特許 5979786 巻線装置及び巻線方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979786

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月31日

(54)【発明の名称】巻線装置及び巻線方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/085 20060101AFI20160818BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/085

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-206684(P2012-206684)

(22)【出願日】2012年9月20日

(65)【公開番号】特開2014-64348(P2014-64348A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2015年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227537

【氏名又は名称】日特エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121234

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 利明

(72)【発明者】

【氏名】近藤 功治

【審査官】 仲村 靖

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０３８８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３０５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４７２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３６９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３０８１８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／０８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多極電機子(1)の一端側１ｃに設けられて巻線位置にある磁極(2)の一端側(1c)に線材(3)を繰り出すノズル(13)と、
前記ノズル(13)から繰り出された線材(3)を係止可能な第一係止爪(14)と、
前記第一係止爪(14)を前記多極電機子(1)の一端側(1c)から他端側(1d)まで移動させ，かつ前記多極電機子(1)の他端側(1d)まで移動した前記第一係止爪(14)を前記多極電機子(1)の径方向と周方向の双方に移動させる第一係止爪相対移動手段(16)と、
前記ノズル(13)を前記多極電機子(1)の径方向と周方向の双方に移動させるノズル相対移動手段(46)と
を備え、
前記第一係止爪(14)の前記多極電機子(1)の周方向における幅(A)が，前記第一係止爪(14)に掛け回されて折り返された前記線材(3)が巻線位置にある１又は２以上の前記磁極(2)の両側のスロット(1b,1b)に挿入可能な幅に形成された
ことを特徴とする巻線機。

【請求項2】

多極電機子(1)の一端側(1c)に設けられてノズル(13)から繰り出された線材(3)を係止可能な第二係止爪(33)と、
前記第二係止爪(33)を前記多極電機子(1)の径方向に移動させる第二係止爪相対移動手段(36)と
を更に備え、
前記第二係止爪(33)の前記多極電機子(1)の周方向における幅(A)が，前記第二係止爪(33)に掛け回されて折り返された前記線材(3)が巻線位置にある１又は２以上の前記磁極(2)の両側のスロット(1b,1b)に挿入可能な幅に形成された
請求項１記載の巻線装置。

【請求項3】

多極電機子(1)を回転させて１又は２以上の磁極(2)を順次に巻線位置に送るインデックス機構(7)を更に備えた請求項１又は２記載の巻線装置。

【請求項4】

巻線位置にある１又は２以上の磁極(2)の両側のスロット(1b,1b)に挿入された線材(3)を多極電機子(1)と前記多極電機子(1)の他端側１ｄにある第一係止爪(14)の間において押さえるシャッタ部材(51)と、
前記シャッタ部材(51)を前記線材(3)を押さえる押さえ位置と前記押さえ位置から離間する離間位置との間で移動させる部材移動手段(61)と
を更に備えた請求項１ないし３いずれか１項に記載の巻線装置。

【請求項5】

巻線位置にある磁極(2)の一端側(1c)に繰り出された線材(3)を前記多極電機子(1)の一端側(1c)から他端側(1d)まで案内して前記線材(3)を折り返し、前記線材(3)に円弧部(3a)を介して連続する互いに平行な二つの伸長部(3b,3c)を形成する線材折り返し工程と、
折り返された前記線材(3)を前記多極電機子(1)の径方向に移動させて巻線位置にある１又は２以上の前記磁極(2)の両側の互いに平行な二つのスロット(1b,1b)に互いに平行な二つの前記伸長部(3b,3c)を同時に挿入させる挿入工程と
が繰返される巻線方法。

【請求項6】

多極電機子(1)を回転させることによって１又は２以上の磁極(2)を巻線位置に送るインデックス工程が挿入工程と線材折り返し工程の間に設けられた請求項５記載の巻線方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータやレゾルバに用いられる多極電機子の磁極にコイル形成用の線材を巻き付ける巻線装置及び巻線方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的に、モータやレゾルバに用いられる多極電機子の磁極には、巻回された線材から成るコイルが形成される。従来、このコイルの形成方法として、インサータと呼ばれる装置を用いる方法が知られている。このインサータを用いる方法にあっては、まず、線材をフライヤ等に巻回して所定形状のコイルを成形する。次いで、このコイルをフライヤの下方に配設されたブレード間に落し込み、このコイルを、挿入治具により、ステータの内周面に形成されたスロットに挿入する。更に、整形治具により、コイルをスロット内に確実に収容した後、ステータの軸方向両端から突出したコイルエンド部を整形し、紐等で縛って固定する。

【0003】

しかしながら、上記方法では、巻線に際して要する工程が複雑化し、ステータコイルの生産性が低下するという問題があった。また、上記方法では、スロットにコイルを挿入する際に、特にステータのエッジ部との接触によりコイルが損傷しやすいため、コイルを傷つけないようある程度の余裕をもってコイルを挿入している。しかしながら、コイルが膨らんでコイル長が必要以上に長くなると、ステータの端部から余剰のコイルが突出することになり、ステータの軸方向長さが長くなるという問題が生じていた。また、このコイルの余剰部分はコイルの特性に無効であるため、モータの特性が低下する問題も生じていた。

【0004】

この点を解消するために、ノズルから吐出された線材の一端を所定箇所に係止した後、ノズルを隣接するスロット間を介してステータの他端側から突出させる工程と、ステータの他端側にて、ノズルから吐出された線材をフックの先端に引っ掛け、かつフックを、線材を引っ掛けたままステータの周に沿って移動させる工程と、所定数のスロット分跨いだ位置で線材をフックから離間させ、線材を隣接するスロット間に落し込む工程と、ノズルを、線材が落し込まれたスロット間を介して一端側に後退させる工程と、後退したノズルを、ステータの周に沿って移動させ、当初の位置に戻す工程とを繰返して、スロットの周囲に、線材を巻回する巻線方法を本出願人は提案した（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−３０８１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した巻線方式では、フックとノズルの双方を、線材を引っ掛けたままステータの周に沿って移動させて、所定数のスロット分跨いだ位置でその線材を隣接するスロット間に落し込むので、その線材を落し込むまでにフックとノズルを移動させる動作が長くなり、その巻線速度を十分に高めることができなかった。

【0007】

本発明の目的は、線材にダメージを与えることなく、巻線速度を高め得る巻線装置及び巻線方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の巻線装置は、多極電機子の一端側に設けられて巻線位置にある磁極の一端側に線材を繰り出すノズルと、ノズルから繰り出された線材を係止可能な第一係止爪と、第一係止爪を多極電機子の一端側から他端側まで移動させ，かつ多極電機子の他端側まで移動した第一係止爪を多極電機子の径方向と周方向の双方に移動させる第一係止爪相対移動手段と、ノズルを多極電機子の径方向と周方向の双方に移動させるノズル相対移動手段とを備え、第一係止爪の多極電機子の周方向における幅が，第一係止爪に掛け回されて折り返された線材が巻線位置にある１又は２以上の磁極の両側のスロットに挿入可能な幅に形成されたことを特徴とする。

【0009】

この場合、多極電機子の一端側に設けられてノズルから繰り出された線材を係止可能な第二係止爪と、第二係止爪を多極電機子の径方向に移動させる第二係止爪相対移動手段とを更に備え、第二係止爪の多極電機子の周方向における幅が，第二係止爪に掛け回されて折り返された線材が巻線位置にある１又は２以上の磁極の両側のスロットに挿入可能な幅に形成されることが好ましい。

【0010】

そして、多極電機子を回転させて１又は２以上の磁極を順次に巻線位置に送るインデックス機構を更に備えることもできる。また、巻線位置にある１又は２以上の磁極の両側のスロットに挿入された線材を多極電機子と多極電機子の他端側にある第一係止爪の間において押さえるシャッタ部材と、シャッタ部材を線材を押さえる押さえ位置と押さえ位置から離間する離間位置との間で移動させる部材移動手段とを更に備えることも好ましい。

【0011】

一方、本発明の巻線方法は、巻線位置にある磁極の一端側に繰り出された線材を多極電機子の一端側から他端側まで案内して線材を折り返し、線材に円弧部を介して連続する互いに平行な二つの伸長部を形成する線材折り返し工程と、折り返された線材を多極電機子の径方向に移動させて巻線位置にある１又は２以上の磁極の両側の互いに平行な二つのスロットに互いに平行な二つの伸長部を同時に挿入させる挿入工程とが繰返される方法である。この場合、多極電機子を回転させることによって１又は２以上の磁極を巻線位置に送るインデックス工程が挿入工程と線材折り返し工程の間に設けることもできる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の巻線装置及び巻線方法は、巻線位置にある磁極の一端側にノズルから繰り出された線材を第一係止爪により多極電機子の一端側から他端側まで案内して線材を折り返し、その折り返された線材を多極電機子の磁極の両側のスロットに挿入させるものである。ここで、線材を折り返す第一及び第二係止爪の多極電機子の周方向における幅は、その折り返された線材がその磁極の両側のスロットに挿入可能な幅に形成されているので、その係止爪をノズルとともに多極電機子の径方向に移動させることにより、その折り返された線材を変形させることなく、磁極の両側におけるスロットにそれぞれ挿入させることができる。このように、本発明の巻線装置及び巻線方法にあっては、折り返された線材の双方を磁極の両側におけるスロットに同時に挿入させるので、その係止爪及びノズルを多極電機子の周方向に移動させることは必要としない。よって、周方向に移動させる工程を含む従来のものよりも、その巻線速度を十分に高めることができる。

【0013】

また、折り返された線材は、その間隔を維持した状態で、多極電機子の径方向に移動してスロットに挿入される。このため、その折り返された線材の互いに平行な伸長部の間隔を、そのコイルが挿入される磁極の周方向における幅又はその幅より僅かに広い間隔とすることにより、その伸長部が挿入されるスロットや磁極と過度に擦れるようなことはない。よって、その擦れに起因して線材にダメージが与えられるようなこともない。そして、そのスロットに進入するのは線材のみであるので、その線材が挿入されるスロットの幅が狭く、そのスロットにノズルが進入不能な場合であっても、その線材にダメージを与えることなくその線材をスロットに確実に挿入することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明実施形態の巻線装置を示す斜視図である。

【図2】その巻線装置の正面図である。

【図3】その巻線装置の左面図である。

【図4】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図5】第二係止爪に線材が係止された状態を示す斜視図である。

【図6】第二係止爪に線材が係止された状態を示す上面図である。

【図7】第一係止爪に線材が折り返されるように掛け回された状態を示す図６に対応する上面図である。

【図8】第一係止爪に線材が折り返されるように掛け回された状態を示す図５に対応する斜視図である。

【図9】その折り返された線材が磁極の両側のスロットに挿入された状態を示す図８に対応する斜視図である。

【図10】その第一係止爪に掛け回された線材がスロットに挿入される状態を示す図９のＡ−Ａ線断面図である。

【図11】スロットに挿入された線材から第二係止爪を引き抜く状態を示す図９のＣ−Ｃ線断面図である。

【図12】第一係止爪とノズルを移動させて多極電機子の一端側から突出する線材の突出量を減少させる状態を示す図７に対応する上面図である。

【図13】スロットに挿入された線材から第一係止爪を引き抜く状態を示す図１１に対応する断面図である。

【図14】スロットに挿入された線材から第一係止爪を引き抜く状態を示す斜視図である。

【図15】ノズルを移動させて多極電機子の他端側から突出する線材の突出量を減少させる状態を示す図１２に対応する上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

図１〜図４に本発明の巻線装置１００を示す。この巻線装置１００は、モータやレゾルバ，又は発電機を構成する多極電機子１の複数の磁極２（図１）の周囲に線材３を巻線する装置である。この実施の形態における多極電機子１は、レゾルバに使用されるものであって、環状部１ａ（図１）と、この環状部１ａから径方向外側に向かって放射状に突出した複数の磁極２とを備える。この多極電機子１における各磁極２の間には線材３が挿入される真っ直ぐなスロット１ｂが開口してなり、このスロット１ｂは環状部１ａの中心軸に平行に真っ直ぐなものであるので、磁極２の断面は４角形を構成し、磁極２の外周面は平滑状の４平面からなるものとする。

【0017】

この巻線装置１００は、各部材が配置される基台５（図２）と、その基台５上に方形状に組まれて取付けられた支持台６と、この支持台６に取付けられて多極電機子１を回転させることによって磁極２を順次に巻線位置に送るインデックス機構７とを備える。図４に示すように、支持台６は間隔をあけて多極電機子１を挟むように設けられた一対の側板６ａ，６ｂと、その一対の側板６ａ，６ｂの端部を連結して方形状に組まれた端板６ｃ，６ｄとを備える。各図にあっては、互いに直交するＸ，Ｙ及びＺの三軸を設定し、Ｘ軸が多極電機子１の軸方向である略水平横方向、Ｙ軸が略水平前後方向、Ｚ軸が上方に巻線が成される磁極２が位置する鉛直方向に延びるものとし、この巻線装置１００の構成について説明する。

【0018】

図２に示すように、インデックス機構７は、多極電機子１をその軸方向を水平にして支持するものであり、支持台６に取付板８を介して固定されたインデックスモータ９と、そのインデックスモータ９の出力軸９ａに連結され多極電機子１が取付けられるインデックス台１１と、そのインデックス台１１と同軸にそのインデックス台１１に固定可能に構成されてそのインデックス台１１と共に多極電機子１を挟む取付具１２とを備える。多極電機子１は、環状部１ａ（図１）がインデックス台１１に同軸に配置され、このように配置された多極電機子１を、取付ねじ１２ａを介して取付具１２がインデックス台１１と共に挟むことにより、多極電機子１はインデックスモータ９の水平な出力軸９ａと同軸に支持される。

【0019】

このインデックス機構７では、多極電機子１がインデックスモータ９の水平な出力軸９ａと同軸に支持されるので、インデックスモータ９が駆動すると、インデックス台１１に支持された多極電機子１はその軸を中心として回転することになる。ここで、この巻線装置１００では、中心軸を水平にして支持された多極電機子１のＺ軸方向上方に位置する磁極２に巻線を行うものとし、その上方に位置する磁極２を巻線位置にある磁極２とする。そして、その巻線位置にある磁極２への巻線作業終了後には、インデックスモータ９が駆動することによって多極電機子１が回転し、次に巻線される磁極２がＺ軸方向上方の巻線位置に送られるようになっている。このように、インデックス機構７は、多極電機子１の磁極２を巻線位置に順次に送るように構成される。

【0020】

本発明の巻線装置１００は、多極電機子１の巻線位置にある１又は２以上の磁極２の両側のスロット１ｂに線材３を同時に挿入するものであって、この実施の形態では、単一の磁極２の両側の各スロット１ｂに線材３を波形にして交互に挿入する場合を示す。このため、本発明の巻線装置１００は、多極電機子１の一端側１ｃに設けられて巻線位置にある磁極２の一端側１ｃに線材３を繰り出すノズル１３と、そのノズル１３から繰り出された線材３を係止可能な第一係止爪１４とを備える。この実施の形態におけるノズル１３は、角筒状のものが用いられ、Ｙ軸方向に延びる複数の線材３がＺ軸方向に並んだ状態でそのノズル１３に挿通可能に構成される。

【0021】

また、この実施の形態では、各スロット１ｂに線材３を波形にして交互に挿入する場合であり、図４の拡大図に示すように、第一係止爪１４の多極電機子１の周方向における幅Ａが、その第一係止爪１４に掛け回されて折り返された線材３が巻線位置にある１又は２以上の磁極２の両スロット１ｂ，１ｂに挿入可能な幅に形成される。

【0022】

単一の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに折り返された線材３を挿入する場合を具体的に説明すると、図７に示すように、第一係止爪１４は、巻線位置にある磁極２の他端側１ｄに位置した状態で、そのＹ軸方向における幅寸法Ａが、その磁極２の周方向における幅Ｂと同じ長さか又は僅かに大きい長さに形成される。そして、第一係止爪１４は、その磁極２に対向する面が平面に形成され、磁極２と反対面は中央がＸ軸方向の外側に膨出するように湾曲して形成される。これにより、この第一係止爪１４は、その断面形状がＤ字状を成す棒状物から成る場合を示す。

【0023】

また、図２に示すように、本発明の巻線装置１００は、第一係止爪１４を多極電機子１の一端側１ｃから他端側１ｄまで移動させ，かつ多極電機子１の他端側１ｄまで移動した第一係止爪１４を多極電機子１の径方向と周方向の双方に移動させる第一係止爪相対移動手段１６を備える。この実施の形態における第一係止爪相対移動手段１６は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ１７〜１９の組み合わせにより構成されて第一係止爪１４を三軸方向に移動させるように構成される。

【0024】

即ち、この実施の形態における第一係止爪相対移動手段１６の各伸縮アクチュエータ１７〜１９は、細長い箱形ハウジング１７ｄ〜１９ｄと、そのハウジング１７ｄ〜１９ｄ内部に長手方向に伸びて設けられサーボモータ１７ａ〜１９ａによって回動駆動されるボールネジ１７ｂ〜１９ｂと、このボールネジ１７ｂ〜１９ｂに螺合して平行移動する従動子１７ｃ〜１９ｃ等によって構成される。そして、これらの伸縮アクチュエータ１７〜１９は、サーボモータ１７ａ〜１９ａが駆動してボールネジ１７ｂ〜１９ｂが回転すると、このボールネジ１７ｂ〜１９ｂに螺合する従動子１７ｃ〜１９ｃがハウジング１７ｄ〜１９ｄの長手方向に沿って移動可能に構成される。

【0025】

第一係止爪１４は、第一移動板１５を介して第一係止爪相対移動手段１６に取付けられる。この実施の形態では、第一係止爪１４が設けられた第一移動板１５をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ１７のハウジング１７ｄに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ１７とともにその第一移動板１５をＺ軸方向に移動可能に、その従動子１７ｃがＬ形ブラケット２５を介してＺ軸方向伸縮アクチュエータ１８のハウジング１８ｄに取付けられる。また、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ１８の従動子１８ｃをＹ軸方向伸縮アクチュエータ１９の従動子１９ｃに取付け、そのＸ軸及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ１７，１８とともにその第一移動板１５をＹ軸方向に移動可能に、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ１９のハウジング１９ｄが支持台６における側板６ｂに取付けられる。それらの各伸縮アクチュエータ１７〜１９におけるＸ軸サーボモータ１７ａ、Ｙ軸サーボモータ１９ａ及びＺ軸サーボモータ１８ａは、これら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。

【0026】

また、図１，図２及び図４に示すように、本発明の巻線装置１００は、多極電機子１の一端側１ｃに設けられてノズル１３から繰り出された線材３を係止可能な第二係止爪３３と、その第二係止爪３３を多極電機子１の少なくとも径方向に移動させる第二係止爪相対移動手段３６とを更に備える。この第二係止爪３３は、第一係止爪１４と同一の断面形状に形成される。即ち、この第二係止爪３３にあっても、図４に示すように、その断面形状がＤ字状を成す棒状物から成り、第二係止爪３３の多極電機子１の周方向における幅Ａが、第二係止爪３３に掛け回されて折り返された線材３が巻線位置にある１又は２以上の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入可能な幅に形成される。この実施の形態では、単一の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに折り返された線材３を挿入する場合であるので、図７に示すように、第二係止爪３３は、磁極２を挟んだ状態で、そのＹ軸方向における幅寸法Ａが、その磁極２の周方向における幅Ｂと同じ長さ又は僅かに大きな長さに形成される。

【0027】

図１，図２及び図４に戻って、第二係止爪相対移動手段３６にあっては、前述した第一係止爪相対移動手段１６と同一構造のものが用いられる。即ち、第二係止爪相対移動手段３６は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３７〜３９の組み合わせにより構成されて、第二係止爪３３を三軸方向に移動させるように構成される。第二係止爪３３は第二移動板３５を介して第二係止爪相対移動手段３６を構成するＸ軸方向伸縮アクチュエータ３７のハウジング３７ｄに取付けられる。そして、この第二係止爪相対移動手段３６は、前述した第一係止爪相対移動手段１６と対称構造を成して同一構造のものであるので、ここにおける繰返しての説明を省略する。このような構成の第一係止爪相対移動手段１６及び第二係止爪相対移動手段３６は、図示しないコントローラからの指令により、第一移動板１５及び第二移動板３５とともに、第一係止爪１４及び第二係止爪３３を、基台５に対して三軸方向に任意に移動可能に構成される。

【0028】

ここで、図４に示すように、第一係止爪１４が取付けられた第一移動板１５と、第二係止爪３３が取付けられた第二移動板３５の形状は、各移動機構１６，３６のＸ軸方向伸縮アクチュエータ１７，３７のハウジング１７ｄ，３７ｄに基端が取付けられる本体板１５ａ，３５ａをそれぞれ備える。そして、その本体板１５ａ，３５ａの先端から、多極電機子１に向かってＸ軸方向に延びる延長部１５ｂ，３５ｂがそれぞれ形成される。ここで、第一係止爪１４は、その延長部１５ｂの先端にＺ軸方向下方に向けて取付けられるけれども、第二係止爪３３は、その延長部３５ｂの先端にＺ軸方向上方に向けて取付けられる。

【0029】

また、図１〜図３に示すように、本発明の巻線装置１００は、ノズル１３を少なくとも多極電機子１の径方向と周方向の双方に移動させるノズル相対移動手段４６を備える。このノズル相対移動手段４６にあっても、上述した各種移動機構１６，３６と同一構造であって、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ４７〜４９の組み合わせにより構成される。具体的に、この実施の形態では、ノズル１３が設けられた鉛直板４５をＹ軸方向に移動可能にＹ軸方向伸縮アクチュエータ４７のハウジング４７ｄに取付け、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ４７とともにその鉛直板４５をＺ軸方向に移動可能に、その従動子４７ｃがＺ軸方向伸縮アクチュエータ４８の従動子４８ｃに取付けられる。

【0030】

また、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ４８のハウジング４８ｄをＸ軸方向伸縮アクチュエータ４９の従動子４９ｃに取付け、そのＹ軸及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ４７，４８とともにその鉛直板４５をＸ軸方向に移動可能に、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ４９のハウジング４９ｄが支持台６に台座４３を介して取付けられる。それらの各伸縮アクチュエータ４７〜４９におけるＺ軸サーボモータ４８ａ、Ｙ軸サーボモータ４７ａ及びＸ軸サーボモータ４９ａは、これら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、このノズル相対移動手段４６はコントローラからの指令により、各伸縮アクチュエータ４７〜４９が駆動して、鉛直板４４とともにノズル１３を基台５に対して三軸方向に任意に移動可能に構成される。

【0031】

更に、本発明の巻線装置１００は、シャッタ部材５１と、そのシャッタ部材５１を移動させる部材移動手段６１を備える。シャッタ部材５１は、巻線位置にある１又は２以上の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入された線材３を多極電機子１とその多極電機子１の他端側１ｄにある第一係止爪１４との間において押さえるものであって（図１３）、その間に進入可能な板材からなる。部材移動手段６１は、そのシャッタ部材５１を、線材３を押さえる押さえ位置と、その押さえ位置から離間する離間位置との間で移動させるものであって、この実施の形態における部材移動手段６１は、第三移動板５２を介してシャッタ部材５１を移動可能に構成される。具体的に、この実施の形態における部材移動手段６１は、上述した各種移動機構１６，３６，４６と同一構造のものであり、この部材移動手段６１にあっても、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ６２〜６４の組み合わせにより構成される。

【0032】

即ち、この実施の形態における部材移動手段６１は、シャッタ部材５１が設けられた第三移動板５２をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ６２のハウジング６２ｄに取付ける。第三移動板５２は、そのハウジング６２ｄにＸ軸方向に延びて取付けられ、シャッタ部材５１は、その第三移動板５２の先端からＹ軸方向に延びて設けられる。よって、この第三移動板５２とシャッタ部材５１はＬ字状を成して形成される。このような第三移動板５２が取付けられた部材移動手段６１は、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ６２とともにその第三移動板５２をＹ軸方向に移動可能に、その従動子６２ｃがＬ形ブラケット６５を介してＺ軸方向伸縮アクチュエータ６３のハウジング６３ｄに取付けられる。また、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ６３の従動子６３ｃをＹ軸方向伸縮アクチュエータ６４の従動子６４ｃに取付け、そのＸ軸及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ６２，６３とともにその第三移動板５２をＹ軸方向に移動可能に、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ６４のハウジング６４ｄが支持台６に取付けられる。

【0033】

それらの各伸縮アクチュエータ６２〜６４におけるＸ軸サーボモータ６２ａ、Ｚ軸サーボモータ６３ａ及びＹ軸サーボモータ６４ａは、これら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、この部材移動手段６１はコントローラからの指令により、各伸縮アクチュエータ６２〜６４が駆動して、第三移動板５２とともにシャッタ部材５１を基台５に対して三軸方向に任意に移動させ、そのシャッタ部材５１を線材３を押さえる押さえ位置とその押さえ位置から離間する離間位置との間で移動可能に構成される。

【0034】

次に、上記巻線装置を用いた本発明における巻線方法を説明する。

【0035】

本発明における巻線方法は、巻線位置にある磁極２の一端側１ｃに繰り出された線材３を多極電機子１の一端側１ｃから他端側１ｄまで案内してその線材３を折り返す線材折り返し工程と、折り返された線材３を多極電機子１の径方向に移動させて巻線位置にある１又は２以上の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入させる挿入工程とを繰返す方法である。そして、このような挿入工程と線材折り返し工程の間に、多極電機子１を回転させることによって１又は２以上の磁極２を新たに巻線位置に送るインデックス工程が設けられる。以下に各工程を詳説するけれども、各工程における巻線装置１００の動作は、巻線装置１００に搭載された図示しないコントローラによって自動制御されるものとする。

【0036】

先ず、巻線を行う前の準備として、多極電機子１をインデックス機構７により支持させる。具体的には、図１及び図２に示すように、多極電機子１の環状部１ａをインデックス台１１に同軸に配置し、取付ねじ１２ａを介して取付具１２をインデックス台１１に取付けることにより、取付具１２とインデックス台１１により多極電機子１を挟む。このようにして、多極電機子１をインデックスモータ９の水平な出力軸９ａと同軸に支持する。

【0037】

その後、インデックス工程が行われ、このインデックス工程では、インデックス機構７におけるインデックスモータ９を駆動して、その支持された多極電機子１１を回転させ、巻線すべき磁極２２をＺ軸方向上方の巻線位置に送る。この実施の形態におけるインデックス工程では、図５の一点鎖線矢印で示す方向に多極電機子１１を回転させるものとする。図示しないが、このような多極電機子１の巻線位置への位置合せは、磁極２近傍に設けたセンサ等の図示しない検知器を用いて磁極２の位置を検出し、その検出した情報を基に行うことができる。そして、巻線を開始するにあたり、ノズル相対移動手段４７によりノズル１３を移動させて、線材３が供給されるノズル１３を多極電機子１の図示しない絡げピンの周囲に周回させ、そのノズル１３から繰り出される線材３をその絡げピンに絡げておく。この状態から、線材折り返し工程と、挿入工程と、インデックス工程が順次繰返され、その途中の状態を図５〜図１５に示す。

【0038】

即ち、線材折り返し工程にあっては、第二係止爪相対移動手段３６により第二係止爪３３を移動させて、図５及び図６に示すように、その第二係止爪３３が巻線位置にある磁極２、即ち、中心軸を水平にして支持された多極電機子１のＺ軸方向上方に位置する磁極２の一端側１ｃにおいて、多極電機子１の軸方向から僅かな隙間を空けて位置させる。そして、第二係止爪相対移動手段３６により、その第二係止爪３３を多極電機子１１の外側、即ち、Ｚ軸方向上方にまで移動させる。その後、ノズル相対移動手段４７によりノズル１３を移動させて、先にスロット１ｂに挿入された線材３（巻初めにあっては、図示しないが、絡げピンに絡げられた線材３）をその第二係止爪３３に引っ掛ける。そして、多極電機子１の一端側１ｃにあってその第二係止爪３３からＸ軸方向において所定の間隔を空けてノズル１３を位置させる。

【0039】

次に、第一係止爪相対移動手段１６により第一係止爪１４を移動させて、図７の実線矢印で示すように、巻線位置にある磁極２の一端側１ｃに繰り出されて第二係止爪３３とノズル１３との間にある線材３をその第一係止爪１４により引っ掛け、その第一係止爪１４を更に多極電機子１の一端側１ｃから他端側１ｄまで移動させる。これにより、巻線位置にある磁極２の一端側１ｃにおけるノズル１３から新たに繰り出される線材３を、多極電機子１の一端側１ｃから他端側１ｄまで案内し折り返すようにする。そして、図８に示すように、このように線材３を折り返した後に、その第一係止爪１４を、その第一係止爪１４が隣接する磁極２の他端側１ｄの近傍におけるＺ軸方向上方に位置させる。

【0040】

このように、第一係止爪１４に線材３を掛け回してその線材３を折り返すと、図７に示すように、その折り返された線材３は、第一係止爪１４に掛け回される半円状の円弧部３ａ、その円弧部３ａの一方の端部から連続して第二係止爪３３間で伸びる一方の伸長部３ｂと、その円弧部３ａの他方の端部からノズル１３まで伸びる他方の伸長部３ｃが形成される。そして、図７に示すように、磁極２の一端に位置する第二係止爪３３のＹ軸方向における幅寸法Ａは、その磁極２の周方向における幅Ｂと同じ長さ又はそれよりも僅かに広い長さに形成されているので、第二係止爪３３と第一係止爪１４との間の一方の伸長部３ｂは、第二係止爪３３が隣接する磁極２と第一係止爪１４が隣接する磁極２の間のスロット１ｂの上方に位置することになる。

【0041】

その後、ノズル相対移動手段４７によりノズル１３を再び移動させて、その円弧部３ａからノズル１３まで伸びる他方の伸長部３ｃを、その円弧部３ａの他方の端部に対向するスロット１ｂと平行にさせる。すると、図７に示すように、磁極２の他端に位置する第一係止爪１４のＹ軸方向における幅寸法Ａは、その磁極２の周方向における幅Ｂと同じ長さ又はそれよりも僅かに広い長さに形成されているので、円弧部３ａからノズル１３に向かって伸びる他方の伸長部３ｃは、一方の伸長部３ｂが上方に位置するスロット１ｂとともに、第一係止爪１４が隣接する磁極２を挟むようなスロット１ｂの上方に位置することになる。

【0042】

次に、挿入工程が行われる。この挿入工程では、折り返された線材３を多極電機子１の径方向に移動させて巻線位置にある１又は２以上の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入させる。具体的には、図９に示すように、第一及び第二係止爪１４，３３並びにノズル１３をＺ軸方向下方に移動させて、その第二係止爪３３とノズル１３の間にある線材３であって、第一係止爪１４により折り返された巻線３を巻線位置にある磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入させる。この第一及び第二係止爪１４，３３の移動は、第一及び第二係止爪相対移動手段１６，３６（図２）により行われ、ノズル１３の移動はノズル相対移動手段４６により行われる。

【0043】

ここで、この挿入工程時には、第一係止爪１４から第二係止爪３３にまで延びる一方の伸長部３ｂは、巻線位置にある磁極２を挟む一方のスロット１ｂの上方に位置し、第一係止爪１４からノズル１３にまで延びる他方の伸長部３ｃは、巻線位置にある磁極２を挟む他方のスロット１ｂの上方に位置している。そして、図１０に示すように、それらの伸長部３ｂ，３ｃの間隔Ｈは少なくとも磁極２の周方向における幅Ｂを空けて設けられている。このため、図１０の実線矢印で示すように、それらを多極電機子１の径方向に移動させることにより、巻線位置にある磁極２の両側におけるスロット１ｂ，１ｂに、その伸長部３ｂ，３ｃをそれぞれ挿入させることができる。これにより、その巻線位置にある磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに線材３を変形させることなく挿入することが可能になるのである。

【0044】

また、折り返された線材３の伸長部３ｂ，３ｃは、少なくとも磁極２の周方向における幅Ｂを空けるものであり、その伸長部３ｂ，３ｃは、少なくとも磁極２の周方向における幅Ｂを空けた状態で、多極電機子１の径方向に移動してスロット１ｂに挿入されるので、その線材１１がそのスロット１ｂや磁極２に過度に擦れるようなことはない。このため、線材３にダメージが与えられるようなこともない。そして、この実施の形態では、その線材３が挿入されるスロット１ｂの幅ｗ（図１０）が狭いものであるけれども、ノズル１３が複数本の線材３をＺ軸方向に隣接させつつ繰り出すものであれば、この挿入工程において、その複数本の線材３を、そのスロット１ｂの幅方向に重なることなく挿入することが可能になる。

【0045】

その後、図１１に示すように、第二係止爪３３をそこに掛け回された線材３から引き抜く。第二係止爪３３は第二移動板３５から上方に突出するように設けられているので、図１１の実線矢印で示すように、この引き抜きは、第二係止爪相対移動手段３６（図２)により、その第二係止爪３３を多極電機子１の中心方向であるＺ軸方向下方に移動させることにより行われる。ここで、その第二係止爪３３に掛け回された線材３はスロット１ｂに挿入された状態であるので、多極電機子１の中心方向であるＺ軸方向下方にその線材３が更に移動することはない。よって、第二係止爪３３を下方に移動することによって、第二係止爪３３をそこに掛け回された線材３から引き抜くことができる。

【0046】

第二係止爪３３が引き抜かれた後の線材３は、多極電機子１の一端側１ｃから円弧状に突出することになるので、図１２に示すように、その後、第一係止爪１４及びノズル１３の双方を、多極電機子１の他端側１ｄ、即ち、Ｘ軸方向に若干移動させて、多極電機子１の一端側１ｃから円弧状に突出する線材３をスロット１ｂに引き込んで、多極電機子１の一端側１ｃから突出する線材３の突出量Ｌを減少させる。この第一係止爪１４の移動は、第一係止爪相対移動手段１６（図２及び図３）により行われ、ノズル１３の移動はノズル相対移動手段４６（図２及び図３）により行われる。

【0047】

そして、その後、図１３に示すように、第一係止爪１４をそこに掛け回された線材３から引き抜く。第一係止爪１４は第一移動板１５から下方に突出するように設けられているので、図１３の実線矢印で示すように、この引き抜きは、第一係止爪相対移動手段１６（図２及び図３）により、その第一係止爪１４を多極電機子１の径方向外側であるＺ軸方向上方に移動させることにより行われる。ここで、その第一係止爪１４に掛け回された線材３はスロット１ｂに上方から挿入された状態である。このため、その線材３が第一係止爪１４とともに上方に移動することを防止するために、多極電機子１の他端側１ｄと第一係止爪１４との間の線材３をシャッタ部材５１により上方から押さえる。上述したインデックス工程や線材折り返し工程時に、このシャッタ部材５１は、その線材３を押さえる位置から離間して、上述したインデックス工程や線材折り返し工程に支障を生じさせないような位置に待機しており、第一係止爪１４の引き抜き時に、部材移動手段６１（図２及び図３）により移動して、その線材３を押さえる押さえ位置まで移動させるものである。

【0048】

図１４に示すように、多極電機子１の他端側１ｄにある第一係止爪１４の間における線材３をシャッタ部材５１により押さえた状態で、多極電機子１の外側であるＺ軸方向上方に第一係止爪１４を移動させると、そこに掛け回された線材３はシャッタ部材５１により上方に移動することはないので、第一係止爪１４のみが上方に移動することになる。よって、これにより、第一係止爪１４をそこに掛け回された線材３から引き抜くことができる。そして、第一係止爪１４を引き抜いた後に、シャッタ部材５１は、部材移動手段６１（図２及び図３）により、再びその線材３を押さえる押さえ位置から離間する離間位置にまで移動して待機することになる。

【0049】

第一係止爪１４が引き抜かれた後の線材３は、多極電機子１の他端側１ｄから円弧状に突出することになるので、図１５に示すように、その後、ノズル１３を、多極電機子１の一端側１ｃ、即ち、Ｘ軸方向に若干移動させて、多極電機子１の他端側１ｄから円弧状に突出する線材３をスロット１ｂに引き込んで、多極電機子１の他端側１ｄから突出する線材３の突出量Ｌを減少させる。このノズル１３の移動はノズル相対移動手段４６（図２及び図３）により行うことができる。そして、その後インデックス工程が再び繰返されることになる。

【0050】

上述したようなインデックス工程、線材折り返し工程及び線材挿入工程をこの順序で順次繰返すことにより、多極電機子１の各スロット１ｂに、線材３を波形に挿入することができる。そして、上述した各工程を順次繰返し、多極電機子１における全ての磁極２を挟むスロット１ｂに折り返された線材３が挿入された状態で巻線作業は終了することになる。

【0051】

このように、本発明では、第一及び第二係止爪１４，３３の多極電機子１の周方向における幅Ａを、それらの係止爪１４，３３に掛け回されて折り返された線材３が巻線位置にある１又は２以上の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入可能な幅に形成したので、その第一及び第二係止爪１４，３３により折り返された線材３を多極電機子１の径方向に移動させるだけの動作で磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂにその線材３挿入させることが可能になる。このため、本発明では、その線材３を周方向に引き回すことを不要にすることができる。よって、本発明では、周方向に線材３を案内する時間が不要になるので、線材３の巻線作業を迅速に行うことが可能になるのである。

【0052】

なお、上述した実施の形態では、単一の磁極２の周方向にあって、その単一の磁極２を挟む両側に形成されるスロット１ｂに折り返された線材３が挿入される場合を示した。そのために、第一係止爪１４及び第二係止爪３３のＹ軸方向における幅寸法Ａが、単一の磁極２の周方向における幅Ｂと同じ又はそれよりも僅かに広い長さであるとした。けれども、折り返された線材３は、単一の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入されるものに限定されるものではなく、複数の磁極２の両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入する、いわゆる分布巻きであっても良い。このように、複数の磁極２を挟む両側のスロット１ｂ，１ｂに線材３を挿入させる、いわゆる分布巻きの場合は、線材３が折り返される第一係止爪１４及び第二係止爪３３のＹ軸方向における幅寸法Ａを、その複数の磁極２の周方向における全体の幅と同じ長さ又はそれよりも僅かに長い長さに形成する。これにより、折り返された線材３を、複数の磁極２を挟む両側のスロット１ｂ，１ｂに挿入する、いわゆる分布巻きが可能となる。

【0053】

また、上述した実施の形態では、レゾルバに使用される多極電機子１であって、環状部１ａから径方向外側に向かって複数の磁極２が放射状に突出したものを用いて説明したけれども、本発明における巻線の対象である多極電機子は、レゾルバのものに限られず、モータ用のものであっても良い。また、その多極電機子１は、図示しないが、環状部から径方向内側に向かって複数の磁極が中心に向かって突出したようなものであっても良い。

【0054】

また、上述した実施の形態では、Ｙ軸方向に延びる複数の線材３がＺ軸方向に並んだ状態でそのノズル１３に挿通可能な角筒状のノズル１３を用い、そのノズル１３から繰出された複数の線材３が同時に巻線される場合を説明したけれども、ノズル１３は単一の線材３を繰り出すものであっても良く、円筒状を成すようなものであっても良い。

【0055】

また、上述した実施の形態では、インデックス工程において、図５の一点鎖線矢印で示す方向に多極電機子１１を回転させる場合を説明したけれども、インデックス工程にあっては、図５の一点鎖線矢印で示す方向と逆方向に多極電機子１１を回転させても良く、図５の一点鎖線矢印で示す方向に回転させて順次巻線を行った後に、その一点鎖線矢印で示す方向と逆方向に多極電機子１１を回転させて、巻線を継続させても良い。

【0056】

また、上述した実施の形態では、延長部１５ｂの先端にＺ軸方向下方に向けて第一係止爪１４が取付けられ、延長部３５ｂの先端にＺ軸方向上方に向けて第二係止爪３３が取付けられる場合を説明したけれども、延長部１５ｂの先端に第一係止爪１４をＺ軸方向上方に向けて取付けても良く、延長部３５ｂの先端に第二係止爪３３をＺ軸方向下方に向けて取付けても良い。

【0057】

更に、上述した実施の形態では、環状部１ａの中心軸に平行に真っ直ぐなスロット１ｂを有する多極電機子１を用いて説明したけれども、そのスロット１ｂが真っ直ぐである限り、その多極電機子１を捩ってスロット１ｂを互いに平行にしつつ傾斜させた、いわゆるスキューされた多極電機子１であっても良い。このようにスキューされた多極電機子１であっても、そのスロット１ｂが真っ直ぐであれば、線材にダメージを与えることなく、折り返された線材を磁極を挟む両側のスロットに挿入することができる。

【符号の説明】

【0058】

１ 多極電機子
１ｂ スロット
２ 磁極
３ 線材
７ インデックス機構
１３ ノズル
１４ 第一係止爪
３３ 第二係止爪
３６ 第二係止爪相対移動手段
４６ ノズル相対移動手段
５１ シャッタ部材
６１ 部材移動手段
１００ 巻線装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】