特開 2024-127641 コイルセグメントの円環整列装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127641

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】コイルセグメントの円環整列装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/085 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

H02K15/085

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036946

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕也

(72)【発明者】

【氏名】花房 謙太郎

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615PP01

5H615PP13

5H615QQ03

(57)【要約】

【課題】合流付近において、遠心力が加わる方向にコイルセグメントの脚が逃げやすくなることを抑えることが可能な、コイルセグメントの円環整列装置を提供する。
【解決手段】本発明にかかるコイルセグメントの円環整列装置は、円の中心軸中心に回転する円形部を有する構造体と、前記円形部の外周において回転方向に所定のピッチで設けられた収納溝と、コイルセグメントが有する平行な第１脚部および第２脚部のうちの前記第１脚部を前記収納溝に収納して前記円形部を有する構造体を回転方向へ回動させると、前記第２脚部を、前記第１脚部の軸を中心に回動させながら他の前記収納溝に誘導する誘導部と、前記第１脚部の端部である第１端部および前記第２脚部の端部である第２端部を支える端部ガイドとを有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円の中心軸中心に回転する円形部を有する構造体と、
前記円形部の外周において回転方向に所定のピッチで設けられた収納溝と、
コイルセグメントが有する平行な第１脚部および第２脚部のうちの前記第１脚部を前記収納溝に収納して前記円形部を有する構造体を回転方向へ回動させると、前記第２脚部を、前記第１脚部の軸を中心に回動させながら他の前記収納溝に誘導する誘導部と、
前記第１脚部の端部である第１端部および前記第２脚部の端部である第２端部を支える端部ガイドと
を有するコイルセグメントの円環整列装置。

【請求項2】

前記端部ガイドは、前記第２脚部が前記誘導部により前記収納溝に収納されるまでの区間に、前記第２端部が接触する傾斜面を有し、
前記傾斜面は、上りの傾斜面である
請求項１に記載のコイルセグメントの円環整列装置。

【請求項3】

前記端部ガイドは、前記円形部の外周に沿って円弧状に前記第１端部および前記第２端部をガイドする
請求項１に記載のコイルセグメントの円環整列装置。

【請求項4】

前記端部ガイドは、前記第２端部をガイドするガイド面において、前記第１端部をガイドするガイド面の高さを超える上りの傾斜面を有する
請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載のコイルセグメントの円環整列装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイルセグメントの円環整列装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、セグメントモータの製造工程において、複数のコイルセグメントを円環状に整列する円環整列装置が使用されている。コイルセグメントの円環整列装置は、歯車の各溝にコの字型のコイルセグメントの内脚を入れて回転運動し、回転運動する歯車の各溝に後からコイルセグメントの外脚が合流して複数のコイルセグメントが円環状に整列するというものである。

【0003】

特許文献１には、セグメントモータの円環整列装置に対し、歯車へのコイルセグメントの噛み込みを検出する噛み込み検出部を設けた構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－３１２９４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、原理的には、コイルセグメントの円環整列装置は、歯車の回転運動によりコイルセグメントに遠心力が加わり、外脚が合流する付近の歯車の歯の先端側に隙間ができる構造のために、コイルセグメントの内脚または外脚が溝の外方向に逃げやすいという問題がある。

【0006】

本発明の目的は、合流付近において、遠心力が加わる方向にコイルセグメントの脚が逃げやすくなることを抑えることが可能な、コイルセグメントの円環整列装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するため、本発明にかかるコイルセグメントの円環整列装置は、円の中心軸中心に回転する円形部を有する構造体と、前記円形部の外周において回転方向に所定のピッチで設けられた収納溝と、コイルセグメントが有する平行な第１脚部および第２脚部のうちの前記第１脚部を前記収納溝に収納して前記円形部を有する構造体を回転方向へ回動させると、前記第２脚部を、前記第１脚部の軸を中心に回動させながら他の前記収納溝に誘導する誘導部と、前記第１脚部の端部である第１端部および前記第２脚部の端部である第２端部を支える端部ガイドとを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、合流付近において、遠心力が加わる方向にコイルセグメントの脚が逃げやすくなることを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態にかかるコイルセグメントの円環整列装置の構成の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示されるコイルセグメントの円環整列装置の側面図である。

【図3】図３は、図１に示されるコイルセグメントの円環整列装置に構成されている端部ガイドの構造説明図である。

【図4】図４は、実施形態にかかるコイルセグメントの円環整列装置における円環整列動作の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下では、添付図面を参照し、本発明の実施形態であるコイルセグメントの円環整列装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。

【0011】

＜実施形態＞
図１～図４を参照して、実施形態にかかるコイルセグメントの円環整列装置の一例について説明する。コイルセグメントの円環整列装置は、一般的な銅線を巻きつけるようにして製造するコイルではなく、分割したコイルセグメントが差し込まれて、円環状に整列させてコイルを製造する。図１、図２、および図４に示すコイルセグメントは、一本の銅線を切り出して、同じコの字型に成形したので、平行な２つの脚部が屈曲または湾曲した曲がり部で繋がっている。なお、コイルセグメントの形状は、一例であり、この形状に限定するものではない。

【0012】

図１は、実施形態にかかるコイルセグメントの円環整列装置の構成の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示されるコイルセグメントの円環整列装置の側面図である。図３は、図１に示されるコイルセグメントの円環整列装置に構成されている端部ガイドの構造説明図である。図４は、実施形態にかかるコイルセグメントの円環整列装置における円環整列動作の説明図である。

【0013】

まず、図１と図２を参照して、実施形態にかかるコイルセグメントの円環整列装置の全体構成について説明する。なお、細部の説明が必要な場合には、適宜図３や図４を参照するものとする。

【0014】

また、以下において、便宜的に、コイルセグメントの２つの脚部のうちの第１脚部を内脚と呼び、第２脚部を外脚と呼ぶこととするが、これらの名称は、直感的に理解しやすくするために付けた名称である。以下では、コイルセグメントの円環整列装置において脚部が整列される際に内側の軌道を通る第１脚部を内脚と呼び、外側の軌道を通る第２脚部を外脚と呼んで区別する。

【0015】

（コイルセグメントの円環整列装置の構成）
コイルセグメントの円環整列装置１は、円形構造体１１と、円形構造体１１に設けられた所定ピッチの収納溝１２と、誘導部１３と、端部ガイド１４とを、台座１５に備える。
円形構造体１１は、円形部を有する構造体のことである。円形構造体１１は、Ｚ軸中心に回転運動を行う。本実施形態では、一例として、第１円形部１１ａおよび第２円形部１１ｂを設け、第１円形部１１ａおよび第２円形部１１ｂがＺ軸中心に共に一体で回転運動を行う構成のものを示している。第１円形部１１ａと第２円形部１１ｂは、それぞれ異なる高さに配置されている。Ｚ軸の向きが高さの向きである。

【0016】

第１円形部１１ａと第２円形部１１ｂは、それぞれ、「外周」に相当する円形の縁部に、所定のピッチで収納溝１２を設けている。一例として示す第１円形部１１ａは歯車であり、収納溝１２は、所定のピッチの歯と歯の間の収納溝１２ａである。また、第２円形部１１ｂも同様に歯車であり、第１円形部１１ａと同じピッチの溝を有する。円形構造体１１を上方つまりＺ軸方向の側から平面視すると、収納溝１２ａと収納溝１２ｂとがそれぞれ同じピッチで重なっている。

【0017】

誘導部１３は、第１誘導部１３ａ、第２誘導部１３ｂ、および第３誘導部１３ｃを有する。誘導部１３は、台座１５上に複数本の支持部材１６により支持されている。第１誘導部１３ａと第２誘導部１３ｂは、それぞれ異なる高さに設けられている。本実施形態では、一例として、第１誘導部１３ａは第１円形部１１ａの高さよりも若干低い位置に設けられ、第２誘導部１３ｂは第２円形部１１ｂの高さよりも若干低い位置に設けられている。
第１誘導部１３ａと第２誘導部１３ｂは、共に同じ形状であり、円形構造体１１の回転方向に沿って、共に同じ区間に配置されている。

【0018】

第１誘導部１３ａの内側の縁、つまり円形構造体１１に近い方の縁は、第１円形部１１ａの外周に沿った形状を有しており、第１の誘導部１３ａは、円形構造体１１に対して所定に幅を隔てて設けられている。この幅は、コイルセグメント２０の第１脚部である内脚２００ａ（図４参照）が、円形構造体１１の１つの収納溝１２から周方向の別の収納溝１２へ移らない程度の幅である。また、第１誘導部１３ａの外側の縁、つまり円形構造体１１から遠い外側の縁は、内側の縁よりも曲率半径が大きな形状を有している。このため図１に示されるように、第１誘導部１３ａと第２誘導部１３ｂは、円形構造体１１の回転方向に沿って幅が徐々に狭くなる形状を有している。

【0019】

第３誘導部１３ｃは、第１誘導部１３ａと同じ高さに設けられている。第３誘導部１３ｃは、第１誘導部１３ａの外側の縁との間に、コイルセグメント２０の誘導の際にコイルセグメント２０の外脚２００ｂが通過可能な幅を隔てて、第１誘導部１３ａの外側の縁に沿って設けられている。

【0020】

第１誘導部１３ａと第２誘導部１３ｂが配置されている区間は、コイルセグメント２０の第１脚部である内脚２００ａ（図４参照）を収納溝１２に収納する収納位置から、円形構造体１１の回転方向への回動により、コイルセグメント２０の第２脚部である外脚２００ｂ（図４参照）が誘導部１３の縁に沿って別の収納溝１２に収納される合流地点までの区間である。

【0021】

従って、コイルセグメントの円環整列装置１では、内脚２００ａを収納溝１２に収納して円形構造体１１を回転方向へ回動させると、外脚２００ｂが、内脚２００ａの軸を中心に回動しながら誘導部１３により他の収納溝１２に誘導される軌道の動きを行う。

【0022】

端部ガイド１４は、コイルセグメント２０全体を支えながら端部をガイドする構造体である。端部ガイド１４は、コイルセグメント２０の内脚２００ａの端部である第１端部２０１ａ（図４参照）と、外脚２００ｂの端部である第２端部２０１ｂ（図４参照）とを下から面で受けてコイルセグメント２０の全体を支える。以下では、便宜的に、内脚２００ａの第１端部２０１ａを内脚端部と呼び、外脚２００ｂの第２端部２０１ｂを外脚端部と呼ぶ場合がある。一例として傾斜角θ１の傾斜部を有する端部ガイド１４の構造を説明する。

【0023】

（端部ガイド１４の構造）
図３は、図１に示されるコイルセグメントの円環整列装置１に構成されている端部ガイド１４の構造説明図である。図３も適宜参照しながら端部ガイド１４の構造を説明する。

【0024】

図３の（ａ）に示される図は、端部ガイド１４を上方つまりＺ軸方向の側から平面視した図である。図３の（ａ）に示されるように、端部ガイド１４は、コイルセグメント２０の内脚端部２０１ａを支える第１のガイド面１４ａと外脚端部２０１ｂを支える第２のガイド面１４ｂとを有する。

【0025】

第１のガイド面１４ａは、円形構造体１１の周方向に沿って同じ高さで設けられている。第１のガイド面１４ａは、円形構造体１１の外周に所定のピッチで設けられている収納溝１２の配列に沿っており、各コイルセグメント２０の内脚２００ａの内脚端部２０１ａと、合流地点で各収納溝１２に収納された各コイルセグメント２０の外脚２００ｂの外脚端部２０１ｂとを、円弧状にガイドする。

【0026】

一例に示す第１のガイド面１４ａは、周方向に直交する方向に所定の幅を有する。所定の幅は、少なくとも、各収納溝１２に収納されている各コイルセグメント２０の内脚２００ａの内脚端部２０１ａと、合流地点で各収納溝１２に収納された各コイルセグメント２０の外脚２００ｂの外脚端部２０１ｂとを、円形構造体１１の周方向に亘って下から支えることができる幅である。

【0027】

他方の第２のガイド面１４ｂは、第１のガイド面１４ａの円弧（半径ｒ）に沿って設けられている。第２のガイド面１４ｂは、第１のガイド面１４ａとは異なり、円形構造体１１の回転方向において、誘導部１３の誘導区間の途中から設けられている。第２のガイド面１４ｂは、誘導部１３により誘導される外脚２００ｂを外脚端部２０１ｂで支えながらガイドする。

【0028】

図３の（ｂ）に示される図は、端部ガイド１４のＡ方向の側面図である。図３の（ｂ）に示されるように、端部ガイド１４は、第２のガイド面１４ｂが傾斜面を有する。傾斜面は、図２において傾斜角θ１で示される上りの傾斜面で、第１のガイド面１４ａの高さを超える上りの傾斜面である。本実施形態では、一例として第１のガイド面１４ａよりも低い位置から徐々に高くなり、最終的に第１のガイド面１４ａよりも高い位置に到達する。つまり、コイルセグメント２０の外脚端部２０１ｂは、途中までフリーの状態であり、誘導部１３の誘導区間の途中で傾斜面に接触して傾斜面の力を受ける。

【0029】

第１のガイド面１４ａの高さｈ１（図２参照）に対し、第２のガイド面１４ｂが到達する高さｈ２はｈ１＋Δｈであり、Δｈの分だけ僅かに高い。

【0030】

（コイルセグメントの整列の動作）
図４に示される（ａ）から（ｄ）の順にコイルセグメント２０の外脚２００ｂが合流地点へ誘導されて他の収納溝１２に収納されるようになる。

【0031】

図４の（ａ）は、コイルセグメント２０の内脚２００ａが収納溝１２（上側は収納溝１２ａであり、下側は収納溝１２ｂである）に挿入された後の状態を示している。コイルセグメント２０の外脚２００ｂは、誘導部１３（第１誘導部１３ａ、第２誘導部１３ｂ、第３誘導部１３ｃ）に挿入されている。

【0032】

この状態において、内脚端部２０１ａは、第１のガイド面１４ａ上にあり、外脚端部２０１ｂは、第２のガイド面１４ｂの上方にありフリーである。

【0033】

図４の（ｂ）は、コイルセグメント２０の外脚端部２０１ｂが第２のガイド面１４ｂと接触した直後の状態を示している。コイルセグメント２０は、外脚端部２０１ｂが第２のガイド面１４ｂに接触した後は、第１のガイド面１４ａによる内脚端部２０１ａの支持と、第２のガイド面１４ｂによる外脚端部２０１ｂの支持とにより、全体が支持される。

【0034】

図４の（ｃ）は、コイルセグメント２０の外脚端部２０１ｂが、第２のガイド面１４ｂの上りの傾斜面により高さｈ２まで上りきったときの合流地点の状態を示している。合流地点なので、誘導部１３（第１誘導部１３ａ、１３ｂ）の幅が狭くなっており、この直後には誘導部１３（第１誘導部１３ａ、１３ｂ）はなくなる。

【0035】

この状態において、第２のガイド面１４ｂの高さｈ２が第１のガイド面１４ａの高さｈ１よりも僅かに高いので、コイルセグメント２０が外脚端部２０１ｂを介して第２のガイド面１４ｂにより押し上げられて傾いている。コイルセグメント２０は、回転軸から半径方向に受ける遠心力に対し、遠心力に対抗する逆向きの力がかかり、収納溝１２（上側の収納溝１２ａ、下側の収納溝１２ｂ）側に傾いて、内脚２００ａを押し当てる。

【0036】

この状態で、コイルセグメント２０の外脚２００ｂも遠心力に対抗する逆向きの力がかかり、内脚２００ａとは別の収納溝１２（上側の収納溝１２ａ、下側の収納溝１２ｂ）に収納される。

【0037】

図４の（ｄ）は、コイルセグメント２０の外脚２００ｂが、他の収納溝１２（上側は収納溝１２ａ－ｎであり、下側は収納溝１２ｂ－ｎである）に収納された後の状態を示している。この状態は、外脚２００ｂが第２のガイド面１４ｂから第１のガイド面１４ｂに乗り移った直後の状態である。図４の（ｄ）から分かるように、端部ガイド１４は、第１のガイド面１４ｂに乗り移った外脚端部２０１ｂが、第１のガイド面１４ｂと第２のガイド面１４ｂとの段差により第２のガイド面１４ｂ側に戻らないように構成されている。

【0038】

以上のような動作により、コイルセグメントの円環整列装置１は合流地点においてスムーズな円環整列を行う。

【0039】

なお、本実施形態では、円形部を有する構造体として、第１円形部１１ａおよび第２円形部１１ｂを設けたものを一例として示したが、これに限らない。例えば、円形部を有する構造体は、第１円形部１１ａおよび第２円形部１１ｂに対応する部分を有する円柱構造の構造体であってもよい。

【0040】

また、円形部を有する構造体１１の回転は、手動でもよし自動制御でもよい。

【0041】

また、第２のガイド面１４ｂの傾斜面は、平面ではなく曲面であってもよい。例えば、曲面により、円形部を有する構造体１１側への下り傾斜をもたせてもよい。

【0042】

（実施形態の効果）
コイルセグメントの円環整列装置は、歯車の回転運動によりコイルセグメントに遠心力が加わる構成であり、外脚が合流する付近の歯車の歯の先端側に隙間ができる構造をもつ。このため、コイルセグメントの内脚または外脚が収納溝の外方向に逃げやすいが、本実施形態にかかるコイルセグメントの円環整列装置は、第１脚部の端部および前記第２脚部の端部を支える端部ガイドを備える構成としたため、遠心力が加わる方向にコイルセグメントの脚が逃げやすくなることを抑えることができる。よって、合流地点において、コイルセグメントの脚が隣の収納溝に移動したり、歯の先端との隙間に噛み込んだりするということを抑えることができる。

【0043】

また、外脚がコイル誘導部により収納溝に収納されるまでの区間に、外脚端部と接触する傾斜面を設けることにより、端部ガイドを配置するスペースを減らすことができる。

【0044】

また、第２のガイド面を、内脚をガイドする第２のガイド面の高さを超える上りの傾斜面とすることで、遠心力が加わる方向にコイルセグメントの脚が逃げやすくなることをより抑えることができる。また、高さの段差がストッパーになり、脚が収納溝から脱落することを防止することができる。

【0045】

また、本実施形態では、エナメル被膜がされていない剥離部である、コイルセグメントの脚の端部で、コイルセグメントの支持を行う。このため、コイルセグメントのエナメル被膜部などを傷付けることを防止することができる。

【0046】

また、本実施形態では、コイルセグメントの脚の端部で支持を行うため、コイルセグメントの長さや形状が変わるものを使用した場合でも、特殊な場合を除き、パーツを変えることなく利用が可能である。

【符号の説明】

【0047】

１ コイルセグメントの円環整列装置
１１ 円形構造体
１１ａ 第１円形部
１１ｂ 第２円形部
１２ 収納溝
１３ 誘導部
１３ａ 第１誘導部
１３ｂ 第２誘導部
１３ｃ 第３誘導部
１４ 端部ガイド
１４ａ 第１のガイド面
１４ｂ 第２のガイド面
１５ 台座
１６ 支持部材
２０ コイルセグメント
２００ａ 第１脚部
２００ｂ 第２脚部
２０１ａ 第１端部
２０１ｂ 第２端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】