JP2004248434A - コイル挿入方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアの内周面に形成したスロットへのコイル挿入作業を容易なものとする。
【解決手段】ステータコア１５内に巻治具保持具２３の仕切謙保持板３３を挿入する。仕切謙保持板３３は、円周方向に沿って等間隔に複数有し、この仕切兼保持板３３とステータコア１５の内周面との間に、コイル１９を巻いてあるコイル巻治具２１をセットする。コイル１９の内周側にブレード３７をセットした状態で、プッシャユニット３９をコイル巻治具２１の内側に挿入することで、プッシャユニット３９の押圧フィン４３が、ブレード３７を介してコイル１９を押圧し、複数のコイル１９を一度の作業でスロット１７に一括挿入する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータにおけるステータコアの内周部にて軸線方向に向けて形成したスロットにコイルを挿入するコイル挿入方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコイル挿入方法および装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２５４０８号公報
【０００４】
これは、図７に示すような円筒形のステータコア１の内周面に形成した複数のスロット３に、その内周側から、コイル巻治具５に巻かれているコイル７を挿入するものである。
【０００５】
コイル７は、複数のコイル巻治具５に連続して巻いてあり、このうち２つのコイル巻治具５を、ステータコア１内に挿入してある治具９にセットする。このとき、コイル巻治具５の側面と治具９との間には、コイル７が入り込む隙間１１が形成されており、この隙間１１の図７中で上部側に板状のブレード１３を挿入しておく。
【０００６】
そして、ブレード１３を隙間１１に沿って下方に移動させることで、コイル７を押し下げスロット３内に挿入する。コイル挿入後は、コイル７が外された２つのコイル巻治具５を治具９から取り外す。
【０００７】
２つのコイル７をそれぞれ対応するスロット３に挿入したら、次にコイル７を挿入するスロット３が下方位置となるようステータコア１を回転させて、コイル７が巻かれた別の２つのコイル巻治具５を、前記と同様にして治具９にセットし、ブレード１３によって２つのコイル７を挿入する。
【０００８】
以後同様にして、ステータコア１を順次回転させ、コイル７を２つずつ対応するスロット３に挿入していく。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のものは、コイル巻治具５を２つずつ治具９にセットし、２つずつのコイル７を対応するスロット３に挿入する作業を繰り返して行うので、コイル挿入作業が煩雑であり、改善が望まれている。
【００１０】
そこで、この発明は、コイル挿入作業を容易なものとすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、環状のステータコアの内周部に沿って複数のスロットを、軸線方向に延長して形成し、この複数のスロットにコイルを挿入するコイル挿入方法において、前記コイルを巻いたコイル巻治具を、前記ステータコアの内周部に沿って複数セットし、前記複数のコイル巻治具の内側に、前記軸線方向に沿ってプッシャユニットを挿入することで、このプッシャユニットの外周部に円周方向に沿って設けた複数のコイル押圧部が、互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に進入しつつ前記複数のコイルをそれぞれ押圧して前記スロット内に挿入するコイル挿入方法としてある。
【００１２】
【発明の効果】
この発明によれば、ステータコアの内周部に沿って複数セットしたコイル巻治具の内側に、軸線方向に沿ってプッシャユニットを挿入することで、このプッシャユニットの外周部に設けた複数のコイル押圧部によって複数のコイルを同時に押圧してスロット内に挿入するので、複数のコイルを一括して挿入することができ、コイル挿入作業が容易なものとなる。。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わるコイル挿入装置を示す分解斜視図である。ここでのステータコア１５は、例えば３相モータに使用するものであり、前記図７に示した従来のものと同様に、内周面に沿って複数のスロット１７を、中心軸線方向に延長して形成してある。
【００１５】
上記したステータコア１５は、図示していないが、コイル挿入装置のベース部に支持ブラケットを介して軸線方向が水平となる状態で固定してあり、このステータコア１５の内周面に沿って、コイル１９がそれぞれ巻かれた複数（ここでは１２個）のコイル巻治具２１をセットする。
【００１６】
上記１２個のコイル巻治具２１に巻かれたそれぞれのコイル１９は、３相分のコイルのうちの１相分に相当し、これら各コイル１９は、コイル用巻線を連続して巻いたものであり、コイル１９相互間が渡り線によって繋がっている。
【００１７】
また、この１２個のコイル巻治具２１は、コイル１９がそれぞれ巻かれた状態で、図２に斜視図として示す、ステータコア１５内に挿入した状態の巻治具保持具２３に保持させる。
【００１８】
巻治具保持具２３は、コイル挿入装置の前記したベース部上に、ステータコア１５に対しその軸線方向に沿って接近離反移動可能となるように、ガイドレール２５に沿って移動可能である。すなわち、ガイドレール２５に対し底板２７が移動可能であり、底板２７上に立設された支持板２９に、環状の支持部材３１を介して、複数（ここでは１２枚）の仕切兼保持板３３を設けてある。
【００１９】
複数の仕切兼保持板３３は、支持部材３１の外周部に、長手方向の一端側の内周部を固定するとともに、ステータコア１５内に挿入した状態でステータコア１５の中心側から外周側に向けて放射状となるよう円周方向に沿って配置される。この巻治具保持具２３を、ステータコア１５に接近させて、図１に示すように、仕切兼保持板３３の支持部材３１が存在しない部分を、ステータコア１５内に挿入する。
【００２０】
ここで、上記した互いに隣接する複数の仕切兼保持板３３相互間の空間は、ステータコア１５の中心軸方向から見て内周側が狭く外周側が広くなる形状を呈しており、前記したコイル巻治具２１は、この形状の空間に挿入できるように、ステータコア１５の中心軸方向から見てステータコア１５の中心側から外周側に向けて幅広となるテーパ形状を呈している。
【００２１】
図３は、ステータコア１５内に挿入した仕切兼保持板３３相互間の空間に、コイル巻治具２１をセットした状態を示す軸線方向から見た図で、コイル巻治具２１と、巻治具保持具２３の仕切兼保持板３３との間には、隙間３５が形成される。そして、この隙間３５の内周側端部のコイル１９が存在しない部分には、板状のブレード３７を挿入する。
【００２２】
上記したブレード３７の厚さは、隙間３５の間隔とほぼ同程度で、かつ隙間３５内を移動可能となるような寸法に設定してある。このブレード３７を、コイル巻治具２１と仕切兼保持板３３との間に挿入して保持させた状態で、図１に示すプッシャユニット３９を、環状に配置してある複数のコイル巻治具２１内に挿入して複数のコイル１９を、スロット１７に一括して挿入する。
【００２３】
プッシャユニット３９は、円筒部４１と、その周囲に軸線方向に沿って延びる板状のコイル押圧部としての複数の押圧フィン４３とを備えている。押圧フィン４３は、円周方向に沿って前記した隙間３５に対応して設定してある。
【００２４】
また、この押圧フィン４３は、挿入方向前方側の傾斜部としての押し込み部４３ａと、押し込み部４３ａより後方側の押さえ部４３ｂとを備える。押し込み部４３ａは、先端側ほどステータコア１５の中心側となるよう傾斜している。一方、押さえ部４３ｂは、ステータコア１５の中心軸方向と平行であり、ステータコア１５に挿入した状態でステータコア１５の内周面とほぼ一致する位置となるよう形成してある。
【００２５】
次に、上記した第１の実施形態によるコイル挿入装置を用いたコイル挿入方法について説明する。まず、図２に示す巻治具保持具２３の複数の仕切兼保持板３３をステータコア１５内に挿入し、この状態で互いに隣接する仕切兼保持板３３相互間の空間に、コイル１９を巻いてあるコイル巻治具２１をセットする。
【００２６】
この状態で、図３に示すように、コイル巻治具２１と仕切兼保持板３３との間の内周側端部に、ブレード３７を挿入して保持させ、これにより隙間３５を形成する。
【００２７】
そして、プッシャユニット３９を、その複数の押圧フィン４３が各ブレード３７にそれぞれ対応する位置で、ステータコア１５内に挿入すると、押圧フィン４３の先端側の傾斜している押し込み部４３ａが、ブレード３７の内周側に接触し、ブレード３７を隙間３５内を外周側に向けて徐々に移動させる。
【００２８】
このブレード３７の移動によりコイル１９が押され、最終的には押圧フィン４３の押さえ部４３ｂがステータコア１５内に挿入完了した時点で、１相分の各コイル１９は、それぞれ対応するスロット１７に同時に一括して挿入されることになる。
【００２９】
挿入完了後は、プッシャユニット３９をステータコイル１５内から引き抜くとともに、ブレード３７も引き抜き、コイル１９が外された１２個のコイル巻治具２１も、ステータコア１５の内周面と仕切兼保持板３３との間の空間から取り外す。
【００３０】
以後、他の２相分のコイルについては、スロット１７が対応するコイルの挿入位置となるよう、ステータコア１５を所定角度回転させるか、あるいは巻治具保持具２３の仕切兼保持板３３側を所定角度回転させた状態で、上記と同様にして１相分の複数のコイルを同時に一括して挿入する。
【００３１】
３相分のコイル１９をすべて対応するスロット１７に挿入したら、巻治具保持具２３をステータコイル１５内から離反移動させる。
【００３２】
このように、上記した第１の実施形態によれば、１相分の複数のコイル１９をプッシャユニット３９の挿入によって一度の作業で行えるので、コイル挿入作業が容易なものとなる。また、コイル挿入時に、ブレード３７を使用することで、プッシャユニット３９によってコイル１９を直接押圧して挿入する場合に比べ、コイル１９の傷つきを抑えることができる。
【００３３】
図４および図５は、この発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、前記第１の実施形態における図２に示した巻治具保持具２３を兼用する。ここでのコイル巻治具４５は、図４に示すように環状部材４７の外周に、円周方向に沿って所定間隔を置いて着脱可能に取り付ける。この環状部材４７の外周には係合突起４７ａを軸線方向に沿って延長して設けてあり、一方コイル巻治具４５の内周には係合突起４７ａが係合する係合溝４５ａを設け、これによりコイル巻治具４５を環状部材４７に対して軸線方向にスライドさせることで取り付ける。
【００３４】
ここで、環状部材４７の軸線方向の幅寸法は、コイル巻治具４５の同幅寸法のほぼ半分としてある。図４では環状部材４７の一方の端面に各コイル巻治具４５の一方の端面を合わせた状態であり、したがってこのとき、コイル巻治具４５の他方側のほぼ半分の内側には環状部材４７が存在しない。
【００３５】
さらに、上記した環状部材４７と、１２個のコイル巻治具４５とを一体化させたものに、互いに隣接するコイル巻治具４５相互間を隔てる仕切部材としての隔壁板４９を備えた仕切具５１を装着する。この仕切具５１は、環状部材４７とほぼ同形状の環状支持部５３を備えており、この環状支持部材５３の外周に上記した隔壁板４９を備えている。
【００３６】
上記した環状支持部材５３は、少なくともその外径が環状部材４７と同等であり、仕切具５１を、環状部材４７と１２個のコイル巻治具４５とを一体化させたものに取り付ける際に、１２個のコイル巻治具４５の内側に位置する。また、このとき隔壁板４９は、互いに隣接するコイル巻治具４５相互間の中央に位置する。
【００３７】
隔壁板４９をコイル巻治具４５相互間に位置させたときには、隔壁板４９とコイル巻治具４５との間に、図５に示すように隙間５５が形成される。
【００３８】
上記した環状部材４７，１２個のコイル巻治具４５および仕切具５１の３つの部材を一体化したものを円形治具５７とし、この円形治具５７におけるコイル巻治具４５に対し、コイルセット治具５９によりコイル１９をセットする。
【００３９】
コイルセット治具５９は、巻線モータ６１と、巻線モータ６１によって回転するコイル巻枠６３と、コイル巻枠６３に巻き付けたコイル１９すなわち環状に形成したコイル１９を、前記した隙間５５に押し込む一対の押し込み爪６５をそれぞれ備える。
【００４０】
円形治具５７は、図示しない円形治具保持具に回転可能に保持し、コイル１９をセットする隙間５５にコイル１９が位置する状態で、位置決め固定する。
【００４１】
次に、上記した第２の実施形態によるコイル挿入装置を用いたコイル挿入方法について説明する。まず、コイル１９をコイル巻治具４５にセットするときには、環状部材４７，１２個のコイル巻治具４５および仕切部材５１の３つの部材を一体化して円形治具５７として組み立て、この円形治具５７を図示しない円形治具保持具に回転可能に保持させる。
【００４２】
そして、円形治具５７における１２個のうちの一つのコイル巻治具４５が、図５に示すように、コイルセット治具５９のコイル巻枠６３に対向する位置となるよう円形治具５７を回転させて位置決め固定する。一方このとき、コイル巻枠６３は、巻線モータ６１の駆動により回転してコイル１９が巻かれた状態とする。
【００４３】
この状態で、一対の押し込み爪６５を円形治具５７に向けて接近させることで、その先端がコイル１９に接触して押し下げ、コイル１９を隙間５５内に挿入する。コイル１９を隙間５５内に挿入することで、コイル１９は、コイル巻治具４５に巻かれた状態となる。このとき挿入するコイル１９は、互いに隣接するコイル巻治具４５相互間に隔壁板４９が挿入してあるので、既に巻終えてある隣接するコイル１９に接触することがなく、隔壁板４９にガイドされてスムーズに挿入作業が行える。
【００４４】
一つのコイル巻治具４５にコイル１９をセットしたら、円形治具５７を、次にコイル１９をセットする隣接するコイル巻治具４５に対向する位置となるよう所定角度回転させるとともに、コイル１９が外されたコイル巻枠６３に、巻線モータ６１を再度駆動して巻き付ける。
【００４５】
このようにして、複数のコイル巻治具４５にコイル１９を順次セットし、１２個のコイル巻治具４５のすべてにコイル１９をセットし終えたら、円形治具５７を、図示しない円形治具保持具から取り外す。その後、同じ相となるコイル１９同士の結線を行う。
【００４６】
次に、上記した円形治具５７から、仕切部材５１を取り外し、前記図４に示す状態の環状部材４７と１２個のコイル巻治具４５とが一体化したものを、前記図２に示した第１の実施形態で使用した巻治具保持具２３が挿入されているステータコア１５内に挿入する。この挿入時でのコイル巻治具４５と巻治具保持具２３の仕切謙保持板３３との位置関係は、前記図３に示した第１の実施形態でのコイル巻治具２１と仕切謙保持板３３との位置関係と同様である。
【００４７】
つまり、コイル巻治具４５と巻治具保持具２３の仕切兼受け板３３との間には、図３における隙間３５と同様の隙間が、ブレード３７の挿入によって形成される。
【００４８】
この状態（ブレード３７は未挿入の状態）で、環状部材４７を１２個のコイル巻治具４５から取り外すと、各コイル巻治具４５はその両側の仕切兼保持板３３とステータコア１５の内周面との間に保持される。
【００４９】
そして、前記したブレード３７を、第１の実施形態と同様にして、コイル巻治具４５と仕切兼保持板３３との間の隙間における内周側端部のコイル１９が巻かれていない部分に板状のブレード３７を挿入する。
【００５０】
その後、第１の実施形態と同様にして、プッシャユニット３９を、その複数の押圧フィン４１が各ブレード３７に対応する位置で、ステータコア１５内に挿入することで、１相分の各コイル１９を、それぞれ対応するスロット１７に同時に一括して挿入する。
【００５１】
挿入完了後は、プッシャユニット３９をステータコイル１５内から引き抜くとともに、ブレード３７も引き抜き、コイル１９が外された１２個のコイル巻治具４５も、ステータコア１５と巻治具保持具２３の隔壁板３３との間から取り外す。
【００５２】
以後、他の２相分のコイルについては、第１の実施形態と同様に、スロット１７が対応するコイルの挿入位置となるよう、ステータコア１５を適宜回転させるか、あるいは巻治具保持具２３の仕切兼保持板３３側を所定角度回転させた状態で、上記と同様にして１相分の複数のコイルを同時に一括して挿入する。
【００５３】
３相分のコイル１９をすべて対応するスロット１７に挿入したら、巻治具保持具２３をステータコイル１５内から離反移動させる。
【００５４】
このように、上記した第２の実施形態においても、１相分の複数のコイル１９をプッシャユニット３９の挿入によって一度の作業で行えるので、コイル挿入作業が容易なものとなるなど、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５５】
図６は、図示しない巻線リールからコイル用巻線６９を繰り出して、前記第１の実施形態で使用した複数のコイル巻治具２１に、１相分のコイル１９を連続して巻き付ける装置の要部を示している。
【００５６】
１相分のコイル１９を巻き付ける複数のコイル巻治具２１は、図中で左右方向に延長される回転支持軸７１が挿入されて固定され、図示しないモータによって回転支持軸７１とともに回転する。
【００５７】
一方、図示しない巻線リールから、矢印Ａで示す方向に繰り出されるコイル用巻線６９は、第１のガイド部７３とその前方の第２のガイド部７５を備えた巻線送り機構を経てコイル巻治具２１に送られる。そして、これら各ガイド部７３，７５を備えた巻線送り機構は、コイル巻治具２１の回転に伴ってコイル巻治具２１の配列方向すなわち図６中で右方向に沿って移動する。
【００５８】
上記した第１のガイド部７３は、巻線送り機構の図示しない移動体上に固定されてコイル用巻線６９を単に前方へ送る際にガイドするものである。一方、第２のガイド部７５は、コイル用巻線６９の図６中で左側にて回転支持軸７７を介して上記した移動体に対して回転可能となっており、そのガイド溝７５ａにコイル用巻線６９がガイドされる。
【００５９】
上記した巻線送り機構によれば、一つのコイル巻治具２１へコイル用巻線６９を巻き付け終えて、次のコイル巻治具２１にコイル用巻線６９を巻き付ける際には、第１，第２の各ガイド部７３，７５を備えた巻線送り機構を、その図示しない上記移動体とともに図６中で右方向へ移動させる。このとき第２のガイド部７５が２点鎖線位置から実線位置となるよう回転支持軸７７を中心として回転する。
【００６０】
これにより、上記した巻線送り機構は、第２のガイド部７５が回転しないものに比べ、第２のガイド部７５でのコイル用巻線６９の屈曲角度が小さくなり、コイル用巻線６９の変形および傷の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わるコイル挿入装置を示す分解斜視図である。
【図２】第１の実施形態で使用する巻治具保持具の斜視図である。
【図３】第１の実施形態によるステータコアに挿入した仕切謙保持板相互間の空間にコイル巻治具をセットした状態を示す軸線方向から見た説明図である。
【図４】この発明の第２の実施形態を示すコイル挿入装置に使用する円形治具の一部を分解した斜視図である。
【図５】第２の実施形態におけるコイル巻治具にコイルをセットする作業を示す説明図である。
【図６】巻線リールから巻線を繰り出して、第１の実施形態で使用したコイル巻治具に、１相分のコイルを連続して巻き付ける装置の概略図である。
【図７】従来例に係わるコイル挿入装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１５ ステータコア
１７ スロット
１９ コイル
２１，４５ コイル巻治具
２３ 巻治具保持具
３３ 仕切謙保持板
３７ ブレード
３９ プッシャユニット
４３ 押圧フィン（コイル押圧部）
４３ａ 押し込み部（傾斜部）
４７ 環状部材
４９ 隔壁板（仕切部材）

Claims (12)

1. 環状のステータコアの内周部に沿って複数のスロットを、軸線方向に延長して形成し、この複数のスロットにコイルを挿入するコイル挿入方法において、前記コイルを巻いたコイル巻治具を、前記ステータコアの内周部に沿って複数セットし、前記複数のコイル巻治具の内側に、前記軸線方向に沿ってプッシャユニットを挿入することで、このプッシャユニットの外周部に円周方向に沿って設けた複数のコイル押圧部が、互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に進入しつつ前記複数のコイルをそれぞれ押圧して前記スロット内に挿入することを特徴とするコイル挿入方法。
2. 前記複数のコイル巻治具を、前記ステータコアの内周部に沿って複数セットする際に、前記ステータコア内に挿入した巻治具保持具に保持させることを特徴とする請求項１記載のコイル挿入方法。
3. 前記コイル巻治具は、前記ステータコアの中心軸方向から見てステータコアの中心側から外周側に向けて幅広となるテーパ形状を呈し、前記巻治具保持具は、前記ステータコアの中心側から外周側に向けて放射状に延びかつ互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に位置する複数の仕切兼保持板を備えていることを特徴とする請求項２記載のコイル挿入方法。
4. 前記複数のコイル巻治具の内側に前記プッシャユニットを挿入する際に、互いに隣接するコイル巻治具相互間にあらかじめセットしたブレードを介してコイルを押圧して前記スロット内に挿入することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル挿入方法。
5. 前記プッシャユニットのコイル押圧部は、先端側ほど前記ステータコアの中心側となるよう傾斜する傾斜部を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のコイル挿入方法。
6. 前記複数のコイル巻治具を、環状部材の外周部にその円周方向に沿って所定間隔を置いて取り付けるとともに、互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に仕切部材を配置し、前記複数のコイル巻治具に対し、その外周側から、環状に形成したコイルを押し込んで巻き付けた状態とし、この状態で前記仕切部材を取り外し、前記ステータコア内に挿入してある前記巻治具保持具に前記複数のコイル巻治具が保持されるよう、前記複数のコイル巻治具を前記環状部材とともに前記ステータコア内に挿入し、その後前記環状部材を前記複数のコイル巻治具から取り外してコイル巻治具を前記巻治具保持具に保持させた状態とし、この状態で前記プッシャユニットを前記ステータコア内に挿入して前記スロット内にコイルを挿入することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のコイル挿入方法。
7. 環状のステータコアの内周部に沿って複数のスロットを、軸線方向に延長して形成し、この複数のスロットにコイルを挿入するコイル挿入装置において、前記ステータコアの内周部に沿ってセットする複数のコイル巻治具と、前記複数のコイル巻治具の内側に、前記軸線方向に沿って挿入することで、外周部に設けた複数のコイル押圧部が、互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に進入しつつ、各コイル巻治具に巻かれたそれぞれのコイルを押圧して前記スロット内に挿入するプッシャユニットとを、それぞれ備えていることを特徴とするコイル挿入装置。
8. 前記ステータコア内に挿入した状態で前記コイル巻治具を保持する巻治具保持具を備えることを特徴とする請求項７記載のコイル挿入装置。
9. 前記コイル巻治具は、前記ステータコアの中心軸方向から見てステータコアの中心側から外周側に向けて幅広となるテーパ形状を呈し、前記巻治具保持具は、前記ステータコアの中心側から外周側に向けて放射状に延びかつ互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に位置する複数の仕切兼保持板を備えていることを特徴とする請求項８記載のコイル挿入装置。
10. 互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に挿入され、前記複数のコイル巻治具の内側に前記プッシャユニットを挿入する際に、前記コイルを押圧して前記スロット内に挿入するブレードを設けたことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のコイル挿入装置。
11. 前記プッシャユニットのコイル押圧部は、先端側ほど前記ステータコアの中心側となるよう傾斜する傾斜部を備えていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載のコイル挿入装置。
12. 前記コイル巻治具にコイルをセットする際に、複数のコイル巻治具を、外周部にその円周方向に沿って所定間隔を置いて取り付ける環状部材と、互いに隣接する前記コイル巻治具相互間に配置する仕切部材とをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載のコイル挿入装置。

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