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公開番号2021112066
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210802
出願番号2020003569
出願日20200114
発明の名称装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人
主分類H02K 15/04 20060101AFI20210705BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】別途の調整機構を設けることなくコイルセグメントの受取動作から整列動作までを行うことができる装置を提供する。
【解決手段】本発明による装置は、複数のコイルセグメントを環状に整列させる装置であって、複数のコイルセグメントを前工程から受け取り、複数のコイルセグメントを保持しながら環状整列治具まで搬送して環状整列治具に供給する第1搬送ユニットと、第1搬送ユニットの下方に第1搬送ユニットと並んで配設され、第1搬送ユニットとは独立して、複数のコイルセグメントを前工程から受け取り、複数のコイルセグメントを保持しながら環状整列治具まで搬送して環状整列治具に供給する第2搬送ユニットとを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
複数のコイルセグメントを環状に整列させる装置であって、
前記複数のコイルセグメントを前工程から受け取り、前記複数のコイルセグメントを保持しながら環状整列治具まで搬送して前記環状整列治具に供給する第1搬送ユニットと、
前記第1搬送ユニットの下方に前記第1搬送ユニットと並んで配設され、前記第1搬送ユニットとは独立して、前記複数のコイルセグメントを前記前工程から受け取り、前記複数のコイルセグメントを保持しながら前記環状整列治具まで搬送して前記環状整列治具に供給する第2搬送ユニットと
を備える装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は装置に関し、特に複数のコイルセグメントを環状に整列させる装置に関する。
続きを表示(約 8,300 文字)【背景技術】
【0002】
一般的なステータは、ステータコアとコイルとを備える。コイルは、略U字状のコイルセグメントを環状のステータコアの各スロットに挿入し、対応する同相のコイルセグメント同士を端部において接合することにより形成される。このとき複数のコイルセグメントを、成形装置から受け取り、整列装置において複数のコイルセグメントを環状に整列させた後、複数のスロットに一度に挿入することが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2003−324911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、成形装置からコイルセグメントを受け取る動作(受取動作)と、コイルセグメントを整列させる動作(整列動作)とでは、サイクルタイムが異なる。したがって特許文献1に記載の方法では、コイルセグメントを受け取ってから整列装置へ供給するまでの間に調整機構を別途設け、サイクルタイム差を埋める必要があるという問題がある。
【0005】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、別途の調整機構を設けることなくコイルセグメントの受取動作から整列動作までを行うことができる装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明による装置は、複数のコイルセグメントを環状に整列させる装置であって、前記複数のコイルセグメントを前工程から受け取り、前記複数のコイルセグメントを保持しながら環状整列治具まで搬送して前記環状整列治具に供給する第1搬送ユニットと、前記第1搬送ユニットの下方に前記第1搬送ユニットと並んで配設され、前記第1搬送ユニットとは独立して、前記複数のコイルセグメントを前記前工程から受け取り、前記複数のコイルセグメントを保持しながら前記環状整列治具まで搬送して前記環状整列治具に供給する第2搬送ユニットとを備える。
【0007】
本発明では、第2搬送ユニットが第1搬送ユニットとは独立して、前工程からコイルセグメントを受け取り、搬送し、環状整列治具に供給するため、別途の調整機構を設けることなくコイルセグメントの受取動作から整列動作までを行うことができる装置を提供することができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、別途の調整機構を設けることなくコイルセグメントの受取動作から整列動作までを行うことができる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本実施形態にかかる装置を、コイルセグメントとともに示す概略構成図である。
本実施形態にかかる搬送ユニットを、コイルセグメントとともに示す概略構成図である。
本実施形態にかかる装置の動作のサイクルを説明するための概略図である。
本実施形態にかかる装置の動作の奇数サイクルを説明するための概略図である。
本実施形態にかかる装置の動作の偶数サイクルを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかる装置1をコイルセグメント2とともに示す概略構成図である。
コイルセグメント2は、本図に示すように、一対の脚部と、一対の脚部の一端同士を連結させた連結部とを有する。コイルセグメント2は、前工程である成形ユニット(不図示)により略U字状に成形される。
装置1は、このように成形された複数のコイルセグメント2を前工程から受け取り、複数のコイルセグメント2を環状に整列させる。装置1は、搬送ユニット10と、整列ユニット15とを備える。
【0011】
搬送ユニット10は、ベルトコンベヤ、チェーンコンベヤおよびボビン搬送ユニット等の搬送ユニットである。搬送ユニット10は、成形ユニットのコイル供給部分(不図示)と整列ユニット15との間に配設され、コイル供給部分から複数のコイルセグメント2を受け取り、複数のコイルセグメント2を整列ユニット15まで搬送する。搬送ユニット10は、コイル供給部分および整列ユニット15に対する相対位置に応じて、受取部11、搬送部12および供給部14を有する。
【0012】
受取部11は、成形ユニットのコイル供給部分と搬送部12との間に配設される。受取部11は、成形ユニットのコイル供給部分から成形された複数のコイルセグメント2を受け取り、複数のコイルセグメント2の一方の脚部を保持する。
搬送部12は、受取部11と供給部14との間に配設される。搬送部12は、受取部11において受け取った複数のコイルセグメント2を保持した状態で供給部14まで搬送する。
供給部14は、搬送部12と整列ユニット15の環状整列治具16との間に配設される。供給部14は、環状整列治具16に複数のコイルセグメント2を供給する。
【0013】
整列ユニット15は、複数のコイルセグメント2を環状に整列させ、後工程に搬出する。整列ユニット15は、1または複数の環状整列治具16を有する。
環状整列治具16は、略円盤形状を有する治具である。環状整列治具16は、一例としてその周方向に所定のピッチで配列された複数の歯を有する。環状整列治具16は、供給部14から供給されるコイルセグメント2の脚部を歯の間に係止させ、コイルセグメント2を保持する。また、環状整列治具16は周方向に回転し、供給部14から次々と供給される複数のコイルセグメント2を1つずつ受け取って、周に沿って環状に整列させる。そして環状整列治具16は、整列された複数のコイルセグメント2を、後工程に搬出する。
【0014】
本実施形態では整列ユニット15は、環状整列治具16を複数個有する。複数の環状整列治具16,16は、環状整列治具16の軸方向に互いに所定の距離を置いて並んで配設される。本実施形態では、複数の環状整列治具16,16は、コイルセグメント2の脚部が環状整列治具16の軸方向(すなわち、環状整列治具16の並び方向)と略平行になるように、コイルセグメント2の脚部をそれぞれ保持してよい。なお、本実施形態では環状整列治具16は、略円盤形状を有するが、これに代えて略楕円盤形状またはステータコアの形状に対応した任意の形状を有してもよい。
【0015】
このように装置1は、成形されたコイルセグメント2を、前工程から受け取り、環状に整列させた後、後工程に搬出することができる。
【0016】
図2は、本実施形態にかかる搬送ユニット10を、コイルセグメント2とともに示す概略構成図である。搬送ユニット10は、第1搬送ユニット100と、第2搬送ユニット120とを有する。
【0017】
第1搬送ユニット100は、成形ユニットおよび整列ユニット15に隣接して配置される。第1搬送ユニット100は、複数のコイルセグメント2を成形ユニットから受け取り、複数のコイルセグメント2を保持しながら後述する整列ユニット15の環状整列治具16まで搬送して、環状整列治具16に複数のコイルセグメント2を供給する。第1搬送ユニット100は、成形ユニットおよび整列ユニット15に対する相対位置に応じて、前述の受取部11、搬送部12および供給部14に区分される。ここで第1搬送ユニット100は、第1搬送本体102と、第1保持部104とを含む。
【0018】
第1搬送本体102は、環状のベルトと駆動ユニットとを含み、駆動ユニットによりベルトを回転させることで、ベルトに保持される物を搬送方向(すなわち、ベルトの長さ方向)に所定の移動速度で搬送させる。つまり、第1搬送本体102は、後述する第1保持部104を介してベルト上に保持されるコイルセグメント2を受取部11から、搬送部12および供給部14へ搬送させ、コイルセグメント2を搬出した後、折り返して再び受取部11に戻る。ここで、第1搬送本体102のベルトのうち、本図の矢印Bに示す搬送方向に進む部分(紙面手前側)を進行側、本図の矢印Bと反対の方向に進む部分(紙面奥側)を戻り側とする。また、第1搬送本体102のベルトの移動速度(すなわち、第1搬送ユニット100の移動速度)をV

(t)とする。本実施形態では、V

(t)は、時間tによって変化してよい。
【0019】
第1保持部104は、第1搬送本体102のベルトの少なくとも一部に設けられる。一例として、第1保持部104は、第1搬送本体102のベルト上に形成される複数の凸部および凹部等であってよい。本実施形態では、第1保持部104は、搬送方向に沿ってベルト上に所定の間隔で配列された複数の桟およびコマ等の凸部である。
なお、第1搬送本体102は、ベルトに代えて、チェーンを含んでもよい。この場合、第1保持部104は、コマであってよい。
【0020】
次に、第1搬送ユニット100の動作について説明する。
受取部11において、第1保持部104は、成形ユニットの供給部分から供給される複数のコイルセグメント2を保持する。たとえば、本実施形態では、第1保持部104のうち隣接する凸部の間に、本図の矢印Aに示す方向(すなわち、ベルトの幅方向であって、環状のベルトの軸方向)からコイルセグメント2の一方の脚部が挿入され、保持される。他方の脚部は、ベルトの環状部分を横切るように懸架された連結部を介して戻り側の第1搬送本体102に隣接する状態となる。ここで、受取部11における第1搬送ユニット100の移動速度V

(t)を、V

とする。V

は、所定の定数であってもよく、経時的に変化する値を有してもよい。
【0021】
本実施形態では、第1保持部104は、隣接する凸部の間にコイルセグメント2を1つずつ保持する。しかしこれに限らず、第1保持部104は、隣接する凸部の間に複数のコイルセグメント2を保持してもよい。この場合、予め束状に配列された複数のコイルセグメント2を隣接する凸部の間にまとめて挿入してもよく、受取部11において移動速度V

を調整することで、隣接する凸部の間にコイルセグメント2を1つずつ挿入しながら、コイルセグメント2を束状に配列させてもよい。
【0022】
搬送部12において、第1保持部104は、複数のコイルセグメント2を保持した状態で、第1搬送本体102の回転により搬送方向(進行側)または反搬送方向(戻り側)に搬送する。ここで、進行側の搬送部12における第1搬送ユニット100の移動速度V

(t)を、V

とし、戻り側の搬送部12における第1搬送ユニット100の移動速度V

(t)を、V
B’
とする。V

およびV
B’
は、所定の定数であってもよく、経時的に変化する値を有してもよい。
【0023】
供給部14において、第1保持部104は、隣接する凸部間に保持されたコイルセグメント2の一方の脚部を環状整列治具16の歯の間に挿入し、係止させることで、コイルセグメント2を環状整列治具16に供給する。第1保持部104は、回転する環状整列治具16に対して次々とコイルセグメント2を供給して、コイルセグメント2を環状整列治具16の周に沿って環状に整列させる。ここで、供給部14における第1搬送ユニット100の移動速度V

(t)を、V

とする。V

は、所定の定数であってもよく、経時的に変化する値を有してもよい。
ここで整列動作のサイクルタイムが受取動作のサイクルタイムよりも短い場合、すなわち供給部14での供給速度(すなわち整列速度)が受取部11での受取速度がよりも早い場合、V

はV

よりも大きな値を有してよい。また、V

〜V

の値は、互いに同じ値を有してもよく、互いに異なる値を有してもよい。
【0024】
第2搬送ユニット120は、第1搬送ユニット100の下方に第1搬送ユニット100と並んで配設される。第2搬送ユニット120はまた、成形ユニットおよび整列ユニット15に隣接して配置される。第2搬送ユニット120は、第1搬送ユニット100とは独立して、複数のコイルセグメント2を成形ユニットから受け取り、複数のコイルセグメント2を保持しながら環状整列治具16まで搬送して、環状整列治具16に複数のコイルセグメント2を供給する。第2搬送ユニット120は、第1搬送ユニット100と同様に、成形ユニットおよび整列ユニット15に対する相対位置に応じて、前述の受取部11、搬送部12および供給部14に区分される。ここで、第2搬送ユニット120は、第2搬送本体122と、第2保持部124とを含む。
【0025】
第2搬送本体122は、第1搬送本体102と同様の構成および機能を有する。ただし、第2搬送本体122は、環状のベルトの軸方向において、第1搬送本体102の下方に、第1搬送本体102と並んで配設される。また、第2搬送本体122は、自己の駆動ユニットにより第1搬送本体102とは独立して自己のベルトを回転させて、ベルト上に保持される物を搬送方向(すなわち、ベルトの長さ方向)に所定の移動速度で搬送させる。ここで、第2搬送本体122のベルトの移動速度をV

(t)とする。
なお第2保持部124は、第1保持部104と同様の構成および機能を有するため、説明を省略する。
【0026】
したがって本実施形態において第2搬送ユニット120は、第1搬送ユニット100と同様の動作を行うが、その動作は、第1搬送ユニット100と独立して行われる。すなわち、第2搬送ユニット120は、任意の時間t=Tにおいて第1搬送ユニット100と異なる移動速度を有してよい(すなわち、V

(T)≠V

(T))。
ここで、受取部11での移動速度V

(t)は、V

であり、進行側の搬送部12での移動速度V

(t)は、V

であり、戻り側の搬送部12での移動速度V

(t)は、V
B’
であり、供給部14での移動速度V

(t)は、V

である。
【0027】
次に、本実施形態にかかる装置1の動作のサイクルについて、図3〜5を用いて説明する。図3は、本実施形態にかかる装置1の動作のサイクルを説明するための概略図である。本図の上部は、時間tに対する前工程、第1搬送ユニット100、第2搬送ユニット120および環状整列治具16の動作の一例を示し、本図の下部は、時間tに対する第1搬送ユニット100の移動速度V

(t)の値の大きさと、第2搬送ユニット120の移動速度V

(t)の値の大きさの一例を示す。
【0028】
本図の上部に示すように、前工程の成形ユニットは、コイルセグメント2を第1搬送ユニット100および第2搬送ユニット120に連続的に供給する。また、整列ユニット15の環状整列治具16は、コイルセグメント2を環状に整列させる(つまり、第1搬送ユニット100および第2搬送ユニット120からコイルセグメント2が供給される)整列動作と整列されたコイルセグメント2を後工程に搬出し、所定位置まで戻る搬出動作とを連続的に繰り返す。
また第1搬送ユニット100および第2搬送ユニット120はそれぞれ、成形ユニットからコイルセグメント2を受け取るコイル受取動作、環状整列治具16までコイルセグメント2を搬送する搬送動作、環状整列治具16にコイルセグメント2を供給する整列動作並びに第1保持部104および第2保持部124の位置を受取部11まで戻す戻り動作を繰り返す。
【0029】
ここでコイル受取動作、搬送動作、整列動作および戻り動作を、装置1の動作の1周期とし、その周期の半分を1サイクルとする。なお1サイクルは、環状整列治具16の搬出動作中の任意の時点から次の搬出動作中の対応する時点までの期間であってもよい。本図に示すように、本実施形態では、第1搬送ユニット100および第2搬送ユニット120は、1サイクルでコイル受取動作を行い、その次の1サイクルで搬送動作、整列動作および戻り動作を行う。そして、本実施形態では、第1搬送ユニット100および第2搬送ユニット120は、互いに1サイクル分ずれて動作する。
【0030】
ここで任意のサイクルCにおける装置1の搬送動作、整列動作および戻り動作はそれぞれ、時間t
C1、

C2
およびt
C3
において行われる。一方で任意のサイクルCにおける装置1のコイル受取動作は、時間t
C1
〜t
C3
において行われる。
第1搬送ユニット100は、Cが奇数、すなわちC=2k+1(kは0以上の整数)の場合に、t
C1
〜t
C3
にわたってコイル受取動作を行う。また第1搬送ユニット100は、Cが偶数、すなわちC=2kの場合に、t
C1
で搬送動作を、t
C2
で整列動作を、t
C3
で戻り動作を行う。
一方で、第2搬送ユニット120は、C=2k+1の場合、t
C1
で搬送動作、t
C2
で整列動作およびt
C3
で戻り動作を行い、C=2kの場合t
C1
〜t
C3
においてコイル受取動作を行う。
なお、本図の下部に示す通り、本実施形態では第1搬送ユニット100の移動速度V

(t)は、C=2k+1の場合に、V

であり、C=2kの場合に、t
C1
でV

、t
C2
でV

、t
C3
でV
B’
である。一方で第2搬送ユニット120の移動速度V

(t)は、C=2k+1の場合に、t
C1
でV

、t
C2
でV

、t
C3
でV
B’
であり、C=2kの場合に、V

である。
本実施形態では、一例として、V

はV

よりも大きく、かつV

よりも大きくてよい。V
B’
もまた、V

と同様である。また、V

〜V

の値は、経時的に変化してもよい。なお、本実施形態では搬送動作の移動速度V

は、戻り動作の移動速度V
B’
と同じ値を有してもよく、異なる値を有してもよい。
(【0031】以降は省略されています)

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