JP5436397B2 - Winding end forming apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、巻線の端部を成形する装置及び方法、特に平角線を用いたコイル部材の巻線の端部を成形する装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for forming an end of a winding, and more particularly to an apparatus and method for forming an end of a winding of a coil member using a rectangular wire.
従来、巻枠に導線が巻回された分割コアを円環状に複数配列したブラシレスモータが知られている。導線が平角線からなる場合、巻線工程後に電極にカシメるために導線を屈曲させる際、導線の端部を把持して複雑な動作で移動させる必要がある。 Conventionally, a brushless motor in which a plurality of divided cores each having a conducting wire wound around a winding frame are arranged in an annular shape is known. When the conducting wire is a flat wire, when the conducting wire is bent to be crimped to the electrode after the winding process, it is necessary to grip the end of the conducting wire and move it with a complicated operation.
例えば、特許文献1では、導線の端部を掴むノズルを回動させて導線を捻り、捻った状態で屈曲させて電極の溝の内部に導線を押し込むことが開示されている。詳細には、巻線工程が終了した後、導線の巻終端部を切断することなく、導線を供給するノズルを横方向へ移動させた後、ノズルを回動させて導線の巻終端部を捻る。次に、ノズルを回動後の位置のまま巻枠の下方に移動させて、巻枠の溝付近で捻られていた導線の巻終端部を溝の端部に引掛けて屈曲させる。これにより、導線が巻枠の溝の内部に入り込む。次に、ノズルを巻枠の外周面側へ移動させて、導線を巻枠の溝に押し込める。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載された方法では、導線を捻るという工程が存在する。そのため、導線を捻る動作が必要となり、巻線端部成形に要する時間が長くなるとともに、装置の小型化、簡素化が困難となる課題がある。
However, in the method described in
本発明は、以上の点に鑑み、巻線端部成形に要する時間が短縮化され、装置の小型化、簡素化が可能な巻線端部成形方法及び装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a winding end portion forming method and apparatus in which the time required for forming a winding end portion is shortened and the apparatus can be downsized and simplified.
本発明の巻線端部成形方法は、幅広面側が巻枠の外周面側になるように前記巻枠に巻回された断面矩形の導線の端部を電極の凹部に入れ込む巻線端部成形方法であって、把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する工程と、前記導線の巻回部分の端部を前記巻枠の外周面側に押圧した状態で、把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起す工程と、前記導線の巻回部分の端部に隣接する部分が幅狭面方向に屈曲するように、引き起した前記導線の端部を移動させて、前記導線の端部を前記電極の凹部に入れ込む工程とを含むことを特徴とする。 In the winding end forming method of the present invention, the end of the wire having a rectangular cross section wound around the winding frame is inserted into the recess of the electrode so that the wide surface side is the outer peripheral surface side of the winding frame. A forming method, the step of gripping the wide surface of the end portion of the conducting wire from both sides so that the gripped conducting wire is rotatable within the wide surface, and the winding portion of the winding portion of the conducting wire. In the state of pressing to the outer peripheral surface side of the frame, the step of causing the end portion of the gripped lead wire to rotate in the wide surface direction, and the portion adjacent to the end portion of the winding portion of the lead wire in the narrow surface direction A step of moving the end portion of the lead wire raised so as to be bent, and inserting the end portion of the lead wire into the concave portion of the electrode.
本発明の巻線端部成形方法によれば、導線が延びる方向の軸(矩形断面に垂直な軸)を中心に回転させて導線を積極的に捻る工程を含むことなく、結果として捻られた導線を電極の凹部に入れ込むことができる。そのため、引用文献1に記載された方法と比較して、巻線端部成形に要する時間の短縮化が可能となる。
According to the method for forming a winding end of the present invention, the winding end portion is twisted as a result without including a step of positively twisting the conducting wire by rotating about the axis in the direction in which the conducting wire extends (axis perpendicular to the rectangular cross section). A conducting wire can be inserted into the recess of the electrode. Therefore, compared with the method described in the cited
本発明の巻線端部成形装置は、幅広面側が巻枠の外周面側になるように前記巻枠に巻回された断面矩形の導線の端部を電極の凹部に入れ込む巻線端部成形装置であって、把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する把持部と、前記把持部を移動させる移動部と、前記導線を巻枠の外周面側に押圧して保持する押圧部と、前記移動部及び前記押圧部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記押圧部が前記導線の巻回部分の終端部を押圧した状態で、前記把持部で把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起した後、前記導線の巻回部分の終端部に隣接する部分を幅狭面方向に屈曲するよう前記把持部が移動するように、前記移動部及び前記押圧部を制御することを特徴とする。 The winding end forming apparatus according to the present invention includes a winding end portion that inserts an end portion of a conducting wire having a rectangular cross section wound around the winding frame into a recess of the electrode so that the wide surface side is the outer peripheral surface side of the winding frame. A molding apparatus, a gripping part for gripping the wide surface of the end of the conductive wire from both sides so that the gripped conductive wire is rotatable within the wide surface, a moving unit for moving the gripping part, A pressing portion that presses and holds the conducting wire to the outer peripheral surface side of the winding frame; and a control portion that controls the moving portion and the pressing portion, and the control portion includes a winding portion of the conducting wire. In a state where the terminal portion is pressed, the end portion of the conducting wire gripped by the gripping portion is rotated and raised in the wide surface direction, and then a portion adjacent to the terminal end portion of the winding portion of the conducting wire is formed in the narrow surface direction. The moving part and the pressing part are controlled so that the grip part moves so as to be bent That.
本発明の巻線端部成形装置によれば、導線が幅広面内で回転自在なように、導線の端部の幅広面を両側から把持する把持部を備えており、把持部で把持された導線の端部が幅広面内で自在に回転する状態で把持部を移動部で移動させることにより、導線を屈曲することが可能である。 According to the winding end portion forming device of the present invention, the winding end forming apparatus includes the gripping portion that grips the wide surface of the end portion of the conducting wire from both sides so that the conducting wire can rotate within the wide surface. It is possible to bend the conducting wire by moving the gripping portion with the moving portion while the end portion of the conducting wire rotates freely within the wide surface.
そのため、導線が延びる方向の軸を中心に回転させるようにして導線を捻る機構を必要としないので、このような機構を必要とする引用文献1に記載された場合と比較して、装置が小型化、簡素化される。
Therefore, since a mechanism for twisting the lead wire by rotating it around the axis in the direction in which the lead wire extends is not required, the apparatus is smaller than the case described in the cited
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の巻線端部成形方法は、図1に示すコイル部品10の巻線端部を成形するものである。コイル部品10は、例えば、円環状に複数配置されて、ハイブリッド車両や電気車両などの回転電機のステータを構成する分割コアである。
The winding end portion forming method of this embodiment is for forming the winding end portion of the
コイル部品10は、複数枚の略T字状の鋼板を一体化した積層鋼板(不図示)と積層鋼板に外嵌された絶縁性のボビン(インシュレータ)との組立体からなる巻枠11と、巻枠11に巻回された導線(巻線)12と、金属製の電極(ターミナル)13,14とを有する。
The
導線12は、絶縁被膜で覆われた断面略矩形状の平角線であり、矩形断面の長辺に対応する幅広面と短辺に対応する幅狭面とを有している。導線12は、幅広面側が巻枠11側になるように、巻枠11に巻回されている。
The conducting
巻枠11には、導線12が巻回される胴部の下端部、上端部にそれぞれ下側フランジ15、上側フランジ16が形成されている。そして、各フランジ15,16には、導線12の巻終端部12a,巻始端部12bをそれぞれ胴部側から引出すための溝(スリット)15a,16aが形成されている。
On the
下側電極13は下側フランジ15の下方に位置しており、導線12の巻終端部12aが入り込み固定される凹部13a(図2参照)が溝15aの真下に形成されている。導線12は、その巻終端部12aが、溝15aを経由して、下側電極13の凹部13aに入り込みカシメられて下側電極13に接続される。
The
上側電極14は上側フランジ16の上方に位置しており、導線12の巻始端部12bが入り込み固定される凹部14a(図2参照)が溝16aの真上に形成されている。導線12は、その巻始端部12bが、溝16aを経由して、上側電極14の凹部14aに入り込みカシメられて上側電極14に接続される。
The
以下、本発明の実施形態に係る巻線端部成形方法について説明する。 Hereinafter, the winding edge part shaping | molding method which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
まず、図2に示すように、第1の工程では、巻枠11への導線12の巻回が終了した後、巻枠11の外周面から離れた位置で導線12を仮切断する。これにより、導線12の巻き終り側の端部である巻終端部12aが形成される。
First, as shown in FIG. 2, in the first step, after the winding of the conducting
次に、第2の工程では、把持された導線12が幅広面内で回転自在なように、導線12の巻終端部12aの幅広面を両側から挟み込むようにして、把持部分中心回りの回転を許容した状態で導線12を把持部40(図5参照)で把持する。
Next, in the second step, rotation around the center of the gripping portion is performed by sandwiching the wide surface of the
次に、第3の工程では、巻終端部12aを把持した状態を維持しながら把持部40を移動させて、導線12にテンションがかかるように横方向へ引張って導線12を直線状に伸ばすようにしながら、導線12の巻終部分を巻枠11側に押し付ける。
Next, in the third step, the gripping
次に、図3に示すように、第4の工程では、導線12の巻回部分の終端部を押圧治具(押圧部)21で巻枠11の外周面側に押し付ける。この押圧治具21は適度に硬い材質から形成されるが、導線12に接触しても絶縁被膜が傷付かないように角部が丸みを帯びている。そして、把持部40を導線12の巻終部分を中心として、手前まで90度だけ回動させる。これにより、導線12は押圧治具21で押圧された部分に隣接する部分を根元部分として幅広面方向(図面手前側)に90度引き起され、導線12の根元部分が押圧治具21の角部に沿って微小な曲率半径で屈曲した状態になる。
Next, as shown in FIG. 3, in the fourth step, the terminal portion of the winding portion of the conducting
次に、図4に示すように、第5の工程では、把持部40を導線12の根元部分を中心として、幅狭面方向(図面下側)に90度だけ回動させる。このとき、導線12の直線部分は直線状態が維持されるよう、導線12にテンションがかかるように引張りながら回動させる。これにより、導線12は巻回部分の終端部に隣接する部分が結果的に捻られ、引き起された導線12の巻終端部12aが90度下側に屈曲して、導線12が溝15aの内部に入り込む。換言すれば、下側に曲がった導線12が溝15aに入り込むような位置で導線12に押圧治具21を押し付けている。
Next, as shown in FIG. 4, in the fifth step, the
このとき、溝15aの内部に入り込んだ導線12は、押込治具22によって巻枠11の外周面側に押し込まれる。これにより、下側電極13の凹部13aの奥部まで導線12が入り込む。
At this time, the conducting
そして、この後、図示しないが、第6の工程では、ペンチ等のカシメ具を用いて下側電極13をカシメて、導線12を下側電極13に固定する。これにより、導線12が下側電極13に接続される。さらにその後、第7の工程では、ニッパ等の切断具を用いて巻終端部12aを所定位置で切断する。これにより、巻線終部12aの成形が完了する。
Thereafter, although not shown, in the sixth step, the
また、巻始端部12bも巻終端部12aと同様に端部の成形を行う。ただし、導線12の巻始部分12bはその外側が巻回された導線12で覆われているので、押圧治具21で押圧する必要がない。これにより、巻線端部成形が全て完了して、図1に示したコイル部品10が完成する。
Further, the winding
以上のように、本実施形態に係る巻線端部成形方法によれば、導線12が延びる方向の軸を中心に回転させて導線12を積極的に捻る工程を含むことなく、結果として捻られた導線12を溝15aを通して下側電極13の凹部13aに入れ込むことができる。そのため、引用文献1に記載された方法と比較して、巻線端部成形に要する時間の短縮化が可能となる。
As described above, according to the winding end portion forming method according to the present embodiment, as a result, the method does not include the step of positively twisting the
また、引用文献1に記載された方法とは異なり、導線12を溝の端部に引掛けた状態で屈曲させる必要がなく、把持部分中心回りの回転を許容した状態で導線12を把持部40(図5参照)で把持するので、絶縁被覆が傷付くおそれを解消することができる。
Further, unlike the method described in the cited
以下、本発明の実施形態に係る巻線端部成形装置30について説明する。
Hereinafter, the winding edge part shaping |
この巻線端部成形装置30は、詳細は図示しないが、例えば、特開2009−99908号公報に開示されたステーションコア製造装置に含まれる。ステーションコア製造装置は、巻線に要する工程を分割した4つのステーションを有しており、図1に示したコイル部品10を高速で製造することが可能である。
Although not shown in detail, the winding
ステーションコア製造装置は、図示しないが、巻枠11を巻枠把持治具に把持させるとともに、導線12が巻枠11に巻回され、導線12の端部成形が完了された完成品であるコイル部品10を巻枠把持治具から取り外す着脱ステーションST1と、巻枠11に導線12を巻回して巻線を形成する巻線ステーションST2と、巻回された導線12の巻終端部12a及び巻始端部12bを、各電極13,14の凹部13a,14aに入れ込む端部成形ステーションST3と、導線12の巻終端部12a及び巻始端部12bを、各電極13,14にカシメて固定するとともに、導線12の余剰の端部を切断する端部接続ステーションST4とを有する。
Although not shown, the station core manufacturing apparatus causes the
ステーションコア製造装置は、同心円状に所定の角度間隔ずつ離間して設けられた各ステーションに対応して、巻枠11を把持する巻枠把持治具を有するテーブルを備える。
The station core manufacturing apparatus includes a table having a reel holding jig for gripping the
着脱ステーションST1では、巻枠11が巻枠把持治具に把持される。巻枠把持治具によって把持された巻枠11は、テーブルが回転して、巻線ステーションST2に到達する。
At the attachment / detachment station ST1, the
巻線ステーションST2では、ノズルから導線12が繰り出されるとともに、巻枠11は巻枠把持治具と一体的に回転される。これにより、巻枠11に導線12が巻回される。
At the winding station ST2, the
巻枠11に導線12が巻回されると、テーブルを再び回転させて、巻枠把持治具に把持されている巻枠11は端部成形ステーションST3に到達する。
When the
端部成形ステーションST3では、巻線端部成形装置30を用いて、導線12の巻終端部12a及び巻始端部12bを、各電極13,14の凹部13a,14aにそれぞれ入れ込む。そして、テーブルを再び回転させて、導線12が巻き付けられた巻枠11は端部接続ステーションST4に至る。
At the end forming station ST3, the winding
端部接続ステーションST4には、カシメ具及び切断具が配設されている。カシメ具を用いて、導線12の巻終端部12aと巻始端部12bとをそれぞれ電極13,14にカシメる。次いで、切断具を用いて、導線12の巻終端部12a及び巻始端部12bを切断する。
A crimping tool and a cutting tool are disposed at the end connection station ST4. Using a caulking tool, the winding
その後、テーブルを再び回転させて、巻線端部成形されたコイル部品10が着脱ステーションST1に到達する。そして、コイル部品10を巻枠把持治具から取り出す。
Thereafter, the table is rotated again, and the
把持部40は、図5に示すように、移動部であるロボットハンド31の先端に取り付けられている。ロボットは、ここでは、テーブルの近傍に設置された4軸ロボットであり、3軸の回転運動及び1軸の直線運動が可能なように構成されている。このロボットは、ロボットハンド31の移動制御のみを行うことができ、姿勢制御を行うことはできない。
As shown in FIG. 5, the gripping
なお、巻線端部成形装置30は、CPU、ROM、RAM、I/O等から構成される制御部(不図示)を備えており、この制御部がロボットハンド31の移動制御を行うとともに、前記押圧治具21(図3及び図4参照)の進退制御を行う。
The winding
把持部40は、図6に示すように、ロボットハンド31(図5参照)の先端に取り付けられる取付部50と、導線12の巻終端部12a(図1から図4参照)を挟持して把持する挟持部60と、導線12を案内する案内部70とを備えている。
As shown in FIG. 6, the
取付部50は、ロボットハンド31の先端を外側から挟み込む2つの取付用部材51,52から構成されている。ロボットハンド31の先端を挟み込んだこれらの取付用部材51,52をボルト53で締め付けることにより、把持部40がロボットハンド31の先端に固定される。
The
挟持部60は、導線12を挟持可能なように、一対の挟持部材61,61の間隔を変化させる挟持間隔設定部62によって、その間隔(広狭)が変更可能に構成されている。各挟持部材61の先端は、挟持した導線12が幅広面内で回転自在なように、回転自在な回転部材63を他の回転部材63に対向するように有している。回転部材63は、例えば、表面粗さが粗い円盤状のゴムが挟持部材61に軸支されることにより構成されている。
The holding
挟持間隔設定部62は、一対の挟持部材61,61の間隔を変化させる。ここでは、カムフォロアによって間隔を変化させている。
The clamping
具体的には、各挟持部材61がそれぞれ固定された部材64がガイドレール60に沿って摺動可能に構成されている。そして、シリンダ65のピストン(不図示)の上下動によって、ピストンの先端に固定されたカム部材66が上下動する。カム部材66には、下向き外側に広がるように傾斜する一対の穴66aが貫設されており、これらの穴66aに一端が入り込んだ棒状のフォロア部材(不図示)の他端に各挟持部材61に固定された部材64が固定されている。これにより、ピストンが上動すると、挟持部材61の間隔が狭くなり、ピストンが下動すると、挟持部材61の間隔が広くなる。
Specifically, a
案内部70は、把持部60で把持するに適した位置に導線12を案内する。案内部70は、三角形状に切欠かれた先端71aを有する備えた案内板71を備えている。案内部70は、案内板71を上下動させる案内板移動部72により、案内板71を下降させて、切欠きの頂部に導線12を位置させることより、挟持部60で挟持される位置に導線12を案内する。
The
案内板移動部72は、シリンダ74によって案内板71を上下動させる。具体的には、取付用部材52に固定された部材75にシリンダ74が固定されており、このシリンダ74のピストン(不図示)が固定された部材76に案内板71が固定されている。
The guide
さらに、把持部40には前記押込治具22が付設されている。これにより、前記第5の工程において、把持部40を幅狭面方向に回動させて導線12の巻終端部12aを90度下側に屈曲させる過程で、押込治具22が導線12に当接して、導線12が巻枠11の外周面側に押し込まれる。
Further, the pressing
以上のように、巻線端部成形装置30では、各把持部材61の先端には回転部材63が取り付けられており、導線12の巻終端部12aと当接する回転部材63を回転させながら把持部40を移動させることにより、導線12を屈曲させることが可能である。
As described above, in the winding end
そのため、巻線端部成形装置30は、導線12が延びる方向の軸を中心に回転させるようにして導線12を捻る機構を有しておらず、ロボットハンド31の姿勢制御を行うことができない4軸ロボットで構成することができる。よって、引用文献1に記載されたようにノズルの位置姿勢制御を行う6軸ロボットが必要である場合と比較して、巻線端部成形装置30が小型化、簡素化される。
For this reason, the winding
また、引用文献1に記載された装置とは異なり、導線12を溝の端部に引掛けた状態で屈曲させる必要がなく、挟持した導線12が幅広面内で回転自在なように把持部40が導線12を把持するので、絶縁被覆が傷付くおそれを解消することができる。
Further, unlike the device described in the cited
なお、以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。 Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to this.
10…コイル部品、 11…巻枠、 12…導線、 12a…巻終端部(端部)、 13…下側電極(電極)、 13a…凹部、 14…下側フランジ、 14a…溝、 21…押圧治具(押圧部)、 22…押込治具、 30…巻線端部成形装置、 31…ロボットハンド(移動部)、 40…把持部、 60…挟持部、 61…挟持部材、 63…回転部材、 70…案内部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する工程と、
前記導線の巻回部分の端部を前記巻枠の外周面側に押圧した状態で、把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起す工程と、
前記導線の巻回部分の端部に隣接する部分が幅狭面方向に屈曲するように、引き起した前記導線の端部を移動させて、前記導線の端部を前記電極の凹部に入れ込む工程とを含むことを特徴とする巻線端部成形方法。 A winding end forming method for inserting an end of a rectangular conductor wire wound around the winding frame into a recess of an electrode so that the wide surface side is the outer peripheral surface side of the winding frame,
Gripping the wide surface of the end of the conductive wire from both sides so that the gripped conductive wire is rotatable within the wide surface;
In a state where the end of the winding portion of the conducting wire is pressed against the outer peripheral surface side of the winding frame, the end of the gripped conducting wire is rotated in the wide surface direction, and is caused to occur,
The end portion of the lead wire is moved so that the portion adjacent to the end portion of the winding portion of the lead wire is bent in the narrow surface direction, and the end portion of the lead wire is inserted into the concave portion of the electrode. A winding end forming method comprising the steps of:
把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する把持部と、
前記把持部を移動させる移動部と、
前記導線を巻枠の外周面側に押圧して保持する押圧部と、
前記移動部及び前記押圧部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記押圧部が前記導線の巻回部分の終端部を押圧した状態で、前記把持部で把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起した後、前記導線の巻回部分の終端部に隣接する部分を幅狭面方向に屈曲するよう前記把持部が移動するように、前記移動部及び前記押圧部を制御することを特徴とする巻線端部成形装置。
A winding end forming device for inserting the end of a rectangular conductor wire wound around the winding frame into the recess of the electrode so that the wide surface side is the outer peripheral surface side of the winding frame,
A gripping part for gripping the wide surface of the end of the conductive wire from both sides so that the gripped conductive wire is rotatable within the wide surface;
A moving unit for moving the gripping unit;
A pressing portion that presses and holds the conducting wire against the outer peripheral surface side of the winding frame; and
A control unit for controlling the moving unit and the pressing unit,
The control unit is configured to cause the end portion of the conducting wire gripped by the gripping portion to rotate in the wide surface direction while the pressing portion presses the terminal end portion of the winding portion of the conducting wire, and then raises the conducting wire. A winding end forming apparatus, wherein the moving portion and the pressing portion are controlled so that the gripping portion moves so as to bend a portion adjacent to a terminal portion of the winding portion in a narrow surface direction. .
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