JP2010028995A - ステータ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータを効率よく組み立てる。
【解決手段】基盤２０に放射状に配置され、径方向に沿って互いに接近又は離間するように変位可能な複数個の縮径治具４２と、ホルダ５２に保持されて前記縮径治具４２に追従して変位可能な複数個のコア保持治具５０と、前記ホルダ５２に対して接近又は離間するように下降又は上昇可能な可動盤３８と、前記可動盤３８に設けられて前記縮径治具４２を径方向に沿って互いに接近するように変位させるためのカム１８６とを有する。すなわち、可動盤３８が下降した際に前記カム１８６が縮径治具４２のカム部１００を押圧し、これにより縮径治具４２がホルダ５２の中心に向かって互いに集合するように接近するとともに、各縮径治具４２に押圧されたコア保持治具５０がホルダ５２の中心に向かって互いに集合するように接近する。これに伴い、コア保持治具５０に保持された分割コア４８同士が互いに連結される。
【選択図】図１１

Description

本発明は、コイルが巻回された分割コア同士を互いに連結して環状のステータとして組み立てるステータ製造装置に関する。

回転電機のステータとして、複数個の分割コア同士が互いに連結されることで構成されるものが知られている。前記分割コアは、円弧状のヨーク部と内径方向に延在するポール部とからなり、該ポール部にコイルが巻回されている。

そして、ヨーク部には凹部及び凸部が互いに別の箇所に形成され、例えば、凹部が右隣に位置する分割コアのヨーク部の凸部に嵌合する一方、凸部が左隣に位置する分割コアのヨーク部の凹部に嵌合する。この嵌合が繰り返される結果、環状のステータが得られる。

この種のステータを具備する回転電機においては、その性能向上を目的とし、各分割コアに巻回されたコイル（巻線）の巻回数を増し、ポール部間のスロット部における占積率を増大させることが試みられている。例えば、特許文献１には、ポール部に巻回されたコイルを圧縮して占有体積を小さくすることによって占積率を向上させることが提案されている。

具体的には、はじめに、ポール部に巻線を複数回巻回してコイル収納領域よりも大きく膨れ上がった状態のコイルを装着し、複数個の分割コアを形成する。次に、これら分割コアを個環状に配列し、隣接する分割コアのコイル同士の間に絶縁部材を挿入する。

次に、環状に配列された複数個の分割コアを中心方向に圧縮移動させる。さらに、前記絶縁部材を介して隣接する分割コアのコイル同士を押し合わせ、前記コイル収納領域からはみ出した巻線をコイル収納領域に押し込む。

次に、前記巻線が前記コイル収納領域に押し込まれた状態で、分割コア同士を接合して一体化する。これにより、ステータが得られるに至る。

特開平１１−３４１７４８号公報

このように、ステータを構成する複数個の分割コアを環状に配置した後、これらの分割コアを同時に中心方向に移動させるとともにコイルを圧縮する手法が従来から知られている。しかしながら、特許文献１には、この手法を実施するための装置構成につき、具体的且つ詳細な開示はない。

本発明は上記した技術に関連してなされたもので、コイルが巻回された分割コア同士を連結させて環状のステータとして組み立てる際に前記コイルを圧縮成形することが可能であり、これにより巻線の占積率を向上させ、しかも、ステータを効率よく組み立てることが可能なステータ製造装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、コイルが巻回された分割コア同士を互いに連結して環状のステータを得るステータ製造装置であって、
基盤と、
前記基盤に放射状に配置され、径方向に沿って互いに接近又は離間するように変位可能な複数個の縮径治具と、
前記縮径治具の直径方向内方に放射状に配置され、径方向に沿って互いに接近又は離間するように変位可能な複数個のコア保持治具と、
前記基盤に対して鉛直上方に位置し、且つ前記基盤に対して接近又は離間するように下降又は上昇可能な可動盤と、
前記可動盤に設けられ、該可動盤が下降したときに前記縮径治具を径方向に沿って互いに接近するように変位させるカムと、
前記分割コア中の隣接するもの同士の間に挿入されるスペーサを保持するためのスペーサ保持治具と、
を備え、
前記可動盤に追従して下降した前記カムが前記縮径治具を押圧して該縮径治具を径方向に沿って互いに接近するように変位させることによって前記コイルを径方向に沿って圧縮成形するとともに、前記縮径治具に追従して前記コア保持治具を径方向に沿って互いに接近するように変位させ、該コア保持治具に保持された前記分割コア同士を互いに連結してステータを得ることを特徴とする。

すなわち、この構成においては、カムを下降させて縮径治具及びコア保持治具を径方向内側に沿って押圧し、縮径治具同士、コア保持治具同士が互いに接近するように（換言すれば、縮径がなされるように）変位させることのみで、分割コア同士を環状に連結してステータを得ることができる。

しかも、ステータを得ると同時にコイルの側面を圧縮成形することもできる。すなわち、カムを下降させる一動作でステータの組み立て及びコイルの圧縮成形を同時に遂行することができるので、ステータを効率よく作製することが可能となる。

その上、コイルを圧縮するので、占積率の向上を図ることもできる。

なお、ステータ製造装置は、さらに、前記縮径治具に設けられて前記コイルの下面を押圧する下面押圧部材と、前記コア保持治具に設けられて前記コイルの上面を押圧する上面押圧部材とを有するものであることが好ましい。そして、鉛直方向に沿って昇降自在な押圧手段を前記可動盤に設けるようにするとよい。

このように構成した場合、上記のようにして前記コイルを径方向に沿って圧縮した後、前記押圧手段を前記可動盤から鉛直下方に下降することにより、前記下面押圧部材及び前記上面押圧部材を介して前記コイルの下面及び上面を圧縮成形することができる。すなわち、コイルの側面のみならず下面及び上面を圧縮し得るようになるので、ステータの組立効率及び占積率を一層向上させることができる。

また、コイルの側面に対する圧縮成形機構と、下面及び上面に対する圧縮成形機構とを同一設備に含めて構成することができるので、設備投資が低廉化するとともにステータ製造装置の簡素化・小型化を図ることができる。

そして、前記コア保持治具に、前記分割コアの上面を鉛直下方に押止するコア上面押止部を設ける一方、前記縮径治具に、前記分割コアの下面を鉛直上方に向かって付勢するコア付勢手段を設け、前記コア上面押止部に対し、前記コア付勢手段によって付勢された前記分割コアを当接させることが好ましい。

この場合、分割コア同士の高さ位置が揃う。従って、得られたステータにおいても各分割コアの高さ位置が一致している。このため、分割コイルの上面に設けられているコイル端接続部や、シリコーン樹脂の注入口等を正確に位置決めすることが可能となる。

以上の構成に加え、複数個の前記コア保持治具を環状に配置した状態で保持するホルダをさらに具備するものであることが好ましい。このホルダを把持する把持手段を設けると、コア保持治具、ひいては分割コアを縮径治具にセットすることが極めて容易となる。

この場合、環状に配置された複数個の前記縮径治具の中心に係合部材を設け、且つ前記ホルダに、環状に配置された前記コア保持治具の中心に位置する柱状部材を設ける。この柱状部材の下端部に形成された挿入口に前記係合部材を係合させることにより前記ホルダが位置決め固定され、これに伴って前記縮径治具の配列中心と前記コア保持治具の配列中心とが合致する。

すなわち、縮径治具とコア保持治具の中心同士が一致するので、縮径治具の径方向内側への変位に伴ってコア保持治具が精度よく中心に向かって集合するように変位する。このため、一部の分割コアが位置ズレを起こすことが回避されるので、ステータを容易に組み立てることができる。

さらに、前記スペーサ保持治具を鉛直下方に移動させるスペーサ移動手段を有するものであることが好ましい。この場合、前記スペーサは、ステータが組み立てられる際に隣接するコイル同士の間に所定のクリアランスを形成する。そして、前記スペーサ移動手段は、前記コイルが径方向に沿って圧縮された後、前記スペーサ保持具を鉛直下方に移動させることによって前記スペーサを隣接する前記分割コア同士の間から離脱させる。これによりコイル同士の間に形成されたクリアランスが維持され、短絡が回避される。

本発明によれば、分割コア同士を連結させて環状のステータを得る作業と、コイルの側面を圧縮成形する作業とを同一動作で行うことができる。従って、ステータを効率よく作製することができると同時に、占積率を向上させることができる。

また、上記の圧縮成形の後、コイルの下面と上面とを同時に圧縮成形することもできる。この場合、ステータの作製効率及び占積率を一層向上させることが可能となる。

以下、本発明に係るステータ製造装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係るステータ製造装置１０を含むステーション１２の一部断面正面図である。このステーション１２は、ステータを得る製造ステーションと、得られたステータをケーシング１４に収容する収容ステーションとを兼ねる。

すなわち、ステーション１２は、上端面にガイドレール１６ａ、１６ｂが敷設された基台１８を有し、前記ガイドレール１６ａ、１６ｂには、ステータ製造装置１０を構成する基盤２０と、ケーシング１４を位置決め固定したテーブル２２とが摺動自在に載置されている。これら基盤２０とテーブル２２は連結部材２４を介して互いに連結され、且つ基盤２０の下端面は、ジョイント２６を介して作業台移動用シリンダ２８の第１ロッド３０に連結されている。従って、第１ロッド３０の前進・後退動作に伴って基盤２０が矢印Ｘ方向に沿ってガイドレール１６ａ、１６ｂに案内されながら変位し、これに追従してテーブル２２も矢印Ｘ方向に沿ってガイドレール１６ａ、１６ｂに案内されながら変位する。

なお、図１中の参照符号３２、３４は、それぞれ、第１リミットスイッチ、第２リミットスイッチである。図１から諒解されるように、第１ロッド３０が最大に前進したときには基盤２０が左端の第１リミットスイッチ３２に当接するとともに、昇降装置３６の下方にテーブル２２（ケーシング１４）が位置する。このとき、ステーション１２は収容ステーションとなる。

一方、図２に示すように、第１ロッド３０が最大に後退した際にはテーブル２２が右端の第２リミットスイッチ３４に当接するとともに、昇降装置３６の下方に基盤２０が位置し、ステーション１２は製造ステーションとなる。

前記昇降装置３６は可動盤３８を具備し、後述するように、該可動盤３８は、昇降用シリンダ４０の第２ロッド４１の前進・後退動作に伴って、図１に示す状態においてはケーシング１４に対して、また、図２に示す状態においては基盤２０に対して、接近又は離間するように鉛直方向に沿って変位する。

上記の構成において、製造ステーションは、本実施の形態に係るステータ製造装置１０を含んで構成されている。この場合、該ステータ製造装置１０は、基盤２０上に変位自在に設けられた複数個の縮径治具４２と、絶縁性のスペーサ４４を保持するスペーサ保持治具４６と、分割コア４８を保持したコア保持治具５０と、該コア保持治具５０を保持したホルダ５２とを有する。なお、図１においては、スペーサ保持治具４６を取り付ける前の構成を示している。

ここで、分割コア４８は、上記したように、円弧状のヨーク部と内径方向に延在するポール部とからなり、該ポール部にコイル５４が巻回されて構成されるものである。このような構成は当業者に周知であり、従って、その詳細な説明は省略する。

基盤２０は、略円盤形状であり、図３に示すように、その中心の薄肉部５６と、該薄肉部５６の周囲の厚肉部５８とを有し、前記薄肉部５６の略中心には貫通孔６０が形成されている。

基台１８には、スリーブ６２が埋設されている。このスリーブ６２の上端部にはフランジ部６４が環状に突出形成され、且つその内部には円柱状部材６６が挿入されている。該円柱状部材６６の先端部には突出円柱部６８を有するフランジ部材７０が嵌合されており、このフランジ部材７０の円盤部７２と前記フランジ部６４との間には、第１コイルスプリング７４が介装されている。すなわち、フランジ部材７０、ひいては円柱状部材６６は、この第１コイルスプリング７４によって、図３における鉛直上方に指向して常時弾発付勢されている。

スリーブ６２の上端部近傍は、その一部が基台１８から突出した固定治具７６に囲繞されている。この固定治具７６は、スペーサ移動手段としてのスペーサ移動用シリンダ７８を支持するブラケット８０を保持している。

さらに、スリーブ６２には、前記スペーサ移動用シリンダ７８の第３ロッド８２が連結された連結盤８４が摺動自在に外嵌されている。連結盤８４の外壁は前記ブラケット８０に当接しており、従って、連結盤８４は、第３ロッド８２の前進・後退動作に伴って、スリーブ６２及びブラケット８０に案内されながら鉛直方向に沿って変位する。

連結盤８４には、長尺な棒状部材８６が鉛直方向に沿って延在するように連結されている。各棒状部材８６は、固定治具７６の挿通孔８８及び基盤２０の貫通孔６０を通り、縮径治具４２の近傍まで突出している。

棒状部材８６の先端には、円環状の押圧盤９０が取り付けられている。この押圧盤９０により、スペーサ保持治具４６が鉛直下方に移動する。

基盤２０の厚肉部５８には段部９２が形成されており、この段部９２には、縮径治具４２が変位することを支援するべく摩擦抵抗が低く設定された摺動用板部材９４が設置されている。その一方で、厚肉部５８の上端面には支持盤９６が立設されている。

前記摺動用板部材９４上の縮径治具４２は、基部９８と、該基部９８から略垂直に立ち上がった若干幅狭のカム部１００とを有する。この中の基部９８には、水平方向に沿って延在するタイロッド用孔１０２が形成されており、このタイロッド用孔１０２には、タイロッド１０４が通されている。該タイロッド１０４の先端部は前記支持盤９６に係止され、一方、頭部は、タイロッド用孔１０２内に形成された幅広な段部１０６に着座した第２コイルスプリング１０８に弾発付勢されている。さらに、基部９８には、カム部１００の垂直壁に対向する位置に、分割コア４８のコイル５４を下面側から押圧するコイル下面押圧部材１１０が立設されている。

また、カム部１００には、タイロッド１０４の延在方向に対して略平行に、且つ前記押圧盤９０に指向するように突端部１１２が突出形成されている。そして、この突端部１１２には、分割コア４８の下面を押圧するコア下面押圧部材１１４が連結ロッド１１６を介して取り付けられている。なお、コア下面押圧部材１１４は、連結ロッド１１６を囲繞した第３コイルスプリング１１８によって鉛直上方に向かって弾発付勢されている。

さらに、カム部１００の外壁には、径方向内側から外側へ向かうに従って低くなるように傾斜した第１テーパ面１２０が形成されている。

スペーサ保持治具４６は、図４に示すように、複数個が環状になるように配列され、各々は押圧盤９０に緩やかに保持されている。従って、スペーサ保持治具４６は、押圧盤９０の径方向に沿って変位可能である。

なお、各スペーサ保持治具４６には、長方形板形状のスペーサ４４を起立した状態で支持する支持部材１２２が２個連結されている。すなわち、１個のスペーサ保持治具４６は、２個のスペーサ４４を保持する。図４のＶ−Ｖ線矢視断面図である図５に示すように、この場合、支持部材１２２には差込口１２４が形成されており、スペーサ４４はこの差込口１２４に着脱自在に挿入されている。

この図５から諒解されるように、支持部材１２２は、押圧盤９０の下端面に設けられたシム１２６に対し、図示しないビスを介して緩やかに係止されているのみである。このため、支持部材１２２は、押圧盤９０の円周方向に沿って揺動可能である。

次に、ホルダ５２は、図６及び図７に示すように、複数個のコア保持治具５０を環状に一括して保持するためのものである。なお、図７は、便宜のために隣接するコイル５４同士の間にスペーサ４４が介在した状態を示している。

図６を参照し、該ホルダ５２の構成につき説明する。このホルダ５２は、下端部及び上端部のそれぞれに大フランジ部１３０、小フランジ部１３２（鍔部）が形成された柱状部材１３４を有する。この柱状部材１３４には、大フランジ部１３０から小フランジ部１３２に至るまでに、大径部１３６と小径部１３８が形成されている。そして、大フランジ部１３０から大径部１３６の略中腹部に至るまでと、小フランジ部１３２から小径部１３８の略中腹部に至るまでは、中空部として形成されている。各中空部には、第１軸受１４０、第２軸受１４２がそれぞれ嵌合されている。

大フランジ部１３０の上端面には、コア保持治具５０が変位することを支援するべく摩擦抵抗が低く設定された摺動支援部材１４４が設置されている。一方、大径部１３６の上端面には、ボルト１４６を介して押さえ部材１４８が連結されており、コア保持治具５０は、これら摺動支援部材１４４及び押さえ部材１４８によって摺動自在に挟持されている。

コア保持治具５０にはボルト挿通孔１５０が貫通形成されており、柱状部材１３４の大径部１３６の略中腹には雌ネジ部１５２が螺設されている。前記ボルト挿通孔１５０を通されたボルト１５４の雄ネジ部１５６は、この雌ネジ部１５２に螺合される。

ボルト挿通孔１５０には段部１５８が形成されており、この段部１５８には、一端が大径部１３６の外壁に当接した第４コイルスプリング１６０が着座している。コア保持治具５０は、この第４コイルスプリング１６０によって柱状部材１３４から離間する方向に常時弾発付勢されている。

コア保持治具５０は、ヒンジ機構によって開閉可能なアーム部１６２をその上部に有する。このアーム部１６２における分割コア４８を臨む側の面（内面）には、分割コア４８のコイル５４の上面を押圧する第１コイル上面押圧部材１６４が設けられる。すなわち、該第１コイル上面押圧部材１６４は、２本の連結ピン１６６を介してアーム部１６２に位置決め固定されている。なお、連結ピン１６６は、カバー部材１６８によって囲繞されている。従って、該カバー部材１６８とアーム部１６２材の間にクリアランスがある場合、該カバー部材１６８をアーム部１６２の上面側から押圧すると、連結ピン１６６がアーム部１６２材の下面から突出するように変位する。これに伴って第１コイル上面押圧部材１６４が連結ピン１６６から押圧され、結局、アーム部１６２材の下面から離間するように変位する。

アーム部１６２の下端面には、分割コア４８のヨーク部に形成された凹部１７０に挿入される凸部１７２が突出形成されている。後述するように、この凸部１７２は、凹部１７０に挿入されることに伴って分割コア４８の上面を鉛直下方に押止する。すなわち、該凸部１７２は、コア上面押止部として機能する。

また、コア保持治具５０の上端面には、アーム部１６２に近接する部位に陥没１７４が形成されている。その一方で、図７に示すように、スペーサ４４が介装される位置には鍵部１７５が陥没形成されている。

このホルダ５２を鉛直方向に沿って昇降するための前記昇降装置３６は、図１及び図２に示すように、基台１８上に立設された柱部材１７６ａ、１７６ｂと、前記柱部材１７６ａ、１７６ｂの間に橋架された橋架部材１７８とを有し、これら柱部材１７６ａ、１７６ｂ及び橋架部材１７８とでゲート状構造をなしている。この中、橋架部材１７８には、前記昇降用シリンダ４０が設置されている。

柱部材１７６ａ、１７６ｂの各々には、受部材１８０ａ、１８０ｂが摺動自在に外嵌されており、前記可動盤３８は、これら受部材１８０ａ、１８０ｂに支持されている。そして、可動盤３８の略中央には、前記昇降用シリンダ４０を構成する第２ロッド４１を挿入したロッド受１８２が設置されている。なお、第２ロッド４１にはワッシャ１８４が外嵌されており、このワッシャ１８４によってロッド受１８２からの第２ロッド４１の抜け止めがなされている。

可動盤３８の下端面には、縮径治具４２の個数に対応した個数のカム１８６が垂下するように設けられている。各カム１８６におけるチャック部１８８を臨む側の端面には、径方向外側から内側に向かって低くなるように傾斜した第２テーパ面１９０が形成されている。

可動盤３８におけるカム１８６の内方には、ガイドピン１９２を介して第２コイル上面押圧部材１９４が位置決めされている。ここで、ガイドピン１９２は可動盤３８に対して摺動自在であり、且つ前記ガイドピン１９２の上端部は可動盤３８の収容穴１９５に収容されている。また、第２コイル上面押圧部材１９４及び可動盤３８に形成された挿入穴１９６には、第５コイルスプリング１９８が挿入されている。第２コイル上面押圧部材１９４は、この第５コイルスプリング１９８によって鉛直下方に常時弾発付勢されており、このため、第５コイルスプリング１９８の圧縮・伸張に伴ってガイドピン１９２に案内されながら鉛直方向に沿って変位する。

これら第２コイル上面押圧部材１９４とチャック部１８８との間には、押圧用シリンダ２００（押圧手段）が配設されている。該押圧用シリンダ２００を構成する第４ロッド２０２は、鉛直方向に沿って前進・後退動作する。

チャック部１８８は、ホルダ５２を構成する前記柱状部材１３４の小フランジ部１３２を下端面側から把持するための水平部が形成された第１爪２０４及び第２爪２０６を有する。これら第１爪２０４及び第２爪２０６の水平部同士の間には、可動盤３８に設けられて垂下した係合用軸２０８が通されている。

係合用軸２０８には、連結用スリーブ２１０が連結されている。この連結用スリーブ２１０の外周壁には、係止用スリーブ２１２が該外周壁に対して移動可能に外嵌されている。下降された係止用スリーブ２１２の先端は、最終的に、コア保持治具５０の上面に形成された前記陥没１７４に係合する。

本実施の形態に係るステータ製造装置１０を含むステーション１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

分割コア４８からのステータの組み立ては、以下のようにして行われる。すなわち、先ず、ポール部にコイル５４が巻回されて構成された分割コア４８をコア保持治具５０に装着する（図６参照）。

次に、図８に示すように、アーム部１６２を下降させ、該アーム部１６２の下面に形成された凸部１７２を分割コア４８のヨーク部の凹部１７０に挿入する。これに伴って、アーム部１６２に設置された第１コイル上面押圧部材１６４がコイル５４に近接ないし当接する。

次に、ホルダ５２の柱状部材１３４の中空部に嵌合された第１軸受１４０を、円柱状部材６６の先端部に嵌合されたフランジ部材７０の突出円柱部６８に嵌合する。この際、第１コイルスプリング７４は、ホルダ５２及び分割コア４８の重量によって若干収縮する。なお、この時点では、基盤２０は、図１における左端に位置し、第１リミットスイッチ３２に当接する。

次に、作業台移動用シリンダ２８が付勢され、第１ロッド３０が図１における右方に向かって後退動作する。これに伴って基盤２０及びテーブル２２がガイドレール１６ａ、１６ｂに案内されながら右方に変位し、最終的に、テーブル２２が第２リミットスイッチ３４に当接して変位が終了され、その結果、図９に示すように、ホルダ５２が昇降装置３６の下方に位置する。

次に、昇降用シリンダ４０が付勢され、第２ロッド４１が鉛直下方に向かって前進動作する。図１０に示すように、これに追従して可動盤３８が降下し、先ず、係合用軸２０８がホルダ５２の柱状部材１３４内の第２軸受１４２に挿入される。

可動盤３８の下降はさらに続行され、係合軸を介してホルダ５２が押圧されるようになる。この際の押圧力が第１コイルスプリング７４の弾発付勢力を上回るので、該第１コイルスプリング７４が圧縮されるとともに円柱状部材６６が下降し始める。これにより、図７に示すように、分割コア４８のコイル５４同士の間にスペーサ４４が挿入される。支持部材１２２が押圧盤９０の円周方向に沿って揺動可能であるので、円柱状部材６６の下降とともに、スペーサ４４が適切な位置となるまで支持部材１２２が揺動される。

また、図１０から諒解されるように、可動盤３８に連結された第２コイル上面押圧部材１９４がアーム部１６２の上面を押圧するようになり、このため、分割コア４８の上面が押止された状態となる。勿論、この際、第５コイルスプリング１９８が圧縮され、ガイドピン１９２が収容穴１９５から露呈する。

さらに、カム１８６の第２テーパ面１９０が縮径治具４２のカム部１００の第１テーパ面１２０に当接する。これにより、縮径治具４２がカム１８６から押圧されるようになる。

この状態から可動盤３８がさらに下降されると、コイル５４の下面がコイル下面押圧部材１１０に支持されるとともに、分割コア４８の下面がコア下面押圧部材１１４に当接する。その一方で、降下するカム１８６の第２テーパ面１９０を介してカム部１００の第１テーパ面１２０に押圧力が伝達される。その結果、図１１に示すように、全ての縮径治具４２がタイロッド１０４に案内されながら径方向内側に互いに接近して集合するように変位を開始する。これに伴い、第２コイルスプリング１０８が圧縮される。

このようにして変位した縮径治具４２により、コア保持治具５０が押圧される。その結果、図１２に示すように、コア保持治具５０がボルトに案内されて第４コイルスプリング１６０を圧縮しながら径方向内側に変位を開始する。なお、上記したように、縮径治具４２の基部９８の下方、及び大フランジ部１３０の上端面のそれぞれには、摩擦抵抗が低い摺動用板部材９４、摺動支援部材１４４が配設されている。従って、縮径治具４２及びコア保持治具５０の径方向内側への変位が円滑に進行する。

同時に、スペーサ４４がコア保持治具５０に形成された鍵部１７５（図７参照）に係合し、この状態でコア保持治具５０に同伴されて変位する。上記したように、スペーサ保持治具４６が押圧盤９０の径方向に沿って変位可能に保持されているからである。

可動盤３８が最大に下降されると、第１コイルスプリング７４、第２コイルスプリング１０８、第３コイルスプリング１１８、第４スプリング及び第５スプリングが最大に圧縮された状態となり、図１１及び図１２から諒解されるように、縮径治具４２及びコア保持治具５０の変位量が最大となる。この結果、図１３に示すように、コア保持治具５０が互いに最大に接近して環状体を形成するように集合する。

このように縮径治具４２及びコア保持治具５０が変位される間、ホルダ５２は、柱状部材１３４内の第１軸受１４０に嵌合された突出円柱部６８、及び第２軸受１４２に嵌合された係合用軸２０８によって位置決めされている。柱状部材１３４はホルダ５２の径方向の略中心に位置するので、縮径治具４２及びコア保持治具５０、ひいては分割コア４８は、いずれもホルダ５２の中心に向かうようにして変位する。

すなわち、この場合、位置決めされたホルダ５２の中心に向かって分割コア４８同士が略等速度で変位するので、分割コア４８の一部が位置ズレを起こすことがない。従って、前記環状体が速やかに形成される。

分割コア４８のヨーク部には、凹部１７０及び凸部１７２が互いに別の箇所に形成されている。従って、コア保持治具５０が環状体を形成するように集合することに伴い、例えば、凹部１７０が右隣に位置する分割コア４８のヨーク部の凸部１７２に嵌合する一方、凸部１７２が左隣に位置する分割コア４８のヨーク部の凹部１７０に嵌合する。この嵌合が繰り返される結果、環状のステータ３００が得られる。前記スペーサ４４は、隣接するコイル５４同士が短絡することを回避する。

同時に、コイル５４が縮径治具４２で押圧されることにより、径方向外側から内側に圧縮される。

このステータ３００においては、分割コア４８同士の高さ位置が一致している。ステータ３００の組み立て前後で、各分割コア４８は、第３コイルスプリング１１８で弾発付勢されたコア下面押圧部材１１４によって下面側から押圧される一方、凹部１７０にアーム部１６２の凸部１７２が嵌合することで上面側が堰止されているために、高さ位置が互いに一致するようになるからである。

この状態で、次に、押圧用シリンダ２００が付勢され、第４ロッド２０２が鉛直下方に向かって前進動作する（図１１参照）。第４ロッド２０２は、カバー部材１６８を押圧し、連結ピン１６６、ひいては第１コイル上面押圧部材１６４をコイル５４の上面側に向かって変位させる。最終的に、第１コイル上面押圧部材１６４は、コイル５４の上面に対して押圧力を付加する。

ここで、コイル５４の下面は、コイル下面押圧部材１１０によって支持されている。従って、上面に押圧力が付加されたコイル５４は、コイル下面押圧部材１１０から反力を受ける。換言すれば、コイル５４の下面には、コイル下面押圧部材１１０からの押圧力が付加される。

結局、コイル５４は、ステータ３００の径方向に沿って圧縮された後、押圧用シリンダ２００が付勢されることに伴って、その下面及び上面からも圧縮される。コイル５４をこのように圧縮することにより、占積率を向上させることができる。

しかも、本実施の形態によれば、分割コア４８が装着されたコイル５４保持治具をホルダ５２にセットした後、可動盤３８をホルダ５２に向けて降下させてカム１８６の作用下に縮径治具４２及びコイル５４保持治具を変位させるという作業を行うのみで、コイル５４を圧縮するとともにステータ３００を組み立てることができる。すなわち、ステータ３００の組立作業が効率よく遂行される。

次に、チャック部１８８を構成する第１爪２０４及び第２爪２０６が互いに接近するように変位し、その水平部同士でホルダ５２の小フランジ部１３２を把持する。その後、昇降用シリンダ４０が付勢されて第２ロッド４１が鉛直上方に向かって後退動作する。これにより可動盤３８が上昇し、図２に示すように、ホルダ５２がステータ３００を保持した状態で縮径治具４２から離脱する。この際、第１コイルスプリング７４及び第２コイルスプリング１０８が伸長し、その弾発付勢によって円柱状部材６６及び縮径治具４２が元の位置にそれぞれ復帰する。

なお、スペーサ４４は、支持部材１２２の差込口１２４から離脱し、隣接するコイル５４同士の間に介装された状態でステータ３００とともに上昇する。

また、係止用スリーブ２１２の先端がコア保持治具５０の上面の陥没１７４に係合したままであるので、第４コイルスプリング１６０が圧縮された状態を保ち、このためにコイル５４保持治具が互いに接近した状態を保つ。すなわち、ステータ３００が分解することはない。

次に、作業台移動用シリンダ２８が付勢され、第２ロッド４１が左方に前進動作する。これに伴って基盤２０及びテーブル２２がガイドレール１６ａ、１６ｂに案内されながら左方に変位し、基盤２０が第１リミットスイッチ３２に当接することに伴って変位が終了する。これにより、ケーシング１４が昇降装置３６の下方に位置する（図１参照）。

次に、昇降用シリンダ４０が再び付勢され、第２ロッド４１が鉛直下方に向かって前進動作するとともに可動盤３８が下降する。その結果、図１４に示すように、ステータ３００がホルダ５２ごとケーシング１４内部に挿入され始める。この挿入が終了することにより、回転電機が得られるに至る。

最後に、チャック部１８８がホルダ５２の小フランジ部１３２を解放して可動盤３８が上昇した後、ホルダ５２のアーム部１６２を上昇させてケーシング１４を引き抜けば、ホルダ５２が離脱してステータ３００のみがケーシング１４に残留する。

このように、本実施の形態によれば、ステータ３００の組み立てからケーシング１４の挿入までを連続的に行うことが可能となる。従って、作業効率を大幅に向上させることができる。

分割コア４８の上面には、コイル５４端接続部やシリコーン樹脂注入部が存在する。上記したように、得られたステータ３００においては、分割コア４８同士の高さ位置が一致しているので、コイル５４端接続部やシリコーン樹脂注入部を正確に位置決めすることができるという利点も得られる。

なお、この実施の形態では、スペーサ４４をステータ３００とともに上昇させて支持部材１２２から離脱させるようにしているが、スペーサ４４に代替して支持部材１２２に着脱不能に設けられたシムを使用し、このシムでコイル５４同士の間を所定間隔離間させるようにしてもよい。

この場合、ステータ３００を形成した後、可動盤３８を上昇させてカム１８６をカム部１００から離脱させる。これに伴って第２コイルスプリング１０８が伸長し、縮径治具４２が後退する。その結果、隣接する分割コア４８同士の連結が若干緩やかになる。

そして、次に、スペーサ移動用シリンダ７８を付勢し、第３ロッド８２を後退動作させる。これに追従して連結盤８４、棒状部材８６及び押圧盤９０が鉛直方向に沿って下降し、スペーサ保持治具４６、ひいては前記シムも下降する。これにより、分割コア４８同士の間からシムが退避する。

その後は、上記に準拠してコイル５４の径方向からの圧縮、上下方向からの圧縮、ステータ３００の組み立て、ステータ３００のケーシング１４への挿入を順次実施すればよい。

また、上記した実施の形態では、スペーサ４４を移動させるための鍵部１７５をコア保持治具５０に形成するようにしているが、縮径治具４２に形成するようにしてもよい。

本実施の形態に係るステータ製造装置を含むステーションにおいて、昇降装置の下方にケーシングが位置したときの一部断面正面図である。 前記ステーションにおいて、昇降装置の下方に縮径治具が位置したときの一部断面正面図である。 前記ステータ製造装置を構成する基盤及び縮径治具の一部縦断面図である。 スペーサ保持治具と押圧盤、及び固定治具との位置関係を示す平面図である。 図４のＶ−Ｖ線矢視断面図である。 分割コアが装着されたコア保持治具を保持したホルダの一部縦断面図である。 前記ホルダの上方平面図である。 前記ホルダをフランジ部材の突出円柱部に嵌合した状態を示す一部縦断面図である。 ホルダが昇降装置の下方に位置した状態を示す前記ステーションの上方平面図である。 前記ステーションにおいて、可動盤が下降した状態を示す前記ステーションの一部縦断面図である。 前記ステーションにおいて、可動盤が図１０からさらに下降することに伴って縮径治具及びコア保持治具が変位した状態を示す前記ステーションの一部縦断面図である。 コア保持治具が変位した状態を示す前記ホルダの一部縦断面図である。 図１２の状態となった前記ホルダの上方平面図である。 ステータがホルダごとケーシング内部に挿入されている状態を示す一部縦断面図である。

符号の説明

１０…ステータ製造装置 １２…ステーション
１４…ケーシング １８…基台
２０…基盤 ２２…テーブル
２８…作業台移動用シリンダ ３６…昇降装置
３８…可動盤 ４０…昇降用シリンダ
４２…縮径治具 ４４…スペーサ
４６…スペーサ保持治具 ４８…分割コア
５０…コア保持治具 ５２…ホルダ
５４…コイル ６６…円柱状部材
７４…第１コイルスプリング ７８…スペーサ移動用シリンダ
９０…押圧盤 １００…カム部
１０８…第２コイルスプリング １１０…コイル下面押圧部材
１１４…コア下面押圧部材 １１８…第３コイルスプリング
１２０…第１テーパ面 １２２…支持部材
１３２…小フランジ部 １３４…柱状部材
１４０…第１軸受 １４２…第２軸受
１６０…第４コイルスプリング １６２…アーム部
１６４…第１コイル上面押圧部材 １７０…凹部
１７２…凸部 １７４…陥没
１８６…カム １８８…チャック部
１９０…第２テーパ面 １９４…第２コイル上面押圧部材
１９８…第５コイルスプリング ２００…押圧用シリンダ
２０４…第１爪 ２０６…第２爪
２０８…係合用軸 ２１２…係止用スリーブ

Claims (5)

1. コイルが巻回された分割コア同士を互いに連結して環状のステータを得るステータ製造装置であって、
   基盤と、
   前記基盤に放射状に配置され、径方向に沿って互いに接近又は離間するように変位可能な複数個の縮径治具と、
   前記縮径治具の直径方向内方に放射状に配置され、径方向に沿って互いに接近又は離間するように変位可能な複数個のコア保持治具と、
   前記基盤に対して鉛直上方に位置し、且つ前記基盤に対して接近又は離間するように下降又は上昇可能な可動盤と、
   前記可動盤に設けられ、該可動盤が下降したときに前記縮径治具を径方向に沿って互いに接近するように変位させるカムと、
   前記分割コア中の隣接するもの同士の間に挿入されるスペーサを保持するためのスペーサ保持治具と、
   を備え、
   前記可動盤に追従して下降した前記カムが前記縮径治具を押圧して該縮径治具を径方向に沿って互いに接近するように変位させることによって前記コイルを径方向に沿って圧縮成形するとともに、前記縮径治具に追従して前記コア保持治具を径方向に沿って互いに接近するように変位させ、該コア保持治具に保持された前記分割コア同士を互いに連結してステータを得ることを特徴とするステータ製造装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記縮径治具に前記コイルの下面を押圧する下面押圧部材が設けられ、且つ前記コア保持治具に前記コイルの上面を押圧する上面押圧部材が設けられるとともに、前記可動盤に押圧手段が鉛直方向に沿って昇降自在に設けられ、
   前記押圧手段は、前記コイルが径方向に沿って押圧された後、前記可動盤から鉛直下方に下降し、これに伴って前記下面押圧部材及び前記上面押圧部材を介して前記コイルの下面及び上面を圧縮成形することを特徴とするステータ製造装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記コア保持治具に、前記分割コアの上面を鉛直下方に押止するコア上面押止部が設けられるとともに、前記縮径治具に、前記分割コアの下面を鉛直上方に向かって付勢するコア付勢手段が設けられ、
   前記コア上面押止部には、前記コア付勢手段によって付勢された前記分割コアが当接す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１項に記載の装置において、
   複数個の前記コア保持治具を環状に配置した状態で保持するホルダと、環状に配置された複数個の前記縮径治具の中心に位置する係合部材と、前記ホルダを把持する把持手段とをさらに具備し、
   前記ホルダは、環状に配置された前記コア保持治具の中心に位置する柱状部材を有し、
   前記柱状部材の上端面に鍔部が形成され、且つ下端部に挿入口が形成され、
   前記把持手段は、前記鍔部を把持して前記ホルダごと前記コア保持治具を搬送し、
   前記挿入口に前記係合部材が係合されることで前記ホルダが位置決め固定されることに伴い、前記縮径治具の配列中心と前記コア保持治具の配列中心とを合致させ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１項に記載の装置において、
   前記スペーサ保持治具を鉛直下方に移動させるスペーサ移動手段を有し、
   前記スペーサ移動手段は、前記コイルが径方向に沿って押圧された後、前記スペーサ保持具を鉛直下方に移動させることによって前記スペーサを隣接する前記分割コア同士の間から離脱させることを特徴とするステータ製造装置。

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