JP3963899B2 - Winding device - Google Patents
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Description
本発明は、所定角度の間隔で放射状に配列された複数のティースを備えるコアに対して、絶縁材料からなるボビンに導線を巻回してコイルを形成した後、該ボビンをティースに挿入することにより回転電機のステータを製造する巻線装置に関する。 In the present invention, for a core having a plurality of teeth arranged radially at intervals of a predetermined angle, a coil is formed by winding a conductive wire around a bobbin made of an insulating material, and then inserting the bobbin into the tooth. The present invention relates to a winding device for manufacturing a stator of a rotating electrical machine.
ステータのティースにボビンを介して導線を巻回するための巻線装置には、ティース外側の開口部から導線を直接供給するフライヤ式のものが多く用いられている。近時、回転電機の小型化及び高効率化を目的とし、回転電機におけるスロット内のコイル占積率を高めるための取り組みがなされている。コイル占積率を高めるためには、例えばコイルをティースに集中巻きする方式が適している。 As a winding device for winding a conductive wire around a stator tooth via a bobbin, a flyer type device that directly supplies a conductive wire from an opening outside the teeth is often used. In recent years, efforts have been made to increase the coil space factor in the slot of a rotating electrical machine for the purpose of reducing the size and increasing the efficiency of the rotating electrical machine. In order to increase the coil space factor, for example, a method of concentrating the coil around the teeth is suitable.
放射状のティースを備えるコアに対して集中巻きを行う場合には、予め導線を巻回してコイルが形成されたボビンをティースに挿入するが、この場合、各コイル間の渡り線を結線する必要があって、結線作業に多大な工数を要する。 When concentrated winding is performed on a core having a radial tooth, a bobbin in which a coil is formed by winding a conducting wire in advance is inserted into the tooth. In this case, it is necessary to connect a jumper between the coils. Therefore, it takes a lot of man-hours for the wiring work.
この渡り線の結線作業をなくすために、シャフトに複数のボビンを直列的に装着し、そのシャフト上の各ボビンに対する導線の巻回を連続して行うコイル組み立て装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、渡り線によって互いに接続された複数のコイルを順次形成し、シャフト上の各コイルを順次取り外すとともに、該コイルをそのままコアのティースに挿入している。 In order to eliminate the connecting work of the connecting wire, a coil assembling apparatus has been proposed in which a plurality of bobbins are mounted in series on the shaft, and the winding of the conductive wire on each bobbin on the shaft is continuously performed (for example, Patent Document 1). In this method, a plurality of coils connected to each other by connecting wires are sequentially formed, each coil on the shaft is sequentially removed, and the coils are directly inserted into the core teeth.
ところで、前記特許文献1の装置では、複数のボビンを直列的に挿入保持する所定長のシャフトが必要であるとともに、該シャフトをコアのティースに対向するように配置させることから装置が大型化する。 By the way, in the apparatus of Patent Document 1, a shaft having a predetermined length for inserting and holding a plurality of bobbins in series is necessary, and the apparatus is enlarged because the shaft is disposed so as to face the teeth of the core. .
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、各コイル間の渡り線の結線作業が不要であって、しかもコンパクトな巻線装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a compact winding device that does not require connecting work of connecting wires between coils.
本発明に係る巻線装置は、導線を導出する導線ノズルと、所定角度の間隔で放射状に配列された複数のティースを備えるコアを、該コアの軸を中心として回転可能に保持するとともに、前記コアの軸と直交する基準軸を中心として回転自在に保持するコア保持部と、前記コアを、該コアの軸を中心として間欠回転させ、前記ティースを前記基準軸に同軸配置させるインデックス機構部と、前記コアからみて径方向外側で、且つ前記基準軸と同軸配置されたボビンを前記基準軸を中心として回転自在に保持するボビン保持部と、前記コア及び前記ボビンを前記基準軸を中心として同速度で回転させて、前記導線ノズルから導出される前記導線を前記ボビンに巻回させる回転機構部と、前記導線が巻回されてコイルが形成された前記ボビンを前記ティースに挿入するボビン挿入機構部と、を有することを特徴とする。 The winding device according to the present invention holds a core having a plurality of teeth arranged in a radial manner at intervals of a predetermined angle and a lead nozzle that leads the lead, and rotatably holds the core around the core axis. A core holding portion that is rotatably held around a reference axis that is orthogonal to the axis of the core; an index mechanism portion that intermittently rotates the core around the core axis and coaxially arranges the teeth with the reference axis; A bobbin holding portion that holds a bobbin that is radially outward as viewed from the core and coaxial with the reference axis so as to be rotatable about the reference axis; and the core and the bobbin that are centered on the reference axis. A rotating mechanism for rotating the wire drawn from the wire nozzle around the bobbin by rotating at a speed; and the bobbin having the coil formed by winding the wire. A bobbin inserting mechanism for inserting the Isu, characterized by having a.
このように、コアとボビンは同速度で一体的に回転されることから、ボビンに形成された各コイル間の渡り線を製造工程の途中で切断する必要がなく、次のボビンに対して導線を連続的に巻回することができる。従って、各コイル間の渡り線の結線作業が不要であり、ステータを製造するサイクルタイムを短縮することができる。 As described above, since the core and the bobbin are integrally rotated at the same speed, there is no need to cut the connecting wire between the coils formed on the bobbin in the course of the manufacturing process. Can be wound continuously. Therefore, the connecting work of the connecting wire between each coil is unnecessary, and the cycle time for manufacturing the stator can be shortened.
また、複数のボビンを直列的に保持するためのシャフト等が不要であり、巻線装置を簡便且つコンパクトに構成することができる。 Further, a shaft or the like for holding a plurality of bobbins in series is unnecessary, and the winding device can be configured simply and compactly.
この場合、前記インデックス機構部は前記コア保持部に対して着脱自在に配設されていると、コア保持部の慣性モーメント及び偏心量が小さくなり、回転機構部の出力を低減することができる。また、コアを安定して回転させることができるため、高速回転が可能となりサイクルタイムを短縮することができるとともに、導線が正確に巻回されてステータの品質が向上する。 In this case, if the index mechanism portion is detachably disposed with respect to the core holding portion, the moment of inertia and the amount of eccentricity of the core holding portion are reduced, and the output of the rotating mechanism portion can be reduced. In addition, since the core can be rotated stably, high-speed rotation is possible, cycle time can be shortened, and the conductive wire is accurately wound to improve the quality of the stator.
前記インデックス機構部は、前記コア保持部に向かって進退可能に構成され、前記インデックス機構部が進退することによって前記コア保持部に着脱可能となる位置に前記コア保持部を停止させる停止位置決め機構部を有すると、前記インデックス機構部は単純な進退動作でコア保持部に対して着脱可能となり、該着脱作業の自動化が容易である。 The index mechanism portion is configured to be movable toward and away from the core holding portion, and a stop positioning mechanism portion that stops the core holding portion at a position where the index mechanism portion can be attached to and detached from the core holding portion by moving forward and backward. The index mechanism part can be attached to and detached from the core holding part with a simple forward / backward movement, and the attaching / detaching operation can be easily automated.
さらに、前記ボビン挿入機構部は、前記ボビンの端部を押圧する押圧片を有し、前記押圧片は前記ボビン保持部に対して離間可能に配設されていることにより、ボビン保持部の慣性モーメントが小さくなり、回転機構部の出力をより低減することができる。 Further, the bobbin insertion mechanism portion has a pressing piece for pressing the end portion of the bobbin, and the pressing piece is disposed so as to be separable from the bobbin holding portion. The moment is reduced, and the output of the rotation mechanism can be further reduced.
さらにまた、前記コア保持部に保持されている前記コアと前記ボビン保持部に保持されている前記ボビンとの間に配設され、前記コイル間をつなぐ前記導線を把持する把持部を有するとよい。コア保持部及びボビン保持部を回転させる際、把持部によって渡り線を固定することにより、渡り線が振り回されることがなく安定して導線の巻回が可能である。また、巻回する導線が複数本である場合、把持部により固定しておくことにより、導線がばらけることを防止できる。 Furthermore, it is good to have a holding part which is arrange | positioned between the said core currently hold | maintained at the said core holding part, and the said bobbin hold | maintained at the said bobbin holding part, and hold | grips the said conducting wire which connects between the said coils. . When the core holding portion and the bobbin holding portion are rotated, the connecting wire is fixed by the gripping portion, so that the connecting wire can be stably wound without being swung around. Moreover, when there are a plurality of conducting wires to be wound, the conducting wires can be prevented from being scattered by fixing them with the gripping portion.
前記回転機構部は、前記基準軸と平行に設けられた1本の駆動軸を有し、前記コア保持部及び前記ボビン保持部は、前記駆動軸によって回転駆動されるようにするとよい。これにより、回転機構部のアクチュエータは1つで足り、しかもコア保持部とボビン保持部との同期をとりやすい。 The rotation mechanism unit may have a single drive shaft provided in parallel with the reference axis, and the core holding unit and the bobbin holding unit may be driven to rotate by the drive shaft. As a result, only one actuator of the rotation mechanism is sufficient, and the core holding part and the bobbin holding part can be easily synchronized.
前記コアが該コアの軸を中心として回転することを防止するブレーキ機構部を有するとよい。該ブレーキ機構によりコアを前記コア保持部材に固定しておくことによりコアを安定して回転させることができる。 It is good to have a brake mechanism part which prevents the core from rotating about the axis of the core. The core can be stably rotated by fixing the core to the core holding member by the brake mechanism.
本発明に係る巻線装置によれば、コアとボビンは同速度で一体的に回転されることからボビンに形成された各コイル間の渡り線は切断する必要がなく、次のボビンに対して導線を連続的に巻回することができる。従って、各コイル間の渡り線の結線作業が不要であり、ステータを製造するサイクルタイムを短縮することができる。 According to the winding device of the present invention, since the core and the bobbin are integrally rotated at the same speed, there is no need to cut the connecting wire between the coils formed on the bobbin. A conducting wire can be wound continuously. Therefore, the connecting work of the connecting wire between each coil is unnecessary, and the cycle time for manufacturing the stator can be shortened.
また、複数のボビンを直列的に保持するためのシャフト等が不要であり、巻線装置を簡便且つコンパクトに構成することができる。 Further, a shaft or the like for holding a plurality of bobbins in series is unnecessary, and the winding device can be configured simply and compactly.
さらに、インデックス機構部及び押圧片を、回転部であるコア保持部及びボビン保持部と別体に設けることにより、回転部の慣性モーメント及び偏心量を小さくすることができる。これにより、回転機構部の出力を低減することができるとともに、安定した回転が可能となる。 Furthermore, by providing the index mechanism part and the pressing piece separately from the core holding part and the bobbin holding part, which are rotating parts, the moment of inertia and eccentricity of the rotating part can be reduced. Thereby, while being able to reduce the output of a rotation mechanism part, the stable rotation is attained.
以下、本発明に係る巻線装置について実施の形態を挙げ、添付の図1〜図9を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a winding device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図3に示すように、本実施の形態に係る巻線装置10は、コア12のティース14に対して、絶縁体のボビン16を介して導線18を巻回してコイル19を形成することにより回転電機用のステータを製造する装置である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図4に示すように、コア12は円筒部12aの周りに放射状で等間隔の9つのティース14が設けられており、各ティース14に対してコイル19が形成されたボビン16が挿入される。
As shown in FIG. 4, the
ボビン16は、絶縁材で成型されており、ティース14が挿入される四角孔16aと、コア12からみて内径側の内壁部16bと、外径側の外壁部16cとを有する。内壁部16bにおける矢印B2方向端部の中心線部には、導線を案内するための細い案内溝16eが設けられている。内壁部16bにおけるコア12から見た周方向両端部には、屈曲可能なコイルカバー12dが設けられており、該コイルカバー12dはその端部が外壁部16cの端部と係合することによりコイル19を保護可能である。外壁部16cは内壁部16bよりも大きく、隣りあうティース14に挿入されたボビン16は、外壁部16c同士及び内壁部16b同士が近接する。これにより、各ティース14間の空間(つまり、スロット部)における導線18の占積率を高くすることができる。また、ティース14及び四角孔16aは断面同形状であって、ボビン16をティース14に対して緩みなく挿入することができる。
The
図5に示すように、コア12に基づいて形成される回転電機のステータ17は、連続する3つのティース14がそれぞれU相、V相及びW相を形成する三相型である。U相のうち両端のコイルU1及びコイルU3は導線18が同方向に巻回され、中央のコイルU2は逆方向に巻回される。同様に、V相のうち両端のコイルV1及びコイルV3は導線18が同方向に巻回され、中央のコイルV2は逆方向に巻回され、W相のうち両端のコイルW1及びコイルW3は導線18が同方向に巻回され、中央のコイルW2は逆方向に巻回される。
As shown in FIG. 5, the
図1〜図3に戻り、巻線装置10は、複数本(例えば、2〜50本)の導線18を導出する導線ノズル20と、コア12を該コア12の軸C1と直交する基準軸C0を中心として回転自在に保持するコア保持部22と、ボビン16を基準軸C0を中心として回転自在に保持するボビン保持部24と、コア12及びボビン16を同速度で一体的に回転させてボビン16に導線18を巻回させる回転機構部26と、コイル19が形成されたボビン16をティース14のうち基準軸C0と同軸上に配置されたティース14aに挿入するボビン挿入機構部28とを有する。コア保持部22は、コア12を軸C1を中心として回転可能に保持する。
Returning to FIGS. 1 to 3, the
また、巻線装置10は、コア12を軸C1を中心として間欠回転させてティース14の1つを基準軸C0に同軸配置させるインデックス機構部30と、コア12とボビン保持部24に保持されているボビン16との間に配設され、コイル19間をつなぐ渡り線97(図5参照)を把持する把持機構部34とを有する。
Further, the
導線ノズル20は、移動機構部36によって移動自在に設けられ、所定のボビン16に合わせて図1中の左右方向(以下、図1中の左方向を矢印A1方向と呼び、右方向を矢印A2方向と呼ぶ)、及び図2の上下方向に移動可能である。また、導線ノズル20は導出する導線18に適応したノズル孔20aを有し、ボビン16が回転することによりノズル孔20aから導線18が引き出されてボビン16に巻回される。なお、図3においては導線ノズル20、移動機構部36及び回転機構部26の図示を省略している。
The conducting
コア保持部22は、ベアリングボックス38によって基準軸C0を中心として回転自在に軸支された第1回転軸40と、該第1回転軸40に設けられた第1受動プーリ42と、第1回転軸40の軸心部に設けられるコア押さえ部材(ブレーキ機構部)44と、第1回転軸40の一端に設けられコア12を保持するチャック部46と、第1回転軸40の回転速度及び回転角度を検出する回転センサ(停止位置決め機構部)47とを有する。コア押さえ部材44は、矢印A1方向端部に接続された第1シリンダ48により進退可能であって、コア12をインデックス機構部30によりインデックス回転させる際には矢印A1方向に移動して待避し、ボビン16に導線18を巻回する際には矢印A2方向に移動して端部44aを当接させることにより、コア12を保持して廻り止め作用を奏する。第1回転軸は第1シリンダ48のロッドに対して回転可能に接続されており、該ロッドは回転することがない。
The
図6に示すように、チャック部46は、第1回転軸40の一端から径方向に延在するアーム50(以下、軸C1が水平である場合のアーム50が延在する方向を矢印B1方向とし、その逆方向を矢印B2方向とする。)に取り付けられており、該チャック部46によってコア12は軸C1を中心として回転可能に保持されている。コア12は、チャック部46のコア挿入部52に挿入されて端部がストッパ54で固定される。このとき、コア12の中心は、基準軸C0上の点Pに一致するように保持される。
As shown in FIG. 6, the
チャック部46のうちアーム50が接続される側のチャックベース56には、コア挿入部52から延在する軸58を軸支するベアリング60と、軸58の端部であって基準軸C0からみて矢印B1方向に露呈しているインデックス受動円板62とを有する。
The
インデックス受動円板62は、露呈側の面62aにおいて直径方向に延在する溝62bと、外周に等間隔に設けられた9つのノッチ62cと、面62aと反対側の面における外周部に等間隔に設けられた9つの固定用切欠部62dとを有する。チャックベース56の一部からはインデックス受動円板62の外周側面を弾性的に押圧する位置決め係合片64が突出しており、該位置決め係合片64は前記ノッチ62cのうち1つと係合してコア挿入部52の回転位置決めをする。位置決め係合片64がノッチ62cと係合するとき、コア12の9つのティース14のうち1つ(つまり、ティース14a)が、矢印B方向端部においてその軸が基準軸C0と一致するように位置決めされる。
The index
また、チャックベース56には、端部穴56a内のばね66によって矢印B1方向に付勢されるブレーキバー(ブレーキ機構部)68が設けられている。該ブレーキバー68は、一端がばね66に当接する大径の係合部68aと、他端で小径の受動部68bとからなる。係合部68aの一部は前記端部穴56aに挿入されており、受動部68bに外力が加わっていないときに受動部68bの端部は前記面62aよりも矢印B1方向に突出している。このとき、係合部68aは固定用切欠部62dに係合してコア挿入部52が回転することがないように固定する。
The
受動部68bを矢印B2方向に押圧することにより、ブレーキバー68がばね66を圧縮しながら縮退して、係合部68aは固定用切欠部62dから離間する。これによりコア挿入部52は回転可能となる。
By pressing the
再び図1〜図3に戻り、インデックス機構部30は、所定の駆動部によって矢印B1及びB2方向に進退可能なベース部70と、前記軸C1と同軸上に配置されたインデックス駆動円板72と、該インデックス駆動円板72を間欠回転させるインデックス用モータ74とを有する。インデックス駆動円板72は、矢印B2方向の端面72aにおいて直径方向に延在する突起72bを有し、インデックス機構部30が矢印B2方向に移動するとき突起72bは前記溝62bに係合する。インデックス駆動円板72は内部に設けられた弾性体の作用により、前記インデックス受動円板62に対して弾性的に当接可能であって、突起72bと溝62bの角度が不一致である場合にもインデックス受動円板62を無理に押圧することがない。この場合、所定の係合確認センサにより、突起72bと溝62bとの係合状態を認識し、非係合状態であるときにはインデックス駆動円板72を徐々に回転させるとよい。また、突起72bと溝62bとが係合したことが確認された後、その角度を基準としてインデックス駆動円板72を間欠回転させるとよい。
1 to 3 again, the
インデックス駆動円板72は、インデックス受動円板62よりも大径に設定されており、インデックス機構部30が矢印B2方向に移動するときインデックス駆動円板72の端面72aにおける外周近傍部は前記受動部68b(図6参照)を押圧してブレーキバー68を矢印B2方向に縮退させる。これによりコア挿入部52が回転可能となって、インデックス用モータ74の作用下にコア挿入部52が間欠回転してティース14の位置決めがなされる。
The
図2に示すように把持機構部34は、チャック部46に取り付けられており、軸C1が水平であるときに基準軸C0よりも上方向に延在する上シャッタ部80と、下方向に延在する下シャッタ部82とからなる。上シャッタ部80及び下シャッタ部82は上下対象な構造であって、それぞれねじ84を回転させることによって基準軸C0に対して進退する樹脂製のシャッタ86と、該シャッタ86の進退を案内する2本ずつのガイドバー88とを有する。
As shown in FIG. 2, the
図7に示すように、2つのシャッタ86は、それぞれボビン16の方向に進出させて閉じることができ、このときにシャッタ86の両端部が互いに当接して該両端部に設けられた浅く長い凹部90が対向してスリット92が形成される。スリット92は、前記案内溝16eと対向しており、スリット92により保持された導線18が案内溝16eを介してボビン16の巻回部に正確に案内される。また、シャッタ86の進行方向端部には、ティース14との干渉を回避するための切欠部94(図9参照)が設けられている。
As shown in FIG. 7, the two
ボビン保持部24に保持されたボビン16に対して導線18を巻回する際には、2つのシャッタ86閉じることにより、隣接するティース14のボビン16に対して、巻回済みのコイル19との間をつなぐ渡り線97をスリット92によって保持することができる。従って、ボビン16に対して導線18を巻回する際に渡り線97が振られたりばらけることを防止できる。また、シャッタ86は樹脂製であることから、渡り線97の導線18の表面を損傷することがない。スリット92は、シャッタ86の両端部に設けられることから、渡り線97はコア12の矢印B1方向及び矢印B2方向のいずれの側にも配置可能である。
When winding the
また、2つのシャッタ86は、それぞれボビン16から離間する方向に後退させて開くことができ、コイル19が形成されたボビン16をティース14に対して挿入する際にシャッタ86が障害となることがない(図8参照)。
Further, the two
図1〜図3に戻り、ボビン保持部24は、ベアリングボックス98によって回転自在に軸支された第2回転軸100と、該第2回転軸100に設けられた第2受動プーリ102と、第2回転軸100の矢印A1方向端部設けられたボビン挿入部104と、第2回転軸100の回転速度及び回転角度を検出する回転センサ(停止位置決め機構部)107とを有する。ボビン挿入部104及び四角孔16aは断面同形状であって、ボビン16をボビン挿入部104に対して緩みなく挿入することができる。
Returning to FIGS. 1 to 3, the
第2回転軸100は、矢印A2方向端部に接続された第2シリンダ108により進退可能であって、ボビン16に導線18を巻回する際には矢印A1方向に移動してボビン16をティース14の近傍に配置させ、次のボビン16をセットする際には矢印A2方向に移動してボビン挿入部104をコア12から離間させる。第2回転軸は第2シリンダ108のロッドに対して回転可能に接続されており、該ロッドは回転することがない。
The second
ボビン挿入機構部28は、ベアリングボックス98を支持する支柱部に一体的に設けられており、ボビン16の外壁部16cを押圧する押圧片110と、該押圧片110を基準軸C0に平行に進退させる第3シリンダ112とを有する。なお、この押圧片110及び前記ボビン挿入部104は、ボビン16の形状に応じて交換可能である。
The bobbin
図7に示すように、押圧片110は、中心部に第2回転軸100が通された孔110aを有する四角枠形状であり、その一部に第3シリンダ112のロッドが接続されている。孔110aはボビン挿入部104の断面形状よりやや大きい四角形状であり、押圧片110が矢印A1方向に移動するときボビン挿入部104と干渉することがない。また、押圧片110の外周部は、ボビン16の外壁部16cよりもやや大きい四角形状であって、押圧片110は外壁部16cの略全面を均一に押圧することができる。
As shown in FIG. 7, the
再び図1及び図3に戻り、回転機構部26は、2つのベアリングボックス120及び122によって回転自在に軸支された駆動軸124と、該駆動軸124の両端に設けられた第1駆動プーリ126及び第2駆動プーリ128と、駆動軸124を回転駆動するメインモータ130とを有する。駆動軸124は、前記第1回転軸40及び第2回転軸100と平行に設定されており、前記第1受動プーリ42及び第2受動プーリ102は、それぞれベルト132及び134を介して第1駆動プーリ126及び第2駆動プーリ128によって回転駆動される。第1駆動プーリ126と第1受動プーリ42とのプーリ比は、第2駆動プーリ128と第2受動プーリ102とのプーリ比に等しく、第1回転軸40と第2回転軸100は等速回転する。
Returning to FIGS. 1 and 3 again, the
メインモータ130は、駆動軸124を所定速度で正転及び逆転させることができるとともに、駆動軸124が所定の指令角度に一致するように停止可能である。また、回転機構部26は、ベース板140上に設けられており、該ベース板140の位置を調整することにより、ベルト132及びベルト134の張力を調整可能である。
The
なお、巻線装置10は、図示しないコントローラによって制御され、その動作は所定の記録部に記録されたプログラムに基づいて実行される。
The winding
次に、このように構成される巻線装置10を用いて、ボビン16に導線18を巻回し、コイル19が形成されたボビン16を各ティース14に挿入することによってステータ17を製造する手順について説明する。以下の説明では、断りのない限り表記したステップ番号順に処理が実行されるものとする。また、これらの手順は基本的にはコントローラによって自動的に行われる。
Next, a procedure for manufacturing the
先ず、図8のステップS1において、コア12をコア挿入部52に挿入し、コア12の端部をストッパ54により固定する。
First, in step S <b> 1 of FIG. 8, the
ステップS2において、導線ノズル20から複数の導線の端部を引き出し、チャック部46の所定の係合部に固定する。
In step S <b> 2, the ends of the plurality of conducting wires are pulled out from the
ステップS3(停止位置決め機構部)において、回転センサ47及び107の信号を参照しながらメインモータ130を駆動し、軸C1が水平となるように(つまり、図1〜図3に示す状態となるように)設定する。このとき、ボビン挿入部104は、ティース14のうち、矢印A2方向の端部にあるティース14aに対して、基準軸C0方向の仮想投影面上で断面が一致するように対向する。ボビン挿入部104とティース14aとが前記仮想投影面上で断面が不一致である場合には、一致するように所定の調整を行っておく。
In step S3 (stop positioning mechanism), the
また、後述するように、この状態においては前記インデックス機構部30がコア保持部22に対して着脱可能となる。軸C1が水平となるように設定するためには、適当なメカニカルストッパ(停止位置決め機構部)等を用いてもよい。
Further, as will be described later, in this state, the
ステップS4において、第2シリンダ108により第2回転軸100を矢印A2方向に移動してボビン挿入部104をコア12から離間させ、外壁部16cが矢印A2方向に配置される向きとなるようにボビン16をボビン挿入部104に挿入する。この挿入処理は手動又はコントローラと同期する所定の自動機により行われる。ボビン16をボビン挿入部104に挿入した後、第2シリンダ108により第2回転軸100を矢印A1方向に移動してボビン挿入部104をティース14aに接近させる。
In step S4, the second
ステップS5において、上シャッタ部80及び下シャッタ部82を駆動し、2つのシャッタ86を閉じる。このとき、導線18がスリット92(図7参照)を通るように設定し、該スリット92により導線18を固定する。なお、上シャッタ部80及び下シャッタ部82はねじ84を回転させることにより駆動されるが、この回転処理は上方及び下方に設けられた所定の自動回転機構(図示せず)を用いて行うことができる。この自動回転機構は、メインモータ130が回転するときには上方向及び下方向に待避可能とするとよい。もちろん、ねじ84は手動(又は手動工具)により回転させてもよい。
In step S5, the
また、ステップS5は、後述するステップS9の条件判断によって9回実行されるが、2回目移行に実施されるときには、直前に形成された隣接するコイル19から延在する導線18である渡り線97をスリット92により導線18を固定する。
Further, step S5 is executed nine times according to the condition judgment of step S9 described later, but when it is executed for the second transition, the connecting
渡り線97のうち、U相とV相との間及びV相とW相との間は、最終的にはステップS13において切断し、端子UT2、VT1、VT2及びWT1(図5参照)を接続することから多少余裕をみて長めに設定する。この余裕分は所定箇所に係合しておくとよい。
Of the
さらに、このステップS5においては、第1シリンダ48によりコア押さえ部材44を、矢印A1方向に移動させ端部44aをコア12に当接させる。これにより、コア12がチャックベース56に対して回転することが防止される。
Furthermore, in this step S5, the
ステップS6において、メインモータ130の作用下に第1回転軸40及び第2回転軸100を回転させる。これにより、チャック部46に保持されたコア12とボビン挿入部104に挿入されて保持されたボビン16は同速度で一体的に回転し、導線ノズル20から引き出された複数の導線18がボビン16に巻回される。このとき、メインモータ130の回転に同期させながら移動機構部36を移動させることにより、ボビン16に形成されるコイル19を所望の形状にすることができる。このステップS6における第1回転軸40及び第2回転軸100の回転は形成するコイル19に対応して、例えば、5回転する。
In step S <b> 6, the first
この巻回作業においては、導線ノズル20の位置は略一定であってボビン16が回転することから、導線18がよれてしまうことがない。また、複数の導線18を巻回することから大径の1本の導線を巻回する場合と比較してスロットルにおけるコイル19の占積率が高い。
In this winding operation, the position of the
また、このステップS6におけるメインモータ130の回転方向は形成するコイル19の巻回向きに応じて設定される。つまり、コイル19が図5におけるコイルU1、U3、V1、V3、W1又はW3であるときには正転とし、コイル19がコイルU2、V2又はW2であるときには逆転とする。
Further, the rotation direction of the
このステップS6においては、端部の導線18又は渡り線97が、シャッタ86のスリット92により固定されていることから、導線18が振り回されることがなく、安定的に回転させることができる。従って、高速回転が可能であり製造上のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
In this step S6, since the
ボビン16にコイル19を形成した後、メインモータ130を停止させるとともに、前記ステップS2と同様に軸C1が水平となっていることを確認する。
After the
ステップS7において、上シャッタ部80及び下シャッタ部82を駆動し、図9に示すように、2つのシャッタ86を開く。また、コイルカバー16dを屈曲させて外壁部16cの端部に係合させ、形成されたコイル19を保護する。
In step S7, the
ステップS8において、第3シリンダ112のロッドを矢印A1方向に延出させて押圧片110を矢印A1方向に押し出すことによりコイル19が形成されたボビン16をティース14aに挿入する(図9参照)。このとき、軸C1が水平に設定されていることから孔110aにボビン挿入部104が挿入されることとなり、押圧片110とボビン挿入部104は干渉することなく、しかもボビン16の外壁部16cの全面を均一に押圧してボビン16を確実にティース14aに挿入することができる。また、シャッタ86は開いていることから、該シャッタ86と押圧片110が干渉することがない。
In step S8, the rod of the
ボビン16をティース14aに挿入した後、第3シリンダ112のロッドを縮退させることにより、押圧片110をボビン16から離間させて原位置へ戻す。
After the
ステップS9において、コア12の9つのティース14に対してボビン16を挿入したか否かを確認する。ボビン16が未挿入であるティース14が残っている場合にはステップS10へ移り、全てのティース14に対してボビン16が挿入済みである場合には、ステップS13へ移る。
In step S9, it is confirmed whether or not the
ステップS10において、インデックス機構部30を矢印B2方向に移動させてインデックス駆動円板72の突起72bをインデックス受動円板62の溝62bに係合させる。このとき、インデックス駆動円板72の外周近傍部の一部はブレーキバー68の受動部68bを押圧して、ブレーキバー68を矢印B2方向へ縮退させる。従って、ブレーキバー68の係合部68aがインデックス受動円板62の固定用切欠部62dから外れて、インデックス受動円板62が回転可能となる。つまり、コア12がインデックス用モータ74の作用下にチャックベース56に対して回転可能となる。
In step S <b> 10, the
また、コア12を回転可能な状態とするために第1シリンダ48によりコア押さえ部材44を矢印A1方向に移動させて端部44aをコア12から離間させる。
Further, in order to make the core 12 rotatable, the
ステップS11において、インデックス用モータ74の作用下にコア12を軸C1を中心にして所定方向へ40°回転させる。これにより、位置決め係合片64は、その時点のノッチ62cから外れて隣接する別のノッチ62cに係合し、インデックス受動円板62の角度決めがなされる。これにより、ボビン16が挿入されたティース14は40°回転して、ボビン16が未挿入である次のティース14がボビン挿入部104に対向する位置に配置される。
In step S11, the
ブレーキバー68に対向する位置には、当初ブレーキバー68が係合していた固定用切欠部62dに隣接する別の固定用切欠部62dが対向する。
At a position facing the
このとき、コア12の回転にともなって導線18が導線ノズル20から引き出され、引き出された導線18は引き続き次のボビン16に対して巻回されることとなる。つまり、ステータ17を製造する際に、導線18は製造工程の途中で一度も切断されることがなく、製造手順が簡便である。もちろん、同相間のコイル19の渡り線97同士を接続する工程も不要である。
At this time, with the rotation of the core 12, the
ステップS12において、インデックス機構部30を矢印B1方向に戻して突起72bを溝62bから外すとともに、ブレーキバー68の係合部68aを固定用切欠部62dに係合させる。また、第1シリンダ48によりコア押さえ部材44を矢印A2方向に移動させて端部44aをコア12に当接させる。この後、ステップS4へ戻り処理を続行する。
In step S12, the
一方、ステップS13においては、導線ノズル20から引き出されている複数の導線18を適当な箇所で切断した後、前記ストッパ54を外してコア12をコア挿入部52から取り外す。また、U相とV相との間の渡り線97(図5参照)及びV相とW相との渡り線97を切断してU相、V相及びW相の各端部を端子UT1、UT2、VT1、VT2、WT1、WT2(図5参照)に接続して完成品のステータ17となる。
On the other hand, in step S <b> 13, the plurality of
上述したように、本実施の形態に係る巻線装置10によれば、コア12は、軸C1を中心として回転可能に保持されるとともに、基準軸C0を中心として回転自在に保持される。また、ボビン16は、インデックス機構部30によって位置決めされたティース14aと対向する位置に配置され、コア12とボビン16は同速度で一体的に回転する。従って、前記の従来技術のように、複数のボビンを直列的に保持するためのコアから放射状に突出するシャフト等が不要であって、簡便且つコンパクトである。
As described above, according to the winding
また、インデックス機構部30はコア保持部22に対して着脱自在に配設されていることからコア保持部22の慣性モーメント及び偏心量が小さい。同様に、コア12及びボビン16が回転しているとき、押圧片110はボビン保持部24から離間して停止していることから、ボビン保持部24の慣性モーメントが小さい。このように、回転部の慣性モーメントが小さいことから、メインモータ130の出力を低減することができる。
Further, since the
さらに、基準軸C0を中心として回転する第1回転軸40と第2回転軸100は、基準軸C0と平行に設けられた1本の駆動軸124によって回転駆動されることから、アクチュエータは1つのメインモータ130で足り、しかも第1回転軸40と第2回転軸100との同期をとりやすい。
Furthermore, the first
また、第1回転軸40と第2回転軸100が確実に同期するように所定の同期機構部を設けてもよい。この同期機構部としては、例えば、回転センサ47及び107の信号を用いた回転制御機構部や、前記ベルト132及び134に相当する動力伝達部としてのチェーンやタイミングベルトを挙げることができる。
In addition, a predetermined synchronization mechanism may be provided so that the
なお、巻線装置10で製造するステータ17は図5に示すような結線に限らず、例えばU相、V相及びW相が順のティース14に形成される結線方式にしてもよい。この場合、前記ステップS11におけるインデックス用モータ74の回転角度を相に応じて120°及び40°と切替ながら回転させればよい。
The
また、ステータ17は、9スロット型に限らず任意のスロット数に対応可能であることはもちろんである。この場合、コア12に応じてボビン挿入部104、押圧片110及びインデックス受動円板62を交換すればよい。
Of course, the
本発明に係る巻線装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 Of course, the winding device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…巻線装置 12…コア
14…ティース 16…ボビン
17…ステータ 18…導線
19…コイル 20…導線ノズル
22…コア保持部 24…ボビン保持部
26…回転機構部 28…ボビン挿入機構部
30…インデックス機構部 34…把持機構部
36…移動機構部 40…第1回転軸
46…チャック部 52…コア挿入部
68…ブレーキバー 74…インデックス用モータ
80…上シャッタ部 82…下シャッタ部
86…シャッタ 88…ガイドバー
90…凹部 92…スリット
97…渡り線 100…第2回転軸
104…ボビン挿入部 110…押圧片
124…駆動軸 130…メインモータ
132、134…ベルト C0…基準軸
C1…軸
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
所定角度の間隔で放射状に配列された複数のティースを備えるコアを、該コアの軸を中心として回転可能に保持するとともに、前記コアの軸と直交する基準軸を中心として回転自在に保持するコア保持部と、
前記コアを、該コアの軸を中心として間欠回転させ、前記ティースを前記基準軸に同軸配置させるインデックス機構部と、
前記コアからみて径方向外側で、且つ前記基準軸と同軸配置されたボビンを前記基準軸を中心として回転自在に保持するボビン保持部と、
前記コア及び前記ボビンを前記基準軸を中心として同速度で回転させて、前記導線ノズルから導出される前記導線を前記ボビンに巻回させる回転機構部と、
前記導線が巻回されてコイルが形成された前記ボビンを前記ティースに挿入するボビン挿入機構部と、
を有することを特徴とする巻線装置。 A conductor nozzle for leading out the conductor;
A core that holds a plurality of teeth radially arranged at intervals of a predetermined angle so as to be rotatable about the axis of the core and to be rotatable about a reference axis perpendicular to the axis of the core A holding part;
An index mechanism that rotates the core intermittently about the axis of the core and coaxially arranges the teeth with the reference axis;
A bobbin holding portion that holds a bobbin that is radially outward as viewed from the core and coaxially arranged with the reference axis so as to be rotatable about the reference axis;
A rotation mechanism that rotates the core and the bobbin around the reference axis at the same speed, and winds the conductive wire led out from the conductive wire nozzle around the bobbin;
A bobbin insertion mechanism that inserts the bobbin in which the conductive wire is wound and the coil is formed into the teeth;
A winding device characterized by comprising:
前記インデックス機構部は前記コア保持部に対して着脱自在に配設されていることを特徴とする巻線装置。 The winding device according to claim 1, wherein
The winding device, wherein the index mechanism portion is detachably attached to the core holding portion.
前記インデックス機構部は、前記コア保持部に向かって進退可能に構成され、
前記インデックス機構部が進退することによって前記コア保持部に着脱可能となる位置に前記コア保持部を停止させる停止位置決め機構部を有することを特徴とする巻線装置。 The winding device according to claim 2, wherein
The index mechanism unit is configured to be able to advance and retract toward the core holding unit,
A winding device comprising: a stop positioning mechanism section that stops the core holding section at a position where the core holding section can be attached to and detached from the core holding section when the index mechanism section moves forward and backward.
前記ボビン挿入機構部は、前記ボビンの端部を押圧する押圧片を有し、
前記押圧片は前記ボビン保持部に対して離間可能に配設されていることを特徴とする巻線装置。 The winding device according to claim 1, wherein
The bobbin insertion mechanism has a pressing piece that presses an end of the bobbin,
The winding device according to claim 1, wherein the pressing piece is disposed so as to be separated from the bobbin holding portion.
前記コア保持部に保持されている前記コアと前記ボビン保持部に保持されている前記ボビンとの間に配設され、前記コイル間をつなぐ前記導線を把持する把持部を有することを特徴とする巻線装置。 The winding device according to claim 1, wherein
It is provided between the core held by the core holding part and the bobbin held by the bobbin holding part, and has a holding part for holding the conducting wire connecting between the coils. Winding device.
前記回転機構部は、前記基準軸と平行に設けられた1本の駆動軸を有し、前記コア保持部及び前記ボビン保持部は、前記駆動軸によって回転駆動されることを特徴とする巻線装置。 The winding device according to claim 1, wherein
The rotation mechanism unit has a single drive shaft provided in parallel with the reference shaft, and the core holding unit and the bobbin holding unit are rotationally driven by the drive shaft. apparatus.
前記コアが該コアの軸を中心として回転することを防止するブレーキ機構部を有することを特徴とする巻線装置。
The winding device according to claim 1, wherein
A winding device comprising a brake mechanism for preventing the core from rotating about the axis of the core.
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