JPH06178512A - 小型回転電機の巻線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 固定子鉄心の軸心点１５で回動および往復動
する回動軸２８を備え、回動軸２８に径方向へ進退する
ノズル１６を備え、回動軸２８に径方向の移動を操作す
るカム２８ａを備え、このカム２８ａに前記ノズル１６
を連結してカム２８ａの動作によってノズル１６を径方
向へ進退自在にし、第一工程で前記ノズル１６を延出さ
せて磁極１０の支持部１１に巻線を巻装し、第二工程で
前記ノズルを後退させて磁極の腕部１２ａ、１２ｂに巻
線を巻装することができる小型回転電機の巻線装置。 【効果】 径方向に異なる巻線位置にカム２８ａの操作
によって容易にノズル１６を径方向に移動でき、複数の
ノズル１６を一度に操作する場合でも容易にノズル１６
を径方向に移動操作でき、その効果は、複雑な構成の固
定子鉄心に巻線を巻装する場合に極めて効果が大きく、
巻線の自動化を行う場合その価値は著しいものがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、継鉄部の内径側に軸心
向きに延出する補極と、この補極の間にΨ字状に形成さ
れる磁極を備える小型回転電機に巻線を行なう小型回転
電機の巻線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】小型回転
電機は、ホール素子などによって永久磁石で構成される
回転子の位置を検出して固定子鉄心のＵＶＷ相巻線に順
次通電するように構成されているブラシレスモータと称
されるもの、そして、電源が交流で籠型の回転子を内装
する誘導電動機とがある。この様な形式の小型回転電機
は、固定子鉄心の構造と巻線方法が種々提案されてい
る。

【０００３】制御特性の良いブラシレスモータでは、ご
く一般的な構成としてドーナツ状の継鉄部の内径側にＴ
字状の磁極を延出させてＵＶＷ相の巻線を巻装するもの
があるがこの場合の巻線の巻装は、外周にドーナツ状に
形成される継鉄部に対して、継鉄部の内周に一様にＴ字
状に磁極が延出されるため磁極には順次巻線を巻装すれ
ばすべての巻線をＵＶＷ相巻線を形成するのに必要なだ
け切断して巻線端部を形成すればよい。

【０００４】しかしながら、図１２に示されるような誘
導電動機の固定子の場合、継鉄部１の内周に補極２とΨ
字状に形成される磁極３とが形成されて第一巻線Ａが磁
極３の支持部４に、そして、第二巻線Ｂが隣接する磁極
３の腕部５間に巻装される場合は、巻線を巻装する巻線
機のノズル６が径方向に長さを変えなければならないと
いった問題がある。また、第一巻線Ａが先に巻装されな
ければ、第二巻線Ｂが巻装できないといった問題を有し
ていた。

【０００５】そこで、これらのブラシレスモータを構成
する場合などにおいて、第一巻線Ａと第二巻線Ｂとを切
断しないで連続して巻装するには、巻線の途中でノズル
を点線で示されるノズル７の如く径方向の長さを変えな
ければならない。

【０００６】本発明は、この様な事情に鑑みてなされた
ものであり、磁極がΨ字状に形成されるなど、径方向で
巻線位置が異なる小型回転電機の巻線の巻装が容易に行
なえる小型回転電機の巻線装置を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定子鉄心の
軸心点で回動および往復動する回動軸を備え、この回動
軸に径方向へ進退するノズルを備え、回動軸に径方向の
移動を規制するカムを備え、このカムに前記ノズルを連
結してカムの動作によってノズルを径方向へ進退自在に
し、第一工程で前記ノズルを延出させて磁極の支持部に
巻線を巻装し、第二工程で前記ノズルを後退させて磁極
の腕部に巻線を巻装することによって問題点を解決して
いる。

【０００８】

【作用】カムによってノズルが径方向に進退自在であ
り、ノズルを径方向へ進出して継鉄側に位置する支持部
に巻線を巻装し、巻線を切断することなくノズルを軸心
向きに後退させて軸心側に位置する腕部に巻線を巻装す
ることができる。この様に径方向に異なる巻線位置を備
える小型回転電機の磁極に巻線を切断することなく、ま
た、固定子鉄心を巻線装置から取り外すことなく連続し
て巻線を巻装することができる。

【０００９】

【実施例】本発明を図面に示された一実施例に基づいて
説明すると、図１は、固定子鉄心の形状および巻線を巻
装するノズルの配置を示す要部の平面図である。図２
は、巻線の配置およびその方法を示す要部の平面図であ
る。図３は、巻線を巻装する工程を説明するための要部
の平面図である。図４は、巻線を巻装する工程を説明す
るための要部の平面図である。図５は、巻線が巻装され
た固定子鉄心の平面図である。図６は、巻線を保護する
ための構造の一例を示す固定子鉄心の平面図である。図
７は、固定子鉄心の要部を示す縦断面図である。図８
は、図７に示される位置とは異なる位置で固定子鉄心の
構造を示す要部の縦断面図である。図９は、本発明の小
型回転電機の固定子鉄心に巻線を巻装する巻線装置の一
例による巻線方法を示す要部の縦断面図である。図１０
は、巻線装置のノズルの構造を示す要部の縦断面図であ
る。図１１は、ノズルを径方向に移動させる構造の一例
を示す要部の横断面図である。

【００１０】図１において、小型回転電機は、ブラシレ
スモータによる実施例を示しており、ドーナツ状の継鉄
部８の内径側に円錐状に形成され立設された補極９が３
個備えられており、この３個の補極９の間にΨ字状の磁
極１０が備えられている。そして、この磁極１０は、継
鉄部８に連続している支持部１１が補極９と同様に軸心
に向けて立設されるように構成されており、そして、こ
の支持部１１に腕部１２ａ、１２ｂが周方向へフック状
に折り曲げられて形成され備えられている。

【００１１】さらに、支持部１１の内径側と、腕部１２
ａ、１２ｂの内径側にそれぞれ図示されない回転子に対
向する作用部１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ内径側
が円弧状になるように形成されており、固定子鉄心１４
が構成されている。

【００１２】固定子鉄心１４の軸心点１５には、巻線を
巻装するノズル１６の動作中心点があり、ノズル１６
は、補極９と磁極１０との隙間に挿入され、固定子鉄心
１４の軸方向に往復動すると共に周方向に移動できるよ
うに構成されている。図中の矢示の線１７は、ノズル１
６の周方向の軌跡を示しており、巻線が巻装される位置
を示している。

【００１３】図２において、固定子鉄心１４の継鉄部８
に備えられる磁極１０にそれぞれ巻線が巻装される状態
が示されており、巻線は、支持部９に巻装される第一の
巻線１８ａが切断されることなく反対側に位置する補極
９を介在するように腕部１２ａ、１２ｂとの間に第二の
巻線１８ｂが巻装されている。そして、Ｕ相巻線２１ａ
を形成している。同じように巻線１９ａ、１９ｂが巻装
されＶ相巻線２１ｂおよび巻線２０ａ、２０ｂが巻装さ
れＷ相巻線２１ｃを形成している。従って、巻線の端部
は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相に対して６個引き出されてい
る。

【００１４】図３において、巻線の巻装は、巻線装置２
２にノズル１６が３個取り付けられており、巻線２３
ａ、２３ｂ、２３ｃがそれぞれ引出されており、支持部
９に巻装される状態が示されている。この場合、ノズル
１６は、巻線装置２２によって同時に固定子鉄心１４の
軸方向および周方向に動作するように構成されており、
同時に３個の支持部９に巻線を巻装するように構成され
ている。

【００１５】図４において、支持部９に巻線１８ａ、１
８ａ、１８ｃがそれぞれ巻装され、次工程で巻線１９
ａ、１９ｂ、１９ｃが巻装される状態が示されている。
そして、ノズル１６は、図３に示される状態に比較し軸
向きに寸法が短くなっている。

【００１６】図５は、巻線１８ａ、１８ａ、１８ｃおよ
び巻線１９ａ、１９ｂ、１９ｃが巻装された状態を示し
ており、巻線の端部２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび２４
ａ、２４ｂ、２４ｃがそれぞれ引き出されている。

【００１７】この巻線端部２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよ
び２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、それぞれ図示されないプ
リント基板などによって収束されて配線されるように構
成されている。プリント基板は、固定子鉄心１４に平行
して配設されると容易に巻線端部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃおよび２４ａ、２４ｂ、２４ｃを接続して収束でき、
しかも、電源電線などに接続されるリード線を容易に取
り出すことができる。また、ホール素子などの小さい部
品の取り付けおよび配線に都合がよい。

【００１８】図６において、固定子鉄心１４は、磁極１
０の腕部１２ｂ、１２ｃの作用部１２ｂ、１２ｃおよび
補極９の作用部１２ａにそれぞれ巻線１８ａ、１８ｂ、
１８ｃを内径側へ入り込み図示されない回転子に接触し
ないように樹脂製のストッパー２５ａ、２５ｂ、２５ｃ
が形成されている。

【００１９】図７において、固定子鉄心１４は、外周に
樹脂などの絶縁物から構成された絶縁層２６が形成され
おり、この絶縁層２６と一体にストッパー２５ａ、２５
ｂ、２５ｃが形成されている。

【００２０】図８において、固定子鉄心１４は、継鉄部
８と腕部１２ｂと作用部１３ｃとが平行するように軸方
向へ鋼板が積層されて形成されている。そして、ストッ
パー２５ｃと絶縁層２６とが一体にその外周を覆うよう
に備えられている。

【００２１】図９において、巻線装置２２は、固定子鉄
心１４が回転台２７に装着されており、固定子鉄心１４
の軸心を回動軸２８が貫通しており、回動軸２８の頂部
には、カム２８ａが取り付けられている。そして、３個
のノズル１６が回動軸２８から延出して設けられてお
り、巻線２３ａ、２３ｂ、２３ｃが引き出され固定子鉄
心１４に巻線１９ｂ、２０ｂを巻装するように構成され
ている。

【００２２】回動軸２は、巻線装置２２の下部に備えら
れた回動用のモータ２９で周方向に往復動するように構
成されており、さらに、下部で軸方向に往復動するよう
にカム３０とこのカム３０を駆動するモータ３１とが備
えられている。

【００２３】カム３０は、回動軸２８に対して溝３２と
ピン３３との嵌合によって軸方向に回動軸２８を往復動
させるように構成されており、モータ２９とモータ３１
とは、動機して回転するように構成されており、回動軸
２８は、ノズル１６を固定子鉄心１４の所定の部分に巻
線を巻装できるように構成されている。さらに、回転台
２７は、固定子鉄心１４を所定の工程に従って一定角度
回転するように構成されており、支持部１１と腕部１０
とに巻線を順次巻装するように構成されている。 図１
０において、３個のノズル１６は、それぞれ巻線２３
ａ、２３ｂ、２３ｃが引き出されるように構成されてお
り、ノズル１６の後端は、カム２８ａのカム溝３６にピ
ン３５が嵌合しており、カム２８ａが回動することによ
り軸向きに移動できるように構成されている。そして、
回動軸２８の内部は、カム２８ａを回動することができ
るように中空の軸３７が備えられており、下部の図示さ
れない駆動装置によってノズル１６を移動させる際に操
作されるように構成されている。 カム２８ａの回転操
作は、図示されない軸によって上部から操作することも
でき、回動軸２８の内部を介して操作してもよく、もち
ろん、巻線位置を変更する際、回動軸２８の停止を行な
うのであれば、その際手動でカム２８ａを回転させて固
定してもよく、回動軸２８の頂部に備えられているた
め、容易に操作できるものである。また、カム２８ａが
回動軸２７８が回転動作している間、振動などによって
不要に回転しないようにピンなどによってロックされる
ように構成されるとよい。これらの技術は、従来のこの
種巻線装置の操作の事例によれば容易に行えるものであ
る。

【００２４】図１１において、カム溝３６は、カム２８
ａが回動するとピン３５によってノズル１６を軸方向に
強制的に移動するようにスパイラル状に形成されてい
る。

【００２５】この様な構成において、ブラシレスモータ
は、鋼板をプレスで打ち抜き積層して固定子鉄心１４を
形成し、巻線装置２２によって巻線を巻装する。そし
て、この時継鉄部８に延出する補極９は、円錐状に形成
されており、その側面と磁極１０の腕部１２ａ、１２ｂ
とによって形成される隙間の延長線が、固定子鉄心１４
の軸心点１５になっているため、回動軸２８に取り付け
られたノズル１６は、軸心点１５から進退するように構
成でき、巻線装置２２は、製作が容易になる。

【００２６】すなわち、巻線装置２２の回転台２７と回
動軸２８とが同一軸心にでき、加工が容易になるばかり
か容易に高精度が得られる。このため、僅かな隙間にノ
ズル１６を高速度で走行させるのに高精度が得られて都
合がよい。従って、ノズル１６が円運動できなくとも容
易に１，０００回転／分の回転にすることができ、巻線
速度を大きくすることができる。

【００２７】また、補極９を円錐状に形成することによ
り、補極９の磁気抵抗が幾らか少くなり、支持部１１か
らの距離が大きくなるために大きくなる磁気抵抗を緩和
することができる。もちろん、補極９は、円錐状に形成
されること以外に一定の幅で構成されてもよく、磁極１
０の腕部１２ａ、１２ｂと野間に形成される隙間の延長
線が固定子鉄心１４の軸心点１５に位置するように構成
されれば同じ作用効果を得ることができる。なお、磁極
１０の腕部１２ａ、１２ｂに対する巻線の巻装は、ノズ
ル１６が径方向に僅かにしか挿入されないため、構造的
に問題にならない。

【００２８】この様な動作を行うカム２８ａは、回動軸
２８から同時に複数個のノズル１６を固定子鉄心１４に
向けて延出することができるため、本実施例の如く３個
のノズル１６を同時に操作して一度に複数個の巻線を巻
装することができる。そして、このノズル１６とカム２
８ａとの連結は、本実施例の如くカム溝３６をスパイラ
ル状に形成すること以外に、カム溝３６を周方向の長さ
方向で径方向に任意の位置にすれば、カム２８ａの回転
角度とノズル１６の位置を任意に設定できることにな
り、複数のノズル１６をそれぞれ任意に径方向に操作す
ることができる。

【００２９】また、本実施例では、ブラシレスモータの
固定子鉄心について説明されているが、誘導電動機につ
いても本発明による小型回転電機の巻線装置は、利用で
きることは言うまでもなく、また、作用効果も同じであ
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、継鉄部の内径側にΨ字
状の磁極が備えられるなど、巻線が径方向に異なる位置
で巻装される小型回転電機の巻線を行うことができる小
型回転電機の巻線装置を得るものであり、径方向に異な
る巻線位置にカムの操作によって容易にノズルを径方向
に移動でき、複数のノズルを一度に操作する場合でも容
易にノズルを径方向に移動操作でき、その効果は、複雑
な構成の固定子鉄心に巻線を巻装する場合に極めて効果
が大きく、巻線の自動化を行う場合その価値は著しいも
のがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】固定子鉄心の形状および巻線を巻装するノズル
の配置を示す要部の平面図である。

【図２】巻線の配置およびその方法を示す要部の平面図
である。

【図３】巻線を巻装する工程を説明するための要部の平
面図である。

【図４】巻線を巻装する工程を説明するための要部の平
面図である。

【図５】巻線が巻装された固定子鉄心の平面図である。

【図６】巻線を保護するための構造の一例を示す固定子
鉄心の平面図である。

【図７】固定子鉄心の要部を示す縦断面図である。

【図８】図７に示される位置とは異なる位置で固定子鉄
心の構造を示す要部の縦断面図である。

【図９】本発明の小型回転電機の固定子鉄心に巻線を巻
装する巻線装置の一例による巻線方法を示す要部の縦断
面図である。

【図１０】巻線装置のノズルの構造を示す要部の縦断面
図である。

【図１１】ノズルを径方向に移動させる構造の一例を示
す要部の横断面図である。

【図１２】従来の固定子鉄心の構造を示す要部の平面図
である。

【符号の説明】

８……継鉄部 ９……補極 １０……磁極 １１……支持部 １２ａ、１２ｂ……腕部 １４……固定子鉄心 １６……ノズル ２２……巻線装置 ２８……回動軸 ２８ａ……カム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドーナツ状の継鉄部の内径側に軸心向きに
   延出する補極を複数個備え、この補極の間にΨ字状に形
   成され継鉄側の支持部と内径側に形成される腕部とから
   なる磁極を複数個備えた固定子鉄心の支持部および腕部
   に巻線を巻装する小型回転電機の巻線装置において、 固定子鉄心の軸心点で回動および往復動する回動軸を備
   え、 この回動軸に径方向へ進退するノズルを備え、 回動軸に径方向の移動を操作するカムを備え、 このカムに前記ノズルを連結してカムの動作によってノ
   ズルを径方向へ進退自在にし、 第一工程で前記ノズルを延出させて磁極の支持部に巻線
   を巻装し、 第二工程で前記ノズルを後退させて磁極の腕部に巻線を
   巻装することができる小型回転電機の巻線装置。