JP5574932B2

JP5574932B2 - 巻線機

Info

Publication number: JP5574932B2
Application number: JP2010267956A
Authority: JP
Inventors: 篤史坂上; 裕之秋田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: JP2012120327A

Description

この発明は、巻線の巻回を行っているときにコア体の交換を可能として生産性を向上することができる巻線機に関するものである。

回転電機の固定子に高密度に巻線を施すために、固定子を周方向に分割し、連結した構造が発明されている。そして、その固定子の巻線装置は、固定子を逆反りさせ、フライヤやノズルを固定子の磁極の周りを周回させ、巻線を行うものである（例えば、特許文献１参照）。また、他の例は、分割されたコアブロックを順次送り出し、巻線を施した後、順次丸めていくものである（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３４３９５１号公報特開２００３−１８９５６１号公報

従来の巻線機は、巻線の巻回を行っていないときにコア体を交換する必要があり、時間を要し、生産性が低下しているという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、巻線の巻回を行っているときにコア体の交換を可能として生産性を向上することができる巻線機を提供することを目的とする。

この発明は、
ティースが突出して形成され、上記ティースと相対する側に溝部が形成されたコア体を、屈曲可能な連結手段を介して複数個帯状に連結して構成される被巻線体の上記各ティースに巻線を順次巻回する巻線機において、
把持軸の円周方向に所定の間隔を隔てて第１ないし第５把持爪をそれぞれ配設し、
上記第１ないし第５把持爪は、上記各溝部に挿入して、上記各コア体を把持または開放となるように形成され、
上記把持軸が回転することにより上記第１ないし第５把持爪は上記把持軸の周囲を移動し、上記被巻線体の上記各コア体が順次、上記第１ないし第５把持爪の位置に配設され、
上記第１ないし第５把持爪は、
上記巻線の巻回を行うコア体の溝部に挿入され当該コア体を把持する把持爪と、
上記巻線の巻回を行うコア体に連結される両コア体の溝部にそれぞれ挿入され当該両コア体をそれぞれ把持する両把持爪と、
上記両コア体の上記巻線の巻回を行うコア体と異なる側であって上記巻線の巻回が終了した側に連結されたコア体の溝部に挿入され当該コア体を把持から開放する把持爪と、
上記両コア体の上記巻線の巻回を行うコア体と異なる側であって上記巻線の巻回が行われる前側に連結されたコア体の溝部に挿入され当該コア体を開放から把持する把持爪とにて形成されるものである。

この発明の巻線機は、上記のように構成されているため、
巻線の巻回を行っているときに巻線の巻回を行っていないコア体の交換を可能として生産性を向上することができる。

この発明の実施の形態１の巻線機の構成を示す斜視図である。図１に示した巻線機の内部構造を示す斜視図である。図２に示した巻線機の把持爪およびカムの構成を示す斜視図である。図３に示した把持爪およびカムの動作を説明するための概念図である。図１に示した巻線機の把持爪の状態を説明するための図である。図１に示した巻線機の把持爪の状態を説明するための図である。図１に示した巻線機の把持爪の状態を説明するための図である。図１に示した巻線機のカムの回転角度と各把持爪の開放状態および把持状態のタイミングとの関係を示す図である。図１に示した巻線機の把持爪の他の状態を説明するための図である。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。回転電機の固定子に高密度に巻線を施すため、周方向に鉄芯を分割し、突極磁極先端を離間させて巻線を巻回する方法を示す。鉄芯のバックヨークは磁極歯間の中間付近で分割され、外周付近に設けられた屈曲可能な連結手段により、磁極歯同士を離間させることを可能としている。巻線を施した後に再び鉄芯を丸め、継ぎ目を溶接等により固定することで回転電機の固定子を形成する。よって、巻線機のコア体としてのコアブロックの把持状態を変化させながら、巻線を順次巻回していく様子について順を追って説明する。

図１はこの発明の実施の形態１における巻線機の構成を示す斜視図、図２は図１に示した巻線機の把持軸近傍の内部構造を示す斜視図、図３は図２に示した巻線機の把持爪およびカムの構成を示す斜視図、図４は図３に示した把持爪およびカムの動作を説明するための概念図、図５ないし図７は図１に示した巻線機の把持爪の状態を説明するための図、図８は図１に示した巻線機のカムの回転角度と各把持爪の開放状態および把持状態のタイミングとの関係を示す図、図９は図１に示した巻線機の把持爪の他の状態を説明するための図である。

図において、巻線機は被巻線体２３に巻線の巻回を行うものである。そして、被巻線体２３は複数のコア体としてのコアブロック２３ａ〜２３ｈが屈曲可能な連結手段を介して帯状に連結して構成されている。
各コアブロック２３ａ〜２３ｈには、巻線を巻回するための突出して形成されたティース２４と、このティース２４の相対する側に形成された溝部２５とをそれぞれ有している。そして、巻線機は、被巻線体２３に巻線を巻回するために被巻線体２３を保持する把持軸２０と、被巻線体２３を把持軸２０に供給する供給ローラ２１と、把持軸２０にて巻線を巻回された被巻線体２３を巻き取り環状に丸めるための巻取ローラ２２とを備えている。

把持軸２０には、円周方向に所定の間隔、ここでは６０°おきにそれぞれ第１ないし第６把持爪１、２、３、４、５、６が配設されている。第１ないし第６把持爪１〜６は、コアブロック２３ａ〜２３ｈの各溝部２５にそれぞれ挿入して、把持軸２０の回転に連動または非連動に各コアブロック２３ａ〜２３ｈを把持状態または開放状態可能となるように形成されている。把持軸２０が回転することにより第１ないし第６把持爪１〜６は把持軸２０の周囲を移動し、被巻線体２３の各コアブロック２３ａ〜２３ｈが順次、第１ないし第６把持爪１〜６に導入および導出されている。

そして、第１ないし第６把持爪１〜６は、巻線の巻回を行うコアブロックの溝部２５に挿入され当該コアブロックを把持状態にする把持爪と、巻線の巻回を行うコアブロックに連結される両コアブロックの溝部２５にそれぞれ挿入され当該両コアブロックをそれぞれ把持状態にする２つの把持爪と、両コアブロックの巻線の巻回を行うコアブロックと異なる側にてそれぞれ連結された各コアブロックの溝部２５にそれぞれ挿入され各コアブロックを把持状態および開放状態にする２つの把持爪と、この２つの把持爪の間に形成されている把持爪とにてなる。このように各状態の把持爪を各第１ないし第６把持爪１〜６が順次動作を行い対応し、被巻線体２３を保持し、巻線の巻回を行う。

そして、各把持爪１〜６は、把持軸２０の回転に連動または非連動するカム１０により開放状態および把持状態に駆動するものである。具体的な例を第１把持爪１の構成について図３を交えて説明する。尚、他の各把持爪２〜６は、第１把持爪１と同様に形成されているため、その説明は適宜省略する。まず、カム１０はフォロア１１を介して第１把持爪１を開放状態および把持状態に駆動している。そして、カム１０は第１ないし第４のカム１０ａ〜１０ｄが上下に積層されて形成されている。フォロア１１はこの第１および第４カム１０ａ〜１０ｄに連動する第１および第４フォロア１１ａ〜１１ｄが上下に積層されて形成されている。第１把持爪１は第１および第２のフォロア１１ａ、１１ｂに連動して駆動する上部爪１ａと、第３および第４のフォロア１１ｃ、１１ｄに連動して駆動する下部爪１ｂとにて形成されている。

図３（ａ）は把持状態を、図３（ｂ）は開放状態をそれぞれ示している。把持状態には、上部爪１ａと下部爪１ｂと上面から見ると八の字状に開いており、溝部２５内に挿入されることにより、溝部２５の側壁と上部爪１ａおよび下部爪１ｂとが圧接して、把持状態となるものである。開放状態は、上部爪１ａと下部爪１ｂとが上面から見ると重なりあうようなっており、溝部２５内に挿入されたとしても、溝部２５の側壁と上部爪１ａおよび下部爪１ｂとが接しないため、開放状態となるものである。

第１把持爪１の上部爪１ａの動作について図４を交えて説明する。尚、下部爪１ｂ、他の各把持爪２〜６は、第１把持爪１と同様に動作するため、その説明は適宜省略する。まず、上部爪１ａは回転中心点Ａを中心に回転して開放状態および把持状態に動作する。図において、実線が開放状態を示し、破線が把持状態を示している。このように各カム１０ａ〜１０ｄと、各フォロア１１ａ〜１１ｄとが連動して動くことにより、上部爪１ａが開放状態および把持状態となるように動作することができる。

次に上記のように構成された実施の形態１の巻線機の動作について図５に基づいて説明する。図５は、各把持爪１〜６の状態を模式図として示したものであり、○および●は、各把持爪１〜６の状態を示し、○は開放状態を、●は把持状態を示すものである。まず、図５（ａ）および図６（ａ）は、コアブロック２３ｄが巻線の巻回を終えた状態を示す図である。そして、巻線の巻回を行うコアブロック２３ｄの溝部２５に挿入されコアブロック２３ｄを把持状態にする第４把持爪４と、巻線の巻回を行うコアブロック２３ｄに連結される両コアブロック２３ｃ、２３ｅの各溝部２５にそれぞれ挿入され両コアブロック２３ｃ、２３ｅをそれぞれ把持状態にする２つの第５および第３把持爪５、３と、両コアブロック２３ｃ、２３ｅの巻線の巻回を行うコアブロック２３ｄと異なる側にてそれぞれ連結された各コアブロック２３ｂ、２３ｆの各溝部２５にそれぞれ挿入され各コアブロック２３ｂ、２３ｆを把持状態および開放状態にする２つの第６および第２把持爪６、２と、この２つの第６および第２把持爪６、２の間に形成されている第１把持爪１とにてなる。

そしてこのとき、第２ないし第５把持爪２〜５は把持状態であり、第１および第６把持爪１、６は開放状態である。よって、把持軸２０に当接したコアブロック２３ｃ〜２３ｆは把持軸２０に把持された状態となっている。コアブロック２３ｂは把持軸２０には把持（固定）されず、連結されたコアブロック２３ａおよびコアブロック２３ｃにより位置が決定している。巻線の巻回が終了すると、コアブロック２３ｄと接続されている巻線をクランプし、線カッタにより切断される動作が行われる。このときに、図６（ｂ）に示すように、把持軸２０が時計回りに回転Ｂすることにより、コアブロック２３ｂは把持軸２０から導出される。そして、図５（ｂ）および図７（ａ）に示すように、コアブロック２３ｅが巻線を毎回する位置に来るまで各コアブロック２３ａ〜２３ｈが姿勢を変形されながら順次導入される。コアブロック２３ｃ〜２３ｆが把持状態は変わらず、コアブロック２３ｇは把持軸２３に保持されることなく、コアブロック２３ｆとコアブロック２３ｈとにより位置が位置が決定される。

この後、コアブロック２３ｅに対して巻線の巻回を開始する。そして、巻線の巻回を開始後に、図７（ｂ）に示すように、第１把持爪１の位置にあるコアブロック２３ｇを把持軸２０に押し付ける。このとき、第１把持爪１はコアブロック２３ｇの着脱が自由に行えるよう、図５（ｂ）に示すよう、開放状態となっている。次に、コアブロック２３ｇを把持軸２０に導入された後、巻線の巻回中に第１把持爪１を図５（ｃ）に示すように把持状態に変化させるとともに、第５把持爪５が開放状態としコアブロック２３ｃが把持軸２０から導出され、巻線を施したコアブロック２３ｃを巻取ローラ２２で巻き取る準備ができる。
このような動作を繰り返すことにより連続して周方向分割されたコアブロック２３ａ〜２３ｈに巻線を順次施すことができる。尚、図５の変わりに図９に示すよう、開放状態および把持状態に設定しても同様に行うことができる。

この動作における、把持軸２０の回転角度に対するカム１０の回転角度θと各把持爪１〜６までの把持状態および開放状態のタイミングを図８に基づいて説明する。カム１０は、ｎ個対称に配置された把持爪は３６０／ｎ°ずつずれた動きをする。本実施の形態１においては６個の各把持爪１〜６の動きである。横軸は把持軸２０の回転角度に対するカム１０の回転角度θを示し、縦軸が各把持爪１〜６の状態を示すものである。例えば、第６把持爪６と第１把持爪１とを開放させるためには、θ＝０°とすればよいことがわかる。また、図５（ａ）から図５（ｂ）の間は、把持軸２０の回転角度に対するカム１０の回転角度θが変化しないように把持軸２０の動きに合わせて（同期して）カム１０を回転させることで、第１把持爪１と第６把持爪６とは開放状態を維持したままにすることができる。図５（ｂ）から図５（ｃ）の間は、把持軸２０は回転してないため、カム１０は把持軸２０と非同期にて回転角度θを３６０／ｎ°（６０°）回転させ、コアブロック２３ｃの位置にある第５把持爪５を開放状態すると同時に、コアブロック２３ｇにある位置の第１把持爪１を把持状態にするものである。

上記のように構成された実施の形態１の巻線機は、第１ないし第６把持爪が、各溝部に挿入して、把持軸の回転に連動または非連動に各コア体を把持状態または開放状態可能となるように構成されているため、巻線の巻回を行っている間にも、コア体の把持状態および開放状態を変更することができ、敏速に被巻線体の交換を行うことができる。
各把持爪の把持状態および開放状態をそれぞれ設定することにより、より一層敏速に被巻線体の交換を行うことができる。

また、そのことをカムにて構成しているため、簡便に構成することができ、低コストにて行うことができる。
また、供給ローラおよび巻取ローラを備えているため、被巻線体の交換をより一層敏速に行うことができる。
また、第６把持爪を備えているため、被巻線体を交換するときに余裕ができ、巻線機を容易に作成することができる。

尚、上記実施の形態１においては把持爪を６個備える例を示したが、これに限られることはなく、５個以上の把持爪を備えていれば上記実施の形態１と同様に巻線の巻回を行うことができる。
また、上記実施の形態１においてはカムにより把持状態および開放状態を制御する例を示したが、これに限られることはなく、他の構成であっても同様に把持状態および開放状態が制御できるものであればよい。

１第１把持爪、２第２把持爪、３第３把持爪、４第４把持爪、
５第５把持爪、６第６把持爪、１０カム、１１〜１６フォロア、２０把持軸、２１供給ローラ、２２巻取ローラ、２３被巻線体、
２３ａ〜２３ｈコアブロック、２４ティース、２５溝部。

Claims

ティースが突出して形成され、上記ティースと相対する側に溝部が形成されたコア体を、屈曲可能な連結手段を介して複数個帯状に連結して構成される被巻線体の上記各ティースに巻線を順次巻回する巻線機において、
把持軸の円周方向に所定の間隔を隔てて第１ないし第５把持爪をそれぞれ配設し、
上記第１ないし第５把持爪は、上記各溝部に挿入して、上記各コア体を把持または開放となるように形成され、
上記把持軸が回転することにより上記第１ないし第５把持爪は上記把持軸の周囲を移動し、上記被巻線体の上記各コア体が順次、上記第１ないし第５把持爪の位置に配設され、
上記第１ないし第５把持爪は、
上記巻線の巻回を行うコア体の溝部に挿入され当該コア体を把持する把持爪と、
上記巻線の巻回を行うコア体に連結される両コア体の溝部にそれぞれ挿入され当該両コア体をそれぞれ把持する両把持爪と、
上記両コア体の上記巻線の巻回を行うコア体と異なる側であって上記巻線の巻回が終了した側に連結されたコア体の溝部に挿入され当該コア体を把持から開放する把持爪と、
上記両コア体の上記巻線の巻回を行うコア体と異なる側であって上記巻線の巻回が行われる前側に連結されたコア体の溝部に挿入され当該コア体を開放から把持する把持爪とにて形成される巻線機。
上記把持軸には、上記第１把持爪と上記第５把持爪との間に所定の間隔を隔てて、上記各溝部に挿入して、上記各コア体を把持または開放となるように形成される第６把持爪を備えたことを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
上記把持軸に上記コア体を順次供給する供給ローラと、
上記把持軸から上記コア体を順次巻き取る巻取ローラとを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の巻線機。