JP2005012922A

JP2005012922A - Winding method and winder for armature

Info

Publication number: JP2005012922A
Application number: JP2003174598A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Miura; 孝之三浦
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: JP4340479B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To offer a flyer system of winding method and a winder which can elevate the space factor by winding many wires. <P>SOLUTION: This winder for an armature 1, which is equipped with a nozzle 5 for drawing out two or more wires 90 and a spindle 21 for rotating this nozzle 5 around its axis and winds each wire 90 on a tooth 81, is equipped with a nozzle rotating mechanism 35 which reversely rotates the nozzle 5, synchronizing with the rotation of the spindle 21, and it keeps the posture of the nozzle 5 constant even if the spindle 21 rotates. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばジェネレータやモータのステータ、ロータ等を構成する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、多数本の線材を巻線する方式の巻線装置として、三軸移動機構によりノズルを磁極間のスロットに入れて巻線するものがある（特許文献１、参照）。
【０００３】
また、従来の巻線装置として、磁極の周囲を回動して線材を繰り出すフライヤと、このフライヤから繰り出される線材を磁極に案内するフォーマとを備え、線材を磁極に巻回するものがある（特許文献２、参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００１−３２５９０３号
【特許文献２】
特開平８−１９２２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、モータ等の性能向上の要求から磁極間のスロットが狭まる傾向にあり、三軸移動機構によりノズルをスロットの奥まで入れて巻線することが困難になっている。
【０００６】
これに対してフライヤ式巻線装置は、線材がフォーマに案内されることにより、スロットの奥まで線材を導くことが可能である。
【０００７】
しかしながら、フライヤ式巻線装置を用いて多数本の線材を巻線する場合、フライヤが回動するのに伴ってフライヤのノズルに供給される各線材が捩れ、各線材の供給に支障を来す可能性がある。
【０００８】
ノズルから繰り出される多数本の線材を束にして磁極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。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、多数本の線材を巻線して占積率を高められるフライヤ式巻線方法及び巻線装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを軸まわりに回動させるスピンドルとを用い、各線材を磁極に巻回する電機子の巻線方法に適用する。
【００１１】
そして、ノズルをスピンドルの回転に同期して逆回転させ、スピンドルが回転してもノズルの姿勢を一定に維持することを特徴とするものとした。
【００１２】
第２の発明は、複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを軸まわりに回動させるスピンドルとを備え、各線材を磁極に巻回する電機子の巻線装置に適用する。
【００１３】
そして、ノズルをスピンドルの回転に同期して逆回転させるノズル回転機構を備え、スピンドルが回転してもノズルの姿勢を一定に維持する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、ノズルに各線材を独立して挿通させる複数のノズル穴を形成したことを特徴とするものとした。
【００１５】
第４の発明は、第２または第３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。
【００１６】
第５の発明は、第２から第４のいずれか一つの発明において、スピンドルを貫通して各線材をノズルへと導くノズル支持スリーブを備え、ノズル回転機構はスピンドルの回転をノズル支持スリーブに伝達する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、ノズルから繰り出される線材をティースに案内するフォーマと、このフォーマをスピンドルの回転中心軸上に回転可能に支持するフォーマ支持軸と、ノズル支持スリーブの回転をフォーマ支持軸に伝達してフォーマを静止させるフォーマ静止機構とを備えたことを特徴とするものとした。
【００１８】
【発明の作用および効果】
第１、第２の発明によると、スピンドルの回転に伴ってさせることにより、ノズルが磁極に対して回動し、ノズルから繰り出される複数の線材が束になって磁極に巻回される。
【００１９】
そして、ノズルをスピンドルの回転に同期して逆回転させ、スピンドルが回転してもノズルの姿勢が一定に維持されることにより、スピンドルが回転してもノズルに供給される複数本の線材がノズルの手前で捩れることなく、各線材の供給が円滑に行われ、巻線の占積率を高めてモータ等の性能向上がはかられる。
【００２０】
第３の発明によると、複数本の線材は各ノズル穴を挿通して繰り出されるため、線材どうしが互いに接することなく円滑に繰り出される。このため、線材どうしが摩擦によって絡み合うことが防止され、巻線の占積率を高めてモータ等の性能向上がはかられる。
【００２１】
第４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磁極に巻回され、各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等の性能向上がはかられる。
【００２２】
第５の発明によると、ノズル回転機構がスピンドルの回転をノズル支持スリーブに伝達することにより、ノズルをスピンドルの回転に同期して逆回転させ、スピンドルが回転してもノズルの姿勢を一定に維持することができる。
【００２３】
第６の発明によると、スピンドルに対するノズル支持スリーブの回転を利用してフォーマを静止させることにより、フォーマ支持軸とスピンドルの間に遊星歯車機構等を設ける必要がなく、構造を簡素化して製品のコストダウンがはかれる。
【００２４】
【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。
【００２５】
図１に示す巻線装置１は、コア８０に線材９０を自動的に巻回するものである。環状のコア８０は、アウタロータ式モータ等に備えられるステータ（電機子）を構成するもので、複数のティース（磁極）８１が放射状に並び、各ティース８１の間に各スロット８２が開口している。
【００２６】
図５はこれとは逆にインナーロータ式モータ等に備えられるステータ（電機子）のコア８０を分解した斜視図である。コア８０はティース部材８３とヨーク部材８４と各ボビン８５とから成る。ティース部材８３は各ティース８１が薄肉円筒部８８を介して一体に形成されている。各ボビン８５は絶縁材によって形成され、各ティース８１を包むものである。巻線装置１は、各ボビン８５を介して各ティース８１に線材９０を巻回する。ヨーク部材８４は円筒状に形成され、線材９０が巻回されたティース部材８３の外側に嵌合されるものである。各ティース８１の端面には突起８６が形成される一方、ヨーク部材８４の内周面には溝８７が形成され、両者が互いに嵌合して位置決めがはかられる。
【００２７】
図１において、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、巻線装置１の構成について説明する。
【００２８】
巻線装置１は、架台２に対してコア８０のティース部材８３をその中心軸（Ｚ軸）まわりに回動させるインデックス機構１１と、複数本の線材９０を繰り出すノズル５と、このノズル５をコア８０に対してＸ軸まわりに回動させ、線材９０をティース８１に巻回する巻線機構２０とを備える。
【００２９】
インデックス機構１１は、架台２に対してＺ軸まわりに回転可能に支持されるワーク支持台１２と、このワーク支持台１２を回転駆動するインデックスモータ１３とを備える。
【００３０】
インデックス機構１１をＸ軸方向に移動するワーク移動機構１５が設けられる。このワーク移動機構１５は架台２上にレール１６を介してＸ軸方向に移動可能に支持されるテーブル１７と、このテーブル１７をボールネジ１８を介して駆動するモータ１９とによって構成される。このテーブル１７上にインデックス機構１１が設けられている。
【００３１】
なお、ワーク移動機構１５にかえて、スピンドル２１をＸ軸方向に移動する機構を設けても良い。
【００３２】
巻線機構２０は、図２にも示すように、ノズル５をＸ軸まわりに回動させる機構として、ノズル５と共にＸ軸まわりに回転するスピンドル２１と、このスピンドル２１をプーリ２２，２３及びベルト２４を介して回転駆動するスピンドルモータ２５とを備える。スピンドル２１は架台２に対してベアリング２６，２７を介して回転可能に支持される。
【００３３】
ノズル５には線材供給機構７０から複数本の線材９０が供給される。ノズル５が複数本の線材９０を繰り出しながらティース８１のまわりを移動することにより、複数本の線材９０が束となってティース８１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９０を巻回することにより、巻線の占積率（密度）を高めてモータ等の性能向上がはかられる。
【００３４】
なお、図示したノズル５から繰り出される線材９０の本数は、便宜上実際よりも少なくしてあるが、実際には例えば十数本を超える本数となる。
【００３５】
線材供給機構７０はノズル５に供給される各線材９０毎に独立して張力を調節するテンション機構７１を備える。架台４８には線材９０の本数と同数のテンション機構７１が並んで設けられる。
【００３６】
このテンション機構７１においては、図示しない線材源から引き出される線材９０は、テンションバー７４先端のガイドプーリ７５に案内され、ノズル５へと送られる。
【００３７】
また、テンションバー７４は支点を中心に回動可能となっており、線材９０の張力の変動はこのテンションバー７４の回動により吸収される。
【００３８】
テンションバー７４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７４に与えるトルクを制御し、テンションバー７４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９０にかかる慣性負荷が少なく、線材９０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。
【００３９】
なお、このテンション機構７１の構造については、特開２０００−１２８４３３号公報に開示されている。
【００４０】
また、テンション機構７１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、線材が掛け回されるプーリ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９０には所定の張力が付与される構造としても良い。
【００４１】
ノズル５は円柱形に形成され、各線材９０が独立して挿通する複数のノズル穴６がその軸方向に貫通して形成される。各ノズル穴６は所定の間隔をもって開口している。
【００４２】
ノズル５はノズル支持スリーブ３２を介してスピンドル２１に支持される。各線材９０は中空のノズル支持スリーブ３２内を通してノズル５の各ノズル穴６へと送られる。
【００４３】
ノズル支持スリーブ３２はスピンドル２１をＸ軸方向に貫通して設けられ、スピンドル２１にベアリング３３，３４を介して回転可能に支持される。ノズル支持スリーブ３２はスピンドル２１の回転中心軸Ｏから所定距離だけ離れ、かつこの回転中心軸Ｏと平行に配置される。
【００４４】
ノズル５をスピンドル２１の回転に同期して逆回転させるノズル回転機構３５が設けられる。ノズル回転機構３５はスピンドル２１が１回転する間にノズル５をスピンドル２１と逆方向に１回転させ、ノズル５の姿勢を一定に維持するようになっている。
【００４５】
図２、図３に示すように、ノズル回転機構３５はスピンドル２１の後部に設けられる。ノズル回転機構３５は、架台２に対してスピンドル２１の回転中心軸Ｏと同軸上に固定されるリングギヤ３６と、このリングギヤ３６に噛み合いスピンドル２１に回転可能に支持されるピニオンギヤ３７と、このピニオンギヤ３７と同軸上に固定される小プーリ３８と、ノズル支持スリーブ３２と同軸上に固定される大プーリ３９と、小プーリ３８及び大プーリ３９に渡って掛け回されるタイミングベルト４０とから構成される。
【００４６】
線材９０をティース８１に案内するフォーマ５０がスピンドル２１とコア８０の間に設けられる。このフォーマ５０は巻回すべきティース８１を包囲するようにして各スロット８２に入り込み、ノズル５から繰り出される線材９０が巻線すべきティース８１やその両側にあるティース８１に引っかからないように案内する。
【００４７】
図２、図４に示すように、スピンドル２１の前部にはフォーマ５０を支持するフォーマ支持軸５１がベアリング５２，５３を介して回転可能に支持される。このフォーマ支持軸５１はスピンドル２１の回転中心軸Ｏと同軸上に配置される。
【００４８】
このフォーマ支持軸５１をスピンドル２１の回転に対して停止させるフォーマ静止機構５５が設けられる。フォーマ静止機構５５はノズル支持スリーブ３２に固定されるプーリ５６と、フォーマ支持軸５１に固定されるプーリ５７と、各プーリ５６，５７に渡って掛け回れるタイミングベルト５８とによって構成される。各プーリ５６，５７は互いに同一径で形成され、ノズル支持スリーブ３２がスピンドル２１の回転方向と逆方向に回転しつつ一定の姿勢でフォーマ５０の周囲を回動するのでノズル支持スリーブ３２と同一径のプーリ５６，５７によって連動するフォーマ支持軸５１が静止する。
【００４９】
次に、巻線装置１の巻線動作について説明する。
【００５０】
まず、コア８０のティース部材８３をワーク支持台１２に載せて固定する。続いて、ワーク支持台１２を回転し、巻回すべきティース８１がノズル５の回動中心軸Ｏ上に配置される。続いて、ワーク移動機構１５によってティース部材８３をスピンドル２１に近づけ、フォーマ５０によってティース８１の端部を包囲する。
【００５１】
続いて、ノズル５から繰り出される各線材９０を図示しないフックに係止する。続いて、スピンドル２１を回転し、ノズル５から繰り出される各線材９０を束にしてティース８１に巻回する。このとき、フォーマ５０が線材９０をティース８１に引っかからないように案内する。
【００５２】
一つのティース８１に対する巻線が終了すると、ワーク移動機構１５によってティース部材８３をスピンドル２１から離し、ワーク支持台１２を回転し、ワーク移動機構１５によってティース部材８３をスピンドル２１に近づけ、ティース８１をフォーマ５０に当接させて、フォーマ５０によって巻回すべきティース８１の端部を包囲し、スピンドル２１を回転し、ノズル５から繰り出される各線材９０を束にしてティース８１に巻回する。
【００５３】
１相分の巻線が終了すると、各線材９０をフックに係止した後、他の相の巻線が行われる。全ティース８１の巻線が終了すると、各線材９０を図示しないカッタにより切断し、ワーク支持台１２上からコア８０が取り外される。
【００５４】
以上のように構成されて、巻線機構２０がスピンドル２１を回転させることにより、ノズル５がフォーマ５０のまわりを回動し、ノズル５の各ノズル穴６から繰り出される各線材９０が束になってフォーマ５０に案内されて各ティース８１に巻回される。
【００５５】
このとき、複数本の線材９０はノズル５の各ノズル穴６から互いに所定の間隔を持って繰り出されるため、線材９０どうしが摩擦によって絡み合うことなく円滑に繰り出され、巻き乱れが生じることを防止でき、巻線作業の高速化がはかれる。
【００５６】
そして、各テンション機構７１がノズル５に供給される各線材９０毎に独立して張力を調節することにより、各線材９０が均一な張力を持ってティース８１に巻回され、各線材９０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等の性能向上がはかられる。
【００５７】
これについて詳述すると、ノズル５がティース８１のまわりをその姿勢を変えずに回動することにより、ティース８１に巻回される各線材９０が捩れる部位が生じ、この捩れ部に線材９０間の空隙が多くなる。これに対処して、各ノズル穴６から繰り出される各線材９０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、捩れ部にて各線材９０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。
【００５８】
そして、ノズル回転機構３５がノズル５をスピンドル２１の回転に対して同一速度で逆回転させてノズル５の姿勢を一定に保つことにより、スピンドル２１が回転しても線材供給機構７０からノズル５に供給される複数本の線材９０が捩れることなく、各線材９０の供給が円滑に行われる。
【００５９】
これに対して、ノズル５をスピンドル２１に固定して取り付けられた場合、スピンドル２１が回転するのに伴って線材供給機構７０からノズル５に供給される複数本の線材９０が捩れ、各線材９０の供給に支障を来す可能性がある。これを解消するためには、線材供給機構７０をスピンドル２１と一緒に回動させることが考えられるが、その場合、装置の大型化を招き、実用化が難しい。
【００６０】
フォーマ静止機構５５はノズル支持スリーブ３２がスピンドル２１の回転方向と逆方向に回転しつつ一定の姿勢でフォーマ５０の周囲を回動するのでノズル支持スリーブ３２と同一径のプーリ５６，５７によって連動するフォーマ支持軸５１が静止することにより、スピンドル２１の回転に対してフォーマ５０を静止させる。このように、ノズル支持スリーブ３２はノズル５の姿勢を一定に維持する回転伝達部材の機能と、フォーマ５０を静止させる回転伝達部材の機能の両方を果たす。これにより、フォーマ支持軸５１とスピンドル２１の間にフォーマ５０を静止させるための遊星歯車機構等を設ける必要がなく、構造を簡素化して製品のコストダウンがはかれる。
【００６１】
他の実施の形態として、図６に示すように、ノズル５は各線材９０を一列に並んで挿通させるスリット７を持つ構造としても良い。
【００６２】
他の実施の形態として、図７に示すように、ノズル５は各線材９０が挿通する複数のノズル穴８は一列に並んで開口する構造としても良い。
【００６３】
また、ノズル回転機構３５、フォーマ静止機構５５は、歯車やベルト機構にかえて例えばローラ等を用いても良い。
【００６４】
また、フォーマを用いないでノズルを磁極間のスロットに差し込んで巻線する方式としても良い。
【００６５】
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】同じくスピンドル等の断面図。
【図３】同じくスピンドル等の背面図。
【図４】同じくスピンドル等の正面図。
【図５】同じくコアを分解した斜視図
【図６】他の実施の形態を示すノズル等の斜視図
【図７】他の実施の形態を示すノズルの斜視図
【符号の説明】
１巻線装置
５ノズル
６ノズル穴
１１インデックス機構
２０巻線機構
２１スピンドル
３２ノズル支持スリーブ
３５ノズル回転機構
３６リングギヤ
３７ピニオンギヤ
３８小プーリ
３９大プーリ
４０タイミングベルト
５０フォーマ
５１フォーマ支持軸
５５フォーマ静止機構
５６，５７プーリ
５８タイミングベルト
７０線材供給機構
７１テンション機構
８１ティース（磁極）
９０線材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a winding method and a winding device for an armature constituting, for example, a generator, a stator of a motor, a rotor, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a winding device that winds a large number of wires, there is a winding device in which a nozzle is placed in a slot between magnetic poles by a triaxial moving mechanism (see Patent Document 1).
[0003]
Further, as a conventional winding device, there is one that includes a flyer that rotates around a magnetic pole to feed a wire, and a former that guides the wire fed from the flyer to the magnetic pole, and winds the wire around the magnetic pole ( Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2001-325903 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-19228
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, slots between magnetic poles tend to be narrowed due to demands for performance improvement of motors and the like, and it is difficult to wind a nozzle by inserting it into the slot by a triaxial moving mechanism.
[0006]
On the other hand, the flyer type winding apparatus can guide the wire to the back of the slot by guiding the wire to the former.
[0007]
However, when a large number of wires are wound using a flyer-type winding device, each wire supplied to the nozzle of the flyer is twisted as the flyer rotates, which hinders the supply of each wire. there is a possibility.
[0008]
When a large number of wires fed from the nozzle are bundled and wound around the magnetic pole, there is a problem that voids are easily generated between the wires due to friction between the wires, and the space factor of the winding cannot be increased. .
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a flyer type winding method and a winding apparatus that can increase the space factor by winding a large number of wires.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The first invention is applied to an armature winding method in which each wire is wound around a magnetic pole using a nozzle that feeds a plurality of wires and a spindle that rotates the nozzle around an axis.
[0011]
Then, the nozzle is rotated in reverse in synchronization with the rotation of the spindle, and the posture of the nozzle is maintained constant even when the spindle rotates.
[0012]
The second invention is applied to an armature winding device that includes a nozzle that feeds a plurality of wires and a spindle that rotates the nozzles around an axis, and winds each wire around a magnetic pole.
[0013]
A nozzle rotation mechanism that reversely rotates the nozzle in synchronization with the rotation of the spindle is provided, and the posture of the nozzle is maintained constant even when the spindle rotates.
[0014]
A third invention is characterized in that, in the second invention, a plurality of nozzle holes are formed through which each wire is inserted through the nozzle independently.
[0015]
According to a fourth invention, in the second or third invention, a tension mechanism for adjusting the tension independently for each wire supplied to the nozzle is provided.
[0016]
According to a fifth invention, in any one of the second to fourth inventions, a nozzle support sleeve that guides each wire to the nozzle through the spindle is provided, and the nozzle rotation mechanism transmits the rotation of the spindle to the nozzle support sleeve. It was characterized by having a configuration.
[0017]
According to a sixth aspect, in the fifth aspect, a former that guides the wire fed from the nozzle to the teeth, a former support shaft that rotatably supports the former on a rotation center axis of the spindle, and rotation of the nozzle support sleeve And a former stationary mechanism for stopping the former by transmitting it to the former support shaft.
[0018]
Operation and effect of the invention
According to the first and second aspects of the invention, the nozzle rotates with respect to the magnetic pole when the spindle rotates, and a plurality of wires fed from the nozzle are bundled and wound around the magnetic pole.
[0019]
The nozzle is rotated in reverse in synchronization with the rotation of the spindle, and the posture of the nozzle is maintained constant even when the spindle is rotated. Each wire is supplied smoothly without being twisted before the wire, and the space factor of the winding is increased to improve the performance of the motor and the like.
[0020]
According to the third invention, since the plurality of wire rods are drawn out through the nozzle holes, the wire rods are smoothly drawn out without contacting each other. For this reason, it is prevented that the wire rods are entangled with each other by friction, and the space factor of the winding is increased and the performance of the motor or the like is improved.
[0021]
According to the fourth invention, the tension mechanism adjusts the tension independently for each wire supplied to the nozzle, so that each wire is wound around the magnetic pole with a uniform tension, and a gap is formed between each wire. And the performance of the motor and the like can be improved by increasing the space factor of the winding.
[0022]
According to the fifth aspect of the invention, the nozzle rotation mechanism transmits the rotation of the spindle to the nozzle support sleeve, so that the nozzle is rotated in reverse in synchronization with the rotation of the spindle, and the posture of the nozzle is maintained constant even when the spindle rotates. can do.
[0023]
According to the sixth invention, the rotation of the nozzle support sleeve relative to the spindle is used to make the former stationary, so that it is not necessary to provide a planetary gear mechanism or the like between the former support shaft and the spindle, and the structure is simplified and the product is Cost reduction is planned.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0025]
A winding device 1 shown in FIG. 1 automatically winds a wire 90 around a core 80. The annular core 80 constitutes a stator (armature) provided in an outer rotor type motor or the like. A plurality of teeth (magnetic poles) 81 are arranged radially, and slots 82 are opened between the teeth 81. .
[0026]
FIG. 5 is an exploded perspective view of the stator (armature) core 80 provided in the inner rotor type motor or the like, on the contrary. The core 80 includes a tooth member 83, a yoke member 84, and each bobbin 85. Each tooth 81 is integrally formed with the tooth member 83 via a thin cylindrical portion 88. Each bobbin 85 is formed of an insulating material and wraps each tooth 81. The winding device 1 winds the wire 90 around each tooth 81 via each bobbin 85. The yoke member 84 is formed in a cylindrical shape and is fitted to the outside of the tooth member 83 around which the wire 90 is wound. A protrusion 86 is formed on the end surface of each tooth 81, while a groove 87 is formed on the inner peripheral surface of the yoke member 84, and they are fitted to each other and positioned.
[0027]
In FIG. 1, three axes X, Y, and Z orthogonal to each other are set, the X axis extends in a substantially horizontal front-rear direction, the Y axis extends in a substantially horizontal lateral direction, and the Z axis extends in a substantially vertical direction. The configuration of will be described.
[0028]
The winding device 1 includes an index mechanism 11 that rotates the tooth member 83 of the core 80 around the center axis (Z axis) with respect to the gantry 2, a nozzle 5 that feeds a plurality of wires 90, and the nozzle 5 A winding mechanism 20 that rotates around the X axis with respect to the core 80 and winds the wire 90 around the teeth 81 is provided.
[0029]
The index mechanism 11 includes a workpiece support 12 that is rotatably supported about the Z axis with respect to the gantry 2, and an index motor 13 that rotationally drives the workpiece support 12.
[0030]
A workpiece moving mechanism 15 that moves the index mechanism 11 in the X-axis direction is provided. The workpiece moving mechanism 15 includes a table 17 that is supported on the gantry 2 via a rail 16 so as to be movable in the X-axis direction, and a motor 19 that drives the table 17 via a ball screw 18. An index mechanism 11 is provided on the table 17.
[0031]
Instead of the workpiece moving mechanism 15, a mechanism for moving the spindle 21 in the X-axis direction may be provided.
[0032]
As shown in FIG. 2, the winding mechanism 20 is a mechanism for rotating the nozzle 5 around the X axis, and a spindle 21 that rotates around the X axis together with the nozzle 5, and this spindle 21 is connected to pulleys 22 and 23 and a belt. And a spindle motor 25 that is rotationally driven through the motor 24. The spindle 21 is rotatably supported with respect to the gantry 2 via bearings 26 and 27.
[0033]
A plurality of wire rods 90 are supplied from the wire rod supply mechanism 70 to the nozzle 5. As the nozzle 5 moves around the teeth 81 while feeding out the plurality of wires 90, the plurality of wires 90 are wound around the teeth 81 as a bundle. In this way, by winding a plurality of thin wire rods 90 instead of the thick wire rods, the space factor (density) of the windings is increased and the performance of the motor and the like can be improved.
[0034]
The number of the wire rods 90 fed out from the illustrated nozzle 5 is less than the actual number for convenience, but actually, for example, the number exceeds ten or more.
[0035]
The wire rod supply mechanism 70 includes a tension mechanism 71 that adjusts the tension independently for each wire rod 90 supplied to the nozzle 5. On the gantry 48, the same number of tension mechanisms 71 as the number of wires 90 are provided side by side.
[0036]
In the tension mechanism 71, the wire 90 drawn from a wire source (not shown) is guided by the guide pulley 75 at the tip of the tension bar 74 and sent to the nozzle 5.
[0037]
Further, the tension bar 74 can be rotated around a fulcrum, and the fluctuation of the tension of the wire 90 is absorbed by the rotation of the tension bar 74.
[0038]
The rotation angle of the tension bar 74 is fed back by a potentiometer (not shown), and the torque applied to the tension bar 74 is controlled via a controller and actuator (not shown) to adjust the angle of the tension bar 74 to return to the target position. Thereby, there is little inertial load concerning the wire 90 and it can absorb smoothly that the tension | tensile_strength of the wire 90 changes transiently.
[0039]
The structure of the tension mechanism 71 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-128433.
[0040]
The tension mechanism 71 is not limited to this, and as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-255484, the rotation of the pulley around which the wire is wound is braked by an electromagnetic brake. It is good also as a structure where predetermined tension | tensile_strength is provided.
[0041]
The nozzle 5 is formed in a cylindrical shape, and a plurality of nozzle holes 6 through which the respective wire rods 90 are inserted independently are formed penetrating in the axial direction. Each nozzle hole 6 is opened at a predetermined interval.
[0042]
The nozzle 5 is supported by the spindle 21 via the nozzle support sleeve 32. Each wire 90 is sent through the hollow nozzle support sleeve 32 to each nozzle hole 6 of the nozzle 5.
[0043]
The nozzle support sleeve 32 is provided so as to penetrate the spindle 21 in the X-axis direction, and is rotatably supported by the spindle 21 via bearings 33 and 34. The nozzle support sleeve 32 is arranged at a predetermined distance from the rotation center axis O of the spindle 21 and is arranged in parallel with the rotation center axis O.
[0044]
A nozzle rotation mechanism 35 that rotates the nozzle 5 in reverse in synchronization with the rotation of the spindle 21 is provided. The nozzle rotating mechanism 35 rotates the nozzle 5 once in the direction opposite to the spindle 21 while the spindle 21 rotates once, so that the posture of the nozzle 5 is maintained constant.
[0045]
As shown in FIGS. 2 and 3, the nozzle rotation mechanism 35 is provided at the rear portion of the spindle 21. The nozzle rotation mechanism 35 includes a ring gear 36 that is fixed coaxially to the rotation center axis O of the spindle 21 with respect to the gantry 2, a pinion gear 37 that meshes with the ring gear 36 and is rotatably supported by the spindle 21, and the pinion gear 37. And a small pulley 38 that is fixed coaxially with the nozzle support sleeve 32, a large pulley 39 that is fixed coaxially with the nozzle support sleeve 32, and a timing belt 40 that is wound around the small pulley 38 and the large pulley 39. .
[0046]
A former 50 for guiding the wire 90 to the teeth 81 is provided between the spindle 21 and the core 80. The former 50 enters each slot 82 so as to surround the tooth 81 to be wound, and guides the wire rod 90 fed from the nozzle 5 so as not to be caught by the tooth 81 to be wound or the teeth 81 on both sides thereof.
[0047]
As shown in FIGS. 2 and 4, a former support shaft 51 that supports the former 50 is rotatably supported on the front portion of the spindle 21 via bearings 52 and 53. The former support shaft 51 is arranged coaxially with the rotation center axis O of the spindle 21.
[0048]
A former stationary mechanism 55 that stops the former support shaft 51 against the rotation of the spindle 21 is provided. The former stationary mechanism 55 includes a pulley 56 that is fixed to the nozzle support sleeve 32, a pulley 57 that is fixed to the former support shaft 51, and a timing belt 58 that can be wound around the pulleys 56 and 57. The pulleys 56 and 57 are formed to have the same diameter, and the nozzle support sleeve 32 rotates around the former 50 in a fixed posture while rotating in the direction opposite to the rotation direction of the spindle 21. The former support shaft 51 interlocked by the pulleys 56 and 57 stops.
[0049]
Next, the winding operation of the winding device 1 will be described.
[0050]
First, the tooth member 83 of the core 80 is placed on the work support 12 and fixed. Subsequently, the workpiece support 12 is rotated, and the teeth 81 to be wound are disposed on the rotation center axis O of the nozzle 5. Subsequently, the workpiece moving mechanism 15 brings the tooth member 83 close to the spindle 21 and the former 50 surrounds the end portion of the tooth 81.
[0051]
Subsequently, each wire 90 fed from the nozzle 5 is locked to a hook (not shown). Subsequently, the spindle 21 is rotated, and each wire 90 fed from the nozzle 5 is bundled and wound around the tooth 81. At this time, the former 50 guides the wire 90 so as not to be caught by the teeth 81.
[0052]
When the winding of one tooth 81 is completed, the work moving mechanism 15 separates the tooth member 83 from the spindle 21, rotates the work support 12, the work moving mechanism 15 brings the tooth member 83 closer to the spindle 21, and the teeth 81 are moved. The end of the tooth 81 to be wound by the former 50 is surrounded by being brought into contact with the former 50, the spindle 21 is rotated, and each wire rod 90 fed out from the nozzle 5 is bundled and wound around the tooth 81.
[0053]
When the winding for one phase is completed, each wire 90 is locked to the hook, and then the winding for the other phase is performed. When the winding of all the teeth 81 is completed, each wire 90 is cut by a cutter (not shown), and the core 80 is removed from the work support base 12.
[0054]
With the configuration as described above, the winding mechanism 20 rotates the spindle 21, whereby the nozzle 5 rotates around the former 50, and each wire 90 fed from each nozzle hole 6 of the nozzle 5 is bundled. Then, it is guided by the former 50 and wound around each tooth 81.
[0055]
At this time, since the plurality of wire rods 90 are fed out from the nozzle holes 6 of the nozzle 5 with a predetermined distance from each other, the wire rods 90 can be smoothly fed out without being entangled with each other due to friction, and turbulence can be prevented. The speed of winding work can be increased.
[0056]
And each tension mechanism 71 adjusts tension | tensile_strength independently for every wire 90 supplied to the nozzle 5, Each wire 90 is wound around the teeth 81 with uniform tension, Between each wire 90 The generation of voids can be suppressed, and the space factor of the windings can be increased to improve the performance of the motor and the like.
[0057]
More specifically, when the nozzle 5 rotates around the tooth 81 without changing its posture, a portion where each wire 90 wound around the tooth 81 is twisted is generated. There are many voids. In response to this, each wire 90 fed out from each nozzle hole 6 is wound around the bobbin 3 with a certain tension, so that each wire 90 fills up the gap in the twisted portion. The space factor of the winding can be increased.
[0058]
Then, the nozzle rotating mechanism 35 rotates the nozzle 5 in the reverse direction at the same speed as the rotation of the spindle 21 to keep the position of the nozzle 5 constant, so that even if the spindle 21 rotates, the wire rod supply mechanism 70 moves to the nozzle 5. The supply of each wire 90 is smoothly performed without twisting the supplied plurality of wires 90.
[0059]
On the other hand, when the nozzle 5 is fixedly attached to the spindle 21, as the spindle 21 rotates, a plurality of wire rods 90 supplied to the nozzle 5 from the wire rod supply mechanism 70 are twisted, and each wire rod 90 is rotated. May interfere with the supply of In order to solve this problem, it is conceivable to rotate the wire supply mechanism 70 together with the spindle 21. In this case, however, the apparatus is increased in size and is difficult to put into practical use.
[0060]
Since the nozzle support sleeve 32 rotates around the former 50 in a fixed posture while the nozzle support sleeve 32 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the spindle 21, the former stationary mechanism 55 is interlocked by pulleys 56 and 57 having the same diameter as the nozzle support sleeve 32. When the former support shaft 51 is stationary, the former 50 is stationary with respect to the rotation of the spindle 21. As described above, the nozzle support sleeve 32 performs both a function of a rotation transmission member that maintains the posture of the nozzle 5 at a constant level and a function of a rotation transmission member that stops the former 50. Thereby, it is not necessary to provide a planetary gear mechanism or the like for stopping the former 50 between the former support shaft 51 and the spindle 21, and the structure can be simplified and the cost of the product can be reduced.
[0061]
As another embodiment, as shown in FIG. 6, the nozzle 5 may have a structure having a slit 7 through which each wire 90 is inserted in a line.
[0062]
As another embodiment, as shown in FIG. 7, the nozzle 5 may have a structure in which a plurality of nozzle holes 8 through which the wire members 90 are inserted are opened in a line.
[0063]
The nozzle rotating mechanism 35 and the former stationary mechanism 55 may use rollers or the like instead of the gears and the belt mechanism.
[0064]
Moreover, it is good also as a system which winds by inserting a nozzle in the slot between magnetic poles, without using a former.
[0065]
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 sectional view of a spindle and the like.
FIG. 3 is a rear view of the spindle and the like.
FIG. 4 is a front view of the spindle and the like.
5 is an exploded perspective view of the core. FIG. 6 is a perspective view of a nozzle or the like showing another embodiment. FIG. 7 is a perspective view of a nozzle showing another embodiment.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Winding device 5 Nozzle 6 Nozzle hole 11 Index mechanism 20 Winding mechanism 21 Spindle 32 Nozzle support sleeve 35 Nozzle rotation mechanism 36 Ring gear 37 Pinion gear 38 Small pulley 39 Large pulley 40 Timing belt 50 Former 51 Former support shaft 55 Former stationary mechanism 56 , 57 Pulley 58 Timing belt 70 Wire rod supply mechanism 71 Tension mechanism 81 Teeth (magnetic pole)
90 wire rod

Claims

複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを軸まわりに回動させるスピンドルとを用い、各線材を磁極に巻回する電機子の巻線方法において、
前記ノズルを前記スピンドルの回転に同期して逆回転させ、スピンドルが回転してもノズルの姿勢を一定に維持することを特徴とする電機子の巻線方法。In a winding method of an armature that winds each wire rod around a magnetic pole using a nozzle that feeds a plurality of wire rods and a spindle that rotates the nozzle around an axis,
A method for winding an armature, wherein the nozzle is rotated in reverse in synchronization with the rotation of the spindle, and the posture of the nozzle is maintained constant even when the spindle rotates.

複数本の線材を繰り出すノズルと、このノズルを軸まわりに回動させるスピンドルとを備え、各線材を磁極に巻回する電機子の巻線装置において、
前記ノズルを前記スピンドルの回転に同期して逆回転させるノズル回転機構を備え、スピンドルが回転してもノズルの姿勢を一定に維持する構成としたことを特徴とする電機子の巻線装置。In an armature winding apparatus that includes a nozzle that feeds a plurality of wires and a spindle that rotates the nozzle around an axis, and each wire is wound around a magnetic pole.
An armature winding apparatus comprising: a nozzle rotation mechanism that reversely rotates the nozzle in synchronization with rotation of the spindle, and maintains a constant posture of the nozzle even when the spindle rotates.

前記ノズルに各線材を独立して挿通させる複数のノズル穴を形成したことを特徴とする請求項２に記載の電機子の巻線装置。The armature winding device according to claim 2, wherein a plurality of nozzle holes are formed in the nozzle to allow each wire to be inserted independently.

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または３に記載の電機子の巻線装置。The armature winding device according to claim 2 or 3, further comprising a tension mechanism that adjusts a tension independently for each wire supplied to the nozzle.

前記スピンドルを貫通して前記各線材を前記ノズルへと導くノズル支持スリーブを備え、前記ノズル回転機構は前記スピンドルの回転をノズル支持スリーブに伝達する構成としたことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の電機子の巻線装置。5. A nozzle support sleeve that passes through the spindle and guides each wire to the nozzle, and the nozzle rotation mechanism transmits rotation of the spindle to the nozzle support sleeve. The armature winding device according to any one of the above.

前記ノズルから繰り出される線材をティースに案内するフォーマと、このフォーマを前記スピンドルの回転中心軸上に回転可能に支持するフォーマ支持軸と、前記ノズル支持スリーブの回転をフォーマ支持軸に伝達してフォーマを静止させるフォーマ静止機構とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の電機子の巻線装置。A former that guides the wire fed from the nozzle to the teeth, a former support shaft that rotatably supports the former on the rotation center axis of the spindle, and the rotation of the nozzle support sleeve transmitted to the former support shaft. The armature winding device according to claim 4, further comprising: a former stationary mechanism for stationary the armature.