CN1701490A

CN1701490A - 线圈绕线机

Info

Publication number: CN1701490A
Application number: CN 200480001012
Authority: CN
Inventors: 平子胜; 山田英治; 佐藤修治
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2005-11-23
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: JP4192727B2; JP2005080363A; CN100405708C; WO2005022722A1

Abstract

本发明目的在于提供一种不使整体大型化而增大线圈架片的冲程的线圈绕线机。通过相对飞轮的旋转，分段的线圈架向其旋转的中心轴方向移动，线圈以多段卷绕于此线圈架上，形成周长不同的线圈，可动线圈架(10)，具有形成凸轮槽的冲程杆(13)，在各段上，将贯穿凸轮槽的销固定在夹着冲程杆(13)而配置的一对齿条(22、22)上，在各齿条(22、22)上啮合有小齿轮(23、23)，在此小齿轮(23、23)上交叉固定夹着冲程杆(13)而配置的臂(24、24)，线圈架片(15A、15B、15C)连接在此两臂(24、24)的前端部上，以相对臂(24、24)的动作保持相同的姿势。

Description

线圈绕线机

技术领域

本发明涉及一种制造用于家庭用电器产品、汽车等的电动机的线圈绕线机，更为详细地，是一种为了使线圈的周长变化而在线圈架上设置可变高度差的装置，特别涉及一种构成为可以较大得到此变化的高度差冲程的线圈绕线机。

背景技术

以往提出了一种制造电动机用的线圈绕线机，为了改变线圈的周长而在线圈架上设置可变的高度差。例如作为专利文献1而举出的特开2003-164122号公报所记载的技术。

电动机用的线圈，将绕线螺旋状地卷绕于线圈绕线机的线圈架上，其后如图8所示，将其置于线圈插入夹具200，所述线圈插入夹具200具有以相同圆周状空开规定的间隔而设置的多个叶片201，插入安装在此线圈插入夹具200上的定子300预定的槽301中而进行转移。然而，在向槽301的插入以及成形时，为了配合所需最长的部分而将线圈401～405的周长设定为相同长度，这就成为因插入的槽301的部位而以超出需要的长度插入的情况。因此，线圈端的尺寸变大，定子变大，同时存在产生额外的铜损，电动机的效率降低的问题点。

对此，在专利文献1中提出了一种各线圈为不同周长的线圈绕线机。图5为表示此线圈绕线机的图。图6为表示此线圈的卷绕状态的图。图7为表示在线圈绕线机的线圈架上设置高度差的状态的图。

线圈绕线机100如图5所示相对于线圈插入夹具200进行配置，此线圈绕线机100构成如下：线圈架110被可以上下移动的支撑板131保持，通过下线器132下端的压板133，如图6所示向下方放出卷取在线圈架110上的线圈401～405。在线圈架110的外侧，可转动地设置飞轮120，此飞轮插通有形成线圈401～405的成带状的10根绕线400通过此飞轮120在线圈架110的周围高速地旋转，如图6所示，绕线400成螺旋状地卷绕在下降的线圈架110上。

线圈架110相对支撑板131设置有固定线圈架111和可动线圈架112。可动线圈架112如图7所示，第一至第四线圈架片151～154插通基板156，与在水平方向上可滑动的导向轴161成为一体，固定于此导向轴161上的导向板162，分别通过未图示的压缩弹簧向附图左侧的固定线圈架111侧施力。在线圈架110的轴心A，凸轮171～174一体形成于凸轮轴170上，通过凸轮轴170的旋转，被凸轮171～174推压的线圈架片151～154分别反抗压缩弹簧的施加力而被向外方推压，形成高度差。因此，如图6所示，在与固定线圈架111之间从第一周直到第五周卷绕绕线400，形成周长不同的线圈401～405。

其后，线圈架110下降，在与固定线圈架111的间隙部113插入线圈插入夹具200的叶片201。如图6所示，在线圈的卷绕结束之后，通过凸轮轴170的逆向旋转，可动线圈架112的高度差消失，卷绕在各线圈架片151～154上的第一周～第五周的线圈401～405成松弛状态。因此，通过下线器132的下降放出线圈401～405，成为与图8所示状态相同的状态。如上所述，将装在此线圈插入夹具200上的线圈401～405插入定子300的预定的槽301中而转移。此时，由于插入的槽301的部位不同，线圈401～405的周长不同，因而可以缩短插入定子中的总的线圈长度，减少铜损。

专利文献1：特开2003-164122号公报(第2-6页、图1，4，7，13)

然而，如专利文献1所示的以往的线圈绕线机，构成驱动机构，使凸轮轴170和一体的凸轮171～174转动，使通过导向轴161以及导向板162而抵于此凸轮171～174上的线圈架片151～154产生位移，但是在这里线圈架片151～154的位移不能得到足够的冲程。如果要得到大的冲程，同样不得不使凸轮171～174的形状变大，因此不仅是线圈架110，线圈绕线机100整体也变得大型化。而且，在专利文献1中，只表示了两种基于线圈架片151～154的可变模式，但是如果要进行更多的模式改变，对于特定凸轮171～174本身的形状是存在界限的。

对于这一点，也考虑使用液压缸作为驱动机构。这是因为液压缸可以任意地控制输出，因而可以得到更多的可变模式。然而如果使用液压缸，若要得到大的冲程，还需要使线圈架和线圈绕线机大型化，使用小型的液压缸不能得到大的冲程。

因此，本发明为了解决上述问题，目的在于提供一种可以不使整体大型化而增大线圈架片的冲程的线圈绕线机。

发明内容

本发明的线圈绕线机，在具有固定线圈架和将距该固定线圈架的距离分成多段并可以改变的可动线圈架的线圈架上，配置有在供给绕线的同时进行旋转的飞轮，由于此飞轮一边供给绕线一边旋转，线圈架向此旋转的中心轴方向移动，因而线圈以多段卷绕于线圈架上，形成周长不同的线圈，其特征在于，上述可动线圈架具有驱动机构，其通过一体设置于交叉的臂上的齿轮而使此臂转动，从而进行此臂伴随开闭的伸缩，通过此齿轮的转动，使直接卷绕上述线圈的上述臂的前端上安装的线圈架片距固定线圈架的距离可以改变。

此外，本发明的线圈绕线机，在具有固定线圈架和将距该固定线圈架的距离分成多段并可以改变的可动线圈架的线圈架上，配置有在供给绕线的同时进行旋转的飞轮，由于此飞轮一边供给绕线一边旋转，线圈架向其旋转的中心轴方向移动，因而线圈以多段卷绕于线圈架上，形成周长不同的线圈，其特征在于，上述可动线圈架，具有对应使上述线圈的周长各异的各段形成凸轮槽的冲程杆，在各段上，将贯穿上述凸轮槽的销固定在夹着冲程杆而配置的一对齿条上，在各齿条上啮合有小齿轮，在此小齿轮上交叉固定夹着冲程杆而配置的臂，直接卷绕上述线圈的线圈架片连接在此两臂的前端部上，以相对臂的动作保持同样的姿势。

根据本发明的线圈绕线机，为了实现多段的可动线圈架，使与臂一体设置的齿轮转动，伴随此交叉的臂的开闭动作控制各段线圈架片的位置。更为具体地，例如通过使上述冲程杆上下运动，通过配合凸轮槽的销而使齿条在横向上移动，进而通过齿条的移动使小齿轮转动，使交叉的臂开闭。由于在臂的前端部安装有线圈架片，可以通过基于凸轮槽的齿条的移动量、也就是小齿轮的转动量对每段调整距上述固定线圈架的距离。

因此，本发明可以提供一种线圈绕线机，其具有驱动机构，所述驱动机构通过一体设置在交叉的臂上的齿轮使此臂转动，而进行此臂伴随开闭的伸缩，构成可动线圈架，以使在通过此驱动机构的动作而直接卷绕线圈的臂的前端安装的线圈架片距固定线圈架的距离可变，因而通过相对齿轮的半径较大设置臂的长度，可以不使整体大型化而增大线圈架片的冲程。

附图说明

图1是表示构成线圈绕线机的可动线圈架的一个实施方式的透视图。

图2是表示图1所示的可动线圈架的内部构造的透视图。

图3是包含图1所示的可动线圈架的线圈架的剖视图。

图4是表示插入图1所示的可动线圈架内的冲程杆的图。

图5是表示以往的线圈绕线机的图。

图6是表示以往的线圈绕线机的线圈的卷绕状态的图。

图7是表示在以往的线圈绕线机中，在线圈架上形成高度差的状态的图。

图8是表示将使用线圈绕线机卷取的线圈置于线圈插入夹具的状态的图。

具体实施方式

接着，参照附图对本发明的线圈绕线机的一个实施方式进行以下说明。本实施方式的线圈绕线机与上述专利文献1所示的现有例相同，构成为在线圈架的外侧可转动地设置飞轮120，此飞轮120插通有形成线圈的绕线400，此飞轮120高速地在线圈架的周围旋转，使绕线400螺旋状地卷绕在下降的线圈架上。而且本实施方式的线圈绕线机也在线圈架上设置高度差以可以对线圈周长进行可变设定，但具有如下特征：构成为可以较大得到高度差冲程，所述高差冲程特别用于进行周长不同的线圈的绕线。

图1是表示构成这种本实施方式的线圈绕线机的可动线圈架的透视图，图2是表示此可动线圈架的内部构造的透视图。由于飞轮等是与图5所示的现有例的飞轮相同的构造，因而省略图示，对此点在下适当参照图5以及图6进行说明。

构成线圈绕线机的线圈架的可动线圈架10，相对主体11上下设置3个构成高度差的线圈架片15A、15B、15C，根据这些线圈架片15A、15B、15C的移动位置可以对线圈的周长设定进行调整。线圈架片15A、15B、15C的驱动机构，首先形成上下贯穿主体11的导孔12，在此导孔12中插入切开有图4所示形状的凸轮槽31、32、33的冲程杆13。设置于冲程杆13上的凸轮槽31、32、33对应在上下方向配置的线圈架片15A、15B、15C形成3个。

本实施方式的线圈绕线机，是为了制造三相电动机而将U相、V相、以及W相的线圈装入定子的装置。因此，在冲程杆13上切出的槽31、32、33的形状被决定成可以分别输出与U相、V相、以及W相对应的各冲程。即，在3种模式的凸轮槽31、32、33上，分别对应U相、V相、以及W相设置用于决定线圈架片15A、15B、15C的位置的点(U1、V1、W1/U2、V2、W2/U3、V3、W3)。

在具有这样的凸轮槽31、32、33的冲程杆13上，对各凸轮槽31、32、33，也就是对最终动作的线圈架片15A、15B、15C，可动销21A、21B、21C在垂直方向上贯通。可动线圈架10的驱动机构，在线圈架片15A、15B、15C都以相同的构造构成以下所示构成。因此，对驱动机构的构成，对与线圈架片15A相对应的部分标以标号进行说明，对线圈架片15B、15C省略标号。

此可动销21A、21B、21C分别固定在夹着冲程杆13而配置的各一对的齿条22、22上，构成为不能在上下方向移动，只能在并排有齿条的齿的横向上移动。也就是可动销21A、21B、21C只能相对主体11在线圈架片15A、15B、15C移动的横向上进行移动，在图4中的冲程杆13上下动的情况下，根据凸轮槽31、32、33的位置，在同一高度向横向推压，使位置变化。

如图3所示，一对的齿条22、22在主体11内分别与成扇形的小齿轮23、23啮合。因此，根据驱动机构至此的构成，冲程杆13的上下运动通过可动销21A、21B、21C使各一对的齿条22、22变成在横向移动的运动，并向与齿条22、22啮合的小齿轮23、23传递，使其变成旋转运动。

而且可动线圈架10的驱动机构，在小齿轮23、23的上下，分别安装臂24、24，并使其分别与其相反侧的小齿轮23的臂交叉。在这里，成对的齿条22、22以及小齿轮23、23夹着冲程杆13对称而配置。因此交叉的臂24、24…构成为通过小齿轮23、23旋转运动，进行如剪刀那样的对称的开闭动作。也就是交叉的臂24、24…的前端构成为进行如下动作：缩小其间隔而向远离冲程杆13(图3所示的固定线圈架30)的方向延伸，相反扩大其间隔而收缩，以靠近固定线圈架30。

在臂24、24…的前端支撑安装线圈架片15A、15B、15C。线圈架片15A、15B、15C在线圈的绕线方向上具有弯曲的面，在上下形成与安装销25、25卡合的长孔16、16，所述安装销25、25…突设在臂24、24的前端。如上所述，在交叉的臂24、24分别进行开闭动作时，前端的安装销25、25…的移动轨迹描绘出弧状，在此移动范围内，安装销25、25…在长孔16、16内在长度方向上自由移动，而在与此垂直的线圈架片15A、15B、15C的冲程杆方向上被限制移动。因此，线圈架片15A、15B、15C如图1所示，构成为不改变起立的姿势而在与此面垂直的方向上直线进退。

根据这样的驱动机构而动作的线圈架片15A、15B、15C，在规定的突出位置停止而卷绕线圈。由于线圈以强力卷绕绕线，因而线圈架片15A、15B、15C不仅被臂24、24…支撑，还被多个作用杆26…和支撑杆27…支撑以不出现松动。作用杆26…和支撑杆27…突设于齿条22、22，如图3所示，安装作用杆26使得弹簧的弹性力作用于拉入方向(附图左侧)，支撑杆27通过衬套可滑动地安装。因此，通过作用杆26的弹簧28的施加力作用于支撑杆27侧，使线圈架片15A、15B、15C保持图1所示的姿势。

因此。使用具有如上所述构成的可动线圈架10的线圈绕线机，可以如下进行线圈绕线。可动线圈架10，如图3所示通过间隙部35与固定线圈架30构成线圈架1，线圈绕线机，在此线圈架1的外侧，如图5以及图6所示，可转动地设置飞轮120，此飞轮120插通有形成线圈401～405的成带状的10根绕线400。因此，通过此飞轮120高速地在线圈架110的周围旋转，绕线400螺旋状地卷绕在下降的线圈架1上。

此时，线圈架1的可动线圈架10通过驱动机构的动作，如下决定线圈架片15A、15B、15C的位置而形成高度差。此高度差在本实施方式中具有对应U相、V相、W相的3个模式的变化。

在线圈绕线机中具有伺服电动机的等驱动装置，冲程杆13通过此驱动装置对上下方向的位置决定进行控制。也就是按照向定子的槽中插入线圈的U相、V相、W相的顺序提升冲程杆13，以使凸轮槽31、32、33的点U1、V1、W1…位于各可动销21A、21B、21C的高度。以线圈架片15A为例说明驱动机构的动作。

例如在U相线圈绕线卷绕结束后，移行至对下一个V相线圈的线圈绕线工序。此时，冲程杆13被提升，暂时停在图4所示位置。这是因为在U相线圈卷绕结束后，如图6所示必须通过下线器132将此卷绕的线圈向下方的线圈插入夹具200放出，因而需要暂时消除线圈架片15A、15B、15C的高度差。因此在凸轮槽31、32、33上，在U相和V相、V相和W相的各点U1、V1、W1…之间设定使线圈架片15A、15B、15C后退消除高度差的点。

在向线圈插入夹具200的线圈放出结束后，继续提升冲程杆13。可动销21A相对下降(参照图4)，沿凸轮槽31向附图右侧移动。这样，与可动销21A成为一体的齿条22、22也向相同方向移动，与此齿条22、22啮合的小齿轮23、23被给予转动。此小齿轮23、23被给予转动后，固定于此小齿轮23、23上，支撑线圈架片15A的臂24、24…也被给予转动。此时，由于臂24、24…前端的安装销25、25…的转动半径比小齿轮23、23的齿轮径(半径)长，因而即使使小齿轮23、23转动的齿条22、22的移动量较小，在相同方向的安装销25、25…的移动量，也就是线圈架片15A的冲程也很大。与线圈架片15A连接的支撑杆27、27…反抗通过作用杆26而作用的弹簧的施加力而从齿条22、22拉出。

这样的动作，对线圈架片15B、15C也通过冲程杆13的提升而同样进行，分别根据凸轮槽32、33的形状只移动规定的冲程。绕线卷绕于线圈架片15A、15B、15C上，V相的线圈绕线相对线圈架1使周长不同而形成3段。其后再提升冲程杆13，如上所述线圈架片15A、15B、15C的高度差消失，因而变成松弛状态，通过下线器被向夹具200放出。接着与如图8所示状态同样置于线圈插入夹具200，接着插入安装在此线圈插入夹具200上的定子300的预定的槽301中而转移。

使用本实施方式的线圈绕线机的线圈的形成，是通过以U相、V相、W相的顺序阶段性地提升冲程杆13而进行的。而且在所有相的线圈都形成后再次压下冲程杆13，再次回到可动销21A、21B、21C位于凸轮槽31、32、33的点U1、U2、U3的初期状态。

因此，根据本实施方式的线圈绕线机，通过在线圈架1的可动线圈架10的驱动机构中交叉的臂24、24…的动作可以得到冲程，因而通过臂24、24…的长度，可以使此冲程方向、也就是线圈架片15A、15B、15C的突出方向的小的变动(可动销21A以及齿条22的动作)变大而输出。因此，可以不使包括可动线圈架10的线圈绕线机大型化而较大得到使线圈周长各异的线圈架片15A、15B、15C的移动量，也就是可以较大得到高度差冲程。

此外，由于切开有凸轮槽31、32、33的冲程杆13而使可动销21A和齿条22产生动作，因而通过使形成于冲程杆13上的凸轮槽的形状变化可以容易地改变线圈架片15A、15B、15C的移动量。

以上对本发明的线圈绕线机的一个实施方式进行了说明，但本发明不限定于此，在不脱离其主旨的范围内可以进行种种的变更。

例如在上述实施方式中，构成为对应3相线圈使3个线圈架片15A、15B、15C产生位移，但是可以通过在冲程杆13上形成凸轮槽，追加直至臂的驱动机构来驱动更多的线圈架片。

Claims

1.一种线圈绕线机，在具有固定线圈架和将距该固定线圈架的距离分成多段并可以改变的可动线圈架的线圈架上，配置有在供给绕线的同时进行旋转的飞轮，由于此飞轮一边供给绕线一边旋转，线圈架向此旋转的中心轴方向移动，因而线圈以多段卷绕于线圈架上，形成周长不同的线圈，其特征在于，

所述可动线圈架具有驱动机构，其通过一体设置于交叉的臂上的齿轮而使此臂转动，从而进行伴随此臂开闭的伸缩，通过此齿轮的转动，使直接卷绕所述线圈的所述臂的前端上安装的线圈架片距固定线圈架的距离可以改变。

2.一种线圈绕线机，在具有固定线圈架和将距该固定线圈架的距离分成多段并可以改变的可动线圈架的线圈架上，配置有在供给绕线的同时进行旋转的飞轮，由于此飞轮一边供给绕线一边旋转，线圈架向其旋转的中心轴方向移动，因而线圈以多段卷绕于线圈架上，形成周长不同的线圈，其特征在于，

所述可动线圈架，具有对应使所述线圈的周长各异的各段形成凸轮槽的冲程杆，在各段上，将贯穿所述凸轮槽的销固定在夹着冲程杆而配置的一对齿条上，在各齿条上啮合有小齿轮，在此小齿轮上交叉固定夹着冲程杆而配置的臂，直接卷绕所述线圈的线圈架片连接在此两臂的前端部上，以相对臂的动作保持同样的姿势。

3.如权利要求2所述的线圈绕线机，其特征在于，

所述线圈架片连接成如下：在与移动方向垂直的方向上形成长的长孔，固定于所述臂上的安装销插入此长孔，相对所述臂的动作保持同样的姿势。