JP2005237167A - ステータ鉄心の巻線装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 第1コイルを形成した後、第2コイルを形成するにあたり、表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部の変形を防止することができるステータ鉄心の巻線装置を提供する。
【解決手段】 本発明の巻線装置1000は、第1コイル(U相第1コイル7u1)を形成した後、ステータ鉄心3をその軸線3Xの周りに所定の角度θだけ回動させて、ステータ鉄心3に対する巻線吐出装置200の周方向位置を第2コイルを形成する所定の周方向位置に変更した後、次の第2コイルを形成する一連の動作を繰り返して複数のコイル7(U相コイル7u)を順に形成するにあたり、少なくとも、ステータ鉄心3をステータ鉄心3の軸線3Xの周りに所定の角度だけ回動させている期間に亘り、第1コイル(U相第1コイル7u1)の表面側コイルエンド部7H(7Hu1)及び裏面側コイルエンド部の変形を防止する変形防止機構100を有している。
【選択図】 図21
【解決手段】 本発明の巻線装置1000は、第1コイル(U相第1コイル7u1)を形成した後、ステータ鉄心3をその軸線3Xの周りに所定の角度θだけ回動させて、ステータ鉄心3に対する巻線吐出装置200の周方向位置を第2コイルを形成する所定の周方向位置に変更した後、次の第2コイルを形成する一連の動作を繰り返して複数のコイル7(U相コイル7u)を順に形成するにあたり、少なくとも、ステータ鉄心3をステータ鉄心3の軸線3Xの周りに所定の角度だけ回動させている期間に亘り、第1コイル(U相第1コイル7u1)の表面側コイルエンド部7H(7Hu1)及び裏面側コイルエンド部の変形を防止する変形防止機構100を有している。
【選択図】 図21
Description
本発明は、内歯形状のステータ鉄心に巻線を巻き付けてコイルを形成するステータ鉄心の巻線装置に関する。
電動モータに用いるステータの形式として、内歯形状のステータ鉄心を用意し、内歯に対しステータ鉄心の径方向内側から巻線を巻き付けてコイルを形成したものがある。しかしながら、内歯形式のステータ鉄心に巻線を巻くのは、外歯形式のステータ鉄心に巻線を巻くのに比して困難である。そこで、従来より、内歯形状のステータ鉄心に巻線を巻き付けてコイルを形成する巻線装置として、様々なものが提案されている。例えば、特許文献1には、ステータ鉄心を載置した回転台を往復回転させると共に、ニードルアーム(巻線吐出装置)からのマグネットワイヤ(巻線)を、ワイヤ引き出しアームによって外方へ引き出し、一対のフック間に案内することによってスロットを飛び越して巻線を巻回し、スロットに対する分布巻きを達成する装置が示されている。
このように、特許文献1のステータ巻線機では、コイルを形成するための装置として、巻線を外方に引き出すワイヤ引き出しアームの他に、別途、引き出した巻線を固定するための一対のフックを有するフック治具を設けていた。さらには、詳細に説明されていないが、このフック治具を往復直動及び回転させるための装置などが設けられており、大型で複雑な巻線装置となっていた。また、この巻線機のワイヤ引き出しアームは、ステータの径方向に往復移動するだけであるため、巻線を多数巻回した場合には、ワイヤ引き出しアームとコイルエンドが干渉してしまう危険性があり、適切にコイルを成形できない虞があった。
これに対し、本発明者は、引き出した巻線を固定するためのフックを用いることなく、第1〜第4アームだけで、巻線を引き出すと共に所定の位置で保持し、コイルを成形することを可能とした巻線装置を提案している(例えば、特願2003−177139参照)。具体的には、ステータ鉄心の表面側に所定の間隙を設けて配置された第1,第4アーム、及びステータ鉄心の裏面側に所定の間隙を設けて配置された第2,第3アームの合計4本のアームを、巻線吐出装置の動きに合わせ、ステータの径方向への往復移動させることによってコイルを成形する(このとき、第1〜第4アームによって、表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部が、所定の表面側コイルエンド領域及裏面側コイルエンド領域に形成される)。しかも、この第1〜第4アームは、巻線吐出装置が自身に接近するときは巻線吐出装置と接触しないように退避位置に移動し、巻線吐出装置が通過した後はセット位置に復帰するように構成されている。
ところで、この巻線装置では、1つのコイル(第1コイルとする)を形成した後、第1〜第4アームを第1コイル(具体的には、第1コイルの表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部)から離間させた状態で、ステータ鉄心をその軸線周りに所定の角度だけ回動させて、ステータ鉄心に対する巻線吐出装置の周方向位置を次のコイル(第2コイルとする)を形成する所定の周方向位置に変更した後、第2コイルを形成する一連の動作を繰り返して複数のコイルを順に形成する。
このように、ステータ鉄心をその軸線周りに所定の角度だけ回動させている期間は、第1〜第4アームがコイル(コイルエンド部)を保持していないため、巻線吐出装置から吐出された巻線に働く張力によって、直前に形成した第1コイルをなす巻線が巻線吐出装置側に引っ張られ、第1コイルの表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部が変形してしまう虞があった。具体的には、例えば、第1コイルの表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部が変形し、所定の表面側コイルエンド領域及裏面側コイルエンド領域よりもステータ鉄心の径方向内側に位置してしまう虞があった。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、第1コイルを形成した後、第2コイルを形成するにあたり、表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部の変形を防止することができるステータ鉄心の巻線装置を提供することを目的とする。
その解決手段は、表面とこれに平行な裏面とを有するリング状で内歯形状のステータ鉄心について、互いに隣接する上記内歯で構成されるスロットのうち、上記ステータ鉄心の周方向に交互に並ぶ複数の第1スロット内及び第2スロット内に1本または複数本の素線からなる巻線を挿入し、上記第1スロットと第2スロットとの間に上記巻線を渡らせて巻回したコイルを、上記ステータ鉄心の周方向に複数形成するステータ鉄心の巻線装置であって、上記ステータ鉄心の軸線方向のうち、上記裏面から上記表面に向かう方向を第1軸線方向とし、この逆を第2軸線方向とし、上記コイルのうち上記ステータ鉄心の表面より上記第1軸線方向に位置する部分を表面側コイルエンド部、上記コイルのうち上記ステータ鉄心の裏面より上記第2軸線方向に位置する部分を裏面側コイルエンド部としたとき、上記巻線を吐出する巻線吐出装置と、上記表面側コイルエンド部及び上記裏面側コイルエンド部を、所定の表面側コイルエンド領域及び裏面側コイルエンド領域に配置し成形するコイルエンド成形部材と、を備え、同一の巻線からなり上記ステータ鉄心の周方向に隣り合って並ぶ2つのコイルのうち、先に形成されたコイルを第1コイル、後に形成されたコイルを第2コイルとしたとき、上記第1コイルを形成した後、上記コイルエンド成形部材を上記第1コイルから離間させた状態で、上記ステータ鉄心及び上記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに所定の角度だけ回動させて、上記ステータ鉄心に対する上記巻線吐出装置の周方向位置を上記第2コイルを形成する所定の周方向位置に変更した後、上記第2コイルを形成する一連の動作を繰り返して上記複数のコイルを順に形成するにあたり、少なくとも、上記ステータ鉄心及び上記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに所定の角度だけ回動させている期間に亘り、上記第1コイルの上記表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部の変形を防止する変形防止機構を有するステータ鉄心の巻線装置である。
本発明の巻線装置は、少なくとも、ステータ鉄心及び巻線吐出装置のうち少なくともいずれかをステータ鉄心の軸線周りに所定の角度だけ回動させている期間に亘り、第1コイルの表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部の変形を防止する変形防止機構を有している。このため、第1コイルを形成した後、第2コイルを形成するにあたり、第1コイルの表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部が変形してしまうのを防止することができる。具体的には、例えば、巻線吐出装置から吐出された巻線に働く張力によって、直前に形成した第1コイルをなす巻線が、ステータ鉄心の内側に位置する巻線吐出装置側に引っ張られても、第1コイルの表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部が、所定の表面側コイルエンド領域及裏面側コイルエンド領域よりもステータ鉄心の径方向内側に引き込まれて変形してしまう虞がない。
なお、本発明の変形防止機構としては、例えば、表面側規制部材及び裏面側規制部材を有し、これらを表面側コイルエンド領域及び裏面側コイルエンド領域の径方向内側に隣接する表面側規制位置及び裏面側規制位置に配置し、表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部が変形して表面側コイルエンド領域及び裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制するものが挙げられる。あるいは、第1コイルと巻線吐出装置との間に渡る巻線の一部を把持、固定し、巻線吐出装置から吐出された巻線に働く張力によって第1コイルをなす巻線が巻線吐出装置側に引っ張られないようにして、表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部の変形を防止するようにしても良い。
さらに、上記のステータ鉄心の巻線装置であって、前記コイルエンド成形部材は、前記ステータ鉄心の前記表面より前記第1軸線方向に位置する第1アームであって、前記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち前記第1スロット内に挿入された第1スロット挿入部より上記第1軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、前記表面側コイルエンド部を前記表面側コイルエンド領域に配置し成形する第1アームと、上記ステータ鉄心の前記裏面より上記第2軸線方向に位置する第2アームであって、上記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち上記第1スロット挿入部より上記第2軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、前記裏面側コイルエンド部を前記裏面側コイルエンド領域に配置し成形する第2アームと、上記ステータ鉄心の上記裏面より上記第2軸線方向に位置する第3アームであって、上記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち前記第2スロット内に挿入された第2スロット挿入部より上記第2軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、上記裏面側コイルエンド部を上記裏面側コイルエンド領域に配置し成形する第3アームと、上記ステータ鉄心の上記表面より上記第1軸線方向に位置する第4アームであって、上記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち上記第2スロット挿入部より上記第1軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、上記表面側コイルエンド部を上記表面側コイルエンド領域に配置し成形する第4アームと、を含んでなるステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
本発明の巻線装置では、表面側コイルエンド部を表面側コイルエンド領域に配置し成形するにあたり、第1アーム及び第4アームの2つのアームを用いている。詳細には、巻線吐出装置から吐出された巻線のうち第1スロット挿入部より第1軸線方向に位置する巻線に対し、第1アームを掛合させてこの巻線をたぐり、巻線吐出装置から吐出された巻線のうち第2スロット挿入部より第1軸線方向に位置する巻線に対し、第4アームを掛合させてこの巻線をたぐることによって、表面側コイルエンド部を表面側コイルエンド領域に配置し成形する。このような手法によれば、適切に、表面側コイルエンド部を表面側コイルエンド領域に配置し成形することができる。
さらに、裏面側コイルエンド部についても、表面側コイルエンド部と同様にして、第2アーム及び第3アームの2つのアームを用いて成形するので、適切に、裏面側コイルエンド部を裏面側コイルエンド領域に配置し成形することができる。
さらに、裏面側コイルエンド部についても、表面側コイルエンド部と同様にして、第2アーム及び第3アームの2つのアームを用いて成形するので、適切に、裏面側コイルエンド部を裏面側コイルエンド領域に配置し成形することができる。
さらに、上記いずれかのステータ鉄心の巻線装置であって、前記変形防止機構は、上記表面側周方向領域の前記径方向内側に隣接する表面側規制位置に配置され、上記表面側コイルエンド部の少なくとも一部が変形して上記表面側コイルエンド領域よりも前記径方向内側に位置するのを規制する表面側規制部材と、前記裏面側コイルエンド領域の前記径方向内側に隣接する裏面側規制位置に配置され、上記裏面側コイルエンド部の少なくとも一部が変形して上記裏面側コイルエンド領域よりも前記径方向内側に位置するのを規制する裏面側規制部材と、を有するステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
前述のように、従来の巻線装置では、直前に形成した第1コイルをなす巻線が巻線吐出装置側に引っ張られると、第1コイルの表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部が変形し、所定の表面側コイルエンド領域及裏面側コイルエンド領域よりもステータ鉄心の径方向内側に位置してしまう虞があった。
これに対し、本発明の巻線装置では、表面側規制部材を、表面側コイルエンド領域の径方向内側に隣接する表面側規制位置に配置する。これにより、表面側コイルエンド部が変形して表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置してしまうのを、適切に防止することができる。同様に、裏面側規制部材を、裏面側コイルエンド領域の径方向内側に隣接する裏面側規制位置に配置するので、裏面側コイルエンド部が変形して裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置してしまうのを、適切に防止することができる。
これに対し、本発明の巻線装置では、表面側規制部材を、表面側コイルエンド領域の径方向内側に隣接する表面側規制位置に配置する。これにより、表面側コイルエンド部が変形して表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置してしまうのを、適切に防止することができる。同様に、裏面側規制部材を、裏面側コイルエンド領域の径方向内側に隣接する裏面側規制位置に配置するので、裏面側コイルエンド部が変形して裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置してしまうのを、適切に防止することができる。
さらに、上記のステータ鉄心の巻線装置であって、前記ステータ鉄心及び前記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに前記所定の角度だけ回動させる前に、前記表面側規制部材を、前記ステータ鉄心の内周円筒面を前記軸線方向に延ばした仮想内周円筒面よりも前記径方向内側の表面側円筒内位置から、上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させて、前記表面側規制位置に配置する表面側移動機構と、上記ステータ鉄心及び上記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに上記所定の角度だけ回動させる前に、前記裏面側規制部材を、上記仮想内周円筒面よりも上記径方向内側の裏面側円筒内位置から、上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させて、前記裏面側規制位置に配置する裏面側移動機構と、を備えるステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
本発明の巻線装置では、表面側規制部材を、仮想内周円筒面よりも径方向内側の表面側円筒内位置からステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させて、表面側規制位置に配置する。このように表面側規制部材を移動させることにより、表面側コイルエンド部が、形成不良により、表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に形成されてしまった場合でも、表面側規制部材によって表面側コイルエンド部を径方向外側に押圧して、所定の表面側コイルエンド領域に配置することができる。さらに、裏面側コイルエンド部が、形成不良により、表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に形成されてしまった場合についても、同様にして、所定の表面側コイルエンド領域に配置することができる。
なお、表面側規制部材を、表面側円筒内位置からステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させるとは、例えば、表面側円筒内位置からステータ鉄心の径外方向に移動させる場合が挙げられる。あるいは、表面側規制部材を、表面側円筒内位置から円弧状に移動させて、仮想内周円筒面の外側に位置する表面側規制位置まで移動させるようにしても良い。具体的には、例えば、一端が表面側規制部材に連結され、他端が回転軸の周りに回動自在に設けられた棒状の連結部材を、その回転軸周りに回動させることにより、表面側規制部材を、表面側円筒内位置から円弧状に移動させて、仮想内周円筒面の外側に位置する表面側規制位置まで移動させるようにしても良い。
さらに、上記のステータ鉄心の巻線装置であって、前記表面側規制部材は、柱形状で、前記軸線方向に延びる第1表面側規制部材と、柱形状で、前記軸線方向に延びる第2表面側規制部材と、を有し、前記裏面側規制部材は、柱形状で、前記軸線方向に延びる第1裏面側規制部材と、柱形状で、前記軸線方向に延びる第2裏面側規制部材と、を有し、前記表面側コイルエンド領域のうち前記ステータ鉄心の周方向に延びる部分を表面側周方向延長領域とし、前記裏面側コイルエンド領域のうち上記ステータ鉄心の周方向に延びる部分を裏面側周方向延長領域としたとき、前記表面側規制位置は、上記表面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第1スロット付近に位置する第1表面側規制位置と、上記表面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第2スロット付近に位置する第2表面側規制位置と、を含み、前記裏面側規制位置は、上記裏面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第1スロット付近に位置する第1裏面側規制位置と、上記裏面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第2スロット付近に位置する第2裏面側規制位置と、を含み、前記表面側移動機構は、上記第1表面側規制部材を上記第1表面側規制位置に配置し、上記第2表面側規制部材を上記第2表面側規制位置に配置するように構成されてなり、前記裏面側移動機構は、上記第1裏面側規制部材を上記第1裏面側規制位置に配置し、上記第2裏面側規制部材を上記第2裏面側規制位置に配置するように構成されてなるステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
本発明の巻線装置では、柱形状で軸線方向に延びる第1,第2表面側規制部材を、表面側周方向延長領域の径方向内側に隣接する位置のうち第1,第2スロット付近に位置する第1,第2表面側規制位置に配置する。従って、第1,第2表面側規制部材は、表面側コイルエンド部に対し、第1,第2スロット付近の径方向内側で接するようにして、表面側コイルエンド部の位置を規制する。このような規制手法によれば、成形された表面側コイルエンド部の形状に影響されることなく、適切に、表面側コイルエンド部が変形して表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。
さらに、ステータ鉄心の裏面側においても、柱形状で軸線方向に延びる第1,第2裏面側規制部材を、裏面側周方向延長領域の径方向内側に隣接する位置のうち第1,第2スロット付近に位置する第1,第2裏面側規制位置に配置する。このため、表面側と同様に、適切に、裏面側コイルエンド部が変形して裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。
さらに、ステータ鉄心の裏面側においても、柱形状で軸線方向に延びる第1,第2裏面側規制部材を、裏面側周方向延長領域の径方向内側に隣接する位置のうち第1,第2スロット付近に位置する第1,第2裏面側規制位置に配置する。このため、表面側と同様に、適切に、裏面側コイルエンド部が変形して裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。
さらに、上記のステータ鉄心の巻線装置であって、前記ステータ鉄心は、複数相分布巻き用ステータ鉄心であり、前記表面側移動機構は、前記第1表面側規制部材と前記第2表面側規制部材とについて、前記表面側円筒内位置から上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させるにしたがって、上記ステータ鉄心の周方向にかかる両者間の周方向距離を拡げるように構成され、上記第1表面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第1表面側規制位置にそれぞれ配置し、上記第2表面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第2表面側規制位置にそれぞれ配置するように構成されてなり、前記裏面側移動機構は、前記第1裏面側規制部材と前記第2裏面側規制部材とについて、前記裏面側円筒内位置から上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させるにしたがって、上記ステータ鉄心の周方向にかかる両者間の周方向距離を拡げるように構成され、上記第1裏面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第1裏面側規制位置にそれぞれ配置し、上記第2裏面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第2裏面側規制位置にそれぞれ配置するように構成されてなるステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
本発明の巻線装置は、複数相分布巻き用ステータ鉄心に対し、複数相にかかるコイルを分布巻きする。ところで、各相のコイルエンド部は、それぞれ、異なる径方向位置に配置されるため、ステータ鉄心の周方向に延びる部分(以下、周方向延長部ともいう)の長さが異なる。具体的には、径方向外側に位置するコイルエンド部ほど、周方向延長部の長さは長くなる。従って、一定形状を有し、ある1つの相にかかるコイルエンド部の形状(周方向延長部の長さ)に適合する規制部材を用いた場合には、他相のコイルエンド部の形状(周方向延長部の長さ)に適合しないため、他相のコイルエンド部の変形を適切に防止することができない虞がある。また、各相のコイルエンド部の形状に適合する各相専用の規制部材を用意して、各相のコイルを形成する度に規制部材を変更するのは、部品点数が多くなり、製造効率が悪くなり、好ましい形態ではない、
これに対し、本発明の巻線装置では、表面側移動機構が、柱形状で軸線方向に延びる第1,第2表面側規制部材を用い、両部材を表面側円筒内位置からステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させるにしたがって、ステータ鉄心の周方向にかかる両者間の周方向距離を拡げるように移動させる。しかも、このような第1,第2表面側規制部材の移動経路を利用して、第1,第2表面側規制部材を、各相ごとに設定された第1,第2表面側規制位置にそれぞれ配置するようにしている。すなわち、各相のコイルエンド部について、それぞれの第1スロット側の端部と径方向に対向する第1表面側規制位置と、第2スロット側の端部と径方向に対向する第2表面側規制位置とに、同一の第1,第2表面側規制部材を配置することができる。
これにより、各相の表面側コイルエンド部について、適切に、表面側コイルエンド部が変形して表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。しかも、径方向外側に位置する表面側コイルエンド部ほど、周方向延長部の長さが長くなる各相の表面側コイルエンド部に対し、各相ごとに第1,第2表面側規制部材を変更することなく、同一の第1,第2表面側規制部材を用いることができるので、部品点数も少なく、製造効率も良く、好ましい。
さらに、裏面側移動機構も、表面側移動機構と同様に構成されているため、各相の裏面側コイルエンド部に対し、同一の第1,第2表面側規制部材を用いて、適切に、裏面側コイルエンド部が変形して裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。
さらに、裏面側移動機構も、表面側移動機構と同様に構成されているため、各相の裏面側コイルエンド部に対し、同一の第1,第2表面側規制部材を用いて、適切に、裏面側コイルエンド部が変形して裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。
上記のステータ鉄心の巻線装置としては、例えば、前記ステータ鉄心は、U相,V相,W相の三相分布巻き用ステータ鉄心であり、前記表面側移動機構は、前記コイルのうち上記U相にかかるU相コイルを形成するときは、上記第1表面側規制部材を、前記表面側コイルエンド部のうちU相にかかるU相表面側コイルエンド部の前記第1スロット側の端部と前記径方向に対向するU相第1表面側規制位置に配置し、上記第2表面側規制部材を、上記U相表面側コイルエンド部の前記第2スロット側の端部と上記径方向に対向するU相第2表面側規制位置に配置し、上記コイルのうち上記V相にかかるV相コイルを形成するときは、上記第1表面側規制部材を、上記表面側コイルエンド部のうちV相にかかるV相表面側コイルエンド部の上記第1スロット側の端部と上記径方向に対向するV相第1表面側規制位置に配置し、上記第2表面側規制部材を、上記V相表面側コイルエンド部の上記第2スロット側の端部と上記径方向に対向するV相第2表面側規制位置に配置し、上記コイルのうち上記W相にかかるW相コイルを形成するときは、上記第1表面側規制部材を、上記表面側コイルエンド部のうちW相にかかるW相表面側コイルエンド部の上記第1スロット側の端部と上記径方向に対向するW相第1表面側規制位置に配置し、上記第2表面側規制部材を、上記W相表面側コイルエンド部の上記第2スロット側の端部と上記径方向に対向するW相第2表面側規制位置に配置するように構成されてなり、前記裏面側移動機構は、上記U相コイルを形成するときは、上記第1裏面側規制部材を、前記裏面側コイルエンド部のうちU相にかかるU相裏面側コイルエンド部の上記第1スロット側の端部と上記径方向に対向するU相第1裏面側規制位置に配置し、上記第2裏面側規制部材を、上記U相裏面側コイルエンド部の上記第2スロット側の端部と上記径方向に対向するU相第2裏面側規制位置に配置し、上記V相コイルを形成するときは、上記第1裏面側規制部材を、上記裏面側コイルエンド部のうちV相にかかるV相裏面側コイルエンド部の上記第1スロット側の端部と上記径方向に対向するV相第1裏面側規制位置に配置し、上記第2裏面側規制部材を、上記V相裏面側コイルエンド部の上記第2スロット側の端部と上記径方向に対向するV相第2裏面側規制位置に配置し、上記W相コイルを形成するときは、上記第1裏面側規制部材を、上記裏面側コイルエンド部のうちW相にかかるW相裏面側コイルエンド部の上記第1スロット側の端部と上記径方向に対向するW相第1裏面側規制位置に配置し、上記第2裏面側規制部材を、上記W相裏面側コイルエンド部の上記第2スロット側の端部と上記径方向に対向するW相第2裏面側規制位置に配置するように構成されてなるステータ鉄心の巻線装置が挙げられる。
本発明の巻線装置は、三相分布巻き用ステータ鉄心に対し、U相,V相,W相コイルを分布巻きする。ところで、U相,V相,W相コイルのコイルエンド部は、それぞれ、異なる径方向位置に配置するため、第1スロットと第2スロットとの間に渡る長さがそれぞれ異なる。
これに対し、本発明の表面側移動機構では、このようなU相,V相,W相表面側コイルエンド部のU相,V相,W相第1表面側規制位置とU相,V相,W相第2表面側規制位置とに対し、同一の第1,第2表面側規制部材を配置することができる。これにより、U相,V相,W相表面側コイルエンド部のそれぞれについて、適切に、これらが変形してU相,V相,W相にかかる表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。
これに対し、本発明の表面側移動機構では、このようなU相,V相,W相表面側コイルエンド部のU相,V相,W相第1表面側規制位置とU相,V相,W相第2表面側規制位置とに対し、同一の第1,第2表面側規制部材を配置することができる。これにより、U相,V相,W相表面側コイルエンド部のそれぞれについて、適切に、これらが変形してU相,V相,W相にかかる表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。
さらに、裏面側移動機構も、表面側移動機構と同様に構成されているため、U相,V相,W相裏面側コイルエンド部に対し、同一の第1,第2表面側規制部材を用いて、適切に、これらが変形してU相,V相,W相にかかる裏面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置するのを規制することができる。従って、本発明の巻線装置を用いることにより、U相,V相,W相コイルをそれぞれ、適切に形成することが可能となる。
さらに、上記いずれかのステータ鉄心の巻線装置であって、前記変形防止機構は、少なくとも、前記ステータ鉄心及び前記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに前記所定の角度だけ回動させている期間に亘り、前記巻線のうち後に前記第1コイルと前記第2コイルとの間に渡る渡り部をなす巻線部分を、前記表面側規制位置または前記裏面側規制位置よりも上記ステータ鉄心の径方向外側の位置に保持しつつ、前記第1コイル側から前記第2コイル側に案内する案内部材を有してなるステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
第1コイルを形成した後、ステータ鉄心及び巻線吐出装置のうち少なくともいずれかをステータ鉄心の軸線周りに回動させるときには、後に渡り部をなす巻線部分が、既に吐出されているか、あるいは、回動しつつ吐出される。このため、従来の巻線装置では、ステータ鉄心及び巻線吐出装置のうち少なくともいずれかをステータ鉄心の軸線周りに回動させると、後に渡り部をなす巻線部分が、ステータ鉄心の内側に位置する巻線吐出装置側に引き込まれてしまい、渡り部を所定の位置に形成することができないことがあった。さらに、複数相のコイルを形成する場合、渡り部が所定の位置よりも径方向内側に形成されてしまうと、この渡り部によって、第1コイルにかかる第1スロット(または第2スロット)と第2コイルにかかる第1スロット(または第2スロット)との間に位置する他相のスロットの一部が覆われてしまい、他相のコイルを適切に形成できなくなることがあった。
これに対し、本発明の変形防止機構は、少なくとも、ステータ鉄心及び巻線吐出装置のうち少なくともいずれかをステータ鉄心の軸線周りに回動させている間、後に渡り部をなす巻線部分を、表面側規制位置及び裏面側規制位置よりもステータ鉄心の径方向外側の位置に保持しつつ、第1コイル側から第2コイル側に案内する案内部材を有している。このため、少なくとも、ステータ鉄心及び巻線吐出装置のうち少なくともいずれかをステータ鉄心の軸線周りに回動させている間、後に渡り部をなす巻線部分が径方向内側に引き込まれてしまうのを防止することができ、ひいては、渡り部を所定の位置に形成することができる。
さらに、上記のステータ鉄心の巻線装置であって、前記案内部材は、前記表面側規制部材に連結し、この表面側規制部材を移動させて、前記表面側規制位置に配置する表面側連結部材、及び前記裏面側規制部材に連結し、この裏面側規制部材を移動させて、前記裏面側規制位置に配置する裏面側連結部材の少なくともいずれかであり、上記表面側連結部材及び上記裏面側連結部材の少なくともいずれかは、上記表面側規制部材及び上記裏面側規制部材を上記表面側規制位置及び上記裏面側規制位置に配置させたとき、前記渡り部をなす巻線部分を案内する位置に位置するように構成されてなるステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
本発明の巻線装置では、表面側規制部材に連結する表面側連結部材及び裏面側規制部材に連結する裏面側連結部材の少なくともいずれかを、表面側規制位置及び裏面側規制位置に配置させたとき、渡り部をなす巻線部分を案内する位置に位置させることにより、案内部材として用いている。すなわち、別途、案内部材を設けることなく、表面側連結部材及び裏面側連結部材の少なくともいずれかを、案内部材としても用いるようにしている。このため、部品点数を増やすことなく、適切に、渡り部をなす巻線部分が径方向内側に引き込まれるのを防止でき、ひいては、渡り部を所定の位置に形成することができる。
さらに、上記いずれかのステータ鉄心の巻線装置であって、前記変形防止機構は、少なくとも、前記巻線のうち前記第1コイルと前記第2コイルとの間に渡る渡り部が所定の位置に形成されるまでの期間、前記表面側規制部材及び前記裏面側規制部材を、前記表面側規制位置及び前記裏面側規制位置に位置させるように構成されてなるステータ鉄心の巻線装置とすると良い。
前述のように、従来の巻線装置では、渡り部が所定の位置に形成される前に、後に渡り部をなす巻線部分が径方向内側に引き込まれてしまい、渡り部を所定の位置に形成することができないことがあった。
これに対し、本発明の巻線装置では、渡り部が所定の位置に形成されるまでの期間、表面側規制部材及び前記裏面側規制部材を、表面側規制位置及び裏面側規制位置に位置させる。従って、表面側規制部材及び前記裏面側規制部材によって、後に渡り部をなす巻線部分が表面側規制位置及び裏面側規制位置よりも径方向内側に引き込まれてしまうのを防止でき、渡り部を所定の位置に形成することができる。
これに対し、本発明の巻線装置では、渡り部が所定の位置に形成されるまでの期間、表面側規制部材及び前記裏面側規制部材を、表面側規制位置及び裏面側規制位置に位置させる。従って、表面側規制部材及び前記裏面側規制部材によって、後に渡り部をなす巻線部分が表面側規制位置及び裏面側規制位置よりも径方向内側に引き込まれてしまうのを防止でき、渡り部を所定の位置に形成することができる。
次に、本発明の実施例について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施例にかかるステータ2を備えたモータ1について、図1を参照して説明する。このモータ1は、ロータ9とステータ2とからなる三相モータである。このうち、ロータ9は、回転軸91を中心とする円筒形のロータ本体92と、永久磁石93とからなる8極の永久磁石ロータである。永久磁石93は、ロータ本体92に、平面視花びらのように、外周面近傍に沿ってジグザグに配置固着されてなる。一方、ステータ2はこのロータ9を包囲するように配置されている。
図2及び図3に示すこのステータ2は、3相8極の分布巻きステータである。このステータ2は、図4に示すように、平面視リング状で、48ヶのティース(内歯)4、及び隣り合うティース4で構成される48ヶのスロット5を有するステータ鉄心3を備える。
また、それぞれ8ヶのU相コイル7u,V相コイル7v,W相コイル7wを備える。これらのコイルは、U相,V相,W相の各相毎に、16本の素線(ペア素線)6Pを1組とした巻線6を用い、U相巻線6u,V相巻線6v,W相巻線6wを所定のスロット5(U相,V相,W相スロット5u,5v,5w)に挿入し、各ティース4に分布巻きによって巻き付けて形成してなる。
また、それぞれ8ヶのU相コイル7u,V相コイル7v,W相コイル7wを備える。これらのコイルは、U相,V相,W相の各相毎に、16本の素線(ペア素線)6Pを1組とした巻線6を用い、U相巻線6u,V相巻線6v,W相巻線6wを所定のスロット5(U相,V相,W相スロット5u,5v,5w)に挿入し、各ティース4に分布巻きによって巻き付けて形成してなる。
具体的には、図2及び図5〜図7に示すように、U相コイル7uは、スロット5のうちU相スロット5uに挿入されて、その間のティース4に巻回される。同様に、V相コイル7vは、V相スロット5vに挿入されてその間のティース4に、W相コイル7wは、W相スロット5wに挿入されてその間のティース4にそれぞれ巻回される。従って、U相,V相,W相スロット5u,5v,5wは、2つのU相スロット5u、2つのV相スロット5v、及び2つのW相スロット5wが、この順にステータ2(ステータ鉄心3)の周方向(図2において時計回り)に繰り返し並ぶように配置される。
なお、図1及び図2では、U相コイル7u,V相コイル7v,W相コイル7wにおける各相の巻線6u,6v,6wの巻き方(ステータ鉄心3の中心から見て反時計回りに巻回される巻き方を正巻き、その逆を逆巻きとする)の違いを示すため、各相のコイル7u等の側部に「ドット(・印)」及び「クロス(×印)」を示した。各相のコイル7u等のうち、「クロス」で示される側は、各相の外部接続端子65u,65v,65wに近く、「ドット」で示される側は中性点Nに近いことを示している。これにより理解できるように、各相の8ヶのコイル7u,7v,7wは、それぞれ巻き付け方が交互に逆向きになっており、隣り合うコイルで発生する磁界が互いに逆極性となることが判る。
さて、図4に示すステータ鉄心3は、既に説明したように、平面視リング状で、径方向内側に向かって延びる48ヶのティース4、及びこれらのティース4同士の間に位置する同じく48ヶのスロット5を有している。このステータ鉄心3は、例えば方向性珪素鋼板をプレス打ち抜きして形成した鋼板39を積み重ね互いに固着して構成されている。
なお、本実施例では、図4(b)に矢印で示すように、ステータ鉄心3の軸線(中心軸)3Xに沿う方向(軸線方向3XPとする)のうち、ステータ鉄心3の裏面3Bから表面3Aに向かう方向を第1軸線方向3X1とする。この逆に、ステータ鉄心3の表面3Aから裏面3Bに向かう方向を第2軸線方向3X2とする。また、ステータ鉄心3の径方向(径方向3YPとする)のうち、内側に向かう方向を径内方向3Y1とし、この逆に、外側に向かう方向を径外方向3Y2とする。また、図4(a)に矢印で示すように、ステータ鉄心3を主面3A側から見て、ステータ鉄心3の周方向(3TPとする)のうち、時計回り方向を第1周方向3T1、その逆方向を第2周方向3T2とする。
このステータ鉄心3のティース4に、U相巻線7u,V相巻線7v,W相巻線7wをそれぞれ巻き付け、ステータ2を製造するのであるが、本実施例では、図8及び図10にその概要を示すステータ鉄心の巻線装置1000を用いて、ステータ鉄心3に巻線を施し、ステータ2を製造する。
この巻線装置1000では、ステータ鉄心3(ステータ2)が所定のセット位置に位置するようにセットされる。具体的には、このステータ鉄心3は、その表面3Aが上方を、裏面3Bが下方を向き、軸線3Xが鉛直線にほぼ一致するように配置される。なお、図8〜図11では、図示を省略しているが、ステータ鉄心3(ステータ2)は、ステータホルダ30によって固定されている(図12参照)。
この巻線装置1000では、ステータ鉄心3(ステータ2)が所定のセット位置に位置するようにセットされる。具体的には、このステータ鉄心3は、その表面3Aが上方を、裏面3Bが下方を向き、軸線3Xが鉛直線にほぼ一致するように配置される。なお、図8〜図11では、図示を省略しているが、ステータ鉄心3(ステータ2)は、ステータホルダ30によって固定されている(図12参照)。
ステータ鉄心3の上方には、巻線6を吐出する第1,第2吐出装置210,220(図9,図11参照)を有する巻線吐出装置200が配置されている。移動装置400は、ステータ鉄心3の軸線3Xに沿って巻線吐出装置200(第1,第2吐出装置210,220)を軸線方向3XPに上下動させることができる。具体的には、この巻線吐出装置200の第1吐出装置210と第2吐出装置220とは、それぞれ直線走行ユニット412,422(図9参照)に保持され、レールサポート部材413,423に補強された直線状レール411,421に沿ってそれぞれ軸線方向3XPに直線状に移動することができる。
その上、移動装置400のうち図示しない機構によって、レールサポート部材413,423及び直線状レール411,421を軸線3Xの周りに回動させることで、第1吐出装置210及び第2吐出装置220を水平方向に対称に回動(揺動)させることができる。具体的には、図9と図11とを対比すると理解できるように、これらは、軸線3Xを通る仮想対称平面AS(図9参照)について対称を保ちつつ回動する。
また、図8及び図10に示すように、ステータ鉄心3の水平方向周囲には、第1〜第4アーム501〜504及びこれらを駆動する第1〜第4アーム駆動機構511〜514が配置されている。一方、ステータ鉄心3について、これらのアームと対称の位置には、対称第1〜第4アーム505〜508及びこれらを駆動する対称第1〜対称第4アーム駆動機構515〜518が配置されている。第1アーム駆動機構511等は、第1スロット51(あるいは第2スロット52、対称第1スロット55、対称第2スロット56)に沿って径方向3YPに、第1アーム501等を進退させる機構である。
第1アーム駆動機構511等により、第1アーム501等は、第1スロット51等に沿って径外方向3Y2に進行する。これにより、第1アーム501等は、吐出された巻線6のうちステータ鉄心3の表面3Aあるいは裏面3Bよりも外側に位置する部分をたぐり、その第1ヘッド部501H等で巻線6を径外方向3Y2に押圧することで、巻線6の形を整えて表面側コイルエンド部7Hまたは裏面側コイルエンド部を成形する(図9,図11参照)。
このほか、第1アーム駆動機構511等は、第1アーム501等と巻線吐出装置200との干渉(衝突)を避けるため、第1アーム501等を所定の退避位置(たとえば、図8及び図9における第1アーム501の位置)に移動させる退避動作を行うことができる。具体的には、第1アーム501等を径方向内側に進行させた状態で、第1アーム501等をステータ鉄心3から離すように所定の軸線の周りに回動させ、退避位置に位置させる。
第1〜第4アーム501〜504及び対称第1〜第4アーム505〜508は、第1〜第4アーム駆動機構511〜518により、上述の移動装置400と同期して、第1スロット51等に沿って径方向3YPに移動する進退動作、及び所定の軸線の周りに回動する退避動作を行う。
第1〜第4アーム501〜504及び対称第1〜第4アーム505〜508は、第1〜第4アーム駆動機構511〜518により、上述の移動装置400と同期して、第1スロット51等に沿って径方向3YPに移動する進退動作、及び所定の軸線の周りに回動する退避動作を行う。
これにより、第1吐出装置210から吐出された巻線6を、それぞれステータ鉄心3の第1,第2スロット51,52内に挿入し、また、第1スロット51と第2スロット52との間で、ステータ鉄心3の表面3A上及び裏面3B上を渡らせて各相の表面側コイルエンド部7H(7Hu等)または裏面側コイルエンド部とすることにより、各相のコイル7(7u等)が形成される。第2吐出装置220から吐出された巻線6も、同様に対称第1,第2スロット55,56に挿入し、各相の表面側コイルエンド部7H(7Hu等)及び裏面側コイルエンド部を形成することによって、コイル7(7u等)が形成される。このようにして、U相,V相,W相の各相のコイルを順次形成(図5〜図7参照)し、ステータ2、さらには、モータ1を製造する。
次に、ステータ鉄心3に巻線6を巻回する巻線吐出装置200と、この巻線吐出装置200を用いてコイル7を形成するコイル形成工程について説明する。
本実施例の巻線吐出装置200は、複数の素線6Pからなる巻線6を、第1吐出装置210と第2吐出装置220との2つの装置から吐出させることができる。このため、同時に2つのコイルをステータ鉄心3に巻回、形成することができる。なお、第1吐出装置210と第2吐出装置220とは、図9に示すように、軸線3Xを通る仮想対称平面ASについて、対称な構造を有しているので、以下では、主として第1吐出装置210について説明することとする。
本実施例の巻線吐出装置200は、複数の素線6Pからなる巻線6を、第1吐出装置210と第2吐出装置220との2つの装置から吐出させることができる。このため、同時に2つのコイルをステータ鉄心3に巻回、形成することができる。なお、第1吐出装置210と第2吐出装置220とは、図9に示すように、軸線3Xを通る仮想対称平面ASについて、対称な構造を有しているので、以下では、主として第1吐出装置210について説明することとする。
第1吐出装置210は、図8〜図11の各図に示すように、巻線6を吐出する第1巻線吐出部230と、この第1巻線吐出部230の両側に配置された第1,第2巻線押圧部250,260とを有する。このうち、第1巻線吐出部230は、図8に示すように、軸線3Xに平行な回転軸を持つ2つのノズルローラ232,233を有し、このノズルローラ232,233の間隙を各素線6Pの直径より僅かに大きくすることにより、巻線6が吐出される第1ノズル231を形成している。
第2吐出装置220についても同様であり、第2吐出装置220は、巻線6を吐出し第1巻線吐出部230と対称に配置された第2巻線吐出部240と、この第2巻線吐出部240の両側に配置された対称第1,第2巻線押圧部270,280とを有している(図9参照)。この第2巻線吐出部240も、図示しない2つのノズルローラを有し、両者の間隙を各素線6Pの直径より僅かに大きくすることにより、巻線6が吐出される第2ノズル241を形成している(図9参照)。
なお、巻線吐出装置200では、巻線6(素線6P)に働く張力が、第1,第2巻線吐出部230,240(第1,第2ノズル231,241)から巻線6を引き出す方向に臨界張力を上回ったときに、第1,第2ノズル231,241から巻線6が吐出されるように構成されている。
第1巻線吐出部230及び第2巻線吐出部240は、図9と図11とを対比すると理解できるように、移動装置400によって、軸線3Xの周りを水平方向(図9において紙面沿う方向)にコイル開角α(本実施例では、37.5度)だけ互いに逆相に回動(揺動)する。即ち、ステータ鉄心3の表面3A側から見て、第1巻線吐出部230が時計回りにコイル開角αだけ回動(図9の位置から図11の位置に回動)した場合、第2巻線吐出部240は反時計回りにコイル開角αだけ回動する。
このように、第1巻線吐出部230の第1ノズル231は、第1スロット51(U相第1スロット51u)に対向する位置(図9に示す位置)と、この第1スロット51から、第1周方向3T1にスロット5つ分だけ離れた(間に4つのスロット5が介在する)第2スロット52(U相第2スロット52u)に対向する位置(図11に示す位置)との間を揺動することとなる。同様に、第2巻線吐出部240の第2ノズル241は、対称第1スロット55(対称U相第1スロット55u)に対向する位置(図9に示す位置)と、対称第2スロット56(対称U相第2スロット56u)に対向する位置(図11に示す位置)との間を揺動することとなる。
さらに、図8に示すように、第1吐出装置210は、第1直線走行ユニット412に固着され、第2吐出装置220は、図示しない第2直線走行ユニットに固着されている。この直線走行ユニット412等は、第1,第2直線状レール411,421に案内されて直線状に移動するから、それぞれ第1,第2吐出装置210,220は、軸線方向3XPにスムーズに移動可能となる。
従って、本実施例では、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)と第2吐出装置220(第2巻線吐出部240)が、軸線3Xの周りにコイル開角αに亘り往復揺動すると共に、軸線方向3XPに往復移動することにより、同時に2つのコイル7(図8〜図11に示す場合には、U相コイル7u)を形成できる。
具体的には、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)は、第1ノズル231を第1スロット51に対向させて第1軸線方向3X1に移動する。これにより、第1ノズル231から吐出された巻線6が、第1スロット51内に挿入される。さらに、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)は、ステータ鉄心3の表面3Aから第1軸線方向3X1に移動し、ステータ鉄心3の表面3Aから第1軸線方向3X1側に最も離れた上死点に達した後、第2軸線方向3X2に移動して再びステータ鉄心3の表面3Aに戻る。この間、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)は、第1周方向3T1にコイル開角αだけ揺動するので、第1ノズル231は第2スロット52に対向する位置にまで移動する。これにより、第1スロット51から第2スロット52に亘り、ステータ鉄心3の表面3A上に巻線6を渡らせることができる(図10,図11参照)。
次いで、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)は、第1ノズル231を第2スロット52に対向させて第2軸線方向3X2に移動する。これにより、第2スロット52内に巻線6が挿入される。さらに、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)は、ステータ鉄心3の裏面3Bから第2軸線方向3X2に移動し、ステータ鉄心3の裏面3Bから第2軸線方向3X2側に最も離れた下死点に達した後、第1軸線方向3X1に移動して再びステータ鉄心3の裏面3Bに戻る。この間、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)は、第1周方向3T1とは逆の第2周方向3T2に、コイル開角αだけ揺動するので、第2スロット52から第1スロット51に亘り、ステータ鉄心3の裏面3B上に巻線6を渡らせることができる。
このように、第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)が、上述した動きを繰り返すことにより、ステータ鉄心3に巻線6を巻き付けて、コイル7(図8〜図11に示す場合には、U相コイル7u)を形成することができる。
また、第2吐出装置220(第2巻線吐出部240)は、上述した第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)とは仮想対称平面AS(図9参照)について対称の動きを繰り返す。このようにして、同時に2つのコイル7(図8〜図11に示す場合には、U相コイル7u)を形成することができる。
また、第2吐出装置220(第2巻線吐出部240)は、上述した第1吐出装置210(第1巻線吐出部230)とは仮想対称平面AS(図9参照)について対称の動きを繰り返す。このようにして、同時に2つのコイル7(図8〜図11に示す場合には、U相コイル7u)を形成することができる。
さらに、第1吐出装置210は、図8〜図11に示すように、第1巻線吐出部230の左右に、第1,第2巻線押圧部250,260を有している。第1,第2巻線押圧部250,260は、第1,第2押圧ローラ251,261をそれぞれ有する。この第1,第2押圧ローラ251,261は、径方向3YPのうち自身(第1,第2押圧ローラ251,261)を通る方向と軸線方向3XPとに直交する回転軸の周りに回転するように設けられている。このうち、第1押圧ローラ251は、第1ノズル231に対し、コイル開角αだけ第2周方向3T2に偏向した位置に配置されている。一方、第2押圧ローラ252は、第1ノズル231に対し、コイル開角αだけ第1周方向3T1に偏向した位置に配置されている。
このため、図9に示すように、第1巻線吐出部230を第1軸線方向3X1(図9において、紙面奥から手前に向かう方向)に移動させ、第1ノズル231で第1スロット51内に巻線6(素線6P)を挿入している間、第2巻線押圧部260の第2押圧ローラ261が、第2スロット52内にステータ鉄心3の内周円筒面3I側から挿入される。これにより、既に挿入された巻線6(素線6P)を、径外方向3Y2に押圧することができるので、第2スロット51内において、素線6Pを径外方向3Y2に押し込み、次に第2スロット52に巻線6を挿入するにあたり、巻線6を挿入するスペースを作り出すことができる。また、既に第2スロット52内に挿入された巻線6(素線6P)が、ステータ鉄心3の径方向内側にはみ出してしまうのを抑制することができる。さらには、第2スロット52内からはみ出してしまった素線6Pを、第2スロット52内に戻すこともできる。
このことは、図11に示すように、第1巻線吐出部230を第2軸線方向3X2(図11において、紙面手前から奥に向かう方向)に移動させ、第1ノズル231で第2スロット52内に巻線6(素線6P)を挿入する間も、同様に当てはまる。すなわち、この間には、第1巻線押圧部250の第1押圧ローラ251で、第1スロット51内に既に挿入された素線6Pを、径外方向3Y2に押圧する。これにより、第1スロット51内に、次に巻線6を挿入するスペースを作り出すことができる。また、既に第1スロット51内に挿入された巻線6(素線6P)が、ステータ鉄心3の径方向内側にはみ出してしまうのを抑制し、さらには、第1スロット51内からはみ出してしまった素線6Pを、第1スロット51内に戻すこともできる。
しかも、このようにすることで、第1スロット51,第2スロット52のいずれについても、巻線6(素線6P)の挿入と押し込みとを交互に行うこととなるため、第1,第2スロット51,52内に多数の素線6Pを挿入することができる。
また、第2吐出装置220の左右にも、対称第1,第2押圧ローラ271,281を有する対称第1,第2巻線押圧部270,280が設けられている。この対称第1,第2押圧ローラ271,281も、上述した第1,第2押圧ローラ251,261と同様に、既に対称第1,対称第2スロット55,56内に挿入された巻線6(素線6P)を、径外方向3Y2に押圧することができる。
また、第2吐出装置220の左右にも、対称第1,第2押圧ローラ271,281を有する対称第1,第2巻線押圧部270,280が設けられている。この対称第1,第2押圧ローラ271,281も、上述した第1,第2押圧ローラ251,261と同様に、既に対称第1,対称第2スロット55,56内に挿入された巻線6(素線6P)を、径外方向3Y2に押圧することができる。
本実施例の巻線装置1000では、上述のようにして、1つのコイル7(第1コイルとする)を形成した後、第1アーム501〜第4アーム504等をコイル7(具体的には、表面側コイルエンド部7H及び裏面側コイルエンド部)から離間させた状態で、ステータ鉄心3をその軸線3X周りに所定の角度θ(図22参照)だけ回動させて、ステータ鉄心3に対する巻線吐出装置200の周方向位置を次のコイル7(第2コイルとする)を形成する所定の周方向位置に変更する(図12参照)。その後、再び、上述の動作を繰り返すことにより、コイル7を順に形成する。
なお、図12に示すように、本実施例の巻線装置1000では、ステータ鉄心3(ステータホルダ30)は、回転テーブル710上に載置されている。さらに、この回転テーブル710は、その外周縁の4カ所において、8つの回転ローラ721によって上下方向に挟持される形態で、軸線3Xの周りに回動可能に設けられると共に、図示しない駆動装置に連結されている。このため、この駆動装置を用いて、回転テーブル710を軸線3Xの周りに回動させることにより、ステータ鉄心3をその軸線3Xの周りに回動させることができる。
ところで、上述の手法では、従来、ステータ鉄心3をその軸線3Xの周りに所定の角度だけ回動させている期間は、第1〜第4アーム501〜504等がコイル7(コイルエンド部)を保持していないため、巻線吐出装置200から吐出された巻線6に働く張力によって、直前に形成したコイル7(第1コイル)をなす巻線6が巻線吐出装置200側に引っ張られ、その表面側コイルエンド部7H及び裏面側コイルエンド部が変形してしまう虞があった。
これに対し、本実施例の巻線装置1000では、図12に示すように、少なくとも、ステータ鉄心3をその軸線3X周りに所定の角度θ(図22参照)だけ回動させている期間に亘り、直前に形成したコイル7(第1コイル)の表面側コイルエンド部7H及び裏面側コイルエンド部の変形を防止する変形防止機構100を有している。なお、図12には、第1吐出装置210を用いて巻回するコイル7にかかる変形防止機構100を示しているが、これとステータ鉄心3を挟んで対向する位置にも、図示していないが、第2吐出装置220で巻回するコイル7にかかる対称変形防止機構が配置されている。なお、2つの変形防止機構は、同一構造であるため、変形防止機構100で代表させて以下に説明する。
ここで、変形防止機構100について、図面を参照しつつ説明する。図13に示すように、変形防止機構100は、ステータ鉄心3の表面3A側に配置され表面側コイルエンド部7Hの変形を防止する表面側変形防止機構101と、図示しないが、ステータ鉄心3の裏面3B側に配置され裏面側コイルエンド部の変形を防止する裏面側変形防止機構とを備えている。このうち、表面側変形防止機構101は、第1表面側規制部材111及び第2表面側規制部材112と、表面側レールユニット140と、表面側走行ユニット130と、表面側連結ユニット120とを有している。図示しないが、裏面側変形防止機構も、表面側変形防止機構101と同様な構造を有している。従って、変形防止機構100について、以下に、表面側変形防止機構101で代表させて説明する。
第1表面側規制部材111及び第2表面側規制部材112は、円柱形状を有する柱状体であり、後述するように、表面側コイルエンド部7Hの径方向内側に配置される。
表面側レールユニット140は、ステータ鉄心3の外周に沿って円弧状に延びる表面側レール部材141と、この表面側レール部材141を保持するレール保持部材142とを有している。
表面側レールユニット140は、ステータ鉄心3の外周に沿って円弧状に延びる表面側レール部材141と、この表面側レール部材141を保持するレール保持部材142とを有している。
表面側走行ユニット130は、第1,第2表面側規制部材111,112を保持する保持プレート131と、これに固着された走行プレート132と、走行プレート132に立設された軸部材133と、軸部材133に対し回転可能に固定されたローラ134とを有している。軸部材133及びローラ134は、表面側レール部材141を挟んでステータ鉄心3側とその反対側とにそれぞれ2つずつ配置されている。詳細には、ローラ134の溝部134b内に表面側レール部材141の突起部141bが入り込む形態で、ローラ134が表面側レール部材141に対し回転移動可能に固定されている。これにより、表面側走行ユニット130が、表面側レール部材141に沿って円弧状に走行可能となる。
表面側連結ユニット120は、図14に示すように、第1表面側連結部材121と、第2表面側連結部材122と、L字形状の第3表面側連結部材と、第3表面側連結部材123の後端部に設けられた駆動ピン126とを有している。なお、図示していないが、駆動ピン126にはアクチュエータが連結されており、このアクチュエータによって、駆動ピン126を第1周方向3T1及び第2周方向3T2に回動できるように構成されている。
第1表面側連結部材121は、図13に示すように、段差部121bを有する棒状体であり、先端部に第1表面側規制部材111を備え、その反対の後端部が連結ピン124によって第3表面側連結部材123のL字屈曲部に連結されている(図14参照)。さらに、第1表面側連結部材121の中央部は、連結ピン135によって保持プレート131に連結されている(図13,図14参照)。
第2表面側連結部材122も、段差部122bを有する棒状体であり(図17参照)、先端部に第2表面側規制部材112を備え、その反対の後端部が連結ピン125によって第3表面側連結部材123の先端部に連結されている(図14参照)。さらに、第2表面側連結部材122の中央部は、連結ピン136によって保持プレート131に連結されている(図13,図14参照)。なお、表面側変形防止機構101(変形防止機構100)では、表面側連結ユニット120及び図示しないアクチュエータが表面側移動機構に相当する。
このような構成によれば、駆動ピン126を通じて第3表面側連結部材123を第1周方向3T1または第2周方向3T2に回動させると、第1表面側連結部材121と第2表面側連結部材122とが、連結ピン135,136を回転軸として時計回りまたは反時計回りに回動する。これにより、第1表面側規制部材111と第2表面側規制部材112とが、連結ピン135,136を回転軸として、時計回りまたは反時計回りに回動することとなる(図14,図16参照)。
次に、コイル形成工程における表面側変形防止機構101(変形防止機構100)の動きについて、図12〜図23を参照しつつ説明する。なお、ここでは、U相,V相,W相コイルを形成するコイル形成工程のうち、U相コイル7Uを形成する工程について説明する。
図13は、U相第1コイル7u1を形成し終えたときの様子をステータ鉄心3の表面3A側から見た斜視説明図である。図14は、図13に示す状態にある表面側変形防止機構101(変形防止機構100)について、ステータ鉄心3の表面3A側から見た平面図である(第1巻線吐出部230、第1,第4アーム501,504、表面側レールユニット140、走行ユニット130等は省略している)。なお、ここでは、U相第1コイル7u1は逆巻き(ステータ鉄心3の中心から見て時計回りに巻回される巻き方)であり、次に形成する第2コイルは正巻き(ステータ鉄心3の中心から見て反時計回りに巻回される巻き方)となる。
図13は、U相第1コイル7u1を形成し終えたときの様子をステータ鉄心3の表面3A側から見た斜視説明図である。図14は、図13に示す状態にある表面側変形防止機構101(変形防止機構100)について、ステータ鉄心3の表面3A側から見た平面図である(第1巻線吐出部230、第1,第4アーム501,504、表面側レールユニット140、走行ユニット130等は省略している)。なお、ここでは、U相第1コイル7u1は逆巻き(ステータ鉄心3の中心から見て時計回りに巻回される巻き方)であり、次に形成する第2コイルは正巻き(ステータ鉄心3の中心から見て反時計回りに巻回される巻き方)となる。
このとき、U相第1コイル7u1のU相第1表面側コイルエンド部7Hu1は、所定のU相表面側コイルエンド領域7HA(図14参照、図中破線のハッチングで示す領域)に配置されている。ここで、U相表面側コイルエンド領域7HAとは、予め設定された、U相表面側コイルエンド部7Huが配置される適切な領域のことをいう。
また、第1,第2表面側規制部材111,112は、U相第1コイル7u1の直前に形成したU相コイル7uのU相表面側コイルエンド部7Hu(所定のU相表面側コイルエンド領域7HAに位置している)のうち周方向3TPに延びる周方向延長部7Hubに対し、径方向内側で接する位置に位置している。すなわち、U相表面側コイルエンド領域7HAのうち周方向3TPに延びるU相表面側周方向延長部7HAbの径方向内側に隣接するU相第1,第2表面側規制位置111A,112Aに位置している。また、このときの駆動ピン126の位置を初期位置126Aとする。
また、第1,第2表面側規制部材111,112は、U相第1コイル7u1の直前に形成したU相コイル7uのU相表面側コイルエンド部7Hu(所定のU相表面側コイルエンド領域7HAに位置している)のうち周方向3TPに延びる周方向延長部7Hubに対し、径方向内側で接する位置に位置している。すなわち、U相表面側コイルエンド領域7HAのうち周方向3TPに延びるU相表面側周方向延長部7HAbの径方向内側に隣接するU相第1,第2表面側規制位置111A,112Aに位置している。また、このときの駆動ピン126の位置を初期位置126Aとする。
また、このとき、図13に示すように、第1吐出装置210は上死点の位置で停止しており、後に渡り部8(U相渡り部8u)(図5参照)をなす巻線部分6ubが、既に吐出されている。さらに、第1〜第4アーム501〜504は、U相第1コイル7u1から離間しており(退避位置に位置している)、U相第1表面側コイルエンド部7Hu1及びU相第1裏面側コイルエンド部を保持していない状態となっている。
さて、図13,図14に示す状態から、図示しないアクチュエータによって、駆動ピン126を第1周方向3T1に回動させると、図15,図16に示すように、第1,第2表面側規制部材111,112は、ステータ鉄心3の内周円筒面3Iを軸線3Xの方向に延ばした仮想内周円筒面3SI(図4参照)よりも径方向内側の表面側円筒内位置111B,112B(図16参照)に移動する。
このときの動きを、図14と図16とを比較して説明すると、駆動ピン126が第1周方向3T1に回動することにより、第3表面側連結部材123が第1周方向3T1に回動し、これに連動して、第1表面側連結部材121及び第2表面側連結部材122も第1周方向3T1に回動しようとする。ところが、前述のように、第1,第2表面側連結部材121,122は、その中央部において、連結ピン135,136によって保持プレート131に連結されているため、連結ピン135,136を回転軸として時計回りに回動する。すなわち、第1,第2表面側連結部材121,122は、連結ピン135,136を回転軸として時計回りに回動する。このようにして、図15,図16に示すように、第1,第2表面側規制部材111,112が、表面側円筒内位置111B,112Bに移動する。
なお、図15に示すように、第1,第2表面側規制部材111,112が表面側円筒内位置111B,112Bに位置したとき、第2表面側連結部材122の段差部122bが、保持プレート131の当接面131bに当接するように構成されている。このため、図15に示す状態から、さらに駆動ピン126を第1周方向3T1に回動させても、第2表面側連結部材122は連結ピン136を回転軸として時計回りに回動することがない。従って、第3表面側連結部材123を介して第2表面側連結部材122と連結する第1表面側連結部材121も、同様に、連結ピン135を回転軸として時計回りに回動することがない。
従って、図15に示す状態から、さらに駆動ピン126を第1周方向3T1に回動させると、第2表面側連結部材122が保持プレート131を押圧する形態で一体となり、保持プレート131を含む走行ユニット130が、レール141に沿って第1周方向3T1に回動する。これにより、第1,第2表面側規制部材111,112を、連結ピン135,136の周りに回動させることなく、第1周方向3T1に回動させることができる。
なお、走行ユニット130には、軸線3Xの方向に延びる位置決めピン138が、レール保持部材142に形成された円弧状のスリット部142bを挿通する形態で設けられている。さらに、このスリット部142bは、位置決めピン138が第1周方向3T1に回動して、スリット部142bの図中右端に到達したときに、第1,第2表面側規制部材111,112が、U相第1コイル7u1(U相第1表面側コイルエンド部7Hu1)に対応する表面側円筒内位置111B,112Bに位置するように形成されている。
従って、上記のような構成によれば、図15,図16に示す状態から、位置決めピン138がスリット部142bの図中右端に位置するまで、駆動ピン126を第1周方向3T1に回動させると、図17,図18に示すように、第1,第2表面側規制部材111,112を、U相第1コイル7u1(U相第1表面側コイルエンド部7Hu1)に対応する表面側円筒内位置111B,112Bに配置させることができる。なお、このときの駆動ピン126の位置をセット位置126Bとする。
次いで、図示しないアクチュエータによって、駆動ピン126を、セット位置126Bから第2周方向3T2に周方向距離D1(図20参照)だけ回動させ、図19,図20に示すように、第1,第2表面側規制部材111,112を、U相第1,第2表面側規制位置111A,112Aに配置させる。このU相第1,第2表面側規制位置111A,112Aは、図20に示すように、U相表面側コイルエンド領域7HAのうち周方向3TPに延びるU相表面側周方向延長領域7HAbの径方向内側に隣接する位置である。なお、本実施例では、U相第1コイル7u1のU相第1表面側コイルエンド部7Hu1がU相表面側コイルエンド領域7HAに位置しているので、第1,第2表面側規制部材111,112は、U相第1表面側コイルエンド部7Hu1の周方向延長部7Hu1bに対し径方向内側で接するように配置される。
このときの動きを、図18と図20とを比較して説明すると、駆動ピン126がセット位置126Bから第2周方向3T2に回動することにより、第3表面側連結部材123が第2周方向3T2に回動し、これに連動して、第1表面側連結部材121及び第2表面側連結部材122も第2周方向3T2に回動しようとする。ところが、前述のように、第1,第2表面側連結部材121,122は、その中央部において、連結ピン135,136によって保持プレート131に連結されているため、連結ピン135,136を回転軸として反時計回りに回動する。すなわち、第1,第2表面側連結部材121,122は、連結ピン135,136を回転軸として反時計回りに回動する。このようにして、図19,図20に示すように、第1,第2表面側規制部材111,112が、U相第1,第2表面側規制位置111A,112Aに配置される。
なお、このとき、第2表面側連結部材122が連結ピン136を回転軸として反時計回りに回動することにより、第2表面側連結部材122の巻線案内部122cがU相第1,第2表面側規制位置111A,112Aよりも径方向外側の位置に配置される(図20参照)。これにより、図17と図19とを比較するとわかるように、第2表面側連結部材122の巻線案内部122cによって、U相巻線6uのうちU相渡り部8u(図5参照)をなす巻線部分6ubを、径方向外側に引き出すことができる。
その後、次のコイル(第2コイル)を形成するべく、ステータ鉄心3を、その軸線3Xを回転軸として反時計回り(第2周方向3T2)に所定の角度θ(図22参照)だけ回動させて、図21,図22に示すように、ステータ鉄心3に対する第1吐出装置210の周方向位置を、第2コイルを形成する所定の周方向位置に変更する。具体的には、図示しない駆動装置を用いて、図12に示すように、ステータ鉄心3(ステータホルダ30)を載置している回転テーブル710を、軸線3Xを回転軸として反時計回り(第2周方向3T2)に所定の角度θだけ回動させる。ここで、所定の角度θは、U相第2コイルにかかるU相第1スロット51uを、回動前のU相第1コイル7u1にかかるU相第1スロット51uの位置に配置できる角度であり、本実施例では、45°となる(図22参照)。
ところで、第1,第2表面側規制部材111,112は、U相第1表面側コイルエンド部7Hu1に対し径方向内側から接している。このとき、第1,第2表面側規制部材111,112は、U相第1表面側コイルエンド部7Hu1が径内方向3Y1へスプリングバックする力を受け止めており、U相第1表面側コイルエンド部7Hu1を径外方向3Y2に押圧する形態で保持している。このため、ステータ鉄心3を軸線3Xを回転軸として反時計回り(第2周方向3T2)に回動させると、U相第1表面側コイルエンド部7Hu1と共に、第1,第2表面側規制部材111,112も第2周方向3T2に回動する。
従って、ステータ鉄心3を、その軸線3Xを回転軸として反時計回り(第2周方向3T2)に回動させている期間も、第1,第2表面側規制部材111,112は、U相第1,第2表面側規制位置111A,112Aに位置する。このため、U相第1表面側コイルエンド部7Hu1が径方向内側に引き込まれて変形し、所定のU相表面側コイルエンド領域7HAよりも径方向内側に位置してしまうのを防止することができる。
さらに、このとき、第1,第2表面側規制部材111,112に連結している表面側連結ユニット120(第1〜第3表面側連結部材121〜123、駆動ピン126)、及び表面側走行ユニット130も、第2周方向3T2に回動する。
従って、図19と図21とを比較するとわかるように、第2表面側連結部材122の巻線案内部122cによって、巻線部分6ub(後にU相渡り部8u(図5参照)をなす部分)を、第1,第2表面側規制位置111A,112Aよりも径方向外側の位置に保持しつつ、U相第1コイル7u1側から第2コイル側に案内することができる。このため、巻線部分6ub(後にU相渡り部8u(図5参照)をなす部分)が、径方向内側に引き込まれて、U相第1コイル7u1が形成されたU相第1スロット51uとU相第2スロット52uとの間に位置するV相第1,第2スロット51v,52v、W相第1,第2スロット51w,52wの一部を覆ってしまう虞がない。
従って、図19と図21とを比較するとわかるように、第2表面側連結部材122の巻線案内部122cによって、巻線部分6ub(後にU相渡り部8u(図5参照)をなす部分)を、第1,第2表面側規制位置111A,112Aよりも径方向外側の位置に保持しつつ、U相第1コイル7u1側から第2コイル側に案内することができる。このため、巻線部分6ub(後にU相渡り部8u(図5参照)をなす部分)が、径方向内側に引き込まれて、U相第1コイル7u1が形成されたU相第1スロット51uとU相第2スロット52uとの間に位置するV相第1,第2スロット51v,52v、W相第1,第2スロット51w,52wの一部を覆ってしまう虞がない。
また、上記のように、ステータ鉄心3を、軸線3Xを回転軸として反時計回り(第2周方向3T2)に所定の角度θ(図22参照)だけ回動させると、表面側レールユニット140に対する駆動ピン126の位置を、初期位置126A(図13,図14に示す位置)に戻すことができる。同様に、走行ユニット130も、初期位置(図13,図14に示す位置)に戻すことができる。
その後、図23に示すように、第1吐出装置210を、上死点の位置から第2軸線方向3X2(図中下方)に移動させて、次のU相第2コイルを巻回し始める。このとき、本実施例の表面側変形防止機構101(変形防止機構100)は、依然として、第1,第2表面側規制部材111,112を第1,第2表面側規制位置111A,112Aに配置させている。従って、第2表面側連結部材122の巻線案内部122cも、依然として、第1,第2表面側規制位置111A,112Aよりも径方向外側の位置に配置されている。
このため、第1吐出装置210を、第2軸線方向3X2(図中下方)に移動させている間も、巻線案内部122cによって、巻線部分6ub(後にU相渡り部8u(図5参照)をなす部分)を、第1,第2表面側規制位置111A,112Aよりも径方向外側の位置に保持しつつU相第1コイル7u1側からU相第2コイル側に案内することができる。さらに、巻線部分6ub(後にU相渡り部8u(図5参照)をなす部分)が、巻線案内部122cによって第2コイル側に案内された後は、今度は、第1,第2表面側規制部材111,112によって、巻線部分6ubが第1,第2表面側規制位置111A,112Aよりも径方向内側に引き込まれるのを防止することができる。従って、図5に示すように、U相渡り部8uを所定の位置に、適切に形成することができる。
以上において、変形防止機構100のうち表面側変形防止機構101について説明したが、ステータ鉄心3の裏面3B側に配置されている裏面側変形防止機構によっても、同様にして、U相裏面側コイルエンド部の変形を防止することができる。
ところで、本実施例の変形防止機構100は、図18と図20とを比較するとわかるように、第1,第2表面側規制部材111,112を、表面側円筒内位置111B,112B(図18に示す位置)からステータ鉄心3の軸線3Xとの距離が徐々に大きくなるように移動させるにしたがって、ステータ鉄心3の周方向3TPにかかる両者間の周方向距離を拡げるように構成されている。従って、駆動ピン126について、アクチュエータによってセット位置126Bから第2周方向3T2に移動させる移動量Dを調整することにより、第1表面側規制部材111と第2表面側規制部材112との間の周方向距離を調整することができる。すなわち、移動量Dを調整することで、第1,第2表面側規制部材111,112を、U相表面側コイルエンド部7Hu、V相表面側コイルエンド部7Hv、W相表面側コイルエンド部7Hwのそれぞれに応じた第1,第2表面側規制位置に配置することができる。
ここで、図20(U相)、図24(V相)、図25(W相)を参照しつつ、具体的に説明する。図20に示すように、U相コイル7uを形成する場合は、図示しないアクチュエータによって、セット位置126Bに位置していた駆動ピン126を第2周方向3T2にD1だけ移動させることにより、第1,第2表面側規制部材111,112を、U相表面側コイルエンド部7Huに応じた第1,第2表面側規制位置111A,112Aに配置することができる。
これに対し、図24に示すように、V相コイル7vを形成する場合は、図示しないアクチュエータによって、セット位置126Bに位置していた駆動ピン126を第2周方向3T2にD2(D2<D1)だけ移動させる。これにより、第1,第2表面側規制部材111,112を、V相表面側コイルエンド部7Hvに応じた第1,第2表面側規制位置111V,112Vに配置することができる。
また、図25に示すように、W相コイル7wを形成する場合は、図示しないアクチュエータによって、セット位置126Bに位置していた駆動ピン126を第2周方向3T2にD3(D3<D2<D1)だけ移動させる。これにより、第1,第2表面側規制部材111,112を、W相表面側コイルエンド部7Hwに応じた第1,第2表面側規制位置111W,112Wに配置することができる。
このように、本実施例の表面側変形防止機構101(変形防止機構100)は、U,V,W各相の表面側コイルエンド部について、適切に、表面側コイルエンド部が変形して表面側コイルエンド領域よりも径方向内側に位置してしまうのを防止することができる。しかも、W,V,U相の順に、径方向外側に位置する表面側コイルエンド部ほど、周方向延長部の長さが長くなる各相の表面側コイルエンド部に対し、駆動ピン126の移動量Dを調整するだけで、適切に対応することができる。なお、図示していないが、ステータ鉄心3の裏面3B側(裏面側変形防止機構)についても、表面側3A(表面側変形防止機構101)と同様に構成されている。
従って、本実施例の巻線装置1000を用いることにより、U相コイル7u,V相コイル7v,W相コイル7wを適切に形成することができる。
従って、本実施例の巻線装置1000を用いることにより、U相コイル7u,V相コイル7v,W相コイル7wを適切に形成することができる。
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、第1,第2吐出装置210,220、変形防止機構100、及び対称変形防止機構を用いて、2つのコイル7を同時に成形した。しかし、単一の吐出装置(例えば第1吐出装置210)と変形防止機構100とを用いて、コイル7を1つずつ成形するようにしても良い。しかしながら、2つのコイル7を同時に成形するほうが、コイル成形にかかる時間を半分に短縮することができる点で好ましい。
例えば、上記実施例では、第1,第2吐出装置210,220、変形防止機構100、及び対称変形防止機構を用いて、2つのコイル7を同時に成形した。しかし、単一の吐出装置(例えば第1吐出装置210)と変形防止機構100とを用いて、コイル7を1つずつ成形するようにしても良い。しかしながら、2つのコイル7を同時に成形するほうが、コイル成形にかかる時間を半分に短縮することができる点で好ましい。
また、上記実施例では、1つのコイル7(表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部)を成形するために、4つのコイルエンド成形部材(具体的には、第1〜第4アーム501〜504)を用いたが、コイルエンド成形部材の数はこれに限定されるものではない。例えば、表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部を、それぞれ1つずつのコイルエンド成形部材(合計2つ)によって成形するようにしても良い。
3 ステータ鉄心
3SI 仮想内周円筒面
3X (ステータ鉄心の)軸線
3XP 軸線方向
3X1 第1軸線方向
3X2 第2軸線方向
3TP ステータ鉄心3の周方向
3T1 第1周方向
3T2 第2周方向
5 (ステータ鉄心の)スロット
6u U相巻線
6ub U相渡り部をなす巻線部分
7u U相コイル
7u1 U相第1コイル
7Hu U相表面側コイルエンド部
7HA U相表面側コイルエンド領域
7HAb U相表面側周方向延長部
8u U相渡り部
51 第1スロット
52 第2スロット
100 変形防止機構
111 第1表面側規制部材
111A 第1表面側規制位置
112A 第2表面側規制位置
111B,112B 表面側円筒内位置
112 第2表面側規制部材
121 第1表面側連結部材(表面側移動機構)
122 第2表面側連結部材(案内部材、表面側移動機構)
200 巻線吐出装置
210 第1吐出装置
220 第2吐出装置
501 第1アーム(コイルエンド成形部材)
502 第2アーム(コイルエンド成形部材)
503 第3アーム(コイルエンド成形部材)
504 第4アーム(コイルエンド成形部材)
1000 巻線装置(ステータ鉄心の巻線装置)
3SI 仮想内周円筒面
3X (ステータ鉄心の)軸線
3XP 軸線方向
3X1 第1軸線方向
3X2 第2軸線方向
3TP ステータ鉄心3の周方向
3T1 第1周方向
3T2 第2周方向
5 (ステータ鉄心の)スロット
6u U相巻線
6ub U相渡り部をなす巻線部分
7u U相コイル
7u1 U相第1コイル
7Hu U相表面側コイルエンド部
7HA U相表面側コイルエンド領域
7HAb U相表面側周方向延長部
8u U相渡り部
51 第1スロット
52 第2スロット
100 変形防止機構
111 第1表面側規制部材
111A 第1表面側規制位置
112A 第2表面側規制位置
111B,112B 表面側円筒内位置
112 第2表面側規制部材
121 第1表面側連結部材(表面側移動機構)
122 第2表面側連結部材(案内部材、表面側移動機構)
200 巻線吐出装置
210 第1吐出装置
220 第2吐出装置
501 第1アーム(コイルエンド成形部材)
502 第2アーム(コイルエンド成形部材)
503 第3アーム(コイルエンド成形部材)
504 第4アーム(コイルエンド成形部材)
1000 巻線装置(ステータ鉄心の巻線装置)
Claims (9)
- 表面とこれに平行な裏面とを有するリング状で内歯形状のステータ鉄心について、互いに隣接する上記内歯で構成されるスロットのうち、上記ステータ鉄心の周方向に交互に並ぶ複数の第1スロット内及び第2スロット内に1本または複数本の素線からなる巻線を挿入し、上記第1スロットと第2スロットとの間に上記巻線を渡らせて巻回したコイルを、上記ステータ鉄心の周方向に複数形成するステータ鉄心の巻線装置であって、
上記ステータ鉄心の軸線方向のうち、上記裏面から上記表面に向かう方向を第1軸線方向とし、この逆を第2軸線方向とし、
上記コイルのうち上記ステータ鉄心の表面より上記第1軸線方向に位置する部分を表面側コイルエンド部、上記コイルのうち上記ステータ鉄心の裏面より上記第2軸線方向に位置する部分を裏面側コイルエンド部としたとき、
上記巻線を吐出する巻線吐出装置と、
上記表面側コイルエンド部及び上記裏面側コイルエンド部を、所定の表面側コイルエンド領域及び裏面側コイルエンド領域に配置し成形するコイルエンド成形部材と、を備え、
同一の巻線からなり上記ステータ鉄心の周方向に隣り合って並ぶ2つのコイルのうち、先に形成されたコイルを第1コイル、後に形成されたコイルを第2コイルとしたとき、
上記第1コイルを形成した後、上記コイルエンド成形部材を上記第1コイルから離間させた状態で、上記ステータ鉄心及び上記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに所定の角度だけ回動させて、上記ステータ鉄心に対する上記巻線吐出装置の周方向位置を上記第2コイルを形成する所定の周方向位置に変更した後、上記第2コイルを形成する一連の動作を繰り返して上記複数のコイルを順に形成するにあたり、
少なくとも、上記ステータ鉄心及び上記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに所定の角度だけ回動させている期間に亘り、上記第1コイルの上記表面側コイルエンド部及び裏面側コイルエンド部の変形を防止する変形防止機構を有する
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項1に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記コイルエンド成形部材は、
前記ステータ鉄心の前記表面より前記第1軸線方向に位置する第1アームであって、前記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち前記第1スロット内に挿入された第1スロット挿入部より上記第1軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、前記表面側コイルエンド部を前記表面側コイルエンド領域に配置し成形する第1アームと、
上記ステータ鉄心の前記裏面より上記第2軸線方向に位置する第2アームであって、上記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち上記第1スロット挿入部より上記第2軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、前記裏面側コイルエンド部を前記裏面側コイルエンド領域に配置し成形する第2アームと、
上記ステータ鉄心の上記裏面より上記第2軸線方向に位置する第3アームであって、上記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち前記第2スロット内に挿入された第2スロット挿入部より上記第2軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、上記裏面側コイルエンド部を上記裏面側コイルエンド領域に配置し成形する第3アームと、
上記ステータ鉄心の上記表面より上記第1軸線方向に位置する第4アームであって、上記巻線吐出装置から吐出された巻線のうち上記第2スロット挿入部より上記第1軸線方向に位置する巻線に掛合してこの巻線をたぐり、上記表面側コイルエンド部を上記表面側コイルエンド領域に配置し成形する第4アームと、を含んでなる
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項1または請求項2に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記変形防止機構は、
上記表面側周方向領域の前記径方向内側に隣接する表面側規制位置に配置され、上記表面側コイルエンド部の少なくとも一部が変形して上記表面側コイルエンド領域よりも前記径方向内側に位置するのを規制する表面側規制部材と、
前記裏面側コイルエンド領域の前記径方向内側に隣接する裏面側規制位置に配置され、上記裏面側コイルエンド部の少なくとも一部が変形して上記裏面側コイルエンド領域よりも前記径方向内側に位置するのを規制する裏面側規制部材と、を有する
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項3に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記ステータ鉄心及び前記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに前記所定の角度だけ回動させる前に、前記表面側規制部材を、前記ステータ鉄心の内周円筒面を前記軸線方向に延ばした仮想内周円筒面よりも前記径方向内側の表面側円筒内位置から、上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させて、前記表面側規制位置に配置する表面側移動機構と、
上記ステータ鉄心及び上記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに上記所定の角度だけ回動させる前に、前記裏面側規制部材を、上記仮想内周円筒面よりも上記径方向内側の裏面側円筒内位置から、上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させて、前記裏面側規制位置に配置する裏面側移動機構と、を備える
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項4に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記表面側規制部材は、
柱形状で、前記軸線方向に延びる第1表面側規制部材と、
柱形状で、前記軸線方向に延びる第2表面側規制部材と、を有し、
前記裏面側規制部材は、
柱形状で、前記軸線方向に延びる第1裏面側規制部材と、
柱形状で、前記軸線方向に延びる第2裏面側規制部材と、を有し、
前記表面側コイルエンド領域のうち前記ステータ鉄心の周方向に延びる部分を表面側周方向延長領域とし、
前記裏面側コイルエンド領域のうち上記ステータ鉄心の周方向に延びる部分を裏面側周方向延長領域としたとき、
前記表面側規制位置は、
上記表面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第1スロット付近に位置する第1表面側規制位置と、
上記表面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第2スロット付近に位置する第2表面側規制位置と、を含み、
前記裏面側規制位置は、
上記裏面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第1スロット付近に位置する第1裏面側規制位置と、
上記裏面側周方向延長領域の前記径方向内側に隣接する位置のうち、前記第2スロット付近に位置する第2裏面側規制位置と、を含み、
前記表面側移動機構は、
上記第1表面側規制部材を上記第1表面側規制位置に配置し、
上記第2表面側規制部材を上記第2表面側規制位置に配置するように構成されてなり、
前記裏面側移動機構は、
上記第1裏面側規制部材を上記第1裏面側規制位置に配置し、
上記第2裏面側規制部材を上記第2裏面側規制位置に配置するように構成されてなる
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項5に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記ステータ鉄心は、複数相分布巻き用ステータ鉄心であり、
前記表面側移動機構は、
前記第1表面側規制部材と前記第2表面側規制部材とについて、前記表面側円筒内位置から上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させるにしたがって、上記ステータ鉄心の周方向にかかる両者間の周方向距離を拡げるように構成され、
上記第1表面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第1表面側規制位置にそれぞれ配置し、
上記第2表面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第2表面側規制位置にそれぞれ配置するように構成されてなり、
前記裏面側移動機構は、
前記第1裏面側規制部材と前記第2裏面側規制部材とについて、前記裏面側円筒内位置から上記ステータ鉄心の軸線との距離が徐々に大きくなるように移動させるにしたがって、上記ステータ鉄心の周方向にかかる両者間の周方向距離を拡げるように構成され、
上記第1裏面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第1裏面側規制位置にそれぞれ配置し、
上記第2裏面側規制部材を、各相ごとに設定された前記第2裏面側規制位置にそれぞれ配置するように構成されてなる
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項3〜請求項6のいずれか一項に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記変形防止機構は、
少なくとも、前記ステータ鉄心及び前記巻線吐出装置のうち少なくともいずれかを上記ステータ鉄心の軸線周りに前記所定の角度だけ回動させている期間に亘り、前記巻線のうち後に前記第1コイルと前記第2コイルとの間に渡る渡り部をなす巻線部分を、前記表面側規制位置または前記裏面側規制位置よりも上記ステータ鉄心の径方向外側の位置に保持しつつ、前記第1コイル側から前記第2コイル側に案内する案内部材を有してなる
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項7に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記案内部材は、
前記表面側規制部材に連結し、この表面側規制部材を移動させて、前記表面側規制位置に配置する表面側連結部材、及び
前記裏面側規制部材に連結し、この裏面側規制部材を移動させて、前記裏面側規制位置に配置する裏面側連結部材の少なくともいずれかであり、
上記表面側連結部材及び上記裏面側連結部材の少なくともいずれかは、上記表面側規制部材及び上記裏面側規制部材を上記表面側規制位置及び上記裏面側規制位置に配置させたとき、前記渡り部をなす巻線部分を案内する位置に位置するように構成されてなる
ステータ鉄心の巻線装置。 - 請求項3〜請求項8のいずれか一項に記載のステータ鉄心の巻線装置であって、
前記変形防止機構は、少なくとも、前記巻線のうち前記第1コイルと前記第2コイルとの間に渡る渡り部が所定の位置に形成されるまでの期間、前記表面側規制部材及び前記裏面側規制部材を、前記表面側規制位置及び前記裏面側規制位置に位置させるように構成されてなる
ステータ鉄心の巻線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004046208A JP2005237167A (ja) | 2004-02-23 | 2004-02-23 | ステータ鉄心の巻線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004046208A JP2005237167A (ja) | 2004-02-23 | 2004-02-23 | ステータ鉄心の巻線装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005237167A true JP2005237167A (ja) | 2005-09-02 |
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ID=35019560
Family Applications (1)
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JP2004046208A Pending JP2005237167A (ja) | 2004-02-23 | 2004-02-23 | ステータ鉄心の巻線装置 |
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---|---|
JP (1) | JP2005237167A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-02-23 JP JP2004046208A patent/JP2005237167A/ja active Pending
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