【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多極電機子の巻線方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コミュテータを備える多極電機子の磁極への巻線においては、電機子の巻線のコイル開角は、固定子側の磁界を構成する開角に一致させるように巻線がされていた。すなわち、固定子側の磁界が２極の場合は、コイル開角は、ほぼ１８０度近くとなり、固定子側の磁界が４極の場合は、コイル開角は、ほぼ９０度近くであった。したがって、巻線は、回転電機子の複数の磁極にまたがって巻線される重ね巻きとして巻線されるのが通常であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な重ね巻きであると、電機子の磁極間のスロットに、コイルの巻線をする際に、すでに巻線されたコイルが巻線すべきスロットの上を覆っているため、その箇所には巻線が出来ず、スロット内に巻線がされない空隙ができてしまう。また、このような巻線方法では、線材間の密着が悪く、線材間の隙間も生じやすい。したがって、所望回数の巻線がされないとともに、電機子の両端部において、既に巻線されたコイルの上を次に巻かれるコイルが重なるため、コイルエンド部が膨らんでしまうという問題があった。
このように、所望の巻数が巻回されないため、所望のモータ特性が得られないとともに、コイルの両端部が膨らんでしまうため軸方向に余分なスペースを取り、コミュテータの取り付け位置が、電機子の端面から遠くなり、モータケースの軸方向の長さが長くなってしまうにも拘わらず、モータの特性には何ら寄与しないことになる。したがって、電機子の各スロットに巻線される線材が隙間無く巻線され、かつ、コイルエンド部の膨らみの少ない巻線方法が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、コミュテータを備えた多極電機子の各磁極に線材を巻線する多極電機子の集中巻線方法において、前記磁極の軸方向両端部に磁極の径方向に移動可能な一対のセンターフォーマを設け、前記センターフォーマと線材を繰り出し回転するフライヤを、磁極の基端と先端の間で移動させて巻線する際に、磁極の先端から基端側に向け巻線する場合にはセンターフォーマを多極電機子の軸方向外側に移動させるとともに、磁極の先端から基端に向けて巻線する幅を徐々に短くして磁極間のスロットの中心を超えずに台形状に磁極に巻線することを特徴とする。
【０００５】
第２の発明では、コミュテータを備えた多極電機子の磁極の数は少なくとも６つ以上であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、電機子の磁極に巻線するのに、磁極間をまたがって複数の磁極に巻線する重ね巻きを採用せず、各巻線において一つの磁極毎に巻線する集中巻を採用したので、線材は各磁極の周囲に密着して、隙間なく巻線される。さらに、複数のコイルが電機子の両端部で巻き重ならないのでコイルエンドの膨らみを少なくする事が出来る。したがって、コミュテータの固定位置を、電機子の端面の近くにすることができ、電機子を収容するモータケースの軸方向の長さを短くする事が出来る。
【０００７】
なお、本発明は、上記の集中巻きの特徴を発揮させるため、スロットの中心を境にして、磁極に巻かれる線材がスロットの中心を越えないように、前記磁極の軸方向両端部に磁極の径方向に移動可能な一対のセンターフォーマを設け、前記センターフォーマと、線材を繰り出し回転するフライヤを、磁極の基端と先端の間で移動させて巻線する際に、１層目の巻線においては、ノズルの１回転につき、センターフォーマを線径分の送りをかけて整列巻きとし、２層目以降からは、磁極の先端から基端側に向け巻線する場合にセンターフォーマを多極電機子の軸方向外側に移動させるとともに、磁極の先端から基端に向けて巻線する幅を徐々に短くして、台形形状に巻線するようにした。
このようにすることで、それぞれの磁極に巻線される線材は、スロットの中心を越えないようにすることが出来るので、各磁極に均一な巻線をすることが可能になる。なお、巻線する幅を短くするのは２層目からでなくても良く、巻線仕様により適宜変更できる。
【０００８】
第２の発明では、集中巻きにおいてコミュテータを備えた電機子の磁極の数は少なくとも６つ以上であるとしたので、従来の重ね巻きの問題である電機子の磁極間のスロットに、コイルの巻線をする際に、すでに巻線されたコイルが巻線すべきスロットの上を覆っているため、その箇所には巻線が出来ず、スロット内に巻線がされない空隙ができてしまうことや、このような巻線方法では、線材間の密着が悪く、線材間の隙間も生じやすいという問題を防止できる。さらに、電機子の両端部で複数のコイルが巻き重ならないので、コイルエンドの膨らみを少なくする事が出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の巻線方法を実施するための装置の一構成例として、以下のような巻線構造が示される。
まず多極電機子（１）の出力軸（２）を回転可能に保持する支持台（３）と、多極電機子（１）の磁極（４）に線材（１０）を巻き付けるため、磁極（４）の周囲を回転しつつ、その先端から線材（１０）を繰り出すフライヤ（５）と、巻線する磁極（４）の両側のスロット（６）に線材（１０）を案内するために、スロット開口部（７）近辺に位置する一対のサイドフォーマ（８）と、前記磁極（４）の軸方向両端部に磁極（４）の径方向および多極電機子（１）の軸方向に移動可能な一対のセンターフォーマ（１７）を設け、磁極（４）への巻線時に線材（１０）がコミュテータ（９）に接触するのを防ぐ、図示しないコミュテータカバーと、コミュテータ（９）の端子に線材（１０）を係止する場合に、線材（１０）をコミュテータ（９）の端子（１１）に案内する、図示しないコミュテータガイドとからなる。
【００１０】
つぎに動作につき説明する。まず、巻線される多極電機子（１）の出力軸（２）を、垂直方向に立設する支持台（３）の上部のチャック（１４）の挿入穴に挿入し、チャック（１４）外周を覆う円筒部材（１６）が上昇して、チャック（１４）を締めて、出力軸（２）を固定する。
【００１１】
なおこの際、多極電機子（１）の巻線される磁極（４）のセンターが、フライヤ（５）の回転軸に一致するよう、多極電機子（１）の周方向の位置を決めておく。
【００１２】
つぎに、巻線される磁極（４）をその両側のスロット開口部（７）を残して、両側面から多極電機子（１）を覆う一対のサイドフォーマ（８）をシリンダー（１５）等の駆動機構により、多極電機子（１）に向け移動させ、多極電機子（１）外周に当接させる。又、フライヤ（５）に内包され、フライヤ（５）の中心軸上を前後に移動可能な、保持フォーマ（１２）を前進させて、巻線される多極電機子（１）の磁極（４）の外周に当接させ、両フォーマにより、スロット開口部（７）に線材（１０）が案内されるようにする。
【００１３】
以上の準備ができたら、先端の線材（１０）が図示しないクランプに保持されたフライヤ（５）を前進させて、同じくフライヤ（５）に内包され、フライヤ（５）の中心軸上に出入り可能になっている図示しないコミュテータガイドを前進させるとともに、図示しないコミュテータカバーを上方に移動させて、コミュテータ（９）を露出させる。
【００１４】
この状態で、フライヤ（５）を回転させると、フライヤ先端の線材（１０）が、コミュテータ（９）のＵ字状の端子（１１）に案内される。
【００１５】
この後、図示しないコミュテータガイドを後退させるとともに、図示しないコミュテータカバーを下降させ、さらに磁極（４）の軸方向両端部に位置する一対のセンターフォーマ（１７）を磁極（４）の基端部に移動させる。なお、フライヤ（５）も、センターフォーマ（１７）と一体に移動するのでフライヤ（５）先端も、磁極（４）の基端部に移動される。
【００１６】
この様な状態から、フライヤ（５）を回転させると、フライヤ（５）先端の線材（１０）は、サイドフォーマ（８）に接触したのちサイドフォーマ（８）の斜面を滑り落ち、スロット開口部（７）に案内されてスロット（６）内に入り、さらにセンターフォーマ（１７）により、磁極（４）の基端に巻き落とされる。
【００１７】
フライヤ（５）の１回転毎に、フライヤ（５）およびセンターフォーマ（１７）を線径分磁極（４）の先端に向け移動させて、磁極（４）に整列巻を行ったら、２層目の巻線に入る前に、センターフォーマ（１７）を、多極電機子（１）の軸方向外側に移動させるとともに、再び、フライヤ（５）およびセンターフォーマ（１７）を磁極（４）の先端から基端に向け移動させる。このとき、前記同様に、フライヤ（５）の１回転毎に、フライヤ（５）およびセンターフォーマ（１７）を線径分磁極（４）の基端に向け移動させて所定回数巻線する。この場合、巻線形状を台形形状にするため、基端まで巻線せず、途中で止めて、そこから再び磁極（４）の先端に向け巻線する。このような巻線動作を繰り返して、磁極（４）の周囲に線材（１０）を台形形状に巻線する。このようにして、一つの磁極（４）の巻線を終えたら、サイドフォーマ（８）、フライヤ（５）、センターフォーマ（１７）および保持フォーマ（１２）を後退させ、図示しないコミュテータカバーを上昇させた後、所定角度多極電機子（１）を回転させ、新たに巻線される磁極（４）をフライヤ（５）に対向させる。
【００１８】
この状態で、再びサイドフォーマ（８）および保持フォーマ（１２）を多極電機子（１）に当接させ、図示しないコミュテータガイドを前進させ、フライヤ（５）を回転させて、新たな磁極（４）に対応するコミュテータ（９）のＵ字状の端子（１１）に線材（１０）を係止させる。
【００１９】
線材（１０）を係止したら、図示しないコミュテータガイドを後退させ、図示しないコミュテータカバーを下降させて、コミュテータ（９）を覆い、さらに磁極（４）の軸方向両端部に位置する一対のセンターフォーマ（１７）を磁極（４）の基端部に移動させる。なお、フライヤ（５）も、センターフォーマ（１７）と一体に移動するのでフライヤ（５）先端も、磁極（４）の基端部に移動される。ここで、フライヤ（５）を回転させて、新たな磁極（４）に前記同様に、線材（１０）を巻き付ける。
【００２０】
以上の動作を繰り返し、最初に線材（１０）を係止したコミュテータ（９）のＵ字状の端子（１１）に線材（１０）を係止したところで巻線作業を終了する。
【００２１】
このあと、フライヤ（５）先端の線材（１０）を図示しないクランプに保持し、Ｕ字状の端子（１１）と図示しないクランプ間の線材（１０）をカットした後、サイドフォーマ（８）フライヤ（５）、センターフォーマ（１７）および保持フォーマ（１２）を後退させ、支持台（３）のチャック（１４）を締めている、チャック外周の円筒部材（１６）を下降させて、チャック（１４）による多極電機子（１）の出力軸（２）の保持を解除し、多極電機子（１）を支持台（３）から取り外して、あらたな多極電機子（１）と交換する。
【００２２】
以上の巻線作業において、巻線は、各磁極（４）毎の集中巻きとし、その際、スロット（６）の中心を超えて線材（１０）が巻線されないように、フライヤ（５）とセンターフォーマ（１７）を磁極（４）の基端と先端の間をフライヤ（５）の１回転ごとに、線径分移動させて、整列巻きするとともに、磁極（４）先端から基端への巻幅を順次短くして、台形形状に巻線するので、既に巻線がされたスロット（６）内の線材（１０）に、後から巻線される線材（１０）が干渉する事がなく、さらに最大限の線材（１０）をスロット（６）内に巻線することが出来る。
【００２３】
なお、多極電機子（１）の磁極（４）の数は、本願の実施例では、磁極数を８としたが、これに限るものではなく、６でも、１２でも、その他の数でも構わない。これらは巻線仕様により、適宜決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多極電機子の磁極への巻線状態を示す斜視図
【図２】本発明の多極電機子の磁極への巻線状態を示す平面図
【図３】本発明の多極電機子の磁極への巻線の結線図
【図４】従来の多極電機子の磁極への巻線状態を示す斜視図
【図５】従来の多極電機子の磁極への巻線の結線図
【符号の説明】
１ 電機子
２ 出力軸
３ 支持台
４ 磁極
５ フライヤ
６ スロット
７ スロット開口部
８ サイドフォーマ
９ コミュテータ
１０ 線材
１１ 端子
１２ 保持フォーマ
１３ シリンダー
１４ チャック
１５ シリンダー
１６ 円筒部材
１７ センターフォーマ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for winding a multi-pole armature.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a winding around a magnetic pole of a multipolar armature provided with a commutator, the winding is wound so that the opening angle of the coil of the armature winding coincides with the opening angle forming the magnetic field on the stator side. . That is, when the magnetic field on the stator side is two poles, the coil opening angle is nearly 180 degrees, and when the magnetic field on the stator side is four poles, the coil opening angle is almost 90 degrees. Therefore, the winding was usually wound as a lap winding wound over a plurality of magnetic poles of the rotating armature.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a lap winding, when the coil is wound in the slot between the magnetic poles of the armature, the already wound coil covers the slot to be wound. No winding is formed at the location, and a void is formed in the slot where no winding is made. Further, in such a winding method, adhesion between the wires is poor, and a gap between the wires is easily generated. Therefore, there has been a problem that the desired number of windings is not performed, and the coil to be wound next overlaps the already wound coil at both ends of the armature, so that the coil end portion expands.
As described above, since the desired number of turns is not wound, desired motor characteristics cannot be obtained, and extra space is taken in the axial direction because both ends of the coil swell, so that the mounting position of the commutator is Although the distance from the end face increases, the axial length of the motor case becomes longer, but does not contribute to the characteristics of the motor. Therefore, there has been a demand for a winding method in which a wire wound around each slot of the armature is wound without gaps and the bulge of the coil end portion is small.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, in a concentrated winding method of a multipole armature in which a wire is wound around each magnetic pole of a multipole armature provided with a commutator, the magnetic pole can be moved in a radial direction of a magnetic pole at both axial ends of the magnetic pole. When a pair of center formers is provided, and the center former and the wire rod that is fed out and rotated are moved between the base end and the front end of the magnetic pole and wound, when winding is performed from the front end of the magnetic pole toward the base end side. In addition to moving the center former outward in the axial direction of the multipole armature, gradually reducing the winding width from the tip of the magnetic pole to the base end to form a trapezoid without exceeding the center of the slot between the magnetic poles It is characterized by being wound around a magnetic pole.
[0005]
A second invention is characterized in that the number of magnetic poles of the multipolar armature provided with the commutator is at least six or more.
[0006]
Function and Effect of the Invention
In the first invention, concentrated winding in which each magnetic pole is wound for each magnetic pole in each winding is not adopted for winding around the magnetic poles of the armature, instead of employing lap winding in which a plurality of magnetic poles are wound across magnetic poles. Since it is adopted, the wire is wound tightly around the magnetic poles without any gap. Furthermore, since the plurality of coils do not overlap at both ends of the armature, the swelling of the coil end can be reduced. Therefore, the commutator can be fixed at a position near the end face of the armature, and the axial length of the motor case accommodating the armature can be reduced.
[0007]
Note that, in order to exhibit the above-described feature of concentrated winding, the magnetic poles are provided at both ends in the axial direction of the magnetic pole so that the wire wound around the magnetic pole does not exceed the center of the slot with the center of the slot as a boundary. A pair of center formers that are movable in the radial direction are provided, and when the center former and a flyer that draws out and rotates a wire are moved between the base end and the front end of the magnetic pole and wound, a first layer winding is performed. In the above, the center former is fed by the wire diameter for each rotation of the nozzle, and the winding is aligned and wound. From the second layer onwards, when winding from the tip of the magnetic pole toward the base end, the center former is multi-pole. The armature was moved outward in the axial direction, and the width of the winding from the tip to the base of the magnetic pole was gradually shortened so that the armature was wound in a trapezoidal shape.
By doing so, the wire wound around each magnetic pole can be prevented from exceeding the center of the slot, so that a uniform winding can be performed on each magnetic pole. It should be noted that the winding width need not be reduced from the second layer, and can be changed as appropriate according to the winding specification.
[0008]
In the second invention, since the number of magnetic poles of the armature provided with the commutator in the concentrated winding is at least six or more, the winding of the coil is inserted into the slot between the magnetic poles of the armature, which is a problem of the conventional lap winding. When making a wire, the coil that has already been wound covers the slot to be wound, so that winding can not be made at that point, and there is a gap in the slot where winding is not made, In such a winding method, it is possible to prevent the problem that the adhesion between the wires is poor and a gap between the wires is easily generated. Furthermore, since a plurality of coils do not overlap at both ends of the armature, swelling of the coil end can be reduced.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The following winding structure is shown as one configuration example of an apparatus for implementing the winding method of the present invention.
First, a support (3) for rotatably holding the output shaft (2) of the multipolar armature (1) and a magnetic pole (10) for winding the wire (10) around the magnetic pole (4) of the multipolar armature (1). 4) A flyer (5) that feeds out a wire (10) from its tip while rotating around the slot, and a slot for guiding the wire (10) to slots (6) on both sides of a magnetic pole (4) to be wound. A pair of side formers (8) located near the opening (7), and movable at both axial ends of the magnetic pole (4) in the radial direction of the magnetic pole (4) and in the axial direction of the multipole armature (1). A pair of center formers (17) are provided to prevent the wire (10) from coming into contact with the commutator (9) at the time of winding on the magnetic pole (4), and to a commutator cover (not shown) and wires to the terminals of the commutator (9). When locking (10), the wire (10) is Guiding the pin (11) of) consists commutator guide and not shown.
[0010]
Next, the operation will be described. First, the output shaft (2) of the multi-pole armature (1) to be wound is inserted into the insertion hole of the chuck (14) on the upper part of the support stand (3) which stands vertically, and the chuck (14) The cylindrical member (16) covering the outer periphery is raised, and the chuck (14) is tightened to fix the output shaft (2).
[0011]
At this time, the circumferential position of the multipole armature (1) is determined so that the center of the magnetic pole (4) to be wound of the multipole armature (1) coincides with the rotation axis of the flyer (5). Keep it.
[0012]
Next, a pair of side formers (8) that cover the multipolar armature (1) from both sides, leaving the slot openings (7) on both sides of the magnetic pole (4) to be wound, are connected to the cylinder (15) and the like. Is moved toward the multi-pole armature (1) and brought into contact with the outer periphery of the multi-pole armature (1). Further, the holding former (12), which is included in the flyer (5) and can be moved back and forth on the center axis of the flyer (5), is advanced, and the magnetic poles (4) of the multipolar armature (1) to be wound are advanced. ) So that the wire rod (10) is guided to the slot opening (7) by both formers.
[0013]
When the above preparation is completed, the wire (10) at the tip is advanced by the flyer (5) held by a clamp (not shown) and is also included in the flyer (5), and can enter and exit on the center axis of the flyer (5). The commutator guide (not shown) is moved forward, and the commutator cover (not shown) is moved upward to expose the commutator (9).
[0014]
When the flyer (5) is rotated in this state, the wire (10) at the tip of the flyer is guided to the U-shaped terminal (11) of the commutator (9).
[0015]
Thereafter, the commutator guide (not shown) is retracted, the cover (not shown) is lowered, and a pair of center formers (17) located at both axial ends of the magnetic pole (4) are attached to the base end of the magnetic pole (4). Move. Since the flyer (5) also moves integrally with the center former (17), the tip of the flyer (5) is also moved to the base end of the magnetic pole (4).
[0016]
When the flyer (5) is rotated from such a state, the wire rod (10) at the tip of the flyer (5) comes into contact with the side former (8) and then slides down the slope of the side former (8), and the slot opening is formed. It is guided by (7) and enters the slot (6), and is further wound down by the center former (17) to the base end of the magnetic pole (4).
[0017]
After every rotation of the flyer (5), the flyer (5) and the center former (17) are moved toward the tip of the magnetic pole (4) by the diameter of the wire, and the aligned pole is wound around the magnetic pole (4). Before entering the winding of (1), the center former (17) is moved axially outward of the multipole armature (1), and the flyer (5) and the center former (17) are again moved to the tip of the magnetic pole (4). To the proximal end. At this time, in the same manner as described above, the flyer (5) and the center former (17) are moved toward the base end of the magnetic pole (4) for a predetermined number of windings for each rotation of the flyer (5). In this case, in order to make the winding shape trapezoidal, winding is not performed up to the base end, but is stopped halfway, and the winding is again performed toward the tip of the magnetic pole (4). By repeating such a winding operation, the wire (10) is wound in a trapezoidal shape around the magnetic pole (4). When the winding of one magnetic pole (4) is completed in this way, the side former (8), the flyer (5), the center former (17) and the holding former (12) are retracted, and the commutator cover (not shown) is raised. Then, the multi-pole armature (1) is rotated by a predetermined angle, and the newly wound magnetic pole (4) faces the flyer (5).
[0018]
In this state, the side former (8) and the holding former (12) are again brought into contact with the multi-pole armature (1), the commutator guide (not shown) is advanced, and the flyer (5) is rotated, so that a new magnetic pole ( The wire (10) is locked to the U-shaped terminal (11) of the commutator (9) corresponding to 4).
[0019]
When the wire (10) is locked, the commutator guide (not shown) is retracted, the commutator cover (not shown) is lowered to cover the commutator (9), and a pair of center formers located at both axial ends of the magnetic pole (4). (17) is moved to the base end of the magnetic pole (4). Since the flyer (5) also moves integrally with the center former (17), the tip of the flyer (5) is also moved to the base end of the magnetic pole (4). Here, the flyer (5) is rotated to wind the wire (10) around the new magnetic pole (4) in the same manner as described above.
[0020]
The above operation is repeated, and when the wire (10) is locked to the U-shaped terminal (11) of the commutator (9) to which the wire (10) is locked first, the winding operation is completed.
[0021]
Thereafter, the wire (10) at the tip of the flyer (5) is held by a clamp (not shown), and the wire (10) between the U-shaped terminal (11) and the clamp (not shown) is cut. (5) The center former (17) and the holding former (12) are retracted, and the cylindrical member (16) on the outer periphery of the chuck, which is tightening the chuck (14) of the support base (3), is moved down to obtain the chuck (14). ), The holding of the output shaft (2) of the multipole armature (1) is released, the multipole armature (1) is removed from the support (3), and replaced with a new multipole armature (1). .
[0022]
In the above winding operation, the winding is concentrated winding for each magnetic pole (4). At this time, the wire (10) is wound with the flyer (5) so that the wire (10) is not wound beyond the center of the slot (6). The center former (17) is moved by the wire diameter between the base end and the tip of the magnetic pole (4) for each rotation of the flyer (5), and aligned and wound, and the center former (17) is moved from the tip to the base end of the pole (4). Since the winding width is sequentially reduced and the wire is wound in a trapezoidal shape, the wire (10) to be wound later does not interfere with the wire (10) in the slot (6) already wound. Further, the maximum wire (10) can be wound in the slot (6).
[0023]
The number of magnetic poles (4) of the multipolar armature (1) is eight in the embodiment of the present invention, but is not limited to this, and may be six, twelve, or any other number. Absent. These are appropriately determined according to the winding specifications.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a state of winding on a magnetic pole of a multipolar armature of the present invention; FIG. 2 is a plan view showing a state of winding on a magnetic pole of a multipolar armature of the present invention; FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a winding state of a conventional multipolar armature around a magnetic pole. FIG. 5 is a perspective view showing a winding state of a conventional multipolar armature around a magnetic pole. Line connection diagram [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Armature 2 Output shaft 3 Support 4 Magnetic pole 5 Flyer 6 Slot 7 Slot opening 8 Side former 9 Commutator 10 Wire rod 11 Terminal 12 Holding former 13 Cylinder 14 Chuck 15 Cylinder 16 Cylindrical member 17 Center former