TWI423563B

TWI423563B - 製造用於馬達的繞線式定子之設備和方法

Info

Publication number: TWI423563B
Application number: TW096126010A
Authority: TW
Inventors: Robert M Jones; Joseph M Lisiecki
Original assignee: Robert M Jones
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2014-01-11
Also published as: WO2008011015A2; EP2041860B1; CA2657765C; US8250733B2; TW200830672A; CA2657765A1; US20080016676A1; US20080017746A1; EP2041860A2; WO2008011015A3

Description

製造用於馬達的繞線式定子之設備和方法

本發明係關於諸如馬達或發電機的電氣機器之製造，且尤指一種自動化定子的接線捲繞之機器。

製造機器係典型為涉及時間與勞力，藉以捲繞或纏繞接線為環繞及/或位於一定子之軸向槽部。該等機器係成本高且經常為涉及複雜的組裝，其需要大量的後製完成作業以完成該定子。是以，於此技藝係存在需要一種製造設備，其為成本有效且可為於快速自動化的方式以迅速製造多個定子。

根據一第一實施例，一種用於製造內部繞線式定子之設備係提出。該種設備係包括：一捲繞心軸(arbor)，其構成以接納一導線。該種設備亦具有關於一定子之一定子載座(loader)，該定子係具有概括圓柱形狀及一內部開口且具有形成於其的複數個軸向槽部。定子之內部尺寸係大於捲繞心軸之外部尺寸，俾使該捲繞心軸與定子係可橫跨而相關於彼此。該種設備亦具有一第一活動件，其為構成以移動該捲繞心軸與定子之至少一者。

該種設備係亦具有一第二旋轉件，其為構成以旋轉該定子與捲繞心軸之至少一者。該導線係引入為穿過該捲繞心軸之一內部。第一活動件係構成以移動該捲繞心軸與定子之至少一者為相對於彼此，以捲繞該導線於一第一縱向方式且為至該複數個軸向槽部之一第一者。第二旋轉件係構成以旋轉該捲繞心軸或定子之至少一者為相對於彼此，以對準該導線為相對於該複數個軸向槽部之一第二個軸向槽部。第一活動件係構成以移動該捲繞心軸與定子之至少一者為相對於彼此，以捲繞該導線於一第二相反縱向方式且為至第二個軸向槽部。

根據另一個觀點，該種設備係更包括：一第一捲軸(spool)，提供至少一第一導線為通過一收集器(collector)；及，一第二捲軸。第二捲軸係提供至少一第二導線為通過收集器。一合成導線束係由第一導線與第二導線所作成。於另一個觀點，捲繞心軸係可透過於該心軸之一進給口而接納導線。根據另一個實施例，該種設備係具有第二旋轉件，其構成以旋轉該捲繞心軸或定子之至少一者為相對於彼此，以對準該進給口為相對於另一個軸向槽部。

根據又一個實施例，定子載座係包括一圓柱狀襯套(bushing)件，其具有一孔隙，孔隙係由構成以對準該定子於其之一方位筒夾(collet)所環繞。於又一個觀點，該種設備係具有一鎖定環，其具有一鎖定環孔隙。鎖定環係置放於定子載座之上。定子係置放於筒夾及對準於鎖定環孔隙。定子係保持於定子載座。

於再一個觀點，該種設備係更包含：一控制器。控制器係構成以控制第一活動件與第二旋轉件之移動。根據另一個實施例，該種設備係具有其保持為靜止之捲繞心軸及其為移動之定子。於另一個架構，定子係保持為靜止而該捲繞心軸係移動。於另一個觀點，該種設備係更包含：三或多個捲軸，其為構成以引入至少三個導線股而形成導線束。於又一個觀點，該種設備係具有三個導線股。諸股係構成以進入於收集器之個別的第一至第三個開口。

於又一個觀點，該種設備係具有其更包含一滑輪裝置之第二旋轉件。滑輪裝置係具有其為連接至一表面之一條帶(band)。該條帶係環繞定子載座。滑輪裝置係實施為連接至一控制器以旋轉一預定量。預定的旋轉量係構成以移動導電束至另一個軸向槽部。

於再一個觀點，該種設備係具有其包含運行於一軌道之一支架或台車(trolley)的第一活動件。支架係實施為耦接至一控制器。控制器係控制該支架。支架係於一第一方向而移動為相對於軌道。支架係亦移動於一第二方向以捲繞該導線於軸向槽部。支架係亦構成以瞬間停止，且橫跨於一第二方向以捲繞該導線於一第二個槽部。

於再一個觀點，該種設備係具有定子為旋轉約360度、且接著為移出。根據本發明之一個實施例，一種製造用於馬達的繞線式定子之方法係提出。該種方法係包括步驟：提供其具有一開口之一心軸；及，提供其包括多個缺口(notch)之一定子。定子係定位為相對於心軸，以對準一第一缺口與開口。心軸或定子係移動，以置放一導電材料於第一缺口。

定子或心軸係接著旋轉，以對準一第二缺口與開口。心軸係移動為相對於定子，以置放導電材料於第二缺口。該種方法係更包括步驟：以一種手動方式、或自動方式而移動該定子、或心軸為相對於彼此。

心軸、或定子係可為圓柱形，或具有其他形狀。該種方法係可更包括：提供一導線以作為導電材料，或提供一導線束以作為導電材料。該種方法係置放一預定數目之導電材料的繞組於定子，且預定數目之導電材料的繞組係對應於用於馬達之預定的匝數，針對於馬達之轉矩與功率。此等諸匝係可為接近位在於作業中的一組裝馬達之一轉子的永久磁鐵。

該種方法係可更提供該心軸以具有一外徑，其係測量為小於定子之一內徑。該心軸係具有一尺寸，其為構成以自由橫跨進出定子以置放接線束。該種方法係可更包括：提供該心軸為具有形成於其之一通道，導電材料係於張力下而進給通過該通道至開口。

於另一個替代的較佳實施例，該種方法係可更包括：提供該心軸為具有***於其之一部件。該部件係具有一通道。該通道係連通於心軸之開口。此通道係利於張力下的導電材料之***通過該心軸、通過該部件、及通過該開口。替代而言，定子係可提供具有形成環繞定子之一內表面的缺口。該等缺口係可相對於定子之一縱向軸為一種曲線或直線方式而製造。

該種方法係可更包括：移動該心軸或定子，以置放導電材料於第三缺口；及，旋轉該定子或心軸，以對準一第四缺口與該開口。該心軸係可接著移動為相對於定子，以置放導電材料於第四缺口。該種方法係可更置放一導線束於其他的缺口，且為不限於上述之缺口的數目。於又一個實施例，該等缺口係可形成環繞定子之一外表面而非環繞定子之內表面。

一種製造馬達之方法係亦提出，其包括：提供其具有磁鐵之一轉子。該種方法係亦提供一心軸與一導電材料，其延伸至該心軸之外側的一第一端。導電材料係置放至一定子之至少一個缺口。

導電材料係自一進給器(feeder)為拉緊透過其形成通過心軸之一通道。定子係包括缺口，且定子係定位為相對於心軸，以對準一第一缺口與導電材料。心軸或定子係移動以置放導電材料於第一缺口，且接著該定子或心軸係旋轉以對準導電材料與一第二缺口。導電材料係延伸至心軸之外側的第一端。心軸或定子係移動以置放導電材料於第二缺口，以提供繞線式定子。

轉子係支撐於定子以形成該種馬達。轉子係可具有於一護套之永久磁鐵，護套係環繞轉子以固定該等永久磁鐵至轉子。導線係當定子為幾乎完全捲繞時而接著切割。一接線保持物(retainer)係可引入至該等缺口且該導線束為於該等缺口。接線保持物係固定導線束於定子之該等缺口。該保持物係可為一絕緣、封裝、或強化玻璃塑膠、或任何其他適合的黏著劑，以固定該導線束於定子之該等缺口。

本發明之實施例的說明係如後。

參考圖1，一種設備100係顯示為構成以內部捲繞一定子102。定子102之一個實例係顯示於圖9之一放大視圖，且具有若干個內部軸向配置的槽部104。設備100係構成以依序或至少為部分自動化的方式而陸續製造複數個繞線式定子102。預期的是：定子102(圖9)之槽部104係可線性配置於定子102或包括其他架構，諸如：人字形(herringbone)、軸向配置，或包括一正弦波形的架構。概括而言，設備100係包括其配置於一機架108之一進給組件106。設備100亦具有一捆紮(bundling)組件110，其構成以進給自進給組件106之一接線，或更佳為一束(bundle)之多個導線股(strand)112a－112g，且用於形成單一導線束114，其係捲繞至定子102之多個內部軸向配置的槽部104。

設備100係更包括一心軸(arbor)116。心軸116係構成以進給該導線束114至定子102，且用於捲繞其形成該束114之導線股112為環繞各個或實質所有軸向配置槽部104。設備100亦包括一裝置，以一種精確控制方式而移動該心軸116為相對於定子102。於一個實施例，定子102係可保持為固定而心軸116係移動為相對於定子102。於另一個實施例，定子102係可移動而心軸116係可保持為固定。於又一個實施例，定子102與心軸116係可一起移動，以達成於定子102與心軸116之間的相對運動，用於捲繞該導線束114至定子102之槽部104。種種的架構係可能且為於本發明之範疇內。

於圖示的實施例，設備100係較佳包括用於二個相對運動之裝置。第一運動係用於移動定子102與心軸116為朝向彼此或於一縱向方式。第二運動係相對於定子102之心軸116的旋轉運動。關於此方面，設備100係更包括一第一活動組件118，其運行於一軌道120。第一活動組件118係可為於一第一縱向方式及於一第二相反縱向方式而移動定子102為相對於心軸116。替代而言，第一活動組件118係可運行於一軌道或類似結構，藉以移動定子102為朝向及遠離該心軸116。

設備100係亦包括一靜止支撐結構122，用以保持心軸116為靜止。替代而言，心軸116係可運行於軌道120或導軌而定子102係配置於支撐結構122。於另一個架構，設備100係可構成以包括二個活動裝置，用以移動該心軸116與定子102為朝向彼此。種種的架構係可能且為於本發明之範疇內。

設備100係更包括一第二旋轉組件124。第二旋轉組件124係配置於第一活動組件118且較佳為隨著第一活動組件118而運行。當第一活動組件118係平移於第一縱向方式或於第二相反縱向方式，第二旋轉組件124係較佳可同時為順時針或逆時針旋轉第一活動組件118之一部分(容納定子102)。

設備100亦具有一定子支座(holder)126。定子支座126係配置於第一活動組件118。定子支座126係較佳為提供於定子102之徑向方式的支撐，且為構成以供定子102之快速裝載及拆卸。定子支座126所提供的支撐係俾使定子102係於捲繞過程之強力期間而將不會移出自定子支座126。定子102係將僅為鬆脫於適當時間，藉以更換該繞線式定子102為一新的未繞線定子102，以繼續製造過程。定子支座126係構成以允許定子102為快速裝載至定子支座126及拆卸自定子支座126，且接著更換為一新的定子102以供下一個製造作業。定子支座126亦允許該定子102為於捲繞作業期間而牢固配置於第一活動組件118。

設備100亦包括一支架128，其支持該定子102與定子支座126於軌道120。於一末端側或相對於心軸116之側，設備100更包括一自動化組件130。自動化組件130係構成以實施為連接第一活動組件118至一控制器132。控制器132係較佳為一數位訊號處理器，其連接至一記憶體134，記憶體134係具有若干個程式指令，藉以確實控制該第一活動組件118與第二旋轉組件124。於一個實施例，自動化組件130係可連接至可程式邏輯控制器(“PLC”控制器)，其包括一液壓設備，藉以移動該組件118或組件124。應為理解的是：組件118與組件124係包括二個伺服馬達，藉以移動個別的組件118、124。然而，此配置係非限制，且組件118、124係可具有其他的馬達或是具有齒輪傳動組件的單一個馬達。

再次參考於圖1所示的接線進給組件106，進給組件106係包括若干個導線支架136(或是一第一捲軸組件支架136a、第二捲軸組件支架136b、第三捲軸組件支架136c、及第四與第五捲軸組件支架136d、136e)。捲軸組件支架136a－136e各者係包括一捲軸支桿138，其為適以連接個別的支架。

雖然一個捲軸支桿138係顯示，預期的是：另外的第二至第五捲軸組件支架係包括其可置放於其餘的捲軸支架136b、136c、136d、與136e之各者的桿部。捲軸支桿138係一概括縱向的桿狀件，其具有配置為沿著捲軸支桿138之一軸的若干個柱部140a、140b、140c、140d、140e、與140f(或是一第一捲軸支柱140a、第二捲軸支柱140b、及第三至第六捲軸支柱140c至140e)。捲軸支柱140a、140b、140c、140d、140e、與140f之各者係配置為通過捲軸支桿138(透過其一孔隙)，且為構成以接納於捲軸支柱140a、140b、140c、140d、140e、與140f之各側的各個第一與第二導線捲軸142a、142b。

捲軸支柱(集體為參考符號140)係亦包括一對的指部144a、144b，其對應於捲軸142a、142b之各者。指部144a、144b之各者係構成以其為引入至設備100之一種揭示方式而定向其離開第一捲軸142a之第一導線112a及定向其離開第二捲軸142b之第二導線112b。同理，其他的捲軸(集體為參考符號142)之各者係具有類似的配置，其具有第一與第二指部144a、144b，以定向自其他其餘捲軸142之類似成對的導線股112a－112g。

導線股(集體為參考符號112)之各者係如圖所示為張力於某量。諸股112係抽取至捆紮組件110。捆紮組件110係較佳為包括一收集器110a。收集器110a係較佳為包括一剛性板110b，其包括若干個入口150。該若干個入口150係尺寸為互補於諸股112，且為圓周配置環繞收集器110a之圓形板110b以接納導線股112a－112g之各者。應為理解的是：設備100係可形成具有數個不同的收集器110a以對應於其為期望所捲繞之導線股112a－112g的數目，若是更多股係所期望。

收集器110a係固定式定位於一支桿110c。收集器110a亦包括一第二板110d，其係以對於圓形板110b之一鏡像而亦為支撐於支桿110c。第二板110d係接納所有的導線股112a－112g至單一個出口152，其為配置於鄰接的第二板110d。第一至第十二個導線股112a－112g之各者係於張力下而拉扯通過入口150。第一至第十二個導線股112a－112g之各者係接著操縱為通過一出口152，以形成如圖所示之導線束114。應為理解的是：雖然十二個捲軸142係顯示以形成該導線束114，設備100係可運用任何數目的導線股112a－112g，包括其配置於如圖所示的捲軸支架136a－136e各者之高達六十個捲軸或更多者。

參考圖2，設備100的特寫立體圖係顯示為不具有定子102或是在設備100之裝載前的初始作業期間。如圖所示，設備100係包括一靜止支撐結構122以供支持心軸116。支撐結構122係包括一第一柱部146與一第二柱部148。第二柱部148係包括一對準口154。對準口154係構成以接納自該出口152之導線束(未顯示)。第一與第二柱部146、148係支撐於支撐結構122，且為配置於相對於支撐結構122之一種懸臂(cantilever)配置。

第一與第二柱部146、148係各具有相對於彼此之互補的位置，故該導線束114(於圖1所示)係可連通於心軸116之一入口156，心軸116係透過一孔隙158而配置於第一柱部146。替代而言，第一柱部146係可為以另一種方式而支撐該心軸116，只要心軸116係可透過心軸116之入口156而接納該導線束114。第一與第二柱部146、148係由一種剛性材料所作成，諸如：鈦、鋼、或另一種金屬，且應為理解的是：心軸116係透過孔隙158而固定式支撐於第一柱部146。第一柱部146與心軸116係彼此為剛性附接且將維持為靜止於捲繞過程期間。

如同亦為於圖2所示，第二旋轉組件124係將描述於後。第二旋轉組件124係包含一驅動滑輪160，其為配置定子支座126(於支架128)之下方。驅動滑輪160係較佳為連接至一伺服馬達，其為PLC控制，如上所論述。然而，預期的是：驅動滑輪160係非為必要，且定子支座126係可構成為運用單獨的馬達而旋轉，或包括多個連結以運用一共用馬達及第一活動組件118而旋轉定子支座126。於此非限制性的實例，第二旋轉組件124亦包括一驅動皮帶162，其為接觸於一定子驅動滑輪166之部分者164。定子驅動滑輪166係環繞定子支座126。定子驅動滑輪166係連接至定子支座126。

第一驅動滑輪160係連接至一馬達(未顯示)且為進而連接至控制器132。控制器132係構成以致動該馬達而控制該驅動滑輪160之旋轉。控制器132係較佳為一PLC控制器，且為構成以致動及旋轉該驅動滑輪160一預定徑向的量。控制器132係可控制驅動滑輪160以順時針或逆時針旋轉該滑輪160。於作業時且為致動時，驅動滑輪160係受控制以旋轉(順時針及/或逆時針)，且此旋轉係將旋轉驅動皮帶162。皮帶162係響應而將類似旋轉定子第二驅動滑輪166。驅動滑輪160係可由控制器132所控制，藉以旋轉一微小量，以推進該導線束(未顯示)至定子102之另一個槽部104，如將為論述於本文。

第一活動組件118係較佳為包括支架128。支架128係尺寸為堅固，且包括該定子驅動滑輪166與定子支座126為接納於其。支架128係一剛性件，且包括連接至其之一水平支撐台車170。水平支撐台車170係位在第二旋轉組件124之下方，且提供對於第一活動組件118與支架128之支撐。水平支撐台車170係運行沿著其為配置於台車170之下方的軌道120。如圖所示，軌道120係包括一第一側向止部172與一第二側向止部174，以最終限制台車170之移動於一第一與第二定義極限之內。台車170係亦實施為連接至一自動化組件130，其為進而連接至PLC控制器132。自動化組件130係可為以一種液壓方式而控制於軌道120之台車170的移動於所期望的預定極限之內。

設備100係亦包括一接線載具176。接線載具176係包括一內部，其防止控制接線或引線為紐結、或者成為損壞。引線係提供以允許訊號為連通於設備100之種種的構件。

台車170與軌道120係較佳為包括一伺服馬達以及一線性滾珠螺絲(ball screw)致動器(未顯示)，其允許台車170為遠近推進於縱向或線性方式。舉例而言，台車170係可控制以行進於第一縱向方式為諸如六英寸，且接著停止。然後，台車170係可進而藉由滾珠螺絲式線性致動器而為保持於軌道120之此固定位置。

滾珠螺絲式線性致動器(未顯示)係可允許第二旋轉組件124以旋轉一預定量而未干擾該台車170於軌道20之一縱向方位。然後，在第二旋轉組件124已經結束其旋轉之後，台車170係可構成以移動於一線性方式。然後，台車170係可構成以一相反方向而移動於軌道120或伸縮於相反方向。以此方式，由台車170所支撐之支架128係可為以一種受控制方式而前後推進且行進為相對於軌道120。台車170、軌道120、及馬達(未顯示)與滾珠螺絲式致動器係可為購自日本東京THK有限公司之一個整體線性運動系統。

應為理解的是：種種其他的線性致動器架構係可能。心軸116係可運行於軌道120，且定子支座126係可固定式連接至柱部146。應為理解的是：於所有實施例，一種安全殼體係可包圍該支架128。

參考圖3，設備100係顯示一新的定子102為脫離自設備100。於一個實施例，設備100係可構成以包括單獨的離散組件，其係形成定子102且形成軸向配置的槽部104於定子102。一旦為形成，定子102(具有軸向配置的槽部104)係圖示為由參考箭頭180而裝載至設備100。此裝載係亦可實行於一種自動化或手動方式。

設備100係包括的是：定子102(具有若干個軸向配置的槽部104)係圖示為由參考箭頭180而***至定子支座126。如圖所示，定子102係開口於一端，且尺寸為構成以一種精確方式而接納該心軸116。甚者，於一個實施例，定子102係具有一直徑為稍微大於心軸116之直徑，且心軸116係構成以當定子102為移動時而維持為靜止，藉以捲繞導線(未顯示)至軸向配置的槽部104，其將為論述於本文。

參考圖4，如圖所示，當定子102係配置於定子支座126之一裝載孔隙182，具有軸向配置的槽部104之定子102係於高度、寬度與長度為概括對準於靜止的心軸116。應為理解的是：於整個捲繞程序期間，無論該定子102之旋轉或平移，心軸116與定子102係維持為對準於彼此。

參考圖5，台車170係可推進向前或於朝向心軸116之一方向，故該心軸116係接納於定子102且可通過定子102，心軸116之約為一中點M係將概括成為對準於定子102之槽部104。瞭解的是：如於圖5所示，導線束114係將自該心軸116之一中點M為透過一孔口184而捲繞於槽部104。於作業時，導線束114係通過其為配置於第二柱部148之對準口154。然後，導線束114係通過至心軸116之入口156且通過第一柱部146，如圖所示。導線束114係將接著通過心軸116之內部空間且至於心軸116之一中點M的進給口184。導線束係接著通過進給口184以裝載至定子102，且捲繞該導線束114至定子102之軸向配置的槽部104。

如於圖5所顯示，欲完成該定子102之捲繞，第一活動組件118係將移動於一第一方向或朝向該心軸116，故心軸116係接納於定子102且心軸進給口184係釋出導線束114為配置於軸向槽部104之一第一槽部186，其顯示於圖11。較佳而言，導線束114(支持於心軸116之進給口184)係保持拉緊且第一活動組件118係推進於第一方向。此移動係將置放該導線束於定子102的該等槽部104之一第一槽部186，如於圖11所示。然後，在導線束114為於第一槽部186之後，第一活動組件118係如由參考箭頭200所示而將停止且保持於軌道120之其位置。

然後，心軸116係將旋轉為相對於定子102。旋轉係將藉由其旋轉定子支座126之第二旋轉組件124而達成。以此方式，控制器132係將提供一控制訊號至飛輪160。控制訊號係致使飛輪160為響應以旋轉皮帶162，將實際順時針或逆時針轉動其定位於定子支座126之定子102為一預定量，藉以移動該導線束114至下一個可利用或第二個軸向配置的槽部188(最佳顯示於圖11)。以此方式，導線束114係將接納於由參考箭頭202所示之多個軸向配置槽部104之一第二個軸向配置的槽部188(於圖11所示)。然後，台車170係將於由參考箭頭200所示之一相反方向而橫跨於軌道120。此係移動導線束114於一方向以填充第二槽部188，或跨於定子102之第二槽部188的長度。此過程係由控制器130所重複，藉以捲繞其餘槽部104(圖11)。

參考圖6，心軸116之特寫立體圖係顯示，心軸116係脫離自支撐結構122之第一柱部146。如圖所示，心軸116係一彈性的圓柱件。心軸116係包括一支撐端206與一自由端208。一進給口184係配置於支撐端與自由端之間的一表面。進給口184係一孔隙或槽部，其配置為通過心軸表面M以伸張該導線束114且支持該導線束114為於心軸116之外側。應為理解的是：進給口184係可置放於沿著心軸116之其他位置，或是該心軸係可具有多個進給口184以輔助於捲繞。導線束114係構成以維持為通過進給口184，用於捲繞至定子102之軸向配置的槽部104。

參考圖7，脫離自設備100之定子支座126的立體圖係顯示。定子支座126係包括：裝載孔隙182與一殼體210。較佳而言，定子102係自該定子支座126之一後端而裝載至該裝載孔隙182。替代而言，定子102係可自該定子支座126之一前端而裝載通過孔隙182。種種的架構係可能且為於本發明之範疇內。若干個通道212、214、與216係配置於殼體210之周邊。較佳而言，通道212、214、與216係接合於定子滑輪166(於圖2所示)之一互補結構，藉以允許該殼體210為隨著定子滑輪166以類似方式而旋轉。

參考圖8，定子支座126的後視分解圖係顯示。定子支座126係包括一襯套220及於一第一後側之一鎖定環218。定子支座126亦包括於一第二相對側之一停止環222與一方位環224，其連通於心軸116。定子支座126係包括一筒夾226。筒夾226係一撓性的頸式結構，其為配置於襯套220。筒夾226係輔助於定向稍微不同尺寸的定子102於裝載孔隙182。

螺絲332、334係僅需要旋轉圈或者是稍微，以置放一新的定子102為相對於鎖定環218而至筒夾226。螺絲332、334係形成可撓性的指部，其進而連通於彈簧228與230以允許定位該定子104。

一新的未繞線定子102係置放於裝載孔隙182於筒夾226。然後，鎖定環218係可調整於襯套220，其形成定子支座126之殼體210且於其具有定子102為備妥以供捲繞。一旦捲繞係完成，繞線式定子102係更換為一新的定子102。方位環224與停止環222係置放於且對準於裝載孔隙182。方位環224與停止環222係運用螺絲228a－228c或其他類似的牢繫者而連接至定子支座126。方位環224係較佳為允許心軸116以正確方式而進入裝載孔隙182，藉以輔助於對準該心軸116於其。

於本發明之又一個實施例，設備100係可更包括一饋線器(未顯示)。饋線器(未顯示)係可拉動導線束114為通過心軸116。於另一個替代實施例，定子102其本身係可作用為一饋線器以移動該導線束114為通過心軸116。

第9到13圖係詳細顯示定子102之捲繞作業。如前文所論述，定子102係由一種彈性材料所作成，或可為由一合成結構所作成，且可包括一遠端開口330與近端開口332且包括若干個軸向配置的通道或槽部104。應為理解的是：設備100係不限於任何特定的通道104或幾何結構，而是可成形為具有線性或不規則形狀的槽部104。亦為預期的是：槽部104係可為正弦波形狀，包括一人字形圖案、一橢圓形狀、與種種其他架構。種種的通道架構係可能且為於本發明之範疇內。

參考圖10，圖5之心軸116的橫截面視圖係顯示，導線束114係橫跨自該心軸116之入口156至進給口184。應為理解的是：導線束114係可容易橫跨通過心軸內部234且為自於圖1所示之進給組件106的捲軸(集體稱為參考符號142)。參考圖11，導線束114係顯示為橫跨自進給口184至定子102之一第一槽部186。心軸116係以由參考箭頭200所顯示的一縱向方式而移動為相對於定子102，以移動沿著第一槽部186為具有其對應於前述的組件118之移動的移動。然後，如由參考箭頭202所顯示，定子102係旋轉為相對於心軸116，以移動導線束114為自進給口184至定子102之一第二相鄰槽部188。旋轉移動係對應於前述的組件124之移動。於一個實施例，導線束114係可更包括一清漆(varnish)以輔助於捲繞。

參考圖12，交替的縱向移動200與旋轉202係將繼續於至少為諸多次，以一種未中斷方式而填充該導線束114於各個槽部104。最後，導線束114係手動或自動切割，以完成該過程。參考圖13，當捲繞之完成係達成時，必須注意為不要太快速抽出定子102。立即抽出定子102係可能干擾其配置或捲繞於定子102之接線束114的方位。於此觀點，由一種熱塑性或類似材料所作成且具有適合於心軸116的尺寸之一插頭250係可置放於定子102，以防止導線束114為免於落出該定子102。插頭250係模仿該心軸116以維持該束114於定子102。於一個替代實施例，具有適合於心軸116的尺寸之若干個木棍(未顯示)或類似材料係可置放於跨於定子102之直徑的各個槽部104，以防止導線束114為免於落出該定子102。甚者，一種封裝材料(未顯示)係可置放至定子102之內部252，以永久固定導線束114於其。封裝材料係可包含ISONEL或另一種覆層、另一種塑膠樹脂、或環氧物(epoxy)。

於另一個實施例，設備100係可構成以捲繞導線束114為外部相對於定子102。於此實施例，心軸116係可作成為大於定子102，俾使心軸116係可通過於定子102之上，以外部捲繞於其外表面為具有若干個通道104之定子102。應為理解的是：設備100係可構成以捲繞若干個內部或外部的定子型態，諸如：人字形、正弦波架構、線性架構、或其他架構。控制器132係可包括其儲存於記憶體之適合的程式指令，藉以捲繞導線束114於任何期望的通道104之架構。

圖14係一種型式之馬達1010的分解圖，馬達1010係可根據本發明所作成。馬達1010係具有一定子1012與轉子1020。於圖示實例之定子1012係具有標號為1014－1、1014－2、與1014－3之三個定子段，其各者為用於各個操作階段。然而，將為瞭解的是：較少或較多的定子段係可能為提供。

馬達1010係內部直流無刷型式者，其中，轉子1020係配置沿著一中央軸以轉動於定子1012之內側。轉子1020與定子1012之組件係藉由馬達殼體1030且藉由端板(框架)1032而保持為相關於彼此之相對位置。殼體1030與框架1032係可由鋁、鋼、或其他適合的金屬所形成。轉子組件1020係經由該轉子亦自由旋轉於其之前端與後端軸承1033而保持為定位於框架1032。

轉子組件1020係包括外部套筒1021、一內部轉子轉軸1022、與若干個磁鐵棒1023。於圖示的實施例，轉子1020係實際配置磁鐵段1023於三個轉子段1025－1、1025－2、1025－3。因此，存在一前端轉子段1025－1、一中央轉子段1025－2、與後端轉子段1025－3。各個磁鐵段1023係電磁式互動於定子段1014之對應者。永久磁鐵1023係可包圍於一護套，諸如：一外部套筒1021，其可為由諸如不銹鋼之一種非磁性材料所作成。護套係可為捲曲形成或者是固定環繞該等磁鐵以保持其定位，此係可為需要，當高速作業係將產生其可致使磁鐵為分離自轉子轉軸之徑向力量。

定子諸段1014係各自包含一圓柱狀的護鐵組件1016，其具有若干個內部齒部1018與繞組1019。如同於此技藝所習知，護鐵1016係可由其為疊合於彼此之若干個平碟狀件所建立，齒部係提供該接線1019為捲繞至其之一組的徑向槽部1018。繞組1019係提供用於馬達1010之期望的匝數。

本發明係特定為涉及一種用於置放繞組1019於定子段1014之設備及方法。本發明係利用一種固定式心軸1100，其支撐該定子1014於捲繞過程期間，如於圖15所示。心軸1100之主要本體係概括為其具有三段之一長的圓筒。注意的是：心軸1100之外徑od_a 係僅為稍微小於定子1014之內徑id_s 。於直徑之間的差異係足夠小，使得造成的空間係可於捲繞作業期間而容納及導引該接線1101為通過軸向槽部1018。此係允許該心軸1100以運用作為針對於一定子1014之支撐及針對於接線束1101之一導引(隨著其為通過軸向槽部1018)。第一段1104與第二段1102係於過程期間而作為針對於定子1014之支撐及針對於接線之導引。第二段1102係具有於其之至少一個中空部分1102，俾使一接線或接線束1101係可進給通過至一中央段1110。

心軸1100之第一段1104的端部係概括為支撐端，而第二段1102的端部係概括為一自由端，雖然該心軸之端部1102或1104係可為支撐端或自由端。令端部1102為支撐端係可能更為合理，由於其可提供自接線拉緊裝置之連續進給，如同將為瞭解。

心軸之中央段1110係較佳為具有形成於其之一通道1112，接線1101係進給透過通道1112。接線1101係經由拉緊裝置於張力下而保持於心軸段1100之右側(未顯示於圖式)。

接線1101(其為用以形成定子1014之繞組)係進給於一進給點1114，使得可容易為於二個方向1106、1116之一者以引出通道1112而朝向第一段1104或第二段1102。第一方向1116係概括為朝向段1104(或至圖式之左側)，而第二方向1106係朝向段1102(或至圖式之右側)。通道1112係成形端部漸縮部分，以允許接線束1101為自由移動於位置1106與1116之間。

一通道段1120係概括為形成圓筒之其餘者以形成完成的心軸1100，且具有一對應通道1122與進給點1124，其概括為反映於心軸1100之主要本體部分的對應通道1112與進給點1114。諸如螺絲孔1115、1125之牢繫者係形成於心軸1100與段1120，允許經由諸如螺絲之牢繫者1127以牢繫段1120。通道段係利於接線1101之***於通道1112。

圖16係顯示該種定子捲繞過程之初始的起始步驟。在此，定子1014係已經置放於心軸1100。於此初始位置，接線束1101係引出至心軸段1104之一遠端部分。定子1014係接著自起始端1100以箭頭1130之方向而進給於心軸。於此過程期間，定子1014係對準於進給點1114，俾使接線束1101係進給通過軸向槽部1018之一者。

於該過程之下一個步驟，定子1014係相關於心軸1100而旋轉，致使進給點1114(且因此為接線1101)為對準於一不同的槽部1018。定子1014係概括於逆時針方向1140或順時針方向1141之一者而移動於心軸1100以達成此舉。於此，以箭頭1131之方向，定子1014係接著抽回為沿著心軸而朝向右側。

定子1014係接著交替為往復抽取於箭頭1131、然後於1130、然後於1131、等等之方向，旋轉以每遍為對準於一不同的槽部。該定子係交替為採取於心軸1100之第一部分1104的一位置(如於圖17所示)、與沿著心軸1100之第二部分1102的一第二位置(如於圖18所示)。

圖18係說明該定子1014當其為幾乎完全捲繞之一位置，於其，切割係可由接線束1101所作成於超過進給點1114之某點。捲繞後的定子係接著從該心軸之端部而稍微移動，其中，一絕緣、強化玻璃塑膠之接線保持物係安裝於護鐵之設置通道以保持接線或是運用本文之前述的任何材料。此種方法係為手動作成或作為如同關於圖1所述之一種完全自動化機器的一自動功能，且此方法係不限於任何特定設備架構。捲繞後的定子亦可卸載於相等直徑之另一個心軸，其為端對端而保持於捲繞心軸。此第二心軸係當輸送至自動機器之塑膠裝載部分而維持接線之獲取(capture)。替代而言，第二心軸(未顯示)係可運用作為針對於一操作者之手動工具，其為運用在當自動機器為捲繞下一個定子而卸載該捲繞後定子為手動裝載於塑膠保持物。種種架構係可能且為於本發明之方法的範疇內。

儘管本發明係已經關於其實施例而特定顯示及說明，熟悉此技藝人士係將瞭解的是：於形式與細節之種種變化係可作成於其而未脫離由隨附的申請專利範圍所涵蓋之本發明的範疇。

100．．．設備

102．．．定子

104．．．槽部(通道)

106．．．進給組件

108．．．機架

110．．．捆紮組件

110a．．．收集器

110b．．．剛性板

110c．．．支桿

110d．．．第二板

112(112a－112g)．．．導線股

114．．．導線束

116．．．心軸

118．．．第一活動組件

120．．．軌道

122．．．靜止支撐結構

124．．．第二旋轉組件

126．．．定子支座

128．．．支架

130．．．自動化組件

132．．．控制器

134．．．記憶體

136(136a－136e)．．．捲軸組件支架

138．．．捲軸支桿

140(140a－140f)．．．捲軸支柱

142(142a、142b)．．．導線捲軸

144a、144b．．．指部

146、148．．．柱部

150．．．入口

152．．．出口

154．．．對準口

156．．．入口

158．．．孔隙

160．．．驅動滑輪(飛輪)

162．．．驅動皮帶

164．．．驅動滑輪166之部分者

166．．．定子驅動滑輪

170．．．水平支撐台車

172、174．．．側向止部

176．．．接線載具

180．．．參考箭頭(方向)

182．．．裝載孔隙

184．．．孔口(進給口)

186．．．第一槽部

188．．．第二槽部

200．．．參考箭頭(移動方向)

202．．．參考箭頭(旋轉方向)

206．．．支撐端

208．．．自由端

210．．．殼體

212、214、216．．．通道

218．．．鎖定環

220．．．襯套

222．．．停止環

224．．．方位環

226．．．筒夾

228、230．．．彈簧

228a、228b、228c．．．螺絲

234．．．心軸內部

250．．．插頭

252．．．內部

330．．．遠端開口

332(圖8)．．．螺絲

332(圖9)．．．近端開口

334．．．螺絲

1010．．．馬達

1012．．．定子(組件)

1014(1014－1、1014－2、1014－3)．．．定子段

1016．．．護鐵組件

1018．．．齒部(槽部)

1019．．．繞組(接線)

1020．．．轉子(組件)

1021．．．套筒

1022．．．轉子轉軸

1023．．．磁鐵棒(段)

1025(1025－1、1025－2、1025－3)．．．轉子段

1030．．．馬達殼體

1032．．．端板(框架)

1033．．．軸承

1100．．．心軸

1101．．．接線(束)

1102．．．心軸1100之第二段

1104．．．心軸1100之第一段

1106、1116．．．方向

1110．．．心軸1100之中央段

1112、1122．．．通道

1114、1124．．．進給點

1115、1125．．．螺絲孔

1120．．．通道段

1127．．．螺絲

1130．．．箭頭(進給方向)

1131．．．箭頭(抽回方向)

1140．．．逆時針方向

1141．．．順時針方向

前述者係由本發明實施例之較為特定說明而為顯明，如於伴隨的圖式所示，其中，同樣的元件符號係指於不同視圖之相同部分。圖式係無須為依比例所繪製，而是強調在於說明本發明之實施例。

圖1係根據本發明之用於捲繞定子之設備的立體圖；圖2係該設備的部分立體圖，定子支座為移出；圖3係該設備的部分立體圖，顯示一定子為裝載至該設備之定子支座；圖4係該設備的部分立體圖，顯示一定子為裝載至該設備之定子支座以供捲繞；圖5係該設備的部分立體圖，顯示一定子為裝載至該設備之定子支座且一導線束為裝載至心軸之一孔口；圖6係一種心軸的立體圖，顯示該心軸之一進給口；圖7係該設備之一種定子支座的立體圖；圖8係圖7之定子支座的分解圖，顯示一筒夾；圖9係圖2之定子的立體圖，顯示若干個軸向配置的槽部；圖10係該心軸的橫截面圖，導線束為橫跨通過心軸且通過進給口以供捲繞；圖11係該心軸的放大圖，心軸為引入至定子，自該心軸之進給口而捲繞導線束於定子之一第一軸向槽部；圖12係該心軸的放大圖，自該心軸之進給口而捲繞導線束於定子之其餘的軸向槽部；圖13係顯示其移出自該設備之捲繞後的定子，具有一蓋為連接至端部以維持導線束於定子；圖14係可為根據本發明所作成之一種型式的馬達之構件的分解等角視圖；圖15係說明根據本發明之一種接線捲繞設備的構件圖，該設備係可為手動或自動捲繞；圖16係說明該定子於心軸之一初始位置；圖17係顯示該設備，其在該定子於心軸之二次往復縱向通過係藉著定子或心軸為移動而已經作成後；及圖18係說明在接線端為切割後之完成的定子。