JP2021052535A - Stator coil winding mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータにコイルを形成する巻線機構に関し、特に回転式ノズルを備えるステータコイルの巻線機構に関する。 The present invention relates to a winding mechanism for forming a coil on a stator, and more particularly to a winding mechanism for a stator coil including a rotary nozzle.
従来より、レゾルバの励磁コイルと出力コイルとからなるステータコイルは、巻線機構によりティースに巻回されて形成されている。ステータコイルを形成するマグネットワイヤは、巻線機構の先端部から供給され、ステータの開口部に周方向等間隔に備えられているティースにそれぞれ巻回され、ステータコイルが形成されている。ステータの開口部内にティースが設けられているインナー型のステータでは、開口部内の空間が狭いため、開口部内に挿入されてマグネットワイヤを巻回する機構部は小型である必要がある。また、1つのティースにコイルを形成するのに、マグネットワイヤをティースに何度も巻回しなければならない。そのため、巻線機構と、ステータを保持しながら正逆方向に小刻みに回転させる回転台とをうまく連動させる制御が必要であった。 Conventionally, a stator coil composed of an exciting coil and an output coil of a resolver is formed by being wound around a tooth by a winding mechanism. The magnet wire forming the stator coil is supplied from the tip of the winding mechanism and wound around the openings of the stator at equal intervals in the circumferential direction to form the stator coil. In the inner type stator in which the teeth are provided in the opening of the stator, the space in the opening is narrow, so that the mechanism portion inserted into the opening and winding the magnet wire needs to be small. Also, in order to form a coil on one tooth, the magnet wire must be wound around the tooth many times. Therefore, it is necessary to control the winding mechanism and the turntable that rotates in small steps in the forward and reverse directions while holding the stator.
特許文献1に記載されている巻線機構では、先端からマグネットワイヤが引き出され、環状ステータの中心軸方向に往復動するニードルアームと、ステータを保持し、ティース1つ分の周方向の角度範囲内で小刻みに正転逆転を繰り返す回転台とを連動させて、ティースにコイルを形成するように構成されている。
In the winding mechanism described in
しかしながら、上記の巻線機構では、ニードルアームの往復動と、ステータの正逆方向の小刻みの回転との同期制御をする必要があり、制御が複雑となっていた。このような機構において、巻線時間を短縮するために巻線機構の動作を高速化すると、ニードルアームが往復動する構造のため、振動が発生していた。また、高速化するほどマグネットワイヤに係るテンションの変動量が大きくなるため、安定したテンション制御ができなかった。上記理由により、巻線機構の高速化は困難であった。 However, in the above-mentioned winding mechanism, it is necessary to synchronously control the reciprocating movement of the needle arm and the small rotation of the stator in the forward and reverse directions, which makes the control complicated. In such a mechanism, when the operation of the winding mechanism is increased in order to shorten the winding time, vibration is generated due to the structure in which the needle arm reciprocates. Further, as the speed is increased, the amount of fluctuation of the tension related to the magnet wire becomes large, so that stable tension control cannot be performed. For the above reasons, it has been difficult to increase the speed of the winding mechanism.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ティースにマグネットワイヤを巻回する巻回時間を短縮できる巻線機構を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a winding mechanism capable of shortening the winding time for winding a magnet wire around a tooth.
本発明の巻線機構は、ステータのティースにステータコイルを形成する巻線機構であって、ティースに巻回されるマグネットワイヤを引き出し可能に保持する供給部材を備えており、供給部材は回転してティースにマグネットワイヤを巻回する。 The winding mechanism of the present invention is a winding mechanism that forms a stator coil on the teeth of the stator, and includes a supply member that holds the magnet wire wound around the teeth so that it can be pulled out, and the supply member rotates. Wind the magnet wire around the teeth.
また、本発明の巻線機構では、供給部材はマグネットワイヤを引き出し可能に保持する供給部を有しており、供給部材が第1軸を中心に回転するとともに、供給部は第1軸からオフセットして回転して、ティースにマグネットワイヤを巻回してもよい。 Further, in the winding mechanism of the present invention, the supply member has a supply unit that holds the magnet wire so that it can be pulled out, the supply member rotates about the first axis, and the supply unit is offset from the first axis. And rotate it, and the magnet wire may be wound around the tooth.
また、本発明の巻線機構は、供給部材を回転させるモータを備え、モータのモータ回転軸と、第1軸とは異なる軸であってもよい。 Further, the winding mechanism of the present invention includes a motor for rotating the supply member, and the motor rotation shaft of the motor may be a shaft different from the first shaft.
また、本発明の巻線機構は、モータの駆動力が伝達される回転部材と、供給部材が固定され、供給部材と共に回転する支持部材と、フレーム部材に回転可能に保持され、回転部材と、支持部材とを連結している連結軸と、を備え、回転部材に伝達された駆動力が連結軸を介して支持部材に伝達されてもよい。 Further, the winding mechanism of the present invention includes a rotating member to which the driving force of the motor is transmitted, a support member to which the supply member is fixed and rotates together with the supply member, and a rotating member which is rotatably held by the frame member. A connecting shaft connecting the support member may be provided, and the driving force transmitted to the rotating member may be transmitted to the support member via the connecting shaft.
また、本発明の巻線機構が有する連結軸は、一端部から他端部まで軸中空部を有しており、マグネットワイヤは軸中空部を介して供給されてもよい。 Further, the connecting shaft of the winding mechanism of the present invention has a hollow shaft portion from one end to the other end, and the magnet wire may be supplied via the hollow shaft portion.
また、本発明の巻線機構が備える供給部材は、先端部に供給部と、基端部に経由部とが設けられており、マグネットワイヤは経由部と、供給部とを介して供給されてもよい。 Further, the supply member provided in the winding mechanism of the present invention is provided with a supply portion at the tip portion and a transit portion at the base end portion, and the magnet wire is supplied via the transit portion and the supply portion. May be good.
本発明によれば、巻回するマグネットワイヤを供給し、回転してティースにマグネットワイヤを巻回する供給部材を備えているため、コイルをティースに高速で形成することができる。 According to the present invention, since the magnet wire to be wound is supplied and the supply member is provided to rotate and wind the magnet wire around the teeth, the coil can be formed on the teeth at high speed.
本発明によれば、供給部材が第1軸を中心に回転するとともに、マグネットワイヤを引き出し可能に保持する供給部は第1軸からオフセットして回転するため、コイルをティースに高速で効率よく形成することができる。 According to the present invention, the supply member rotates about the first axis, and the supply unit that holds the magnet wire so that it can be pulled out rotates offset from the first axis, so that the coil is efficiently formed on the teeth at high speed. can do.
また、本発明によれば、本発明の巻線機構は、供給部材を回転させるモータのモータ回転軸と、第1軸とは異なる軸であるため、ステータの開口部に挿入する供給部材を小型に形成することができる。 Further, according to the present invention, since the winding mechanism of the present invention has a motor rotation shaft of the motor that rotates the supply member and a shaft different from the first shaft, the supply member to be inserted into the opening of the stator is small. Can be formed into.
また、本発明によれば、モータの駆動力が伝達される回転部材と、供給部材が固定され、供給部材と共に回転する支持部材と、フレーム部材に回転可能に保持され、回転部材と、支持部材とを連結している連結軸と、を備え、回転部材に伝達された駆動力が連結軸を介して支持部材に伝達されるため、小型の巻線機構により、効率よく駆動力を供給部材に伝達することができる。 Further, according to the present invention, the rotating member to which the driving force of the motor is transmitted, the support member to which the supply member is fixed and rotates together with the supply member, and the rotating member and the support member which are rotatably held by the frame member. Since the driving force transmitted to the rotating member is transmitted to the support member via the connecting shaft, the small winding mechanism efficiently supplies the driving force to the supply member. Can be communicated.
また、本発明によれば、連結軸が有する軸中空部を有し、マグネットワイヤは軸中空部を介して供給されるため、小型の巻線機構とすることができる。 Further, according to the present invention, since the connecting shaft has a hollow shaft portion and the magnet wire is supplied via the hollow shaft portion, a small winding mechanism can be obtained.
また、本発明によれば、供給部材は、供給部材の先端部の供給部と、供給部材の基端部の経由部とを介して供給されるため、マグネットワイヤを効率よくかつ確実に供給できる小型の巻線機構とすることができる。 Further, according to the present invention, since the supply member is supplied via the supply portion at the tip end portion of the supply member and the transit portion at the base end portion of the supply member, the magnet wire can be efficiently and reliably supplied. It can be a small winding mechanism.
図1〜図2には、本発明の実施の形態1に係る巻線機構100が示されている。図1は、巻線機構を示した正面からの斜視図であり、巻線機構100の要部が示されている。また、図2は、巻線機構を示した背面からの斜視図であり、巻線機構100の駆動装置が示されている。
1 and 2 show the winding
本発明の実施の形態に係る巻線機構100は、ステータ200に巻回されるマグネットワイヤ1と、マグネットワイヤ1をステータ200に巻回する供給部材10と、供給部材10を保持する支持部材40と、駆動力を発生するモータ60と、モータ60の駆動力を伝達するベルト90と、ベルト90により駆動力が伝達される回転部材70と、支持部材40と回転部材70とを連結する連結軸80と、連結軸80を回転可能に保持するフレーム部材50とを備えている。なお、ステータ200は、図示しない回転台に水平に保持されている。
The winding
フレーム部材50は、モータ60など巻線機構100を構成する上記部材を保持している部材である。フレーム部材50は、L字形状に形成されている板状の部材であり、一方側の面である第1面51と、第1面51に対し反対面である第2面52とを有している。図1〜図2からわかるように、第1面51側には、供給部材10と、支持部材40とが配置されている。また、第2面52側には、モータ60と、回転部材70とが配置されている。
The
ステータ200は周知の構造であり、環状のステータコアの内周に複数のティースが形成されているインナー型のステータである。ステータ200は、環状に形成されたステータコア210と、環状のステータコア210の内部に形成されている開口部201と、ステータコア210の内周において周方向一定間隔に、ステータコア210の中心部に向かって突出して形成されている複数のティース220と、隣り合う2つのティース220の間にある複数のスリット221と、を備えている。なお、図3では、本巻線機構100によってマグネットワイヤ1がティース220に巻回されてコイル222が形成された状態が示されている。本巻線機構100は小型化されているため、開口部201が小さい小型のステータ200でも適用可能である。
The
マグネットワイヤ1は、ステータ200のティース220に巻回されてステータコイル222を形成する部材である。マグネットワイヤ1は、供給部材10により、各ティース220に巻回される。
The
供給部材10は、供給されるマグネットワイヤ1をステータ200に巻回する部材である。供給部材10は、先端部11と、基端部13と、先端部11と基端部13との間の中間部15、とを有している。また、先端部11には開口部である供給部12、基端部13には開口部である経由部14がそれぞれ設けられている。供給部材10の内部には、先端部11から基端部13まで、中空部16が設けられている。すなわち、マグネットワイヤ1は、経由部14、及び、中空部16を介し、供給部12から引き出されて、ティース220に供給される。
The supply member 10 is a member that winds the supplied
実施の形態では、供給部材10はノズル部材10Aとして示されている。供給部材10における、先端部11、供給部12、基端部13、経由部14、中間部15、及び、中空部16は、ノズル部材10Aにおける、先端部11A、供給部12A、基端部13A、経由部14A、中間部15A、及び、中空部16Aに、それぞれ相当する。
In the embodiment, the supply member 10 is shown as the
すなわち、ノズル部材10Aは、先端部11Aと、基端部13Aと、ノズル中間部15Aとを有している。ノズル部材10Aの内部には、先端部11Aから基端部13Aまで、中空部16Aが設けられている。供給部12Aは、経由部14Aと、中間部15Aとを介して供給されるマグネットワイヤ1が引き出される部位である。
That is, the
支持部材40は、供給部材10、すなわちノズル部材10Aを保持する部材である。支持部材40は、一端部貫通孔42が設けられている支持部材一端部41と、他端部貫通孔44が設けられている支持部材他端部43と、支持部材一端部41と支持部材他端部43との間に形成されている支持部材中間部45とを有している。支持部材40は、支持部材中間部45の両端部に、支持部材一端部41と、支持部材他端部43とを直交させて接続した、U字形状に形成されている。
The support member 40 is a member that holds the supply member 10, that is, the
一端部貫通孔42は、支持部材一端部41に設けられている貫通孔である。支持部材一端部41の一端部貫通孔42が設けられている部位には、ノズル部材10Aの基端部13Aが、中空部16Aと一端部貫通孔42とのそれぞれの中心軸を同軸にして固定されている。すなわち、一端部貫通孔42は、ノズル部材10Aの中空部16Aと連通している。支持部材40は、他端部貫通孔44を通る第1軸X−Xを中心に回転する。ノズル部材10Aは、第1軸X−Xからオフセットされて支持部材40に固定されている。それにより、マグネットワイヤ1が引き出される供給部12Aは、第1軸X−Xから所定距離離れて配置されている。すなわち、供給部12Aは、第1軸X−Xとの所定距離を回転半径として、第1軸X−Xを中心に回転する。
The one-end through hole 42 is a through hole provided in the one end 41 of the support member. At a portion of the support member one end 41 where the one end through hole 42 is provided, the base end portion 13A of the
モータ60は、駆動力を発生する部材である。モータ60は、取付部材を介してフレーム部材50の第2面に固定されている。モータ60はモータプーリー61を有している。図1〜図2に示されているように、モータプーリー61はモータ回転軸Y−Yを中心に回転する。モータ60は、例えば小型のサーボモータである。
The
フレーム部材50の一端部である第1部分53には、ノズル部材10Aを保持している支持部材40と、回転部材70とが配置されている。第1部分53には、フレーム部材貫通孔55が設けられている。フレーム部材貫通孔55には、軸受56を介して、連結軸80が第1軸X−Xを回転中心として、回転可能に保持されている。軸受56は、周知の軸受、例えば、玉軸受、ころ軸受、又は、滑り軸受の何れかである。
A support member 40 holding the
回転部材70は、モータ60から伝達された駆動力を、連結軸80を介して支持部材40に伝達する部材である。回転部材70は、中心部に中心孔71と、外周部に外周面72とを有し、円盤形状に形成されている。回転部材70は、回転部材70の外周面72にベルト90がかけられており、モータプーリー61からモータ60の駆動力が伝達される。ベルト90は、周知のように、可撓性の樹脂部材で環状に形成されている。
The rotating member 70 is a member that transmits the driving force transmitted from the
連結軸80は、連結軸一端部81と、連結軸他端部82と、連結軸一端部81と連結軸他端部82との間に設けられている軸中空部85とを有している。また、連結軸一端部81には一端開口部82、及び、連結軸他端部83には他端開口部84がそれぞれ設けられている。一端開口部82と他端開口部84とは、軸中空部85により連通している。連結軸一端部81には、支持部材40が支持部材40の他端部貫通孔44に連結軸一端部81が嵌め合わされて固定されている。また、連結軸他端部83には、回転部材70の中心孔71が嵌め合わされて、回転部材70が固定されている。すなわち、連結軸80の各々の端部に固定されている支持部材40と、回転部材70とは、連結軸80と共に、フレーム部材50に回転自在に保持されている。連結軸80の一端開口部82、軸中空部85、及び、他端開口部84は、ノズル部材10Aに供給されるマグネットワイヤ1が通る供給路である。
The connecting shaft 80 has a connecting shaft one end 81, a connecting shaft other end 82, and a shaft hollow portion 85 provided between the connecting shaft one end 81 and the connecting shaft other end 82. .. Further, one end 81 of the connecting shaft is provided with an opening 82 at one end, and the other end 83 of the connecting shaft is provided with an opening 84 at the other end. The opening at one end 82 and the opening at the other end 84 are communicated with each other by the hollow shaft portion 85. The support member 40 is fixed to the one end portion 81 of the connecting shaft by fitting the one end portion 81 of the connecting shaft into the through hole 44 at the other end of the support member 40. Further, the
<導線巻回方法>
次に、本巻線機構100を用いて、ステータ200にステータコイル222を形成する方法を説明する。まず、ステータ200を図示しない回転台に保持し、巻線機構100をステータ200に対しセットする。図3は、巻線機構100のノズル部材10Aが、隣り合う2つのティース220、220の間のスリット221に配置された状態を示している。連結軸80の中心である第1軸X−Xが巻回するティース220の突出方向の中心軸Z−Zと一致するように、巻線機構100を配置する。なお、ステータ200を固定している回転台は、ステータ200を保持したまま、ステータ200の開口部201の中心を回転中心に回転できるように構成されている。
<How to wind the wire>
Next, a method of forming the
次に、巻線機構100の所定経路に配線されているマグネットワイヤ1を、供給部12Aから引き出し、ステータ200のティース220を介して、マグネットワイヤ1の端部を所定箇所に固定する。図4には、巻線機構100を配線されているマグネットワイヤ1の経路が示されている。マグネットワイヤ1は、図示しない導線供給部材から連結軸80まで、所定の経路を通って配線されている。図4に示されているとおり、マグネットワイヤ1は、連結軸80の一端開口部82、軸中空部85、及び、他端開口部84を通り、支持部材の他端部貫通孔44、及び、一端部貫通孔42を通って、ノズル部材10Aの経由部14A、及び、供給部12Aに配線されている。
Next, the
マグネットワイヤ1の端部がステータの所定箇所に固定された後、巻線機構100によりマグネットワイヤ1がティース220に所定回数巻回されて、ステータコイル222が形成される。1つのティース220への巻回が完了すると、次に巻回するティースの中心軸Z−Zが、第1軸X−Xと一致する位置まで、ステータ200を固定している回転台が回転する。次に巻回するティース220に隣接するスリット221にノズル部材10Aが配置されて、次に巻回するティース220にマグネットワイヤ1の巻回を行う。なお、巻回は、同じ種類のコイルが連続して行なわれる。具体的には、1次励磁コイル、2次励磁コイル、又は、出力コイルごとに連続して巻回するように、同じ種類のステータコイル222が形成されるティース220が飛び飛びで選択されて、次の巻回を行う。同じ種類のステータコイル222ごとに巻回を行い、全てのティース220にステータコイル222を形成したら、作業を終了する。
After the end of the
本発明の実施の形態に係る巻線機構100は、ティース220に巻回されるマグネットワイヤ1を引き出し可能に保持し、回転してティース220にマグネットワイヤ1を巻回する供給部材10を備えている。
The winding
したがって、本発明によれば、ティース220にマグネットワイヤ1を巻回する巻回時間を短縮することができる。
Therefore, according to the present invention, the winding time for winding the
本発明の実施の形態に係るステータコイルの巻線機構は、環状のステータコアの内周に複数のティースが形成されているインナー型のステータコアに適用する形態について説明したが、環状のステータコアの外周に複数のティースが形成されているアウター型のステータにも適用可能である。 The winding mechanism of the stator coil according to the embodiment of the present invention has been described as being applied to an inner type stator core in which a plurality of teeth are formed on the inner circumference of the annular stator core. It can also be applied to an outer type stator in which a plurality of teeth are formed.
また、レゾルバのステータにコイルを形成する形態のみでなく、モータのステータにコイルを形成する形態にも適用可能である。 Further, it can be applied not only to a form in which a coil is formed in a stator of a resolver but also in a form in which a coil is formed in a stator of a motor.
また、供給部材10の例として、先端部11Aに開口部である供給部12Aと、基端部13Aに開口部である経由部14Aと、供給部12Aと経由部14Aとを連通する中空部15Aと、を有するノズル部材10Aを示し、マグネットワイヤ1が中空部16Aを通って先端部11Aの供給部12Aから供給される実施例について説明した。これ以外の実施例として、供給部材10が中空部15Aを有さなくても可能である。例えば、中空部16を有さない棒状の長手部材の供給部材10の長手方向における先端部11等の1ケ所、先端部11と基端部13等の2ケ所、又は3ケ所以上の複数個所において、マグネットワイヤ1を引き出し可能に保持できるフック、又は、中心に孔を有するリングを必要数設けられた供給部材10を備えることも可能である。
Further, as an example of the supply member 10, the hollow portion 15A communicating the supply portion 12A having an opening at the tip portion 11A, the passage portion 14A having an opening at the base end portion 13A, and the supply portion 12A and the passage portion 14A. The
1 マグネットワイヤ、10 供給部材、11 先端部、12 供給部、
13 基端部、14 経由部、40 支持部材、50 フレーム部材、60 モータ、
70 回転部材、80 連結軸、81 連結軸一端部、83 連結軸他端部、
85 軸中空部、200 ステータ、220 ティース、222 ステータコイル
1 Magnet wire, 10 Supply member, 11 Tip part, 12 Supply part,
13 base end, 14 transit part, 40 support member, 50 frame member, 60 motor,
70 rotating member, 80 connecting shaft, 81 one end of connecting shaft, 83 other end of connecting shaft,
85 shaft hollow part, 200 stator, 220 teeth, 222 stator coil
Claims (6)
前記ティース(220)に巻回されるマグネットワイヤ(1)を引き出し可能に保持する供給部材(10)を備え、
前記供給部材(10)は、回転して前記ティース(220)に前記マグネットワイヤ(1)を巻回する巻線機構。 A winding mechanism that forms a stator coil (222) on the teeth (220) of the stator (200).
A supply member (10) for pulling out and holding the magnet wire (1) wound around the teeth (220) is provided.
The supply member (10) is a winding mechanism that rotates and winds the magnet wire (1) around the teeth (220).
前記供給部材(10)は第1軸(X−X)を中心に回転するとともに、
前記供給部(12)は前記第1軸(X−X)からオフセット配置された状態で回転して、前記ティース(220)に前記マグネットワイヤ(1)を巻回する請求項1に記載された巻線機構。 The supply member (10) has a supply unit (12) that holds the magnet wire (1) so that it can be pulled out.
The supply member (10) rotates about the first axis (XX) and is also rotated.
According to claim 1, the supply unit (12) rotates in a state of being offset from the first axis (XX), and the magnet wire (1) is wound around the teeth (220). Winding mechanism.
前記モータ(60)のモータ回転軸(Y−Y)と、前記第1軸(X−X)とは異なる軸である請求項2に記載された巻線機構。 A motor (60) for rotating the supply member (10) is provided.
The winding mechanism according to claim 2, wherein the motor rotation shaft (YY) of the motor (60) and the first shaft (XX) are different shafts.
前記供給部材(10)が固定され、前記供給部材(10)と共に回転する支持部材(40)と、
フレーム部材(50)に回転可能に保持され、前記回転部材(70)と、前記支持部材(40)とを連結している連結軸(80)と、を備えており、
前記回転部材(70)に伝達された前記駆動力が前記連結軸(80)を介して前記支持部材(40)に伝達される請求項3に記載された巻線機構。 A rotating member (70) to which the driving force of the motor (60) is transmitted, and
A support member (40) to which the supply member (10) is fixed and rotates together with the supply member (10),
It is rotatably held by a frame member (50) and includes a connecting shaft (80) that connects the rotating member (70) and the support member (40).
The winding mechanism according to claim 3, wherein the driving force transmitted to the rotating member (70) is transmitted to the support member (40) via the connecting shaft (80).
前記マグネットワイヤ(1)は前記軸中空部(83)を介して供給される請求項4に記載された巻線機構。 The connecting shaft (80) has a hollow shaft portion (85) from one end portion (81) of the connecting shaft of the connecting shaft (80) to the other end portion (83) of the connecting shaft.
The winding mechanism according to claim 4, wherein the magnet wire (1) is supplied via the shaft hollow portion (83).
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