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公開番号2021005931
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210114
出願番号2019118001
出願日20190626
発明の名称巻線機
出願人個人
代理人個人
主分類H02K 15/095 20060101AFI20201211BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】半径方向に外方に向かって突出する複数の極を有する多極電機子の各極にコイル形成用の線材を巻き付けて多極電機子を作製するための巻線機であって、太線の巻線が可能で、端末線処理を効率よく行うことができる巻線機を提供する。
【解決手段】巻線機Mは、同期して回転可能に構成された第1フライヤ10と第2フライヤ20とをそれぞれ備えた第1フライヤ装置1及び第2フライヤ装置2と、メインフォーマ6と、一端にメインフォーマ6が回転不能に取り付けられ、第1フライヤ10が一体で回転するように取り付けられたスピンドル軸5と、第2フライヤ装置2を第1フライヤ装置1とは独立してスピンドル軸5の軸方向と垂直方向に移動させる上下送り装置3と、を備えている。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項1】
半径方向に外方に向かって突出する複数の極を有する多極電機子の各極にコイル形成用の線材を巻き付ける巻線を行う巻線機であって、
線材を極に巻線するためのフライヤが、第1フライヤと前記第1フライヤから見て多極電機子側に配置された第2フライヤとからなり、
前記第1フライヤと前記第2フライヤとは、略同軸または平行な回転軸を中心に同期して回転可能に構成されており、
前記第2フライヤは、線材を巻線される極へ案内するメインフォーマを挿通し、前記第1フライヤに対して前記スピンドル軸の軸方向に相対的に移動し、前記メインフォーマを挿抜可能に構成されており、
前記第2フライヤを前記回転軸の軸方向及び軸方向と垂直方向に移動させる移動手段を備え、
巻線を行うときには前記第1フライヤと前記第2フライヤとが同期して回転し、巻線を係止部に対して係止する端末線処理を行うときには前記第2フライヤが単独で駆動することを特徴とする巻線機。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
第1フライヤ装置と、
第2フライヤ装置と、
一端に前記メインフォーマが回転不能に取り付けられ、前記第1フライヤが一体で回転するように取り付けられたスピンドル軸と、
を備えており、
前記第1フライヤ装置は、
前記第1フライヤと、
前記第1フライヤを、前記スピンドル軸を中心軸として回転させる第1フライヤ回転手段と、
前記第1フライヤ回転手段が取り付けられるとともに前記スピンドル軸を軸支し、前記第1フライヤ及び前記メインフォーマを、多極電機子に対し、前記スピンドル軸の軸方向に接近及び離間するように往復運動させる第1フライヤ送り手段と、
を備え、
第2フライヤ装置は、
前記第2フライヤと、
前記第2フライヤにその回転軸から離間して取り付けられており、線材を保持するノズルと、
前記第2フライヤを、前記スピンドル軸または前記スピンドル軸と平行な回転軸を中心として回転させる第2フライヤ回転手段と、
前記第2フライヤを、多極電機子に対し、前記スピンドル軸の軸方向に接近及び離間するように往復運動させる第2フライヤ送り手段と、
を備え、
前記第1フライヤが線材を前記第2フライヤに案内し、前記第1フライヤ及び前記第2フライヤが同期して回転することにより、前記ノズルが前記巻線する極の周囲を旋回する軌跡を描くように駆動して、極への巻線を行い、
前記第2フライヤは、前記第2フライヤから前記メインフォーマが内部から抜け出た状態で、前記係止部に対して相対的に移動することにより端末線処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の巻線機。
【請求項3】
前記第1フライヤ装置は、前記メインフォーマを回転不能に保持する回転防止機構を備えたことを特徴とする請求項2に記載の巻線機。
【請求項4】
前記係止部は、前記多極電機子の端子に形成され、線材を係止して保持する巻線保持部であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の巻線機。
【請求項5】
前記係止部は、前記多極電機子を保持する多極電機子保持装置に、線材を係止して保持する巻線保持部として設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の巻線機。
【請求項6】
前記第1フライヤと前記第2フライヤとを複数組備え、
巻線を行うときには各組の第1フライヤと第2フライヤとが同期して回転し、端末線処理を行うときには複数の第2フライヤが単独で駆動する多連式巻線機であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の巻線機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、半径方向に外方に向かって突出する複数の極を有する多極電機子(主としてモータコア)の各極にコイル形成用の線材を巻き付ける巻線を行う巻線機に関する。
続きを表示(約 6,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来より、図1に示すようなアウターロータ型多極電機子であるモータ多極電機子Cの各多極電機子極部a(極)にコイル形成用の線材Wを巻き付けるために、巻線機が広く使用されている。このような巻線機として、線材を案内するメインフォーマを配置した状態で、線材を保持するノズルが取り付けられたフライヤを回転させ、ノズルが巻線する極aの周囲を旋回する軌跡を描くように駆動して極への巻線を行う、フライヤ駆動式の巻線機が知られている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2003−61320号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、発電機用モータ、自動車用ファンモータ、送風機など大型モータの需要が増大している。このような大型モータに用いる多極電機子では、線径が大きい太線が用いられる。太線の巻線工程において、巻線開始時のスタート線W(S)(巻線開始線)、巻線終了時のフィニッシュ線W(F)(巻線終了線)、巻線途中のタップ線W(T)(巻線途中線)が所定の巻きスペースから外れることのないように保持しておくための端末線処理として、ピン状の端子に線材を巻き付けるカラゲ方式(接合は半田付け等)やU字またはV字の溝状部に線材を係止して保持するカシメ方式(接合はヒュージング溶接等)が行われている。例えば、カシメ方式は、スタート線W(S)、フィニッシュ線W(F)、タップ線W(T)を、多極電機子Cに立設される端子tに設けられた端子保持部taに引っ掛ける、または挟み込んで係止することにより行われる。
【0005】
太線は剛性が高いので、太線の巻線を行う巻線機では剛性が高い大型のフライヤを用いる必要がある。端末線処理を行うために大型のフライヤ及び巻線ヘッドを駆動させることは巻線機の大型化、高額化につながるため、従来、端末線処理を行うための専用の端末線処理装置を用意することが必要であった。
【0006】
そこで、本発明は、半径方向に外方に向かって突出する複数の極を有する多極電機子の各極にコイル形成用の線材を巻き付けて多極電機子を作製するための巻線機であって、太線の巻線が可能で、端末線処理を効率よく行うことができる巻線機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、半径方向に外方に向かって突出する複数の極を有する多極電機子の各極にコイル形成用の線材を巻き付けて多極電機子を作製するための巻線機であって、線材を極に巻線するためのフライヤが、第1フライヤと前記第1フライヤから見て多極電機子側に配置された第2フライヤとからなり、前記第1フライヤと前記第2フライヤとは、略同軸または平行な回転軸を中心に同期して回転可能に構成されており、前記第2フライヤは、線材を巻線される極へ案内するメインフォーマを挿通し、前記第1フライヤに対して前記スピンドル軸の軸方向に相対的に移動し、前記メインフォーマを挿抜可能に構成されており、前記第2フライヤを前記回転軸の軸方向及び軸方向と垂直方向に移動させる移動手段を備え、巻線を行うときには前記第1フライヤと前記第2フライヤと同期して回転し、巻線を係止部に対して係止する端末線処理を行うときには前記第2フライヤが単独で駆動する、という技術的手段を用いる。
【0008】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の巻線機において、第1フライヤ装置と、第2フライヤ装置と、一端に前記メインフォーマが回転不能に取り付けられ、前記第1フライヤが一体で回転するように取り付けられたスピンドル軸と、を備えており、前記第1フライヤ装置は、前記第1フライヤと、前記第1フライヤを、前記スピンドル軸を中心軸として回転させる第1フライヤ回転手段と、前記第1フライヤ回転手段が取り付けられるとともに前記スピンドル軸を軸支し、前記第1フライヤ及び前記メインフォーマを、多極電機子に対し、前記スピンドル軸の軸方向に接近及び離間するように往復運動させる第1フライヤ送り手段と、を備え、第2フライヤ装置は、前記第2フライヤと、前記第2フライヤにその回転軸から離間して取り付けられており、線材を保持するノズルと、前記第2フライヤを、前記スピンドル軸または前記スピンドル軸と平行な回転軸を中心として回転させる第2フライヤ回転手段と、前記第2フライヤを、多極電機子に対し、前記スピンドル軸の軸方向に接近及び離間するように往復運動させる第2フライヤ送り手段と、を備え、前記第1フライヤが線材を前記第2フライヤに案内し、前記第1フライヤ及び前記第2フライヤが同期して回転することにより、前記ノズルが前記巻線する極の周囲を旋回する軌跡を描くように駆動して、極への巻線を行い、前記第2フライヤは、前記第2フライヤから前記メインフォーマが内部から抜け出た状態で、前記係止部に対して相対的に移動することにより端末線処理を行う、という技術的手段を用いる。
【0009】
請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の巻線機において、前記第1フライヤ装置は、前記メインフォーマを回転不能に保持する回転防止機構を備えた、という技術的手段を用いる。
【0010】
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の巻線機において、前記係止部は、前記多極電機子の端子に形成され、線材を係止して保持する巻線保持部である、という技術的手段を用いる。
【0011】
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の巻線機において、前記係止部は、前記多極電機子を保持する多極電機子保持装置に、線材を係止して保持する巻線保持部として設けられている、という技術的手段を用いる。
【0012】
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の巻線機において、前記第1フライヤと前記第2フライヤとを複数組備え、巻線を行うときには各組の第1フライヤと第2フライヤとが同期して回転し、端末線処理を行うときには複数の第2フライヤが単独で駆動する多連式巻線機である、という技術的手段を用いる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の巻線機によれば、係止部に線材を係止して保持する端末線処理を、メインフォーマを後退させて第2フライヤから抜き出した状態で、第2フライヤを単独で駆動して行うことができる。これにより、第1フライヤを大型のフライヤとして剛性を保ち、太線の巻線を可能とするとともに、第2フライヤを軽量化することができるので、端末線処理を効率よく行うことができるとともに、専用の端末線処理装置が不要となる。発電機用モータ、自動車用ファンモータ、送風機など大型モータでは、線材として太線が用いられるため、本発明の巻線機を好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
多極電機子の構造を示す斜視説明図である。
巻線機の構造を示す側面説明図である。
巻線工程を示す説明図である。
巻線工程を示す説明図である。
巻線工程を示す説明図である。
端末線処理の変更例を示す説明図である。
多連式(2連式)巻線機の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(巻線機の構成)
本発明に係る巻線機について、図を参照して説明する。本発明に係る巻線機は、半径方向に外方に向かって突出する複数の極を有する多極電機子の各極にコイル形成用の線材を巻き付けて多極電機子を作製するための巻線機であって、具体的にはアウターロータ型多極電機子の各極にコイル形成用の線材を巻き付けるための巻線機である。本発明に係る巻線機は、多相モータ用のステータとなるステータ多極電機子(以下、多極電機子という)Cの、多極電機子芯部としての放射状の各多極電機子極部a(極)に対し、線材Wの巻線工程を行う。なお、以下の説明においては、図1中で多極電機子に対しスピンドル軸の軸方向に接近する方向を前進方向、離間する方向を後退方向、図1中でスピンドル軸の軸方向に垂直方向で、上昇、下降する方向をそれぞれ上方向、下方向という。
【0016】
巻線機Mは、第1フライヤ装置1、第2フライヤ装置2、上下送り装置3、多極電機子保持装置4、スピンドル軸5、巻線ヘッド6、固定ベース7、サイドフォーマ8、図示しない線材Wの供給手段、制御装置を備えている。
【0017】
第1フライヤ装置1は、第1フライヤ10、第1フライヤ回転用モータ11、第1フライヤ送り用モータ12、を備えている。
【0018】
第1フライヤ10は、線材Wを送るための線材送りリール10aと、線材Wを引き出して第2フライヤ20に案内するための案内部10bと、第1タイミングプーリ10c、第2タイミングプーリ10d、タイミングベルト10eを備えている。
【0019】
第1フライヤ10は、スピンドル軸5に固定されている。スピンドル軸5は、第1ベース13にベアリング14を介して支持され、第1ベース13に取り付けられている第1フライヤ回転用モータ11により、プーリ15とタイミングベルト16を介して回転可能に設けられている。これにより、第1フライヤ10は、スピンドル軸5を回転中心として回転可能に支持されており、回転時に動的バランスが取れるように形成されている。また、スピンドル軸5は中空に形成されており、内部に線材Wが挿通される。ここで、第1フライヤ回転手段は、第1フライヤ回転用モータ11、第1ベース13、ベアリング14、プーリ15、タイミングベルト16を備えて構成される。
【0020】
1対の第1タイミングプーリ10cはそれぞれ第1ベース13及び巻線ヘッド6に固定され、第2タイミングプーリ10dはベアリング10fを介して回転可能に第1フライヤ10に取り付けられている。タイミングベルト10eは、第1タイミングプーリ10cと第2タイミングプーリ10dとに、張り渡されている。この構成により、スピンドル軸5が回転しても第2タイミングプーリ10dが回転するだけで、巻線ヘッド6を回転不能に保持することができる。ここで、第1タイミングプーリ10c、第2タイミングプーリ10d、タイミングベルト10eが「メインフォーマを回転不能に保持する回転防止機構」に相当する。
【0021】
第1フライヤ送り用モータ12は、固定ベース7に載置されており、ボールネジ17を介して第1ベース13に接続されている。第1フライヤ送り用モータ12は、第1ベース13を前後方向に移動可能に構成されており、第1フライヤ10及びメインフォーマ60を、多極電機子Cに対し、接近及び離間するように往復運動させることができる。ここで、第1フライヤ送り手段は、第1フライヤ送り用モータ12、第1ベース13、ボールネジ17を備えて構成される。
【0022】
第2フライヤ装置2は、第1フライヤ装置1の前方に配置されており、第2フライヤ20、第2フライヤ回転用モータ21、第2フライヤ送り用モータ22、ノズル23を備えている。
【0023】
第2フライヤ20は、中空の略円筒状に形成されており、先端部外周の1箇所に、多極電機子Cに巻き付けられるべき線材Wが引き出されるノズル23が取付けられている。
【0024】
第2フライヤ20は、第2ベース24にベアリング25を介して支持されており、第2ベース24に取り付けられている第2フライヤ回転用モータ21により、プーリ26とタイミングベルト27を介して回転可能に設けられている。第2フライヤ20は、スピンドル軸5と同軸で回転可能に支持されており、回転時に動的バランスが取れるように形成されている。ここで、第2フライヤ回転手段は、第2フライヤ回転用モータ21、第2ベース24、ベアリング25、プーリ26、タイミングベルト27を備えて構成される。
【0025】
第2ベース24は、第2フライヤ送り用モータ22にボールネジ28を介して接続されており、前後方向に移動可能に構成されている。
【0026】
第2フライヤ送り用モータ22は、上下可動ベース31に載置されており、ボールネジ28を介して第2ベース24に接続されている。第2フライヤ送り用モータ22は、第2ベース24を前後方向に移動可能に構成されており、第2フライヤ20を、多極電機子Cに対し、接近及び離間するように往復運動させることができる。ここで、第2フライヤ送り手段は、第2フライヤ送り用モータ22、第2ベース24、ボールネジ28を備えて構成される。
【0027】
上下送り装置3は、固定ベース7に取り付けられており、フライヤ上下用モータ30、上下可動ベース31、ボールネジ機構32を備えている。フライヤ上下用モータ30は、ボールネジ機構32を介して、第2フライヤ送り用モータ22が載置された上下可動ベース31の下方に接続されている。上下送り装置3は、フライヤ上下用モータ30の駆動により上下可動ベース31を上下方向へ移動させることができる。これにより、第2フライヤ20を多極電機子Cに対して上下方向に位置決めすることができる。つまり、第1フライヤ装置1が上下方向に移動することはなく、第2フライヤ装置2が第1フライヤ装置1とは独立で上下方向に移動可能に構成されている。
【0028】
巻線ヘッド6は、メインフォーマ60がスピンドル軸5と同軸に配置されフォーマベース61に取り付けられ構成されている。
【0029】
メインフォーマ60は、スピンドル軸5の多極電機子C側の端部にベアリング5aを介して取り付けられており、スピンドル軸5の移動により第2フライヤ20に対して前後方向に相対移動し、第2フライヤ20の内側に挿抜可能に構成されている。また、第1フライヤ10とメインフォーマ60とは前後方向には相対的には移動せず、位置関係は変わらない。
【0030】
メインフォーマ60は、前端部に多極電機子Cの1つの多極電機子極部aに被せるための開口を有している。メインフォーマ60は、開閉手段9により開閉される。開閉手段9は、メインフォーマ60を開閉するための開閉軸90、開閉軸移動用モータ91を備えている。
(【0031】以降は省略されています)

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