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公開番号2021097458
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210624
出願番号2019226055
出願日20191216
発明の名称巻線機
出願人個人
代理人個人
主分類H02K 15/095 20060101AFI20210528BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ノズルを保持するノズル保持具を小型化し、ノズル保持具の剛性を高めるとともに、軽量化することができる巻線機を提供する。
【解決手段】巻線機Mは、線材Wを巻線するためのノズル駆動装置1と、コア割出装置2と、を備えている。ノズル10を回動させるノズル回動ユニット15のスピンドル軸152bには線材Wをノズル10に案内するための中空部152cが形成されている。ノズル回動ユニット15は、ノズル保持具11により保持されるノズル10の長手方向N1がスロットSLの長手方向V1に対して略垂直であってノズル10の先端がスロットSLの奥行き方向V2に向かうようにノズル10を配置したときに、スピンドル軸152bがノズル10の長手方向N1に対して傾斜角θで傾斜するように構成されており、ノズル回動ユニット15の回動軸線Aは、ノズル10の長手方向N1に対して傾斜している。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
ヨーク部から突出する複数の極を有するコアの極に対し、線材の巻線を行うための巻線機であって、
線材を案内するためのノズルと、
前記ノズルを保持するノズル保持具と、
前記ノズル保持具を移動させるとともに、線材の巻線を行うために駆動する移動手段と、
を備え、
前記移動手段は、前記ノズル保持具を、前記ノズルの長手方向に対して傾斜角θで傾斜する回動軸線を中心に回動させる回動手段を備え、
前記回動手段は、前記線材が内部を通じて前記ノズルに案内される中空部を備え、
前記ノズル保持具は、
先端に前記ノズルが取り付けられ、前記ノズルをスロットに挿入可能に構成された挿入部材と、
前記挿入部材を前記回動手段に取り付ける取付部材と、を備え、
前記回動手段により前記ノズル保持具を回動軸線周りに回動させる工程を含み、前記移動手段を駆動することにより、端末線処理部において線材の端末線処理を行う第1の姿勢と、前記ノズルの長手方向が前記スロットの長手方向に対して略垂直であって前記ノズルの先端が前記スロットの奥行き方向に向かうように前記ノズルを配置して極に対して巻線処理を行う第2の姿勢と、に切り替え可能であることを特徴とする巻線機。
続きを表示(約 580 文字)【請求項2】
前記傾斜角θは、40°≦θ≦50°であることを特徴とする請求項1に記載の巻線機。
【請求項3】
前記回動手段はロータリシリンダであって、前記中空部はロータリシリンダの回転軸であるシャフトの長手方向に貫通して形成されている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。
【請求項4】
前記ノズルの先端は前記回動軸線上に位置す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】
前記第1の姿勢と前記第2の姿勢との切り替えは、前記回動手段により前記ノズル保持具を回動軸線周りに180°回動させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の巻線機。
【請求項6】
前記コアは、外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有するインナーローター型コア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。
【請求項7】
前記コアは、周状に形成されたヨーク部から半径方向外側に突出する複数の極を有するアウターローター型コアまたは帯状のヨーク部に複数の極が並列して配置されて形成されるストレートコア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、モータのコアの極に対し、線材の巻線を行うための巻線機であって、特に大型のコアに好適に用いられる巻線機に関する。
続きを表示(約 6,000 文字)【背景技術】
【0002】
従来、外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有するインナーローター型モータのコアの巻線を行うための巻線機として、ノズルをノズル保持具で保持し、ノズル保持具を駆動して巻線を行う巻線機(例えば、特許文献1)などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2003−169455号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
同様の巻線方法を図12に模式的に示す。図12では、インナーローター型モータのコアCの極aへ線材W(図示しない)の巻線を行うときの状態を示している。線材Wを案内するノズルNはノズル保持具Hに保持され、ノズル保持具HはコアCの側方に配置される駆動手段(図示しない)に接続されている。巻線を行うときには、ノズルNを極a間に形成されるスロットSLに挿入し、極aの周囲で周回運動させる。
【0005】
駆動手段はコアの側方に配置されているため、外径が大きいコアに巻線するときには、ノズル保持具Hの長さLを長くする必要がある。しかし、ノズル保持具Hを長くすると、剛性が低下するので、ノズルNを安定して駆動することができず、線材Wを極aにきれいに巻線できないおそれがあった。また、ノズル保持具の剛性を高くするために、例えば、ノズル保持具を太くすると、重量が増大するため巻線の回転数を上げることができなくなり、生産性が低下するおそれがあった。上記は、ピン状の端子Pに線材Wを巻き付ける絡げなどによる端末線処理を行うときにも同様である。また、アウターローター型モータのコアやストレートコアに巻線するときにも、同様の問題が生じる。
【0006】
そこで、本発明は、ノズルを保持するノズル保持具を小型化し、ノズル保持具の剛性を高めるとともに、軽量化する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、ヨーク部から突出する複数の極を有するコアの極に対し、線材の巻線を行うための巻線機であって、線材を案内するためのノズルと、前記ノズルを保持するノズル保持具と、前記ノズル保持具を移動させるとともに、線材の巻線を行うために駆動する移動手段と、を備え、前記移動手段は、前記ノズル保持具を、前記ノズルの長手方向に対して傾斜角θで傾斜する回動軸線を中心に回動させる回動手段を備え、前記回動手段は、前記線材が内部を通じて前記ノズルに案内される中空部を備え、前記ノズル保持具は、先端に前記ノズルが取り付けられ、前記ノズルをスロットに挿入可能に構成された挿入部材と、前記挿入部材を前記回動手段に取り付ける取付部材と、を備え、前記回動手段により前記ノズル保持具を回動軸線周りに回動させる工程を含み、前記移動手段を駆動することにより、端末線処理部において線材の端末線処理を行う第1の姿勢と、前記ノズルの長手方向が前記スロットの長手方向に対して略垂直であって前記ノズルの先端が前記スロットの奥行き方向に向かうように前記ノズルを配置して極に対して巻線処理を行う第2の姿勢と、に切り替え可能である、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、前記傾斜角θは、40°≦θ≦50°である、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、前記回動手段はロータリシリンダであって、前記中空部はロータリシリンダの回転軸であるシャフトの長手方向に貫通して形成されている、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、前記ノズルの先端は前記回動軸線上に位置する、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4のいずれか1つに記載の巻線機において、前記第1の姿勢と前記第2の姿勢との切り替えは、前記回動手段により前記ノズル保持具を回動軸線周りに180°回動させる工程を含む、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、前記コアは、外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有するインナーローター型コアである、という技術的手段を用いる。
【0013】
請求項7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、前記コアは、周状に形成されたヨーク部から半径方向外側に突出する複数の極を有するアウターローター型コアまたは帯状のヨーク部に複数の極が並列して配置されて形成されるストレートコアである、という技術的手段を用いる。
【発明の効果】
【0014】
本発明の巻線機によれば、回動手段をコアの側方ではなく、上方(または下方)に配置することができるので、ノズルから回動手段までの距離を短くすることができる。これにより、ノズルを保持するノズル保持具を小型化することができ、ノズル保持具の剛性を高くするとともに、軽量化することができる。また、回動手段によりノズル保持具を回動軸線周りに回動させるという簡単な動作で、端末線処理を行う第1の姿勢と、巻線処理を行う第2の姿勢と、を切り替えることができる。回動手段は、線材が内部を通じてノズルに案内される中空部を備えているので、巻線処理でノズル保持具を駆動するときに、線材がコアに引っかかったりすることがない。また、線材がたるまないように張力を付与する図示しない張力付与装置からノズルまでの線材の経路を従来よりも短くできるので、よりきれいに巻線することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
インナーローター型モータのコアの構造を示す斜視図である。
本発明の巻線機の構造を示す斜視図である。
ノズル回動ユニット及びノズル保持具の構造を示す説明図である。ノズル回動ユニットは内部構造を示すために断面説明図、ノズル保持具は側面説明図、コアは断面説明図である。ノズル保持具は、絡げ用の端子に線材を絡げる端末線処理を行うときの第1の姿勢である。
ノズル回動ユニット及びノズル保持具の構造を示す説明図である。ノズル回動ユニットは内部構造を示すために断面説明図、ノズル保持具は側面説明図、コアは断面説明図である。ノズル保持具は、巻線処理を行うときの第2の姿勢である。
ロータリアクチュエータを用いたノズル回動ユニット及びノズル保持具の構造を示す説明図である。ノズル回動ユニットは内部構造を示すために断面説明図、ノズル保持具は側面説明図、コアは断面説明図である。
アウターローター型モータのコアの構造を示す斜視図である。
アウターローター型モータのコアにおいて端末線処理を行うときのノズル保持具の姿勢を示す説明図である。
アウターローター型モータのコアにおいて巻線処理を行うときのノズル保持具の姿勢を示す説明図である。
ストレートコアの構造を示す斜視図である。
ストレートコアにおいて端末線処理を行うときのノズル保持具の姿勢を示す説明図である。
ストレートコアにおいて巻線処理を行うときのノズル保持具の姿勢を示す説明図である。
従来の巻線機によるインナーローター型モータのコアの極への巻線方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明に係る巻線機について、インナーローター型モータのコアの極に対し巻線を行う巻線機を例に、図を参照して説明する。
【0017】
図1にコアCの形状を示す。コアCは、インナーローター型コアであり、ヨークYから半径方向内側に向かって巻線を行うための極a1−a12が所定の間隔で設けられている。隣接する極の間にはスロットSLが形成されている。コアCの端面には、端末線処理として線材Wを巻き付ける絡げを行うための6本の端子、第1−6端子P1−P6が直線状に並んで垂直方向に立設されている。
【0018】
図2−4に示すように、巻線機Mは、線材Wを巻線するためのノズル駆動装置1と、コアを保持し割出しを行うコア割出装置2と、図示しない制御装置と、を備えている。
【0019】
ノズル駆動装置1は、線材Wを案内するためのノズル10、ノズルを保持するノズル保持具11、ノズル左右移動装置12、ノズル前後移動装置13、ノズル上下移動装置14、ノズル回動ユニット15(回動手段)を備えている。
【0020】
ノズル左右移動装置12は、台座30に載置されており、ノズル左右移動用モータ12aと、ノズル左右移動用モータ12aにより駆動されるノズル左右移動用ボールねじ12bと、ノズル左右移動用ボールねじ12bに接続され前後に水平移動される左右リニアガイド12cと、を備えている。ここで、「左右方向」とは、図3中の手前・奥行き方向(Y方向)のことをいう。
【0021】
ノズル前後移動装置13は、左右リニアガイド12cに取り付けられており、ノズル前後移動用モータ13aと、ノズル前後移動用モータ13aにより駆動されるノズル前後移動用ボールねじ13bと、ノズル前後移動用ボールねじ13bに接続され前後に水平移動される前後リニアガイド13cと、を備えている。ここで、「前後方向」とは、図中X方向のことをいう。
【0022】
ノズル前後移動装置13は、ノズル左右移動装置12により左右に水平移動させることができる。
【0023】
ノズル上下移動装置14は、前後リニアガイド13cに取り付けられており、ノズル上下移動用モータ14aと、ノズル上下移動用モータ14aにより駆動されるノズル上下移動用タイミングベルト14bと、を備えている。ここで、「上下方向」とは、図中Z方向のことをいう。
【0024】
ノズル上下移動装置14は、ノズル前後移動装置13により前後に水平移動させることができる。
【0025】
図3、4に示すように、ノズル回動ユニット15は、回動用ロータリシリンダ151と、スピンドル152と、を備えている。スピンドル152の152aは筐体であり、152bはスピンドル軸である。スピンドル軸152bには線材Wをノズル10に案内するための中空部152cが形成されている。回動用ロータリシリンダ151のシャフト151aに取り付けられているタイミングプーリ151bとスピンドル152のスピンドル軸152bに接続されたタイミングプーリ152dにはタイミングベルト153が張り渡されている。ここで、タイミングプーリ151bとタイミングベルト153とに替えて、ラックとピニオンとを採用することもできる。
【0026】
図4に示すように、ノズル回動ユニット15は、ノズル10の長手方向N1がスロットSLの長手方向V1に対して略垂直であってノズル10の先端がスロットSLの奥行き方向V2に向かうようにノズル10を配置したとき(図中では水平方向)に、スピンドル軸152bがノズル10の長手方向N1に対して傾斜角θで傾斜するように構成されている。つまり、ノズル回動ユニット15の回動軸線Aは、ノズル10の長手方向N1に対して傾斜している。本実施形態では、傾斜角θは45°である。ここで、ノズル10の長手方向N1は水平方向でコアCの径方向、スロットSLの長手方向V1は垂直方向でコアCの中心軸方向、スロットSLの奥行き方向V2は水平方向でノズル10の長手方向N1と平行、となっている。
【0027】
上記の構造により、スピンドル軸152bを傾斜角θで傾斜した回転軸線Aを中心に回動させることができる。スピンドル軸152bの先端にはノズル保持具11が取り付けられており、ノズル回動ユニット15によりノズル保持具11を回転軸線Aを中心に回動させて姿勢を変更することができる。ここで、「回動」とは、スピンドル軸152bの回転軸線Aを中心にノズル保持具11を図中R1方向に回転させることをいう。
【0028】
ノズル回動ユニット15は、ノズル上下移動装置14のノズル上下リニアガイド14cに取り付けられており、ノズル上下移動用タイミングベルト14bを介してノズル上下移動装置14により上下方向に移動させることができる。
【0029】
コア割出装置2は、ノズル駆動装置1に隣接して台座30に取り付けられて設けられており、コア受け治具21と、コア割出用モータ22と、を備えている。コア割出用モータ22は、コア受け治具21を鉛直方向の回転軸Bを中心に水平方向に回動、または回転往復運動(揺動)させることができる(R方向)。
【0030】
ノズル左右移動装置12及びノズル前後移動装置13により、ノズル回動ユニット15を水平方向(Y方向及びX方向)に移動させることができる。ノズル上下移動装置14により、ノズル回動ユニット15を上下方向(Z方向)に移動させることができる。そして、ノズル回動ユニット15により、後述するノズル保持具11を介してノズル10を回動(R1方向)させることができる。更に、コア割出装置2により、コアCを、回転軸Bを中心に回動、または揺動(R方向)させることができる。このように、ノズル左右移動装置12、ノズル前後移動装置13、ノズル上下移動装置14、ノズル回動ユニット15及びコア割出装置2が、ノズル保持具11を移動させるとともに、線材Wの巻線を行うために駆動する「移動手段」に相当し、これらが協働することにより、ノズル10を、台座30に対して水平方向、上下方向、回転軸線Aに対する回転方向の3方向を組み合わせて移動させることができ、更に、コアCを回転軸Bを中心に回動、または揺動(R方向)させて、ノズル10との相対的な位置関係を変えることができる。
(【0031】以降は省略されています)

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