JP2004215445A - Method and apparatus for manufacturing stator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To continuously wind in-phase connection wires, without cutting them and to enhance the space factor of coils formed of a strand with respect to a method for manufacturing an rotary electric machine comprising an annular yoke, teeth coupled radially with the yoke, and a stator where the coils are wound on the teeth via bobbins. <P>SOLUTION: The bobbins 18 in one phase are disposed at equal angles with a gap sufficient to insert the yoke 12 provided in the center so that their respective holes are arranged in a radial pattern. The strand 19 is wound on a bobbin 18 to form a coil 20, and the strand 19 is passed to the next bobbin 18; the strand 19 is wound to form another coil 20; and this operation is repeated, to form the coils 20 in all the in-phase bobbins 18. The in-phase bobbins 18 are inserted into the yoke 12 in the center part, and then tooth bodies 16 are inserted into the holes in the bobbins 18 from the outside and are coupled with the yoke 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウタロータ型のステータの製造方法および製造装置に関し、特に、ヨークとティースとが個別に形成される接合されるステータの製造方法および製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図16に示すように、一般的なアウタロータ型のステータ500は、ヨーク502とティース504とを一体に打ち抜いた鋼板に形成されている。このようなヨーク502とティース504とが一体となったステータ500では、相互のティース504の間に、素線を供給するノズルを挿入する空間が必要であり隙間部506が大きく、素線の占積率が低くなりトルクが低下する。また、コギングトルクを減少させるためには、スロットの開口部508をより狭く設定することが有効であるが、開口部508はノズルまたは素線が通過する広い幅が必要である。
【0003】
さらに、素線の巻終わりが外側になる場合で同相毎のティース504の間で素線を渡す際には、他相のティース504に対する素線の巻回の障害とならないように内径側に設けたピンを中継する必要がある。
【0004】
このような問題を考慮して、ヨークとティースとを別体型としたステータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−341888号公報(図3)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記の特許文献1で開示されている技術では、ボビンに夫々コイルを形成してティースに装着した後に、各ボビン間の渡り線の処理を行っている。従って、素線の占積率を向上させることができる一方、渡り部の結線工程が増えることとなる。
【0007】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ヨークとティースとが分割型のステータの製造方法および製造装置において、同相のボビン間における渡り線を切断することなく連続して巻回することを可能とし、しかも素線により形成されるコイルの占積率を向上させることを可能にするステータの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るステータの製造方法は、環状のヨークと、該ヨークに対して放射状に結合する複数のティースと、前記ティースの周囲に設けられるボビンと、該ボビンに素線が巻回されて形成されるコイルとを備えるステータの製造方法において、中央部に前記ヨークが挿入され得る間隔で、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように配設する第1ステップと、ボビンの1つに素線を巻回して前記コイルを形成した後、前記ボビンの一側面で前記素線を経由し、次のボビンに素線を巻回して前記コイルを形成する処理を繰り返し、同相のボビンの全てに前記コイルを形成する第2ステップと、少なくとも一相のボビンに囲まれた中央部で、前記素線が経由される面の反対側から前記ヨークを挿入する第3ステップと、前記ボビンの孔の外側から前記ティースを挿入して、前記ティースの一部を前記ヨークに結合させる第4ステップと、を有することを特徴とする。
【0009】
このように、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように配設して、各ボビンに対してコイルを形成し、この後、中央部にヨークを挿入してボビンの外側からティースを挿入することによって、同相の渡り線を切断することなく連続して巻回することができる。また、素線の占積率を向上させることができる。
【0010】
この場合、前記第1ステップでは、前記ヨークより大径のブロックに対して、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように取り付け、前記第2ステップでは、前記素線が供給されるボビンの軸を中心として、前記ブロックを回転させることにより前記素線をボビンに巻回させて前記コイルを形成した後、前記ブロックの一側面に沿って次のボビンに素線を経由し、前記第3ステップでは、ボビンに囲まれた中央部で、前記素線が経由される面の反対側から前記ブロックを取り外した後、前記ヨークを挿入するようにしてもよい。
【0011】
このように、ヨークより大径のブロックを用いることにより、同相のボビンの位置を適切かつ容易に設定することができ、しかもボビンに対する素線の巻回処理が容易である。また、各ボビン間における素線の渡りを容易に設定することができる。
【0012】
前記ティースは、ティース本体と、前記ヨークに設けられ前記ボビンが結合す突出部とからなり、前記第4ステップでは、前記突出部に前記ボビンを結合した後、前記ボビンの孔の外側から前記ティース本体を挿入して、前記突出部に結合させるようにしてもよい。
【0013】
このように、ボビンを突出部に係合させることによって、ボビンとヨークとを堅固に係合させることができる。
【0014】
また、本発明に係るステータの製造装置は、環状のヨークと、該ヨークに放射状に結合する複数のティースと、前記ティースの周囲に設けられるボビンと、該ボビンに素線が巻回されて形成されるコイルとを備えるステータの製造装置において、前記ヨークより大径のブロックに対して、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように取り付けた状態で、前記ブロックを回転可能に保持する保持アームと、前記素線を供給する素線供給部と、前記素線が供給されるボビンの軸を中心として、前記保持アームおよび前記ブロックを回転させるモータと、各ボビンの軸を前記モータの回転軸と一致するように係止するインデックス部と、前記コイルが形成された少なくとも一相のボビンから前記ブロックを取り外した状態で、中央部に前記ヨークが挿入され得る間隔で、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように保持する組立機構部と、前記中央部に前記ヨークを挿入した後、前記ボビンの孔を介して前記ヨークにティースを結合させるティース結合部と、を有することを特徴とする。
【0015】
このように、ブロックを用いて、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように配設して、各ボビンに対してコイルを形成し、組立機構部において、中央部にヨークを挿入してボビンの外側からティースを挿入することによって、同相の渡り線を切断することなく連続して巻回することができる。また、素線の占積率を向上させることができる。
【0016】
この場合、一部が前記ボビンの孔に挿入されて先端部が前記ブロックに係合され、前記ボビンを前記ブロックに取り付けるとともに、一部が前記インデックス部に係止可能なボビンガイドと、前記組立機構部に設けられ、前記ボビンガイドを引き抜き可能な引抜治具とにより、ボビンに対する素線の巻回処理およびボビンのインデックスが確実に行われる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るステータの製造方法および製造装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図1〜図15を参照しながら説明する。
【0018】
本実施の形態に係る製造方法は図1に示すステータ10を製造する方法であり、製造工程の一部に図2に示す製造装置50を用いて製造する。
【0019】
図1に示すように、ステータ10は、積層鋼板からなる円環状のヨーク12と、該ヨーク12に対して放射状に設けられた12個の突極部14とを有する。突極部14は、ヨーク12に結合されるティース本体16と、該ティース本体16に対してボビン18を介して巻回されるコイル20とからなる。
【0020】
ヨーク12には、2つで1組であってティースの一部となる突出対部22が12組設けられ、それぞれ外方向に突出している。それぞれの突出対部22を構成する2つの突出部は略平行に突出しており、その間にティース本体16の先端部16aが結合可能である。
【0021】
ボビン18は、絶縁材の機能を有し、薄い硬質樹脂により成形されている。ボビン18の中央には四角の孔18aが設けられ、該孔18aには突出対部22が挿入される。ティース本体16は、孔18aの反対側から挿入され、1組の突出対部22の間に結合する。
【0022】
突極部14はU相、V相、W相の3相に分かれており、各相それぞれ4つの突極部14からなる。また、素線19は4本ずつまとめて巻回されてコイル20を形成している。ボビン18間における素線19は連続しており、途中に圧着やハンダ付けなどの処理はなされていない。
【0023】
製造装置50はステータ10を製造する装置であって、図2に示すように、同相の4つのボビン18に素線19を巻回するためのコイル巻回機構部50aと、素線19が巻回されコイル20が形成されたボビン18およびティース本体16をヨーク12に装着する組立機構部50bとを有する。
【0024】
図3および図4に示すように、コイル巻回機構部50aは、一相分の4つのボビン18が90°の間隔で取り付けられる円環状のブロック52と、該ブロック52の中心孔に挿入されて固定されるシャフト54と、ボビン18をそれぞれブロック52に固定するボビンガイド56とを有する。また、コイル巻回機構部50aは、対向する2つのボビンガイド56の端部をボールプランジャ(インデックス部)58によって支持する第1支持部60および第2支持部62と、第1支持部60に連結され、シャフト54の一端を回転自在に保持する保持アーム64と、2つのボールプランジャ58のボール58aを中心とする軸Cで第1支持部60および保持アーム64を回転させるモータ68と、第2支持部62に支持されるボビン18に素線19を供給する素線供給部70とを有する。軸Cは、モータ68の回転軸と一致し、かつ、シャフト54の軸と直交している。素線供給部70は同時に4本の素線19を供給することが可能であり、さらに素線19を供給する際、モータ68の回転と同期して軸Cと平行にガイド部71に沿って移動可能である。
【0025】
ブロック52はヨーク12よりやや大きい外径を有し、外周面にはボビンガイド56の先端が挿入される孔52aが設けられている。ボビンガイド56は、ボビン18の孔18aを通して先端部が孔52aに挿入されることによってボビン18をブロック52に固定することができる。ボビンガイド56の外側端面の中央部には、ボール58aに適合する大きさの穴56aが設けられており、該穴56aの中心部にはねじ穴56bが設けられている。
【0026】
シャフト54の一端は、保持アーム64の回転部74に着脱自在な構造となっており、モータ68の回転による遠心力によって抜けることがないように堅固に結合される。回転部74はベアリング76によって滑らかに回転可能である。シャフト54の他端の延出部54aにはレンチなどの工具72が装着可能となっている。ブロック52、シャフト54、ボビン18およびボビンガイド56は、工具72の操作によって回転可能であり、90°回転する毎にボールプランジャ58のボール58aがボビンガイド56の穴56aに係止して位置決めされる。ボビンガイド56が位置決めされた状態でモータ68を回転させるとともに素線供給部70から素線19を供給することによって、第2支持部62に支持されたボビン18に対して素線19を巻回してコイル20を形成することができる。
【0027】
第2支持部62にはボビンガイド56の端面を支持する4つのローラ78が設けられており、ボビン18に素線19が巻回される際に、素線19の張力によってボビン18およびボビンガイド56が移動してしまうことを防止する。ローラ78はロッド80によって進退可能であり、ブロック52およびシャフト54を回転させる際には、第2支持部62の内部に収納しておく。これによりボビンガイド56がローラ78に干渉することなく回転可能である。
【0028】
次に、組立機構部50bについて図5および図6を参照しながら説明する。組立機構部50bは、ブロック52、シャフト54、ボビンガイド56およびコイル20が形成されたボビン18が載置され、ボビンガイド56およびブロック52を引き抜き、ヨーク12を挿入した後に、ボビン18を突出対部22に結合させるための機構部である。
【0029】
組立機構部50bは、シャフト54の延出部54aが挿入される回転部102を底部に備える本体104と、該本体104の外周部に設けられ上方にやや突出したボビンガイド引抜ベース部106と、該ボビンガイド引抜ベース部106の下部から本体104の中心方向へ向かって延在するガイドピン108と、該ガイドピン108の下に配置され、一端が本体104の外部に突出しているボルトシャフト110と、該ボルトシャフト110の端部に設けられたハンドル112とを有する。
【0030】
ボビンガイド引抜ベース部106には、本体104の周方向の一端に開口するU字状の切欠部106aが設けられている。また、組立機構部50bでは、ねじ孔114にボルトシャフト110が螺合するとともにガイド孔116にガイドピン108が案内挿入される移動部材118と、該移動部材118の上面に開口している2つの穴120に挿入される逆U字状のボビン押圧部材122と、本体104の上部に設けられ、本体104の中心方向に対して進退自在なロックピン124(図5参照)とを有する。さらに、組立機構部50bでは、ボビンガイド引抜ベース部106の切欠部106aに挿入され、先端部126aがボビンガイド56のねじ穴56bに螺合し、略中間部の基準面126bがボビンガイド引抜ベース部106の端面に当接する引抜治具126が用いられる。
【0031】
回転部102およびボルトシャフト110は、それぞれベアリング128および130によって軸支されていて滑らかに回転可能である。
【0032】
次に、このように構成される製造装置50を用いてステータ10を製造する方法について、図7〜図13を参照しながら説明する。この製造方法においてはU相の4つのボビン18に素線19を巻回し、このボビン18をヨーク12に取り付け、さらにティース本体16を結合する。この後、V相およびW相についても同様の処理を繰り返してステータ10を製造する。
【0033】
まず、図7のステップS1において、ブロック52の4つの孔52aにそれぞれボビン18の一端を合わせて、ボビン18の他端からボビンガイド56を挿入する。ボビンガイド56の先端部は孔52aに係合して取り付けられる。また、ブロック52の中心孔にシャフト54を挿入して固定した後、シャフト54の一端を保持アーム64に取り付ける。ブロック52に取り付けられた4つのボビン18はステータ10における同相として形成される。
【0034】
さらに、シャフト54の延出部54aに工具72を差し込んでブロック52を回転させ、対向する2つのボビンガイド56の穴56aにボールプランジャ58を係止させるとともに、4本の素線19の端部をブロック52のクランパ132(図3参照)に係止する。
【0035】
次に、ステップS2において、モータ68を回転させるとともに素線供給部70から4本の素線19を供給し、第2支持部62によって支持されたボビン18に素線19を巻回させる。つまり、モータ68を回転させることにより保持アーム64および該保持アーム64に保持されたブロック52とシャフト54が軸Cを中心として一体的に回転する。これにより、第2支持部62によって支持されたボビン18も軸Cを中心として回転し、素線供給部70がガイド部71に沿って移動しながら素線19を供給することによってボビン18に素線19が巻回されることとなる。素線19は、ボビン18の外側ほど巻回数を多くし、素線19の巻終わりはボビン18の外側となる。
【0036】
ボビン18にコイル20が形成された後、モータ68の回転と素線19の供給を停止させる。4本の素線19を同時に巻回させることにより、巻回に要する時間を短縮することができる。素線19の本数はボビン18のサイズ等に合わせて適当な本数に設定すればよい。
【0037】
次いで、ステップS3において、4つのボビン18の全てに素線19を巻回して、コイル20を形成したか否かを確認する。未巻回のボビン18が存在する場合にはステップS4に移り、4つのボビン18の全てに素線19を巻回した場合には、ステップS5に移る。
【0038】
ステップS4においては、シャフト54の延出部54aに工具72を差し込んでシャフト54およびブロック52を90°回転させる。このとき、4本の素線19をブロック52の一端面52bに沿って渡らせて2つのボビン18間の渡り線とすれば、素線19の切断または接続の処理は不要となる。なお、ブロック52を回転させる際には、ロッド80によってローラ78を引き抜いて待避させておく。
【0039】
この場合、素線19の巻終わりはボビン18の外側となるために、上面から見た際、渡り線は他相の領域を通る領域重複部134(図3参照)を有することとなるが、各相は個別に巻回するので、領域重複部134が他相の巻回の際に障害となることはない。従って、中継ピン等によって渡り線をブロック52からはみ出ないようにする処理は不要である。
【0040】
このステップS4の処理後ステップS2に戻り、未巻回のボビン18に素線19を巻回する。
【0041】
ステップS5においては、素線19を素線供給部70の近傍で切断した後、シャフト54を回転部74から取り外す。すなわち、コイル巻回機構部50aから取り外す。シャフト54にはブロック52、ボビンガイド56およびコイル20が形成された4つのボビン18が一体的に結合している。また、4つのボビン18の間の渡り線は、ブロック52の一端面52bに沿って配設されている。
【0042】
次に、ステップS6において、シャフト54の延出部54aを下向きにして組立機構部50bに取り付ける。シャフト54の延出部54aは回転部102に挿入され、シャフト54、ブロック52、ボビンガイド56およびボビン18は一体的に回転可能となる。シャフト54を回転させ、ボビン18の1つをボビンガイド引抜ベース部106の位置に合わせ、ボビン押圧部材122の2つの先端部を移動部材118の穴120に挿入する。このとき、ハンドル112を回転することによって移動部材118を本体104の外周側に移動させておく。ボビンガイド56の突出部はボビン押圧部材122によって挟まれ、ボビン押圧部材122の一側面はボビン18の外周側面に接する。
【0043】
次いで、ステップS7において、ボビンガイド引抜ベース部106の切欠部106aに引抜治具126の先端部126aを挿入してボビンガイド56のねじ穴56bに螺合させ、ボビンガイド56をブロック52の孔52aから引き抜く。このとき、ボビン18はボビン押圧部材122によって押さえられているので、ボビン18がボビンガイド56と共に外径方向にずれることがなく、ボビンガイド56のみが確実に引き抜かれる。
【0044】
さらに、ステップS8において、ブロック52の4つ全てのボビンガイド56を引き抜いたか否かを確認する。ボビンガイド56が引き抜かれていない孔52aが存在する場合にはステップS9に移り、4つの孔52aの全てからボビンガイド56を引き抜いた場合には、図8のステップS10に移る。
【0045】
ステップS9においては、シャフト54を時計方向に90°回転させる。このとき、引抜治具126はボビンガイド引抜ベース部106の切欠部106aから離脱して、ボビンガイド56のねじ穴56bに螺合したまま一体的に移動する。シャフト54を回転させる際には、ボビン押圧部材122およびロックピン124を引き抜いておく。この後、ステップS7に戻り、ボビンガイド引抜ベース部106の軸上に位置することになる孔52aからボビンガイド56を引き抜く。
【0046】
図8のステップS10においては、ブロック52を上方に取り外した後、シャフト54にヨーク12を取り付ける(図9参照)。ヨーク12はブロック52より小径であることからブロック52に取り付けられていたボビン18に干渉することなく挿入可能である。
【0047】
なお、この時点でV相のボビン18の組立を行っているときには、ヨーク12にはU相の4組のボビン18およびティース本体16が装着済みであり、W相のボビン18の組立を行っているときには、U相およびV相の8組のボビン18およびティース本体16が装着済みである。
【0048】
また、ロックピン124を本体104の中心方向へ進出させることにより突出部に係合させてヨーク12の位置決めを行うとともに、各ボビンガイド56から引抜治具126を取り外す。
【0049】
次に、ステップS11において、ハンドル112を回転操作することによって移動部材118を本体104の中心方向へ移動させ、移動部材118と一体に移動するボビン押圧部材122によってボビン18をヨーク12の突出対部22に圧入して結合させる(図10および図11参照)。ボビン18は突出対部22に結合されることによって、ヨーク12に対して確実に固定される。この操作の後、移動部材118を本体104の外径側に戻す。
【0050】
次いで、ステップS12において、4つのボビン18の全てを突出対部22に結合したか否かを確認する。結合されていないボビン18が存在する場合にはステップS13に移り、4つのボビン18の全ての結合が終了した場合には、ステップS14に移る。
【0051】
ステップS13においては、ロックピン124を外側に一度待避させた状態でシャフト54を90°回転させ、再度ロックピン124でヨーク12の位置決めを行う。この後、ステップS11に戻り、ボビン18の結合の処理を行う。
【0052】
ステップS14においては、4つのボビンガイド56を取り除くとともに、4つのボビン18の外側からティース本体16を仮挿入する。
【0053】
次に、ステップS15において、前記のステップS11と略同様に、ハンドル112を回転操作することによってティース本体16を本体104の中心方向へ移動させ、ティース本体16の先端部16aを1組の突出対部22の間に圧入して結合する(図12参照)。この操作の後、移動部材118を本体104の外径側に戻す。
【0054】
ティース本体16を結合する処理は、例えば、引抜治具126によって押し込むようにしてもよい。
【0055】
次いで、ステップS16において、4つのボビン18の全てに対してティース本体16を結合したか否かを確認する。ティース本体16が結合されていないボビン18が存在する場合にはステップS17に移る。4つのボビン18の全てにティース本体16の結合処理を終了した場合、すなわち、同相の4つの突極部14が組み立てられた場合にはステップS18に移る。
【0056】
ステップS17においては、ロックピン124を外側に一度待避させた状態でシャフト54を90°回転させ、再度ロックピン124でヨーク12の位置決めを行う。この後、ステップS15に戻り、ティース本体16の結合処理を行う。
【0057】
ステップS18においては、ヨーク12をシャフト54から取り外すとともに、シャフト54も回転部102から取り外す。
【0058】
次に、ステップS19においてU、V、W相の3相全てについてボビン18およびティース本体16の取り付けを終了したか否かを確認する。未処理の相が存在する場合にはステップS1に戻る。3相全てについてボビン18およびティース本体16の取り付けを終了した場合には、ステータ10の製造を終了する。
【0059】
このようにして製造されたステータ10は、図13に示すように、突極部14間におけるコイル20の占積率が高く、隙間部136を非常に小さくすることができる。従って、このステータ10が組み込まれる回転電機は高いトルクを発生することができる。また、ティース間の幅138を非常に小さく設定することができるのでコギングトルクの影響が小さい。さらに、同相のコイル20間の渡り線には圧着やハンダ付けなどの処理が不要であって、容易に製造できるとともに、簡便な構成であることから信頼性が高い。
【0060】
なお、上記の例ではボビン18をステップS11で結合し、ティース本体16をステップS15で挿入するものとしたが、ボビン18とティース本体16とをボビン押圧部材122によって一体的に結合するようにしてもよい。引抜治具126およびハンドル112等は手動操作で行うものとして説明したが、これらの操作部は適当なアクチュエータによって自動的に操作してもよい。
【0061】
また、図7および図8に基づくステータ10の製造方法においてはU、V、W相毎のボビン18にコイル20を巻回し、このボビン18をヨーク12に取り付けさらにティース本体16を結合するという例について説明したが、U相のボビン18にコイル20を巻回してブロック52から取り外した後にV、W相の8個のコイル20についてもそれぞれコイル20を形成するようにしてもよい。すなわち、図14に示すように、まず12個のボビン18のそれぞれにコイル20を形成した後に、これらをまとめてヨーク12に対して位置合わせを行い、順に突出対部22に結合するようにしてもよい。
【0062】
さらに、上記のヨーク12は、ボビン18が結合される突出対部22を有するものとしたが、図15に示すように、突出部を設けずに、ボビン18毎に対応する凹部140を有するものとしてもよい。この場合、ティース17をボビン18の孔18aに挿入し、先端部17aを凹部140に圧入して結合することによって突極部14を形成することができる。なお、ヨーク12(図1参照)における突出対部22に相当する部分がないことから、突出対部22にボビン18を結合する処理、つまり前記のステップS11〜S13は不要である。
【0063】
ステータ10の各相はそれぞれ4つのコイル20からなる、所謂4スロットの例を示したが、このスロット数は任意の数に設定可能である。
【0064】
本発明に係るステータの製造方法および製造装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至ステップを採り得ることはもちろんである。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るステータの製造方法および製造装置によれば、ヨークとティースとが分割型のステータを製造する際に、同相のボビン間における渡り線を切断することなく連続して巻回することができ、しかも素線により形成されるコイルの占積率を向上させるという効果を達成することができる。
【0066】
また、ティース間の幅を狭く設定することができるのでコギングトルクの影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る製造方法で製造されるステータを示す分解斜視図である。
【図2】本実施の形態に係るステータの製造装置の平面図である。
【図3】ステータの製造装置におけるコイル巻回機構部の平面図である。
【図4】ステータの製造装置におけるコイル巻回機構部の一部断面側面図である。
【図5】ステータの製造装置における組立機構部の一部断面平面図である。
【図6】ステータの製造装置における組立機構部の断面側面図である。
【図7】本実施の形態に係るステータの製造方法の手順を示すフローチャート(その1)である。
【図8】本実施の形態に係るステータの製造方法の手順を示すフローチャート(その2)である。
【図9】組立機構部においてブロックを取り外した後にヨークを挿入する工程を示す断面側面図である。
【図10】組立機構部においてヨークにボビンを圧入する工程を示す一部断面平面図である。
【図11】組立機構部においてヨークにボビンを圧入する工程を示す断面側面図である。
【図12】組立機構部においてヨークにティースを圧入する工程を示す断面側面図である。
【図13】本実施の形態に係る製造方法により製造されるステータを示す一部拡大断面図である。
【図14】組立機構部において12個のボビンを順にヨークに挿入する工程を示す一部断面平面図である。
【図15】本実施の形態に係る製造方法により製造される、凹部にティースが圧入される型のステータを示す分解斜視図である。
【図16】従来のヨークとティースが一体型のステータを示す一部拡大断面図である。
【符号の説明】
10…ステータ 12…ヨーク
14…突極部 16…ティース本体
18…ボビン 19…素線
20…コイル 22…突出対部
50…製造装置 50a…コイル巻回機構部
50b…組立機構部 52…ブロック
54…シャフト 56…ボビンガイド
58…ボールプランジャ 58a…ボール
60…第1支持部 62…第2支持部
64…保持アーム 68…モータ
70…素線供給部 74、102…回転部
104…本体 106…ボビンガイド引抜ベース部
108…ガイドピン 110…ボルトシャフト
118…移動部材 122…ボビン押圧部材
126…引抜治具
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an outer rotor type stator, and more particularly to a method and an apparatus for manufacturing a stator in which a yoke and teeth are separately formed.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 16, a general outer rotor type stator 500 is formed of a steel plate in which a yoke 502 and a tooth 504 are integrally punched. In such a stator 500 in which the yoke 502 and the teeth 504 are integrated, a space for inserting a nozzle for supplying a wire is required between the teeth 504, and the gap 506 is large. The moment is reduced and the torque is reduced. Further, in order to reduce the cogging torque, it is effective to set the opening 508 of the slot to be narrower, but the opening 508 needs to have a wide width through which the nozzle or the element wire passes.
[0003]
Further, when the wire is passed between the teeth 504 of the same phase when the winding end of the wire is outside, the wire is provided on the inner diameter side so as not to hinder the winding of the wire with respect to the teeth 504 of the other phase. It is necessary to relay the pin.
[0004]
In consideration of such a problem, a stator in which the yoke and the teeth are separated from each other has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-341888 A (FIG. 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the technique disclosed in the above-mentioned Patent Literature 1, a coil is formed on each bobbin, and the bobbin is mounted on a tooth, and then a crossover between the bobbins is processed. Therefore, while the space factor of the strands can be improved, the number of connection steps of the crossover part increases.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and in a method and an apparatus for manufacturing a stator in which a yoke and teeth are divided, a winding is continuously wound without cutting a crossover wire between bobbins in the same phase. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for manufacturing a stator that can be turned and that can improve the space factor of a coil formed by a strand.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method for manufacturing a stator according to the present invention includes an annular yoke, a plurality of teeth radially coupled to the yoke, a bobbin provided around the teeth, and a wire wound around the bobbin. The first step of arranging the one-phase bobbins at equal intervals at an interval where the yoke can be inserted into the center portion and in such a manner that each hole is radial. And forming a coil by winding a wire around one of the bobbins to form the coil, passing the wire through one side of the bobbin, and winding the wire around the next bobbin to form the coil. A second step of repeatedly forming the coil on all of the in-phase bobbins; and a third step of inserting the yoke from the opposite side of the plane through which the wires pass through at a central portion surrounded by at least one-phase bobbin. Steps and And inserting the tooth from outside the serial bobbin hole, and having a fourth step of coupling a portion of the teeth to the yoke.
[0009]
In this way, one-phase bobbins are arranged at equal angles, and each hole is radially formed, a coil is formed for each bobbin, and then a yoke is inserted into the center. By inserting the teeth from the outside of the bobbin, it is possible to continuously wind the in-phase crossover without cutting it. Further, the space factor of the wires can be improved.
[0010]
In this case, in the first step, a one-phase bobbin is attached to a block having a diameter larger than that of the yoke at an equal angle and each hole is radially formed. After the wire is wound around the bobbin by rotating the block around the axis of the bobbin to which the wire is supplied to form the coil, the wire is wound on the next bobbin along one side of the block. In the third step, the yoke may be inserted after removing the block from a side opposite to a surface through which the element wire is passed in a central portion surrounded by a bobbin.
[0011]
In this way, by using a block having a larger diameter than the yoke, the position of the in-phase bobbin can be appropriately and easily set, and the winding process of the wire around the bobbin is easy. In addition, it is possible to easily set the transition of the wire between the bobbins.
[0012]
The tooth includes a tooth body and a protrusion provided on the yoke and connecting the bobbin. In the fourth step, after the bobbin is connected to the protrusion, the tooth is formed from outside the bobbin hole. The main body may be inserted and coupled to the protrusion.
[0013]
Thus, by engaging the bobbin with the protruding portion, the bobbin and the yoke can be firmly engaged.
[0014]
In addition, the stator manufacturing apparatus according to the present invention includes an annular yoke, a plurality of teeth radially coupled to the yoke, a bobbin provided around the teeth, and a wire wound around the bobbin. In a stator manufacturing apparatus provided with a coil to be formed, a single-phase bobbin is attached at an equal angle to a block having a diameter larger than that of the yoke, and in a state where the holes are radially attached to the block, Arm that rotatably holds the wire, a wire supply unit that supplies the wire, a motor that rotates the holding arm and the block around an axis of the bobbin to which the wire is supplied, and each bobbin An index portion for locking the axis of the motor so as to coincide with the rotation axis of the motor, and a state in which the block is removed from at least one phase bobbin on which the coil is formed. At an interval in which the yoke can be inserted into the center, an assembly mechanism for holding a single-phase bobbin at an equal angle, and each hole is radial, and after inserting the yoke into the center, A teeth connecting portion for connecting the teeth to the yoke via the hole of the bobbin.
[0015]
In this way, using the block, the one-phase bobbin is arranged at an equal angle and each hole is radially formed, and a coil is formed for each bobbin. By inserting the yoke into the portion and inserting the teeth from outside the bobbin, it is possible to continuously wind the in-phase crossover without cutting it. Further, the space factor of the wires can be improved.
[0016]
In this case, a bobbin guide that is partially inserted into the hole of the bobbin and a tip end portion is engaged with the block, attaches the bobbin to the block, and partially locks the index portion, With the pulling jig provided in the mechanism and capable of pulling out the bobbin guide, the winding process of the wire around the bobbin and the indexing of the bobbin are reliably performed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a method and an apparatus for manufacturing a stator according to the present invention will be described with reference to the accompanying FIGS. 1 to 15.
[0018]
The manufacturing method according to the present embodiment is a method for manufacturing the stator 10 shown in FIG. 1, and manufacturing is performed using a manufacturing apparatus 50 shown in FIG. 2 in a part of the manufacturing process.
[0019]
As shown in FIG. 1, the stator 10 includes an annular yoke 12 made of a laminated steel plate, and twelve salient pole portions 14 provided radially with respect to the yoke 12. The salient pole portion 14 includes a tooth body 16 connected to the yoke 12 and a coil 20 wound around the tooth body 16 via a bobbin 18.
[0020]
The yoke 12 is provided with twelve sets of protruding pairs 22, each of which is a set of two teeth and is a part of a tooth, and each protrudes outward. The two protruding portions forming each protruding pair portion 22 protrude substantially in parallel, and the tip end portion 16a of the tooth body 16 can be coupled therebetween.
[0021]
The bobbin 18 has a function of an insulating material and is formed of a thin hard resin. A square hole 18a is provided in the center of the bobbin 18, and the projecting pair 22 is inserted into the hole 18a. The tooth body 16 is inserted from the opposite side of the hole 18a, and is connected between a pair of projecting pairs 22.
[0022]
The salient pole portion 14 is divided into three phases of a U phase, a V phase, and a W phase, and each phase includes four salient pole portions 14. Further, the wires 19 are wound together four by four to form the coil 20. The wires 19 between the bobbins 18 are continuous, and no processing such as crimping or soldering is performed on the way.
[0023]
The manufacturing apparatus 50 is an apparatus for manufacturing the stator 10. As shown in FIG. 2, the coil winding mechanism 50 a for winding the wire 19 around four bobbins 18 in the same phase, and the wire 19 are wound. It has a bobbin 18 on which the turned coil 20 is formed and an assembly mechanism 50b for mounting the teeth body 16 on the yoke 12.
[0024]
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the coil winding mechanism 50 a has an annular block 52 to which four bobbins 18 for one phase are attached at 90 ° intervals, and is inserted into a center hole of the block 52. And a bobbin guide 56 for fixing the bobbin 18 to the block 52, respectively. Further, the coil winding mechanism 50a includes a first support portion 60 and a second support portion 62 for supporting the ends of the two bobbin guides 56 facing each other with a ball plunger (index portion) 58, and a first support portion 60. A holding arm 64 for rotatably holding one end of the shaft 54, a motor 68 for rotating the first support portion 60 and the holding arm 64 about an axis C about the ball 58a of the two ball plungers 58, And a wire supply unit 70 for supplying the wire 19 to the bobbin 18 supported by the support unit 62. The axis C coincides with the rotation axis of the motor 68 and is orthogonal to the axis of the shaft 54. The wire supply unit 70 can supply four wires 19 at the same time, and when supplying the wires 19, along the guide C 71 in parallel with the axis C in synchronization with the rotation of the motor 68. Can be moved.
[0025]
The block 52 has an outer diameter slightly larger than that of the yoke 12, and has an outer peripheral surface provided with a hole 52a into which the tip of the bobbin guide 56 is inserted. The bobbin guide 56 can fix the bobbin 18 to the block 52 by inserting the tip into the hole 52 a through the hole 18 a of the bobbin 18. At the center of the outer end surface of the bobbin guide 56, a hole 56a having a size suitable for the ball 58a is provided, and a screw hole 56b is provided at the center of the hole 56a.
[0026]
One end of the shaft 54 has a structure detachable from the rotating portion 74 of the holding arm 64, and is firmly connected so that the shaft 54 does not come off due to centrifugal force generated by rotation of the motor 68. The rotating part 74 can be smoothly rotated by the bearing 76. A tool 72 such as a wrench can be attached to the extension 54a at the other end of the shaft 54. The block 52, the shaft 54, the bobbin 18 and the bobbin guide 56 are rotatable by the operation of a tool 72, and the ball 58a of the ball plunger 58 is positioned by being locked in the hole 56a of the bobbin guide 56 every time it rotates 90 °. You. By rotating the motor 68 while the bobbin guide 56 is positioned and supplying the strand 19 from the strand supply unit 70, the strand 19 is wound around the bobbin 18 supported by the second support part 62. Thus, the coil 20 can be formed.
[0027]
The second support portion 62 is provided with four rollers 78 that support the end surface of the bobbin guide 56. When the wire 19 is wound around the bobbin 18, the bobbin 18 and the bobbin guide are tensioned by the wire 19. 56 is prevented from moving. The roller 78 can be advanced and retracted by a rod 80, and is stored inside the second support portion 62 when rotating the block 52 and the shaft 54. This allows the bobbin guide 56 to rotate without interfering with the roller 78.
[0028]
Next, the assembly mechanism 50b will be described with reference to FIGS. The bobbin 18 on which the block 52, the shaft 54, the bobbin guide 56, and the coil 20 are formed is placed, the bobbin guide 56 and the block 52 are pulled out, the yoke 12 is inserted, and the bobbin 18 is This is a mechanism for coupling to the unit 22.
[0029]
The assembling mechanism 50b includes a main body 104 having a rotating portion 102 at the bottom into which the extending portion 54a of the shaft 54 is inserted, a bobbin guide pulling-out base portion 106 provided on the outer peripheral portion of the main body 104 and slightly projecting upward, A guide pin 108 extending from a lower portion of the bobbin guide pull-out base portion 106 toward the center of the main body 104, a bolt shaft 110 disposed below the guide pin 108 and having one end protruding outside the main body 104; , A handle 112 provided at an end of the bolt shaft 110.
[0030]
The bobbin guide pull-out base portion 106 is provided with a U-shaped notch portion 106a that opens at one end in the circumferential direction of the main body 104. Further, in the assembling mechanism section 50b, a moving member 118 in which the bolt shaft 110 is screwed into the screw hole 114 and the guide pin 108 is guided and inserted into the guide hole 116, and two moving members 118 opened on the upper surface of the moving member 118. It has a reverse U-shaped bobbin pressing member 122 inserted into the hole 120, and a lock pin 124 (see FIG. 5) provided on the upper portion of the main body 104 and capable of moving forward and backward with respect to the center direction of the main body 104. Further, in the assembling mechanism 50b, the tip 126a is inserted into the notch 106a of the bobbin guide pull-out base 106, screwed into the screw hole 56b of the bobbin guide 56, and the reference surface 126b substantially in the middle is pulled out of the bobbin guide pull-out base. A drawing jig 126 that contacts the end face of the portion 106 is used.
[0031]
The rotating part 102 and the bolt shaft 110 are supported by bearings 128 and 130, respectively, and can rotate smoothly.
[0032]
Next, a method of manufacturing the stator 10 using the manufacturing apparatus 50 configured as described above will be described with reference to FIGS. In this manufacturing method, a wire 19 is wound around four U-phase bobbins 18, the bobbins 18 are attached to the yoke 12, and the teeth body 16 is further connected. Thereafter, the same process is repeated for the V phase and the W phase to manufacture the stator 10.
[0033]
First, in step S1 of FIG. 7, one end of the bobbin 18 is aligned with each of the four holes 52a of the block 52, and the bobbin guide 56 is inserted from the other end of the bobbin 18. The distal end of the bobbin guide 56 is attached by engaging with the hole 52a. After inserting and fixing the shaft 54 into the center hole of the block 52, one end of the shaft 54 is attached to the holding arm 64. The four bobbins 18 attached to the block 52 are formed in phase in the stator 10.
[0034]
Further, the tool 52 is inserted into the extending portion 54a of the shaft 54, and the block 52 is rotated to lock the ball plungers 58 in the holes 56a of the two bobbin guides 56 facing each other. Is locked to the clamper 132 of the block 52 (see FIG. 3).
[0035]
Next, in step S2, the motor 68 is rotated and the four wires 19 are supplied from the wire supply unit 70, and the wire 19 is wound around the bobbin 18 supported by the second support unit 62. That is, by rotating the motor 68, the holding arm 64 and the block 52 and the shaft 54 held by the holding arm 64 are integrally rotated about the axis C. As a result, the bobbin 18 supported by the second support portion 62 also rotates about the axis C, and the wire supply portion 70 supplies the wire 19 while moving along the guide portion 71, so that the bobbin 18 is The wire 19 will be wound. The number of turns of the wire 19 increases as it goes outside the bobbin 18, and the winding end of the wire 19 is outside the bobbin 18.
[0036]
After the coil 20 is formed on the bobbin 18, the rotation of the motor 68 and the supply of the wires 19 are stopped. By winding the four strands 19 simultaneously, the time required for winding can be reduced. The number of the strands 19 may be set to an appropriate number according to the size of the bobbin 18 and the like.
[0037]
Next, in step S3, it is confirmed whether or not the wire 19 is wound around all of the four bobbins 18 to form the coil 20. If an unwound bobbin 18 exists, the process proceeds to step S4. If the wire 19 has been wound around all four bobbins 18, the process proceeds to step S5.
[0038]
In step S4, the tool 72 is inserted into the extension 54a of the shaft 54, and the shaft 54 and the block 52 are rotated by 90 °. At this time, if the four wires 19 are passed along the one end surface 52b of the block 52 to be a crossover between the two bobbins 18, the process of cutting or connecting the wires 19 becomes unnecessary. When the block 52 is rotated, the roller 78 is pulled out by the rod 80 and retracted.
[0039]
In this case, since the winding end of the wire 19 is outside the bobbin 18, when viewed from above, the crossover has an area overlapping portion 134 (see FIG. 3) passing through the area of the other phase. Since each phase is individually wound, the area overlapping portion 134 does not hinder the winding of another phase. Therefore, there is no need to perform a process for preventing the crossover from protruding from the block 52 by a relay pin or the like.
[0040]
After the process in step S4, the process returns to step S2, and the wire 19 is wound around the unwound bobbin 18.
[0041]
In step S <b> 5, after cutting the wire 19 near the wire supply unit 70, the shaft 54 is removed from the rotating unit 74. That is, it is detached from the coil winding mechanism 50a. The block 54, the bobbin guide 56, and the four bobbins 18 on which the coils 20 are formed are integrally connected to the shaft 54. A crossover between the four bobbins 18 is provided along one end surface 52 b of the block 52.
[0042]
Next, in step S6, the shaft 54 is attached to the assembly mechanism 50b with the extension 54a of the shaft 54 facing downward. The extending portion 54a of the shaft 54 is inserted into the rotating portion 102, and the shaft 54, the block 52, the bobbin guide 56, and the bobbin 18 can be integrally rotated. By rotating the shaft 54, one of the bobbins 18 is aligned with the position of the bobbin guide pull-out base 106, and the two distal ends of the bobbin pressing member 122 are inserted into the holes 120 of the moving member 118. At this time, the moving member 118 is moved to the outer peripheral side of the main body 104 by rotating the handle 112. The projecting portion of the bobbin guide 56 is sandwiched by the bobbin pressing member 122, and one side surface of the bobbin pressing member 122 contacts the outer peripheral side surface of the bobbin 18.
[0043]
Next, in step S7, the distal end portion 126a of the extraction jig 126 is inserted into the notch portion 106a of the bobbin guide extraction base portion 106 and screwed into the screw hole 56b of the bobbin guide 56, and the bobbin guide 56 is inserted into the hole 52a of the block 52. Pull out from. At this time, since the bobbin 18 is pressed by the bobbin pressing member 122, the bobbin 18 does not shift in the outer diameter direction together with the bobbin guide 56, and only the bobbin guide 56 is reliably pulled out.
[0044]
Further, in step S8, it is confirmed whether or not all four bobbin guides 56 in the block 52 have been pulled out. If there is a hole 52a from which the bobbin guide 56 has not been pulled out, the process proceeds to step S9. If the bobbin guide 56 has been pulled out from all four holes 52a, the process proceeds to step S10 in FIG.
[0045]
In step S9, the shaft 54 is rotated 90 degrees clockwise. At this time, the pull-out jig 126 is detached from the cutout portion 106a of the bobbin guide pull-out base 106, and moves integrally while being screwed into the screw hole 56b of the bobbin guide 56. When rotating the shaft 54, the bobbin pressing member 122 and the lock pin 124 are pulled out. Thereafter, returning to step S7, the bobbin guide 56 is pulled out from the hole 52a which is to be located on the axis of the bobbin guide pulling-out base portion 106.
[0046]
In step S10 of FIG. 8, after removing the block 52 upward, the yoke 12 is attached to the shaft 54 (see FIG. 9). Since the yoke 12 has a smaller diameter than the block 52, it can be inserted without interfering with the bobbin 18 attached to the block 52.
[0047]
At this time, when the V-phase bobbin 18 is being assembled, the four sets of U-phase bobbins 18 and the teeth body 16 have already been mounted on the yoke 12, and the W-phase bobbin 18 has been assembled. In this case, eight sets of the bobbins 18 and the teeth body 16 of the U phase and the V phase are already mounted.
[0048]
Further, the lock pin 124 is advanced toward the center of the main body 104 to engage with the protruding portion, thereby positioning the yoke 12 and removing the pulling jig 126 from each bobbin guide 56.
[0049]
Next, in step S11, by rotating the handle 112, the moving member 118 is moved toward the center of the main body 104, and the bobbin 18 is moved by the bobbin pressing member 122 that moves integrally with the moving member 118. 22 and press-fit (see FIGS. 10 and 11). The bobbin 18 is securely fixed to the yoke 12 by being connected to the projecting pair 22. After this operation, the moving member 118 is returned to the outer diameter side of the main body 104.
[0050]
Next, in step S12, it is confirmed whether or not all of the four bobbins 18 have been coupled to the protruding pair 22. If there is a bobbin 18 that has not been combined, the process proceeds to step S13, and if all the bobbins 18 have been combined, the process proceeds to step S14.
[0051]
In step S13, the shaft 54 is rotated by 90 ° with the lock pin 124 once retracted outside, and the yoke 12 is positioned again by the lock pin 124. Thereafter, the process returns to step S11, and the bobbin 18 is joined.
[0052]
In step S14, the four bobbin guides 56 are removed, and the teeth body 16 is temporarily inserted from outside the four bobbins 18.
[0053]
Next, in step S15, the tooth body 16 is moved in the direction of the center of the main body 104 by rotating the handle 112 in the same manner as in step S11, and the tip 16a of the tooth body 16 is brought into a set of a pair of protrusions. It is press-fitted between the parts 22 and connected (see FIG. 12). After this operation, the moving member 118 is returned to the outer diameter side of the main body 104.
[0054]
The process of connecting the teeth main body 16 may be performed, for example, by pushing the tooth main body 16 with the extraction jig 126.
[0055]
Next, in step S16, it is confirmed whether or not the teeth body 16 has been connected to all of the four bobbins 18. If there is a bobbin 18 to which the teeth main body 16 is not connected, the process proceeds to step S17. When the joining process of the teeth body 16 to all of the four bobbins 18 is completed, that is, when the four salient pole portions 14 having the same phase are assembled, the process proceeds to step S18.
[0056]
In step S17, the shaft 54 is rotated by 90 ° with the lock pin 124 once retracted outside, and the yoke 12 is positioned again by the lock pin 124. Thereafter, the process returns to step S15, and the joining process of the teeth body 16 is performed.
[0057]
In step S18, the yoke 12 is removed from the shaft 54, and the shaft 54 is also removed from the rotating unit 102.
[0058]
Next, in step S19, it is checked whether the mounting of the bobbin 18 and the tooth body 16 has been completed for all three phases of U, V, and W phases. If there is an unprocessed phase, the process returns to step S1. When the mounting of the bobbin 18 and the teeth main body 16 is completed for all three phases, the manufacture of the stator 10 is completed.
[0059]
As shown in FIG. 13, the stator 10 manufactured in this manner has a high space factor of the coil 20 between the salient pole portions 14, and the gap 136 can be made very small. Therefore, the rotating electric machine in which the stator 10 is incorporated can generate a high torque. Further, since the width 138 between the teeth can be set very small, the influence of the cogging torque is small. Further, the crossover between the coils 20 of the same phase does not require a process such as crimping or soldering, and can be easily manufactured, and has a high reliability because of a simple configuration.
[0060]
In the above example, the bobbin 18 is connected in step S11 and the tooth body 16 is inserted in step S15. However, the bobbin 18 and the tooth body 16 are integrally connected by the bobbin pressing member 122. Is also good. Although the extraction jig 126 and the handle 112 have been described as being manually operated, these operation units may be automatically operated by a suitable actuator.
[0061]
Further, in the method of manufacturing the stator 10 based on FIGS. 7 and 8, an example in which the coil 20 is wound around the bobbin 18 for each of the U, V, and W phases, the bobbin 18 is attached to the yoke 12, and the teeth body 16 is connected. However, after winding the coil 20 around the U-phase bobbin 18 and removing the coil 20 from the block 52, the coil 20 may be formed for each of the eight coils 20 for the V and W phases. That is, as shown in FIG. 14, first, after forming the coil 20 on each of the twelve bobbins 18, these are collectively aligned with respect to the yoke 12, and are sequentially coupled to the projecting pair 22. Is also good.
[0062]
Further, the above-described yoke 12 has the protruding pair portion 22 to which the bobbin 18 is coupled. However, as shown in FIG. It may be. In this case, the salient pole portion 14 can be formed by inserting the tooth 17 into the hole 18a of the bobbin 18 and press-fitting the distal end portion 17a into the concave portion 140 to be coupled. Since there is no portion corresponding to the protruding pair 22 in the yoke 12 (see FIG. 1), the process of connecting the bobbin 18 to the protruding pair 22, that is, steps S11 to S13 are unnecessary.
[0063]
Each phase of the stator 10 is shown as an example of so-called four slots, each of which comprises four coils 20, but the number of slots can be set to any number.
[0064]
The manufacturing method and the manufacturing apparatus of the stator according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, but may adopt various configurations and steps without departing from the gist of the present invention.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the stator manufacturing method and the manufacturing apparatus according to the present invention, when manufacturing the split-type stator, the yoke and the teeth are continuous without cutting the crossover wire between the bobbins of the same phase. Thus, the effect of improving the space factor of the coil formed by the element wire can be achieved.
[0066]
Further, since the width between the teeth can be set to be small, the influence of the cogging torque can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a stator manufactured by a manufacturing method according to the present embodiment.
FIG. 2 is a plan view of a stator manufacturing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is a plan view of a coil winding mechanism in the stator manufacturing apparatus.
FIG. 4 is a partial cross-sectional side view of a coil winding mechanism in the stator manufacturing apparatus.
FIG. 5 is a partial cross-sectional plan view of an assembly mechanism in the stator manufacturing apparatus.
FIG. 6 is a sectional side view of an assembly mechanism in the stator manufacturing apparatus.
FIG. 7 is a flowchart (part 1) illustrating a procedure of a method of manufacturing a stator according to the present embodiment.
FIG. 8 is a flowchart (part 2) illustrating a procedure of a method of manufacturing a stator according to the present embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional side view showing a process of inserting a yoke after removing a block in the assembly mechanism.
FIG. 10 is a partial cross-sectional plan view showing a step of press-fitting a bobbin into a yoke in the assembly mechanism.
FIG. 11 is a cross-sectional side view showing a step of press-fitting a bobbin into a yoke in the assembly mechanism.
FIG. 12 is a cross-sectional side view showing a step of pressing teeth into a yoke in the assembly mechanism.
FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view showing a stator manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment.
FIG. 14 is a partial cross-sectional plan view showing a step of sequentially inserting twelve bobbins into a yoke in the assembly mechanism.
FIG. 15 is an exploded perspective view showing a stator manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment in which teeth are pressed into recesses.
FIG. 16 is a partially enlarged sectional view showing a conventional stator in which a yoke and teeth are integrated.
[Explanation of symbols]
10 ... stator 12 ... yoke
14 salient pole part 16 teeth body
18 ... bobbin 19 ... strand
20: coil 22: projecting pair
50: manufacturing apparatus 50a: coil winding mechanism
50b: Assembly mechanism 52: Block
54 ... shaft 56 ... bobbin guide
58: Ball plunger 58a: Ball
60: first support part 62: second support part
64 ... holding arm 68 ... motor
70: Wire supply unit 74, 102: Rotating unit
104: body 106: bobbin guide pull-out base
108: guide pin 110: bolt shaft
118: moving member 122: bobbin pressing member
126 ... Removal jig

Claims (5)

環状のヨークと、該ヨークに対して放射状に結合する複数のティースと、前記ティースの周囲に設けられるボビンと、該ボビンに素線が巻回されて形成されるコイルとを備えるステータの製造方法において、
中央部に前記ヨークが挿入され得る間隔で、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように配設する第1ステップと、
ボビンの1つに素線を巻回して前記コイルを形成した後、前記ボビンの一側面で前記素線を経由し、次のボビンに素線を巻回して前記コイルを形成する処理を繰り返し、同相のボビンの全てに前記コイルを形成する第2ステップと、
少なくとも一相のボビンに囲まれた中央部で、前記素線が経由される面の反対側から前記ヨークを挿入する第3ステップと、
前記ボビンの孔の外側から前記ティースを挿入して、前記ティースの一部を前記ヨークに結合させる第4ステップと、
を有することを特徴とするステータの製造方法。
A stator manufacturing method comprising: an annular yoke, a plurality of teeth radially coupled to the yoke, a bobbin provided around the teeth, and a coil formed by winding a wire around the bobbin. At
A first step of arranging a single-phase bobbin at an equal angle at an interval in which the yoke can be inserted into a central portion and so that each hole is radial;
After winding a wire on one of the bobbins to form the coil, the process of winding the wire on the next bobbin to form the coil is repeated through the wire on one side surface of the bobbin, A second step of forming the coil on all of the in-phase bobbins;
A third step of inserting the yoke from a side opposite to a surface through which the element wire passes, at a central portion surrounded by at least one-phase bobbin;
A fourth step of inserting the teeth from outside the bobbin holes and coupling a part of the teeth to the yoke;
A method for manufacturing a stator, comprising:
請求項1記載のステータの製造方法において、
前記第1ステップでは、前記ヨークより大径のブロックに対して、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように取り付け、
前記第2ステップでは、前記素線が供給されるボビンの軸を中心として、前記ブロックを回転させることにより前記素線をボビンに巻回させて前記コイルを形成した後、前記ブロックの一側面に沿って次のボビンに素線を経由し、
前記第3ステップでは、ボビンに囲まれた中央部で、前記素線が経由される面の反対側から前記ブロックを取り外した後、前記ヨークを挿入することを特徴とするステータの製造方法。
The method for manufacturing a stator according to claim 1,
In the first step, a one-phase bobbin is attached to a block having a diameter larger than that of the yoke at an equal angle, and the holes are radially provided.
In the second step, the coil is formed by winding the wire around the bobbin by rotating the block around the axis of the bobbin to which the wire is supplied, and then forming the coil. Along the next bobbin via a strand,
The method of manufacturing a stator according to claim 3, wherein, in the third step, the block is removed from a side opposite to a surface through which the element wire passes at a central portion surrounded by a bobbin, and then the yoke is inserted.
請求項1または2記載のステータの製造方法において、
前記ティースは、ティース本体と、前記ヨークに設けられ前記ボビンが結合す突出部とからなり、
前記第4ステップでは、前記突出部に前記ボビンを結合した後、前記ボビンの孔の外側から前記ティース本体を挿入して、前記突出部に結合させることを特徴とするステータの製造方法。
The method for manufacturing a stator according to claim 1 or 2,
The teeth include a teeth body and a protrusion provided on the yoke and coupled with the bobbin,
In the fourth step, after the bobbin is connected to the protruding portion, the teeth body is inserted from outside the hole of the bobbin and connected to the protruding portion.
環状のヨークと、該ヨークに放射状に結合する複数のティースと、前記ティースの周囲に設けられるボビンと、該ボビンに素線が巻回されて形成されるコイルとを備えるステータの製造装置において、
前記ヨークより大径のブロックに対して、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように取り付けた状態で、前記ブロックを回転可能に保持する保持アームと、
前記素線を供給する素線供給部と、
前記素線が供給されるボビンの軸を中心として、前記保持アームおよび前記ブロックを回転させるモータと、
各ボビンの軸を前記モータの回転軸と一致するように係止するインデックス部と、
前記コイルが形成された少なくとも一相のボビンから前記ブロックを取り外した状態で、中央部に前記ヨークが挿入され得る間隔で、一相のボビンを等角度で、かつ、それぞれの孔が放射状となるように保持する組立機構部と、
前記中央部に前記ヨークを挿入した後、前記ボビンの孔を介して前記ヨークにティースを結合させるティース結合部と、
を有することを特徴とするステータの製造装置。
An annular yoke, a plurality of teeth radially coupled to the yoke, a bobbin provided around the teeth, and a stator manufacturing apparatus including a coil formed by winding a wire around the bobbin,
For a block larger in diameter than the yoke, a holding arm that rotatably holds the block, with a single-phase bobbin attached at an equal angle and with each hole radially attached,
A wire supply unit that supplies the wire;
A motor that rotates the holding arm and the block around an axis of a bobbin to which the element wire is supplied;
An index portion for locking the axis of each bobbin so as to coincide with the rotation axis of the motor;
With the block removed from the at least one-phase bobbin on which the coil is formed, the one-phase bobbin is equiangular at intervals where the yoke can be inserted in the center, and each hole is radial. Assembly mechanism to hold the
After inserting the yoke into the central portion, a teeth coupling portion that couples the teeth to the yoke through the hole of the bobbin,
An apparatus for manufacturing a stator, comprising:
請求項4記載のステータの製造装置において、
一部が前記ボビンの孔に挿入されて先端部が前記ブロックに係合され、前記ボビンを前記ブロックに取り付けるとともに、一部が前記インデックス部に係止可能なボビンガイドと、
前記組立機構部に設けられ、前記ボビンガイドを引き抜く引抜治具と、
を有することを特徴とするステータの製造装置。
The manufacturing apparatus for a stator according to claim 4,
A bobbin guide part of which is inserted into the hole of the bobbin, the tip is engaged with the block, and the bobbin is attached to the block, and part of which can be locked to the index part;
A withdrawal jig provided in the assembling mechanism and for pulling out the bobbin guide;
An apparatus for manufacturing a stator, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101016604B1 (en) * 2009-01-28 2011-02-22 주식회사 모아텍 Outer Rotor type Step Motor
JP2016220400A (en) * 2015-05-20 2016-12-22 日産自動車株式会社 Method for mounting coil to stator core, mounting structure, and stator core

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