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公開番号2021072673
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210506
出願番号2019196601
出願日20191029
発明の名称コイル挿入装置
出願人日本電産株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02K 15/06 20060101AFI20210409BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コイルの損傷を低減するとともに、コイルを挿入する効率を向上するコイル挿入装置を提供する。
【解決手段】コイル挿入装置100は、ステータコアの軸方向に貫通する複数のスロットに、コイルを軸方向一側から他側に向けて相対移動させることにより挿入するコイル挿入装置100であって、軸方向に移動し、ステータコアの径方向内側に配置され、コイルを保持する複数のブレードと、軸方向に移動し、複数のブレードの径方向内側に配置され、コイルを移動させるコイル移動機構と、コイル移動機構によるコイルの挿入抵抗を検知して、挿入抵抗に基づいて、ブレード及びコイル移動機構の少なくとも一方の移動を制御する制御部160と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
ステータコアの軸方向に貫通する複数のスロットに、コイルを軸方向一側から他側に向けて相対移動させることにより挿入するコイル挿入装置であって、
軸方向に移動し、前記ステータコアの径方向内側に配置され、前記コイルを保持する複数のブレードと、
軸方向に移動し、前記複数のブレードの前記径方向内側に配置され、前記コイルを移動させるコイル移動機構と、
前記コイル移動機構による前記コイルの挿入抵抗を検知して、前記挿入抵抗に基づいて、前記ブレード及び前記コイル移動機構の少なくとも一方の移動を制御する制御部と、
を備える、コイル挿入装置。
続きを表示(約 970 文字)【請求項2】
前記制御部は、前記挿入抵抗に基づいて、前記ブレード及び前記コイル移動機構の移動を制御する、請求項1に記載のコイル挿入装置。
【請求項3】
前記コイル移動機構は、前記ブレードとともに軸方向他側に移動する、請求項1または2に記載のコイル挿入装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記挿入抵抗が閾値よりも大きいときに、前記ステータコアに対して、前記コイル移動機構を停止させるとともに、前記ブレードを軸方向一側に移動させるように制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のコイル挿入装置。
【請求項5】
複数の前記ブレードの軸方向の他側を保持する保持部をさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載のコイル挿入装置。
【請求項6】
前記保持部は、前記ブレードとともに軸方向他側に移動する、請求項5に記載のコイル挿入装置。
【請求項7】
前記コイル移動機構を移動させる駆動部をさらに備え、
前記駆動部は、モータを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のコイル挿入装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記モータの電流値を検知する、請求項7に記載のコイル挿入装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記ブレード及び前記コイル移動機構が軸方向他側に移動している状態において、前記挿入抵抗が所定値よりも小さいときに、前記ブレードを停止させるとともに、前記コイル移動機構を軸方向他側に移動させるように制御する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のコイル挿入装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記ブレードが停止し、かつ前記コイル移動機構が軸方向他側に移動している状態において、前記挿入抵抗が前記所定値よりも大きいときに、前記コイル移動機構及び前記ブレードを軸方向他側に移動させるように制御する、請求項9に記載のコイル挿入装置。
【請求項11】
前記挿入抵抗が閾値よりも大きいことを通知する通知部をさらに備える、請求項1〜10のいずれか1項に記載のコイル挿入装置。
【請求項12】
前記挿入抵抗を記憶する記憶部をさらに備える、請求項1〜11のいずれか1項に記載のコイル挿入装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、コイル挿入装置に関する。
続きを表示(約 5,000 文字)【背景技術】
【0002】
従来、ステータコアのスロットにコイルを挿入するコイル挿入装置が知られている。例えば、特開平5−236712号公報(特許文献1)には、コイルを保持する第1及び第2の可動ブレードと、コイルをスロット内に挿入させるストリッパと、第1及び第2の可動ブレードを駆動する第1及び第2の可動ブレード駆動手段と、を備えるコイル挿入装置が開示されている。第1及び第2の可動ブレード駆動手段は、第1及び第2の可動ブレードをステータコアの第1の所定の位置まで前進させた状態で、第2の可動ブレードのみをコイルが離脱しない範囲内で後退させ、再び第1及び第2の可動ブレードをさらに第2の所定位置まで前進させた状態で、第2の可動ブレードのみを前記の範囲内で下降させる。また、特許文献1には、第1の可動ブレードの前進、停止と、第2の可動ブレードの前進、後退の一連の作動を繰り返すことにより、従来の全ストロークを一気に挿入する場合に比してコイルとスロット内面との摩擦が大幅に緩和され、高占積率のコイルを無理なく挿入することができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平5−236712号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1のコイル挿入装置において、コイルとスロット内面との摩擦を大幅に緩和するためには、大きな安全率を持たせて、第1の可動ブレードの前進、停止と、第2の可動ブレードの前進、後退の一連の作動を繰り返す必要がある。このため、第2の可動ブレードを後退させた後に引き戻す工程の一部が無駄になる場合があり、効率が悪いという問題がある。
【0005】
本発明は、コイルの損傷を低減するとともに、コイルを挿入する効率を向上するコイル挿入装置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】
【0006】
本発明の第1の観点からのコイル挿入装置は、ステータコアの軸方向に貫通する複数のスロットに、コイルを、軸方向一側から他側に向けて相対移動させることにより挿入するコイル挿入装置であって、軸方向に移動し、ステータコアの径方向内側に配置され、コイルを保持する複数のブレードと、軸方向に移動し、複数のブレードの径方向内側に配置され、コイルを移動させるコイル移動機構と、コイル移動機構によるコイルの挿入抵抗を検知して、コイルの挿入抵抗に基づいて、ブレード及びコイル移動機構の少なくとも一方の移動を制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明は、コイルの損傷を低減するとともに、コイルを挿入する効率を向上するコイル挿入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、ステータの軸方向に垂直な断面の模式図である。
図2は、実施形態のコイル挿入装置の模式図である。
図3は、実施形態のコイル挿入装置のブロック図である。
図4は、実施形態のコイル挿入方法のフローチャートである。
図5は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
図6は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
図7は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
図8は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
図9は、実施形態のコイル挿入方法の模式図であり、図8の全体を示す。
図10は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
図11は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
図12は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
図13は、実施形態のコイル挿入方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【0010】
また、以下の説明において、ステータ1の中心軸が延びる方向、すなわちスロットの貫通方向を「軸方向」とする。軸方向に沿った一側を上(前)側、他側を下(後)側とする。上下(前後)方向は、位置関係を特定するために用いるためであって、実際の方向を限定するものではない。すなわち、下方向は重力方向を必ずしも意味するものではない。軸方向は、特に限定されず、鉛直方向、水平方向、これらの方向に交差する方向などを含む。
【0011】
また、ステータ1の中心軸に直交する方向を「径方向」とする。径方向に沿った一側を内側、他側を外側とする。さらに、ステータ1の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とする。
【0012】
また以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示す場合がある。よって、各構成要素の寸法及び比率は実際のものと必ずしも同じではない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示する場合がある。
【0013】
(ステータ)
図1に示すように、ステータ1は、モータの構成部品であって、図示しないロータと相互作用して回転トルクを発生させる。本実施形態のステータ1は、いくつかのスロット21を跨いでコイル10を巻きつける分布巻きとされる。ステータ1は、コイル10と、ステータコア20と、を備える。
【0014】
<ステータコア>
ステータコア20は、中空の円柱形状に形成される。ステータコア20は、薄い珪素鋼鈑を重ねて形成される。ステータコア20には、複数のティース23が放射状に形成される。ティース23同士の間には、スロット21が形成される。ティース23は、スロット21を介して径方向に延びる。スロット21には、径方向開口部であるスロットオープン22が形成される。本実施形態のステータコア20は、一体型のステータコアである。
【0015】
<コイル>
コイル10は、コイル線が環状に巻きけられてなる。本実施形態のコイル線は、丸線であるが、特に限定されず、平角線などでもよい。
【0016】
コイル10は、二つのコイル辺部と、コイル渡り部と、を有する。二つのコイル辺部は、スロット21内に収容される。具体的には、一方のコイル辺部が収納されるスロット21と、他方のコイル辺部が収納されるスロット21とは、異なる。一方のコイル辺部が収納されるスロット21と、他方のコイル辺部が収納されるスロット21とは、図1に示すように別のスロットを介して周方向に配置されてもよく、隣り合っていてもよい(図示せず)。
【0017】
(コイル挿入装置)
図1〜図3を参照して、コイル挿入装置100について説明する。コイル挿入装置100は、ステータコア20の軸方向に貫通する複数のスロット21に、コイル10を、軸方向一側から他側(図2では、右側から左側)に向けて相対移動させることにより挿入する。詳細には、コイル挿入装置100は、ステータコア20の2つのスロット21を跨ぐようにそれぞれのスロットオープン22からコイル10を挿入する。
【0018】
コイル挿入装置100は、図2に示す複数のブレード110と、コイル移動機構としてのストリッパ120と、ブレード用駆動部130と、ストリッパ用駆動部140と、保持部としてのアライメントツール150と、図3に示す制御部160と、通知部170と、記憶部180と、を備える。
【0019】
<ブレード>
図2に示すように、ブレード110は、コイル10を保持する。ブレード110は、ステータコア20の径方向内側に配置され、軸方向に移動する。詳細には、複数のブレード110は、ティース23に対応して、同一円周上に配設される。
【0020】
本実施形態のブレード110は、2つのブレード111、112で構成される。ブレード111、112は、複数のティース23を介して配置される。ブレード111、112は、後述するストリッパ120に引っ掛けられたコイル10を軸方向および径方向に沿ってスロット21まで導く。ブレード111、112は、軸方向に延びる棒状の部材である。ブレード111、112は、軸方向に移動する可動ブレードである。
【0021】
<ストリッパ>
ストリッパ120は、コイル10を移動させるコイル移動機構である。ストリッパ120は、ステータコア20の径方向内側に配置され、軸方向に移動する。ストリッパ120は、コイル10に当接する。このため、ストリッパ120は、コイル10を軸方向に移動させる。ストリッパ120により、コイル10がステータコア20の径方向内側を軸方向に移動しつつ、コイル10の一部がスロットオープン22からスロット21内部に挿入される。具体的には、ストリッパ120は、コイル10の径方向の内側を引っ掛けて、ブレード110に沿ってコイル10を引き上げる。本実施形態のストリッパ120は、ブレード110とともに軸方向他側に移動する。
【0022】
ストリッパ120は、シャフト121と、大径部122と、を含む。シャフト121は、軸方向に延びる。詳細には、シャフト121は、軸方向一側から他側まで延びる。
【0023】
大径部122は、シャフト121の軸方向他端部に設けられる。大径部122には、環状のコイル10の径方向の内側が引っ掛けられる。大径部122は、シャフト121の径よりも大きな径を有する。シャフト121と大径部122との中心軸は、同じである。大径部122の径は、ブレード111、112間の距離である。本実施形態の大径部122は、半球状である。
【0024】
<ブレード用駆動部>
ブレード用駆動部130は、ブレード110を移動させる。ブレード用駆動部130は、ブレード固定板131と、ねじ軸132と、ナット133と、ブレード用モータ134と、ブレード用ドライバ135と、を含む。
【0025】
ブレード固定板131は、ブレード110に固定される。詳細には、ブレード固定板131は、ブレード111、112の軸方向一端側に取り付けられる。ブレード固定板131は、軸方向に移動する。これにより、ブレード111、112を軸方向に移動する。
【0026】
ねじ軸132及びナット133は、ボールねじを構成する。ボールねじは、ブレード用モータ134の回転運動を直線運動に変換する。
【0027】
ねじ軸132は、軸方向に延びる。ねじ軸132は、ブレード110を駆動するための送りねじである。
【0028】
ナット133は、ねじ軸132に嵌まる。ナット133は、ブレード110を駆動するための送りナットである。
【0029】
ブレード用モータ134は、ねじ軸132に取り付けられる。図3に示すように、ブレード用ドライバ135は、ブレード用モータ134に駆動の指令を送る。またブレード用ドライバ135は、ブレード用モータ134からデータを取得する。ブレード用ドライバ135は、ブレード用モータ134の本体部と一体であってもよく、別体でもよい。
【0030】
<ストリッパ用駆動部>
図2に示すように、ストリッパ用駆動部140は、ストリッパ120を移動させる。ストリッパ用駆動部140は、ストリッパ固定板141と、ねじ軸142と、ナット143と、ストリッパ用モータ144と、ストリッパ用ドライバ145と、を含む。ストリッパ用駆動部140がストリッパ用モータ144を含むことによって、駆動部の構成を容易にできる。
(【0031】以降は省略されています)

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