JP2006094632A - Winding method for stator core and winding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータコアの内歯に導線を直接巻き付けてコイルを形成するための巻線方法及び巻線装置に関する。 The present invention relates to a winding method and a winding apparatus for forming a coil by directly winding a conductive wire around an inner tooth of a stator core.
ステータコアの内歯に直接巻線してコイルを形成する巻線装置は、一般に、ステータコアの中心に同軸的に配置され、所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動する導線導入筒と、この導線導入筒の先端に装着され、導線を前記導線導入筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルとを備えている。そして、上記導線導入筒の動きによってノズル先端を巻線すべきステータコアの内歯の回りに周回させ、ノズルから繰り出される導線を内歯に直接巻付けてコイルを形成するようになっている。 A winding device that forms a coil by winding directly on the inner teeth of a stator core is generally arranged coaxially at the center of the stator core, swings at a predetermined angle, and reciprocates in the axial direction. And a nozzle that is attached to the leading end of the conducting wire introduction tube and feeds the conducting wire in a direction substantially orthogonal to the conducting wire introduction tube. The movement of the lead wire introduction tube causes the tip of the nozzle to circulate around the inner teeth of the stator core to be wound, and the lead wire fed from the nozzle is directly wound around the inner teeth to form a coil.
このような巻線装置として、下記特許文献１には、一方から導入した導線を他方に設けたノズルから供出する導線導入筒と、この導線導入筒を軸方向へ往復動作させる往復動作部と、この導線導入筒を軸周方向へ設定角度揺動させる揺動部とを備え、ステータコアに上記ノズルを臨ませると共に上記導線導入筒の往復動作及び揺動により上記ノズルから供出する導線をステータコアの内歯に巻付けてコイルを形成するステータコアへの巻線装置において、上記揺動部は、上記導線導入筒に直交する方向へ配設され、上記往復動作部と同期回転するカム軸と、このカム軸の外周に周回状に形成されたリブ状のカムと、上記導線導入筒の軸方向移動を許容し、上記導線導入筒の回転に対して係合するように、上記導線導入筒の外周に配置された揺動スリーブと、この揺動スリーブに二股をなして取付けられ、上記リブ状のカムをバックラッシ０の状態で挟持するカムフォロワとで構成されており、上記カムは、上記導線導入筒を揺動させるカム曲線部と、反転の際に一旦揺動を停止させるカム直線部とを連続させて周回状に形成した形状をなし、上記カム直線部に上記カムフォロワが位置したときに、上記ノズルが上記ステータコアのスロット内を通過するように設定されていることを特徴とするステータコアへの巻線装置が開示されている。 As such a winding device, in Patent Document 1 below, a conducting wire introducing cylinder that delivers a conducting wire introduced from one side from a nozzle provided on the other, a reciprocating operation unit that reciprocates the conducting wire introducing cylinder in the axial direction, and A swinging portion for swinging the conducting wire introducing cylinder at a set angle in the axial direction, and causing the nozzle to face the stator core, and the conducting wire delivered from the nozzle by the reciprocating motion and swinging of the conducting wire introducing cylinder within the stator core. In a winding device for a stator core wound around a tooth to form a coil, the oscillating portion is disposed in a direction orthogonal to the conducting wire introduction tube, and a cam shaft that rotates in synchronization with the reciprocating portion, and the cam A rib-shaped cam formed on the outer periphery of the shaft and an axial movement of the lead-introducing tube are allowed, and the outer periphery of the lead-introducing tube is engaged with the rotation of the lead-introducing tube. Arranged rock A sleeve and a cam follower which is attached to the swing sleeve in a bifurcated manner and sandwiches the rib-shaped cam in a backlash 0 state, and the cam is a cam curve for swinging the lead-introducing tube. And a cam linear portion that once ceases to oscillate upon reversal, and is formed in a circular shape, and when the cam follower is positioned in the cam linear portion, the nozzle is a slot in the stator core. A winding device for a stator core, which is set so as to pass therethrough, is disclosed.
また、下記特許文献２には、ステータコアの中心に同軸的に配置され、所定角度で揺動すると共に、軸方向に往復移動する導線導入筒と、この導線導入筒の先端に装着されたヘッドと、このヘッドを介して前記導線導入筒に取付けられ、導線を前記導線導入筒に対してほぼ直交する方向に繰り出すノズルとを備え、前記導線導入筒の作動によって前記ノズルをステータコアの内歯に対して周回させて導線を巻付けるようにしたステータコアへの巻線装置において、前記ノズルは前記ヘッドに対して半径方向に摺動可能に装着されると共に、その基端部にカムフォロアが取付けられており、このカムフォロアが嵌入するカム溝を有するカム板が前記ヘッドに回転可能に内蔵され、このカム板を前記導線導入筒に対して相対回転させるカム板回転手段を有しており、前記カム板回転手段は、前記導線導入筒に連動する回転軸と、この回転軸に装着された主動プーリと、前記導線導入筒に対して回転可能に装着され、前記カム板に連動するカム板回転用プーリと、前記導線導入筒の駆動手段とは別の駆動手段によって移動する少なくとも一対の可動プーリと、これらのプーリ群に張設されたベルトとを有し、前記可動プーリは、前記プーリ群を周回するベルト経路長を変えないように移動して、前記主動プーリから前記カム板回転用プーリに至る部分のベルトの長さと、前記カム板回転用プーリから前記主動プーリに至る部分のベルトの長さとを変化させることを特徴とするステータコアへの巻線装置が開示されている。 In Patent Document 2 below, a lead wire introducing cylinder that is coaxially arranged at the center of the stator core, swings at a predetermined angle and reciprocates in the axial direction, and a head attached to the tip of the lead wire introducing cylinder, And a nozzle that is attached to the lead wire introduction cylinder via the head and feeds the lead wire in a direction substantially orthogonal to the lead wire introduction cylinder, and the nozzle is moved relative to the internal teeth of the stator core by the operation of the lead wire introduction cylinder. In the winding device around the stator core that is wound around the stator core, the nozzle is mounted to be slidable in the radial direction with respect to the head, and a cam follower is attached to the base end portion thereof. A cam plate having a cam groove into which the cam follower is fitted is rotatably incorporated in the head, and the cam plate rotates to rotate the cam plate relative to the conducting wire introduction cylinder. The cam plate rotating means has a rotating shaft that is linked to the conducting wire introducing cylinder, a main driving pulley that is attached to the rotating shaft, and is rotatably attached to the conducting wire introducing cylinder, A pulley for rotating the cam plate interlocked with the cam plate, at least a pair of movable pulleys moved by a driving means different from the driving means for the lead wire introduction cylinder, and a belt stretched around these pulley groups, The movable pulley moves so as not to change a belt path length that circulates around the pulley group, and the length of the belt from the main driving pulley to the cam plate rotating pulley, and the cam plate rotating pulley from the pulley. A winding device around a stator core is disclosed in which the length of the belt that reaches the main pulley is changed.
上記特許文献１，２に記載された技術を用いることにより、ステータコアの内歯に導線を整列させて複数層に巻き付けることが可能となり、ステータコアのスロット内に占める導線の占有率（スペースファクタ）を高めて、ステータコアを利用したモータの性能を向上させることが可能となる。
近年、自動車に搭載するパワーステアリングや、電気自動車用のモータとして、よりコンパクトで高性能なものが望まれており、ステータコアの内歯に巻線される導線のスペースファクタを更に高めることが求められている。 In recent years, more compact and high-performance motors for power steering and electric vehicles mounted on automobiles have been demanded, and it is required to further increase the space factor of the conductive wire wound around the inner teeth of the stator core. ing.
しかしながら、スペースファクタを更に高めるためには、ステータコアのスロット内に導線ができるだけ高密度に配置されるように、導線をより正確に整列させて巻き付ける必要があった。 However, in order to further increase the space factor, it has been necessary to more accurately align and wind the conductors so that the conductors are arranged in the stator core slots as densely as possible.
ところが、図１２に示されるように、ステータコア１の内歯２の周りに導線Ｗを巻き付けるとき、巻線装置のノズルが内歯２の両側のスロットを通るとき、ノズルから導出される導線Ｗがノズル先端から直ちに屈曲して９０度曲げられるわけではなく、ノズルの前方に突出した後に曲げられて巻き付くため、スロット内の導線の長さ方向中央部が内径側に寄った、弓形に屈曲した形状になって巻き付けられる。 However, as shown in FIG. 12, when the conductor W is wound around the inner teeth 2 of the stator core 1, when the nozzle of the winding device passes through the slots on both sides of the inner teeth 2, the conductor W led out from the nozzle is changed. It does not bend immediately from the nozzle tip and is bent 90 degrees, but is bent and wound after protruding forward of the nozzle, so that the central portion in the longitudinal direction of the conducting wire in the slot is bent toward the inner diameter side and bent into an arcuate shape Wrapped into a shape.
その結果、内歯２の最も基部側に巻き付けられるべき導線Ｗａが巻き付けられる前に、隣接する導線Ｗｂの弓形に湾曲した中央部がステータコア１の壁面に接触してしまい、最も基部側に巻き付けられるべき導線Ｗａが、一周前に巻き付けられた隣接する導線Ｗｂに乗り上げてしまう。このため、その上層に巻き付けられる導線の巻き始めが乱れてしまい、一旦整列が乱れるとそれに続く部分も乱れを生じ、その更に上層に巻付けられる導線の整列は更に乱れることになる。 As a result, before the conducting wire Wa to be wound on the most proximal side of the internal tooth 2 is wound, the arcuately curved central portion of the adjacent conducting wire Wb comes into contact with the wall surface of the stator core 1 and is wound most proximally. The power conducting wire Wa gets on the adjacent conducting wire Wb wound one round before. For this reason, the winding start of the conducting wire wound on the upper layer is disturbed, and once the alignment is disturbed, the subsequent portion is also disturbed, and the alignment of the conducting wire wound on the further upper layer is further disturbed.
また、図１３、１４に示すように、従来の巻線装置における内歯２を周回するノズルの軌跡Ｔは、その上下端部において、例えばスロット３ａから突出した後、揺動して反対側のスロット３ｂに入る際、揺動の中心Ｏで、上下動の上死点又は下死点がくるように設定されていた。なお、図中１４は内歯２の周りに被されたインシュレータである。このとき、導線は、インシュレータ４の角部４ａを支点とする半径ｒの長さで、ノズルの回動と一緒に回動する。 Further, as shown in FIGS. 13 and 14, the trajectory T of the nozzle that circulates the inner teeth 2 in the conventional winding device, for example, protrudes from the slot 3a at the upper and lower ends thereof, and swings to the opposite side. When entering the slot 3b, it was set so that the top dead center or the bottom dead center of the vertical movement would come at the center O of the swing. In the figure, reference numeral 14 denotes an insulator covered around the inner teeth 2. At this time, the conducting wire rotates with the rotation of the nozzle at a length of a radius r with the corner portion 4a of the insulator 4 as a fulcrum.
しかしながら、例えばステータコアのスロット数が１２以上になると、ノズルは、比較的狭い揺動幅で一方のスロット３ａから反対側のスロット３ｂに移動しなければならなくなり、軌跡Ｔが上下に長く潰れた円弧状となる。その結果、インシュレータ４の角部４ａを支点とする半径ｒは、反対側のスロット３ｂに入る途中の、ある回動角での半径ｒｍを最大とし、それ以降はむしろ短くなってしまう。その結果、半径ｒｍの円周Ｃに対して、ノズルの軌跡Ｔが内側に入り込み、半径ｒｍで引き出された導線がたるみを生じることになる。このたるみによって、導線の配列に乱れが生じてしまい、導線を整列させて巻き付けることが困難となっていた。 However, for example, when the number of slots of the stator core is 12 or more, the nozzle has to move from one slot 3a to the opposite slot 3b with a relatively narrow swing width, and the locus T is a circle that is crushed vertically. Arc shape. As a result, the radius r having the corner 4a of the insulator 4 as a fulcrum maximizes the radius rm at a certain rotation angle while entering the slot 3b on the opposite side, and becomes rather short thereafter. As a result, the trajectory T of the nozzle enters the inside with respect to the circumference C having the radius rm, and the conductive wire drawn out with the radius rm causes a slack. Due to this sagging, the conductor arrangement is disturbed, making it difficult to align and wind the conductors.
したがって、従来の巻線方法では、導線を正確に整列させて予定される位置に巻き付けることができないため、ステータコアの内歯に巻線される導線のスペースファクタを更に高めることが困難であった。 Therefore, in the conventional winding method, it is difficult to further increase the space factor of the conductor wound around the inner teeth of the stator core because the conductor cannot be accurately aligned and wound at a predetermined position.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ステータコアの内歯に導線を正確に整列させて巻き付けることにより、ステータコアのスロット内に占める導線のスペースファクタを更に高めることができるようにしたステータコアへの巻線方法及び巻線装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and further increases the space factor of the conductor occupying the slot of the stator core by winding the conductor in the stator core's inner teeth while accurately aligning the conductor. The present invention provides a winding method and a winding device around a stator core that can be used.
上記目的を達成するため、本発明によるステータコアへの巻線方法は、
ステータコアの中心に導線導入筒を配置し、
この導線導入筒の上端には、導線を半径方向に繰り出すノズルを設け、
導線導入筒をクランク機構によって上下動作させると共に、カム機構によって揺動させることにより、前記ノズルをステータコアの内歯の回りに周回させ、
このノズルから繰り出される導線がステータコアの内歯に整列して巻き付けられるように、前記ノズルを半径方向に往復移動させて、導線をステータコアの内歯に整列させて複数層に巻き付けるステータコアへの巻線方法において、
導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて導線を巻き付けることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a winding method around a stator core according to the present invention includes:
Place the lead-introducing cylinder in the center of the stator core,
At the upper end of this conducting wire introduction tube, a nozzle for feeding out the conducting wire in the radial direction is provided,
The lead wire cylinder is moved up and down by a crank mechanism, and is swung by a cam mechanism so that the nozzle circulates around the inner teeth of the stator core,
Winding around the stator core, in which the nozzle is reciprocated in the radial direction so that the lead wire fed out from the nozzle is wound in alignment with the inner teeth of the stator core, and the lead wire is aligned with the inner teeth of the stator core and wound around a plurality of layers. In the method
When the wire diameter of the conducting wire is dmm, the conducting wire is wound with a tension of d 2 × 9 kg or more.
また、本発明によるステータコアへの巻線装置は、
ステータコアの中心に配置され、その上端に導線を半径方向に繰り出すノズルが設けられた導線導入筒と、
駆動軸の回転に連動して導線導入筒を上下動作させるクランク機構と、
前記駆動軸の回転に連動して、前記導線導入筒を揺動させるカム機構と、
前記ノズルを半径方向に往復移動させる半径方向移動機構とを備え、
前記クランク機構及び前記カム機構の合成した動作によって、前記ノズルをステータコアの内歯の回りに周回させると共に、
このノズルから繰り出される導線がステータコアの内歯に整列して複数層に巻き付けられるように、往復移動機構によって前記ノズルを半径方向に往復移動させるように構成したステータコアへの巻線装置において、
導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて導線を巻き付けるように構成したたことを特徴とする。
Further, the winding device to the stator core according to the present invention is as follows.
A lead-introducing tube disposed at the center of the stator core and provided with a nozzle for feeding out the lead in the radial direction at the upper end thereof;
A crank mechanism that moves the lead-in cylinder up and down in conjunction with the rotation of the drive shaft;
A cam mechanism that swings the lead-introducing tube in conjunction with the rotation of the drive shaft;
A radial movement mechanism for reciprocating the nozzle in the radial direction,
The combined operation of the crank mechanism and the cam mechanism causes the nozzle to circulate around the inner teeth of the stator core,
In the winding device to the stator core configured to reciprocate the nozzle in the radial direction by a reciprocating mechanism so that the lead wire fed out from the nozzle is aligned with the inner teeth of the stator core and wound around a plurality of layers,
When the wire diameter of the conducting wire is dmm, the conducting wire is wound with a tension of d 2 × 9 kg or more.
本発明によれば、導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて導線を巻き付けるようにした（従来は通常ｄ２×５ｋｇである）ので、ノズルがステータコアのスロット内を通るとき、ノズルから繰り出された導線が湾曲することなく真直ぐに張られた状態で、ステータコアの内歯に巻き付けられる。また、内歯に巻き付けられた後も直線状態を維持し、弾性的に形状復帰して湾曲することもない。 According to the present invention, when the wire diameter of the conducting wire is dmm, the conducting wire is wound by applying a tension of d 2 × 9 kg or more (previously, it is usually d 2 × 5 kg), so that the nozzle is a slot of the stator core. When passing through the inside, the lead wire drawn out from the nozzle is wound around the inner teeth of the stator core in a state of being straightly stretched without being bent. Moreover, even after being wound around the internal teeth, the straight state is maintained, and the shape is not elastically restored and curved.
このため、内歯の基端部に巻き付けられる導線が、その前に巻き付けられた隣接する導線に乗り上げることなく、整列して巻き付けることができる。その結果、ステータコアのスロット内に導線がより高密度で配置されるように予定した配列に従って、導線を正確に整列させて巻き付けることができる。 For this reason, the conducting wire wound around the proximal end portion of the inner teeth can be wound in an aligned manner without riding on the adjacent conducting wire wound before. As a result, the conductor wires can be accurately aligned and wound according to a predetermined arrangement so that the conductor wires are arranged at a higher density in the slots of the stator core.
本発明の巻線方法においては、導線の伸びによって縮小した断面積が許容される値に入るように、銅線の初期断面積を設定することが好ましい。 In the winding method of the present invention, it is preferable to set the initial cross-sectional area of the copper wire so that the cross-sectional area reduced by the elongation of the conducting wire falls within an allowable value.
このような態様によれば、導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて導線を巻き付けることにより、導線が伸ばされてその断面積が縮小したとしても、必要とされる断面積を確保して、電気抵抗の増大を実用上の支障がない範囲に抑えることができる。 According to such an aspect, when the wire diameter of the conducting wire is dmm, it is necessary even if the conducting wire is stretched by applying a tension of d 2 × 9 kg or more and the conducting wire is stretched to reduce its cross-sectional area. As a result, the increase in electrical resistance can be suppressed within a range that does not impede practical use.
本発明の巻線方法及び巻線装置においては、前記クランク機構の上死点及び下死点に対して、前記カム機構の揺動中心点が遅れるように設定された軌跡により、前記ノズルを周回させることが好ましい。 In the winding method and the winding device of the present invention, the nozzle is circulated by a trajectory set so that a swing center point of the cam mechanism is delayed with respect to a top dead center and a bottom dead center of the crank mechanism. It is preferable to make it.
このような態様によれば、ノズルがステータコアのスロットから抜け出て、導線導入筒の揺動によって隣接するスロットに入るように移動する際、導線がノズルから常に繰り出されるようにして移動するため、ノズルと内歯との間で導線がたるむことがなく、導線を常に引っ張った状態で巻き付けることができる。その結果、巻線途中の一時的な導線のたるみによって整列が乱れることを防止できる。 According to such an aspect, when the nozzle comes out of the slot of the stator core and moves so as to enter the adjacent slot by the swing of the lead wire introduction cylinder, the lead wire moves so as to be always drawn out from the nozzle. The lead wire does not sag between the inner teeth and the inner teeth, and the lead wire can be wound while being always pulled. As a result, it is possible to prevent the alignment from being disturbed by a temporary slack of the conducting wire in the middle of the winding.
また、本発明の巻線方法及び巻線装置においては、前記カム機構の揺動の傾斜部割付角を９０°以下とすることが好ましい。 Moreover, in the winding method and winding apparatus of this invention, it is preferable that the inclination | tilt part allocation angle of the rocking | fluctuation of the said cam mechanism shall be 90 degrees or less.
ステータコアのスロット数が多く、ステータコアの積厚が高くなるほど、巻線装置におけるカム機構の揺動の傾斜部割付角（カムが一周する間にノズルの揺動動作に割り当てられる角度）は狭くなる。そして、傾斜部割付角が狭いほど、巻線の途中で導線がたるみやすくなる。したがって、クランク機構の上死点及び下死点に対して、カム機構の揺動中心点が遅れるように設定された軌跡を採用することは、上記傾斜部割付角が９０°以下である場合に特に有効である。 As the number of slots of the stator core is increased and the thickness of the stator core is increased, the inclined portion allocation angle of the cam mechanism swinging in the winding device (the angle assigned to the swinging motion of the nozzle while the cam makes one round) becomes narrower. And, as the inclined portion allocation angle is narrower, the conducting wire is more likely to sag in the middle of the winding. Therefore, adopting a trajectory set so that the swing center point of the cam mechanism is delayed with respect to the top dead center and the bottom dead center of the crank mechanism means that the inclined portion allocation angle is 90 ° or less. It is particularly effective.
本発明によれば、導線を正確に整列させて巻き付けることができるので、ステータコアのスロット内に占める導線のスペースファクタを高めて、該ステータコアを利用したモータ等の性能を向上させることができる。 According to the present invention, since the conducting wires can be accurately aligned and wound, the space factor of the conducting wires in the slots of the stator core can be increased, and the performance of a motor or the like using the stator core can be improved.
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図９に示すように、本実施例で採用するステータコア１は、例えばＤＣブラシレスモータに採用されるもので、その内周に複数の内歯２が一定間隔置きに形成されており、この各内歯２間にスロット３が形成されている。なお、内歯２の外周であってスロット３の内周には、インシュレータ４が装着されている。そして、図３に示すように、巻線装置１０のノズル１５ａは、この内歯２を周回して、内歯２に対して導線Ｗを巻付けてコイルＢを形成する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 9, the stator core 1 employed in the present embodiment is employed in, for example, a DC brushless motor, and a plurality of internal teeth 2 are formed at regular intervals on the inner periphery thereof. A slot 3 is formed between the teeth 2. An insulator 4 is mounted on the outer periphery of the inner tooth 2 and on the inner periphery of the slot 3. As shown in FIG. 3, the nozzle 15 a of the winding device 10 circulates around the inner teeth 2 and winds a conductive wire W around the inner teeth 2 to form a coil B.
図１に示すように、巻線装置１０は周囲がフレーム１１で覆われており、導線導入筒１２が図の上下方向に貫通されている。この導線導入筒１２は、上記フレーム１１の底面と上面に固設した軸受け１３，１４を介して上下方向及び回転方向へ摺動自在に支持されている。この導線導入筒１２の下端に上記導線Ｗを取入れる導入口１２ａが開口され、また上端にヘッダ１５が装着されている。このヘッダ１５の側面にノズル１５ａが開口され、上記導入口１２ａから導入され、導線導入筒１２内に導かれた上記導線Ｗは上記ノズル１５ａから供出されて、上記ステータコア１の内歯２に巻付けられる。 As shown in FIG. 1, the winding device 10 is covered with a frame 11, and a conducting wire introducing cylinder 12 is penetrated in the vertical direction in the figure. The conducting wire introducing cylinder 12 is supported so as to be slidable in the vertical direction and the rotational direction via bearings 13 and 14 fixed to the bottom and top surfaces of the frame 11. An introduction port 12a for taking in the conducting wire W is opened at the lower end of the conducting wire introduction cylinder 12, and a header 15 is mounted at the upper end. A nozzle 15 a is opened on a side surface of the header 15, introduced from the introduction port 12 a, and the conductive wire W guided into the conductive wire introduction cylinder 12 is delivered from the nozzle 15 a and wound around the internal teeth 2 of the stator core 1. Attached.
また、上記フレーム１１の内部には、上記導線導入筒１２を図の上下方向へ往復動作させる往復動作部１６を内装する往復動作室１１ａと、この往復動作室１１ａの上部に設けられて上記導線導入筒１２を軸周方向へ揺動させる揺動部１７を内装する揺動室１１ｂとが形成されている。 Further, inside the frame 11, a reciprocating operation chamber 11a that houses a reciprocating operation portion 16 for reciprocating the conducting wire introducing cylinder 12 in the vertical direction in the figure, and an upper portion of the reciprocating operation chamber 11a are provided. An oscillating chamber 11b is formed, which includes an oscillating portion 17 that oscillates the introduction cylinder 12 in the axial circumferential direction.
上記往復動作部１６の回転軸１８が、図１の紙面の奥の方へ延出されて、図示しない駆動装置に、同じく図示しないタイミングベルトを介して連設されており、また、この回転軸１８の先端にクランク１９が軸着されている。一方、上記往復動作室１１ａには、上記導線導入筒１２を挟む両側にガイドレール２０が併設され、このガイドレール２０に両側をスライド自在に支持するスライダ２１の中央に上記導線導入筒１２が貫通固定され、さらに、このスライダ２１と上記クランク１９とがクランクアーム２２を介して連設されている。 A rotary shaft 18 of the reciprocating unit 16 extends toward the back of the paper surface of FIG. 1 and is connected to a driving device (not shown) via a timing belt (not shown). A crank 19 is pivotally attached to the tip of 18. On the other hand, the reciprocating chamber 11a is provided with guide rails 20 on both sides of the conductor introduction cylinder 12, and the conductor introduction cylinder 12 passes through the center of a slider 21 that supports both sides of the guide rail 20 so as to be slidable. Further, the slider 21 and the crank 19 are connected via a crank arm 22.
また、上記揺動室１１ｂには、ブラケット１１ｃが立設され、このブラケット１１ｃに、上記揺動部１７の揺動スリーブ２３が上記揺動室１１ｂに立設されたブラケット１１ｃに回転自在に支持されていると共に、上記導線導入筒１２にスプライン係合されている。さらに、上記揺動室１１ｂには、上記導線導入筒１２に直交する方向（図１では、紙面の手前から奥の方向）へカム軸２４が延出され、このカム軸２４が図示しないタイミングベルトを介して上記回転軸１８に連設されて同期回転される。 In addition, a bracket 11c is erected in the oscillating chamber 11b, and an oscillating sleeve 23 of the oscillating portion 17 is rotatably supported on the bracket 11c by a bracket 11c erected in the oscillating chamber 11b. In addition, it is spline-engaged with the conducting wire introducing cylinder 12. Further, a cam shaft 24 extends in the swing chamber 11b in a direction orthogonal to the lead wire introduction cylinder 12 (in FIG. 1, from the front side to the back side of the drawing sheet). Are connected to the rotary shaft 18 via the shaft and rotated synchronously.
図２に示すように、上記カム軸２４にはカムスリーブ２５が軸着され、このカムスリーブ２５にカム２６が形成されている。このカム２６は、上記カムスリーブ２５の外周に周回状に形成されており、カム曲線部２６ａとカム直線部２６ｂとが交互に連続されている。このカム２６に、上記揺動スリーブ２３に二股に取付けられている一対のカムフォロワ２７が摺接されている。この一対のカムフォロワ２７は上記カム２６のテーパリブ２６ｃを常に当接した状態、すなわちバックラッシ０の状態で挟持しており、上記カム２６に対して常に拘束された状態にある。この場合、カム軸２４を、図２中の矢印Ａ方向に移動させることにより、カム２６とカムフォロワ２７とのバックラッシを取ることができる。なお、バックラッシ０でも、カム２６とカムフォロワ２７との回転方向が一方向なので回転することができる。 As shown in FIG. 2, a cam sleeve 25 is pivotally attached to the cam shaft 24, and a cam 26 is formed on the cam sleeve 25. The cam 26 is formed in a circular shape on the outer periphery of the cam sleeve 25, and the cam curve portion 26a and the cam straight portion 26b are alternately continued. A pair of cam followers 27 attached to the swing sleeve 23 in a bifurcated manner are in sliding contact with the cam 26. The pair of cam followers 27 are held in a state where the taper ribs 26c of the cam 26 are always in contact with each other, that is, in a state of backlash 0, and are always restrained with respect to the cam 26. In this case, the backlash between the cam 26 and the cam follower 27 can be taken by moving the cam shaft 24 in the direction of arrow A in FIG. Even in the case of backlash 0, the cam 26 and the cam follower 27 can rotate because the rotation direction is one direction.
したがって、駆動装置によりタイミングベルト（いずれも図示せず）を介して、往復動作部１６の回転軸１８を回転させると、この回転軸１８に固設されたクランク１９が回転し、このクランク１９にクランクアーム２２を介して連設されたスライダ２１が、その両側をガイドレール２０に支持されて、図の上下方向へ往復動作する。 Accordingly, when the rotary shaft 18 of the reciprocating operation unit 16 is rotated by a driving device via a timing belt (none of which is shown), a crank 19 fixed to the rotary shaft 18 rotates. The slider 21 continuously provided via the crank arm 22 is supported by the guide rail 20 on both sides thereof, and reciprocates in the vertical direction in the figure.
一方、上記回転軸１８の回転は、図示しないタイミングベルトを介して揺動部１７のカム軸２４に伝達される。したがって、このカム軸２４は上記回転軸１８と同期回転する。このカム軸２４が回転すると、このカム軸２４に軸着するカムスリーブ２５の外周に形成したカム２６が、上記導線導入筒１２に軸着されている揺動スリーブ２３に取付けられているカムフォロワ２７を介して上記導線導入筒１２を揺動させる。 On the other hand, the rotation of the rotary shaft 18 is transmitted to the cam shaft 24 of the swinging portion 17 via a timing belt (not shown). Therefore, the cam shaft 24 rotates in synchronization with the rotating shaft 18. When the cam shaft 24 rotates, a cam 26 formed on the outer periphery of a cam sleeve 25 that is pivotally attached to the cam shaft 24 is attached to a swing sleeve 23 that is pivotally attached to the conducting wire introduction cylinder 12. The conducting wire introducing cylinder 12 is oscillated through.
そして、導線導入筒１２の上下方向への往復動作と揺動動作とによって、導線導入筒１２のノズル１５ａが、ステータコア１の内歯２を周回してコイルＢを形成するようになっている。なお、上記往復動作部１６が本発明におけるクランク機構を構成し、上記揺動部１７が本発明におけるカム機構を構成している。 And the nozzle 15a of the conducting wire introduction cylinder 12 circulates the internal tooth 2 of the stator core 1 and forms the coil B by the reciprocating operation and swinging operation of the conducting wire introduction cylinder 12 in the vertical direction. The reciprocating part 16 constitutes a crank mechanism in the present invention, and the swing part 17 constitutes a cam mechanism in the present invention.
この場合、ノズル１５ａは、例えば前記特開２０００−２４５１２１号公報に示されるような機構によって、ノズル１５ａが一周する毎に、ほぼ線幅に相当する距離だけ半径方向に移動して、導線を内歯２に整列させて巻き付け、更に内歯２に対して半径方向に往復移動させることにより、複数層に重ねて巻き付けるようになっている。上記往復移動機構については、上記公報に示されるように既に公知であるため、その説明を省略することにする。 In this case, the nozzle 15a moves in the radial direction by a distance substantially corresponding to the line width each time the nozzle 15a makes a round by a mechanism such as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-245121, for example. By winding in alignment with the teeth 2 and further reciprocating in the radial direction with respect to the inner teeth 2, they are wound around a plurality of layers. Since the reciprocating mechanism is already known as shown in the publication, the description thereof will be omitted.
一方、上記導線導入筒１２の導入口１２ａに挿入される導線Ｗは、例えば図４，５に示されるような導線供給装置２００によって供給される。すなわち、この導線供給装置２００の下方には、複数のボビン２０１が設置されている。そして、このボビン２０１の設置箇所に立設されたスタンド２０２を有し、このスタンド２０２の上部には、水平に伸びるアーム２０３が接続され、その両端部に第１ガイドリール２０４がそれぞれ取付けられている。また、スタンド２０２の上端には、支持パネル２０５が取付けられている。 On the other hand, the conducting wire W inserted into the introduction port 12a of the conducting wire introduction cylinder 12 is supplied by a conducting wire supply device 200 as shown in FIGS. That is, a plurality of bobbins 201 are installed below the conductor supply device 200. And, it has a stand 202 erected at the place where the bobbin 201 is installed, and an arm 203 extending horizontally is connected to the upper part of the stand 202, and first guide reels 204 are respectively attached to both ends thereof. Yes. A support panel 205 is attached to the upper end of the stand 202.
支持パネル２０５には、上記第１ガイドリール２０４から延出される導線Ｗを１本ずつ平行に配列させるための複数の第２ガイドリール２０６が取付けられている。 A plurality of second guide reels 206 for arranging the conductive wires W extending from the first guide reel 204 in parallel one by one are attached to the support panel 205.
また、支持パネル２０５には、水平方向に伸びるスリット２０７が、上記並列した導線Ｗに対応して複数平行に形成されている。図５に示すように、これらのスリット２０７には、スライド板２０８がスライド可能に挿入されている。支持パネル２０５の背面側には、上記スライド板２０８のスライドをガイドするガイド板２０９が、支持パネル２０５と平行に取付けられている。 In addition, a plurality of slits 207 extending in the horizontal direction are formed in the support panel 205 in parallel with the parallel conductive wires W. As shown in FIG. 5, a slide plate 208 is slidably inserted into these slits 207. A guide plate 209 for guiding the slide of the slide plate 208 is attached to the back side of the support panel 205 in parallel with the support panel 205.
また、支持パネル２０５の背面側には、エアシリンダ２１０が取付けられ、その作動ロッド２１１は、上記スライド板２０８に連結されている。エアシリンダ２１０は、作動ロッド２１１及びスライド板２０８を常時引き戻す方向（図５における右方向）に付勢している。スライド板２０８には、第３ガイドリール２１２が取付けられている。 An air cylinder 210 is attached to the back side of the support panel 205, and its operating rod 211 is connected to the slide plate 208. The air cylinder 210 urges the operating rod 211 and the slide plate 208 in a direction that always pulls back (the right direction in FIG. 5). A third guide reel 212 is attached to the slide plate 208.
なお、第３ガイドリール２１２の手前には、導線Ｗのロック装置２１３が設置されている。ロック装置２１３は、導線Ｗの経路を挟んで、一方には固定板２１４が配置され、他方にはエアシリンダ２１５で作動する可動板２１６が設置されている。固定板２１４には凹部、可動板２１６には凸部が設けられ、エアシリンダ２１５の作動で可動板２１６を固定板２１５に押し付けることにより、上記凹凸が嵌合して、それらの間に導線Ｗが挟まれて固定されるようになっている。 In addition, a locking device 213 for the conducting wire W is installed in front of the third guide reel 212. The locking device 213 is provided with a fixed plate 214 on one side and a movable plate 216 that is operated by an air cylinder 215 on the other side of the wire W. The fixed plate 214 is provided with a concave portion, and the movable plate 216 is provided with a convex portion. When the movable plate 216 is pressed against the fixed plate 215 by the operation of the air cylinder 215, the concave and convex portions are fitted, and the lead wire W is interposed therebetween. Is sandwiched and fixed.
また、支持パネル２０５の上記第３ガイドリール２１２の更に前方には、第４ガイドリール２１７が取付けられている。導線Ｗは、上記第３ガイドリール２１２と第４ガイドリール２１７との間を、少なくとも１周巻き付けられた後、支持パネル２０５の先端に設置されたポール２１８に設けたガイド孔に挿通される。なお、ポール２１８の更に前方には、延長板２２０を介してポール２１９が設置されており、導線Ｗは、最終的にこのポール２１９に設けたガイド孔を挿通されて、巻線装置１０の導線導入筒１２の導入口１２ａに送られるようになっている。 In addition, a fourth guide reel 217 is attached in front of the third guide reel 212 of the support panel 205. The conducting wire W is wound around at least one turn between the third guide reel 212 and the fourth guide reel 217 and then inserted into a guide hole provided in a pole 218 installed at the tip of the support panel 205. Further, a pole 219 is installed in front of the pole 218 via an extension plate 220, and the conducting wire W is finally inserted through a guide hole provided in the pole 219, so that the conducting wire of the winding device 10 is provided. It is sent to the introduction port 12 a of the introduction cylinder 12.
したがって、複数のボビン２０１から繰出された導線Ｗは、第１ガイドリール２０４と第２ガイドリール２０６とを介して、支持パネル２０５に沿って平行に配列される。この導線Ｗは更に、第３ガイドリール２１２と、第４ガイドリール２１７との間を少なくとも１周巻き付けられた後、ポール２１８に設けたガイド孔を通り、巻線装置１０の導線導入筒１２の導入口１２ａに送られる。そして、巻線装置１０での巻線操作によって導線Ｗが引っ張られて、複数のボビン２０１から導線Ｗが引き出されるようになっている。 Accordingly, the conductive wires W fed out from the plurality of bobbins 201 are arranged in parallel along the support panel 205 via the first guide reel 204 and the second guide reel 206. The conductive wire W is further wound at least one turn between the third guide reel 212 and the fourth guide reel 217, then passes through the guide hole provided in the pole 218, and the conductive wire introducing cylinder 12 of the winding device 10. It is sent to the inlet 12a. And the conducting wire W is pulled by the winding operation in the winding device 10, and the conducting wire W is drawn from the plurality of bobbins 201.
この場合、導線Ｗが巻線装置１０によって強く引っ張られたときは、第３ガイドリール２１２が、エアシリンダ２１０による引張力に抗して、第４ガイドリール２１７に近接する方向にスライドし、導線Ｗに過剰な引張力が作用することを防止している。また、導線Ｗが巻線装置１０の動作中に緩んだ場合には、エアシリンダ２１０による引張力によって、第３ガイドリール２１２が第４ガイドリール２１７から離れる方向に移動し、導線Ｗが巻線操作中に弛んでしまうことを防止する。このように、第３ガイドリール２１２と第４ガイドリール２１７との間隔が伸縮自在に変化することによって、巻線操作に伴って導線Ｗの引き出し速度が変化しても、適度な引張力を常に付与するようにしている。 In this case, when the conducting wire W is strongly pulled by the winding device 10, the third guide reel 212 slides in the direction approaching the fourth guide reel 217 against the tensile force of the air cylinder 210, and the conducting wire An excessive tensile force is prevented from acting on W. Further, when the conducting wire W is loosened during the operation of the winding device 10, the third guide reel 212 moves away from the fourth guide reel 217 by the tensile force of the air cylinder 210, and the conducting wire W is wound. Prevent loosening during operation. As described above, since the distance between the third guide reel 212 and the fourth guide reel 217 is telescopically changed, an appropriate tensile force is always applied even if the drawing speed of the conducting wire W changes with the winding operation. It is trying to grant.
また、巻線操作においては、導線Ｗをピンと張った状態にして、導線Ｗの受け渡しをすることがあるが、このような場合に、導線Ｗがボビン２０１から引き出されてしまうのを防止するため、導線Ｗのロック装置２１３が設置されている。すなわち、上記のような場合に、ロック装置２１３のエアシリンダ２１５の作動で可動板２１６が固定板２１４に押し付けられ、導線Ｗが可動板２１６と固定板２１４との間に挟圧固定されて、導線Ｗがボビン２０１から引き出されてしまうことを防止することができる。 Further, in the winding operation, the conductor W may be delivered while the conductor W is stretched. To prevent the conductor W from being pulled out from the bobbin 201 in such a case. The lock device 213 of the conducting wire W is installed. That is, in the above case, the movable plate 216 is pressed against the fixed plate 214 by the operation of the air cylinder 215 of the lock device 213, and the lead wire W is clamped and fixed between the movable plate 216 and the fixed plate 214. The lead wire W can be prevented from being pulled out from the bobbin 201.
そして、本発明の巻線装置１０の特徴は、上記導線供給装置２００におけるエアシリンダ２１０による引張力を調整することによって、巻線操作中に、ノズル１５ａから引き出される導線Ｗに、導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて、導線Ｗを巻き付けるようにしたことにある。なお、上記テンションは、ｄ２×９ｋｇ以上であって、ｄ２×１２ｋｇ以下であることが好ましい。このテンションは、例えば上記電線供給装置２００におけるエアシリンダ２１０による引張り力を調整することによって、設定することができる。なお、本発明において、導線としては、銅線を用いることが特に好ましい。 The winding device 10 according to the present invention is characterized by adjusting the tensile force generated by the air cylinder 210 in the conductor supply device 200 to the conductor W drawn from the nozzle 15a during the winding operation. When d is dmm, the conductor W is wound with a tension of d 2 × 9 kg or more. The tension is preferably d 2 × 9 kg or more and d 2 × 12 kg or less. This tension can be set, for example, by adjusting the pulling force by the air cylinder 210 in the electric wire supply device 200. In the present invention, it is particularly preferable to use a copper wire as the conducting wire.
上記のようなテンションを掛けて巻線を行うことにより、後述する試験例に示されるように、導線Ｗの整列度を飛躍的に向上させることができ、それによってステータコア１のスロット３内における導線Ｗのスペースファクタを高めることができる。 By performing the winding with the tension as described above, the degree of alignment of the conductors W can be dramatically improved as shown in a test example to be described later, whereby the conductors in the slots 3 of the stator core 1 can be improved. The space factor of W can be increased.
なお、導線Ｗに上記のようなテンションを掛けることにより、導線Ｗの伸びが生じて、その断面積が減少する場合がある。その場合には、減少した後の断面積が、目的とする用途において適合する断面積となるように、導線Ｗの初期断面積を設定すればよい。なお、ステータコア１に巻線される導線Ｗの表面には、絶縁被膜が形成されているが、上記テンションによって導線Ｗが伸びたとしても、その絶縁被膜の絶縁性には実用上の支障が生じないことがわかった。 In addition, when the above tension | tensile_strength is applied to the conducting wire W, elongation of the conducting wire W arises and the cross-sectional area may reduce. In that case, the initial cross-sectional area of the conducting wire W may be set so that the reduced cross-sectional area becomes a cross-sectional area suitable for the intended application. In addition, although the insulating film is formed on the surface of the conducting wire W wound around the stator core 1, even if the conducting wire W is extended by the tension, there is a practical problem in the insulation of the insulating coating. I knew it was n’t there.
また、この実施形態では、導線Ｗに上記テンションを掛けるだけでなく、ノズル１５ａをステータコア１の内歯２の周りに周回させる軌跡についても、次のような工夫を行っている。 Further, in this embodiment, not only the tension is applied to the conductive wire W, but also the trajectory around the nozzle 15a around the inner teeth 2 of the stator core 1 is devised as follows.
すなわち、前述した図１３、１４に示すように、従来の巻線装置における内歯２を周回するノズルの軌跡Ｔは、その上下端部において、例えばスロット３ａから突出した後、揺動して反対側のスロット３ｂに入る際、揺動の中心Ｏで、上下動の上死点又は下死点がくるように設定されていた。この場合には、前述したように、例えばステータコアのスロット数が増えて、揺動の傾斜部割付角が狭くなると、ノズルがステータコアの端面から突出して反対側のスロットに入るように移動する際、導線Ｗが緩んでしまうことがあり、これが導線Ｗの整列を乱す１つの原因となっていた。 That is, as shown in FIGS. 13 and 14 described above, the trajectory T of the nozzle that circulates the inner teeth 2 in the conventional winding device is swung opposite to the upper and lower ends after protruding from, for example, the slot 3a. When entering the slot 3b on the side, the top dead center or bottom dead center was set at the center O of the swing. In this case, as described above, for example, when the number of slots of the stator core is increased and the inclined portion allocation angle of the swing is narrowed, the nozzle protrudes from the end face of the stator core and moves so as to enter the opposite slot. The conducting wire W may be loosened, which is one cause of disturbing the alignment of the conducting wire W.
そこで、この実施形態では、クランク機構（往復動作部１６）の上死点及び下死点に対して、前記カム機構（揺動部１７）の揺動中心点が遅れるように設定された軌跡により、前記ノズルを周回させるようにしている。 Therefore, in this embodiment, the trajectory set so that the swing center point of the cam mechanism (swinging part 17) is delayed with respect to the top dead center and bottom dead center of the crank mechanism (reciprocating part 16). The nozzle is made to circulate.
図６は、揺動部１７のカム２６のカム曲線を表している。そこで、図２と合わせて参照すると、導線導入筒１２にスプライン係合されている揺動スリーブ２３に設けたカムフォロワ２７がカム２６のカム直線部２６ｂの位置（図６では中央の９０°前後の位置）にあるとき、導線導入筒１２の揺動は停止されており、ここからカム軸２４が回転すると、上記カムフォロワ２７がカム曲線部２６ａにかかり、このカム曲線部２６ａにガイドされて上記導線導入筒１２が、図の反時計回り方向（図６では揺動角が増大する方向）へ回動する。そして、設定揺動角に達すると、上記カムフォロワ２７が上記カム２６の反対側のカム直線部２６ｂ上（図６では両側の位置）を転動するため、導線導入筒１２の揺動が停止される。上記カム軸２４が更に回転して、上記カムフォロワ２７が反対側のカム曲線部２６ａ上を転動すると、上記導線導入筒１２の回動方向が反転し、最初の方向（図６では揺動角が減少する方向）へ回動されて初期位置に戻り、１サイクルが終了する。 FIG. 6 shows the cam curve of the cam 26 of the rocking portion 17. Therefore, referring to FIG. 2 together, the cam follower 27 provided on the swing sleeve 23 that is spline-engaged with the conducting wire introduction cylinder 12 is positioned at the cam linear portion 26b of the cam 26 (in FIG. When the cam shaft 24 is rotated from here, the cam follower 27 is applied to the cam curve portion 26a and is guided by the cam curve portion 26a to guide the wire. The introduction cylinder 12 rotates in the counterclockwise direction (the direction in which the swing angle increases in FIG. 6). When the set swing angle is reached, the cam follower 27 rolls on the cam linear portion 26b on the opposite side of the cam 26 (the positions on both sides in FIG. 6), so that the swing of the conducting wire introducing cylinder 12 is stopped. The When the cam shaft 24 further rotates and the cam follower 27 rolls on the cam curve portion 26a on the opposite side, the rotation direction of the lead wire introduction cylinder 12 is reversed, and the first direction (in FIG. Is rotated to return to the initial position, and one cycle is completed.
上記カムフォロワ２７が上記カム２６のカム直線部２６ｂの位置にあるとき、上記導線導入筒１２は上記往復動作部１６により、図１の上下方向へ往復動作され、また、カム曲線部２６ａの位置にあるとき、上記ノズル１５ａは、上記ステータコア１の端面の外側に露呈されている。 When the cam follower 27 is in the position of the cam linear portion 26b of the cam 26, the lead wire introduction cylinder 12 is reciprocated in the vertical direction of FIG. 1 by the reciprocating operation portion 16, and is also positioned at the cam curve portion 26a. In some cases, the nozzle 15 a is exposed outside the end face of the stator core 1.
その結果、上記往復動作部１６と揺動部１７との同期回転により、上記回転軸１８及び上記カム軸２４が１回転すると、上記導線導入筒１２に装着されているヘッダ１５のノズル１５ａから供出されている導線Ｗがステータコア１の内歯２に１巻され、これを所定回数繰返すことでコイルＢが形成される（図３参照）。 As a result, when the rotating shaft 18 and the cam shaft 24 rotate once by the synchronous rotation of the reciprocating unit 16 and the swinging unit 17, it is delivered from the nozzle 15 a of the header 15 attached to the conducting wire introducing cylinder 12. The conducting wire W is wound around the inner tooth 2 of the stator core 1 and the coil B is formed by repeating this a predetermined number of times (see FIG. 3).
図６において、ａは巻線できるステータコアの最大積厚であり、ｂはカム２６のカム曲線部２６ａに割り当てられる揺動の傾斜部割付角である。図６中の（Ａ）は揺動の傾斜部割付角が１２０°の場合のカム曲線、（Ｂ）は９０°の場合のカム曲線、（Ｃ）は６０°の場合のカム曲線、（Ｄ）は４５°の場合のカム曲線を表している。 In FIG. 6, “a” represents the maximum thickness of the stator core that can be wound, and “b” represents the swing inclination portion allocation angle assigned to the cam curve portion 26 a of the cam 26. In FIG. 6, (A) is a cam curve in the case where the rocking inclined portion allocation angle is 120 °, (B) is a cam curve in the case of 90 °, (C) is a cam curve in the case of 60 °, (D ) Represents a cam curve in the case of 45 °.
また、図６の曲線イは、往復動作部１６の動作を概念的に示しており、その両端が上死点Ｈ及び下死点Ｌとなっている。 6 conceptually shows the operation of the reciprocating operation unit 16, and both ends thereof are a top dead center H and a bottom dead center L.
図６において、揺動の傾斜部割付角が１２０°の（Ａ）の場合、及び９０°の（Ｂ）場合の場合は、往復動作部１６の上死点Ｈ及び下死点Ｌが、揺動部１７の揺動中心Ｏと一致しているような軌跡であっても、巻線の途中で導線Ｗが緩むことはない。 In FIG. 6, in the case of (A) where the angle of inclination of the swing is 120 ° and (B) where it is 90 °, the top dead center H and the bottom dead center L of the reciprocating unit 16 are Even if the locus coincides with the swing center O of the moving part 17, the conductive wire W does not loosen in the middle of the winding.
しかしながら、揺動の傾斜部割付角が６０°の（Ｃ）の場合、及び４５°の（Ｄ）の場合は、往復動作部１６の上死点Ｈ及び下死点Ｌが、揺動部１７の揺動中心Ｏと一致させると、図１４で示したように、導線Ｗにたるみが発生する。この巻線途中の導線Ｗのたるみは、前記導線供給装置２００のエアシリンダ２１５の引張り力等によって、ある程度は解消できるが、巻線が高速でなされると、上記引張り力だけでは追従せず、導線Ｗのたるみを解消することができなくなる。 However, in the case of (C) in which the swing inclined portion allocation angle is 60 ° and (D) in the case of 45 °, the top dead center H and the bottom dead center L of the reciprocating operation portion 16 are the swing portion 17. , The lead wire W is slackened as shown in FIG. The slackness of the conductor W in the middle of the winding can be solved to some extent by the tensile force of the air cylinder 215 of the conductor supply device 200, but when the winding is performed at high speed, it does not follow only with the tensile force, The slack of the conducting wire W cannot be eliminated.
そこで、揺動の傾斜部割付角が６０°の（Ｃ）の場合や、４５°の（Ｄ）の場合は、クランク機構の上死点及び下死点に対して、カム機構の揺動中心点が遅れるように設定することにより、巻線途中の導線Ｗのたるみを防止することができる。 Therefore, in the case of (C) where the swing inclination portion allocation angle is 60 ° or 45 ° (D), the swing center of the cam mechanism with respect to the top dead center and bottom dead center of the crank mechanism. By setting the point to be delayed, it is possible to prevent sagging of the conductive wire W in the middle of the winding.
すなわち、上記のようにクランク機構の上死点及び下死点に対して、カム機構の揺動中心点が遅れるように設定すると、ノズル１５ａの軌跡は、例えば図７，８で示されるような軌跡となる。すなわち、ノズル１５ａがステータコア１の上下端面から抜け出たとき、揺動部１７の揺動の中心０に至る前に、往復動作部１６の上死点Ｈ及び下死点Ｌに至るような軌跡となる。 That is, if the cam mechanism swing center point is set behind the top dead center and bottom dead center of the crank mechanism as described above, the locus of the nozzle 15a is as shown in FIGS. It becomes a trajectory. That is, when the nozzle 15a comes out of the upper and lower end surfaces of the stator core 1, the trajectory reaches the top dead center H and the bottom dead center L of the reciprocating motion part 16 before reaching the swing center 0 of the swing part 17. Become.
このような軌跡Ｔにおいては、例えばインシュレータ４の角部４ａを支点とする半径ｒを、カムの回動が進行する方向に向かって所定角度毎にｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５…とすると、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４＜ｒ５＜…という関係が発生する。すなわち、導線Ｗは常にノズル１５ａから繰り出されるようになり、ノズル１５ａから一旦繰り出された導線Ｗが、軌跡Ｔの途中で余ってしまってたるむのを防止できる。 In such a trajectory T, for example, a radius r having a corner 4a of the insulator 4 as a fulcrum is set at a predetermined angle r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , in the direction in which the cam rotates. Assuming r 5 ..., a relationship r 1 <r 2 <r 3 <r 4 <r 5 <. That is, the conducting wire W is always drawn out from the nozzle 15a, and the conducting wire W once drawn out from the nozzle 15a can be prevented from remaining in the middle of the trajectory T and sagging.
このような軌跡Ｔをとるのは、揺動部１７の揺動の傾斜部割付角が好ましくは９０°以下、より好ましくは６０〜４５°のときに、特に有効である。また、ステータコア１のスロット３（又は内歯２）の数が好ましくは１２以上、より好ましくは１８〜３６のときに有効である。 Taking such a trajectory T is particularly effective when the inclined portion allocation angle of the swinging portion 17 is preferably 90 ° or less, more preferably 60 to 45 °. The number of slots 3 (or internal teeth 2) of the stator core 1 is preferably 12 or more, more preferably 18 to 36.
なお、往復動作部１６の上死点Ｈ及び下死点Ｌに対する、揺動部１７の揺動の中心０の遅れ角度は、上記揺動の傾斜部割付角に対して３〜５％の角度とすることが好ましい。 The delay angle of the swing center 0 of the swinging portion 17 with respect to the top dead center H and the bottom dead center L of the reciprocating operation portion 16 is an angle of 3 to 5% with respect to the tilting portion allocation angle of the swinging portion. It is preferable that
また、カム形状を変形させることによって、ノズル１５ａが上記のような軌跡、すなわち導線Ｗが常にノズル１５ａから繰り出されるようになる軌跡をとるようにすることも可能である。 Further, by deforming the cam shape, the nozzle 15a can take the above-described locus, that is, the locus where the conducting wire W is always drawn out from the nozzle 15a.
図１０には、本発明の巻線方法によって巻線される導線Ｗの巻線順序の好ましい一例が示されている。図１０に示されるコイル断面内に記載された数字は、その位置での巻数を表している。すなわち、巻数０〜７．５が１層目、巻数８．０〜１４．５が２層目、巻数１５．０〜２０．５が３層目のコイルを形成している。この巻線方法では、全スロット３に同時に巻線ノズル１５ａを挿入し、全内歯２に同時に巻線を施すことにより、３層目のコイルは巻線ノズル１５ａを後退させながら、巻線ノズル１５ａが通る幅内にも巻線を施している。その結果、スロット３内におけるスペースファクタを最大限に高めることができる。 FIG. 10 shows a preferred example of the winding sequence of the conductive wire W wound by the winding method of the present invention. The numbers described in the coil cross section shown in FIG. 10 represent the number of turns at that position. That is, the number of turns 0 to 7.5 forms the first layer, the number of turns 8.0 to 14.5 forms the second layer, and the number of turns 15.0 to 20.5 forms the third layer. In this winding method, the winding nozzle 15a is inserted into all the slots 3 at the same time, and all the inner teeth 2 are wound at the same time. Windings are also provided within the width through which 15a passes. As a result, the space factor in the slot 3 can be maximized.
そして、本発明の巻線方法によれば、前述したように、導線Ｗに導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて巻線を行い、更に好ましい態様においては、クランク機構（往復動作部１６）の上死点Ｈ及び下死点Ｌに対して、カム機構（揺動部１７）の揺動中心点Ｏが遅れるように設定された軌跡Ｔにより、ノズル１５ａを周回させるようにしたことにより、導線Ｗを正確に整列させて巻き付けることができるので、上記のような予め設定された配列に沿って導線Ｗを巻付け、スロット３内におけるスペースファクタを最大限に高めたコイルＢを形成することが可能となる。 Then, according to the winding method of the present invention, as described above, when the wire diameter of the conducting wire is dmm, the winding is performed by applying a tension of d 2 × 9 kg or more. The nozzle 15a has a trajectory T set so that the swing center point O of the cam mechanism (swinging part 17) is delayed with respect to the top dead center H and bottom dead center L of the crank mechanism (reciprocating part 16). Since the lead wire W can be accurately aligned and wound by winding the lead wire W along the preset arrangement as described above, the space factor in the slot 3 is maximized. It is possible to form the coil B that is increased.
図１２は、こうして巻線されたステータコア１の一例が示されている。同図（ａ）は一方の端面から見た平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は他方の端面から見た底面図である。このように、本発明の巻線方法によれば、例えば１８スロットというようなスロット数の多いステータコア１であっても、スロット３内におけるスペースファクタを最大限に高めたコイルＢを形成することができ、それによってステータコアを利用したモータの性能を高めることができる。 FIG. 12 shows an example of the stator core 1 wound in this way. 4A is a plan view seen from one end face, FIG. 4B is a sectional view, and FIG. 4C is a bottom view seen from the other end face. As described above, according to the winding method of the present invention, even in the stator core 1 having a large number of slots, for example, 18 slots, the coil B having the maximum space factor in the slot 3 can be formed. Thus, the performance of the motor using the stator core can be enhanced.
図１〜５に示した巻線装置を用い、導線Ｗに掛けるテンションを変えて、ステータコアへの巻線を行った。使用した導線は、表面に絶縁被膜を形成した線径１ｍｍの銅線（商品名「１ＵＴＺ」、住友電工ウインテック株式会社製）である。 Using the winding device shown in FIGS. 1 to 5, the tension applied to the conducting wire W was changed, and the winding to the stator core was performed. The used conducting wire is a copper wire (trade name “1UTZ”, manufactured by Sumitomo Electric Wintech Co., Ltd.) having a wire diameter of 1 mm and having an insulating coating formed on the surface.
上記導線にかけるテンションを６ｋｇ、７ｋｇ、８ｋｇ、９ｋｇ、１０ｋｇと変化させて、絶縁試験と、導体抵抗及び伸びの測定を行った。絶縁試験は、巻線後の導線を塩水に浸漬して電流を流すことにより、ピンポールが生じているかどうかで判断した。伸びは、下記式で計算した。 The tension applied to the conducting wire was changed to 6 kg, 7 kg, 8 kg, 9 kg, and 10 kg, and an insulation test and measurements of conductor resistance and elongation were performed. In the insulation test, it was judged whether or not a pin pole was generated by immersing the conductive wire after winding in salt water and passing an electric current. The elongation was calculated by the following formula.
伸び＝（（導体抵抗／初期導体抵抗）−１）×１００％
Elongation = ((conductor resistance / initial conductor resistance) -1) × 100%
また、導線にかけるテンションを４ｋｇ、５ｋｇ、６ｋｇ、７ｋｇ、８ｋｇ、９ｋｇ、１０ｋｇと変化させて、ステータコアの内歯（分離したもの）に対して巻線を行い、導線の整列状態を撮影した。導線の整列状態を示す写真を図１５〜２１に示す。図１５は４ｋｇ、図１６は５ｋｇ、図１７は６ｋｇ、図１８は７ｋｇ、図１９は８ｋｇ、図２０は９ｋｇ、図２１は１０ｋｇの結果を示す。それぞれの写真は、左右1枚ずつからなっている。 Further, the tension applied to the conducting wire was changed to 4 kg, 5 kg, 6 kg, 7 kg, 8 kg, 9 kg, and 10 kg, winding was performed on the inner teeth (separated ones) of the stator core, and the alignment state of the conducting wires was photographed. Photos showing the alignment of the conductors are shown in FIGS. 15 shows 4 kg, FIG. 16 shows 5 kg, FIG. 17 shows 6 kg, FIG. 18 shows 7 kg, FIG. 19 shows 8 kg, FIG. 20 shows 9 kg, and FIG. Each photo consists of one photo on the left and right.
上記図１５〜２１から、導線にかけるテンションを高くするほど、導線の整列状態が良好になることが分かる。 15 to 21, it can be seen that the higher the tension applied to the conductor, the better the alignment of the conductors.
また、上記巻線において導線がクロスした数を測定した結果を下記表２に示す。
The results of measuring the number of crossed conductors in the winding are shown in Table 2 below.
表２の結果から、導線にかかるテンションを９ｋｇ以上とすることにより、導線のクロスを完全に抑制できることが分かる。 From the results in Table 2, it can be seen that by setting the tension applied to the conducting wire to 9 kg or more, the crossing of the conducting wire can be completely suppressed.
本発明は、ステータコアの内歯に導線を直接巻き付けてコイルを形成するための巻線方法及び巻線装置を提供するものであり、特に自動車のパワーステアリング、電気自動車のモータ等のコンパクトで高性能であることが要求されるモータ用のステータコアの巻線に好適である。 The present invention provides a winding method and a winding apparatus for forming a coil by directly winding a conductive wire around an inner tooth of a stator core, and particularly, a compact and high performance such as a power steering of an automobile and a motor of an electric automobile. It is suitable for the winding of a stator core for a motor that is required to be.
１ ステータコア
２ 内歯
３、３ａ、３ｂスロット
４ インシュレータ
４ａ 角部
１０ 巻線装置
１２ 導線導入筒
１２ａ 導入口
１５ａ ノズル
１６ 往復動作部
１７ 揺動部
１８ 回転軸
１９ クランク
２０ ガイドレール
２１ スライダ
２２ クランクアーム
２３ 揺動スリーブ
２４ カム軸
２５ カムスリーブ
２６ カム
２６ａ カム曲線部
２６ｂ カム直線部
２７ カムフォロワ
２００ 導線供給装置
２０１ ボビン
２０２ スタンド
２０３ アーム
２０４ ガイドリール
２０５ 支持パネル
２０６ ガイドリール
２０７ スリット
２０８ スライド板
２０９ ガイド板
２１０ エアシリンダ
２１１ 作動ロッド
２１２ ガイドリール
２１３ ロック装置
２１４ 固定板
２１５ エアシリンダ
２１６ 可動板
２１７ ガイドリール
２１８、２１９ポール
Ｂ コイル
Ｈ 上死点
Ｌ 下死点
Ｏ 揺動中心
ｒ 半径
Ｔ 軌跡
Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ導線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator core 2 Internal tooth | gear 3, 3a, 3b slot 4 Insulator 4a Corner | angular part 10 Winding apparatus 12 Conductor introduction cylinder 12a Inlet 15a Nozzle 16 Reciprocating part 17 Oscillating part 18 Rotating shaft 19 Crank 20 Guide rail 21 Slider 22 Crank arm 23 oscillating sleeve 24 cam shaft 25 cam sleeve 26 cam 26a cam curve portion 26b cam linear portion 27 cam follower 200 conductor supply device 201 bobbin 202 stand 203 arm 204 guide reel 205 support panel 206 guide reel 207 slit 208 slide plate 209 guide plate 210 Air cylinder 211 Operating rod 212 Guide reel 213 Locking device 214 Fixed plate 215 Air cylinder 216 Movable plate 217 Guide reel 218, 219 pole B Coil H Top dead center L Bottom dead center O Swing Heart r radius T locus W, Wa, Wb conductor
Claims (7)
この導線導入筒の上端には、導線を半径方向に繰り出すノズルを設け、
導線導入筒をクランク機構によって上下動作させると共に、カム機構によって揺動させることにより、前記ノズルをステータコアの内歯の回りに周回させ、
このノズルから繰り出される導線がステータコアの内歯に整列して巻き付けられるように、前記ノズルを半径方向に往復移動させて、導線をステータコアの内歯に整列させて複数層に巻き付けるステータコアへの巻線方法において、
導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて導線を巻き付けることを特徴とするステータコアへの巻線方法。 Place the lead-introducing cylinder in the center of the stator core,
At the upper end of this conducting wire introduction tube, a nozzle for feeding out the conducting wire in the radial direction is provided,
The lead wire cylinder is moved up and down by a crank mechanism, and is swung by a cam mechanism so that the nozzle circulates around the inner teeth of the stator core,
Winding around the stator core, in which the nozzle is reciprocated in the radial direction so that the lead wire fed out from the nozzle is wound in alignment with the inner teeth of the stator core, and the lead wire is aligned with the inner teeth of the stator core and wound around a plurality of layers. In the method
A winding method around a stator core, wherein a wire is wound by applying a tension of d 2 × 9 kg or more when the wire diameter of the wire is dmm.
駆動軸の回転に連動して導線導入筒を上下動作させるクランク機構と、
前記駆動軸の回転に連動して、前記導線導入筒を揺動させるカム機構と、
前記ノズルを半径方向に往復移動させる半径方向移動機構とを備え、
前記クランク機構及び前記カム機構の合成した動作によって、前記ノズルをステータコアの内歯の回りに周回させると共に、
このノズルから繰り出される導線がステータコアの内歯に整列して複数層に巻き付けられるように、往復移動機構によって前記ノズルを半径方向に往復移動させるように構成したステータコアへの巻線装置において、
導線の線径をｄｍｍとしたとき、ｄ２×９ｋｇ以上のテンションを掛けて導線を巻き付けるように構成したたことを特徴とするステータコアへの巻線装置。 A lead-introducing tube disposed at the center of the stator core and provided with a nozzle for feeding out the lead in the radial direction at the upper end thereof;
A crank mechanism that moves the lead-in cylinder up and down in conjunction with the rotation of the drive shaft;
A cam mechanism that swings the lead-introducing tube in conjunction with the rotation of the drive shaft;
A radial movement mechanism for reciprocating the nozzle in the radial direction,
The combined operation of the crank mechanism and the cam mechanism causes the nozzle to circulate around the inner teeth of the stator core,
In the winding device to the stator core configured to reciprocate the nozzle in the radial direction by a reciprocating mechanism so that the lead wire fed out from the nozzle is aligned with the inner teeth of the stator core and wound around a plurality of layers,
A winding device for a stator core, wherein the wire is wound by applying a tension of d 2 × 9 kg or more when the wire diameter of the wire is dmm.
The winding method to a stator core according to claim 6, wherein an inclination angle of the swinging portion of the cam mechanism is 90 ° or less.
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-
2004
- 2004-09-24 JP JP2004277094A patent/JP2006094632A/en active Pending
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