专利名称：多极电枢的绕线装置及绕线方法
技术领域：
本发明涉及在定子、转子等多极电枢上巻绕线材的绕线装 置及绕线方法。
背景技术：
众所周知，通常，同时巻绕多根线材来代替巻绕一根线材，由此提高绕线的占空系数(space factor)(密度)。作为同时巻绕多根线材的装置，在日本特开2003—204659 号公报中公开了如下装置该装置具有喷嘴，该喷嘴具有供线 材穿过的多个引导孔，通过使该喷嘴在铁芯的各极齿(巻芯) 周围移动，将从喷嘴放出的多根线材成束地巻绕在定子的各极 齿上。在该种装置中，当喷嘴绕极齿周围旋转时，在不使喷嘴自 身旋转地进行绕线的情况下，喷嘴每绕极齿周围一周在线材上 产生与旋转一 圏的量相应的扭曲。若在极齿之间的槽内产生该 线材的扭曲，则线材的占空系数显著降低，因此电动机的性能 降低。因此，本申请人提出将喷嘴每绕极齿周围一周所产生的扭 曲解开的装置，并提出专利申请(日本特开2006—81372号公报)。在日本特开2006—81372号公报中公开的绕线装置是这样 的装置喷嘴每绕极齿周围一周，使铁芯以缠绕线材的部位为 中心进行回旋，由此解开在线材上产生的扭曲。但是，在日本特开2006—81372号公报中公开的绕线装置 除了需要使铁芯绕其中心轴线旋转的分度机构之外，还需要使铁芯以缠绕线材的部位为中心回旋的铁芯回旋机构，因此，装 置变得非常庞大。发明内容本发明是鉴于上述问题点而做成的，其目的在于提供一种 可以用简便的结构消除线材扭曲的多极电枢的绕线装置与绕线 方法。本发明是对多个巻芯排列成环状而成的铁芯同时巻绕多根 线材的多极电枢的绕线装置，该绕线装置具有分度机构、喷嘴 与喷嘴移动机构，该分度机构使上述铁芯绕其中'"、轴线旋转， 该喷嘴放出多根线材，该喷嘴移动机构使该喷嘴移动，上述喷 嘴每绕巻芯周围l周，上述分度机构使上述铁芯绕其中心轴线 旋转1圈，并且在该铁芯旋转l圈的过程中，上述喷嘴移动机构 使上述喷嘴追随巻芯，由此来解开在线材上产生的扭曲。
图l是表示本发明的实施方式的绕线装置的立体图。图2是表示本发明的实施方式的绕线装置的剖视图。 图3A ~图3G是按时间序列顺序表示绕线动作的图。 图4是表示将在线材上产生的扭曲解开的动作的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1及图2，对本发明实施方式的绕线装置l的结构进行说明。图l是表示绕线装置l的立体图，图2是表示绕线装置l的剖视图。另外，在以下中，设定相互正交的X、 Y、 Z这三轴，设X轴为大致水平前后方向、Y轴为大致水平横向、Z轴为大致垂直 方向来进^f亍"i兌明。绕线装置1是相对于铁芯7同时巻绕多根线材的装置，该铁 芯7构成内转子式电动机的定子(多极电枢)。铁芯7具有圆环状的磁轭8与极齿9,该极齿9 一皮配置于》兹轭 8的内周、作为向磁轭8中心突出的多个巻芯，在各极齿9之间 有向内侧开口的槽IO。绕线装置1对排列成环状的各个极齿9自 动地巻绕线材5。绕线装置l具有分度机构ll (参照图2)、喷嘴3、喷嘴移动 机构12,该分度机构11使铁芯7绕其中心轴线旋转，该喷嘴3放 出多根线材5，该喷嘴移动机构12使该喷嘴3在三轴方向上移 动，分度机构11及喷嘴移动机构12被配置于台架2上。台架2由腿部2a与由腿部2a支承的基台2b构成。分度机构ll具有铁芯支承台13与驱动机构14,该铁芯支承 台13大致为环状形状的构件，用于支承铁芯7，该驱动机构14 旋转驱动铁芯支承台13。铁芯7被载置于环状突设部13b上，该环状突设部13b形成 于铁芯支承台13的内周下部，并且，形成在铁芯支承台13内周 的键13a与形成在铁芯7外周的键槽7a相嵌合，由此，将铁芯7 支承在铁芯支承台13上。在基台2b上形成沿Z轴方向贯通的圓形开口部2c。铁芯支 承台13通过轴7fcl5与轴承16可自由旋转地配置在开口部2c内， 该轴承15被配置在开口部2c内周，该轴承16一皮配置在环状突设 部2d上，该环状突设部2d形成在开口部2c内周下部。驱动机构14具有电动机18、皮带轮19、皮带20，该电动机 18被配置在基台2b的下表面，该皮带轮19与穿过基台2b的电动 机18的输出轴端部接合，该皮带20将皮带轮19与铁芯支承台13连接起来。因此，通过电动机18进行旋转驱动，电动机18的旋 转通过皮带轮19及皮带20被传递至铁芯支承台13,从而铁芯7 绕其中心轴线进行旋转。喷嘴移动机构12具有一对X轴移动机构23、 Y轴移动机构 24与Z轴移动机构25 ，该 一 对X轴移动机构23被支承于竖立在 基台2b上的支柱22上、且沿X轴方向延伸，该Y轴移动机构24 被设于一对X轴移动机构23之间、且沿Y轴方向延伸，该Z轴移 动机构25与Y轴移动机构24连接、且沿Z轴方向延伸。X轴移动;fe^构23具有框体26、 X轴驱动电动才几27、滚;朱丝 杠28与从动件29;该框体26被支承在两才艮支柱22上，该X轴驱 动电动机27被配置在框体26的端部，该滚J朱丝杠28与X轴驱动 电动机27的输出轴连接、且沿X轴方向延伸，该从动件29与滚 珠丝杠28螺紋连接。Y轴移动机构24具有X轴方向移动台31、 Y轴驱动电动机 32、滚珠丝杠33、导轨34与从动件35;该X轴方向移动台31的 两端部与X轴移动才几构23的一对从动件29"I妄合，该Y轴驱动电 动机3 2被配置在X轴方向移动台31上，该滚珠丝杠3 3与Y轴驱 动电动机32的输出轴连接、且沿Y轴方向延伸，该导轨34被配 置在X轴方向移动台31上、且沿Y轴方向延伸，该从动件35与 滚珠丝杠33螺紋连接、且可沿导轨34移动。Z轴移动机构25具有框体37、 Z轴驱动电动机38、滚珠丝杠 39与从动件40;该框体37与Y轴移动机构24的从动件35接合， 该Z驱动电动机38被配置在框体37的上端部，该滚珠丝杠39与Z 轴驱动电动机38的输出轴连接、且沿Z轴方向延伸，该从动件 40与滚珠丝杠39螺紋连接。在Z轴移动机构25的从动件40上连接有平板状的L字型构 件41。在L字型构件41的一端设置多个滑轮42,在另一端通过轴43支承可绕X轴转动的倾动台44。在倾动台44上设置多个滑轮45、并且固定有喷嘴3，通过 驱动在喷嘴移动机构12中的各驱动电动机27、 32、 38,喷嘴3 可以在正交的3轴方向上自由移动。喷嘴3是形成为板状的构件，使其可穿过极齿9之间的槽 10,该喷嘴3具有贯通Y轴方向地形成的、供各线材5穿过的多 个引导孔4。各引导孔4被配置成以规定间隔排列于Z轴方向上。将从线材供给装置(省略其图示)供给的多根线材5 (在 本实施方式中为3根)通过L字型构件41的滑轮42及倾动台44 的滑轮45引导至喷嘴3的各引导孔4。另外，由张紧装置(省略 其图示)对从线材供给装置供给的各线材5施加规定张力。在L字型构件41上可自由摆动地安装有气缸47。在气缸47 中插入利用空气压力进退的杆48，将杆48的前端可自由摆动地 安装在倾动台44上。因此，通过驱动气缸47来使倾动台44以轴 43为中心进行转动，因此，可以使喷嘴3摆动。即，由气缸47控制喷嘴3的朝向。具体来说，在一边放出 各线材5 —边使喷嘴3通过槽10下降时，控制喷嘴3使喷嘴3的前 端3a朝上。另外，在上升时，控制喷嘴3使喷嘴3的前端3a朝下。 这样，喷嘴3使从各引导孔4放出的各线材5向相互分离的方向 转动。另外，使倾动台44转动、且使喷嘴3摆动的结构并不限于 上述那样的连杆机构，也可以使用例如由齿轮等构成的机构。绕线装置l除了具有分度机构11及喷嘴移动机构12之外， 还具有用于在绕线过程中保持从喷嘴3放出的各线材5的一对 导销50 ( 50a、 50b )。如图2所示，导销50由配置在铁芯7上方的上部导销50a、 与配置在铁芯7下方的下部导销50b构成，导销50被配置成夹着极齿9且与喷嘴3平行。导销50可借助分别配置在基台2b的上表 面与下表面的导销移动机构51而向Y轴方向及Z轴方向这2轴方向移动。各导销移动机构51具有2个电动机52、由电动机52旋转驱 动的2个滚珠丝杠53和与滚珠丝杠53螺紋配合的2个从动件54， 各导销移动机构51是使支承导销5 0的支承板5 5向Y轴方向及Z 轴方向这两轴方向移动的才几构。接着，参照图3及图4，对绕线装置l的动作进行说明。图3 是按时间序列顺序表示绕线动作的图，图4是表示将在线材上 产生的扭曲解开的图。在图3及图4中，将喷嘴3的各引导孔4从 上到下设为4a、 4b、 4c，将分别从引导孔4a、 4b、 4c放出的线 材5设为5a、 5b、 5c。另外，以下所示的绕线装置1的动作由控 制器(省略其图示)自动控制。作为绕线前的准备，将铁芯7载置在铁芯支承台13上，并 将铁芯7设定在规定位置，并且，用夹具(省略其图示)保持 从喷嘴3前端3a放出的线材5的端部。然后，驱动分度机构11与喷嘴移动机构12，使喷嘴3在极 齿9周围相对于极齿9进行相对移动，将从喷嘴3前端3a放出的 各线材5巻绕在极齿9周围。以下，参照图3，对该绕线动作进 ^f亍"i羊细4笛述。图3 A所示的喷嘴3的位置是绕线动作的开始位置。从喷嘴3 最上面的引导孔4 a放出的线材5 a位于极齿9的基端侧，从喷嘴3 的中央引导孔4b放出的线材5b位于极齿9的中央，从喷嘴3最下 面的引导孔4c》文出的线材5c位于极齿9的前端侧。首先，如图3B所示，通过驱动分度机构11来使铁芯7旋转， 使槽10位于喷嘴3的正下方。在该状态下，如图3B所示，从喷 嘴3最上面的引导孔4a放出的线材5a与从喷嘴3最下面的引导孔4c放出的线材5c交叉，因此，在线材5上产生扭曲部6。线材 5的扭曲部6为喷嘴3的前端3a与极齿9的角部9a之间的大致中 央。这样，线材5的扭曲部6为约束线材5的2个部位的大致中央。在此，如果从如图3B那样线材5交叉的状态继续进行绕线 动作时，则使得扭曲部6巻绕在极齿9周围。此时，线材5不能 整列地巻绕在极齿9周围，因此，绕线的占空系数降低了。因此，如图3C所示，使上部导销50a前进将上部导销50a 配置在线材5下方，并且使上部导销50a向上方移动，由此，将 线材5向上方抬起并保持。这样，从喷嘴3放出的线材5呈挂绕 并保持在上部导销50a的状态。由此，约束线材5的部位从极齿 9的角部9a变化为上部导销50,因此，线材5的扭曲部6向喷嘴3 的前端3a与上部导销50a的大致中央移动、即向喷嘴3侧移动。 这样，通过由上部导销50a保持从喷嘴3放出的线材5，使得扭 曲部6的位置远离极齿9、在线材5上的极齿9角部9a与上部导销 50a之间没有扭曲部。接着，如图3D所示，使上部导销50a后退、从线材5拔出上 部导销50a。即使拔出上部导销50a,因为线材5具有刚性，所 以移动到喷嘴3侧的扭曲部6的位置得以维持。因此，通过驱动 喷嘴移动机构12,使喷嘴3下降，由此，在极齿9上表面整列巻 绕线材5。另外，若线材5的刚性较小，从线材5拔出上部导销 50a,则扭曲部6的位置返回到原来的位置，在这样的情况下， 同步降低喷嘴3与上部导销50a,在极齿9上表面整列巻绕了线 材5之后再拔出上部导销50a即可。在喷嘴3穿过槽IO位于铁芯7下方的状态下，如图3D所示， 从喷嘴3最上面的引导孔4a放出的线材5a与从喷嘴3最下面的 引导孔4c放出的线材5c交叉，由此，成为在线材5上产生了与 半圏旋转量相应的扭曲的状态。出线材5—边向下方穿过槽10时，转 动倾动台44使喷嘴3的前端3a朝上。由此，可以减少从喷嘴3 放出的各线材5之间的摩擦，可以防止线材5互相缠绕。接着，如图3E所示，通过驱动分度机构11来使铁芯7旋转、 并使槽10位于喷嘴3的正上方。由此，在极齿9的一侧面上整列 巻绕线材5。在图3E的状态中，线材5的扭曲部6为喷嘴3的前端3a与极 齿9角部9b的大致中央。如果/人该状态继续进4亍绕线动作时， 则使得扭曲部6被巻绕在极齿9周围。因此，如图3F所示，使下部导销50b前进而将下部导销50b 配置在线材5的上方，并使下部导销50b向下方移动，由此，将 线材5向下方压下并加下保持。这样，从喷嘴3放出的线材5呈 挂绕并保持在下部导销50b上的状态。由此，线材5的扭曲部6 向喷嘴3前端3a与下部导销50b的大致中央移动、即向喷嘴3侧 移动。这样，通过由下部导销50b保持从喷嘴3放出的线材5， 使得扭曲部6的位置远离极齿9、在线材5上的极齿9角部9b与下 部导销50b之间没有扭曲部。接着，如图3G所示，使下部导销50b后退，从线材5拔出下 部导销50b,并且驱动喷嘴移动机构12来使喷嘴3上升。由此， 在极齿9的下表面整列巻绕线材5。在该图3G的状态下，喷嘴3 完成了绕极齿9周围l周。另外，在喷嘴3—边放出线材5—边向上方通过槽10时，转 动倾动台44使喷嘴3的前端3a朝下。由此，可以减少从喷嘴3 放出的各线材5之间的摩擦，可以防止线材5互相缠绕。喷嘴3穿过槽10向铁芯7上方上升，由此，线材5a与线材5c 再次产生与半圈旋转量相应的扭曲。因此，如图3G所示，通过 喷嘴3绕极齿9周围l周，在线材5上总计产生与l圈旋转量相应的扭曲。如以上那样，线材5相对于极齿9的巻绕动作通过组合如下动作来进行由分度机构11使铁芯7旋转的动作、和由喷嘴移 动机构12使喷嘴3穿过槽10的动作。从而，在喷嘴3在极齿9周围进行相对移动时，喷嘴3相对 于极齿9的朝向不变。即，喷嘴3的引导孔4a总是在最上面，引 导孔4c总是在最下面。因此，在喷嘴3绕极齿9周围l周的情况 下，在线材5上产生与l圏旋转量相应的扭曲。接着，参照图4，对将线材5的扭曲解开的动作进行说明。 在图4中，位置(A)与图3G对应。另外，在图4中只图示正在 进行绕线的极齿9，省略了其他极齿的图示。如图3所示那样，使喷嘴3在极齿9周围相对于极齿9进行相 对移动，在极齿9周围巻绕了 l圏线材5之后，如图4所示，驱动 分度机构ll,使铁芯7绕其中心轴线T旋转。另外，驱动喷嘴移 动机构12，使喷嘴3追随极齿9的旋转地动作。这样，随着铁芯 7的旋转、使喷嘴3追随极齿9，这是为了在铁芯7的旋转中使 喷嘴3与极齿9的距离总是保持恒定，使喷嘴3与极齿9之间的线 材5的张力保持恒定。图4所示位置(B)是铁芯7旋转了90度的状态，位置(C) 是铁芯7旋转了 180度的状态，位置(D)是铁芯7旋转了 270度 的状态，位置(E)是铁芯7即将完成360度旋转的状态。由从位置(A)向位置(E)变化可知通过铁芯7绕其中 心轴线T旋转1圈来解开在线材5上产生的与l圏旋转量相应的 扭曲。这样，喷嘴3每绕极齿9周围l周，铁芯7绕其中心轴线T旋 转l圈，并且，在铁芯7的旋转过程中喷嘴3追随极齿9，由此， 在绕线动作时解开在线材5上产生的扭曲。通过重复进行图3所示的绕线动作与图4所示的解开扭曲的动作，将线材5整列巻绕在极齿9周围。另外，以上对对1个极齿9巻绕线材5的情况进行了说明， 但也可以适用于跨多个极齿9地巻绕线材5的情况。另外，以上对在构成内转子式电动机的定子的铁芯上进行 绕线的内式绕线装置进行了说明。但是，本发明不限于此，也外式绕线装置。根据以上的本实施方式，可起到如下所示的作用效果。使铁芯7绕其中心轴线旋转1圏，并且在铁芯7的旋转过程 中使喷嘴3追随极齿9，由此使喷嘴3每绕极齿9周围l周所产生 的线材的扭曲解开。而且，用于解开线材5扭曲的铁芯7的旋转 使用分度机构ll,该分度机构ll用于线材5的绕线动作。这样， 不需要为了解开线材5的扭曲而使铁芯7旋转的专用机构，可以 用简便的机构使线材5的扭曲解开。另外，向极齿9巻绕线材5以如下方式进行通过用导销50 暂时保持从喷嘴3放出的线材5来使线材5的扭曲部6向喷嘴3侧 移动之后，拔出导销50,使线材5落在极齿9上。通过这样在使 线材5的扭曲部6远离极齿9的状态下进行绕线，可以防止线材5 的扭曲部6巻绕在极齿9的周围。另外，在名夂不使用导销50而相 对于极齿9整列巻绕线材5的情况下，为了使扭曲部6远离极齿 9,需要加长极齿9与喷嘴3的距离地进行绕线。但是，通过使 用导销50可以使扭曲部6的位置远离极齿9，因此，可以无需加 长极齿9与喷嘴3的距离而将绕线装置自身紧凑化。不言而喻，本发明不限定于上述的实施方式，可以在其技 术思想范围内进行各种变更。
权利要求
1.一种多极电枢的绕线装置，对多个卷芯排列成环状而成的铁芯同时卷绕多根线材，该绕线装置具有分度机构、喷嘴与喷嘴移动机构，该分度机构使上述铁芯绕其中心轴线旋转，该喷嘴放出多根线材，该喷嘴移动机构使该喷嘴移动，上述喷嘴每绕卷芯周围1周，上述分度机构使上述铁芯绕其中心轴线旋转1圈，并在该铁芯旋转1圈的过程中上述喷嘴移动机构使上述喷嘴追随卷芯，由此，将在线材上产生的扭曲解开。
2. 根据权利要求l所述的多极电枢的绕线装置， 该绕线装置还具有导销，在往巻芯上巻绕线材时，该导销保持从上述喷嘴放出的线材，从而使线材的扭曲远离巻芯。
3. —种多极电枢的绕线方法，对多个巻芯排列成环状而 成的铁芯同时巻绕多根线材，该绕线方法具有如下工序绕线工序，通过使放出多根线材的喷嘴在巻芯周围进行相 对移动来将线材巻绕于巻芯上；解开工序，上述喷嘴每绕巻芯周围l周，使上述铁芯绕其 中心轴线旋转l圈，并且，在该铁芯旋转l周的过程中使上述喷 嘴追随巻芯，由此，将在线材上产生的扭曲解开。
4. 根据权利要求3所述的多极电枢的绕线方法， 在上述绕线工序中，通过用导销保持从上述喷嘴放出的线材来使线材的扭曲远离巻芯，在该状态下将线材巻绕在巻芯上。
全文摘要
本发明提供一种多极电枢的绕线装置及绕线方法，该多极电枢的绕线装置(1)对多个卷芯(9)排列成环状而成的铁芯(7)同时卷绕多根线材(5)，具有分度机构(11)、喷嘴(3)与喷嘴移动机构(12)，该分度机构(11)使铁芯(7)绕其中心轴线旋转，该喷嘴(3)放出多根线材(5)，该喷嘴移动机构(12)使喷嘴(3)移动，喷嘴(3)每绕卷芯(9)周围1周，分度机构(11)使铁芯(7)绕其中心轴线(T)旋转1圈，并在铁芯(7)旋转1圈的过程中喷嘴移动机构(12)使喷嘴(3)追随卷芯(9)，由此，将在线材(5)上产生的扭曲(6)解开。
文档编号H02K15/095GK101257239SQ20081000836
公开日2008年9月3日 申请日期2008年2月26日 优先权日2007年2月26日
发明者野地薰 申请人:日特机械工程株式会社