JP2006121864A - Insertion method and coil inserting device - Google Patents
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Description
本発明は、モータなどにおけるステータコアのスロットにコイルを挿入するためのコイル挿入方法およびコイル挿入装置に関する。 The present invention relates to a coil insertion method and a coil insertion device for inserting a coil into a slot of a stator core in a motor or the like.
従来ステータコアの内周部に形成されたスロットにコイルを挿入する作業は、例えば下記特許文献1,2に記載されてるような装置を用いて行われる。すなわち、モータにおける円筒状に形成されたステータコアの内周面には、軸方向に沿って延びる内歯が円周方向等間隔に設けられ、この内歯の相互間にはコイルを挿入するスロットが形成されている。
Conventionally, an operation of inserting a coil into a slot formed in an inner peripheral portion of a stator core is performed using an apparatus as described in
コイル挿入装置は、内歯に対応する位置にてコイルを保持する複数のブレードが環状に配置されるとともに、ステータコア内に挿入してコイルを押圧するストリッパが移動可能に設けられている。ストリッパは、外周部に、ブレード相互間を移動しつつコイルを押圧してスロット内に押し込む押圧突起を円周方向等間隔に複数備えている。 In the coil insertion device, a plurality of blades that hold a coil at positions corresponding to the internal teeth are arranged in an annular shape, and a stripper that is inserted into the stator core and presses the coil is movably provided. The stripper is provided with a plurality of pressing protrusions at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion, pressing the coil while moving between the blades and pressing the coil into the slot.
上記の構成において、コイルを所定のブレード相互間に挿入してブレードに保持させた後、ステータコアを、ブレードが内歯に対向する位置となるようコイル挿入装置にセットする。この状態で、ストリッパを、ステータコア内に向けて移動させると、コイルは、ストリッパの押圧突起に押圧されてブレード相互間にガイドされつつ移動してスロット内に入り込む。
ここで、従来のコイル挿入装置によるコイル挿入方法では、挿入すべきコイルのすべてを、ストリッパのステータコア内への侵入移動によりスロット内に押し込むようにしている。 Here, in the coil insertion method using the conventional coil insertion device, all of the coils to be inserted are pushed into the slots by the intrusion movement of the stripper into the stator core.
ところが、スロット内の容積はステータコアの寸法から限られているため、スロット内容積に対するコイルの占める占積率を高めるべくコイルの挿入を行おうとすると、コイル挿入時の抵抗が大きくなり、コイルが傷付いたり、コイルの移動が阻止されて挿入作業が効率よくできなくなるという不具合が発生する。 However, since the volume in the slot is limited by the dimensions of the stator core, if the coil is inserted in order to increase the space factor occupied by the coil relative to the volume in the slot, the resistance at the time of coil insertion increases and the coil is damaged. Or the movement of the coil is blocked and the insertion work cannot be performed efficiently.
そこで、本発明は、コイルの傷付きや、コイルの移動阻止を回避しつつ、スロット内容積に対するコイルの占める占積率を高めることを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to increase the space factor occupied by the coil with respect to the internal volume of the slot while avoiding damage to the coil and prevention of movement of the coil.
本発明は、円筒状のステータコアの内歯に対向して円周方向に沿って複数配置されるブレードを備え、前記ステータコア内に侵入移動可能なストリッパが、前記ブレードに保持させたコイルを、外周部に設けた押圧突起で押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入するコイル挿入方法において、前記コイルを、前記ストリッパの移動により前記ステータコアのスロット内に挿入する際に、前記スロットのステータコア中心側の開口に連続するスロット外に前記コイルの一部をはみ出させ、このはみ出したコイルの一部を、コイル押し込み部材により前記スロット内に押し込むことを最も主要な特徴とする。 The present invention comprises a plurality of blades arranged in a circumferential direction facing the inner teeth of a cylindrical stator core, and a stripper that can move into the stator core moves a coil held by the blade to the outer periphery. In the coil insertion method in which the coil is inserted into a slot formed between the inner teeth of the stator core by pressing with a pressing projection provided on the portion, when the coil is inserted into the slot of the stator core by movement of the stripper, The main feature is that a part of the coil protrudes outside the slot continuous with the opening on the stator core center side of the slot, and a part of the protruding coil is pushed into the slot by a coil pushing member.
本発明によれば、ストリッパの移動によるコイル挿入作業時にスロット外にはみ出させたコイルの一部を、コイル押し込み部材によりスロット内に押し込むようにしたので、最終的にスロット内に挿入するコイルの量を増大させることができ、コイルの傷付きや、コイルの移動阻止を回避しつつ、スロット内容積に対するコイルの占める占積率を高めることができる。 According to the present invention, a part of the coil that protrudes out of the slot when the coil is inserted by moving the stripper is pushed into the slot by the coil pushing member, so that the amount of the coil that is finally inserted into the slot Thus, the space factor occupied by the coil with respect to the volume in the slot can be increased while avoiding damage to the coil and prevention of coil movement.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態を示すコイル挿入装置の一部であるコイル挿入治具1の断面図で、円筒状のステータコア3のスロット3aにコイル5を挿入している状態を示す。ステータコア3は、図2にその一部を平面断面図として示すように、スロット3aを円周方向に沿って等間隔に複数備えるとともに、スロット3a相互間に内歯7を備えている。コイル挿入治具1は、コイル挿入時に内歯7に対向するブレード9を円周方向に沿って複数備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
コイル5は、その挿入前に、ブレード9相互間の隙間に入り込ませてセットする。このときコイル5は、図1に示すように、図1中で上端部側の一方の端部5aがブレード9の内側に位置し、同下端部側の他方の端部5bがブレード9の外側に位置することになる。
Before the
前記したスロット3aには、コイル挿入前にあらかじめ絶縁紙11を周囲三方の内壁に密着するようセットし、コイル挿入時には、挿入したコイル5を覆うように、スロット3aのステータコア中心側の開口を塞ぐウェッジ13の挿入作業も、本コイル挿入治具1によって連続して行う。
Into the
前記したブレード9は、図1に示すように、その基端部(図1中で下端部)をコイル挿入治具1のハウジング17内に設けてあるブレードホルダ15に固定する。ブレードホルダ15の中心部には、ロッド19を、図示しない油圧シリンダなどの駆動手段によって図1中で上下動可能に設けている。
As shown in FIG. 1, the
ロッド19の先端部(図1中で上端部)には、全体としてほぼ円盤状のストリッパ21をボルト23によって固定し、ストリッパ21はロッド19と一体となって図1中で上下方向に移動する。このストリッパ21は、環状に配置した複数のブレード9の内側に位置し、図2に示すように互いに隣接するブレード9相互間の隙間に入り込む押圧突起25を、外周部に複数備えている。この押圧突起25が、ブレード9相互間の隙間にセットしたコイル5を、ストリッパ21の図1中での上昇移動により押圧してスロット3aに挿入する。
A generally disc-
そして、ここでの押圧突起25は、ストリッパ21によるコイル挿入時に、図2に示すように、挿入したコイル5の一部5pが、スロット3aのステータコア中心側の開口に連続するスロット外にはみ出すように、スロット3aから離れた位置となるよう設定している。
The
また、図1に示すように、ステータコア3の外部における各ブレード9の外側には、ウェッジガイド27を配置する。ウェッジガイド27は、互いに隣接するウェッジガイド27相互間の決められた位置に、挿入前の前記したウェッジ13を挟持する。
Further, as shown in FIG. 1, a
また、上記したウェッジガイド27相互間には、ウェッジプッシャ29を配置する。ウェッジプッシャ29は、ウェッジ13を、コイル5を挿入した後のスロット3aの開口側に向けて押圧して挿入するもので、図示しない駆動手段によって図1中で上下方向に移動する。
A
次に、上記したコイル挿入治具1によるコイル挿入方法について説明する。ストリッパ21を、図1の状態に対してブレード9の基端側の後退位置へ移動させた状態で、あらかじめ巻かれたコイル5を、複数のブレード9に跨るようにしてブレード9に引っ掛け、ブレード9相互間に挿入して保持させる。その後、スロット3a内にあらかじめ絶縁紙11を装着したステータコア3を、複数のブレード9の環の外側に嵌め込みつつ、図2のように内歯7をブレード9の外面に沿わせてウェッジガイド27の図1中で上端部に当接する位置まで移動させ、この位置にて図示しないステータコア位置決め装置によりステータコア3を固定する。
Next, a coil insertion method using the
続いて、駆動手段によりロッド19を前進方向に作動させ、ストリッパ21を複数のブレード9の環内にてステータコア3内に進出させ、ブレード9に保持させているコイル5を、押圧突起25で押圧しつつステータコア3のスロット3a内の絶縁紙11内に挿入する。これと同時に、駆動手段によってウェッジプッシャ29を進出させ、ウェッジガイド27相互間に挟持されているウェッジ13を、絶縁紙11の内部においてスロット3aの開口側に押し込む。
Subsequently, the
このとき、本実施形態では、図2に示すように、コイル5をスロット3a内全体に挿入するとともに、スロット3aのステータコア中心側の開口に連続するスロット外部にもコイル5の一部5pを位置させる。したがって、ここでのウェッジ13は、スロット3aからステータコア中心側に突出した状態となっており、この突出した端面にストリッパ21の押圧突起25の先端が当接している。
At this time, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the
図2に示すように、スロット3aに先端の一部を挿入した後のウェッジ13は、コイル5と絶縁紙11との間に挟まれて、これら両者間の摩擦により保持されるとともに、コイル5と内歯7のスロット3a側へ突出する突起7aとの間に挟まれて、これら両者間の摩擦により保持される。
As shown in FIG. 2, the
次に、スロット外に位置しているコイル5の一部5pを、ウェッジ13とともにスロット3a内に押し込む動作について説明する。
Next, an operation of pushing a
図3(a)は、ストリッパ21が図中で最上端まで移動して図2のようにコイル5およびウェッジ13を挿入した状態を示し、さらにこの状態から、ストリッパ21を、図3(b)のように下降させてステータコア3の外部に位置させる。
FIG. 3A shows a state in which the
図3(c)は、挿入後のコイル5の上端部側のステータコア内側に屈曲している端部5aを、コイル上部拡張治具31を用いて外側に拡張させる動作を示す。コイル上部拡張治具31は、コイル挿入治具1の上方位置にてコイル挿入治具1に対して接近離反移動可能に上下動するもので、円板状のベース部33の下面に、可動部材35を取り付けている。 可動部材35は、ベース部33に対してその直径方向にスライド移動するスライド部35aと、スライド部35aの内側端部から下方に向けて屈曲してコイル5の端部5aの内側に入り込む拡張爪35bとから構成されて、断面L字形状を呈している。この可動部材35をベース部33の円周方向に複数配置し、これら各可動部材35がステータコア3の外周側へ向けて移動することで、拡張爪35bが、内側に向けて屈曲しているコイル端部5aを、図中で上下方向に起立した状態、あるいは外側に屈曲した状態となるよう拡張させる。
FIG. 3 (c) shows an operation of expanding the
コイル端部5aの拡張後は、図3(d)に示すように、コイル押し込み部材としてのコイル押し込み治具37を用い、スロット外に位置しているコイル5の一部5pをスロット3a内に押し込む。コイル押し込み治具37は、前記したコイル上部拡張治具31と同様に、コイル挿入治具1の上方位置にてコイル挿入治具1に対して接近離反移動可能に上下動するもので、図4(a)に正面断面図、図4(b)に底面図として示している。
After the extension of the
上記したコイル押し込み治具37は、押し込み部材本体としての円筒状の治具本体39内に、その直径方向に移動可能な拡張ブレード41を、円周方向等間隔に複数配置している。拡張ブレード41は、図4(a)中で下部側が上部側より治具本体39の中心側となような被押圧傾斜面41aを上下に二つ備えている。
In the
円周方向に環状に配置した複数の拡張ブレード41の内側には、図示しない駆動機構によって上下動する作動軸43を設け、作動軸43には、その軸方向に沿って二つのテーパコーン45を設けている。
An
テーパコーン45は、前記した拡張ブレード41の被押圧傾斜面41aに対応する押圧傾斜面45aを備え、作動軸43とともに図4(a)中で下方に移動することで、押圧傾斜面45aが被押圧傾斜面41aを押圧して拡張ブレード41を外側へ移動させる。なお、この拡張ブレード41は、図示しないスプリングなどによって内側へ常時押し付けられており、テーパコーン45の押圧を受けていない状態では、治具本体39内に後退している。
The tapered
したがって、拡張ブレード41が、その外周端部が治具本体39の外周面とほぼ同一面となるよう後退した状態で、コイル押し込み治具37をステータコア3内に挿入し、その後作動軸43を進出移動させることで、押圧傾斜面45aが被押圧傾斜面41aを押圧して拡張ブレード41を外側へ突出移動させ、これにより、拡張ブレード41が、前記したスロット外に位置しているコイル5の一部5pを、ウェッジ13とともにスロット3a内に押し込む。
Therefore, the
図5は、上記した拡張ブレード41によってコイル5の一部5pをスロット3a内に押し込む動作を示す平面断面図で、(a)が押し込む前の状態、(b)が押し込んだ後の状態である。拡張ブレード41が、図5(a)のように治具本体39内に入り込んだ状態から、図5(b)のように進出移動することで、コイル5の一部5pをウェッジ13とともにスロット3a内に押し込む。
FIGS. 5A and 5B are plan sectional views showing an operation of pushing the
このとき、ブレード9はステータコア1内に留まらせた状態であり、このブレード9が、ウェッジ13およびコイル5の一部5pがスロット3aに押し込まれて移動する際に、ウェッジ13の両側部をガイドするので、ウェッジ13およびコイル5の一部5pの横ずれを防止し、これらのスロット3aへの押し込み作業を効率よく行うことができる。
At this time, the
スロット3aに挿入した後のウェッジ13は、内歯7の突起7aに接触し、突起7aとの間の摩擦によって保持される。なお、この突起7aの突出量を大きくし、ウェッジ13をこの大きくした突起7aより前方へさらに押し込むことで、スロット3a内でウェッジ13が広がり、これによりウェッジ13を両側の突起7aに引っ掛けるようにして保持させることができる。
The
なお、内歯7の突起7aの突出量を大きくしない場合には、スロット3aの入口幅が広くなるので、コイル5の挿入抵抗が減少し、より効率よくコイル5の挿入作業を行うことができる。
In addition, when the protrusion amount of the
図6は、上記図4に示したコイル押し込み治具37を支持する支持機構の全体構成図である。この支持機構は、コイル挿入治具1の側方に支柱47を備え、この支柱47の上端部付近に、コイル挿入治具1の真上を通る水平ガイドバー49を設ける。そして、この水平ガイドバー49に、コイル押し込み治具37を移動可能に取り付ける。
FIG. 6 is an overall configuration diagram of a support mechanism that supports the
水平ガイドバー49には、コイル押し込み治具37をコイル挿入治具37の真上を含む直線上を水平ガイドバー49に沿って移動させる前後駆動機構51を設け、またコイル押し込み治具37の上部には、コイル押し込み治具37を上下動させる上下駆動機構53を設ける。
The
前後駆動機構51の作動によってコイル押し込み治具37をコイル挿入治具37の真上に移動させ、続いて上下駆動機構53の作動によってコイル押し込み治具37を、前記したように、ステータコア3内に挿入し、その後のウェッジ13およびコイル5の一部5pの拡張ブレード41によるスロット3a内への押し込み作業に備える。
The
なお、前記図3(c)に示したコイル上部拡張治具31についても、上記したコイル挿入治具37と同様に、それ自身に上下駆動機構を一体化させた上で、上記した支持機構の水平ガイドバー49に専用の前後駆動機構を別途設けて移動可能に支持させることができる。
Note that the coil upper extension jig 31 shown in FIG. 3C is also integrated with the vertical drive mechanism itself as in the case of the
上記したコイル挿入装置を用いたコイル挿入方法によれば、ストリッパ21の移動によるコイル挿入作業時にスロット外にはみ出させたコイル5の一部5pを、コイル押し込み治具37によりスロット3a内に押し込むようにしたので、最終的にスロット3a内に挿入するコイル5の量を増大させることができ、スロット内容積に対するコイル5の占める占積率を高めることができる。
According to the coil insertion method using the coil insertion device described above, a
ストリッパ21によるコイル挿入領域は、スロット3aに加えてスロット外も含むので、ストリッパ21によりスロット3a内のみに挿入する場合に比較して広くなり、同量のコイル5を扱う場合でのコイル挿入抵抗が小さくなり、コイル5の傷付きや、コイル5の移動阻止を回避することができる。コイル挿入抵抗が小さいことで、絶縁紙11の変形や損傷が少なくなって絶縁性向上が得られ、上記したコイル5の損傷防止などを含めて、ステータの品質向上を達成することができる。
The coil insertion area by the
また、コイル5の一部5pを、コイル押し込み治具37によりスロット3a内に押し込む際に、ウェッジ13も同時に押し込むようにしたので、コイル5の一部5pのスロット3aへの押し込み作業を容易に行うことができる。そして、このウェッジ13は、ストリッパ21による挿入時には、図2に示すようにスロット3a内に先端側の一部が入り込んでいるだけなので、この先端側の一部のみのガイドで済むウェッジガイド27は、ステータコア外周側への突出量を少なくでき、その分コイル5との干渉が少なくなってコイル挿入抵抗を小さくすることができ、その結果コイル5の前記した占積率向上に寄与することができる。
Further, when the
図7は、本発明の第2の実施形態に係わるもので、前記図3(c)のコイル5の上端部側の端部5aをコイル上部拡張治具31を用いて外側に拡張させた後、ステータ3をコイル挿入治具1から外し、別の位置にてスロット外に位置しているコイル5の一部5pをスロット3a内に押し込む動作を示している。
FIG. 7 relates to the second embodiment of the present invention, and after the
この実施形態では、前記図4に示したコイル押し込み治具37における治具本体39に代えて、治具本体390を使用しており、その他の構成は図4のものと同様である。この治具本体390は、図4のコイル押し込み治具37の使用時でのステータコア3内に留まらせた状態のブレード9に対応する位置に、ステータコア3の内歯7に対向する凸部390aを設け、凸部390a相互間に、前記スロット外にはみ出したコイル5の一部5aおよびウェッジ13が入り込む凹部390bを設けている。ステータコア3の内歯7と凸部390aとの間には僅かの隙間を形成する。
In this embodiment, a jig
この実施形態においては、前記図3(c)のコイル端部5aの拡張作業の後に、ステータコア3をコイル挿入治具1から外し、治具本体390を備えたコイル押し込み治具370を、ステータコア3内に挿入して図7(a)の状態とし、続いて図7(b)のように、拡張ブレード41を進出させてコイル5の一部5pを、ウェッジ13とともにスロット3a内に押し込む。
In this embodiment, the
この実施形態では、ブレード9に代わり、治具本体390の凸部390aが、ウェッジ13およびコイル5の一部5pがスロット3aに押し込まれて移動する際に、ウェッジ13の両側部をガイドすることで、ウェッジ13およびコイル5の一部5pの横ずれを防止し、これらのスロット3aへの押し込み作業を効率よく行うことができる。
In this embodiment, instead of the
なお、図6に示したのコイル押し込み治具37やコイル上部拡張治具31を支持する機構として、多軸ロボットを使用してもよく、また固定状態としたコイル押し込み治具37やコイル上部拡張治具31に対し、コイル挿入治具1を適宜移動させるようにしてもよい。
A multi-axis robot may be used as a mechanism for supporting the
3 ステータコア
5 コイル
5p スロット外にはみ出したコイルの一部
7 ステータコアの内歯
9 ブレード
11 ウェッジ
21 ストリッパ
25 コイルの押圧突起
37,370 コイル押し込み治具(コイル押し込み部材)
41 拡張ブレード(押し込み片)
39,390 治具本体(押し込み部材本体)
390a ステータコアの内歯に対向する凸部
390b コイルの一部が入り込む凹部
DESCRIPTION OF
41 Expansion blade (push-in piece)
39,390 Jig body (pushing member body)
390a Convex part facing the internal teeth of the
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