JP2007143369A - ステータ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短いサイクルタイムで、連極コイルを安定してステータコア内に挿入配置し、ステータコアの軸方向端部から突出するコイルエンド部の形状を安定して成形できるステータ製造装置を提供すること。
【解決手段】ステータ製造装置１は、連極コイル８を形成するコイル巻取部２、連極コイル８を搬送するコイル受取搬送部３、ステータコア７を搬送するコア保持搬送部４、連極コイル８をステータコア７内へ挿入配置するコイル挿入部５、及びコイルエンド部８２の形状を成形するコイル成形部６を有している。コイル受取搬送部３は、コイル巻取部２と対向する受取位置３０１と、コイル挿入部５と対向する挿入位置３０２とに水平方向に向けてスライド可能である。コア保持搬送部４は、コイル挿入部５と対向する受入位置４０１と、コイル成形部６と対向する成形位置４０２とに水平方向に向けてスライド可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線を巻回してなるコイルをステータコアに配設してなるステータを製造するステータ製造装置に関する。

モータ用のステータを製造するに当たっては、例えば、特許文献１のステータ製造装置に開示されるように、巻線ユニットにおいて複数の単極コイルが連なった連極コイルを形成し、この連極コイルを、挿入ユニットへ移載した後、この挿入ユニットから移動ユニットに保持するステータコア内に挿入配置している。また、移動ユニットは、保持部に保持したステータコアを、旋回アームを旋回させることにより、挿入ユニット上及び成形ユニット上へ移動させるよう構成されている。

そして、旋回アームを旋回させることによってステータコアを保持する保持部を挿入ユニット上まで移動させて、挿入ユニットによってステータコア内へ連極コイルを挿入配置し、次いで、旋回アームを旋回させることによってステータコアを保持する保持部を成形ユニット上まで移動させて、成形ユニットによってステータコア内に挿入配置された連極コイルの形状の成形を行っている。

しかしながら、上記特許文献１のステータ製造装置においては、移動ユニットは、片持ちはりの状態の旋回アームを旋回させて、保持部に保持するステータコアを移動させるよう構成されている。そのため、旋回アームの旋回量を正確に制御することが容易ではなく、ステータコアを挿入ユニット上及び成形ユニット上へ正確に配置することが容易ではない。

また、片持ちはりの状態の旋回アームには、たわみが生じ易く、ステータコアの中心軸線を、挿入ユニットの中心軸線又は成形ユニットの中心軸線に合わせることが容易ではない。そのため、万一、ステータコアの中心軸線と、挿入ユニットの中心軸線又は成形ユニットの中心軸線とに位置ずれが生じたときには、位置ずれを修正する作業が必要となり、ステータを製造するサイクルタイムの短縮が困難になる。
そのため、短いサイクルタイムで、連極コイルを安定してステータコア内に挿入配置し、ステータコアの軸方向端部から突出するコイルエンド部の形状を安定して成形するためには十分ではない。

特開２００５−１０２４０２号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、短いサイクルタイムで、連極コイルを安定してステータコア内に挿入配置し、ステータコアの軸方向端部から突出するコイルエンド部の形状を安定して成形することができるステータ製造装置を提供しようとするものである。

本発明は、複数のコイル巻枠に順次電線を巻回し、当該各コイル巻枠にそれぞれ形成した単極コイルを連ねた連極コイルを形成するコイル巻取部と、
該コイル巻取部から上記連極コイルを受け取って保持し、該連極コイルを搬送するコイル受取搬送部と、
ステータコアを保持して搬送するコア保持搬送部と、
上記コイル受取搬送部に保持する上記連極コイルを、上記ステータコア内へ挿入配置するコイル挿入部と、
上記ステータコア内に挿入配置された上記連極コイルの一部が当該ステータコアの軸方向端部から突出してなるコイルエンド部の形状を成形するコイル成形部とを有しており、
上記コイル受取搬送部は、上記コイル巻取部と対向して、該コイル巻取部から上記連極コイルを受け取るための受取位置と、上記コイル挿入部と対向して、当該コイル受取搬送部に保持する上記連極コイルを上記ステータコア内へ挿入配置するための挿入位置とに水平方向にスライド可能であり、
上記コア保持搬送部は、上記コイル挿入部と対向して、当該コア保持搬送部に保持する上記ステータコア内に上記連極コイルを受け入れる受入位置と、上記コイル成形部と対向して、当該コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの軸方向端部から突出する上記コイルエンド部の形状を成形するための成形位置とに水平方向にスライド可能であることを特徴とするステータ製造装置にある（請求項１）。

本発明のステータ製造装置は、連極コイルの形成、ステータコア内への連極コイルの挿入配置、及びステータコアにおける連極コイルのコイルエンド部の形状の成形を行う。また、本発明のステータ製造装置においては、連極コイルを保持するコイル受取搬送部と、ステータコアを保持するコア保持搬送部とを、別々に水平方向にスライドさせて、連極コイルの搬送とステータコアの搬送とを行う。

上記ステータ製造装置においてステータを製造するに当たっては、まず、上記コイル巻取部において、電線を巻回して複数の単極コイルが連なる連極コイルを形成する。そして、上記コイル受取搬送部を上記受取位置に位置させてコイル巻取部に対向させ、コイル巻取部からコイル受取搬送部へ連極コイルを受け渡す。
このとき、コイル受取搬送部は、水平方向に向けて受取位置までスライドさせ、水平方向におけるスライド端で停止させることができる。そのため、コイル受取搬送部を、コイル巻取部に対向する受取位置に位置決めすることが容易である。

次いで、連極コイルを受け取ったコイル受取搬送部を、受取位置から上記挿入位置までスライドさせてコイル挿入部と対向させる。
また、コイル巻取部において連極コイルを形成する前又は連極コイルを形成しているときには、コア保持搬送部にステータコアを保持させる。そして、ステータコアを保持するコア保持搬送部を上記受入位置に位置させてコイル挿入部と対向させる。

次いで、連極コイルを保持するコイル受取搬送部を挿入位置に位置させると共に、ステータコアを保持するコア保持搬送部を受入位置に位置させた状態で、コイル挿入部を動作させ、コイル受取搬送部における連極コイルをコア保持搬送部におけるステータコア内に挿入配置する。このとき、ステータコアにおいては、連極コイルの一部がステータコアの軸方向端部から突出して、コイルエンド部が形成される。

また、上記ステータコアへの連極コイルの挿入配置の際には、コイル受取搬送部は、水平方向に向けて挿入位置までスライドさせ、水平方向におけるスライド端で停止させることができる。そのため、コイル受取搬送部を、コイル挿入部に対向する挿入位置に位置決めすることが容易である。また、コア保持搬送部は、受入位置までスライドさせ、水平方向のスライド端で停止させることができる。そのため、コア保持搬送部を、コイル挿入部に対向する受入位置に位置決めすることが容易である。

次いで、連極コイルを挿入配置したステータコアを保持するコア保持搬送部を、受入位置から成形位置までスライドさせてコイル成形部に対向させる。そして、コイル成形部を動作させ、ステータコアの軸方向端部から突出するコイルエンド部の形状を成形する。
このとき、コア保持搬送部は、成形位置までスライドさせ、水平方向のスライド端で停止させることができる。そのため、コア保持搬送部を、コイル挿入部に対向する成形位置に位置決めすることが容易である。

このように、本発明においては、連極コイルを保持するコイル受取搬送部と、ステータコアを保持するコア保持搬送部とを、水平方向にスライドさせて位置決めを行う。そのため、コイル巻取部とコイル受取搬送部との位置合わせ、コイル受取搬送部とコイル挿入部との位置合わせ、コア保持搬送部とコイル挿入部との位置合わせ、及びコア保持搬送部とコイル成形部との位置合わせを簡単かつ安定して行うことができる。

また、コイル巻取部からコイル挿入部へ連極コイルを受け渡した後には、コイル巻取部は、コイル受取搬送部のスライド中、コイル挿入部の動作中、コア保持搬送部のスライド中又はコイル成形部の動作中等においても、次にステータコアに挿入配置するための連極コイル（次の連極コイル）の形成を行うことができる。
また、各部位の位置合わせを簡単かつ安定して行えることにより、位置ずれを修正するための作業が不要となる。
そのため、ステータを製造するサイクルタイムの短縮を図ることができる。

それ故、本発明のステータ製造装置によれば、短いサイクルタイムで、連極コイルを安定してステータコア内に挿入配置し、ステータコアの軸方向端部から突出するコイルエンド部の形状を安定して成形することができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記ステータ製造装置は、製造するステータの仕様に応じて、コイル巻取部において繰り返し連極コイルを形成することができ、コイル受取搬送部及びコア保持搬送部を繰り返しスライドさせると共に、コイル挿入部及びコイル成形部を繰り返し動作させて、複数の連極コイルをステータコアに挿入配置してなるステータを製造することができる。

また、上記コイル巻取部は、上記複数のコイル巻枠を放射状に配列してなり、かつ上記連極コイルを形成する上昇位置と、上記連極コイルを上記コイル受取搬送部へ受け渡す下降位置とに昇降可能であり、上記コイル受取搬送部は、上記コイル巻枠から上記単極コイルを受け取る固定ブレードを放射状に複数立設してなることが好ましい（請求項２）。

この場合には、コイル巻取部において単極コイルを放射状に配設してなる連極コイルを形成した後には、この連極コイルを、その形成状態を崩すことなくコイル受取搬送部へ受け渡すことができる。そして、上昇位置にあるコイル巻取部において連極コイルを形成した後、受取位置にあるコイル受取搬送部に対して、コイル巻取部を下降位置まで下降させて、コイル巻取部からコイル受取搬送部へ連極コイルを受け渡すことができる。

また、上記コイル挿入部は、上記放射状に配列された上記複数の固定ブレードの中心側を上昇するストリッパを有しており、該ストリッパは、上記コイル受取搬送部との干渉を避けるよう退避する退避位置と、上記挿入位置にある上記コイル受取搬送部内へ上昇する上昇位置とに昇降可能であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、連極コイルを保持するコイル受取搬送部を受取位置から挿入位置へスライドさせるときには、コイル挿入部におけるストリッパを退避位置に退避させておく。そして、当該コイル受取搬送部を挿入位置までスライドさせたときには、コイル挿入部におけるストリッパを上昇位置まで上昇させて、コイル受取搬送部に保持する連極コイルをコア保持搬送部に保持するステータコア内に挿入配置することができる。

また、上記コア保持搬送部は、上記ステータコアの外周側を押圧して、該ステータコアを保持するよう構成してあり、かつ上記受入位置において、上記ステータコアを保持した状態で、上記挿入位置にある上記コイル受取搬送部の外周側へ下降するよう構成してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には、連極コイルを保持するコイル受取搬送部を受取位置から挿入位置へスライドさせたときに、ステータコアを保持するコア保持搬送部を下降させて、コイル受取搬送部の外周側にステータコアを配置させることができる。

また、上記コア保持搬送部は、上記ステータコアにおける軸方向を鉛直方向に向けて該ステータコアを保持するよう構成してあり、かつ該ステータコアにおける軸方向を上記受入位置において上下反転させる反転機構を有していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、反転機構により、受入位置にあるコア保持搬送部において、連極コイルの挿入配置を行ったステータコアの上下を反転させることができる。そのため、例えば、ステータコアにおいて連極コイルを挿入した側の軸方向端部（下側の軸方向端部）を、コイル成形部においては、上方に向けることができる。

また、上記コイル成形部は、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの上側軸方向端部から突出する上記コイルエンド部の形状を、径方向外方へ向けて変形移動させる上側成形型と、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの下側軸方向端部から突出する上記コイルエンド部の形状を、径方向外方へ向けて変形移動させる下側成形型とを有していることが好ましい（請求項６）。
この場合には、コイル成形部における上側成形型と下側成形型とにより、ステータコアの軸方向両端部からそれぞれ突出するコイルエンド部の形状をそれぞれ成形することができる。

また、上記コイル成形部は、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの下側軸方向端部から該ステータコアの内周側の中心部分に配置する下側芯出コアと、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの上側軸方向端部から、上記ステータコアの内周側の中心部分に配置された上記下側芯出コアに向けて下降し、該下側芯出コアを従動下降させながら下降する上側芯出コアとを有しており、上記上側成形型は、上記上側芯出コアの外周に配設してあり、上記下側成形型は、上記下側芯出コアの周辺に、該下側芯出コアとは別個に上昇するよう構成してあることが好ましい（請求項７）。

この場合には、コア保持搬送部に保持するステータコアの内周側の中心部分に下側芯出コアを配置し、この下側芯出コアに向けて、上側芯出コアを下降させる。そして、上側芯出コアは、下側芯出コアを従動下降させながら下降し、上側芯出コアの外周に配設した上側成形型によって、ステータコアの上側軸方向端部から突出する上側コイルエンド部の形状を成形する。これにより、上側コイルエンド部の形状の成形を行う際には、上側成形型の芯出を行って、この上側成形型の中心位置の位置ずれを防止した状態で成形を行うことができる。

また、この場合には、下側芯出コアによって上側芯出コアの下降動作を案内することができ、上側芯出コアがステータコアの内周面に干渉してしまうことを防止することができる。また、上側芯出コアをステータコアの内周面に対向させた状態で、上側成形型により上側コイルエンド部の形状の成形を行うことができ、この成形を安定して行うことができる。
また、ステータコアの下側軸方向端部から突出する下側コイルエンド部の形状の成形は、下側芯出コアの周辺から上昇させた下側成形型によって行うことができる。

また、上記ステータ製造装置は、３相モータ用のステータを製造するものであり、上記コイル巻取部は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイルを順次形成し、上記コイル受取搬送部は、上記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイルを順次受け取り、上記コイル挿入部は、上記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイルを順次上記ステータコア内へ挿入配置するよう構成してあり、上記コイル成形部は、上記ステータコアの軸方向端部から突出するＵ相の連極コイルにおけるコイルエンド部の形状を成形するＵ相用コイル成形部と、上記ステータコアの軸方向端部から突出するＶ相の連極コイルにおけるコイルエンド部の形状を成形するＶ相用コイル成形部とからなることが好ましい（請求項８）。
この場合には、ステータ製造装置により、形状が安定したコイルエンド部を形成してなる３相モータ用のステータを製造することができる。

また、上記コイル巻取部、上記コイル挿入部及び上記コイル成形部は、水平方向に向けた１本の仮想直線上に配列してあり、上記コイル受取搬送部及び上記コア保持搬送部は、上記仮想直線上をスライドするよう構成してあることが好ましい（請求項９）。
この場合には、ステータ製造装置の構造を簡単にすることができ、ステータ製造装置のメンテナンス等を容易にすることができる。

以下に、本発明のステータ製造装置にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のステータ製造装置１は、図１〜図４に示すごとく、以下のコイル巻取部２、コイル受取搬送部３、コア保持搬送部４、コイル挿入部５及びコイル成形部６を有している。
図１に示すごとく、コイル巻取部２は、複数のコイル巻枠２１に順次電線８１１を巻回し、当該各コイル巻枠２１にそれぞれ形成した単極コイル８１を連ねた連極コイル８を形成するよう構成してある。コイル受取搬送部３は、コイル巻取部２から連極コイル８を受け取って保持し、この連極コイル８を搬送するよう構成してある。

図２に示すごとく、コア保持搬送部４は、ステータコア７を外周側から保持して搬送するよう構成してある。コイル挿入部５は、コイル受取搬送部３に保持する連極コイル８を、コア保持搬送部４に保持するステータコア７内へ挿入配置するよう構成してある。図３、図４に示すごとく、コイル成形部６は、ステータコア７内に挿入配置された連極コイル８の一部がステータコア７の軸方向端部７１から突出してなるコイルエンド部８２の形状を成形するよう構成してある。

図１、図２に示すごとく、コイル受取搬送部３は、コイル巻取部２と対向して、コイル巻取部２から連極コイル８を受け取るための受取位置３０１と、コイル挿入部５と対向して、コイル受取搬送部３に保持する連極コイル８をステータコア７内へ挿入配置するための挿入位置３０２とに水平方向にスライド可能である。

図１、図３に示すごとく、コア保持搬送部４は、コイル挿入部５と対向して、コア保持搬送部４に保持するステータコア７内に連極コイル８を受け入れる受入位置４０１と、コイル成形部６と対向して、コア保持搬送部４に保持するステータコア７の軸方向端部７１から突出するコイルエンド部８２の形状を成形するための成形位置４０２とに水平方向にスライド可能である。
なお、図１〜図４は、本例のステータ製造装置１における各部位の動作を説明するために、ステータ製造装置１を模式化して示す図である。

以下に、本例のステータ製造装置１につき、図１〜図１６と共に詳説する。
図５に示すごとく、本例のステータ製造装置１は、連極コイル８の形成、ステータコア７内への連極コイル８の挿入配置、及びステータコア７における連極コイル８のコイルエンド部８２の形状の成形を行う。また、本例のステータ製造装置１においては、連極コイル８を保持するコイル受取搬送部３と、ステータコア７を保持するコア保持搬送部４とを、別々に水平方向にスライドさせて、連極コイル８の搬送とステータコア７の搬送とを行う。
また、図６に示すごとく、本例のコイル巻取部２、コイル挿入部５及びコイル成形部６は、水平方向に向けた１本の仮想直線Ｌ１上に配列してあり、本例のコイル受取搬送部３及びコア保持搬送部４は、上記仮想直線Ｌ１上をスライドするよう構成してある。

図１３に示すごとく、本例のステータ製造装置１は、３相モータ用のステータを製造するものである。本例のコイル巻取部２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイル８Ｕ、Ｖ、Ｗを順次形成し、本例のコイル受取搬送部３は、上記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイル８Ｕ、Ｖ、Ｗを順次受け取るよう構成してある。また、本例のコイル挿入部５は、上記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイル８Ｕ、Ｖ、Ｗを順次ステータコア７内へ挿入配置するよう構成してある。

また、図１、図５、図６に示すごとく、本例のコイル成形部６は、ステータコア７の軸方向端部７１から突出するＵ相の連極コイル８Ｕにおけるコイルエンド部８２Ｕの形状を成形するＵ相用コイル成形部６Ｕと、ステータコア７の軸方向端部７１から突出するＶ相の連極コイル８Ｖにおけるコイルエンド部８２Ｖの形状を成形するＶ相用コイル成形部６Ｖとからなる。また、コア保持搬送部４は、Ｕ相用コイル成形部６Ｕに対向する第１成形位置４０２Ａと、Ｖ相用コイル成形部６Ｖに対向する第２成形位置４０２Ｂとにスライド可能である。

Ｕ相用コイル成形部６Ｕにおいては、ステータコア７の軸方向端部７１から突出するＵ相用コイルエンド部８２Ｕを、径方向外方に向けて変形移動させることにより、Ｕ相用コイルエンド部８２Ｕの内周側にＶ相用コイルエンド部８２Ｖを配置しやすくすることができる。
また、Ｖ相用コイル成形部６Ｖにおいては、ステータコア７の軸方向端部７１から突出するＶ相用コイルエンド部８２Ｖを、径方向外方に向けて変形移動させることにより、Ｖ相用コイルエンド部８２Ｖの内周側にＷ相用コイルエンド部８２Ｗを配置しやすくすることができる。

図１４に示すごとく、本例のコイル巻取部２は、複数のコイル巻枠２１を放射状に配列してなる。コイル巻取部２は、複数のコイル巻枠２１を配列した仮想円の中心を回動中心Ｃ１にして、当該コイル巻取部２を回動させるインデックス機構２２と、各コイル巻枠２１を残りのコイル巻枠２１に対して突出させる突出機構２３と、突出状態のコイル巻枠２１における巻回中心軸線Ｃ３を回転中心Ｃ２にして、コイル巻取部２の全体を回転させる回転機構２４とを有している。

そして、同図に示すごとく、インデックス機構２２によりコイル巻取部２を回動させて、電線８１１の巻回を行う巻回コイル巻枠２１における巻回中心軸線Ｃ３を、回転機構２４における回転中心Ｃ２に合わせると共に、当該巻回コイル巻枠２１を残りのコイル巻枠２１に対して突出させる。次いで、回転機構２４によって、巻回コイル巻枠２１における巻回中心軸線Ｃ３を中心にしてコイル巻取部２の全体を回転させて、巻回コイル巻枠２１に単極コイル８１を形成する。また、別のコイル巻枠２１についても、回転機構２４における回転中心Ｃ２に巻回中心軸線Ｃ３を逐次合わせて単極コイル８１を形成し、複数のコイル巻枠２１において、複数の単極コイル８１が連なった状態の連極コイル８を形成する。

図１、図５、図７に示すごとく、コイル巻取部２は、連極コイル８を形成する上昇位置２０１と、連極コイル８をコイル受取搬送部３へ受け渡す下降位置２０２とに昇降可能である。
図１、図１４に示すごとく、各コイル巻枠２１は、内側巻枠部２１１と、この内側巻枠部２１１の外周側に配設する外側巻枠部２１２とにそれぞれ分割形成してある。各外側巻枠部２１２は、電線８１１の巻回を行うための巻回位置２０３と、内側巻枠部２１１との間の間隔を縮小し、当該コイル巻枠２１に巻回した単極コイル８１を離脱する離脱位置２０４とにそれぞれ移動可能である。

また、図１、図５、図１４に示すごとく、コイル巻取部２は、仮想円上に配列した複数のコイル巻枠２１における中心部分に、各コイル巻枠２１から単極コイル８１を離脱させるプッシャー２５を有している。このプッシャー２５は、コイル巻取部２をコイル受取搬送部３に係合させ、各コイル巻枠２１における外側巻枠部２１２が離脱位置２０４にある状態において、コイル受取搬送部３に向けてスライドするよう構成してある。これにより、コイル巻取部２からコイル受取搬送部３へ容易に連極コイル８を受け渡すことができる。

また、図２、図５、図１５に示すごとく、上記コイル挿入部５は、コイル受取搬送部３における放射状に配列された複数の固定ブレード３１の中心側を上昇するストリッパ５１を有している。このストリッパ５１は、コイル受取搬送部３との干渉を避けるよう退避する退避位置５０１と、挿入位置３０２にあるコイル受取搬送部３内へ上昇する上昇位置５０２とに昇降可能である。

図１５、図１６に示すごとく、ストリッパ５１の外周部には、固定ブレード３１同士の間に配置される可動ブレード５２が、放射状に複数配列してある。この可動ブレード５２は、ストリッパ５１の上昇と共に上昇し、ステータコア７におけるティース７３（単極コイル８１を挿入配置するスロット７２同士の間の部分）に対向配置され、固定ブレード３１との間に単極コイル８１における電線８１１を１本ずつ通過させるための間隙を形成する。

また、図１、図２、図５に示すごとく、上記コア保持搬送部４は、ステータコア７の外周側を押圧して、ステータコア７を保持するよう構成してある。コア保持搬送部４は、受入位置４０１において、ステータコア７を保持した状態で、挿入位置３０２にあるコイル受取搬送部３の外周側へ下降するよう構成してある。また、コア保持搬送部４は、ステータコア７における軸方向を鉛直方向に向けてこのステータコア７を保持するよう構成してある。
図６に示すごとく、コア保持搬送部４は、ステータコア７における軸方向を受入位置４０１において上下反転させる反転機構４１を有している。

図１、図４に示すごとく、上記Ｕ相用コイル成形部６Ｕ及びＶ相用コイル成形部６Ｖは、コア保持搬送部４に保持するステータコア７の上側軸方向端部７１から突出する上側コイルエンド部８２Ａの形状を、径方向外方へ向けて変形移動させる上側成形型６１１と、コア保持搬送部４に保持するステータコア７の下側軸方向端部７１から突出する下側コイルエンド部８２Ｂの形状を、径方向外方へ向けて変形移動させる下側成形型６２１とを有している。

また、図１〜図４に示すごとく、各コイル成形部６は、コア保持搬送部４に保持するステータコア７の下側軸方向端部７１からこのステータコア７の内周側の中心部分に配置する下側芯出コア６２と、コア保持搬送部４に保持するステータコア７の上側軸方向端部７１から、ステータコア７の内周側の中心部分に配置された下側芯出コア６２に向けて下降する上側芯出コア６１とを有している。この上側芯出コア６１は、下側芯出コア６２を従動下降させながら下降するよう構成してある。
また、上側成形型６１１は、上側芯出コア６１の外周に配設してあり、下側成形型６２１は、下側芯出コア６２の周辺に、この下側芯出コア６２とは別個に上昇するよう構成してある。

図５、図６に示すごとく、ステータ製造装置１の各部位（コイル巻取部２、コイル受取搬送部３、コア保持搬送部４、コイル挿入部５及びコイル成形部６）は、１つの架台１１上に配設してある。また、コイル受取搬送部３及びコア保持搬送部４は、リニアガイド、ボールネジ及びモータ等を用いて構成した水平スライド機構３２、４２によってそれぞれ水平方向に向けてスライド可能である。また、コア保持搬送部４は、受入位置４０１において、リニアガイド、ボールネジ及びモータ等を用いて構成した上下スライド機構４３によって上下方向に向けてスライド可能である。

次に、上記ステータ製造装置１を用いてステータの製造を行う方法及びステータ製造装置１の作用効果につき説明する。
ステータ製造装置１においてステータを製造するに当たっては、まず、図１、図５、図１４に示すごとく、コイル巻取部２において、各コイル巻枠２１に電線８１１を順次巻回して複数の単極コイル８１を形成し、この複数の単極コイル８１が連なるＵ相用の連極コイル８Ｕを形成する。このとき、コイル巻取部２は、上昇位置２０１にあり、各コイル巻枠２１における外側巻枠部２１２は巻回位置２０３に維持して、連極コイル８の形成を行う。
一方、連極コイル８を形成する前、又は連極コイル８の形成中には、受入位置４０１にあるコア保持搬送部４にステータコア７を保持させておく。

次いで、図１、図７に示すごとく、コイル受取搬送部３を受取位置３０１に配置してコイル巻取部２の下方に対向させ、コイル巻取部２を上昇位置２０１から下降位置２０２へ下降させる。このとき、コイル巻取部２における各コイル巻枠２１は、コイル受取搬送部３における各固定ブレード３１とそれぞれ係合する。
次いで、図１に示すごとく、各コイル巻枠２１における外側巻枠部２１２を巻回位置２０３から離脱位置２０４へ回動させ、コイル巻取部２におけるプッシャー２５をコイル受取搬送部３に向けてスライド（下降）させる。これにより、各コイル巻枠２１から各固定ブレード３１へ各単極コイル８１を受け渡し、単極コイル８１が連なったＵ相用の連極コイル８Ｕを、その形成状態を崩すことなくコイル巻取部２からコイル受取搬送部３へ受け渡すことができる。

次いで、図２、図８に示すごとく、Ｕ相用の連極コイル８Ｕを保持するコイル受取搬送部３を、受取位置３０１から挿入位置３０２までスライドさせる。このとき、コア保持搬送部４を上昇した位置に退避させておき、また、コイル挿入部５におけるストリッパ５１を退避位置５０１に退避させておく。
そして、図２、図９に示すごとく、ステータコア７を保持して受入位置４０１にあるコア保持搬送部４を、挿入位置３０２にあるコイル受取搬送部３に向けて下降させる。このとき、コイル受取搬送部３における各固定ブレード３１の外周側に、ステータコア７の内周面が対向配置される。

次いで、同図に示すごとく、コイル挿入部５におけるストリッパ５１及び複数の可動ブレード５２を、退避位置５０１から上昇位置５０２まで上昇させる。このとき、図１５、図１６に示すごとく、ストリッパ５１の上昇に伴って、コイル受取搬送部３における固定ブレード３１に保持された複数の単極コイル８１が、ステータコア７における各スロット７２に向けて挿入配置される。また、この挿入配置の際には、各単極コイル８１における電線８１１は、固定ブレード３１と可動ブレード５２との間の間隙を１本ずつ通過して、それぞれ各スロット７２内に配置される。
そして、ステータコア７内に挿入配置されたＵ相用の連極コイル８Ｕの一部は、ステータコア７における軸方向両端部７１からそれぞれ突出して、一対のコイルエンド部８２Ｕが形成される。

次いで、図３に示すごとく、ステータコア７を保持するコア保持搬送部４を、反転機構４１によって上下反転させる。このとき、ステータコア７におけるコイルエンド部８２の上下が反転され、ステータコア７において連極コイル８を挿入した側の軸方向端部７１から突出するコイルエンド部８２を、上側に配置する。
次いで、図３、図１０に示すごとく、Ｕ相用の連極コイル８Ｕを挿入配置したステータコア７を保持するコア保持搬送部４を、Ｕ相用コイル成形部６Ｕと対向する第１成形位置４０２Ａまでスライドさせる。

次いで、図３に示すごとく、Ｕ相用コイル成形部６Ｕにおいて、コア保持搬送部４に保持するステータコア７の内周側の中心部分に下側芯出コア６２を配置し、この下側芯出コア６２に向けて、上側芯出コア６１を下降させる。
そして、図４、図１１に示すごとく、上側芯出コア６１は、下側芯出コア６２を従動下降させながら下降し、上側芯出コア６１の外周に配設した上側成形型６１１によって、ステータコア７の上側軸方向端部７１から突出する上側コイルエンド部８２Ａの形状を成形する。

これにより、上側コイルエンド部８２Ａの形状の成形を行う際には、上側成形型６１１の芯出を行って、この上側成形型６１１の中心位置の位置ずれを防止した状態で成形を行うことができる。
また、図４に示すごとく、ステータコア７の下側軸方向端部７１から突出する下側コイルエンド部８２Ｂの形状の成形は、下側芯出コア６２の周辺から上昇させた下側成形型６２１によって行う。

また、Ｕ相用コイル成形部６Ｕにおいて、下側芯出コア６２によって上側芯出コア６１の下降動作を案内することができ、上側芯出コア６１がステータコア７の内周面に干渉してしまうことを防止することができる。また、上側芯出コア６１をステータコア７の内周面に対向させた状態で、上側成形型６１１により上側コイルエンド部８２Ａの形状の成形を行うことができ、この成形を安定して行うことができる。

ところで、ステータコア７内に連極コイル８を挿入配置した状態において、ステータコア７において、連極コイル８を挿入配置した側（挿入配置側）の軸方向端部７１から突出する挿入配置側コイルエンド部８２の配設位置は、反対側のコイルエンド部８２の配設位置に比べて、径方向外方に位置している。そのため、反転機構４１を用いてコア保持搬送部４に保持するステータコア７の上下を反転させることにより、上記挿入配置側の軸方向端部７１から突出するコイルエンド部８２を上側に配置し、Ｕ相用コイル成形部６Ｕにおいては、挿入配置側コイルエンド部８２の形状の成形を、ステータコア７の内周側を下降させる上側芯出コア６１の外周に配設した上側成形型６１１によって行うことができる。これにより、コイルエンド部８２をステータコア７内に向けて巻き込んでしまうことを防止して、上側芯出コア６１をステータコア７の内周面に容易に対向配置させることができる。

また、図３、図１１に示すごとく、コイル巻取部２からコイル挿入部５へＵ相用の連極コイル８Ｕを受け渡した後には、コイル巻取部２は、コイル受取搬送部３のスライド中、コイル挿入部５の動作中、コア保持搬送部４のスライド中又はＵ相用コイル成形部６Ｕの動作中等においても、次にステータコア７に挿入配置するためのＶ相用の連極コイル８Ｖの形成を行うことができる。

そして、Ｖ相用の連極コイル８Ｖについても、上記コイル巻取部２、コイル受取搬送部３、コイル挿入部５及びコア保持搬送部４において、上記と同様の動作を行って、コア保持搬送部４に保持するステータコア７内に挿入配置する。
その後、図１２に示すごとく、コア保持搬送部４を第２成形位置４０２ＢまでスライドさせてＶ相用コイル成形部６Ｖに対向させ、Ｖ相用コイル成形部６Ｖにおいて、上記Ｕ相用コイル成形部６Ｕと同様の動作を行って、Ｖ相用の連極コイル８Ｖにおける一対のコイルエンド部８２の形状の成形を行う。

また、コイル巻取部２からコイル挿入部５へＶ相用の連極コイル８Ｖを受け渡した後には、コイル巻取部２は、最後にステータコア７に挿入配置するためのＷ相用の連極コイル８Ｗの形成を行う。そして、コイル挿入部５によって、Ｗ相用の連極コイル８Ｗをコア保持搬送部４に保持するステータコア７内に挿入配置し、ステータコア７内にＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の連極コイル８Ｕ、Ｖ、Ｗを挿入配置してなる３相モータ用のステータを製造することができる。

本例においては、コイル受取搬送部３は、受取位置３０１と挿入位置３０２との間を水平方向に向けてスライドさせ、コア保持搬送部４は、受入位置４０１と成形位置４０２との間を水平方向に向けてスライドさせる。そして、コイル受取搬送部３及びコア保持搬送部４は、各位置３０１、３０２、４０１、４０２において、いずれも水平方向におけるスライド端で停止させることができる。そのため、コイル受取搬送部３及びコア保持搬送部４を、各位置３０１、３０２、４０１、４０２において位置決めすることが容易である。

また、コイル受取搬送部３及びコア保持搬送部４を水平方向におけるスライド端で停止させることにより、コイル巻取部２とコイル受取搬送部３との位置合わせ、コイル受取搬送部３とコイル挿入部５との位置合わせ、コア保持搬送部４とコイル挿入部５との位置合わせ、及びコア保持搬送部４とコイル成形部６との位置合わせを簡単かつ安定して行うことができる。
また、各部位２〜６の位置合わせを簡単かつ安定して行えることにより、位置ずれを修正するための作業が不要となる。そのため、ステータを製造するサイクルタイムの短縮を図ることができる。

それ故、本例のステータ製造装置１によれば、短いサイクルタイムで、連極コイル８を安定してステータコア７内に挿入配置し、ステータコア７の軸方向端部７１から突出するコイルエンド部８２の形状を安定して成形することができる。

また、本例のステータ製造装置１においては、コイル受取搬送部３を、コイル巻取部２の下方に位置する受取位置３０１と、コイル挿入部５の上方に位置する挿入位置３０２との間でスライドさせる構造にしている。そのため、コイル巻取部２のメンテナンス等を行う際には、コイル受取搬送部３を挿入位置３０２にスライドさせて、コイル巻取部２の下方に作業空間を確保することができる。そのため、コイル巻取部２のメンテナンス等が容易である。

また、万一、コイル巻取部２にトラブル等が生じた場合、又はコイル巻取部２におおいて手作業を介在させてステータの製造を行う場合においても、コイル受取搬送部３を挿入位置３０２にスライドさせておくことにより、上記トラブルの対処又は上記手作業を容易に行うことができる。

実施例における、ステータ製造装置の動作状態を模式的に示す説明図。 実施例における、コイル受取搬送部、コア保持搬送部及びコイル挿入部の動作状態を模式的に示す説明図。 実施例における、コア保持搬送部及びコイル成形部の動作状態を模式的に示す説明図。 実施例における、コイル成形部の動作状態を模式的に示す説明図。 実施例における、ステータ製造装置を示す正面図。 実施例における、ステータ製造装置を示す平面図。 実施例における、コイル巻取部からコイル受取搬送部へ連極コイルを受け渡す状態のステータ製造装置を示す正面図。 実施例における、コイル受取搬送部によってコイル挿入部へ連極コイルを搬送する状態のステータ製造装置を示す正面図。 実施例における、コイル挿入部によってステータコア内へ連極コイルを挿入配置する状態のステータ製造装置を示す正面図。 実施例における、コア保持搬送部によってコイル成形部へステータコアを搬送する状態のステータ製造装置を示す正面図。 実施例における、Ｕ相用コイル成形部によってＵ相用コイルエンド部の形状の成形を行う状態のステータ製造装置を示す正面図。 実施例における、Ｖ相用コイル成形部によってＶ相用コイルエンド部の形状の成形を行う状態のステータ製造装置を示す正面図。 実施例における、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の連極コイルをステータコア内に挿入配置した状態のステータを示す説明図。 実施例における、コイル巻取部を模式的に示す正面図。 実施例における、コイル受取搬送部とコイル挿入部とが係合した状態を示す平面図。 実施例における、コイル受取搬送部とステータコアとが係合した状態を示す平面図。

符号の説明

１ ステータ製造装置
２ コイル巻取部
２０１ 上昇位置
２０２ 下降位置
２１ コイル巻枠
２０３ 巻回位置
２０４ 離脱位置
３ コイル受取搬送部
３０１ 受取位置
３０２ 挿入位置
３１ 固定ブレード
４ コア保持搬送部
４０１ 受入位置
４０２Ａ、Ｂ 成形位置
４１ 反転機構
５ コイル挿入部
５０１ 退避位置
５０２ 上昇位置
５１ ストリッパ
６Ｕ、Ｖ コイル成形部
６１ 上側芯出コア
６１１ 上側成形型
６２ 下側芯出コア
６２１ 下側成形型
７ ステータコア
７１ 軸方向端部
８Ｕ、Ｖ、Ｗ 連極コイル
８１ 単極コイル
８１１ 電線
８２Ｕ、Ｖ、Ｗ コイルエンド部
Ｌ１ 仮想直線

Claims (9)

1. 複数のコイル巻枠に順次電線を巻回し、当該各コイル巻枠にそれぞれ形成した単極コイルを連ねた連極コイルを形成するコイル巻取部と、
   該コイル巻取部から上記連極コイルを受け取って保持し、該連極コイルを搬送するコイル受取搬送部と、
   ステータコアを保持して搬送するコア保持搬送部と、
   上記コイル受取搬送部に保持する上記連極コイルを、上記ステータコア内へ挿入配置するコイル挿入部と、
   上記ステータコア内に挿入配置された上記連極コイルの一部が当該ステータコアの軸方向端部から突出してなるコイルエンド部の形状を成形するコイル成形部とを有しており、
   上記コイル受取搬送部は、上記コイル巻取部と対向して、該コイル巻取部から上記連極コイルを受け取るための受取位置と、上記コイル挿入部と対向して、当該コイル受取搬送部に保持する上記連極コイルを上記ステータコア内へ挿入配置するための挿入位置とに水平方向にスライド可能であり、
   上記コア保持搬送部は、上記コイル挿入部と対向して、当該コア保持搬送部に保持する上記ステータコア内に上記連極コイルを受け入れる受入位置と、上記コイル成形部と対向して、当該コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの軸方向端部から突出する上記コイルエンド部の形状を成形するための成形位置とに水平方向にスライド可能であることを特徴とするステータ製造装置。
2. 請求項１において、上記コイル巻取部は、上記複数のコイル巻枠を放射状に配列してなり、かつ上記連極コイルを形成する上昇位置と、上記連極コイルを上記コイル受取搬送部へ受け渡す下降位置とに昇降可能であり、
   上記コイル受取搬送部は、上記コイル巻枠から上記単極コイルを受け取る固定ブレードを放射状に複数立設してなることを特徴とするステータ製造装置。
3. 請求項１又は２において、上記コイル挿入部は、上記放射状に配列された上記複数の固定ブレードの中心側を上昇するストリッパを有しており、該ストリッパは、上記コイル受取搬送部との干渉を避けるよう退避する退避位置と、上記挿入位置にある上記コイル受取搬送部内へ上昇する上昇位置とに昇降可能であることを特徴とするステータ製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記コア保持搬送部は、上記ステータコアの外周側を押圧して、該ステータコアを保持するよう構成してあり、かつ上記受入位置において、上記ステータコアを保持した状態で、上記挿入位置にある上記コイル受取搬送部の外周側へ下降するよう構成してあることを特徴とするステータ製造装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記コア保持搬送部は、上記ステータコアにおける軸方向を鉛直方向に向けて該ステータコアを保持するよう構成してあり、かつ該ステータコアにおける軸方向を上記受入位置において上下反転させる反転機構を有していることを特徴とするステータ製造装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項において、上記コイル成形部は、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの上側軸方向端部から突出する上記コイルエンド部の形状を、径方向外方へ向けて変形移動させる上側成形型と、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの下側軸方向端部から突出する上記コイルエンド部の形状を、径方向外方へ向けて変形移動させる下側成形型とを有していることを特徴とするステータ製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項において、上記コイル成形部は、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの下側軸方向端部から該ステータコアの内周側の中心部分に配置する下側芯出コアと、上記コア保持搬送部に保持する上記ステータコアの上側軸方向端部から、上記ステータコアの内周側の中心部分に配置された上記下側芯出コアに向けて下降し、該下側芯出コアを従動下降させながら下降する上側芯出コアとを有しており、
   上記上側成形型は、上記上側芯出コアの外周に配設してあり、上記下側成形型は、上記下側芯出コアの周辺に、該下側芯出コアとは別個に上昇するよう構成してあることを特徴とするステータ製造装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項において、上記ステータ製造装置は、３相モータ用のステータを製造するものであり、
   上記コイル巻取部は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイルを順次形成し、上記コイル受取搬送部は、上記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイルを順次受け取り、上記コイル挿入部は、上記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各連極コイルを順次上記ステータコア内へ挿入配置するよう構成してあり、
   上記コイル成形部は、上記ステータコアの軸方向端部から突出するＵ相の連極コイルにおけるコイルエンド部の形状を成形するＵ相用コイル成形部と、上記ステータコアの軸方向端部から突出するＶ相の連極コイルにおけるコイルエンド部の形状を成形するＶ相用コイル成形部とからなることを特徴とするステータ製造装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項において、上記コイル巻取部、上記コイル挿入部及び上記コイル成形部は、水平方向に向けた１本の仮想直線上に配列してあり、上記コイル受取搬送部及び上記コア保持搬送部は、上記仮想直線上をスライドするよう構成してあることを特徴とするステータ製造装置。

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