工程においても、フライヤ移動手段61は、フライヤ51が1回転する毎にフライヤ51をZ軸方向に線材3の直径Dに相当する量だけ移動させる。このように、一対の第二係止爪33,34に対して線材3をZ軸方向に隣接させつつ巻回し、線材3が径方向、即ち、X軸方向やY軸方向に重なるようなことを防止する。
 次に第二嵌入工程が行われる。第二嵌入工程では、一対の第二係止爪33,34を移動させて、一対の第二係止爪33,34に巻回された巻線を巻線位置にある磁極2に嵌入させる。ここで、磁極2を軸方向から僅かな隙間を空けて挟むような間隔で配置された一対の第二係止爪33,34に掛け回すように巻線すると、図7に示すようなコイル4が形成される。このようなコイル4においても、一対の第二係止爪33,34にそれぞれ掛け回される円弧部4a,4bと、円弧部4a,4bの両端部から連続して一対の第二係止爪33,34の間で真っ直ぐに伸びる互いに平行な一対の伸長部4c,4dと、を有することになる。また、磁極2を挟む一対の第二係止爪33,34のY軸方向における幅寸法Aは、磁極2の周方向における幅Bと同じ長さ又はそれよりも僅かに広い長さに形成されている。このため、巻回された線材3からなるコイル4の伸長部4c,4dは、磁極2の周方向における幅B又はそれよりも僅かに広い間隔を空けて互いに平行なものとなる。
 図13に示すように、第二嵌入工程において、一対の第二係止爪33,34を、多極電機子1の外側から巻線位置の磁極2を挟む位置までコイル4と共に移動させると、図8に実線矢印で示すように、コイル4の伸長部4c,4dは、巻線位置にある磁極2の両側におけるスロット1bにそれぞれ挿入される。これにより、第二嵌入工程においても、巻線位置にある磁極2の周囲に巻回された線材3からなるコイル4を変形させることなく嵌入することが可能になる。このように、第二嵌入工程におけるコイル4の嵌入時においてコイル4を変形させないので、環状に巻回された線材を細長く変形させる従来のインサータ方式のように線材3が延びてしまうおそれは無い。
 また、コイル4の伸長部4c,4dは、磁極2の周方向における幅B又はそれよりも僅かに広い間隔を空けて互いに平行なものであり、その間隔を保ちつつ多極電機子1の径方向に移動してスロット1bに挿入される。このため、線材3がスロット1bや磁極2に過度に擦れるようなことがなく、線材3にダメージが与えられるようなこともない。そして、上記第二巻線工程においては、一対の第二係止爪33,34に対して線材3をZ軸方向に隣接させつつ巻回する。このため、本実施形態では、線材3が挿入されるスロット1bの幅W(図8参照)が狭いものであっても、第二嵌入工程において、複数回巻回された線材3からなるコイル4を、スロット1bの幅方向に重なることなく挿入することが可能になる。
 第二嵌入工程の際には、一対の第一係止爪13,14が、第一嵌入工程において巻線を嵌入した磁極2を多極電機子1の軸方向の両側から挟む位置のまま維持させるので、巻線は一対の第一係止爪13,14に掛け回された状態で維持される。このため、第一嵌入工程においてスロット1bに挿入された線材3は、スロット1bに挿入された真っ直ぐな状態が維持され、スロット1bの中で撓むようなことはない。よって、第二嵌入工程において、複数回巻回された線材3を、スロット1bに挿入する際に、先に挿入された線材3がその挿入先を塞ぐようなことはない。このため、隣接する磁極2に既にコイル4が嵌入されていても、比較的容易に線材3をスロット1bに挿入することが可能になる。
 第二嵌入工程の後又は第二嵌入工程と共に上記第一インデックス工程が再び行われ、上記した各工程は上記順番で順次繰返される。繰返される新たな第一インデックス工程では、多極電機子1を再び回転させることによって新たな磁極2を巻線位置に送ることになる。ここで、新たな第一インデックス工程が前述した第二嵌入工程と共に行われる場合には、第二嵌入工程において、第二移動機構36,41(図5参照)は、一対の第二係止爪33,34を、多極電機子1の外側から巻線位置の磁極2を挟む位置まで移動させると共に、移動する磁極2とともに周方向に移動させる。このようにして、一対の第二係止爪33,34と磁極2との周方向における相対的な位置関係が変動することを防止する。
 第二嵌入工程の際には、一対の第一係止爪13,14をコイル4と共に磁極2の多極電機子1の軸方向の両側から挟む位置に維持させた。しかし、新たな第一巻線工程では、図14の実線矢印で示すように、第一移動機構16,21(図2)により、一対の第一係止爪13,14を多極電機子1の中心軸に向けて移動させて、コイル4をスロット1bに残存させるとともに、コイル4から一対の第一係止爪13,14を引き抜く。その後、図9の実線矢印で示すように、第一移動機構16,21は一対の第一係止爪13,14をX軸方向に移動させることにより、一対の第一係止爪13,14が一対の第二係止爪33,34と衝突することを回避する。そして、そのような衝突を回避しつつ、一対の第一係止爪13,14は、巻線位置の磁極2を多極電機子1の軸方向から僅かな隙間を空けて挟むような間隔を空けて配置される。
 新たな第一巻線工程及び第一嵌入工程の際には、一対の第二係止爪33,34は、コイル4を嵌入して磁極2を多極電機子1の軸方向の両側から挟んだ位置のまま維持される。これにより、巻線は一対の第二係止爪33,34に掛け回された状態で維持される。このため、第二嵌入工程においてスロット1bに挿入された線材3は、スロット1bに挿入された真っ直ぐな状態が維持され、線材3がスロット1bの中で撓むようなことはない。よって、繰返される第一嵌入工程において、複数回巻回された線材3を、スロット1bに挿入する際に、先に挿入された線材3がその挿入先を塞ぐようなことはない。このため、隣接する磁極2に既にコイル4が嵌入されていても、比較的容易にその線材をスロット1bの奥にまで確実に挿入することが可能になる。
 また、再び行われる第一嵌入工程の際には、一対の第二係止爪33,34は、コイル4と共に、磁極2を多極電機子1の軸方向の両側から挟む位置一のまま維持される。これに対し、新たな第二巻線工程では、図11に示すように、第二移動機構36,41(図5)により、一対の第二係止爪33,34を多極電機子1の中心軸に向けて移動させて、コイル4をスロット1bに残存させるとともに、コイル4から一対の第二係止爪33,34を引き抜く。その後、第二移動機構36,41は、図12の実線矢印で示すように、一対の第二係止爪33,34をZ軸方向に移動させて、一対の第一係止爪13,14が取付けられた移動板15,20における延長部15b,20bに一対の第二係止爪33,34が衝突することを回避する。そして、そのような衝突を回避しつつ、一対の第二係止爪33,34は、巻線位置の磁極2を多極電機子1の軸方向から僅かな隙間を空けて挟むような間隔に配置される。
 そして、上記した各工程を順次繰返し、多極電機子1における全ての磁極2にコイル4が嵌入された状態で巻線作業は終了する。
 以上の本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
 線材3は、磁極2を挟む間隔を空けて設けられた一対の係止爪13,14,33,34に対して掛け回すように巻回される。その後一対の係止爪13,14,33,34が磁極2を挟む位置まで移動して、一対の係止爪13,14,33,34の間に巻回された線材3がスロット1bに挿入される。磁極2を挟むような間隔に配置された一対の係止爪13,14,33,34に線材3が掛け回すように巻線されて形成されたコイル4は、一対の係止爪13,14,33,34にそれぞれ掛け回される円弧部4a,4bと、円弧部4a,4bの両端部から連続して一対の係止爪13,14,33,34の間で真っ直ぐに伸びる互いに平行な伸長部4c,4dと、を有する。
 一対の係止爪13,14,33,34は、多極電機子1の外側から巻線位置の磁極2を挟む位置まで、そこに巻回された線材3からなるコイル4と共に移動して、コイル4の伸長部4c,4dを巻線位置にある磁極2の両側におけるスロット1dにそれぞれ挿入する。このように、巻回された線材3からなるコイル4を変形させることなく、巻線位置にある磁極2に嵌入することができる。したがって、本実施形態に係る巻線装置100及び巻線方法によれば、コイル4の嵌入時において、コイル4を変形させないので、環状に巻回された線材を細長く変形させる従来のインサータ方式とは異なり、線材が延びることなくコイル4を磁極2に形成することができる。
 また、一対の係止爪13,14,33,34の間におけるコイル4の互いに平行な伸長部4c,4dは、その間隔を維持した状態で、多極電機子1の径方向に移動してスロット1bに挿入される。このため、互いに平行な伸長部4c,4dの間隔を、コイル4が嵌入される磁極2の周方向における幅B又はその幅Bより僅かに広い間隔とすることにより、伸長部4c,4dは、挿入されるスロット1bや磁極2との間で過度に擦れるようなことがない。よって、その擦れに起因して線材3にダメージが与えられるようなこともない。そして、スロット1bに進入するのは線材3のみであるので、線材3が挿入されるスロット1bの幅が狭く、スロット1bにノズル51eが進入不能な場合であっても、複数回巻回された線材3にダメージを与えることなく線材3をスロット1bに挿入して、複数回巻回された線材3からなるコイル4を確実に磁極2に形成することが可能になる。
 また、本実施形態に係る巻線方法において、第一巻線工程及び第一嵌入工程では、一対の第二係止爪33,34が第二嵌入工程において巻線を嵌入させた磁極2を多極電機子1の軸方向の両側から挟む位置に維持され、第二巻線工程及び第二嵌入工程では、一対の第一係止爪13,14が第一嵌入工程において巻線を嵌入させた磁極2を多極電機子1の軸方向の両側から挟む位置に維持される。このため、スロット1bに挿入された線材3は、真っ直ぐな状態が維持され、スロット1bの中で撓むようなことはない。よって、第一又は第二嵌入工程において、複数回巻回された線材3を、スロット1bに挿入することに対して、先に挿入された線材3がその挿入先を塞ぐようなことはない。このため、隣接する磁極2に既にコイル4が嵌入されていても、比較的容易に線材3をスロット1bに挿入することが可能になる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 上記実施形態では、単一の磁極2の周方向における両側に形成されるスロット1bに環状に巻回された線材3が挿入されて、環状に巻回された線材3からなるコイル4が単一の磁極の周囲に巻回される。そのために、一対の第一係止爪13,14及び一対の第二係止爪33,34のY軸方向における幅寸法Aが、磁極2の周方向における幅Bと同じ又はそれよりも僅かに広い長さであるとした。しかし、環状に巻回された線材3からなるコイル4は、単一の磁極2の周囲に巻回されるものに限定されるものではなく、複数の磁極2の周囲に巻回される、いわゆる分布巻きであってもよい。このように、複数の磁極2の周囲に線材3を巻回させる、いわゆる分布巻きの場合は、線材3が巻回される一対の第一係止爪13,14及び一対の第二係止爪33,34が、磁極2を挟んだ状態で、そのY軸方向における幅寸法Aを、巻回しようとする複数の磁極2の周方向における全体の幅と同じ長さ又はそれよりも僅かに長い長さに形成する。これにより、環状に巻回された線材3からなるコイル4を、複数の磁極2の周囲に巻回させる、いわゆる分布巻きが可能となる。
 また、上記実施形態では、レゾルバに使用される多極電機子1であって、環状部1aから径方向外側に向かって複数の磁極2が放射状に突出したものを用いて説明した。これに代えて、巻線の対象である多極電機子1は、レゾルバのものに限られず、モータ用のものであっても良い。また、多極電機子1は、図示しないが、環状部から径方向内側に向かって複数の磁極が中心に向かって突出したようなものであってもよい。
 また、上記実施形態では、多極電機子1は、環状部1aの中心軸に平行に真っ直ぐなスロット1bを有している。これに代えて、スロット1bが真っ直ぐである限り、多極電機子1を捩ってスロット1bを互いに平行にしつつ傾斜させた、いわゆるスキューされた多極電機子1であってもよい。このようにスキューされた多極電機子1であっても、スロット1bが真っ直ぐであれば、線材3にダメージを与えることなく、巻回された線材3からなるコイル4を多極電機子1の磁極2に形成することができる。
 さらに、上記実施形態では、スロット1bの幅Wが、2本の線材3はスロット1bの幅方向に重なった状態で挿入することはできるが、3本の線材3はスロット1bの幅方向に重なった状態で挿入することができないものとした。これに代えて、スロット1bの幅Wは、2本の線材3がスロット1bの幅方向に重なった状態で挿入することができれば、3本以上の線材3がスロット1bの幅方向に重なった状態で挿入することができるようなものであってもよい。
 本願は2012年9月20日に日本国特許庁に出願された特願2012-206683に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

  1.  巻線装置であって、
     多極電機子の磁極を挟むように間隔を空けて設けられる一対の第一係止爪と、
     前記一対の第一係止爪の周囲を回転しながら線材を繰り出して前記一対の第一係止爪に対して前記線材を掛け回すように巻回するフライヤと、
     前記一対の第一係止爪を前記磁極を挟む位置まで移動させ、前記磁極に前記線材が巻回されるように前記一対の第一係止爪の間に巻回された前記線材を前記磁極間のスロットに挿入する第一移動機構と、
     を備える巻線装置。
  2.  請求項1に記載の巻線装置であって、
     多極電機子を回転させて磁極を順次に巻線位置に送るインデックス機構と、
     一対の第一係止爪に隣接して前記磁極を挟むように間隔を空けて設けられる一対の第二係止爪と、
     前記一対の第二係止爪をフライヤが線材を巻回させる位置から前記磁極を挟む位置まで移動させて、前記一対の第二係止爪の間に巻回された前記線材をスロットに挿入して前記磁極に前記線材を巻回する第二移動機構と、
     をさらに備える巻線装置。
  3.  巻線方法であって、
     多極電機子を回転させることによって磁極を巻線位置に送る第一インデックス工程と、
     前記多極電機子の外側において一対の第一係止爪に対して線材を掛け回すように巻線する第一巻線工程と、
     前記一対の第一係止爪を移動させて前記一対の第一係止爪に巻回された巻線を巻線位置にある前記磁極に嵌入させる第一嵌入工程と、
     を繰返す巻線方法。
  4.  請求項3に記載の巻線方法であって、
     第一嵌入工程の後又は第一嵌入工程と共に多極電機子を回転させることによって新たな磁極を巻線位置に送る第二インデックス工程と、
     多極電機子の外側において一対の第二係止爪に対して前記線材を掛け回すように巻線する第二巻線工程と、
     前記一対の第二係止爪を移動させて前記一対の第二係止爪に巻回された巻線を巻線位置にある前記磁極嵌入させる第二嵌入工程と、をさらに含み、
     前記第二嵌入工程の後又は前記第二嵌入工程と共に第一インデックス工程が行われる巻線方法。
  5.  請求項4に記載の巻線方法であって、
     第一巻線工程及び第一嵌入工程では、一対の第二係止爪が、第二嵌入工程において巻線が嵌入された磁極を多極電機子の軸方向の両側から挟む位置に維持され、
     第二巻線工程及び第二嵌入工程では、一対の第一係止爪が、第一嵌入工程において巻線が嵌入された磁極を多極電機子の軸方向の両側から挟む位置に維持される巻線方法。
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