JP2016146727A - 捻り形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回動方向の異なる複数の環状部材の喰いつきの発生を低減させること。
【解決手段】内外の環状セグメントコイルの先端に係合する内外の環状部材１１ａ〜１１ｈを有する環状捻り治具１１と、内外の環状部材１１の下端に別々に係合する捻り治具選択ツール１２と、を備え、捻り治具選択ツール１２は、環状部材１１ａ〜１１ｈを上昇させると共に旋回させて環状セグメントコイルの先端の捻り形成を行い、前記環状部材１１ａ〜１１ｈを原位置に戻すように旋回させる際に、前記環状部材１１ａ〜１１ｈの下面１１を捻り治具選択ツール１２の上面１２ｄにより摺動自在に支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、セグメントコイル式スタータの製造に用いる捻り形成装置に関する。

従来このような分野の技術として、特開２０１４−１２８１２９号公報がある。この公報には、固定子コアに挿入されたセグメントコイルの先端を、コイル捻り治具により保持して捻り形成を行う捻り形成装置が記載されている。この公報に記載されているコイル捻り治具は、外周側に備えられている第１環状部材と、内周側に備えられている第２環状部材とを有している。第１の環状部材と、第２の環状部材には、それぞれセグメントコイルのリード部分が係合されており、第１環状部材と第２環状部材を互いに逆方向に移動するように回転させると共に、固定子側に移動させることで、リード部分を捻り形成を行う。

特開２０１４−１２８１２９号公報

前述した従来の捻り形成装置では、第１環状部材と第２環状部材は、コイル捻り治具に回動可能に保持されていると共に、固定子に近接離間可能なように移動機構が備えられている。しかしながら、第１環状部材と第２環状部材が回動する際に互いに斜めになった場合に、環状部材どうしの喰いつきが発生することについては考慮されていない。同様に、環状部材が３以上の複数の層を有している場合であっても、奇数層と偶数層で環状部材が互いに斜めになり、環状部材を元の位置に戻す際に喰いつきが発生する場合がある。
本発明は、内外に設けられ、回動方向が異なる動作を行う複数の環状部材の喰いつきの発生を低減させた捻り形成装置を提供するものである。

本発明にかかる捻り形成装置は、内外の環状セグメントコイルの先端に係合する内外の環状部材を有する環状捻り治具と、前記内外の環状部材の下端に別々に係合する捻り治具選択ツールと、を備え、前記捻り治具選択ツールは、前記環状捻り治具を上昇させると共に旋回させて前記環状セグメントコイルの先端の捻りを行い、前記環状捻り治具を原位置に戻す際に、前記環状捻り治具の下面を、前記捻り治具選択ツールの上面が摺動自在に支持する。
これにより、捻り治具選択ツールの上面を用いて、環状部材の下面の高さが等しくなる状態で支持することで、回動させる際に環状部材が斜めに傾くことを防止することができる。

これにより、回動方向の異なる複数の環状部材の喰いつきの発生を低減させることができる。

捻り形成装置の斜視図である。 環状部材に治具選択ツールが挿入された状態を示す図である。 環状捻り治具のＡ−Ａ断面及び治具選択ツールと保持ピンによる環状捻り治具の内側方向への動きを示す図である。 治具選択ツールにより環状捻り治具の下面部が支持された状態を示すＡ−Ａ断面図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、捻り形成装置１は、複数の環状部材１１ａ〜１１ｈを有する環状捻り治具１１と、環状部材１１ａ〜１１ｈの下端に係合する複数の捻り治具選択ツール１２と、環状部材１１ａ〜１１ｈを保持する保持ピン１３と、を備える。

環状捻り治具１１は、内外に設けられた複数層からなる環状部材を有する。ここでは、環状捻り治具１１には、８個の環状部材１１ａ〜１１ｈ（図３参照）を有する。最も外側に配置された環状部材が第１層の環状部材１１ａであり、内側方向に向かって順番に、第２層の環状部材１１ｂ〜第８層の環状部材１１ｈが配置されている。隣り合う環状部材１１ａ〜１１ｈの間には、クリアランスが設けられている。また図２に示すように、環状部材１１ａの上部には、複数の歯２１が形成されている。環状部材１１ａの下部には、捻り治具選択ツール１２が係合する係合部２２が形成されている。環状部材１１ｂ〜１１ｈについても同様である。また図４に示すように、環状部材１１ａ〜１１ｈにおいて、環状に設けられている壁部には、保持ピン１３が挿入される第１の貫通部２３と、保持ピン１３が摺動可能な状態で挿入される第２の貫通部２４が形成されている。なお、環状部材１１ａ〜１１ｈは、捻り動作を行う場合に、奇数層が時計周りに旋回し、偶数層が反時計回りに旋回するものとして説明する。

図２に示すように、歯２１は、環状部材１１ａ〜１１ｈの上部において、周方向に連続して形成されている。歯２１には、セグメントコイル３１の先端部３１ａが係合される。環状部材１１ａ〜１１ｈが旋回すると共に上昇動作することにより、セグメントコイル３１は捻り形成される。なお、セグメントコイル３１は、環状捻り治具１１の上方に配置されたコアに連結されている。

係合部２２は、環状部材１１ａ〜１１ｈの下部において、後述する捻り治具選択ツール１２の突起部１２ｂが挿入される挿入部である。なお係合部２２は、夫々の環状部材１１ａ〜１１ｈに、同様の形状で３箇所ずつ等間隔に形成されている。

図４に示すように、第１の貫通部２３は、環状部材１１ａ〜１１ｈの壁部に形成され、内外方向に貫通する穴部である。第１の貫通部２３は、第１の貫通部２３に挿入される保持ピン１３と略同形状である。奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇに設けられた第１の貫通部２３は、環状部材１１ａ〜１１ｈで捻り動作が行われた場合に、略一直線上に並ぶように配置されている。同様に、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈに設けられた第１の貫通部２３は、環状部材１１ａ〜１１ｈで捻り動作が行われた場合に、略一直線上に並ぶように配置されている。ここで、奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇに設けられた第１の貫通部２３と、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈの第１の貫通部２３は、環状捻り治具１１において略１８０°対角の位置に配置されている。

第２の貫通部２４は、環状部材１１ａ〜１１ｈの壁部に形成され、内外方向に貫通する長穴部である。第２の貫通部２４は、環状部材１１ａ〜１１ｈの旋回方向に延在している。そのため、環状部材１１ａ〜１１ｈは、第２の貫通部２４に対して保持ピン１３が挿入されている場合、保持ピン１３が第２の貫通部２４を長穴方向に摺動することで、挿入された箇所の高さを保持したまま旋回可能である。第２の貫通部２４は、第１の貫通部２３に対して、略１８０°対角の位置に形成されている。奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇに設けられた第２の貫通部２４は、環状部材１１ａ〜１１ｈで捻り動作が行われた場合に、略一直線上に並ぶように配置されている。同様に、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈに設けられた第２の貫通部２４は、環状部材１１ａ〜１１ｈで捻り動作が行われた場合に、略一直線上に並ぶように配置されている。

ここで、環状部材１１ａ〜１１ｈにおいて、係合部２２が形成されていない箇所の下面部２５は平面状である。典型的には、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５は、原位置において、高さ方向に揃った状態である。

捻り治具選択ツール１２は、奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇに係合する奇数層用の捻り治具選択ツール１２Ａと、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈに係合する偶数層用の捻り治具選択ツール１２Ｂである。奇数層用の捻り治具選択ツール１２Ａと偶数層用の捻り治具選択ツール１２Ｂは、環状捻り治具１１の下部に交互に配置されている。図１に示すように、奇数層用の捻り治具選択ツール１２Ａと偶数用の捻り治具選択ツール１２Ｂが、各３つずつであれば、略６０°間隔で交互に配置されている。

本体部１２ａは、環状捻り治具１１の内外方向に長く形成された略直方体である。なお、本体部１２ａの上面１２ｄは平面状である。

突起部１２ｂは、本体部１２ａの環状捻り治具１１の内側方向の上部に設けられている。図３に示すように、突起部１２ｂは、本体部１２ａが環状捻り治具１１の内外方向に移動した後に上方向に移動することにより、環状部材１１ａ〜１１ｈのいずれかの係合部２２に先端部が挿入される。なお図３の実線は、治具選択ツール１２の突起部１２ｂが第１層及び第２層の環状部材１１ａ、１１ｂの下方に配置された状態であり、図３の点線は、捻り治具選択ツール１２が内側方向に移動して、突起部１２ｂが第７層及び第８層の環状部材１１ｇ、１１ｈの下方に配置された状態を示している。

保持ピン１３は、奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇを固定する奇数層用の保持ピン１３Ａと、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈを固定する偶数層用の保持ピン１３Ｂにより構成されている。奇数層用の保持ピン１３Ａと偶数層用の保持ピン１３Ｂは、それぞれ環状捻り治具１１の外側であって、対向する位置に配置されている。

奇数層用の保持ピン１３Ａは、環状部材１１ａ〜１１ｈを固定する際に、奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇの第１の貫通部２３を外側から内側に向かって貫通すると共に、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈの第２の貫通部２４を外側から内側に向かって貫通する。また、偶数層用の保持ピン１３Ｂは、環状部材１１ａ〜１１ｈを固定する際に、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈの第１の貫通部２３を外側から内側に向かって貫通すると共に、奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇの第２の貫通部２４を外側から内側に向かって貫通する。

次に、捻り形成装置１の動作について説明する。

最初に、セグメントコイル３１の先端部３１ａが、環状部材１１ａ〜１１ｈに形成されている歯２１に係合される。

図３に示すように、奇数層用の捻り治具選択ツール１２Ａの突起部１２ｂを、第１層の環状部材１１ａの係合部２２の下方に配置する。また同時に、偶数層用の捻り治具選択ツール１２Ｂを、突起部１２ｂが第２層の環状部材１１ｂの係合部２２の下方に配置する。

次に、図２に示すように、奇数層用の治具選択ツール１２Ａが上昇動作を行うことにより、奇数層用の治具選択ツール１２Ａの突起部１２ｂを、第１層の環状部材１１ａの係合部２２に挿入する。同様に、偶数層用の治具選択ツール１２Ｂの突起部１２ｂを、第２層の環状部材１１ｂの係合部２２に挿入する。

次に、奇数層用の治具選択ツール１２Ａは、環状捻り治具１１の周方向に沿って時計回りに旋回すると共に上昇動作を行う。奇数層用の治具選択ツール１２Ａは、第１層の環状部材１１ａを時計回りに旋回させながら上昇させる。これにより、セグメントコイル３１の捻り加工が実行される。

同様に、偶数層用の治具選択ツール１２Ｂは、環状捻り治具１１の周方向に沿って反時計回りに旋回すると共に上昇動作を行う。偶数層用の治具選択ツール１２Ｂは、第２層の環状部材１１ｂを反時計回りに旋回させながら上昇させる。これにより、セグメントコイル３１の捻り加工が実行される。なお、奇数層用の治具選択ツール１２Ａの動作と偶数層用の治具選択ツール１２Ｂの動作は同期している。

次に、奇数層用の保持ピン１３Ａを、第１層の環状部材１１ａの第１の貫通部２３を貫通させると共に、第２層の環状部材１１ｂの第２の貫通部２４に挿入する。また、偶数層用の保持ピン１３Ｂを、第１層の環状部材の第２の貫通部２４を貫通させると共に、第２層の環状部材１１ｂの第１の貫通部２３に挿入させる。

このとき、第１層の環状部材１１ａは奇数層用の治具選択ツール１２Ａにより上昇した状態であり、第１層の環状部材１１ａは、奇数層用の保持ピン１３Ａが第１の貫通部２３を貫通しているため、奇数層用の保持ピン１３Ａに対して高さ方向及び旋回方向が固定された状態になる。また、第１層の環状部材１１ａは、偶数層用の保持ピン１３Ｂが第２の貫通部２４を貫通しているため、偶数層用の保持ピン１３Ｂに対して高さ方向が固定され、旋回方向には回動可能な状態である。

同様に、第２層の環状部材１１ｂは偶数層用の治具選択ツール１２Ｂにより上昇した状態であり、偶数層用の保持ピン１３Ｂに対して高さ方向及び旋回方向が固定されていると共に、奇数層用の保持ピン１３Ａに対して高さ方向が固定され、旋回方向には回動可能な状態になる。

次に、奇数層用の治具選択ツール１２Ａ及び偶数層用の治具選択ツール１２Ｂを、それぞれ第１層の環状部材１１ａと第２層の環状部材１１ｂから取り外す。具体的には、奇数層用の治具選択ツール１２Ａを下降させることにより、第１の治具選択ツール１２Ａを第１層の環状部材１１ａから取り外す。同様に、偶数層用の治具選択ツール１２Ｂを下降させ、第２層の環状部材１１ｂから取り外す。

次に、奇数層用の捻り治具選択ツール１２Ａと奇数層用の捻り治具選択ツール１２Ｂを内側方向に進ませ、第３層及び第４層の環状部材１１ｃ、１１ｄについて捻り加工を行う。すなわち、第１及び第２の環状部材１１ａ、１１ｂと同様に、第３層及び第４層の環状部材１１ｃ、１１ｄについて、夫々の歯２１に係合されているセグメントコイル３１を捻り加工、保持ピン１３による保持、捻り治具選択ツール１２の第３層及び第４層の環状部材１１ｃ、１１ｄからの取り外しを行う。

さらに同様にして、第５層及び第６層の環状部材１１ｅ、１１ｆ、第７層及び第８層の環状部材１１ｇ、１１ｈについても、夫々の歯２１に係合されているセグメントコイル３１を捻り加工、保持ピン１３による保持、捻り治具選択ツール１２の取り外しを行う。

次に、環状部材１１ａ〜１１ｈの歯２１に係合されているセグメントコイル３１を取り外す。具体的には、環状部材１１ａ〜１１ｈは、奇数層用の保持ピン１３Ａと偶数層用の保持ピン１３Ｂにより高さ方向に固定されている状態であるため、セグメントコイル３１に連結されているコアを上昇させることにより、セグメントコイル３１の先端は、係合している歯２１から上方向に抜けた状態となる。

次に、旋回及び上昇している環状部材１１ａ〜１１ｈを原位置に戻す動作を行う。最初に旋回方向について、原位置に戻す動作を行う。

環状捻り治具１１の下方において、捻り治具選択ツール１２の先端の突起部１２ｂが第８の環状部材１１ｈより内側の位置になるように、捻り治具選択ツール１２を移動させる。

次に、捻り治具選択ツール１２を上昇させ、捻り治具選択ツール１２の本体部１２ａの上面１２ｄを、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５に接触させて支持させる。このとき、捻り形成装置１に設けられている複数の捻り治具選択ツール１２の上面１２ｄの高さが、夫々、水平かつ同じ高さとなるようにし、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５に接触させることにより支持する。これにより、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５が水平状態になると共に、高さが揃った状態となる。すなわち、全ての環状部材１１ａ〜１１ｈの周方向が、略水平に揃った状態となる。

ここでより具体的には、保持ピン１３の下方に設けられた捻り治具選択ツール１２の上面１２ｄにより、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５を支持する。これにより、奇数層用の保持ピン１３Ａの下方に配置された捻り治具選択ツール１２では、偶数層の環状部材１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈの垂れを排除し、偶数層用の保持ピン１３Ｂの下方に配置された捻り治具選択ツール１２では、奇数層の環状部材１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇの垂れを排除することができる。

なお、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５を支持する捻り治具選択ツール１２については、３つの奇数層用の治具選択ツール１２Ａはそれぞれ同一面上に配置され、同一の高さで動作する。同様に、３つの偶数層用の治具選択ツール１２Ｂもそれぞれ同一面上に配置され、同一の高さで動作する。したがって、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５は捻り治具選択ツール１２により支持される。

次に、保持ピン１３を動作させることにより、環状部材１１ａ〜１１ｈを旋回させる。具体的には、奇数層用の保持ピン１３Ａを環状捻り治具１１の周方向に沿って反時計周りの方向に動作させると共に、偶数層用の保持ピン１３Ｂを環状捻り治具１１の周方向に沿って時計回りの方向に動作させる。このとき図４に示すように、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５は、捻り治具選択ツール１２の上面１２ｄにより摺動可能な状態で支持されており、環状部材１１ａ〜１１ｈは、セグメントコイル３１の捻り動作を行った際に上昇した高さにおいて、水平に旋回する。なお、保持ピン１３は、環状部材１１ａ〜１１ｈが、旋回方向の原位置に戻るまで動作させる。

なお、環状部材１１ａ〜１１ｈの旋回方向を同方向の原位置にまで戻した後に、環状部材１１ａ〜１１ｈを下降させる。このとき、環状部材１１ａ〜１１ｈは、下面部２５が捻り治具選択ツール１２により支持された状態となっていることで、水平状態に保たれたまま自重により下降する。そのため、環状部材１１ａ〜１１ｈは互いに喰いつきが発生しない。これにより、環状部材１１ａ〜１１ｈを高さ方向の原位置に戻す。

このように、捻り加工を行った後の環状部材１１ａ〜１１ｈを原位置に戻す際に、互いの喰いつきを防止することができる。すなわち、環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５を、捻り治具選択ツール１２の上面１２ｄにより摺動可能な状態で支持しておくことで、環状部材１１ａ〜１１ｈの周方向を水平方向に保ったまま旋回及び下降させることが可能となる。そのため、環状部材１１ａ〜１１ｈが互いに喰いつき、原位置に戻らない状態となることを防止できる。また、捻り治具選択ツール１２の上面１２ｄを利用することにより、新たに環状部材１１ａ〜１１ｈの下面部２５を支える新たな機構や部品を用意する必要がない。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、環状部材１１ａ〜１１ｈの層数が８層であるとして説明したが、８層に限られず、８層より多数あるいは少数であっても良い。また、捻り形成装置１には、奇数層用の捻り治具選択ツール１２Ａと偶数用の捻り治具選択ツール１２Ｂは、各３つずつ設けられているものとして説明したが、この個数に限られない。

１ 捻り形成装置
１１ 環状捻り治具
１１ａ〜１１ｈ 環状部材
１２ 治具選択ツール
１２Ａ 奇数層用の治具選択ツール
１２Ｂ 偶数層用の治具選択ツール
１２ａ 本体部
１２ｂ 突起部
１２ｄ 上面
１３ 保持ピン
１３Ａ 奇数層用の保持ピン
１３Ｂ 偶数層用の保持ピン
２１ 歯
２２ 係合部
２３ 第１の貫通部
２４ 第２の貫通部
２５ 下面部
３１ セグメントコイル
３１ａ 先端部

Claims (1)

1. 内外の環状セグメントコイルの先端に係合する内外の環状部材を有する環状捻り治具と、
   前記内外の環状部材の下端に別々に係合する捻り治具選択ツールと、を備え、
   前記捻り治具選択ツールは、前記環状部材を上昇させると共に旋回させて前記環状セグメントコイルの先端の捻り形成を行い、前記環状部材を原位置に戻すように旋回させる際に、前記環状部材の下面を、前記捻り治具選択ツールの上面により摺動自在に支持する、
   捻り形成装置。

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