JP2009177942A - コイル挿入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェッジプッシャの移動量を少なくできると共に、ウェッジの挿入ミスが生じにくくしたコイル挿入装置を提供する。
【解決手段】コイル挿入装置は、アッパーツール２００とウェッジ挿入装置１００とを備える。アッパーツールは、複数のブレード２０７と、ウェッジガイド２０４と、ストリッパ２０９とを有する。ストリッパの後方に、第２ガイド溝に挿入されたウェッジを押してステータコアのスロットに挿入する第２ウェッジプッシャ２１２が取付けられている。ウェッジ挿入装置は、外周に第１ガイド溝１２０を有するウェッジマガジン１０５と、第１ガイド溝にウェッジを挿入するウェッジ供給装置１１０と、第１ガイド溝に挿入されたウェッジを、第２ガイド溝に挿入する第１ウェッジプッシャとを有する。第１ウェッジプッシャは、ウェッジを、第２ウェッジプッシャを乗り越えさせて、その前方に配置させるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、予め巻線されたコイルをステータコアのスロットに挿入すると同時に、該スロットの内径側の開口部を塞ぐようにウェッジを挿入するのに用いられるコイル挿入装置に関し、特にウェッジを挿入する機構の改良に関する。

ステータコアにコイルを装着する方法の一つとして、コイル巻線装置によって導線を巻線してコイルを形成し、このコイルをコイル挿入装置によってステータコアのスロットに挿入する方法が知られている。コイル挿入装置は、ステータコアの内歯の内周に整合して環状に配列される複数のブレードと、このブレードの外周に配置されてウェッジを挿入するためのガイド溝を形成するウェッジガイドと、ブレードの間隙に挿入される押し歯を有し、ステータコアの軸心に沿って移動可能とされ、ブレードに引き掛けられたコイルをブレードの間隙からステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパと、ウェッジガイドのガイド溝に挿入され、該ガイド溝に装填されたウェッジを押してステータコアの対応するスロットに挿入するウェッジプッシャとを備えている。

例えば、下記特許文献１には、円周上に配置してあり、固定子鉄心に挿入するコイルを保持する櫛歯状のブレードと、前記円周の中心からみて、前記ブレードの後に設けてあり、前記固定子鉄心に設けたスロットの開口部を塞ぐために前記スロット内へ挿入するウェッジを保持しガイドする多数のウェッジガイドと、隣接する前記ウェッジガイドの間に位置しており、これ等隣接するウェッジガイド間に位置する前記ウェッジを前記ウェッジガイドの伸びる方向へ押して、前記ウェッジを前記スロット内へ押し込むウェッジブツシャとを有するものに於いて、夫々の前記ウェッジプツシャは、隣接する前記ブレードの間に位置する部分を有していることを特徴とするウェッジ挿入機が開示されている。

また、従来の一般的なコイル挿入装置は、ブレードとウェッジガイドとストリッパとを有するアッパーツールと、ストリッパの駆動軸とウェッジプッシャとを有するロアーツールとに分かれて構成されている。アッパーツールは、パレットに載って移動可能とされ、巻線ステーションで、ブレードの所定の間隙にコイルを落とし込まれてコイルを装着された後、コイル挿入ステーションに移動し、ロアーツール上に配置される。そして、ブレードの先端部にステータコアを嵌合させ、ロアーツールからストリッパ駆動軸及びウェッジプッシャを上昇させて、ストリッパ駆動軸によりストリッパを押し上げて、ブレードに保持されたコイルをステータコアの所定のスロットに挿入すると共に、ウェッジプッシャによりウェッジを押し上げて、コイル挿入後のスロットの開口部を塞ぐようにウェッジをスロットに挿入する。なお、ロアーツール内には、ウェッジガイドのガイド溝に整合するガイド溝を外周に有するウェッジマガジンが配置されており、ウェッジプッシャは、ウェッジマガジンのガイド溝に打ち込まれたウェッジを押して、ウェッジガイドのガイド溝に挿入し、更にステータコアのスロットに挿入するようにしている。

一方、下記特許文献２には、ウェッジ供給機構として、ウェッジをステータコアのスロットに挿入する前方押込部と、ウェッジをステータコアのスロットに入る手前の途中位置まで挿入する後方押込部とを有するウェッジ挿入装置が開示されている。このウェッジ挿入装置では、前方押込部によりウェッジをステータコアのスロットに挿入する際、後方押込部が一体に移動して次に挿入するウェッジをウェッジガイドの途中まで挿入し、前方押込部及び後方押込部が後方に戻る際に、次に挿入するウェッジの内側を前方押込部が通過して、該ウェッジの基端側に係合するように構成されている。
特開昭６１−７３５５５号公報 米国特許３，９６８，５５６号公報

従来のコイル挿入装置では、ウェッジプッシャは、ロアーツール内に配置されたウェッジマガジンのガイド溝に打ち込まれたウェッジを押して、アッパーツールのウェッジガイドのガイド溝に挿入し、更にステータコアのスロットに挿入するようにしているので、ウェッジプッシャが著しく長くなり、ロアーツールは、その長いウェッジプッシャをウェッジマガジンのウェッジ挿入位置の下方まで引き込ませることができるだけの高さが必要とされるため、装置が大型化し、アッパーツールが配置されるテーブルが高くなってしまうという問題点があった。

また、前記特許文献２のウェッジ挿入装置では、後方押込部がウェッジを途中位置まで押し込み、前方押込部が途中位置まで押し込まれたウェッジをステータコアのスロットに挿入するようにしているので、ウェッジプッシャの移動量を少なくすることでき、装置をコンパクト化できるという利点が得られる。しかしながら、前方押込部及び後方押込部が後方に戻る際に、途中まで押し込まれたウェッジが、前方押込部の通過に伴って一緒に後方に移動してしまい、ウェッジが前方押込部の前方に係合せず、次の挿入時にウェッジが挿入されないというミスが生じる可能性があった。

したがって、本発明の目的は、ウェッジプッシャの移動量を少なくできると共に、ウェッジの挿入ミスが生じにくくしたコイル挿入装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、ステータコアの内歯の内周に整合して環状に配列される複数のブレードと、このブレードの外周に配置されてウェッジを挿入するための第２ガイド溝を形成するウェッジガイドと、前記ブレードの間隙に挿入される押し歯を有し、前記ステータコアの軸心に沿って移動可能とされ、前記ブレードに引き掛けられたコイルを前記ブレードの間隙から前記ステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを有するアッパーツールと、
このアッパーツールが所定位置に移動したとき、その下方に同軸的にかつ回転可能に配置され、全体として円筒状をなし、その外周に前記ウェッジガイドの第２ガイド溝に整合する第１ガイド溝を有するウェッジマガジンと、このウェッジマガジンの第１ガイド溝にウェッジを挿入するウェッジ供給装置と、前記ウェッジマガジンの第１ガイド溝に挿入されたウェッジを、前記ウェッジガイドの第２ガイド溝に挿入する第１ウェッジプッシャとを有するウェッジ挿入装置とを備えたコイル挿入装置において、
前記ストリッパの後方に、該ストリッパと一体に移動して、前記第２ガイド溝に挿入されたウェッジを押して、前記ステータコアのスロットに挿入する第２ウェッジプッシャが取付けられており、
前記第１ウェッジプッシャは、前記ウェッジマガジンの第１ガイド溝に挿入されたウェッジを押して、前記ウェッジガイドの第２ガイド溝に挿入する際に、該ウェッジを、前記第２ウェッジプッシャを乗り越えさせて、該第２ウェッジプッシャの前方に配置させるように構成されていることを特徴とするコイル挿入装置を提供するものである。

本発明によれば、ウェッジ供給装置により、ウェッジマガジンの第１ガイド溝にウェッジを挿入し、この第１ガイド溝に挿入されたウェッジを第１ウェッジプッシャによって、ウェッジガイドの第２ガイド溝に挿入する際に、第２ウェッジプッシャを乗り越えさせて、該第２ウェッジプッシャの前方に配置させることができる。そして、コイル挿入時にストリッパによりコイルをステータコアのスロットに挿入する際、ストリッパの後方に取付けられた第２ウェッジプッシャによってウェッジをスロットに挿入することができる。このように、第１ウェッジプッシャは、ウェッジを第２ガイド溝に配置された第２ウェッジプッシャの前方に配置させるまで移動させればよいので、その移動量を少なくすることができ、ウェッジ挿入装置が配置されたロアーツールをコンパクト化することができる。また、第１ウェッジプッシャでウェッジを強制的に押しながら、第２ウェッジプッシャを乗り越えさせて、第２ウェッジプッシャの前方に配置させるようにしたので、ウェッジの挿入ミスが生じる可能性を極めて少なくすることができる。更に、ステータコアの厚さが変更された場合でも、第１ウェッジプッシャは、第２ウェッジプッシャの前方までウェッジを挿入できる長さであればよく、第１ウェッジプッシャの長さや移動量を変更する必要がなくなるので、アッパーツールの変更だけですみ、段取り変えに要する作業時間を軽減することができる。

本発明においては、前記ストリッパの後方に、前記ストリッパに対する距離を変更できるように連結部材が取付けられ、この連結部材の外周に前記第２ウェッジプッシャが設けられていることが好ましい。この態様によれば、ステータコアの厚さが変更されて、ウェッジの長さが変更された場合でも、そのウェッジの長さに適合するように、ストリッパと連結部材との距離を変更するだけで対応でき、ステータコアの厚さ変更に伴う段取り変えをスムーズに行うことができる。

また、本発明においては、前記第２ウェッジプッシャの後端部に、前記第２ガイド溝の溝底に向けて次第に高さが低くなるテーパ部が設けられていることが好ましい。この態様によれば、第１ウェッジプッシャによってウェッジを押して第２ガイド溝に挿入し、第２ウェッジプッシャを乗り越えさせる際、ウェッジが上記テーパ部に沿って移動することにより、第２ウェッジプッシャを乗り越えやすくすることができる。

更に、本発明においては、前記ウェッジマガジンの第１ガイド溝は、前記ウェッジガイドの第２ガイド溝よりも溝幅を広くされると共に、前記第２ガイド溝の溝底よりも外径側に溝底が位置するように形成されており、前記第１ガイド溝と前記第２ガイド溝とが連通する部分であって、前記第２ウェッジプッシャの待機位置近傍の溝壁には、前記第１ガイド溝の溝幅から前記第２ガイド溝の溝幅になるように、徐々に溝幅を狭くしたテーパ部が形成されていることが好ましい。この態様によれば、第１ガイド溝に挿入されたウェッジは、その両側部を幅方向に広げて緩やかに屈曲した形状となり、かつ、第１ガイド溝の溝底が第２ガイド溝の溝底よりも外径側に溝底が位置しているので、第２ガイド溝に配置された第２ウェッジプッシャに引きかかることなく通過しやすくすることができる。また、ウェッジが第２ウェッジプッシャを乗り越えると、溝幅の狭い第２ガイド溝によって両側をより大きく屈曲された形状とされるので、第２ガイド溝の溝底に当接しやすくなり、ストリッパと共に第２ウェッジプッシャが移動する際、ウェッジが第２ウェッジプッシャに係合しやすくすることができる。

更に、本発明においては、前記第１ウェッジプッシャの先端部は、前記第２ガイド溝の待機位置に配置された前記第２ウェッジプッシャの前方まで挿入できるように、基部側よりも幅狭な形状とされていることが好ましい。この態様によれば、第１ウェッジプッシャの先端部によって、ウェッジが第２ウェッジプッシャを乗り越えるまで、強制的に押し込まれるので、ウェッジを第２ウェッジプッシャに、より確実に係合させることができる。

本発明によれば、ウェッジマガジンの第１ガイド溝に挿入されたウェッジを、第１ウェッジプッシャによって、ウェッジガイドの第２ガイド溝に挿入する際に、ストリッパの後方に取付けられた第２ウェッジプッシャを乗り越えさせて、該第２ウェッジプッシャの前方に配置させ、コイル挿入時にストリッパによりコイルをステータコアのスロットに挿入する際、第２ウェッジプッシャによってウェッジをスロットに挿入することができる。これにより、第１ウェッジプッシャは、ウェッジを第２ガイド溝に配置された第２ウェッジプッシャの前方に配置させるまで移動させればよいので、その移動量を少なくすることができる。

その結果、第１ウェッジプッシャ及びその駆動機構を小さくして、ウェッジ挿入装置が配置されたロアーツールの高さを低くすることができる。そのため、アッパーツールの支持高さを低くすることができ、アッパーツールを移動するためのターンテーブル等も低い位置に設置することができる。それによって、コイル挿入前のワイヤー処理作業等を行う際のテーブルの高さが低くなり、作業がやりやすくなる。

また、第１ウェッジプッシャでウェッジを強制的に押しながら、第２ウェッジプッシャを乗り越えさせて、第２ウェッジプッシャの前方に配置させるようにしたので、ウェッジの挿入ミスが生じる可能性を極めて少なくすることができる。

更に、ステータコアの厚さが変更された場合でも、第１ウェッジプッシャは、第２ウェッジプッシャの前方までウェッジを挿入できる長さであればよく、第１ウェッジプッシャの長さや移動量を変更する必要がなくなるので、アッパーツールの変更だけですみ、段取り変えに要する作業時間を軽減することができる。

以下、図面を参照して本発明によるコイル挿入装置の一実施形態を説明する。

図１は、このコイル挿入装置のアッパーツール２００が、ウェッジ挿入ステーションに配置された状態を示している。すなわち、ウェッジ挿入ステーションに配置されたアッパーツール２００の下方には、ウェッジ挿入装置１００が配置されている。ウェッジ挿入装置１００は、アッパーツール２００を支持するテーブル１０１と、その下方に配置された中間フレーム１０２と、その更に下方に配置された基台１０３とによって支持されている。テーブル１０１と、中間フレーム１０２との間には、ベアリング１０４を介して全体として円筒状をなすウェッジマガジン１０５が回転可能に支持されている。

図２を併せて参照すると、ウェッジマガジン１０５の上端部外周には、従動ギヤ１０６が装着されている。また、この従動ギヤ１０６の側方にサーボモータ１０７が配置され、その駆動ギヤ１０８が従動ギヤ１０６と歯合している。そして、従動ギヤ１０６の下方に配置されたセンサ１０９により、ウェッジマガジン１０５の回転角度が検出されるようになっている。

ウェッジマガジン１０５の側方には、ウェッジ供給装置１１０が配置されている。ウェッジ供給装置１１０は、テープ状のウェッジを挿通させるガイド通路１１１を有している。そして、ガイド通路１１１の途中に一対のローラ１１２,１１３が配置され、テープ状のウェッジを挟んで送り出すことにより、ガイド通路１１１に沿ってウェッジを供給するようになっている。ガイド通路１１１の下流側は、ウェッジマガジン１０５の側面に沿って、ウェッジマガジン１０５の軸方向と平行に上方に伸びている。

ウェッジマガジン１０５の側面に沿って上方に伸びるガイド通路１１１の下方部分に、カッタ１１４が配置されている。カッタ１１４は、図２の矢印Ａで示すように、往復動作し、ガイド通路１１１を通るテープ状のウェッジを所定位置でカットするようになっている。

ウェッジマガジン１０５の側面に沿って上方に伸びるガイド通路１１１の上記カッタ１１４の上部には、パンチ板１１５が配置されている。パンチ板１１５は、図示しないモータにより回転する一対のクランク１１６と、該クランク１１６に連動するリンク１１７とにより、図２中の矢印Ｂで示すように往復動作する。

そして、パンチ板１１５によりガイド通路１１１に挿入された所定長さのウェッジが、後述する態様によりウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０に打ち込まれるようになっている。すなわち、図３に示すように、ウェッジマガジン１０５は、環状に配列された複数のガイド棒１１８と、これらのガイド棒１１８の間において、外周側に形成されたウェッジ挿入口１１９と、このウェッジ挿入口１１９に連通し、その内周側に形成された第１ガイド溝１２０とを有している。

第１ガイド溝１２０は、打ち込まれたウェッジを台形状に折り曲げて保持するように、その断面が台形状をなしている。第１ガイド溝１２０の更に内周側には、後述する第１ウェッジプッシャ１３５が挿入される、第１ウェッジプッシャ挿入口１２１が設けられている。

環状に配列された複数のガイド棒１１８は、それらの上端部を上方保持リング１２２に保持され、それらの下端部を下方保持リング１２３に保持されて、全体として円筒状に形成されている（図２参照）。

ウェッジ供給装置１１０のガイド通路１１１は、外側ガイド板１２４と、内側ガイド板１２５とによって挟まれた溝によって構成されている。そして、このガイド通路１１１の幅方向中央に、該ガイド通路１１１と直交する打ち込み通路１２６が、外側ガイド板１２４及び内側ガイド板１２５を貫通して形成されている。この打ち込み通路１２６にパンチ板１１５が挿入され、ガイド通路１１１に挿入されたウェッジを、ウェッジ挿入口１１９を通して、第１ガイド溝１２０に打ち込むようになっている。こうして、打ち込まれたウェッジ１３０は、第１ガイド溝１２０の内周形状に沿って、その幅方向両側部を台形状に折り曲げられて配置される。

図４（ａ）は、打ち込み通路１２６を外側ガイド板１２４側から見た説明図である。外側ガイド板１２４及び内側ガイド板１２５の下端部には、図２に示したカッタ１１４に連結されたカットブロック１２７が配置されている。カットブロック１２７は、図４の（ｂ）及び（ｄ）に示すように、図２に示したガイド通路１１１に連通する通路１２８を内部に有しており、上端面が摺接部１２９をなしている。摺接部１２９は、山形に突出した形状をなし、外側ガイド板１２４及び内側ガイド板１２５の下端部と摺接して、ウェッジ１３０をその形状に切断するようになっている。

図４（ｃ）で示すように、こうして切断されたウェッジ１３０は、その下端部が凹部１３０ａをなし、上端部が凸部１３０ｂをなす形状とされる。切断されたウェッジ１３０の長さは、適用されるステータコア２０６の厚さに適合するように、ローラ１１２,１１３による送り量を調整することにより定められる。

再び図２を参照すると、ウェッジマガジン１０５の上端面にはテーブル１０１と一体の端板１３１が配置されている。そして、端板１３１と基台１０３との間に、複数本のガイド棒１３２が平行に支持されている。そして、ウェッジマガジン１０５の内部には、これらのガイド棒１３２に沿って上下移動可能なスライド板１３３が配置されている。スライド板１３３の中心には、端板１３１と、基台１０３とによって上下端部を回転可能に支持されたボールネジ１３４が螺挿されている。そして、ボールネジが図示しない駆動モータによって回転することにより、スライド板１３３が上下移動するようになっている。

スライド板１３３の外周には、ウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０に対応する、複数の第１ウェッジプッシャ１３５が周方向に所定間隔で取付けられている。図５に示すように、第１ウェッジプッシャ１３５は、基部１３６と、先端部１３７とを有している。基部１３６は、幅狭の内壁１３６ａと、外周側に向けてテーパ状に拡径する両側壁１３６ｂと、幅広の外壁１３６ｃとを有し、第１ガイド溝１２０の断面形状にほぼ適合する形状をなしている。基部１３６の下端部には、内壁１３６ａから延出された連結片１３６ｄが設けられ、この連結片１３６ｄを介してスライド板１３３に連結されている。

第１ウェッジプッシャ１３５の先端部１３７は、基部１３６の内壁１３６ａとほぼ同じ幅の内壁１３７ａと、両側壁１３７ｂと、基部１３６の外壁１３６ｃよりも幅狭の外壁１３７ｃとを有している。外壁１３７ｃは、基部１３６の外壁１３６ｃよりも幅狭であると共に、内壁１３７ａに対する高さが低くなっている。先端部１３７は、更に外壁１３７ｃから先端部に向けて次第に高さが低くなる傾斜面１３７ｄを有している。このような形状をなす先端部１３７は、後述するアッパーツール２００の第２ガイド溝２０５に挿入可能な形状とされている。

次に、アッパーツール２００について説明する。図６に示すように、アッパーツール２００は、ほぼ円形状の基板２０１と、この基板２０１の外周上部に立設された円筒状の本体ケース２０２と、この本体ケース２０２の上部に更に連結されたアッパーケース２０３とを有している。本体ケース２０２及びアッパーケース２０３の内周には、ステータコア２０６の内歯に対応して配列された複数本のウェッジガイド２０４が取り付けられている。各ウェッジガイド２０４の間には、第１ガイド溝１２０に連通する第２ガイド溝２０５が形成されている。すなわち、ウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０の打ち込まれたウェッジ１３０は、第１ウェッジプッシャ１３５により、アッパーツール２００の第２ガイド溝２０５に挿入されるようになっている。

ウェッジガイド２０４の内周には、ステータコア２０６の内歯の内周に摺接する複数本のブレード２０７が配設されている。ブレード２０７は、本体ケース２０２の下部内周に配置されたブレードホルダ２０８に取付けられた第１ブレード２０７ａと、ストリッパ２０９に取付けられた第２ブレード２０７ｂとで構成されている。ブレードホルダ２０８の上部には、プッシャホルダ２１０が接離可能に配置されている。プッシャホルダ２１０は、円筒状の下端部周縁がフランジ状に広がった形状をなしている。プッシャホルダ２１０の上部には、第２ウェッジプッシャ２１２が配置され、更にその上に配置された押え板２１１により、第２ウェッジプッシャ２１２はプッシャホルダ２１０に固定されている。

ブレードホルダ２０８、プッシャホルダ２１０、第２ウェッジプッシャ２１２、及び、押え板２１１を貫通して、ガイド棒２１６が挿通配置されており、これらの部材の取付け角度を規制している。図７に示すように、第２ウェッジプッシャ２１２は、円盤状部分２１３と、その外周から放射状に伸びた後、更に軸方向に沿って板状に伸びるフィン状部分２１４と、このフィン状部分２１４の先端部に形成された爪部２１５とを有している。円盤状部分２１３には、前記ガイド棒２１６が挿通される挿通孔２１７と、後述するネジ軸２１８が挿通される中心孔２１９とを有している。

再び図６を参照すると、本体ケース２０２の中心部には、ストリッパ２０９を貫通して上下に配置されたネジ軸２１８が設けられている。ネジ軸２１８は、下方に配置された軸２１８ａと、上方に配置された軸２１８ｂとを連結部２２１で一体に連結した構造をなし、上方の軸２１８ｂの外周にネジ溝が形成されている。そして、ストリッパ２０９は、このネジ軸２１８に螺合して、ネジ軸２１８の外周に取り付けられている。

前記プッシャホルダ２１０の上部には、ネジ軸２１８及びその連結部２２１を回転可能に保持するブロック２２０が設置されている。ブロック２２０は、押え板２１１、第２ウェッジプッシャ２１２及びプッシャホルダ２１０と一体に連結されている。ストリッパ２０９の内部には、雌ネジ部材２２２が配設されており、この雌ネジ部材２２２がネジ軸２１８に螺合している。また、ネジ軸２１８の下端面には、工具挿入孔２２３が形成されており、この工具挿入孔２２３に図示しない工具を挿入して、ネジ軸２１８を回転させると、ストリッパ２０９がブロック２２０に対して軸方向に移動するようになっている。したがって、ネジ軸２１８を回すことによって、第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５と、ストリッパ２０９との距離を変更し、ステータコア２０６の厚さの変更に対応できるようになっている。

図１４は、アッパーツール２００がコイル挿入ステーションに配置された状態を示している。このコイル挿入ステーションにおいては、アッパーツール２００の下方にブレード駆動筒２２４と、ストリッパ駆動筒２２６とが、二重円筒状をなして配置されている。また、アッパーツール２００のブレードホルダ２０８の内周には、ブレード駆動筒２２４が押し上げられたとき、ブレード駆動筒２２４の先端が嵌合するブレード駆動筒嵌合部２２５が設けられている。更に、プッシャホルダ２１０の内周には、ストリッパ駆動筒２２６が押し上げられたとき、ストリッパ駆動筒２２６の先端が嵌合する、ストリッパ駆動筒嵌合部２２７が設けられている。なお、ストリッパ２０９には、ネジ軸２１８の外周を覆うガイド筒２２８が立設して取り付けられている。

前述したように、ウェッジガイド２０４の間には、第２ガイド溝２０５が形成されており、この第２ガイド溝２０５はウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０に連通するように配置される。そして、第２ガイド溝２０５の下端部には、第１ガイド溝１２０から第２ガイド溝２０５へのウェッジ１３０の移行をスムーズに行わせるためのガイド連結部２２９が配設されている。

ガイド連結部２２９は、ウェッジガイド２０４の下端部を図８に示すような形状に加工することによって形成することができるが、ウェッジガイド２０４の下端部に、図８に示すようなガイド棒を連接させることによって形成することもできる。このガイド連結部２２９においては、第２ガイド溝２０５の通路幅が上方に向かって次第に狭められるように、その内周壁に下方から第１テーパ部２３０、第２テーパ部２３１、規定幅とされたストレート部２３２が順次形成されている。

図９には、図８におけるＡ−Ａ矢視線、Ｂ−Ｂ矢視線、Ｃ−Ｃ矢視線にそれぞれ沿った断面図が（ａ）、（ｂ）、（ｃ）として記載されている。Ａ−Ａ矢視線に沿った図９（ａ）に示されるように、ガイド連結部２２９の下部においては、ガイド溝２０５ａの両側壁の傾斜角が大きく、すなわち、角度θ１が小さくなるように形成されており、かつ、ガイド溝２０５ａの深さＤ１も比較的短い長さとされている。

次にＢ−Ｂ矢視線に沿った断面図である図９（ｂ）に示されるように、ガイド連結部２２９の中間部においては、ガイド溝２０５ｂが大きく傾斜した両側部と、小さく傾斜した両側部とを有しており、大きく傾斜した両側部の深さはＤ２、小さく傾斜した両側部の深さはＤ３とされている。大きく傾斜した両側部の傾斜角は、（ａ）のガイド溝２０５ａの両側部よりは小さくなっている。すなわち、（ｂ）の角度θ２は、（ａ）の角度θ１よりやや大きくなっている。また、ガイド溝２０５ｂの深さとなる、Ｄ２＋Ｄ３の長さは、ガイド溝２０５ａの深さであるＤ１の長さよりも長くされている。

Ｃ−Ｃ矢視線に沿った断面を表す図９（ｃ）は、ガイド連結部２２９の上方部分の断面を表している。この上方部分のガイド溝２０５ｃは、両側の傾斜角がより小さくなっており、図中のθ３の角度は、θ１及びθ２の角度よりも大きくなっている。また、ガイド溝２０５ｃの深さであるＤ４の長さは、下方部分のガイド溝２０５ｂの深さであるＤ２＋Ｄ３の長さよりも短くされている。このガイド溝２０５ｃは、そのままの形状で第２ガイド溝２０５として、ステータコア２０６の下端面まで達している。

このようにガイド連結部２２９は、図９（ａ）に示す断面形状の第１テーパ部２３０と、図９（ｂ）に示す断面形状の第２テーパ部２３１と、図９（ｃ）に示す断面形状のストレート部２３２とで構成されている。ただし、ガイド連結部２２９を連続的に変化するテーパ部で構成することもできる。

図１０〜図１３は、アッパーツール２００がウェッジ挿入ステーションに配置された状態におけるウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０と、ウェッジガイド２０４の第２ガイド溝２０５との連通部分の構造を拡大して示したものである。

図１０に示すように、ウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０は、アッパーツール２００の基板２０１に設けられた連通孔２０１ａと連通している。更に連通孔２０１ａは、ウェッジガイド２０４の間に形成された第２ガイド溝２０５に連通されている。第２ガイド溝２０５の下端部には、前述したように、下方から第１テーパ部２３０、第２テーパ部２３１及び規定幅のストレート部２３２が設けられている。

第１ガイド溝１２０を通って上昇する第１ウェッジプッシャ１３５は、第２ガイド溝２０５内に配置された第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５と干渉しないように、第１ガイド溝１２０は第２ガイド溝２０５に対してやや外径側にオフセットして配置されている。更に詳しく言えば、第１ガイド溝１２０の外径側の面が、第２ガイド溝２０５の第１テーパ部２３０の外径側の面と一致するように配置されており、そのとき第１ガイド溝１２０の内径側の面が第２ガイド溝２０５に配置された第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５の外径側の面と、ほぼ一致するように配置されている。なお、爪部２１５の下端外周角部には、面取りしてなるテーパ部２１５ａが形成されている。

次に、このコイル挿入装置の作用について説明する。

まず、図示しない巻線装置により、アッパーツール２００のブレード２０７の所定の間隙に巻線されたコイルが挿入され、ブレード２０７に引き掛けられた状態で保持される。こうして、コイルを挿入されたアッパーツール２００は、次にウェッジ挿入ステーションに配置される。

ウェッジ挿入ステーションにおいては、コイルを装着されたアッパーツール２００が配置される前に、図１及び図２に示すウェッジ挿入装置１００によりウェッジマガジン１０５の各第１ガイド溝１２０にウェッジ１３０が打ち込まれる。すなわち、ガイド通路１１１を通してテープ状のウェッジが、ローラ１１２及び１１３の回転により供給され、カッタ１１４によって所定の長さに切断される。

そして、パンチ板１１５が作動し、図３に示すように、ガイド通路１１１に配置されたウェッジ１３０を、ウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０に打ち込む。ウェッジ１３０はその両側を台形状に折り曲げられて、第１ガイド溝１２０内に挿入配置される。一つの第１ガイド溝１２０にウェッジ１３０が打ち込まれると、サーボモータ１０７の作動によりウェッジマガジン１０５が所定角度回動し、隣接する次の第１ガイド溝１２０がパンチ板１１５による打ち込み通路１２６に整合し、前記と同様にウェッジ１３０を打ち込まれる。

このような操作を繰り返して、ウェッジマガジン１０５の、コイルを挿入しようとするスロットに対応した全ての第１ガイド溝１２０に、ウェッジ１３０が装着される。

図６は、コイルＣを装着されたアッパーツール２００が、ウェッジ挿入ステーションに配置された状態を示している。前述したように、アッパーツール２００のストリッパ２０９の後方には、ネジ軸２１８を介して第２ウェッジプッシャ２１２が連結されている。そして、図６の状態においては、ストリッパ２０９及び第２ウェッジプッシャ２１２は、ブレードホルダ２０８上の最も下方位置に配置されている。

そして、ウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０と、ウェッジガイド２０４の第２ガイド溝２０５が、それぞれ整合する位置に配置されている。この状態で図１及び図２に示した第１ウェッジプッシャ１３５が上昇し、第１ガイド溝１２０に打ち込まれたウェッジ１３０を押し上げて、基板２０１の連通孔２０１ａを通し、ウェッジガイド２０４の第２ガイド溝２０５に挿入する。

図１０は、ウェッジ１３０の先端部が第２ガイド溝２０５の下方部分に挿入された状態を示している。第１ウェッジプッシャ１３５で押されたウェッジ１３０は、第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５の外周側に乗り上げて、爪部２１５の上方に移動する。このとき、ウェッジマガジン１０５の第１ガイド溝１２０が、ウェッジガイド２０４の第２ガイド溝２０５に対して外径側にオフセットされたおり、かつ、第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５にテーパ部２１５ａを設けたことにより、ウェッジ１３０は爪部２１５に引き掛かることなく、スムーズに上方に移動する。

図１１は、第１ウェッジプッシャ１３５により、ウェッジ１３０を更に上方に押し上げた状態を示している。第１ウェッジプッシャ１３５の先端部１３７が、第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５の外周に摺接して更に上昇する。

図１２は、第１ウェッジプッシャ１３５が最大限まで上昇して、ウェッジ１３０の第２ガイド溝２０５への挿入操作が完了した状態を示している。このとき、第１ウェッジプッシャ１３５の先端部１３７は、ガイド連結部２２９の第１テーパ部２３０及び第２テーパ部２３１を通過し、ストレート部２３２に挿入された状態にある。しかしながら、第１ウェッジプッシャ１３５の先端部１３７は、図５に示したように、基部１３６に対して幅狭で、かつ、半径方向の厚さを薄くされているので、ガイド連結部２２９のストレート部２３２近傍までスムーズに挿入することができる。

こうして、第１ウェッジプッシャ１３５により押し上げられたウェッジ１３０は、第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５を乗り越えて、その上方に配置される。その後、第１ウェッジプッシャ１３５は下降し、初期位置に戻る。そして、アッパーツール２００のウェッジガイド２０４の第２ガイド溝２０５に、ウェッジ１３０を挿入した後、アッパーツール２００はコイル挿入ステーションに移動する。

図１４は、アッパーツール２００がコイル挿入ステーションに移動した状態を示している。この状態でブレード駆動筒２２４及びストリッパ駆動筒２２６が共に上昇し、ブレード駆動筒２２４はブレード駆動筒嵌合部２２５に嵌合し、ストリッパ駆動筒２２６はストリッパ駆動筒嵌合部２２７に嵌合する。そして、図１５に示すように、ブレード駆動筒２２４によりブレードホルダ２０８が上昇し、ストリッパ駆動筒２２６によりストリッパ２０９及び第２ウェッジプッシャ２１２が上昇する。

図１５はこうして押し上げられたブレード２０７が、ステータコア２０６の上端面より先端をやや突出させた位置になった状態を示している。これ以降は、ブレード駆動筒２２４の上昇が停止され、ストリッパ駆動筒２２６のみが上昇する。その結果、ブレードホルダ２０８に固定されている第１ブレード２０７ａは、それ以上上昇しない。しかしながら、ストリッパ２０９に固定されている第２ブレード２０７ｂは更に上昇を続ける。第１ブレード２０７ａは、装着されたコイルＣのループの内側に配置されており、第２ブレード２０７ｂはコイルＣの外側に配置されている。

図１６は、ストリッパ駆動筒２２６の上昇によりストリッパ２０９及び第２ウェッジプッシャ２１２が更に上昇して、コイルＣをステータコア２０６のスロットの途中まで挿入した状態を示している。ストリッパ２０９は、ブレード２０７に引き掛けられたコイルＣを、ステータコア２０６の対応するスロットに挿入し、第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５は、ウェッジガイド２０４の第２ガイド溝２０５を通して、ウェッジ１３０をステータコア２０６の対応するスロットに挿入する。その結果、ウェッジ１３０は、ステータコア２０６の内歯どうしの間隙となる入口部を閉塞するように挿入される。この挿入時、第２ブレード２０７ｂがストリッパ２０９と共に上昇することによって、コイルＣとブレード２０７との間にかかる摩擦力を軽減することができる。

図１７は、ストリッパ２０９が最大高さまで上昇して、ステータコア２０６のスロットにコイルＣが完全に挿入された状態が示されている。スロットに挿入されたコイルＣは、第２ブレード２０７ｂの上端部から抜けて、外径側に配置される。こうして、コイル挿入操作が終了した後、ストリッパ駆動筒２２６が下降し、更にブレード駆動筒２２４も下降する。そして、ストリッパ駆動筒２２６及び ブレード駆動筒２２４がそれぞれの嵌合部２２７、２２５から離れて、テーブルの下方に後退する。このようにして、ステータコア２０６へのコイルＣの挿入操作が終了する。

次に、ステータコア２０６の厚さが変更された場合の操作について、図１８により説明する。

図１８では、ステータコア２０６の厚さが厚くされている。このため、ステータコア２０６のスロットに挿入されるウェッジ１３０の長さもそれに合わせて長くする必要がある。しかし、ウェッジ１３０の上端は、ストリッパ２０９よりも下方に位置していなければならないため、第２ウェッジプッシャ２１２に対してストリッパ２０９をより高い位置に設置しなければならない。

このような場合、この実施形態では、ネジ軸２１８の下端面に形成された工具挿入孔２２３等にレンチ等を挿入して、ネジ軸２１８を回転させる。ネジ軸２１８は、ストリッパ２０９に螺挿されているため、ネジ軸２１８が回転すると、ストリッパ２０９は軸方向にネジ移動する。こうして、ストリッパ２０９を第２ウェッジプッシャ２１２に対して上方に離し、ステータコア２０６の厚さに適合するように、第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５の位置と、ストリッパ２０９との位置とを引き離すことができる。なお、この後のコイルＣの挿入操作は、図１４〜図１７で説明した操作と同じであるため、その説明を省略することにする。

このように、ステータコア２０６の厚さの変更等があっても、アッパーツール２００の構造を変えるだけでよく、ウェッジ挿入装置１００の構造は変える必要がない。したがって、ステータコアの厚さが変更されたときの段取り変え作業を容易に、かつ、迅速に行うことができる。

また、第１ウェッジプッシャ１３５によりウェッジ１３０を押し上げて、ストリッパ２０９の後方に取付けられた第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５を乗り越えて、その前方に配置させるようにしたので、ストリッパ２０９及び第２ウェッジプッシャ２１２を上昇させて、コイルＣ及びウェッジ１３０のステータコア２０６のスロットへの挿入を行う際に、ウェッジ１３０の挿入ミスが生じることを、より確実に防止することができる。

更に、第１ウェッジプッシャ１３５は、ウェッジ１３０を第２ウェッジプッシャ２１２の爪部２１５を乗り越える位置まで押し上げればよいので、第１ウェッジプッシャ１３５の長さは比較的短くて済み、ロアーツールの高さを低くして、コイル挿入装置コンパクトにすることができる。

本発明の一実施形態によるコイル挿入装置において、アッパーツールをウェッジ挿入ステーションに配置した状態を示す正面断面図である。 同コイル挿入装置のウェッジ挿入装置を示す正面断面図である。 ウェッジ挿入装置におけるウェッジマガジンの平面断面図である。 ウェッジ挿入装置のパンチ板のガイド板及びカットブロックを示し、（ａ）は同ガイド板及びカットブロックの正面図、（ｂ）はカットブロックの正面図、（ｃ）はカットされたウェッジの形状説明図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ矢示線に沿ったカットブロックの断面図である。 ウェッジ挿入装置のウェッジマガジンの第１ガイド溝及び第１ウェッジップッシャを示し、（ａ）は内径側から見た斜視図、（ｂ）は外径側から見た斜視図である。 アッパーツールがウェッジ挿入ステーションに配置された状態を示す正面断面図である。 同アッパーツールの第２ウェッジプッシャを示す斜視図である。 同アッパーツールにおける第２ガイド溝下部にあるガイド連結部の形状を示す説明図である。 同ガイド連結部の断面形状を示し、（ａ）は図８のＡ−Ａ矢視線に沿った断面図、（ｂ）は図８のＢ−Ｂ矢示線に沿った断面図、（ｃ）は図８のＣ−Ｃ矢示線に沿った断面図である。 ウェッジをウェッジマガジンの第１ガイド溝から、ウェッジガイドの第２ガイド溝に挿入する状態を示し、ウェッジ先端部が第２ウェッジプッシャの爪部に到達した状態の説明図である。 図１０の状態からウェッジが、第１ウェッジプッシャによって更に押し上げられ、第１ウェッジプッシャの先端部が第２ウェッジプッシャの爪部と摺接した状態を示す説明図である。 ウェッジが第２ウェッジプッシャの爪部を乗り越えた状態を示す説明図である。 ウェッジが第２ウェッジプッシャによって押し上げられる状態を示す説明図である。 アッパーツールがコイル挿入ステーションに配置された状態を示す正面断面図である。 ブレード駆動筒及びストリッパ駆動筒が押し上げられ、第１ブレードの先端部がステータコアの上端面からやや突出した位置まで上昇した状態を示す説明図である。 ストリッパ駆動筒のみが押し上げられ、ストリッパ及び第２ブレードが更に上昇し、コイルがステータコアのスロットに途中まで挿入された状態を示す説明図である。 ストリッパ駆動筒が最後まで押し上げられて、コイルがステータコアのスロットに完全に挿入された状態を示す説明図である。 ステータコアの厚さが変更されたことに伴い、第２ウェッジプッシャとストリッパとの距離を広げた状態を示す説明図である。

符号の説明

１００ ウェッジ挿入装置
１０１ テーブル
１０２ 中間フレーム
１０３ 基台
１０４ ベアリング
１０５ ウェッジマガジン
１０６ 従動ギヤ
１０７ サーボモータ
１０８ 駆動ギヤ
１０９ センサ
１１０ ウェッジ供給装置
１１１ ガイド通路
１１２,１１３ ローラ
１１４ カッタ
１１５ パンチ板
１１６ クランク
１１７ リンク
１１８ ガイド棒
１１９ ウェッジ挿入口
１２０ ガイド溝
１２１ ウェッジプッシャ挿入口
１２２ 上方保持リング
１２３ 下方保持リング
１２４ 外側ガイド板
１２５ 内側ガイド板
１２６ 打ち込み通路
１２７ カットブロック
１２８ 通路
１２９ 摺接部
１３０ ウェッジ
１３０ａ 凹部
１３１ 端板
１３２ ガイド棒
１３３ スライド板
１３４ ボールネジ
１３５ ウェッジプッシャ
１３６ 基部
１３６ａ 内壁
１３６ｂ 両側壁
１３６ｃ 外壁
１３６ｄ 連結片
１３７ 先端部
１３７ａ 内壁
１３７ｂ 両側壁
１３７ｃ 外壁
１３７ｄ 傾斜面
２００ アッパーツール
２０１ 基板
２０１ａ 連通孔
２０２ 本体ケース
２０３ アッパーケース
２０４ ウェッジガイド
２０５ 第２ガイド溝
２０６ ステータコア
２０７ ブレード
２０７ａ 第１ブレード
２０７ｂ 第２ブレード
２０８ ブレードホルダ
２０９ ストリッパ
２１０ プッシャホルダ
２１１ 押え板
２１２ ウェッジプッシャ
２１３ 円盤状部分
２１４ フィン状部分
２１５ 爪部
２１５ａ テーパ部
２１６ ガイド棒
２１７ 挿通孔
２１８ ネジ軸
２１８ａ 軸
２１８ｂ 軸
２１９ 中心孔
２２０ ブロック
２２１ 連結部
２２２ 雌ネジ部材
２２３ 工具挿入孔
２２４ ブレード駆動筒
２２５ ブレード駆動筒嵌合部
２２６ ストリッパ駆動筒
２２７ ストリッパ駆動筒嵌合部
２２８ ガイド筒
２２９ ガイド連結部
２３０ 第１テーパ部
２３１ 第２テーパ部
２３２ ストレート部
Ｃ コイル

Claims (5)

1. ステータコアの内歯の内周に整合して環状に配列される複数のブレードと、このブレードの外周に配置されてウェッジを挿入するための第２ガイド溝を形成するウェッジガイドと、前記ブレードの間隙に挿入される押し歯を有し、前記ステータコアの軸心に沿って移動可能とされ、前記ブレードに引き掛けられたコイルを前記ブレードの間隙から前記ステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを有するアッパーツールと、
   このアッパーツールが所定位置に移動したとき、その下方に同軸的にかつ回転可能に配置され、全体として円筒状をなし、その外周に前記ウェッジガイドの第２ガイド溝に整合する第１ガイド溝を有するウェッジマガジンと、このウェッジマガジンの第１ガイド溝にウェッジを挿入するウェッジ供給装置と、前記ウェッジマガジンの第１ガイド溝に挿入されたウェッジを、前記ウェッジガイドの第２ガイド溝に挿入する第１ウェッジプッシャとを有するウェッジ挿入装置とを備えたコイル挿入装置において、
   前記ストリッパの後方に、該ストリッパと一体に移動して、前記第２ガイド溝に挿入されたウェッジを押して、前記ステータコアのスロットに挿入する第２ウェッジプッシャが取付けられており、
   前記第１ウェッジプッシャは、前記ウェッジマガジンの第１ガイド溝に挿入されたウェッジを押して、前記ウェッジガイドの第２ガイド溝に挿入する際に、該ウェッジを、前記第２ウェッジプッシャを乗り越えさせて、該第２ウェッジプッシャの前方に配置させるように構成されていることを特徴とするコイル挿入装置。
2. 前記ストリッパの後方には、前記ストリッパに対する距離を変更できるように連結部材が取付けられ、この連結部材の外周に前記第２ウェッジプッシャが設けられている請求項１記載のコイル挿入装置。
3. 前記第２ウェッジプッシャの後端部には、前記第２ガイド溝の溝底に向けて次第に高さが低くなるテーパ部が設けられている請求項１又は２記載のコイル挿入装置。
4. 前記ウェッジマガジンの第１ガイド溝は、前記ウェッジガイドの第２ガイド溝よりも溝幅を広くされると共に、前記第２ガイド溝の溝底よりも外径側に溝底が位置するように形成されており、前記第１ガイド溝と前記第２ガイド溝とが連通する部分であって、前記第２ウェッジプッシャの待機位置近傍の溝壁には、前記第１ガイド溝の溝幅から前記第２ガイド溝の溝幅になるように、徐々に溝幅を狭くしたテーパ部が形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載のコイル挿入装置。
5. 前記第１ウェッジプッシャの先端部は、前記第２ガイド溝の待機位置に配置された前記第２ウェッジプッシャの前方まで挿入できるように、基部側よりも幅狭な形状とされている請求項４記載のコイル挿入装置。

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