CN1196246C - 旋转电机绕组用绕线机和绕线方法 - Google Patents
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Abstract
一种绕线机，用于在芯构件13的各磁极齿11a形成绕组20，该芯构件13通过连接多个芯片11而构成，该芯片11由磁轭部11c和凸设于该磁轭部11c的内面11d的磁极齿11a构成；构成该姿势保持装置的回转滚轮14、大直径导向滚轮21、及小直径导向滚轮22使芯构件13弯曲，使与作为绕线实施对象的芯片11.4邻接的芯片11.3、11.5不从包含上述绕线实施对象的芯片11.4的磁轭部内面11d的边界面S凸出到其磁极齿侧地保持芯构件13的姿势。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转电机绕组用绕线机和绕线方法，该旋转电机绕组用绕线机在铁芯构件的各磁极齿形成绕组，该铁芯构件通过可使多个芯片弯曲的连接装置连接成带状而构成；特别是涉及一种用于提高绕组的整齐性的构成。
背景技术
例如日本特开平11-98774号公报公开的这种现有绕线机1如图9和图10所示那样，将通过连接装置连接成带状的铁芯构件3卷绕于绕线机1的卷筒2a，在凸出于铁芯构件3的外侧的各磁极齿3a通过出线嘴1a依次卷绕磁线4，从而形成绕组5。另外，例如日本特开平11-187630号公报所述的现有绕线机6如图11所示那样，沿着具有圆弧状路径的输送导向构件7如图中箭头所示那样输送，在凸出于通过连接装置连接成带状的铁芯构件8的内侧的各磁极齿8a，通过出线嘴6a依次卷绕磁线9，从而形成绕组10。
现有的各绕线机1、6如上述那样通过分别将带状的铁芯构件3、8配置成弧状，从而可同时卷绕3个绕组5、10，提高绕线作业性。然而，无论是如图11所示那样在使磁极齿8a处于弯曲部内侧地配置的铁芯构件8卷绕磁线9的场合，还是如图9所示那样在使磁极齿3a处于弯曲部外侧地配置从而成为扩大了槽宽的状态的铁芯构件3卷绕磁线4的场合，获得充分的卷绕空间都很困难。为此，无论在哪一个场合，都不得不与各磁极齿3a、8a的轴平行地配置各出线嘴1a、6a，如图12所示，各出线嘴1a、6a的排出口(在图中由A示出)的内径侧角部的曲率半径变小。为此，根据卷绕过程中的各出线嘴1a、6a的移动位置，例如在各磁线4、9分别在图中实线和虚线示出的状态下，各磁线4、9与角部间的摩擦阻力不同，施加于各磁线4、9的张力变动，所以，存在难以整齐地卷绕的问题。
本发明就是为了解决上述问题点而作出的，其目的在于提供一种可防止磁线卷绕时的变形、提高绕组的整齐性的绕线机和绕线方法。
发明内容
本发明的第一方面的绕线机用于在由铁芯构件构成的旋转电机铁芯形成绕组，该铁芯构件通过连接多个芯片构成；其中，上述各芯片由磁轭部和凸设于该磁轭部内面并形成上述绕组的磁极齿构成，上述铁芯构件通过可弯曲的连接装置将上述各磁轭部的两端连接成带状而构成，上述绕线机具有供线装置和姿势保持装置，上述供线装置使其线导出端以上述磁极齿为轴回转以在上述磁极齿形成绕组，上述姿势保持装置在由上述供线装置实施绕线时，使上述各磁极处于弯曲部外侧或内侧地通过上述连接装置使上述带状的铁芯构件弯曲，并且，使与实施绕线对象芯片邻接的芯片不从包含上述实施绕线对象芯片的上述磁轭部内面的边界面朝其磁极齿侧凸出地保持上述铁芯构件的姿势。姿势保持装置具有将各芯片依次送入到供线装置的动作区域地使上述铁芯构件移动的机构。
另外，本发明的第二方面的绕线机的姿势保持装置具有回转构件，该回转构件可沿外周面使至少连续的3个芯片弯曲并使磁极齿处于弯曲部外侧，同时固定铁芯构件。
另外，本发明的第三方面的绕线机的姿势保持装置具有夹具和保持构件，该夹具可使各磁极齿处于弯曲部外侧地使以规定节距配置于铁芯构件的多个各芯片和与该芯片邻接的芯片弯曲并对其加以固定，该保持构件使上述各磁极齿处于弯曲部内侧地使分别位于由上述各夹具固定的芯片间的其它各多个芯片弯曲并对其进行保持，在由上述夹具固定的芯片形成绕组。
另外，本发明的第四方面的绕线机的供线装置具有绕线翼，该绕线翼使其线导出端的线导出方向时常为以磁极齿为轴的径向地进行引导。
另外，本发明的第五方面提供一种绕线方法，该绕线方法用于在由铁芯构件构成的旋转电机铁芯形成绕组，该铁芯构件通过连接多个芯片而构成；其中，上述各芯片由磁轭部和凸设于该磁轭部内面并形成上述绕组的磁极齿构成，上述铁芯构件通过可弯曲的连接装置将上述各磁轭部的两端连接成带状而构成，使上述各磁极齿处于弯曲部的外侧或内侧地通过上述连接装置使上述铁芯构件弯曲，并且，使与1个芯片邻接的芯片不从包含上述1个芯片的上述磁轭部内面的边界面朝其磁极齿侧凸出地保持上述铁芯构件的姿势，在该状态下将绕组形成于上述1个芯片。上述姿势保持装置具有将各芯片依次送入到供线装置的动作区域地使上述铁芯构件移动的机构。
附图说明
图1为示出本发明的实施形式1的绕线机的构成和采用该绕线机的绕线的一工序的图。
图2为示出采用图1中的绕线机的绕线工序的下一工序的图。
图3为示出采用图1中的绕线机的绕线的图2中工序的下一工序的图。
图4示出图1的绕线机的回转滚轮的构成，(A)为正面图，(B)为示出沿(A)中的线B-B的断面图。
图5示出图4中的回转滚轮的各部件的构成，(A)为第1棘轮的正面图，(B)为第2棘轮的正面图。
图6为示出由图1的绕线机完成绕线后的定子构成的正面图。
图7为示出本发明实施形式2的绕线机的构成和采用该绕线机的绕线的各工序的图。
图8为用于说明图7的绕线机的姿势保持装置的动作的图。
图9为示出现有卷线机的构成的平面图。
图10为示出图9的现有绕线机的构成的平面图。
图11为示出现有绕线机的与图9不同的构成的平面图。
图12为用于说明采用现有绕线机的绕线的问题点的详细图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的实施形式。
实施形式1
图1为示出本发明的实施形式1的绕线机的构成和采用该绕线机的绕线的一工序的图，图2为示出采用图1中的绕线机的绕线工序的下一工序的图，图3为示出采用图1中的绕线机的绕线的图2中工序的下一工序的图，图4示出图1的绕线机的回转滚轮的构成，(A)为正面图，(B)为示出沿(A)中的线B-B的断面图，图5示出图4中的回转滚轮的各部件的构成，(A)为第1棘轮的正面图，(B)为第2棘轮的正面图，图6为示出由图1的绕线机完成绕线后的定子构成的正面图。
如图所示，符号11(11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9)为由磁轭部11c和凸设于该磁轭部11c的内面11d的磁极齿(テイ-ス)11a构成的多个芯片，在磁轭部11c的外面中央形成与后述的回转滚轮14接合的接合槽11b。符号12为可弯曲地配置于这些各芯片11间作为将各芯片11连接成带状的连接装置的连接构件，与各芯片11一起形成芯构件13。符号14为由图中未示出的驱动装置通过回转轴15间歇地驱动回转的作为姿势保持装置的回转滚轮，如图4和图5所示，由第1棘轮16和环状的第2棘轮17构成；该第1棘轮16具有贯通孔16a、轮毂部16b、多个凸缘部16c、及棘爪部16d，该贯通孔16a用于在中央嵌合回转轴15，该轮毂部16b以小直径形成于一侧，该多个凸缘部16c按规定间隔沿周向以大直径形成于另一侧，该棘爪部16d在该凸缘部16c的周向一端分别朝外方凸出地形成，并可与芯片11的接合槽11b接合；该环状的第2棘轮17具有内径部17a和棘爪部17b，该内径部17a用于在中央可滑动地嵌合第1棘轮16的轮毂部16b，该棘爪部17b隔开与第1棘轮16的棘爪部16d相同间隔地凸出形成于外周，并可与芯片11的接合槽11b接合。
符号18为安装于作为图中未示出的供线装置的绕线头(ヘツド)的3个绕线翼(フライセ)，分别对应于与回转滚轮14接合并且连续的3个芯片11进行配置，在各磁极齿11a分别卷绕磁线19，形成绕组20。该绕线翼18对线19进行引导，以使其线导出端的线导出方向时常为以磁极齿11a为轴的径向。如图2所示，符号21为可回转的一对大直径导向滚轮，该一对大直径导向滚轮21分别接触在位于配置有绕线翼18的3个芯片11前后的芯片11的各磁极齿11a前端地进行配置，符号22为可回转的一对小直径导向滚轮，该一对小直径导向滚轮22分别接触在处于该两大直径导向滚轮21接触的两芯片11与分别相邻于其前后的两芯片11间的连接构件12地进行配置。
下面，根据各图说明如上述那样构成的实施形式1的绕线机的动作。
首先，回转滚轮14的两棘爪部16d、17b接合于先头位置的芯片11(11.1)(以下简单地表示为芯片11.1)的接合槽11b。在该场合，第1和第2棘轮16、17从图4(A)的位置一时朝与箭头A相反的方向相对移动，两棘爪部16d、17b在处于周向大体相同位置的状态下插入到芯片11的接合槽11b，之后，通过朝箭头A的方向相对移动，从而由回转滚轮14固定先头位置的芯片11。
然后，使回转滚轮14朝逆时针方向回转，在回转与1个芯片11相当的角度后的位置，以与上述相同的要领，固定从先头起第2个芯片11.2。回转滚轮14反复进行同样的动作，在图1中，从先头到第4个的4个芯片11.1～11.4与回转滚轮14接合。其中，从先头到第3个的3个芯片11.1～11.3配置到与绕线翼18对应的位置。此时，各芯片11由回转滚轮14和两导向滚轮21、22限制，通过各连接构件12分别使磁极齿11a处于弯曲部外侧地配置。在该场合，为了便于说明，参照示出实施绕线途中状态的后述图2进行说明。与实施绕线对象芯片11.4邻接的芯片11.3、11.5由回转滚轮14保持各芯片11的姿势，以防止从包含实施绕线对象芯片11.4的磁轭内面11d的边界面S(在图2中用点划线示出)凸出到其磁极齿11a侧(在图2中由影线表示的部分)。即，保持上述姿势地根据芯片11的形状和尺寸决定回转滚轮14的直径尺寸等。
然后，通过操作绕线翼18，将磁线19卷绕到3个芯片11的磁极齿11a，形成绕组20。之后，反复进行与上述同样的操作，如图2所示那样将随后的第4～第6的3个芯片11.4～11.6接合到回转滚轮14，由绕线翼18形成绕组20。接着，如图3所示那样，将随后的第7～第9的3个芯片11.7～11.9接合到回转滚轮14，由绕线翼18形成绕组20。这样，当在全部9个芯片11的各磁极齿11a形成绕组20时，最后，如图6所示那样，使各连接构件12弯曲，使形成绕组20的磁极齿11a处于弯曲部的内侧地将芯构件13形成为环状，另外，虽然未在图中示出，但实际上随后由例如焊接等将端部相互间固定，完成定子23。
如上述那样按照上述实施形式1，由回转滚轮14的两棘轮16、17依顺序每次接合芯构件13的3个芯片11，并由回转滚轮14和两导向滚轮21、22的限制，使各磁极齿11a处于弯曲部外侧地通过连接构件12使芯构件13弯曲。与实施绕线对象芯片11邻接的芯片11由回转滚轮14保持各芯片11的姿势，防止从包含实施绕线对象芯片11的磁轭内面11d的边界面S凸出到其磁极齿11a侧，在该状态下形成绕组20，所以，在卷绕磁线19时可使用绕线翼18，可防止卷绕磁线19时的变形，从而可提高绕组20的整齐性。
另外，由于每次同时对3个芯片11形成绕组20，所以，可提高生产率，而且，通过在绕组20设置连接线还可进一步提高生产率。另外，根据与生产线的关系，不一定非要同时对3个芯片形成绕组，也可1个1个地形成绕组。另外，在上述构成中，将图4所示那样的回转滚轮14作为姿势保持装置，但也不限于此。
实施形式2
图7为示出本发明的实施形式2的绕线机的构成和采用该绕线机的绕线的各工序的图，图8为用于说明图7的绕线机的姿势保持装置的动作的图。
如图所示，与上述实施形式1同样的部分采用相同的符号，省略说明。符号24为朝周向以90°的间隔配置的作为可回转的4个保持构件的保持滚轮，在径向外侧仅移动规定距离，可与连接构件12接触，该连接构件12连接分别位于形成绕组20的芯片11间的其它芯片11。
符号25为3个夹具，与保持滚轮24一起构成姿势保持装置26，该夹具25分别配置于各保持滚轮24中间，仅朝径向外侧移动规定距离，形成于前端的接合部25a配置于对应的位置，与形成绕组20的芯片11的接合槽11b接合，从而将芯片11固定。对应于由这些各夹具25固定的各芯片11，配置绕线翼18。符号27为沿周向以规定间隔配置于保持滚轮24和夹具25外方的多个接触构件，在各保持滚轮24朝外侧移动从而朝外侧推压各芯片11的状态下，通过分别接触各芯片11的磁极齿11a的前端，以环状保持芯构件13。符号28为多个把持构件，该多个把持构件28在以环状保持芯构件13的状态下对规定的芯片11的磁极齿11a进行把持，沿周向使芯片11移动1个节距量，并且，在由绕线翼18使磁线19卷绕时与接触构件27一起退避到不妨碍绕线的位置。
下面，根据图7和图8说明如上述那样构成的实施形式2的绕线机的绕线和芯构件的姿势保持动作。
首先，如图8(A)所示，各夹具25朝外侧移动，接合部25a与第1、第4、及第7的各芯片11.1、11.4、11.7的各接合槽11b接合，将其固定。另外，各保持滚轮24在原来的位置接触第2与第3芯片11.2、11.3之间、第5与第6芯片11.5、11.6之间、及第8与第9芯片11.8、11.9之间的连接部。这样，第1、第4、及第7各芯片11.1、11.4、11.7和与其邻接的芯片11.2等在同一圆周上弯曲并使磁极齿11a分别处于弯曲部的外侧。另外，第2与第3芯片11.2、11.3、第5与第6芯片11.5、11.6、第8与第9芯片11.8、11.9分别成为使磁极齿11a处于弯曲部的内侧地弯曲的状态。另外，如图7(A)所示，在由各夹具25固定的第1、第4、及第7各芯片11.1、11.4、11.7的磁极齿11a由绕线翼18卷绕磁线19，形成绕组20。
然后，如图8(B)所示那样，将各接触构件27设定于规定的位置，从芯片11的接合槽11b拆下各夹具25的接合部25a，并使各保持滚轮24朝外侧移动，推压各芯片11。这样，使各磁极齿11a的前端接触各接触构件27，使芯构件13变形为圆环状。之后，由把持构件28把持第2、第5、及第8芯片11.2、11.5、11.8的磁极齿11a，如图8(C)所示那样，使保持滚轮24返回到原来的位置，将芯构件13朝周向移动磁极齿11a的1个节距量。这样，各芯片11错开1个节距，由第2、第5、及第8各芯片11.2、11.5、11.8分别取代第1、第4、及第7各芯片配置到与绕线翼18对应的位置。
接着，如图8(D)所示，使与第1、第3、第4、第6、第7、及第9芯片11.1、11.3、11.4、11.6、11.7、11.9的磁极齿11a接触的各接触构件27朝内侧移动，使各芯片11的连接部接触于保持滚轮24，从而使第2、第5、及第8各11.2、11.5、11.8及与其相邻接的芯片11.1等在同一圆周上弯曲并使磁极齿11a分别处于弯曲部的外侧。另外，第3和第4芯片11.3、11.4、第6和第7芯片11.6、11.7分别成为使磁极齿11a处于弯曲部内侧地弯曲的状态。如图7(B)所示，与图7(A)所示场合同样，由各夹具25固定对应的各芯片11，在第2、第5、及第8各芯片11.2、11.5、11.8的磁极齿11a分别由绕线翼18卷绕磁线19，形成绕组20。
之后，反复进行与上述同样的姿势变形动作，如图7(C)所示那样，在由各夹具25固定的第3、第6、及第9的各芯片11.3、11.6、11.9的磁极齿11a分别由绕线翼18卷绕磁线19，形成绕组20。这样，在所有9个芯片11.1～11.9的各磁极齿11a形成绕组20，最后，与在上述实施形式1中说明的图6所示同样地使各连接构件12弯曲，使形成绕组20的磁极齿11a处于内侧地将芯构件13形成为环状，另外，虽然未在图中示出，但实际上随后由例如焊接等将端部相互间固定，完成定子。
这样按照上述实施形式2，由夹具25依顺序每次3个地固定芯构件13的(第1、第4、第7)、(第2、第5、第8)、(第3、第6、第9)芯片11，并由夹具25和保持滚轮24的限制，使芯构件13弯曲成上述的状态。这样，与实施绕线对象芯片11邻接的芯片11不从包含实施绕线对象芯片11的磁轭内面11d的边界面S凸出到其磁极齿11a侧，在卷绕磁线19时可使用绕线翼18，可防止卷绕磁线19时的变形，所以，可提高绕组20的整齐性。
另外，由于每次对3个芯片11同时形成绕组20，所以，可提高生产率，而且，通过在绕组20设置连接线，可进一步提高生产率，另外，由于跳过2个地配置形成绕组20的芯片11，所以，可在空间方面进一步容易地设置绕线翼18。在上述构成中，由夹具25以90°的间隔跳过2个地依次固定芯片11，但不限于此。
如上述那样，按照本发明的第一方面，可提供一种绕线机，该绕线机用于在由芯构件构成的旋转电机铁芯形成绕组，该芯构件通过连接多个芯片构成；其中，上述各芯片由磁轭部和凸设于该磁轭部内面并形成上述绕组的磁极齿构成，上述芯构件通过可弯曲的连接装置将上述各磁轭部的两端连接成带状而构成，上述绕线机具有供线装置和姿势保持装置，上述供线装置使其线导出端以上述磁极齿为轴回转以在上述磁极齿形成绕组，上述姿势保持装置在由上述供线装置实施绕线时，使上述各磁极处于弯曲部外侧或内侧地通过上述连接装置使上述芯构件弯曲，并且，使与实施绕线对象的芯片邻接的芯片不从包含上述实施绕线对象的芯片的上述磁轭部内面的边界面朝其磁极齿侧凸出地保持上述芯构件的姿势，所以，可防止磁线卷绕时的变形，提高绕组的整齐性。
另外，按照本发明的第二方面，在本发明的第一方面中，姿势保持装置具有将各芯片依次送入到供线装置的动作区域地使上述芯构件移动的机构，所以，可圆滑、有效地对各芯片绕线。
另外，按照本发明的第三方面，在本发明的第一方面中，姿势保持装置具有回转构件，该回转构件可沿外周面使至少连续的3个芯片弯曲并使磁极齿处于弯曲部外侧，同时固定芯构件，所以，可简单地构成姿势保持装置，提高绕组的整齐性。
另外，按照本发明的第四方面，在本发明第四方面中，姿势保持装置具有夹具和保持构件，该夹具可使各磁极齿处于弯曲部外侧地使以规定节距配置于芯构件的多个各芯片和与该芯片邻接的芯片弯曲并对其加以固定，该保持构件使上述各磁极齿处于弯曲部内侧地使分别位于由上述各夹具固定的芯片间的其它各多个芯片弯曲并对其进行保持，在由上述夹具固定的芯片形成绕组，所以，可简单地构成姿势保持装置，提高绕组的整齐性。
另外，按照本发明的第五方面，在本发明的第一方面中，供线装置具有绕线翼，该绕线翼使其线导出端的线导出方向时常为以磁极齿为轴径向地进行引导，所以，可提高绕组的整齐性。
按照本发明的第六方面，可提供一种绕线方法，该绕线方法用于在由芯构件构成的旋转电机铁芯形成绕组，该芯构件通过连接多个芯片而构成；其中，上述各芯片由磁轭部和凸设于该磁轭部内面并形成上述绕组的磁极齿构成，上述芯构件通过可弯曲的连接装置将上述各磁轭部的两端连接成带状而构成，使上述各磁极齿处于弯曲部的外侧或内侧地通过上述连接装置使上述芯构件弯曲，并且，使与1个芯片邻接的芯片不从包含上述1个芯片的上述磁轭部内面的边界面朝其磁极齿侧凸出地保持上述芯构件的姿势，在该状态下将绕组形成于上述1个芯片，所以，可防止磁线卷绕时的变形，提高绕组的整齐性。
Claims (5)
1.一种绕线机，用于在由铁芯构件构成的旋转电机铁芯形成绕组，该铁芯构件通过连接多个芯片构成；其特征在于：
上述各芯片由磁轭部和凸设于该磁轭部内面并形成上述绕组的磁极齿构成，
上述铁芯构件通过可弯曲的连接装置将上述各磁轭部的两端连接成带状而构成，
上述绕线机具有供线装置和姿势保持装置，
上述供线装置使其线导出端以上述磁极齿为轴回转以在上述磁极齿形成绕组，
上述姿势保持装置在由上述供线装置实施绕线时，使上述各磁极齿处于弯曲部外侧或内侧地通过上述连接装置使上述带状的铁芯构件弯曲，并且，使与实施绕线对象芯片邻接的芯片不从包含上述实施绕线对象芯片的上述磁轭部内面的边界面朝其磁极齿侧凸出地保持上述铁芯构件的姿势；上述姿势保持装置具有将各芯片依次送入到供线装置的动作区域地使上述铁芯构件移动的机构。
2.如权利要求1所述的绕线机，其特征在于：姿势保持装置具有回转构件，该回转构件可沿外周面使至少连续的3个芯片弯曲并使磁极齿处于弯曲部外侧，同时固定铁芯构件。
3.如权利要求1所述的绕线机，其特征在于：姿势保持装置具有多个夹具和保持构件，该夹具使各磁极齿处于弯曲部外侧地使以规定节距配置于铁芯构件的多个各芯片和与该芯片邻接的芯片弯曲并对其加以固定，该保持构件使上述各磁极齿处于弯曲部内侧地使分别位于由上述各夹具固定的芯片间的其它各多个芯片弯曲并对其进行保持，在由上述夹具固定的芯片形成绕组。
4.如权利要求1所述的绕线机，其特征在于：供线装置具有绕线翼，该绕线翼使该线导出端的线导出方向时常为以磁极齿为轴的径向地进行引导。
5.一种绕线方法，用于在由铁芯构件构成的旋转电机铁芯形成绕组，该铁芯构件通过连接多个芯片而构成；其特征在于：
上述各芯片由磁轭部和凸设于该磁轭部内面并形成上述绕组的磁极齿构成，
上述铁芯构件通过可弯曲的连接装置将上述各磁轭部的两端连接成带状而构成，
使上述各磁极齿处于弯曲部的外侧或内侧地通过上述连接装置使上述铁芯构件弯曲，并且，使与1个芯片邻接的芯片不从包含上述1个芯片的上述磁轭部内面的边界面朝其磁极齿侧凸出地保持上述铁芯构件，在该状态下将绕组形成于上述1个芯片；
上述姿势保持装置具有将各芯片依次送入到供线装置的动作区域地使上述铁芯构件移动的机构。
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