绕线供给方法以及绕线供给装置与流程

1.本公开涉及一种绕线供给方法以及绕线供给装置。


背景技术：

2.一般而言，对于包含设置有磁铁(magnet)的转子(rotor)及卷绕有绕线的定子(stator)的无刷马达(brushless motor)等，卷绕于所述定子的齿(teeth)的绕线的密度(占空因数(space factor))越高，越能够提高性能。此处，为了提高占空因数，有时使用包含剖面大致长方形的所谓扁线的绕线。扁线就其形状特征而言与圆线相比能够减小在定子内的绕线间的间隙，因此能够进一步提升占空因数。
3.例如，在专利文献1中公开了一种扁线的绕线结构。在所述扁线的绕线结构中，通过设置于绕线机的上游侧的扁线成形装置来变更扁线的剖面形状中的宽度尺寸(同一层中沿着扁线邻接的方向测量的尺寸)相对于厚度尺寸(沿着层叠方向测量的尺寸)的比即扁率，且所述扁率随着从线圈(coil)的内层到外层而逐渐变大。扁线成形装置包括卷绕有剖面圆形的圆裸线的绕线卷盘、以及用于形成扁线的第一辊、第二辊、及第三辊。第一辊是用于将圆裸线从上下方向(扁线的厚度方向)压扁的辊，且旋转自如地设置有上下一对辊。第二辊是用于将圆裸线从横向(扁线的宽度方向)压扁的辊，且旋转自如地设置有左右一对辊。第三辊是用于将圆裸线再次从上下方向(扁线的厚度方向)压扁的辊，且旋转自如地设置有上下一对辊。第三辊的上下一对辊分别可滑动(slide)地设置于上下方向，可基于控制部的信号而适宜设定辊间的距离。从绕线卷盘抽出的圆裸线首先通过第一辊而沿上下方向被压扁。接下来，通过第二辊而横向被压扁，形成扁率最小的剖面大致正方形的假扁线。然后，通过第三辊将假扁线压扁成规定的厚度，从假扁线形成为规定的扁率的扁线。
4.[现有技术文献]
[0005]
[专利文献]
[0006]
[专利文献1]日本专利特开2013-99084号公报


技术实现要素：

[0007]
[发明所要解决的问题]
[0008]
专利文献1中所记载的扁线成形装置中，使圆裸线变形为剖面大致正方形的假扁线后，变形为所需的扁率的假扁线，因此三个部位需要辊，扁线的供给装置有可能大型化。为了抑制扁线的供给装置大型化，而将辊设为两个部位，如此在通过下游侧的辊来压扁已利用上游侧的辊压扁的绕线时，根据上游侧的辊的绕线的压扁量，在下游侧的辊间绕线被压捻(压倒)，有可能难以成形扁线。而且，如果设置用于防止在下游侧的辊间的绕线的压捻的结构，则结构有可能变得复杂。
[0009]
因此，本公开的目的在于提供一种能够以简单的结构由圆裸线成形扁线并向卷装对象供给的绕线供给方法以及绕线供给装置。
[0010]
[解决问题的技术手段]
[0011]
为了解决所述问题，本发明的第一实施例是一种绕线供给方法，使来自线材供给源的圆裸线变形为扁线后，将所述扁线从绕线供给构件向卷装对象供给，所述绕线供给方法包括：第一工序，在比所述线材供给源更靠下游侧且比所述绕线供给构件更靠上游侧，将所述圆裸线从宽度方向进行压缩；第二工序，在比所述线材供给源更靠下游侧且比所述绕线供给构件更靠上游侧，在所述第一工序后，将所述圆裸线从与所述宽度方向交叉的厚度方向进行压缩，以所述厚度方向的长度成为所述宽度方向的长度以下的长度的方式成形所述扁线；以及第三工序，以所述扁线的所述宽度方向沿着所述卷装对象的轴向，且所述扁线的所述厚度方向沿着所述卷装对象的径向的方式，从所述绕线供给构件向所述卷装对象供给所述第二工序中成形的所述扁线。
[0012]
本发明的第二实施例是根据所述第一实施例的绕线供给方法，其中所述第二工序中成形的所述扁线的所述宽度方向的长度为相对于所述圆裸线的直径为25/31以上且35/31以下的长度。
[0013]
本发明的第三实施例是一种绕线供给装置，包括：扁线成形机，包括：一对第一辊，将来自线材供给源的圆裸线从宽度方向的两侧进行压缩；以及一对第二辊，配置于所述一对第一辊的下游侧且将来自所述一对第一辊的所述圆裸线从与所述宽度方向交叉的厚度方向进行压缩；且以所述厚度方向的长度成为所述宽度方向的长度以下的长度的方式成形扁线；以及绕线供给构件，配置于所述扁线成形机的下游侧，以所述扁线的所述宽度方向沿着卷装对象的轴向，且所述扁线的所述厚度方向沿着所述卷装对象的径向的方式，向所述卷装对象侧供给利用所述扁线成形机成形的所述扁线。
[0014]
本发明的第四实施例是根据所述第三实施例的绕线供给装置，其中所述扁线成形机以所述扁线的所述宽度方向的长度成为相对于所述圆裸线的直径为25/31以上且35/31以下的长度的方式成形所述扁线。
[0015]
[发明的效果]
[0016]
通过本公开，能够以简单的结构由圆裸线成形扁线并向卷装对象供给。
附图说明
[0017]
图1是具有分割芯的马达的立体图。
[0018]
图2是分割芯及线圈的侧面图。
[0019]
图3是图2的iii-iii箭视剖面图。
[0020]
图4是包含本发明的一实施方式的绕线供给装置的绕线装置的概略图。
[0021]
图5是扁线成形机的立体图。
[0022]
图6是表示扁线的成形工序的说明图。
[0023]
图7是表示扁线的成形范围的图表。
[0024]
[符号的说明]
[0025]
7：分割芯
[0026]
9：齿部(卷装对象)
[0027]
11：扁线
[0028]
13：圆裸线
[0029]
30：绕线供给装置
[0030]
31：绕线卷盘(线材供给源)
[0031]
32：扁线成形机
[0032]
33：喷嘴(绕线供给构件)
[0033]
34、34：一对第一辊
[0034]
35、35：一对第二辊
具体实施方式
[0035]
以下，基于附图来说明本发明的一实施方式。另外，各图中，w表示扁线的宽度方向，t表示扁线的厚度方向，a表示线圈的轴向，r表示线圈的径向。
[0036]
图1是具有分割芯7的马达1的立体图。图2是分割芯7及线圈6的侧面图。图3是图2的iii-iii箭视剖面图。
[0037]
如图1所示，本公开的绕线供给方法以及绕线供给装置例如应用于制造无刷马达1(旋转电机)的定子2时的绕线供给方法以及绕线供给装置。无刷马达1(以下称为“马达1”)具有：定子2，压入至壳(housing)(省略图示)；以及转子3，配置于定子2的马达径向的内侧且相对于定子2可旋转地设置。
[0038]
定子2包括：定子芯4、安装于定子芯4的绝缘性的绝缘体(insulator)5、以及线圈6。本实施方式的定子芯4是沿马达周向分割的分割芯方式的定子芯4，是将多个分割芯7沿马达周向连结成环状而形成。
[0039]
如图2及图3所示，定子芯4的分割芯7包括：剖面大致圆弧状的轭部8，在马达径向的外侧沿马达周向延伸；齿部(卷装对象)9，从轭部8向马达径向的内侧延伸；以及凸缘部10，从齿部9的马达径向的内端部向马达周向的两侧延伸。在本实施方式中，分割芯7是将例如金属板在马达轴向上层叠多个而形成，且沿着马达轴向呈直线状延伸。在将多个分割芯7沿马达周向连结成环状而形成定子芯4的状态下，轭部8构成成为环状的磁路的大致圆筒状的背轭(back yoke)。本实施方式的线圈6是通过将作为绕线的扁线11卷装于齿部9而形成。另外，分割芯7也可具有相对于分割芯7的长度方向(马达轴向)倾斜的偏斜角(skew angle)。而且，在本实施方式中，例示了定子芯4的分割芯7的齿部9作为卷装对象，但卷装对象为任意，也可应用于电枢铁芯(armature core)等。而且，本发明也可应用于对非磁性体卷装线圈的情况，且线圈的功能、用途也为任意。
[0040]
在轭部8的马达周向的两端部，形成用于将邻接的分割芯7彼此连结的连结部8a、连结部8b。其中一连结部8a以向马达周向的外侧突出的状态沿马达轴向延伸。另一连结部8b以向马达周向的内侧凹陷状态形成为沿马达轴向延伸的槽状，且可与所述其中一连结部8a卡合。通过使轭部8的马达周向的两端部的连结部8a、连结部8b、与邻接于马达周向的两侧的其他分割芯7的轭部8的连结部8b、连结部8a卡合，能够将多个分割芯7连结而形成定子芯4。齿部9以轭部8的内周面中从马达周向的中间部分(本实施方式中为大致中央)向马达径向的内侧(马达1的旋转中心侧)突出的状态沿马达轴向延伸。凸缘部10以从齿部9的马达径向的内端部向马达周向的两侧突出的状态沿马达轴向延伸。
[0041]
在齿部9的马达周向的两侧，用于卷装形成线圈6的绕线(扁线11)的一对槽12由轭部8、齿部9、以及凸缘部10划分。即，比连结轭部8的马达周向的端部与凸缘部10的马达周向的端部的假想线(图3中的二点链线l)更靠内侧成为槽12。另外，所谓齿部9的轴向a(卷装对
象的轴向a)，是指成为卷装于齿部9的线圈6的轴向的方向。而且，所谓齿部9的径向r(卷装对象的径向r)，是指成为卷装于齿部9的线圈6的径向的方向。
[0042]
绝缘体5以覆盖齿部9的周围的方式安装于分割芯7。绝缘体5被覆分割芯7中与槽12面对的部分，并且被覆齿部9的马达轴向的两侧的端部。
[0043]
图4是包含本发明的一实施方式的绕线供给装置30的绕线装置20的概略图。
[0044]
如图4所示，绕线装置20是将扁线11卷装于分割芯7的齿部9(参照图3)而形成线圈6的装置，且包括：绕线供给装置30，将绕线向作为卷装对象的分割芯7的齿部9侧供给；以及绕线机40，将从绕线供给装置30侧供给的扁线11卷装于分割芯7的齿部9。
[0045]
绕线供给装置30是以扁线11为绕线向作为卷装对象的分割芯7的齿部9侧供给。绕线供给装置30包括：扁线成形机32，使从绕线卷盘(线材供给源)31侧送出(沿图4的中空箭头方向送出)的圆裸线13变形而成形扁线11；以及喷嘴(绕线供给构件)33，将利用扁线成形机32成形的扁线11向绕线机40侧的分割芯7的齿部9侧供给。
[0046]
在绕线卷盘31预先卷绕有圆裸线13。在本实施方式中，将直径d为1.86mm的圆裸线13卷绕于绕线卷盘31。另外，本公开中的绕线(圆裸线13及扁线11)的尺寸是指包括绝缘性的皮膜在内的尺寸。
[0047]
图5是扁线成形机32的立体图。图6是表示扁线11的成形工序的说明图。图7是表示扁线11的成形范围的图表。另外，图6表示从流通方向观察成为绕线的圆裸线13及扁线11的状态。而且，图7表示由直径d为1.86mm的圆裸线13成形的扁线11的成形范围。
[0048]
如图4及图5所示，扁线成形机32具有上游侧的一对第一辊34、34、以及下游侧的一对第二辊35、35。第一辊34、34对从绕线卷盘31沿中空箭头方向送出的圆裸线13从宽度方向w(图5中为上下方向)施加压缩力。第二辊35、35配置于第一辊34、34的下游侧，对经由第一辊34、34的绕线从厚度方向t(图5中为横向)施加压缩力。另外，宽度方向w是指在将扁线11卷装于分割芯7的齿部9时(参照图3)，沿着齿部9的轴向a的方向(同一层的扁线11邻接的方向)。而且，厚度方向t是与宽度方向w交叉的方向，是指在将扁线11卷装于分割芯7的齿部9时，沿着齿部9的径向r的方向(扁线11的层叠方向)。
[0049]
如图6所示，扁线成形机32以厚度方向t的长度x成为宽度方向w的长度y以下的长度的方式成形扁线11。在本实施方式中，扁线成形机32成形厚度方向t的长度x(1.32mm)比宽度方向w的长度y(1.82mm)短的剖面大致矩形状的扁线11。来自绕线卷盘31的圆裸线13首先通过第一辊34、34从宽度方向w的两侧被压缩，接下来，通过第二辊35、35从厚度方向t的两侧被压缩。第一辊34、34间的间隔s1是设定为能够将扁线11的宽度方向w两侧的面成形为平面状，且为了使宽度方向w的长度y成为规定的目标值(1.82mm)而最低限度必需的间隔(比所述规定的目标值短的间隔)。第二辊35、35间的间隔s2是设定为与扁线11的厚度方向t的长度x的规定的目标值(1.32mm)大致相同的间隔。第一辊34、34间的间隔s1、及第二辊35、35间的间隔s2通过驱动机构(省略图示)可变更地控制。通过所述第一辊34、34间的间隔s1、及第二辊35、35间的间隔s2来规定扁线11的剖面形状。在第一辊34、34间的间隔s1、及第二辊35、35间的间隔s2为圆裸线13的直径d以上的情况下，圆裸线13不会受到扁线成形机32所造成的变形，而维持剖面形状(剖面圆形状)。
[0050]
如图7所示，扁线成形机32以扁线11的厚度方向t的长度x(厚度尺寸x)及宽度方向w的长度y(宽度尺寸y)成为规定的范围(图7所示的(a)的范围)内的方式成形扁线11。所述
规定的范围(a)的宽度方向w的长度y的范围优选为相对于圆裸线13的直径d(在本实施方式中为1.86mm)为25/31(在本实施方式中为1.50mm)以上且35/31(在本实施方式中为2.10mm)以下的长度。即，扁线成形机32所成形的扁线11的宽度方向w的长度y优选为相对于圆裸线13的直径d为25/31以上且35/31以下的长度。
[0051]
扁线11的厚度方向t的长度x比宽度方向w的长度y长的范围(图7所示的(b)的范围)的扁线11中，扁线11的厚度方向t的长度x与宽度方向w的长度y的比反转。因此，在将扁线11卷装于分割芯7的齿部9时，扁线11难以稳定，容易被压倒，因此无法进行稳定的缠绕作业。而且，如果使扁线11的宽度方向w的长度y比相对于圆裸线13的直径为25/31的长度短(图7所示的(c)的范围)，则圆裸线13通过利用第一辊34、34的压缩沿厚度方向t大幅延伸。因此，通过利用第一辊34、34的压缩沿厚度方向t大幅延伸的椭圆状的圆裸线13被第二辊35、35压缩时，在第二辊35、35间被压捻(压倒)，难以成形扁线11。而且，如果使扁线11的宽度方向w的长度y过长(图7所示的(d)的范围)，则扁线11的宽度方向w的两侧的面成为曲面，剖面形状成为椭圆型或圆型，因此无法成形剖面大致矩形状的扁线11。而且，扁线11的厚度方向t的长度x会因例如设备上的极限等而存在无法进一步变短(薄)的范围(图7所示的(e)的范围)。因此，难以使扁线11的宽度方向w的长度y比相对于圆裸线13的直径为35/31的长度长。
[0052]
如图4所示，喷嘴33配置于扁线成形机32的下游侧，向由绕线机40的下述的芯支撑部41支撑的分割芯7的齿部9侧供给扁线11。喷嘴33将利用扁线成形机32成形的扁线11，以扁线11的宽度方向w沿着齿部9的轴向a(卷装对象的轴向a)，且扁线11的厚度方向t沿着齿部9的径向r(卷装对象的径向r)的方式(参照图3)，向绕线机40的分割芯7的齿部9侧供给。
[0053]
绕线机40配置于绕线供给装置30的喷嘴33的下游侧。绕线机40具有：芯支撑部41，能够支撑分割芯7；以及旋转机构42，以沿着分割芯7的齿部9的轴向a的旋转轴为中心而使芯支撑部41旋转。通过绕线机40的旋转机构42使分割芯7旋转，由此从喷嘴33抽出扁线11，将扁线11卷装于分割芯7的齿部9。另外，绕线机40也可包括向分割芯7的齿部9的规定的位置导引扁线11的导向构件(省略图示)。
[0054]
接下来，对本发明的一实施方式的绕线供给方法进行说明。
[0055]
本实施方式的绕线供给方法是使来自绕线卷盘31的圆裸线13变形为扁线11后，将扁线11从喷嘴33向作为卷装对象的分割芯7的齿部9侧供给的供给方法，且包括第一工序、第二工序、及第三工序。
[0056]
在第一工序中，在比绕线卷盘31更靠下游侧且比喷嘴33更靠上游侧，将圆裸线13从宽度方向w进行压缩。具体而言，通过配置于比绕线卷盘31更靠下游侧且比喷嘴33更靠上游侧的扁线成形机32的第一辊34、34，将来自绕线卷盘31的圆裸线13从宽度方向w进行压缩。
[0057]
在第二工序中，在比绕线卷盘31更靠下游侧且比喷嘴33更靠上游侧，在第一工序后，将圆裸线13从与宽度方向w交叉的厚度方向t进行压缩，以厚度方向t的长度x成为宽度方向w的长度y以下的长度的方式成形扁线11。具体而言，通过扁线成形机32的第二辊35、35，将经由第一辊34、34的圆裸线13从宽度方向w进行压缩，以厚度方向t的长度x成为宽度方向w的长度y以下的长度的方式成形扁线11。所述第二工序中所成形的扁线11的宽度方向w的长度y优选为相对于圆裸线13的直径d(在本实施方式中为1.86mm)为25/31(在本实施方
式中为1.50mm)以上且35/31(在本实施方式中为2.10mm)以下的长度。
[0058]
在第三工序中，以扁线11的宽度方向w沿着齿部9的轴向a(卷装对象的轴向a)，且扁线11的厚度方向t沿着齿部9的径向r(卷装对象的径向r)的方式，从喷嘴33向作为卷装对象的分割芯7的齿部9侧供给第二工序中所成形的扁线11。
[0059]
另外，绕线供给方法只要包括所述的第一工序、第二工序、及第三工序即可，也可除了包括第一工序、第二工序、及第三工序以外还包括其他工序。
[0060]
如上所述构成的绕线供给方法以及绕线供给装置30中，对于来自绕线卷盘31的圆裸线13，通过第一辊34、34从宽度方向w的两侧压缩后，通过第二辊35、35从厚度方向t的两侧进行压缩，以厚度方向t的长度x成为宽度方向w的长度y以下的长度的方式成形扁线11。如此，将圆裸线13制成扁线11时从长度变长的一侧(宽度方向w侧)先进行压缩，因此与从长度变短的一侧(厚度方向t侧)先进行压缩的情况不同，能够抑制压缩后的剖面大致椭圆形的圆裸线13的长度方向的长度。由此，接下来利用第二辊35、35进行压缩时，能够防止第二辊35、35间的剖面大致椭圆形的圆裸线13的压捻(压倒)。因此，无需设置三个部位以上的辊，而能够利用两个部位的辊(第一辊34、34及第二辊35、35)，由圆裸线13成形扁线11，因此能够制成小型(compact)的结构。
[0061]
而且，扁线成形机32优选为以扁线11的宽度方向w的长度y成为相对于圆裸线13的直径为25/31以上且35/31以下的长度的方式成形扁线11。如此，通过使扁线11的宽度方向w的长度y成为相对于圆裸线13的直径为25/31以上的长度，能够抑制将圆裸线13从宽度方向w压缩后的剖面大致椭圆形的圆裸线13的长度方向的长度，接下来利用第二辊35、35进行压缩时，能够防止第二辊35、35间的剖面大致椭圆形的圆裸线13的压捻(压倒)。而且，通过使扁线11的宽度方向w的长度y成为相对于圆裸线13的直径为35/31以下的长度，能够防止扁线11的厚度方向t的长度x变得过小，因此在能够成形厚度方向t的长度x的范围内，能够容易地成形扁线11。
[0062]
而且，以扁线11的宽度方向w沿着齿部9的轴向a(卷装对象的轴向a)，且扁线11的厚度方向t沿着齿部9的径向r(卷装对象的径向r)的方式，从喷嘴33向分割芯7的齿部9侧供给利用扁线成形机32成形的扁线11。由此，能够以使在扁线11的剖面中沿长度方向延伸的面抵接于齿部9的径向的内侧的绝缘体5或径向的内侧的层的扁线11的状态，将扁线11卷绕于齿部9。因此，与使在扁线11的剖面中沿短边方向延伸的面向径向的内侧抵接的情况不同，在将扁线11卷绕于齿部9时，能够抑制扁线11的压倒，从而能够将扁线11稳定地卷绕于齿部9。
[0063]
如此，通过本实施方式，能够以简单的结构，由圆裸线13成形扁线11，将扁线11向作为卷装对象的分割芯7的齿部9侧供给，所述简单的结构是设置两个部位的辊(第一辊34、34及第二辊35、35)，在制成扁线11时从长度变长的一侧(宽度方向w侧)先压缩。
[0064]
以上，基于所述实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式的内容，当然可在不脱离本发明的范围内适宜变更。即，基于所述实施方式由本领域技术人员等所完成的其他实施方式、实施例及运用技术等当然全部包含于本发明的范畴。

技术特征：
1.一种绕线供给方法，其特征在于，使来自线材供给源的圆裸线变形为扁线后，将所述扁线从绕线供给构件向卷装对象供给，所述绕线供给方法包括：第一工序，在比所述线材供给源更靠下游侧且比所述绕线供给构件更靠上游侧，将所述圆裸线从宽度方向进行压缩；第二工序，在比所述线材供给源更靠下游侧且比所述绕线供给构件更靠上游侧，在所述第一工序后，将所述圆裸线从与所述宽度方向交叉的厚度方向进行压缩，以所述厚度方向的长度成为所述宽度方向的长度以下的长度的方式成形所述扁线；以及第三工序，以所述扁线的所述宽度方向沿着所述卷装对象的轴向，且所述扁线的所述厚度方向沿着所述卷装对象的径向的方式，从所述绕线供给构件向所述卷装对象供给所述第二工序中成形的所述扁线。2.根据权利要求1所述的绕线供给方法，其特征在于，所述第二工序中成形的所述扁线的所述宽度方向的长度为相对于所述圆裸线的直径为25/31以上且35/31以下的长度。3.一种绕线供给装置，其特征在于包括：扁线成形机，具有：一对第一辊，将来自线材供给源的圆裸线从宽度方向的两侧进行压缩；以及一对第二辊，配置于所述一对第一辊的下游侧且将来自所述一对第一辊的所述圆裸线从与所述宽度方向交叉的厚度方向进行压缩；且以所述厚度方向的长度成为所述宽度方向的长度以下的长度的方式成形扁线；以及绕线供给构件，配置于所述扁线成形机的下游侧，以所述扁线的所述宽度方向沿着卷装对象的轴向，且所述扁线的所述厚度方向沿着所述卷装对象的径向的方式，向所述卷装对象侧供给利用所述扁线成形机成形的所述扁线。4.根据权利要求3所述的绕线供给装置，其特征在于，所述扁线成形机以所述扁线的所述宽度方向的长度成为相对于所述圆裸线的直径为25/31以上且35/31以下的长度的方式成形所述扁线。

技术总结
本发明以简单的结构由圆裸线成形扁线并向卷装对象供给。本公开是一种绕线供给方法及绕线供给装置，使来自绕线卷盘(31)的圆裸线(13)变形为扁线(11)后，将扁线(11)从喷嘴(33)向分割芯(7)的齿部供给，所述绕线供给方法包括：第一工序，在比绕线卷盘(31)更靠下游侧且比喷嘴(33)更靠上游侧，将圆裸线(13)从宽度方向进行压缩；第二工序，在第一工序后，将圆裸线(13)从与宽度方向交叉的厚度方向进行压缩形扁线(11)；以及第三工序，以扁线的宽度方向沿着分割芯(7)的齿部的轴向，且扁线(11)的厚度方向沿着分割芯的齿部的径向的方式，从喷嘴(33)向分割芯(7)的齿部(9)供给第二工序中成形的扁线(11)。形的扁线(11)。形的扁线(11)。


技术研发人员：大河原友树 石田贵一 福岛佑介 杉山正幸
受保护的技术使用者：株式会社美姿把
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/9/13