特開 2024-8040 線材の巻線方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008040

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】線材の巻線方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/095 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

H02K15/095

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022109543

(22)【出願日】2022-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】000227537

【氏名又は名称】ＮＩＴＴＯＫＵ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】河口 典正

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB05

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP13

5H615QQ02

5H615QQ20

5H615SS10

(57)【要約】

【課題】ステータコアの磁極に線材を高精度に巻回して、磁極における線材の占積率を向上させる。
【解決手段】線材の巻線方法は、ステータの中心軸Ｏを回転中心とする磁極１３ｂの揺動と磁極間のスロット１３ｃにおけるノズル１１のステータの中心軸Ｏ方向への移動との組み合わせによりノズル１１の先端を磁極１３ｂの周囲に周回させて、ノズル１１の先端から繰出される線材１２を磁極１３ｂに巻回させる方法である。そして、磁極１３ｂの揺動時にノズル１１をステータの半径方向に移動させて、線材１２が繰出されるノズル１１の先端を磁極１３ｂに対して揺動方向に直線的に移動させる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコア(13,63)の中心軸(O)を回転中心とする磁極(13b,63b)の揺動と磁極間のスロット(13c,63c)におけるノズル(11)の前記ステータコア(13,63)の中心軸(O)方向への移動との組み合わせにより前記ノズル(11)の先端を前記磁極(13b,63b)の周囲に周回させて、前記ノズル(11)の先端から繰出される線材(12)を前記磁極(13b,63b)に巻回させる線材の巻線方法において、
前記磁極(13b,63b)の揺動時に前記ノズル(11)を前記ステータコア(13,63)の半径方向に移動させて、線材(12)が繰出される前記ノズル(11)の先端を前記磁極(13b,63b)に対して揺動方向に直線的に移動させる
ことを特徴とする線材の巻線方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノズルの先端から繰出される線材をステータの半径方向に突出して形成された磁極に巻回させる線材の巻線方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、インナーロータ型モータのステータは、環状の部材を複数積層してなるステータコアの内周側に突出する複数の磁極に線材を巻回して形成され、アウターロータ型モータのステータは、そのステータコアの外周側から放射状に突出する複数の磁極に線材を巻回して形成される。

【0003】

従来、このステータコアの各磁極への巻線装置として、本出願人は、ステータの中心軸を回転中心としてそのステータコアを回転可能に支持するステータ支持手段と、３軸方向のそれぞれにノズルを移動させる移動機構を備えた巻線装置を提案した（例えば、特許文献１参照。）。

【0004】

この巻線装置では、ステータコアの回転と、線材を繰出すノズルのステータの軸方向の移動を組み合わせて、ノズルの線材繰出端である先端を磁極の周囲に周回移動させて、その先端から繰出される線材を磁極に巻回させるようにしており、このステータコアの回転とノズルの軸方向の移動を精密に制御することにより、線材が各磁極に整列巻されたステータが得られるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０－２７１７７４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、ステータコアを回転させた場合に、図１０の実線矢印及び破線矢印で示す様に、そのステータコア３の半径方向に突出する磁極３ｂは円弧運動を行うことになる。このため、ステータコア３を回転させて、その磁極３ｂにノズル１の先端から繰出された線材２を巻回させようとすると、磁極３ｂに対してノズル１の先端は円弧状を成して移動し、その先端から繰出される線材２は円弧状を成して磁極３ｂに巻線されることに成る。

【0007】

そして、円弧状を成して移動するノズル１の先端から繰出される線材２は円弧状の癖が生じて、磁極３ｂに巻線される線材２の張力にばらつきを生じさせる傾向にある。この様な張力のばらつきは、線材２を磁極３ｂに整列に巻線する際の障害となり、結果として、その磁極３ｂに対する線材２の占積率を向上させることが困難に成るという未だ解決すべき課題があった。

【0008】

本発明の目的は、このような問題点に着目してなされたもので、ステータコアの磁極に線材を高精度に巻回して、磁極における線材の占積率を向上させ得る線材の巻線方法を提供するところにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、ステータコアの中心軸を回転中心とする磁極の揺動と磁極間のスロットにおけるノズルのステータコアの中心軸方向への移動との組み合わせによりノズルの先端を磁極の周囲に周回させて、ノズルの先端から繰出される線材を磁極に巻回させる線材の巻線方法の改良である。

【0010】

その特徴ある点は、磁極の揺動時にノズルをステータコアの半径方向に移動させて、線材が繰出されるノズルの先端を磁極に対して揺動方向に直線的に移動させるところにある。

【発明の効果】

【0011】

本発明の線材の巻線方法では、ステータコアのスロットにおいてノズルを往復移動させるとともに、ステータコアを回転させて半径方向に突出する磁極を揺動させ、これらの動作の組み合わせにより、ノズルを磁極の周囲に周回移動させてノズルから繰出された線材をステータコアの磁極に巻回する。

【0012】

そして、磁極の揺動時にノズルをステータコアの半径方向に移動させて、線材が繰出されるノズルの先端を磁極に対してその揺動方向に直線的に移動させるので、ノズルの先端から繰出される線材を、円弧状の癖を生じさせることなく磁極に直線的に巻き付けることが可能となる。

【0013】

すると、磁極に巻線される線材の張力にばらつきが生じるようなこともなく、巻線に巻乱れが生じるようなことを回避することができる。この結果、ステータコアの磁極に線材は高精度に巻回されて、その磁極における線材の占積率を向上させることが可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明実施形態の巻線方法を示す図４のＡ－Ａ線断面図である。

【図2】その磁極に対するノズルの動きを示す図である。

【図3】その磁極に線材が巻回されたアウターロータ型のステータを軸方向から見た図である。

【図4】その方法を実施しうる巻線装置の正面図である。

【図5】本発明の別のステータコアの磁極に対する巻線方法を示す図である。

【図6】その磁極に対するノズルの動きを示す図である。

【図7】その別のインナーロータ型のステータを軸方向から見た図である。

【図8】その別のステータコアの巻線に用いる巻線装置を示す斜視図である。

【図9】その別の巻線装置により線材を磁極に巻回させる状態を示す図８のＢ－Ｂ線断面図である。

【図10】従来の巻線方法におけるノズルの動きを示す図１に対応する図である。

【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４に、本発明における方法を実施し得る線材の巻線装置１０を例示する。図では、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が鉛直方向に延びるものとし、この巻線装置１０を先ず説明する。

【0017】

この巻線装置１０は、ノズル１１から繰出された線材１２をステータコア１３の磁極１３ｂに巻回するものである。そして、図３に示すように、この実施の形態におけるステータコア１３はアウターロータ型のものが用いられ、円環状の環状部１３ａと、この環状部１３ａの外周面からその環状部１３ａの外側に向けて放射状に突出している複数の磁極１３ｂとを備えるものである。

【0018】

図４に示すように、この巻線装置１０は、設置場所に設置される機台１４の上面にステータコア１３を支持する支持具１８が、揺動用サーボモータ１９を介して設けられる。揺動用サーボモータ１９は、回転軸１９ａをＺ軸方向上方に向けて機台１４の上面に取付けられ、その機台１４の上面には、その揺動用サーボモータ１９からＹ軸方向にずれて取付板２１が立設される。

【0019】

ステータコア１３を支持する支持具１８は、ステータコア１３を上端縁に水平に載置する鉛直方向に伸びた棒状芯材１８ａと、その芯材１８ａの上端縁に載置されたステータコア１３を上方から押させる押さえ部材１８ｂとを有する。棒状芯材１８ａは揺動用サーボモータ１９の回転軸１９ａにその下端が取付けられ、上部はステータコア１３の環状部１３ａ（図３）の外径より僅かに小さな外径に形成される。

【0020】

取付板２１の揺動用サーボモータ１９に臨む側には直線運動ガイドレール２３が鉛直方向に伸びて取付けられ、このガイドレール２３に昇降部材２２が上下動可能に取付けられる。押さえ部材１８ｂは、中心の鉛直軸を棒状芯材１８ａの中心軸に一致させかつその鉛直軸を回転中心として回転可能にその昇降部材２２に取付けられ、その昇降部材２２の上方の取付板２１には、この昇降部材２２を押さえ部材１８ｂとともに昇降させる昇降用シリンダ２４が設けられる。

【0021】

芯材１８ａの上端縁に載置されたステータコア１３を上方から実際に押させる押さえ部材１８ｂの下部にあっては、ステータコア１３の環状部１３ａの外径より僅かに小さな外径に形成され（図１）、心材１８ａと押さえ部材１８ｂによりステータコア１３はその環状部１３ａが挟まれ、その環状部１３ａからその外側に磁極１３ｂが放射状に突出するように構成される。

【0022】

棒状芯材１８ａは揺動用サーボモータ１９の回転軸１９ａにその下端が取付けられるので、サーボモータ１９の回転軸１９ａが回転すると、棒状心材１８ａはその回転軸１９ａとともに回転し、棒状芯材１８ａと押さえ部材１８ｂにより挟まれたステータコア１３は棒状芯材１８ａと押さえ部材１８ｂから成る支持具１８の中心軸を中心として回転する。

【0023】

そして、ステータコア１３は棒状芯材１８ａの上端縁にその中心が支持具１８の中心軸に一致するように載置されて押さえ部材１８ｂにより挟まれることにより、ステータコア１３の周囲における磁極１３ｂは、ステータコア１３の回転により揺動するように構成される。

【0024】

また、この巻線装置１０には、線材１２を繰出すノズル１１と、このノズル１１を移動させるノズル移動機構３０が設けられる。このノズル移動機構３０は、機台１４の上面にステータコア動作機構である揺動用サーボモータ１９に隣接して設けられて、Ｘ方向にノズル１１を移動させる前後方向駆動部３１と、ステータコア１３の軸に平行にノズル１１を移動させる鉛直方向駆動部３２とを備える。

【0025】

前後方向駆動部３１は、駆動方向であるＸ軸に沿って機台１４に配された前後方向ガイド３１ａと、その前後方向ガイド３１ａに平行に配され表面に螺旋状の雄ねじが配される前後方向回転軸３１ｂと、その前後方向回転軸３１ｂにボールねじにより螺合されその前後方向回転軸３１ｂの回転により前後方向ガイド３１ａに沿って移動可能な前後方向移動部材３１ｄと、前後方向回転軸３１ｂを回転駆動する前後方向駆動源３１ｃとが配される。

【0026】

この実施の形態における前後方向駆動源は前後方向サーボモータ３１ｃであって、そのサーボモータ３１ｃが駆動することにより移動する前後方向移動部材３１ｄに鉛直方向駆動部３２が取付けられる。

【0027】

この鉛直方向駆動部３２は、駆動方向であるＺ軸に沿って前後方向移動部材３１ｄに立設された鉛直方向ガイド３２ａと、その鉛直方向ガイド３２ａに平行に配され表面に螺旋状の雄ねじが配される鉛直方向回転軸３２ｂと、その鉛直方向回転軸３２ｂにボールねじにより螺合されその鉛直方向回転軸３２ｂの回転により鉛直方向ガイド３２ａに沿って移動可能な鉛直方向移動部材３２ｄと、鉛直方向回転軸３２ｂを回転駆動する鉛直方向駆動源３２ｃとが配される。

【0028】

この実施の形態における鉛直方向駆動源も鉛直方向サーボモータ３２ｃであって、そのサーボモータ３２ｃが駆動することにより移動する鉛直方向移動部材３２ｄに可動台３３が取付けられる。そして、この可動台３３にＹ軸方向に伸びて延長板３４が固定され、この延長板３４にノズル１１がＸ軸方向に伸びて固定される。

【0029】

ノズル１１は延長板３４に固定される大径部１１ａと、その大径部１１ａに連続する小径部１１ｂとを有する。そして、図１に示すように、小径部１１ｂは大径部１１ａと同軸に設けられ、その小径部１１ｂはステータコア１３の磁極１３ｂと磁極１３ｂの間のスロット１３ｃに進入可能な外径に形成される。この大径部１１ａと小径部１１ｂには線材１２が挿通可能な貫通孔がそれらの中心軸に貫通して設けられ、この貫通孔に挿通された線材１２が小径部１１ｂの先端から繰出し可能に構成される。

【0030】

次に、この巻線装置を用いた本発明の巻線方法について説明する。

【0031】

この巻線装置１０を用いた巻線作業にあっては、先ず、ステータコア１３を支持具１８に支持させる。この支持に際して、前後方向駆動部３１はその前後方向移動部材３１ｄを鉛直方向駆動部３２とともに図４の実線矢印で示すように支持具１８から遠ざける。

【0032】

その状態で、取付板２１に設けられた昇降用シリンダ２４のロッド２４ａを没入させて昇降部材２２を上昇させ、その昇降部材２２に取付けられた押さえ部材１８ｂを一点鎖線矢印で示すように上昇させて、その下方に棒状芯材１８ａとの間に空間を形成し、その空間を介してステータコア１３を棒状芯材１８ａの上縁に水平に載置する。

【0033】

そして、昇降用シリンダ２４のロッド２４ａを突出させて昇降部材２２を二点鎖線矢印で示すように下降させ、その昇降部材２２とともに下降する押さえ部材１８ｂにより、棒状芯材１８ａの上縁に載置されたステータコア１３を図４に示すように上方から押さえる。その後、前後方向駆動部３１はその前後方向移動部材３１ｄを鉛直方向駆動部３２及びノズル１１とともに図４の破線矢印で示すようにステータコア１３に近づける。

【0034】

そして、実際の巻線を始めるに際して、そのノズル１１の先端から繰出された線材１２の端部を図示しない絡げピン又は線クランプ装置に絡げて固定しておく。次に、実際の巻線が行われることになる。

【0035】

そして、本発明の巻線方法は、図２に示す様に、磁極１３ｂの揺動と磁極間のスロット１３ｃをステータコア１３の軸方向へのノズル１１の移動の組み合わせによりノズル１１の先端を磁極１３ｂの周囲に周回させて、図１に示す様に、ノズル１１の先端から繰出される線材１２をその磁極１３ｂに巻回させる方法である。

【0036】

図４の巻線装置１０では、先ず、前後方向駆動部３１によりノズル１１をステータコア１３に近づけて、図２に示す様に、ステータコア１３の磁極１３ｂと磁極１３ｂの間に形成されるスロット１３ｃにノズル１１の先端、即ち小径部１１ｂの線材繰出端である先端を対向又は進入させる。

【0037】

そして、ステータコア１３の軸方向へのノズル１１の移動は、鉛直方向駆動部３２によりノズル１１をＺ軸方向に移動させることにより行われる。このように、ノズル１１の先端が巻線する磁極１３ｂとその一方に隣接する磁極１３ｂにより挟まれるスロット１３ｃにある場合には、揺動用サーボモータ１９による磁極１３ｂの揺動は行わずに、そのノズル１１のみをステータコア１３の軸方向に移動させる。

【0038】

一方、ステータの中心軸を回転中心とする磁極１３ｂの揺動は、図２に示すように、そのノズル１１の先端がそのスロット１３ｃから抜け出た状態で開始するものとし、そのノズル１１の先端が巻線する磁極１３ｂとその他方に隣接する磁極１３ｂとの間の隣接するスロット１３ｃに対向した段階でその揺動を終了させる。

【0039】

このようなノズル１１の移動と磁極１３ｂの揺動を交互に繰り返すことにより、ノズル１１は磁極１３ｂの断面形状に沿って、その磁極１３ｂの周囲に周回移動することになり、ノズル１１の先端から繰出される線材１２は、その磁極１３ｂに巻回されることになる。

【0040】

そして、本発明では、図１に示す様に、その磁極１３ｂの揺動時にノズル１１をステータコア１３の半径方向に移動させて、ノズル１１の線材１２が繰出される先端を磁極１３ｂに対して、その揺動方向に直線的に移動させることを特徴とする。

【0041】

即ち、巻線される磁極１３ｂの揺動は、ステータコア１３をその中心軸Ｏを回転中心として回転させることにより行われるので、ノズル１１を固定した状態で磁極１３ｂを揺動させると、線材１２が繰出されるノズル１１の先端は、磁極１３ｂに対して、円弧を描いてステータコア１３の周方向に移動することになる（図１０)。

【0042】

けれども、本発明の巻線方法では、この揺動方向における円弧により、単一の磁極１３ｂに生じるステータコア１３の直径方向のズレに相当する量を、ステータコア１３の直径方向にノズル１１を往復移動させて、そのノズル１１の先端が磁極１３ｂの揺動方向にその磁極１３ｂに対して直線的に移動させることを特徴とする。

【0043】

具体的に、ノズル１１の先端がスロット１３ｃから抜け出た図１（ａ）に示す状態から、磁極１３ｂの揺動を開始させると、図１（ｂ）に示す様に、そのノズル１１の先端が磁極１３ｂの幅方向の中央に達するまでノズル１１を徐々に磁極１３ｂの回転中心に近づける。

【0044】

そして、そのノズル１１の先端が磁極１３ｂの幅方向の中央に達した後は、図１（ｃ）に示す様に、ノズル１１を磁極１３ｂから徐々に遠ざけて、そのノズル１１の先端が巻線する磁極１３ｂとその他方に隣接する磁極１３ｂとの間の隣接するスロット１３ｃに対向した段階で、そのノズル１１の位置を先のスロット１３ｃに対向する位置における回転中心からの距離Ｌに一致させる。

【0045】

この移動量Ａは、磁極１３ｂの揺動角度をθとし、スロット１３ｃにある揺動始めのノズル１１の先端の揺動中心Ｏからの距離をＬとすると、Ａ＝Ｌ（１－ＣＯＳθ）として表せられる。このようにすることにより、磁極１３ｂが揺動する際におけるノズル１１の線材１２が繰出される先端の動きを、磁極１３ｂの幅方向に直線的に移動させることが可能となる。

【0046】

このようにノズル１１の先端を磁極１３ｂの幅方向に直線的に移動させると、そのノズル１１から繰出される線材１２は磁極１３ｂの幅方向に真っ直ぐ案内されて巻回されることに成り、ノズル１１の先端から繰出される線材１２を、円弧状の癖を生じさせることなく磁極１３ｂに直線的に巻き付けることが可能となる。すると、磁極１３ｂに巻線される線材１２の張力にばらつきが生じるようなこともなく、巻線に巻乱れが生じるようなことを回避することができる。

【0047】

一方、線材１２を磁極１３ｂに整列巻きさせるためには、ノズル１１を磁極１３ｂの周囲に周回移動させるとともに、線材１２の一巻きごとに線材１２の直径分だけ前後方向駆動部３１によりノズル１１の周回位置をＸ軸方向に移動させる必要がある。けれども、このノズル１１の周回位置の移動は、磁極１３ｂの揺動時におけるノズル１１のＸ軸方向の往復移動とは別に行われる。

【0048】

そして、周回位置が磁極１３ｂの軸方向、即ちステータコア１３の半径方向に線材１２の直径分だけ移動した状態であっても、その磁極１３ｂの揺動時には、ノズル１１をステータコア１３の直径方向に往復移動させて、ノズル１１の先端が磁極１３ｂの揺動方向にその磁極１３ｂに対して直線的に移動させる。

【0049】

これにより、周回位置が線材１２の直径分だけずれた状態でも、ノズル１１の先端から繰出される線材１２を、円弧状の癖を生じさせることなく磁極１３ｂに直線的に巻き付けて、その巻線に巻乱れが生じるようなことを回避する。このようなノズル１１の周回を繰り返すことにより、磁極１３ｂに線材１２を高精度に整列巻きすることが可能となり、その磁極１３ｂにおける線材１２の占積率を向上させることが可能となるのである。

【0050】

なお、このような巻線を全ての磁極１３ｂに対して行い、図３に示すように、全ての磁極１３ｂへの巻線が終了した後には、ステータコア１３を支持具１８から取り外し、一連の巻線作業を終了させる。

【0051】

図５～図９に本発明の別の実施の形態を示す。この別の実施の形態において、先の実施の形態における装置と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。

【0052】

図７に示すように、この別の実施の形態におけるステータコア６３は、インナーロータ型のものが用いられ、円環状の環状部６３ａと、この環状部６３ａの内周面からその環状部６３ａの中心に向けて突出している複数の磁極６３ｂとを備えるものとする。

【0053】

このインナーロータ型のようなステータコア６３の磁極６３ｂへの巻線を行う巻線装置６０を図８に示す。この巻線装置６０の機台１４にはこのようなステータコア６３を搭載する支持装置６８が備えられる。この支持装置６８は、機台１４に配された固定台６８ａと、その固定台６８ａに水平面内で回転可能に取付けられ上側にステータコア６３を搭載固定可能な回転台６８ｂと、この回転台６８ｂを回転させる図示しない揺動用サーボモータを備える。

【0054】

この別の実施の形態における巻線装置６０は、上記支持装置６８が備えられて設置場所に設置される機台１４と、その機台１４に設けられてノズル１１を３軸方向に駆動する駆動手段７０を備える。駆動手段７０は、３軸方向の駆動部７１，７２，７３を組み合わせてなり、前後方向駆動部７１と、左右方向駆動部７２と、上下方向駆動部７３とを具備するものとされる。これらの駆動部７１，７２，７３は、駆動方向Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って略同一の駆動機構とされる。

【0055】

先ず、上下方向駆動部７３について説明すると、この上下方向駆動部７３は、駆動方向Ｚに沿って配された上下方向ガイド７３ａと、該上下方向ガイド７３ａに平行に配され表面に雄ねじが配される上下方向回転軸７３ｂと、その上下方向回転軸７３ｂにボールねじにより螺合され上下方向ガイド７３ａに沿って移動可能な上下方向移動部７３ｃと、その上下方向移動部７３ｃに接続される上下方向接続部７３ｄと、上下方向回転軸７３ｂを回転駆動する上下方向駆動源７３ｅとが配される。

【0056】

前後方向駆動部７１と左右方向駆動部７２とは、上下方向駆動部７３と同様の構造として図８に示す駆動方向Ｘ，Ｙに沿って配される。前後方向駆動部７１は、機台１４に固定されて前後方向駆動源７１ｅを具備するものとされ、かつ、左右方向駆動部７２が、前後方向接続部７１ｄを介して前後方向駆動部７１に対して前後方向移動可能に配される。

【0057】

左右方向駆動部７２は、左右方向駆動源７２ｅを具備するものとされ、かつ、上下方向駆動部７３が、左右方向接続部７２ｄを介して左右方向駆動部７２に対して左右方向移動可能に配される。

【0058】

そして、それぞれの駆動源７１ｅ，７２ｅ，７３ｅとしては、例えば、高精度制御可能なサーボモータが用いられる。そして、上下方向駆動部７３の上下方向接続部７３ｄには、その先端に、支持装置６８に支持されたステータコア６３の軸方向に平行な可動台６４が取付けられる。そして、この可動台６４の下部は、ステータコア６３に挿通可能な棒状を成して形成され、その下端近傍にノズル１１がＸ軸方向に伸びて固定される。

【0059】

図９に示すように、可動台６４にはノズル１１に貫通した線材１２を転向させる第１プーリ７６が設けられ、上下方向接続部７３ｄにはノズル１１に貫通して第１プーリ７６により転向した線材１２を貫通させる貫通孔７３ｆが形成される。そして、その上下方向接続部７３ｄには、第１プーリ７６により転向した線材１２を貫通孔７３ｆに案内する第２プーリ７７が設けられる。

【0060】

次に、このような巻線装置を用いた本発明の巻線方法について説明する。

【0061】

この巻線装置６０を用いた巻線作業にあっては、先ず、線材１２をノズル１１に貫通させてノズル１１の先端から繰出す。そして、巻線を始めるに当たり、駆動手段７０はノズル１１を３次元方向に移動させ、線材１２の端部を図示しない絡げピン又は線クランプ装置に絡げて固定する。その後、駆動手段７０を駆動して、図９に示すように、水平位置にあるノズル１１をステータコア６３における巻線を行おうとする磁極６３ｂとそれに隣接する磁極６３ｂとの間のスロット６３ｃに移動させる。

【0062】

次に実際の巻線が行われることになるけれども、本発明の巻線方法にあっては、駆動手段７０によりノズル１１をＺ軸方向に往復移動するとともに、巻線される磁極６３ｂが揺動するように支持装置６８の図示しない揺動用サーボモータにより回転台６８ｂをステータコア６３とともに正回転及び逆回転させる。これらの動作の組み合わせにより、図６に示す様に、ノズル１１を磁極６３ｂの断面形状に沿ってその磁極６３ｂの周囲に周回移動させる。

【0063】

ノズル１１のＺ軸方向の移動は、ノズル１１の先端が巻線する磁極６３ｂとその一方に隣接する磁極６３ｂにより挟まれるスロット６３ｃにある場合に、図示しない揺動用サーボモータによる磁極６３ｂの揺動は行わずに、そのノズル１１のみを下降又は上昇させる。

【0064】

そして、そのノズル１１の先端がそのスロット６３ｃから抜け出た後に磁極６３ｂの揺動を開始し、そのノズル１１の先端が巻線する磁極６３ｂとその他方に隣接する磁極６３ｂとの間の隣接するスロット６３ｃの下方又は上方に位置した段階でその揺動を終了させる。この磁極６３ｂの揺動は、ステータコア６３を回転させることにより行われ、その回転は支持装置６８における図示しない揺動用サーボモータにより行われる。

【0065】

このようなノズル１１の移動とステータコア６３の回転による磁極６３ｂの揺動を交互に方向を変えて繰り返すことにより、図６の矢印で示す様に、ノズル１１を磁極６３ｂの断面形状に沿ってその磁極６３ｂの周囲に周回移動させる。

【0066】

そして、本発明では、その磁極６３ｂの揺動時にノズル１１をステータの半径方向に移動させて、ノズル１１の線材１２が繰出される先端を磁極６３ｂの幅方向に直線的に移動させることを特徴とする。

【0067】

即ち、巻線される磁極６３ｂの揺動は、ステータコア６３をその中心軸を回転中心として回転させることにより行われるので、ノズル１１を固定した状態で磁極６３ｂを揺動させると、線材１２が繰出されるノズル１１の先端は、磁極６３ｂに対して、円弧を描いてステータコア６３の周方向に移動することになる（図１０）。

【0068】

けれども、本発明の巻線方法では、図５に示す様に、この揺動方向における円弧により、単一の磁極６３ｂに生じるステータコア６３の直径方向のズレに相当する量を、ステータコア６３の直径方向にノズル１１を往復移動させて、そのノズル１１の先端が磁極６３ｂの揺動方向にその磁極６３ｂに対して直線的に移動させることを特徴とする。

【0069】

具体的に、ノズル１１の先端がスロット６３ｃから抜け出た図５（ａ）に示す状態から、磁極６３ｂの揺動を開始させると、図５（ｂ）に示す様に、そのノズル１１の先端が磁極６３ｂの幅方向の中央に達するまでノズル１１を磁極６３ｂの回転中心に近づける。

【0070】

そして、そのノズル１１の先端が磁極６３ｂの幅方向の中央に達した後は、図５（ｃ）に示す様に、ノズル１１を磁極６３ｂの回転中心から遠ざけて、そのノズル１１の先端が巻線する磁極６３ｂとその他方に隣接する磁極６３ｂとの間の隣接するスロット６３ｃに対向した段階で、そのノズル１１の位置を先のスロット６３ｃに対向する位置における回転中心からの距離に一致させる。

【0071】

この移動量Ａと揺動角度との関係は、前述した実施の形態と同一であり、このようにすることにより、磁極６３ｂが揺動する際におけるノズル１１の線材１２が繰出される先端の動きを、磁極６３ｂの幅方向に直線的に移動させることが可能となる。

【0072】

このようにノズル１１の先端を磁極６３ｂの幅方向に直線的に移動させると、そのノズル１１から繰出される線材１２は磁極６３ｂの幅方向に真っ直ぐ案内されて巻回されることに成り、ノズル１１の先端から繰出される線材１２を、円弧状の癖を生じさせることなく磁極６３ｂに直線的に巻き付けることが可能となる。すると、磁極６３ｂに巻線される線材１２の張力にばらつきが生じるようなこともなく、巻線に巻乱れが生じるようなことを回避することができる。

【0073】

一方、線材１２を磁極６３ｂに整列巻きさせるためには、ノズル１１を磁極６３ｂの周囲に周回移動させるとともに、線材１２の一巻きごとに線材１２の直径分だけノズル１１の周回位置をＸ軸方向に移動させる必要がある。けれども、このノズル１１の周回位置の移動は、磁極６３ｂの揺動時におけるノズル１１のＸ軸方向の往復移動とは別に行われる。

【0074】

そして、周回位置が磁極６３ｂの軸方向、即ちステータコア６３の半径方向に線材１２の直径分だけ移動した状態であっても、その磁極６３ｂの揺動時には、ノズル１１をステータコア６３の直径方向に往復移動させて、ノズル１１の先端が磁極６３ｂの揺動方向にその磁極６３ｂに対して直線的に移動させる。

【0075】

これにより、周回位置が線材１２の直径分だけずれた状態でも、ノズル１１の先端から繰出される線材１２を、円弧状の癖を生じさせることなく磁極６３ｂに直線的に巻き付けて、その巻線に巻乱れが生じるようなことを回避する。このようなノズル１１の周回を繰り返すことにより、磁極６３ｂに線材１２を高精度に整列巻きすることが可能となり、その磁極６３ｂにおける線材１２の占積率を向上させることが可能となるのである。

【0076】

そして、このような巻線を全ての磁極６３ｂに対して行い、図７に示す様に、全ての磁極６３ｂへの巻線が終了した後には、ステータコア６３を支持装置６８から取り外し、一連の巻線作業を終了させることになる。

【0077】

なお、上述した実施の形態では、ステータコア１３，６３の中心軸を鉛直にして、それらの磁極１３ｂ，６３ｂに線材１２を巻回する場合を説明したけれども、これは一例であって、この線材１２の巻線方法は、ステータコア１３，６３の中心軸を水平にして、それらの磁極１３ｂ，６３ｂに線材１２を巻回するようにしても良い。

【符号の説明】

【0078】

１１ ノズル
１２ 線材
１３，６３ ステータコア
１３ｂ，６３ｂ 磁極
１３ｃ，６３ｃ スロット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】