JP2013118767A - 分割コアの巻線方法及びその巻線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の分割コアにおける渡り線を所望の長さにして線材を連続して巻線する。
【解決手段】巻線装置２０は、巻初め及び巻終わり用線材収納溝１２ｄ，１２ｅがそれぞれ形成された一対の分割コア１１を配設可能なコアホルダ２１と、スピンドル軸２９と、コアホルダ２１をスピンドル軸２９に固定可能なホルダ固定機構３５と、スピンドル軸２９を回転させるスピンドル回転手段３９と、線材１７を繰出すノズル４１と、ノズル４１を３次元方向に移動させるノズル移動機構４２とを備える。巻線方法は、一方の分割コア１１に対してノズル４１を移動させてノズル４１から繰出される線材１７を一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１２ｅに収容させる線材引出し動作と、他方の分割コア１１に対してノズル４１を移動させてノズル４１から繰出される線材１７を他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｄに収容させる線材収容動作の双方を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転電機のステータコアを構成して互いに隣接する一対の分割コアに、線材を連続して巻き付ける分割コアの巻線方法及びその巻線装置に関するものである。

従来、回転電機のステータは、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）及びその間に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアを備える。そして、各ティースには線材を巻回する巻線が行われ、その巻回された線材からなるステータコイルが各スロットに納められる。このようなステータの製造方法として、ステータコアをティース毎に円周方向に分割して複数の分割コアとし、その複数の分割コアに巻線をそれぞれ行う方法が知られている。この方法では、あらかじめ一体に形成されたステータコアの内周側に突出した、ティースに巻線する場合に比べ、巻線が容易で、ティースに巻回する巻数も増加させることができるとしている。そして、この方法では、その巻線が成された分割コアをその後に環状に配置することによりステータを得るとしている。

そして、このような分割コアへの巻線方法として、図１５及び図１６に示すように、スピンドル軸２の軸方向に少なくとも一方が移動可能に一対の分割コア３，４を設け、図１５に示すように、その一方の分割コア３を他方の分割コア４よりスピンドル軸２から離れて位置させ、そのスピンドル軸２を回転させてその一方の分割コア３に線材５を巻回し、その一方の分割コア３への巻線終了後に、図１６に示すように、他方の分割コア４を一方の分割コア３よりスピンドル軸２から離れて位置するように移動させ、その後スピンドル軸２を回転させてその他方の分割コア４に線材５を巻回する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この巻線方法にあっては、隣接する一対の分割コア３，４の距離を狭くして装置の小型化を計るとともに、回転速度を上げて、巻線時間を短くできるとしている。

特開２００６−９４５９３号公報

しかし、上記従来の巻線方法にあっては、その一方又は他方の分割コア３，４をその他方又は一方の分割コア４，３よりスピンドル軸２から離れて位置させ、その離れた側の分割コア３，４に対して巻線をするので、その一方及び他方の分割コア３，４の双方に巻線が完了した図１６に示す場合において、両分割コア３，４の間に掛け渡される渡り線６は、少なくともいずれか一方がスピンドル軸２から離れた状態の両者３，４の間に掛け渡されたものとなる。このため、その一対の分割コア間３，４に掛け渡される渡り線６の長さを、そのいずれか一方の分割コア３がスピンドル軸２から離れた状態の両者の間に掛け渡された長さよりも短くできずに、その渡り線６が比較的長くなってしまうという、未だ解決すべき課題が残存していた。この渡り線６が必要以上に長く成った場合には、図１７に示すように、その後その一対の分割コア３，４を環状に配置した場合に弛みを生じさせ、得られたステータの外形を大型化させる問題を生じさせる。

また、このような分割コア３，４にあっては、図１５及び図１６に示すように、それらのティースに巻回される線材５をそのティースに案内する巻初め用線材収納溝４ａと、そのティースに巻回された線材５をそのティースから外部に引き出すための巻終わり用線材収納溝３ａが形成される。そして、このような線材収納溝３ａ，４ａに線材５を収容させることを、作業員の手を借りずに行うことができれば便利である。

本発明の目的は、作業員の手を借りずに一対の分割コアに線材を巻回して、両者の間に形成される渡り線を所望の長さにし得る分割コアの巻線方法及びその巻線装置を提供することにある。

本発明の分割コアの巻線方法は、巻終わり用線材収納溝を有する一方の分割コアと巻初め用線材収納溝を有する他方の分割コアから成り組み立てられた状態で隣接する一対の分割コアを準備する準備工程と、一対の分割コアの巻線が成される箇所より巻終わり用線材収納溝及び巻初め用線材収納溝を内側にして放射状をなすように一対の分割コアをコアホルダに配設する配設工程と、インデックス軸に直交するスピンドル軸に一方の分割コアの軸線を一致又は平行にさせた後スピンドル軸をコアホルダと共に回転させてノズルから供給される線材を一方の分割コアに巻線する第一コイル形成工程と、インデックス軸を中心にコアホルダを回転させて他方の分割コアの軸線をスピンドル軸に一致又は平行にさせるインデックス工程と、スピンドル軸をコアホルダと共に回転させてノズルから供給される線材を他方の分割コアに巻線する第二コイル形成工程と、を含む分割コアの巻線方法である。

その特徴ある点は、配設工程において、一方の分割コアの巻終わり用線材収納溝と他方の分割コアの巻初め用線材収納溝がインデックス軸方向に延びかつ巻終わり用線材収納溝と巻初め用線材収納溝との距離が組み立てられた状態で一対の分割コア間における渡り線の長さになるように一対の分割コアをコアホルダに配設するところにある。

この分割コアの巻線方法では、第一コイル形成工程の終了時において、インデックス軸にノズルが平行な状態でスピンドル軸の回転を停止し、インデックス工程と次の第二コイル形成工程の間に、一方の分割コアに対してノズルを移動させてノズルから繰出される線材を一方の分割コアの巻終わり用線材収納溝に収容させる線材引出し動作と、他方の分割コアに対してノズルを移動させてノズルから繰出される線材を他方の分割コアの巻初め用線材収納溝に収容させる線材収容動作の双方を行うことが好ましい。

本発明の分割コアの巻線装置は、巻終わり用線材収納溝を有する一方の分割コアと巻初め用線材収納溝を有する他方の分割コアとを巻線が成される箇所より巻終わり用線材収納溝及び巻初め用線材収納溝を内側にして放射状をなすように配設可能なコアホルダと、インデックス軸を中心にコアホルダが回転可能に支持されインデックス軸に直交する中心軸を中心に回転可能に設けられたスピンドル軸と、一方の分割コア又は他方の分割コアのいずれかの軸芯をスピンドル軸の中心軸に一致又は平行にさせた状態でコアホルダをスピンドル軸に固定可能なホルダ固定機構と、スピンドル軸を回転させて一方の分割コア及び他方の分割コアとともにコアホルダを回転させるスピンドル回転手段と、コアホルダとともに回転する一方の分割コア又は他方の分割コアに巻線される線材を繰出すノズルと、ノズルをコアホルダに対して３次元方向に移動可能に構成されたノズル移動機構とを備える。

そして、その特徴ある構成は、コアホルダが、一方の分割コアの巻終わり用線材収納溝と他方の分割コアの巻初め用線材収納溝がインデックス軸方向に延びかつ巻終わり用線材収納溝と巻初め用線材収納溝との距離が組み立てられた状態で隣接する分割コア間における渡り線の長さになるように一方の分割コアと他方の分割コアを着脱可能に構成されたところにある。

本発明の分割コアの巻線方法及びその巻線装置では、一方の分割コアの巻終わり用線材収納溝と他方の分割コアの巻初め用線材収納溝との距離が組み立てられた状態で隣接する分割コア間における渡り線の長さになるようにコアホルダに配設するので、その一方及び他方の分割コアの双方に巻線が完了した状態で、両分割コアの間に掛け渡される渡り線は、組み立てられた状態で隣接する分割コア間における渡り線の長さとなる。このため、この渡り線が必要以上に長く成るようなことは回避され、その後その一対の分割コアを環状に配置して得られたステータの外形が大型化するようなことはない。

また、ノズルをコアホルダに対して３次元方向に移動可能に構成されたノズル移動機構を備えるので、第一コイル形成工程と次の第二コイル形成工程の間に、一方の分割コアに対してノズルを移動させてノズルから繰出される線材を一方の分割コアの巻終わり用線材収納溝に収容させる線材引出し動作と、他方の分割コアに対してノズルを移動させてノズルから繰出される線材を他方の分割コアの巻初め用線材収納溝に収容させる線材収容動作の双方を行うことにより、一対の分割コアの巻線作業を作業員の手を借りずに一貫して行うことができる。

本発明実施形態の一方の分割コアへの巻線を開始する状態を示す斜視図である。 その一方の分割コアへの巻線が完了した状態を示すコアホルダの斜視図である。 そのコアホルダを回転させた状態を示す図２に対応する斜視図である。 そのノズルを移動させて線材引出し動作と線材収容動作が行われた状態を示すノズル側からみた斜視図である。 その他方の分割コアへの巻線を開始する状態を示す図２に対応する斜視図である。 その他方の分割コアへの巻線が完了して線材を切断する状態を示す図４に対応する斜視図である。 そのコアホルダを回転させる直前の状態を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 そのコアホルダを回転させた後の状態を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。 その線材の端部を保持させる状態を示す正面図である。 その一方の分割コアへの巻線が完了してコアホルダを回転させた後の状態を示す図９に対応する正面図である。 その一対の分割コアに巻線が完了した状態を示す図１に対応する斜視図である。 そのステータの分割コアを示す斜視図である。 そのステータの中心軸に直交する平面における断面図である。 そのステータにおける渡り線の状態を示す図である。 従来の方法により一方の分割コアに巻線が成された状態を示す斜視図である。 その従来の方法により他方の分割コアに更に巻線が成された状態を示す図１５に対応する斜視図である。 従来の方法により得られたステータにおける渡り線の状態を示す図である。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１３に、本発明により得られる分割コア式ステータ１０の断面を示す。このステータ１０は、ティース１１ａ毎に円周方向に分割された複数の分割コア１１から成るステータコアと、その分割コア１１に巻線が成されたコイル１６とを備える。具体的に、この分割コア１１は、鉄心部１１ｂと巻線部であるティース部１１ａ及びこれらと一体の絶縁体であるインシュレータ１２からなる。この実施の形態における鉄心部１１ｂとティース部１１ａは、磁性鋼板をプレス抜きすることにより得られた一定厚さの金属板を、所定の厚さとなるように積層することにより構成された積層型のものを示す。

図１２に示すように、このインシュレータ１２は絶縁性樹脂からなり、このインシュレータ１２は、ティース１１ａが挿入される筒状胴部１２ａと、この筒状胴部１２ａにおける鉄心部１１ｂ側の端部に一体形成された外周側フランジ１２ｂと、筒状胴部１２ａにおけるステータ１０内周側の端部に一体形成された内周側フランジ１２ｃとを備える。外周側及び内周側フランジ１２ｂ，１２ｃは、筒状胴部１２ａの中心軸線に対して直交する方向に沿って外側に延びた矩形枠であり、外周側フランジ１２ｂが内周側フランジ１２ｃに比べて広幅とされる。そして、外周側フランジ１２ｂには、コイル１６（図１３）の巻初め及び巻終わりの線材１７（図１１）を収納する収納溝１２ｄ及び１２ｅがステータ１０の軸線に平行に形成される。

また、インシュレータ１２の外周側フランジ１２ｂには、分割コア１１の鉄心部１１ｂにおけるステータ１０の中心軸線方向の両側の端面を覆う一対の円弧状板部材１４，１４が一体的に形成される。円弧状板部材１４，１４における分割コア１１の連結方向（ステータ１０の円周方向）の両端面は分割コア１１における鉄心部１１ｂの両端面と面一とされ、分割コア１１を円環状に連結した図１３に示す状態において、隣接する分割コア１１の端面にそれぞれ接合する接合面になるように構成される。

この一対の円弧状板部材１４，１４を有するこの実施の形態におけるインシュレータ１２は、分割コア１１における鉄心部１１ｂと巻線部であるティース部１１ａを樹脂成形型に入れて絶縁性樹脂を注入するアウトサート成形により形成されたものであり、このインシュレータ１２における筒状胴部１２ａに線材１７（図１１）が巻回されてコイル１６（図１３）が形成される。そして、本発明の巻線方法及びその巻線装置は、このような分割コア１１に巻線するのに適したものであり、この実施の形態における線材１７は、表面に絶縁皮膜が形成された断面円形の丸線である場合を示す。

図１０及び図１１に示すように、本発明の分割コアの巻線装置２０は線材収納溝１２ｄ及び１２ｅがそれぞれ形成された一対の分割コア１１，１１をインデックス軸Ｃを中心として放射状に所定角度間隔に配設可能なコアホルダ２１を備える。図７及び図８に示すように、このコアホルダ２１は、中間部材２２とその両側に設けられた方形板材２３，２４とを備え、それぞれの方形板材２３，２４の中心を貫いてインデックス軸Ｃが形成される。このコアホルダ２１は、一対の分割コア１１，１１のそれぞれのティース１１ａを外側にし、鉄心部１１ｂの積層方向をインデックス軸Ｃと平行にし、かつティース１１ａの軸心がインデックス軸Ｃで直交する状態で配設可能に構成される。そして、中間部材２２には、そのような一対の分割コア１１，１１の鉄心部１１ｂが着座するコア保持部２２ａ，２２ｂが形成される。

コア保持部２２ａ，２２ｂに着座する一対の分割コア１１，１１は、それぞれティース１１ａを外側にして、その巻線が成される箇所より巻終わり用線材収納溝１２ｅ及び巻初め用線材収納溝１２ｄを内側にして放射状をなすように配設されるので、その配設位置によって、一方の分割コア１１における巻終わり用線材収納溝１２ｅと他方の分割コア１１における巻初め用線材収納溝１２ｄの距離を調整することが可能になる。このため、そのコア保持部２２ａ，２２ｂは、そこに着座する一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１２ｅと他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｄとの距離が組み立てられた状態で隣接する分割コア１１間における渡り線１６ａ（図１４）の長さになるように形成される。そして、隣接する一対のコア保持部２２ａ，２２ｂの間の中間部材２２には、一対の分割コア１１，１１の鉄心部１１ｂの連結方向（ステータ１０の円周方向）における一方の端面を覆う止め具２５が小ネジ２５ａで取付けられる。

一方、一対の分割コア１１，１１の鉄心部１１ｂにおける他方の端面側に位置する一対の方形板材２３，２４の角部２３ｃ，２３ｄには、その角部２３ｃ，２３ｄを中心として鉄心保持レバー２６，２７がそれぞれ回転可能に支持される。その保持レバー２６，２７には、回転中心２３ｃ，２３ｄを挟んで、覆い部２６ａ，２７ａと操作部２６ｂ，２７ｂが形成される。保持レバー２６，２７の一端に形成された覆い部２６ａ，２７ａは、鉄心部１１ｂの他方の端面に対向するように形成される。また、その保持レバー２６，２７の他端に形成された操作部２６ｂ，２７ｂの間にはそれらの間の間隔を拡大させるように付勢するコイルスプリング２８が介装される。

一対の保持レバー２６，２７における操作部２６ｂ，２７ｂの間の間隔を拡大させようとするスプリング２８の付勢力により、一対の保持レバー２６，２７の覆い部２６ａ，２７ａの間の間隔は狭められる方向に付勢される。この覆い部２６ａ，２７ａに加わる付勢力により、鉄心部１１ｂをコア保持部２２ａ，２２ｂに嵌合させた一対の分割コア１１，１１は、その鉄心部１１ｂが止め具２５と覆い部２６ａ，２７ａにより挟んだ状態で支持されることになる。これにより一対の分割コア１１，１１は、一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１２ｅと他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｄがインデックス軸Ｃ方向に延び、かつ巻終わり用線材収納溝１２ｅと巻初め用線材収納溝１２ｄとの距離が組み立てられた状態で隣接する分割コア１１間における渡り線１６ａの長さになるように、コアホルダ２１に着脱可能に固定される。

図１１に示すように、巻線装置２０は、コアホルダ２１のインデックス軸Ｃに直交する中心軸Ｔを中心に回転可能に設けられたスピンドル軸２９を備える。スピンドル軸２９は基台２０ａに立設されたスピンドル支持台３０に水平方向に延びて設けられ、そのスピンドル軸２９の先端にコアホルダ２１が連結部材３１を介して回転可能に支持される。この連結部材３１は、スピンドル軸２９の先端に直交して設けられた直交部３１ａと、その直交部３１ａの両側にスピンドル軸２９に平行に設けられた平行部３１ｂ，３１ｃを備える。コアホルダ２１は、インデックス軸Ｃを直交部３１ａと平行にし、かつそのインデックス軸Ｃがスピンドル軸２９に直交するようにその一対の平行部３１ｂ，３１ｃの間に挿入され、そのインデックス軸Ｃを中心にそのコアホルダ２１が回転可能にその一対の平行部３１ｂ，３１ｃに支持される。

図７及び図８に示すように、巻線装置２０には、一対の分割コア１１，１１の内の一方又は他方の分割コア１１の軸芯をスピンドル軸２９の中心軸Ｔに一致させた状態でコアホルダ２１をスピンドル軸２９に固定可能なホルダ固定機構３５を備える。この実施の形態におけるホルダ固定機構３５は、連結部材３１における一方の平行部３１ｂに設けられたスライド部材３６と、そのスライド部材３６をコアホルダ２１の方形板材２３に向かって移動するように付勢するコイルスプリング３７と、方形板材２３に形成された凹溝２３ａとを備える。スライド部材３６はスピンドル軸２９の中心軸Ｔに平行に移動可能に一方の平行部３１ｂに設けられ、凹溝２３ａは、分割コア１１の軸芯をスピンドル軸２９の中心軸Ｔに一致させた状態でスライド部材３６に対向するように形成される。そして、図８に示すように、その凹溝２３ａにスライド部材３６がスプリング３７の付勢力により進入すると、平行部３１ｂ，３１ｃに対するコアホルダ２１の回転を禁止し、図７に示すように、スプリング３７の付勢力に抗して逆方向にスライド部材３６が移動して、凹溝２３ａからそのスライド部材３６が離脱すると、連結部材３１である平行部３１ｂ，３１ｃに対するコアホルダ２１の自由な回転が許容されるように構成される。ここで、図７及び図８における符号３６ａは、スライド部材３６を移動操作するための操作ピン３６ａを示す。

図１０及び図１１に示すように、他方の平行部３１ｃには、線材１７の先端を保持する線材保持治具（保持手段）３８が設けられる。図１１に示すように、この線材保持治具３８は、棒状で、その端面に線材１７が挿入される孔３８ａが軸方向に形成されるとともに、その孔３８ａから線材１７が引出される切り欠き３８ｂが形成される。従って、線材１７の先端は、図９に示すように孔３８ａに挿入された後に、図１に示すように折曲げられてその切り欠き３８ｂに挿入され、これによりその後の連結部材３１の回転動作によっても外れないように構成される。

図１及び図１１に示すように、巻線装置２０は、そのスピンドル軸２９を回転させて、そのスピンドル軸２９に軸心が一致する一方の又は他方の分割コア１１の軸線回りにコアホルダ２１を回転させるスピンドル回転手段３９を備える。図におけるスピンドル回転手段３９は、スピンドル支持台３０に設けられたスピンドルモータ３９であって、このスピンドル軸２９はこのスピンドルモータ３９の回転軸に直接連結されて回転制御される。そして、この巻線装置２０は、コアホルダ２１とともに回転する一方又は他方の分割コア１１に巻線される線材１７を繰出すノズル４１と、そのノズル４１をコアホルダ２１に対して３次元方向に移動可能に構成されたノズル移動機構４２とを備える。

この実施の形態におけるノズル４１はスピンドル軸２９に直交して水平方向に真っ直ぐに延びて移動台４３に設けられる。図１０に示すように、移動台４３は、ノズル移動機構４２の一部を構成して、スピンドル軸２９に対して３軸方向に移動するものである。ここで、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸を設定し、スピンドル軸２９方向をＹ軸とし、それに直交するノズル４１方向をＸ軸とし、鉛直方向をＺ軸としてノズル移動機構４２について説明する。すると、ノズル移動機構４２は、この移動台４３と、この移動台４３を３軸方向に移動させるためのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ４４〜４６の組み合わせにより構成される。これらの伸縮アクチュエータ４４〜４６は、サーボモータ４４ａ〜４６ａによって回動駆動されるボールネジ４４ｂ〜４６ｂと、このボールネジ４４ｂ〜４６ｂに螺合して平行移動する従動子４４ｃ〜４６ｃ等によって構成される。

この実施の形態では、移動台４３をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ４４の従動子４４ｃに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ４４をＺ軸方向に移動可能にＺ方向伸縮アクチュエータ４６の従動子４６ｃに取付け、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ４６をＹ軸方向に移動可能にＹ軸方向伸縮アクチュエータ４５の従動子４５ｃに取付け、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ４５が基台２０ａに取付けられる。それらの各伸縮アクチュエータ４４〜４６におけるサーボモータ４４ａ〜４６ａは、スピンドル軸２９の回転を制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。そして、このノズル移動機構４２は、図示しないコントローラからの指令に基づいて移動台４３に設けられたノズル４１を、その移動台４３と共にスピンドル軸２９に対して３軸方向に任意に移動可能に構成される。

線材１７はリール１８に巻回され、このリール１８が線材１７の供給源となる。このリール１８はスピンドル支持台３０から離れた別な場所の例えば基台２０ａの上等に置かれ、その基台２０ａには、供給源であるリール１８から繰出された線材１７を真直ぐに伸ばす癖取り装置５１が設けられる。この癖取り装置５１はリール１８から繰出された線材１７を八の字状に繰り回す一対の繰り回しプーリ５２，５３と、その一対の繰り回しプーリ５２，５３を通過した線材１７をＳ字状に旋回させる固定プーリ５４と可動プーリ５６とを備える。固定プーリ５４と可動プーリ５６を旋回した線材１７が移動台４３方向に向かうように構成され、可動プーリ５６はコイルスプリング５７により移動台４３より遠ざかる方向に付勢される。コイルスプリング５７は、その可動プーリ５６を付勢することにより移動台４３が移動する際に線材１７が弛むようなことを防止するものである。

図１０及び図１１に示すように、移動台４３には通過板６１が設けられ、通過板６１には癖取り装置５１を介してリール１８から供給された線材１７が通過する孔が形成さる。この図示しない孔を介して通過板６１を通過した線材１７がその移動台４３に設けられたノズル４１に挿通される。また、この通過板６１を通過した線材１７を把持可能なチャック装置６２がその通過板６１に設けられる。

また、基台２０ａには、ノズル４１から繰出された線材１７を切断可能に構成された切断装置６３が設けられる。この切断装置６３は、可動板６４ａをＺ軸方向に往復移動させるスライド型エアシリンダ６４と、その可動板６４ａにニッパ歯６６ａを上方に向けて設けられ、エア圧により線材１７をそのニッパ歯６６ａにより挟んで切断可能なエアカッタ装置６６とを有する。

また、基台２０ａには、ホルダ固定機構３５（図７及び図８）によるコアホルダ２１のスピンドル軸２９への固定を解除する固定機構操作装置７１が設けられる。固定機構操作装置７１は、出没軸７２ａをＺ軸方向に出没させるエアシリンダ７２と、その出没軸７２ａに設けられた操作板７３とを有し、エアシリンダ７２はインデックス軸ＣをＸ軸方向に向けた状態で、スライド部材３６（図７及び図８）の操作ピン３６ａ下方の基台２０ａに設けられる。図１〜図３に示すように、操作板７３は中心軸Ｔに平行に設けられ、その上縁はスピンドル支持台３０に向かって基台２０ａに近づくように傾斜して形成される。図１０に示すように、このエアシリンダ７２は、その出没軸７２ａが突出した状態で操作板７３の上縁が操作ピン３６ａに接触可能に構成される。そして、図３に示すように、操作ピン３６ａに上縁が接触した操作板７３を更に上昇させると、上縁の傾斜によりコイルスプリング３７の付勢力に抗してスライド部材３６がスピンドル支持台３０方向に向かって移動し、図７に示すように、凹溝２３ａからそのスライド部材３６を離脱させるように構成される。

図７及び図８に示すように、更に基台２０ａには、コアホルダ２１のスピンドル軸２９への固定が解除された状態でインデックス軸Ｃを中心にそのコアホルダ２１を回転させるホルダ回転装置７６が設けられる。ホルダ回転装置７６は、サーボモータ７７ｂの回転量に応じて出没軸７７ａをＺ軸方向に出没させるＺ軸方向出没アクチュエータ７７と、その出没アクチュエータ７７をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動アクチュエータ７８とを有する。Ｙ軸方向移動アクチュエータ７８は、サーボモータ７８ａによって回動駆動されるボールネジ７８ｂと、このボールネジ７８ｂに螺合して平行移動する従動子７８ｃを有し、この従動子７８ｃにＺ軸方向出没アクチュエータ７７が取付けられる。Ｚ軸方向出没アクチュエータ７７の出没軸７７ａには、コアホルダ２１における保持レバー２７の操作部２７ｂに接触し又は引っ掛けられるフック部材７９が設けられる。そして、このホルダ回転装置７６は、Ｚ軸方向出没アクチュエータ７７が出没軸７７ａを出没させる際に、Ｙ軸方向移動アクチュエータ７８がその出没アクチュエータ７７をＹ軸方向に移動させ、これにより、インデックス軸Ｃを中心としてそのフック部材７９を、図８の実線矢印又は図７の一点鎖線矢印で示すように、円弧状に移動させるように構成される。

次に、このような巻線装置を用いた本発明における分割コアの巻線方法について説明する。

この巻線方法は、一対の分割コアを準備する準備工程と、その一対の分割コアの巻線が成される箇所より巻終わり用線材収納溝１２ｅ及び巻初め用線材収納溝１２ｄを内側にして放射状をなすようにコアホルダ２１に配設する配設工程と、そのインデックス軸Ｃに直交するスピンドル軸２９に一方の分割コア１１の軸線を一致させた後にスピンドル軸２９をコアホルダ２１とともに回転させてノズル４１から供給される線材１７をその一方の分割コア１１に巻線する第一コイル形成工程と、そのインデックス軸Ｃを中心にコアホルダ２１を回転させて他方の分割コア１１の軸線をスピンドル軸２９に一致させるインデックス工程と、スピンドル軸２９をコアホルダ２１とともに回転させてノズル４１から供給される線材１７を他方の分割コア１１に巻線する第二コイル形成工程とを含む方法である。以下に各工程を詳説するけれども、以下に示す説明では、インデックス工程と次の第二コイル形成工程の間に、線材１７を一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１２ｅに収容させる線材引出し動作と、その線材１７を他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｄに収容させる線材収容動作の双方が行われる場合を示す。

＜準備工程＞
この準備工程では、先ず、巻終わり用線材収納溝１２ｅを有する一方の分割コア１１と巻初め用線材収納溝１２ｄを有する他方の分割コア１１から成り組み立てられた状態で隣接する一対の分割コアを準備する。組み立てられた状態で隣接する一対の分割コアに限定するのは、組み立てられた状態でそのように隣接する一対の分割コア間に存在することになる渡り線１６ａを所望の長さにするためである。

＜配設工程＞
次の配設工程では、巻初め及び巻終わり用線材収納溝１２ｄ，１２ｅがそれぞれ形成された一対の分割コア１１を、巻線が成される箇所、即ちティース１１ａより巻終わり用線材収納溝１２ｅ及び巻初め用線材収納溝１２ｄを内側にして、それらの軸芯がコアホルダ２１のインデックス軸Ｃを中心として放射状になるように所定角度間隔にコアホルダ２１に配設する。この実施の形態では、この一対の分割コア１１，１１の互いの軸心を直交させた状態でコアホルダ２１に配設する場合を示す。

一対の分割コア１１，１１の配設は、図７に示すコアホルダ２１における保持レバー２６，２７の操作部２６ｂ，２７ｂを挟むようにして、スプリング２８の付勢力に抗してそれら操作部２６ｂ，２７ｄの間隔を狭め、これにより、一対の保持レバー２６，２７の覆い部２６ａ，２７ａの間の間隔を押し広げる。この状態で、一対の分割コア１１，１１の鉄心部１１ｂをコア保持部２２ａ，２２ｂに嵌合させ、その後、スプリング２８の付勢力により、一対の保持レバー２６，２７の覆い部２６ａ，２７ａの間の間隔を狭め、この覆い部２６ａ，２７ａと止め具２５により各分割コア１１の鉄心部１１ｂを両側から挟む。これにより、一対の分割コア１１をコアホルダ２１に固定する。このとき、図１に示すように、一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１２ｅと他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｄがインデックス軸Ｃ方向に延び、かつその巻終わり用線材収納溝１２ｅと巻初め用線材収納溝１２ｄとの距離が組み立てられた状態で隣接する分割コア１１間における渡り線１６ａ（図１１）の長さになるように、一対の分割コア１１を隣接させた状態でコアホルダ２１に取付ける。

次に、インデックス軸Ｃに直交するスピンドル軸２９に一対の分割コア１１の内の巻線しようとする一方の分割コア１１の軸線を一致させる。これはホルダ固定機構３５により行われる。具体的には、図７に示すように、スプリング３７の付勢力に抗して逆方向にスライド部材３６を移動させて、方形板材２３に形成された凹溝２３ａからそのスライド部材３６を離脱させた状態でコアホルダ２１を回転させ、一対の分割コア１１の内の巻線しようとする一方の分割コア１１の軸線をスピンドル軸２９に一致させる。そして、その後、方形板材２３に形成された凹溝２３ａにスライド部材３６をスプリング３７の付勢力により進入させることにより、コアホルダ２１の回転を禁止する。このようにして、巻線しようとする一方の分割コア１１の軸線をスピンドル軸２９に一致させて固定する。

その後、線材１７の端部を線材保持治具３８に引っ掛けて、巻線の準備を完了させる。具体的には、図９に示すように、スピンドル軸２９を回転させてコアホルダ２１のインデックス軸Ｃを水平にし、線材保持治具３８をノズル４１に対向させる。そして、ノズル移動機構４２によりノズル４２を移動させて、そのノズル４１から繰出される線材１７の端部を線材保持治具３８の孔３８ａに挿入させる。このとき、チャック装置６２により線材１７を把持して、線材１７がノズル４１から繰出され又は抜け出されることを防止しておく。その後、スピンドル軸２９を再び回転させて、図１に示すように線材１７の先端が孔３８ａに挿入された線材保持治具３８を起立させ、その線材１７の先端を折曲げて切り欠き３８ｂに挿入し、これによりその後の連結部材３１の回転動作によっても線材１７が線材保持治具３８から外れないようにする。

その後、チャック装置６２（図１１）による線材１７の把持を解除して、線材１７のノズル４１からの繰出しを可能にする。そして、図１に示すように、ノズル移動機構４２により、その一方の分割コア１１に対してノズル４１を移動させて、そのノズル４１から繰出される線材１７をその一方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｄに収容させる。これにより巻線の準備を完了させる。

＜第１コイル形成工程＞
この工程では、スピンドル軸２９を回転させてノズル４１から供給される線材１７を一方の分割コア１１に巻線してコイル１６を形成する。このスピンドル軸２９の回転は、スピンドル回転手段であるスピンドルモータ３９により行われ、このスピンドル軸２９の回転により連結部材３１を介して連結されたコアホルダ２１が、スピンドル軸２９の中心軸Ｔに中心軸が一致する一方の分割コア１１とともに回転して、ノズル４１から供給される線材１７はその一方の分割コア１１に巻線される。この巻線の際にノズル移動機構４２により、その一方の分割コア１１に対してノズル４１をＹ軸方向に往復移動させて、図２に示すように、リール１８から癖取り装置５１を介してノズル４１から連続的に繰出される線材１７をその一方の分割コア１１に整列巻きしてコイル１６を形成する。そして、このコイル形成工程の終了時において、インデックス軸Ｃにノズル４１が平行な状態でスピンドル軸２９の回転を停止する。

＜インデックス工程＞
次に、この工程では、スピンドル軸２９の回転が停止した状態で、インデックス軸Ｃを中心にコアホルダ２１を所定角度回転させて他方の分割コア１１の軸線をスピンドル軸２９に一致させる。この回転はホルダ回転装置７６により行われ、その回転に際して、予め固定機構操作装置７１におけるエアシリンダ７２によりその出没軸７２ａをＺ軸方向に突出させて、操作板７３を操作ピン３６ａに接触させ、図３に示すように、操作板７３の上縁における傾斜によりその操作ピン３６ａを移動させ、図７に示すようにスライド部材３６をコイルスプリング３７の付勢力に抗して移動させ、凹溝２３ａからそのスライド部材３６を離脱させる。

この状態でホルダ回転装置７６におけるＺ軸方向出没アクチュエータ７７の出没軸７７ａを突出させ、図７に示すように、そのフック部材７９を保持レバー２７の操作部２７ｂに接触させる。その後、図８の実線矢印で示すように、ホルダ回転装置７６は、そのフック部材７９をインデックス軸Ｃを中心として円弧状に移動させる。具体的には、Ｚ軸方向出没アクチュエータ７７の出没軸７７ａを突出させるとともに、Ｙ軸方向移動アクチュエータ７８によりその出没アクチュエータ７７をＹ軸方向に移動させ、これによりフック部材７９を円弧状に移動させる。すると、この円弧状に移動するフック部材７９により、そのフック部材７９が操作部２７ｂに接触するコアホルダ２１は回転する。そして、一方の分割コア１１の軸線がスピンドル軸２９に一致する図７の状態から、図８の実線矢印で示すように回転するコアホルダ２１により、図８に示すように、他方の分割コア１１の軸線をスピンドル軸２９に一致させる。

その後、エアシリンダ７２によりその出没軸７２ａを没入させて操作板７３を下降させ、方形板材２３に形成された凹溝２３ａにスライド部材３６をスプリング３７の付勢力により進入させる。これにより、コアホルダ２１の回転を再び禁止する。このようにして、巻線しようとする他方の分割コア１１の軸線をスピンドル軸２９に一致させて固定する。そして、コアホルダ２１を回転させたホルダ回転装置７６におけるＺ軸方向出没アクチュエータ７７の出没軸７７ａは再び没入させ、その後のコアホルダ２１の回転に支障を生じさせないようにフック部材７９を下降させておく。

以上がインデックス工程であるけれども、この実施の形態では、このインデックス工程と次のコイル形成工程の間に、図４に示すように、一方の分割コア１１に対してノズル４１を移動させてノズル４１から繰出される線材１７を一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１２ｅに収容させる線材引出し動作と、他方の分割コア１１に対してノズル４１を移動させてノズル４１から繰出される線材１７を他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｅに収容させる線材収容動作の双方を行う。ノズル４１の移動はノズル移動機構４２により行われ、ノズル４１を図４の実線矢印で示すように移動させることにより、線材引出し動作と線材収容動作の双方を行う。これにより、一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１２ｅと他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｅとの間の線材１７により渡り線１６ａを形成する。その後、スピンドル軸２９を再び回転させて、図５に示すように他の分割コア１１を起立させ、その他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１２ｅに収容させた線材１７を引出して次の第２コイル形成工程に備える。

＜第２コイル形成工程＞
この工程では、スピンドル軸２９を回転させてノズル４１から供給される線材１７を他方の分割コア１１に巻線してコイル１６を形成する。このスピンドル軸２９の回転は、スピンドル回転手段であるスピンドルモータ３９により行われ、このスピンドル軸２９の回転により連結部材３１を介して連結されたコアホルダ２１が、スピンドル軸２９の中心軸Ｔに中心軸が一致する他方の分割コア１１とともに回転して、ノズル４１から供給される線材１７はその他方の分割コア１１に巻線される。この巻線の際にノズル移動機構４２により、その他方の分割コア１１に対してノズル４１をＹ軸方向に往復移動させて、図６に示すように、ノズル４１から連続的に繰出される線材１７をその他方の分割コア１１に整列巻きしてコイル１６を形成する。そして、このコイル形成工程の終了時において、インデックス軸Ｃにノズル４１が平行な状態でスピンドル軸２９の回転を停止する。

このように、一対の分割コア１１，１１双方の巻線を完了させることにより、一対の分割コア１１に渡り線１６ａを介して連結するコイル１６を得る。この巻線の完了後には、他方の分割コア１１に形成されたコイル１６から引出された線材１７を切断装置６３により所定の長さに切断する。具体的には、スライド型エアシリンダ６４の可動板６４ａ（図１０）を上昇させ、エアカッタ装置６６のニッパ歯６６ａによりコイル１６から引出された線材１７を挟んで切断する。

その後、固定機構操作装置７１により、ホルダ固定機構３５（図７及び図８）によるコアホルダ２１のスピンドル軸２９への固定を再び解除し、この状態でホルダ回転装置７６により、図８の一点鎖線矢印に示すように、フック部材７９を保持レバー２７の操作部２７ｂに引っ掛け、図７の一点鎖線矢印で示すようにインデックス軸Ｃを中心として円弧状に移動させ、そのフック部材７９が引っ掛けられたコアホルダ２１を逆方向に回転させて、一方の分割コア１１の軸線をスピンドル軸２９に再び一致させる。

その後、ホルダ固定機構３５（図７及び図８）によりコアホルダ２１をスピンドル軸２９に固定し、コアホルダ２１の回転を再び禁止する。そして、スピンドル軸２９を再び回転させて、図１１に示すようにコイル１６がそれぞれ形成された一対の分割コア１１，１１を起立させ、その一対の分割コアの取り出しを行うと共に、新たに巻線を施す新たな一対の分割コア１１，１１をそのコアホルダ２１に新たに配設する。

このように、巻終わり用線材収納溝１２ｅと巻初め用線材収納溝１２ｄとの距離が組み立てられた状態で一対の分割コア１１，１１間における渡り線１６ａの長さになるようにその一対の分割コア１１，１１をコアホルダ２１に配設する本発明の方法により、所望の長さの渡り線１６ａを介して連なる連続コイル１６を得ることができる。この連続するコイル１６を有する分割コア１１は、図１４に示すように、後に、渡り線１６ａで連結された状態で円環状に並べられ、それらを相互に連結固定されることになる。このとき、コイル１６における巻初め及び巻終わりの線材１７は、予め巻初め及び巻終わり用線材収納溝１２ｄ，１２ｅに収納されているので、一対の分割コアを円環状に並べる際にそれらの線材１７を、改めて線材収納溝１２ｄ，１２ｅに収納させるような作業も省くことができる。

そして、一対の分割コア１１，１１に巻回された各コイル１６間は所望の長さの渡り線１６ａにより連結されているので、それらのコイル１６を新たに連結する作業が不要になると共に、このような所望の長さの渡り線１６ａを得ることにより、一対の分割コアを円環状に並べた後における渡り線１６ａの配設も容易にすることができる。よって、その渡り線１６ａが必要以上に長く成るようなことは回避され、得られたステータの外形が大型化するようなことを防止して、比較的安価なステータ１０を得ることができる。

また、本発明の分割コアの巻線装置２０では、ノズル４１をコアホルダ２１に対して３次元方向に移動可能に構成されたノズル移動機構４２を備えるので、その巻線方法において、インデックス工程と次の第二コイル形成工程の間に、一方の分割コア１１に対してノズル４１を移動させて、そのノズル４１から繰出される線材１７を一方の分割コア１１の巻終わり用線材収納溝１１ｅに収容させる線材引出し動作と、他方の分割コア１１に対してノズル４１を移動させてそのノズル４１から繰出される線材１７を他方の分割コア１１の巻初め用線材収納溝１１ｄに収容させる線材収容動作の双方を行うことにより、そのコイル形成工程とコイル形成工程の間に作業員が線材１７を引き回すようなことはない。このため、本発明では、一対の分割コア１１の巻線作業を作業員の手を借りずに一貫して行うことができ、この巻線作業を完全に自動化させることが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、分割コア１１を樹脂成形型に入れて絶縁性樹脂を注入するアウトサート成形により形成されたインシュレータ１２を説明したが、このインシュレータは、アウトサート成形により形成されたものに限られない。例えば、分割コア１１と別に樹脂成型品からなる分割形のインシュレータを準備し、分割コア１１のティース１１ａをステータ１０の中心軸Ｔ線方向の両側からその分割形のインシュレータにより覆うようなものであっても良い。

また、上述した実施の形態では、一対の分割コア１１，１１をインデックス軸Ｃを中心として放射状に所定角度間隔に配設可能なコアホルダ２１とし、そのスピンドル軸２９の中心軸Ｔに分割コア１１の軸線が一致した状態でコアホルダ２１をスピンドル軸２９に固定可能なホルダ固定機構３５を説明したが、一対の分割コア１１，１１を放射状にして所定角度間隔に配設可能である限り、一対の分割コア１１，１１はインデックス軸Ｃを中心として放射状になる必要はなく、ホルダ固定機構３５は、スピンドル軸２９の中心軸Ｔに分割コア１１の軸線が平行になった状態でコアホルダ２１をスピンドル軸２９に固定可能に構成されたものであっても良い。

１１ 分割コア
１２ｄ 巻初め用線材収納溝
１２ｅ 巻終わり用線材収納溝
１６ コイル
１７ 線材
２０ 巻線装置
２１ コアホルダ
２９ スピンドル軸
３５ ホルダ固定機構
３９ スピンドル回転手段
４１ ノズル
４２ ノズル移動機構
Ｃ インデックス軸
Ｔ 中心軸

Claims (3)

1. 巻終わり用線材収納溝(12e)を有する一方の分割コア(11)と巻初め用線材収納溝(12d)を有する他方の分割コア(11)から成り組み立てられた状態で隣接する一対の分割コアを準備する準備工程と、
   前記一対の分割コアの巻線が成される箇所より前記巻終わり用線材収納溝(12e)及び前記巻初め用線材収納溝(12d)を内側にして放射状をなすように前記一対の分割コアをコアホルダ(21)に配設する配設工程と、
   前記インデックス軸(C)に直交するスピンドル軸(29)に前記一方の分割コア(11)の軸線を一致又は平行にさせた後に前記スピンドル軸(29)を前記コアホルダ(21)とともに回転させてノズル(41)から供給される線材(17)を前記一方の分割コア(11)に巻線する第一コイル形成工程と、
   前記インデックス軸(C)を中心に前記コアホルダ(21)を回転させて他方の分割コア(11)の軸線を前記スピンドル軸(29)に一致又は平行にさせるインデックス工程と、
   前記スピンドル軸(29)を前記コアホルダ(21)とともに回転させてノズル(41)から供給される線材(17)を前記他方の分割コア(11)に巻線する第二コイル形成工程と、を含む分割コアの巻線方法であって、
   配設工程において、前記一方の分割コア(11)の巻終わり用線材収納溝(12e)と前記他方の分割コア(11)の巻初め用線材収納溝(12d)がインデックス軸(C)方向に延びかつ前記巻終わり用線材収納溝(12e)と前記巻初め用線材収納溝(12d)との距離が組み立てられた状態で前記一対の分割コア(11)間における渡り線(16a)の長さになるように前記一対の分割コア(11,11)を前記コアホルダ(21)に配設する
   ことを特徴とする分割コアの巻線方法。
2. 第一コイル形成工程の終了時において、インデックス軸(C)にノズル(41)が平行な状態でスピンドル軸(29)の回転を停止し、
   インデックス工程と次の第二コイル形成工程の間に、一方の分割コア(11)に対して前記ノズル(41)を移動させて前記ノズル(41)から繰出される線材(17)を前記一方の分割コア(11)の巻終わり用線材収納溝(12e)に収容させる線材引出し動作と、
   他方の分割コア(11)に対して前記ノズル(41)を移動させて前記ノズル(41)から繰出される線材(17)を前記他方の分割コア(11)の巻初め用線材収納溝(12d)に収容させる線材収容動作の双方を行う請求項１記載の分割コアの巻線方法。
3. 巻終わり用線材収納溝(12e)を有する一方の分割コア(11)と巻初め用線材収納溝(12d)を有する他方の分割コア(11)とを巻線が成される箇所より前記巻終わり用線材収納溝(12e)及び前記巻初め用線材収納溝(12d)を内側にして放射状をなすように配設可能なコアホルダ(21)と、
   前記インデックス軸(C)を中心に前記コアホルダ(21)が回転可能に支持され前記インデックス軸(C)に直交する中心軸(T)を中心に回転可能に設けられたスピンドル軸(29)と、
   前記一方の分割コア(11)又は前記他方の分割コア(11)のいずれかの軸芯を前記スピンドル軸(29)の中心軸(T)に一致又は平行にさせた状態で前記コアホルダ(21)を前記スピンドル軸(29)に固定可能なホルダ固定機構(35)と、
   前記スピンドル軸(29)を回転させて前記一方の分割コア(11)及び前記他方の分割コア(11)とともに前記コアホルダ(21)を回転させるスピンドル回転手段(39)と、
   前記コアホルダ(21)とともに回転する前記一方の分割コア(11)又は前記他方の分割コア(11)に巻線される線材(17)を繰出すノズル(41)と、
   前記ノズル(41)を前記コアホルダ(21)に対して３次元方向に移動可能に構成されたノズル移動機構(42)と
   を備えた分割コアの巻線装置であって、
   前記コアホルダ(21)が、前記一方の分割コア(11)の巻終わり用線材収納溝(12e)と前記他方の分割コア(11)の巻初め用線材収納溝(12d)がインデックス軸(C)方向に延びかつ前記巻終わり用線材収納溝(12e)と前記巻初め用線材収納溝(12d)との距離が組み立てられた状態で隣接する分割コア(11)間における渡り線(16a)の長さになるように前記一方の分割コア(11)と前記他方の分割コア(11)を着脱可能に構成された
   ことを特徴とする分割コアの巻線装置。

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