JP5293371B2 - コイル部材の組立装置 - Google Patents
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Description
特許文献2では、同文献中の図1に示されるクランプ機構53により、平角線を把持しながら、平角線をエッジワイズ状に巻回している。
特許文献1の技術では、把持部分に滑りが発生することになり、送り精度の悪化を防止することは困難である。
特許文献2の技術でも、平角線を曲げる際に線長方向に生ずる力が把持部分に作用すると、滑りを防止することは困難である。
送り方向に交叉する方向は、直方体の空間を囲むように巻回してなるコイル部材を形成する場合には、送り方向に直交する方向である。ただし、これに限定されるものではなく、コイル部材が囲む中心空間の形状によって異なる。
一方、特許文献2のように、平角線の送り方向を向いている部位を把持しても、大きな力が作用すると、把持部材と平角線との間で滑りが生じやすい。特に、曲げの間作用する大きな力により滑りが生じやすいので、コイル部材の形状精度が悪化するおそれがある。
さらに、押圧部材と共に回動するように連結され、平角線の曲げられた部分のうち、平角線の送り方向に交差する方向を向いた部分を把持する把持部材を設けたものである。
図1は、本発明の実施の形態に係るコイル部材の組立装置の概略構成を示す平面図である。図2(a)〜(c)は、案内部および曲げ部の構造と共に、曲げ部におけるコイルの最初の曲げ手順を示す平面図である。図3(a)〜(c)は、平角線が曲げられた後巻回される手順を示す平面図である。図4(a),(b)は、順に、曲げ工程と送り工程とにおける曲げロールの状態を示す断面図である。
送り部60は、上下に配置されたロール61を備えている。あるいは、キャタピラーや把持して送る機構であってもよい。そして、平角線10は、各ロール61によって挟持されつつ、その回転によって線長に送られる。平角線10の送りと曲げとを繰り返すことにより、平角線10がコアを囲む形状に巻回され、コイル部材20が形成される。
なお、上側の拘束部材51aは、巻回されていくコイルを平坦部51yの上に持ち上げるための斜面部51xを有している。
なお、押圧溝板42の溝幅を、拘束部材51a,51bと同様に、切り換え可能に構成することもできる。
特に、各斜面部44a,45aの係合構造により、1つのシリンダ等によって移動部44を駆動するだけで、位置規定部45の縦方向の移動も確保することができる。ただし、把持部材の構成は、必ずしも本実施の形態の機構に限定されるものではない。
次に、図2(b)〜(c)および図3(a)〜(c)を参照しつつ、コイル部材の形成方法について説明する。
まず、図2(b)に示すように、回転台46を時計回りに90°を超える角度まで回転させる。このとき、押圧円板41および押圧溝板42により、平角線10を芯部材Cに押しつける。また、押圧溝板42によって、平角線10の広い範囲で曲げモーメントを加える。これにより、平角線10の先端部分が90°曲げられる。このとき、支持部材51の拘束部材51a,51bは、図4(a)に示す位置にある。押圧溝板42の溝幅を切り換え可能にした場合には、溝幅も狭くする。また、位置規定部45および移動部44からなる把持部材は、常時下方に位置している。
その後、移動部44が図中左方に移動すると共に、上述の係合関係によって位置規定部45が上昇する。そして、位置規定部45と移動部44とにより、平角線10の曲げられた部位を把持する。
ただし、その後は、図2(c)や図3(a)に示すように、把持部材によって平角線10を把持することになる。
また、コイル部材20は、2つの端子21,22を除き、図中破線で示す樹脂によってモールドされて、いわゆるカセットコイルとなっている。
ただし、組み立てる際には、まず、複数の分割コア71を環状に組み合わせた後、リング部材等を用いて外側から囲み込んで組み付ける。本実施形態では、コアとして分割コア71を集合させたものを用いているが、コアが分割されずに一体化されたものであってもよい。
また、拘束部材を設けないで曲げた場合、曲げられた部分の断面形状は、図5(c)に示すように、全体が台形状となる。特に、中心側が大きく膨らむこともある。そして、中心側における短辺寸法は、a+γ(γ>α)になり、変形の度合いが非常に大きい。
この寸法変化αを小さくするためには、拘束部材51a,51bの間隔dをできるだけ短辺寸法aに近づければよい。しかし、拘束部材51a,51bの間隔dを小さくすると、以下の問題が生じる。
間隔dが下死点Pld以下になると、特に送り工程で絶縁皮膜10bが破損する。つまり、従来の方法では、下死点Pldの値は、送り工程によって規定される。ただし、下死点Pldの値は、組立装置や平角線の構造、工程条件等により異なる。
本実施の形態では、送り工程では、拘束部材51a,51bとの間に大きな隙間h(図4(b)参照)を設けている。よって、平角線10が拘束部材51a,51bと強くこすりあうことなく、絶縁皮膜10bの破損が防止される。
したがって、下死点Pldの値は、送り工程とは無関係に曲げ工程によって規定される。よって、曲げ工程では、間隔dを狭くし、隙間を小さくして、下死点Pldを0に近い値まで小さくすることができる。
実験によると、間隔dを上死点Plu付近に設定すると、曲げ中心側の短辺寸法が2.6mmから3.4mm程度まで増大する。一方、本実施の形態では、間隔dを2.68mm程度まで狭くしても、絶縁皮膜10bの破損を防止することが可能である。
また、曲げ工程では、これから曲げられる部位は平角線10の送り方向を向いている。一方、把持部材で把持されている部位は、すでに曲げられた部分にあり、曲げられる部位とは交差する方向を向いている。よって、エッジワイズ状に曲げられていく間、平角線10に大きな力が作用しても、形状精度を高く維持することができる。
そして、拘束部材51a,51bや押圧部材による効果と相俟って、コイル部材20の形状精度の向上を図ることができる。
ただし、曲げ工程では、必ずしも把持部材により平角線を把持する必要はない。送り工程で把持するだけでも、コイル精度の向上効果は得られるからである。
図9は、本発明の実施の形態の変形例に係るコイル部材を形成するための組立装置を示す平面図である。
同図に示すように、本変形例の平角線10は、4 本のコイル線11を束ねた分割平角線と呼ばれるものである。すなわち、断面がほぼ矩形状の4本のコイル線11が平板状に集合して構成され、両端で各コイル線11が互いに導通している。これにより、実質的には1本の平角線10として機能する。ただし、コイル線11の本数は4本に限られるものではなく、2本以上であればよい。
そして、平角線10中の各コイル線11間の隙間をできるだけ少なくすることにより、高密度に巻回されたコイル部材20を得ることができる。
w=π2f2d2Bmax2/6ρ
によって表される。
例として、短辺が0.95mmで長辺が4.79mmの断面寸法を有する平角線と、これを4分割して、各コイル線11の短辺が0.95mmで長辺が1.20mmの断面寸法を有する本変形例の平角線10とを比較する。従来の平角線のコイル渦損wを100とすると、本変形例のコイル渦損wは25となる。すなわち、コイル渦損wを1/4まで低減することができる。
なお、従来の平角線のコイル渦損wを100とすると、2分割した分割平角線のコイル渦損wは50となり、3分割した分割平角線のコイル渦損wは33となる。
上記実施の形態では、平角線10を90°に曲げて矩形状に巻回されたコイル部材20を形成したが、これに限定されるものではない。本発明は、平角線10が90°とは異なる角度に曲げられた、平行四辺形,菱形などの形状に巻回されたコイル部材の形成にも適用することができる。また、一定の半径で曲げ続けて,円形に巻回されたコイル部材を形成してもよい。
10 平角線
10a 銅線
10b 絶縁皮膜
11 コイル線
12 銅線
13 絶縁皮膜
20 コイル部材
21,22 端子
40 曲げ部
41 押圧円板(押圧部材)
42 押圧溝板(押圧部材)
43 平行移動台
44 移動部(把持部材)
44a 斜面部
45 位置規定部(把持部材)
45a 斜面部
46 回転台
50 案内部
51 支持部材
51a,51b 拘束部材
51x 斜面部
51y 平坦部
52 第1案内板(案内部材)
53 第2案内板(案内部材)
55 案内台
60 送り部
61 ロール
70 分割ステータ
71 分割コア
71a ヨーク部
71b ティース部
80 ステータ
Claims (2)
- 短辺部および長辺部からなる矩形の断面形状を有し、表面が絶縁皮膜に覆われた平角線を、線長方向に送る送り部材と、
前記平角線の線長方向への移動を案内する案内部材と、
前記平角線を曲げる際に平角線を支持する支持部材と、
前記平角線を曲げる際に平角線を前記支持部材に押しつける押圧部材と、
前記平角線の曲げられた部分のうち、平角線の送り方向に交差する方向を向いた部分を把持する把持部材とを備え、
前記把持部材は、前記押圧部材と共に回動するように押圧部材に連結されている、コイル部材の組立装置。 - 請求項1に記載のコイル部材の組立装置において、
前記把持部材は、上下動する位置規定部と、
横方向に移動して前記位置規定部との間で平角線を挟持することが可能な移動部とを有し、
前記位置規定部と移動部とは、前記押圧部材の回転半径の方向に移動自在な共通の台に配置されている、コイル部材の組立装置。
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