JP2013038932A - Manufacturing method for stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの固定子などに用いる平角導体を巻回して形成したコイル籠に対して分割型の固定子コアに組み付ける技術に関し、具体的には籠状に配置されたコイルの外周側から分割型の固定子コアを挿入する方法を自動化する技術に関する。 The present invention relates to a technique for assembling a split-type stator core with respect to a coil cage formed by winding a rectangular conductor used for a stator of a motor, and more specifically, from the outer peripheral side of a coil arranged in a cage shape. The present invention relates to a technique for automating a method of inserting a split stator core.
近年、環境問題に鑑みて自動車に駆動用のモータを搭載するケースが多くなってきている。車載される駆動用のモータは、車両を動かす為に大出力でかつ車載されるために省スペースであることが望ましい。特にハイブリッド車はエンジンと駆動用モータをエンジンルームの中に納める必要があるため、モータの小型化の要請が高い。モータの出力を向上させるためにはモータに用いるコイルの断面積を増やすと共に、固定子の占積率を高める方法が模索されている。一方、モータの小型化に関しては様々なアプローチで小型化が検討されている。 In recent years, in view of environmental problems, there are an increasing number of cases in which a driving motor is mounted on an automobile. It is desirable that the drive motor mounted on the vehicle has a large output for moving the vehicle and is space-saving for being mounted on the vehicle. In particular, there is a high demand for miniaturization of a hybrid vehicle because the engine and the drive motor need to be housed in the engine room. In order to improve the output of the motor, a method for increasing the cross-sectional area of the coil used for the motor and increasing the space factor of the stator is being sought. On the other hand, with respect to miniaturization of motors, miniaturization has been studied by various approaches.
固定子のコイルの断面積を増やす手法としては、平角導体を用いて巻回しコイルを形成する手法が提案されている。矩形断面を有する平角導体を用いたコイルを形成することで、矩形形状のスロット内にコイルの一部を納めた際に円形断面を有する導体を用いた場合より空隙率を低くすることができ、結果的に占積率を高めることが可能となるためである。しかしながら、平角導体を用いてコイルを形成する場合、その加工方法が少々困難となる。また、平角導体コイルを組み立てる際にも平角導体が変形させ難いことが起因し、組み立てが困難になる場合が多い。 As a method of increasing the cross-sectional area of the stator coil, a method of forming a coil by winding a flat rectangular conductor has been proposed. By forming a coil using a rectangular conductor having a rectangular cross section, the porosity can be lowered than when a conductor having a circular cross section is used when a part of the coil is placed in a rectangular slot, As a result, the space factor can be increased. However, when forming a coil using a rectangular conductor, the processing method becomes a little difficult. Further, when assembling a flat conductor coil, it is often difficult to assemble because the flat conductor is difficult to deform.
比較的組み立てが容易な集中巻きのコイルを用いた固定子の製造方法に関しては幾つか検討されている事例がある。平角導体を用いてエッジワイズ曲げ加工を行い、集中巻きのコイルを形成した後に、コイルとインシュレータと組み合わせ、カセットコイルとして固定子に組み付けていく手法は、以下に示すような事例がある。 There are some examples of methods for manufacturing a stator using concentrated winding coils that are relatively easy to assemble. There are examples of methods for forming a concentrated winding coil by performing edgewise bending using a rectangular conductor and then combining the coil with an insulator and assembling it as a cassette coil to a stator.
特許文献1に、カセットコイル、分割ステータ及びステータに関する技術が開示されている。分割型の固定子コアに樹脂モールドを施し接合面に凹凸を設けたカセットコイルを挿入して、固定子コアとカセットコイルを組み合わせたユニットを円筒状に並べることで、組み立て性を向上している。 Patent Document 1 discloses a technique related to a cassette coil, a split stator, and a stator. Assemblability is improved by placing resin coils on the split-type stator cores and inserting cassette coils with concavities and convexities on the joint surface, and arranging units that combine the stator cores and cassette coils in a cylindrical shape. .
特許文献2に、ステータ及びその組み立て方法に関する技術が開示されている。導体をエッジワイズ曲げ加工して集中巻きコイルを形成した後、コイルを樹脂モールドすることでコイルユニットを形成し、その後に分割型の固定子コアに組み付ける手法を採っている。なお、固定子コアのティース部分とコイルユニットの内周部分の間には埋め込み樹脂部が設けられており、組み付けられた後に埋め込み樹脂部に樹脂を充填することで、固定子コアとコイルユニットとのガタ付きを抑制している。 Patent Document 2 discloses a technique related to a stator and an assembly method thereof. After a conductor is edgewise bent to form a concentrated winding coil, a coil unit is formed by resin-molding the coil and then assembled to a split-type stator core. An embedded resin portion is provided between the teeth portion of the stator core and the inner peripheral portion of the coil unit, and after being assembled, the embedded resin portion is filled with resin so that the stator core and the coil unit are Suppresses backlash.
特許文献3に、回転電機の固定子に関する技術が開示されている。平角線をエッジワイズ曲げ加工で作ったコイルを籠状に形成し、外周側から分割型の固定子コアを挿入し、鍔を有する外筒で分割固定子コアの外周を嵌合固定することで、固定子を構成している。外筒を薄く形成して鍔を設けることで、外筒の剛性を向上させつつ固定子の小型化に貢献している。 Patent Document 3 discloses a technique related to a stator of a rotating electrical machine. By forming a coil made of edgewise bending of a rectangular wire in a bowl shape, inserting a split stator core from the outer periphery side, and fitting and fixing the outer periphery of the split stator core with an outer cylinder having a hook Constitutes the stator. By forming the outer cylinder thinly and providing the flange, it contributes to the downsizing of the stator while improving the rigidity of the outer cylinder.
しかしながら、特許文献1乃至特許文献3に開示された固定子には以下に説明する課題があると考えられる。 However, the stators disclosed in Patent Documents 1 to 3 are considered to have the following problems.
特許文献1及び特許文献2には何れもコイルにカセット型のインシュレータが用いられている。カセット型のインシュレータを分割型の固定子コアと組み合わせてユニットを形成しこれを円筒状に並べる手法は、集中巻きコイルを用いる固定子にしか使用が出来ない。しかしながら、モータの回転数を上げてトルクを稼ぐことを考えると、コギングトルクの発生を抑えるべく、スロット数を増やしたり巻き方を集中巻きから分布巻きに変更したりすることが有効であるが、特許文献1及び特許文献2の手法では固定子コアの分割数を増やす事には限界があるし、分布巻きには対応できないと考えられる。 In both Patent Document 1 and Patent Document 2, a cassette type insulator is used for the coil. The method of forming a unit by combining a cassette type insulator with a split type stator core and arranging them in a cylindrical shape can be used only for a stator using concentrated winding coils. However, considering that the torque is increased by increasing the rotation speed of the motor, it is effective to increase the number of slots or change the winding method from concentrated winding to distributed winding in order to suppress the occurrence of cogging torque. In the methods of Patent Literature 1 and Patent Literature 2, there is a limit to increasing the number of stator core divisions, and it is considered that distributed winding cannot be handled.
特許文献3のように、コイル籠を作る事で分布巻きコイルに対応することが可能であるが、この場合は分割型の固定子コアを外周側から挿入する必要があり、この際にはインシュレータも挿入する必要がある。しかし、そのような製造技術に関しては特許文献3には開示されていない。これは、これまで車の駆動に用いられるようなモータに平角導体を用いたコイルが使われてこなかった為であり、コイル籠に対して外周側から固定子コアを挿入するにあたり、自動化可能な生産手法の実現は切望されている。 As in Patent Document 3, it is possible to deal with distributed winding coils by making a coil cage, but in this case, it is necessary to insert a split-type stator core from the outer periphery side. Also need to be inserted. However, such a manufacturing technique is not disclosed in Patent Document 3. This is because a coil using a flat conductor has not been used in a motor used to drive a car so far, and it can be automated when inserting a stator core from the outer peripheral side to a coil cage. Realization of production methods is eagerly desired.
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、平角導体コイルを用いた固定子をより効率的に生産可能な固定子製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a stator manufacturing method capable of more efficiently producing a stator using a rectangular conductor coil in order to solve such problems.
前記目的を達成するために、本発明の一態様による固定子製造方法は以下のような特徴を有する。 In order to achieve the above object, a stator manufacturing method according to an aspect of the present invention has the following characteristics.
(1)平角導体を巻回して形成したコイルを用いて円筒状のコイル籠を形成し、前記コイル籠に分割コアを挿入することで、固定子を製造する固定子製造方法において、前記コイル籠の周囲に配置される先端にインシュレータ保持部を有するコア搬送台が、前記コイル籠の外周面に向けて前進し、前記インシュレータ保持部が前記コイル籠の有するティース挿入孔に挿入されたインシュレータを押さえ、前記コア搬送台の上に載せられた前記分割コアが、前記コイル籠の周囲に配置された押圧機構に押されて前記ティース挿入孔に挿入し、前記固定子が形成されることを特徴とする。 (1) In the stator manufacturing method of manufacturing a stator by forming a cylindrical coil cage using a coil formed by winding a flat rectangular conductor and inserting a split core into the coil cage, the coil cage A core carrier having an insulator holding portion at the tip disposed around the front of the coil rod advances toward the outer peripheral surface of the coil rod, and the insulator holding portion holds the insulator inserted into the tooth insertion hole of the coil rod. The split core placed on the core carrier is pushed by a pressing mechanism disposed around the coil rod and inserted into the teeth insertion hole, whereby the stator is formed. To do.
(2)(1)に記載の固定子製造方法において、前記インシュレータは前記コイル籠の外周側に設置されるインシュレータ挿入機構により、前記ティース挿入孔に挿入し、前記インシュレータを加圧して保持する保持爪で前記インシュレータの一端を押さえ、前記コア搬送台の有する前記インシュレータ保持部で前記インシュレータの他端を押さえ、前記分割コアを、前記押圧機構によって前記ティース挿入孔に挿入し、前記固定子が形成されることを特徴とする。 (2) In the stator manufacturing method according to (1), the insulator is inserted into the teeth insertion hole by an insulator insertion mechanism installed on the outer peripheral side of the coil rod, and the insulator is pressed and held. One end of the insulator is pressed by a claw, the other end of the insulator is pressed by the insulator holding part of the core carrier, the split core is inserted into the teeth insertion hole by the pressing mechanism, and the stator is formed. It is characterized by being.
(3)(1)又は(2)に記載の固定子製造方法において、前記インシュレータ保持部は前記ティース挿入孔に挿入される凸部を2カ所有し、インシュレータを押さえる押圧部を3カ所備え、前記インシュレータ保持部により複数のインシュレータを押さえることを特徴とする。 (3) In the stator manufacturing method according to (1) or (2), the insulator holding portion has two convex portions to be inserted into the teeth insertion hole, and includes three pressing portions for pressing the insulator, A plurality of insulators are pressed by the insulator holding portion.
このような特徴を有する本発明の一態様による固定子製造方法により、以下のような作用、効果が得られる。 The following operations and effects can be obtained by the stator manufacturing method according to one aspect of the present invention having such characteristics.
上記(1)に記載の態様は、平角導体を巻回して形成したコイルを用いて円筒状のコイル籠を形成し、コイル籠に分割コアを挿入することで、固定子を製造する固定子製造方法において、コイル籠の周囲に配置される先端にインシュレータ保持部を有するコア搬送台が、コイル籠の外周面に向けて前進し、インシュレータ保持部がコイル籠の有するティース挿入孔に挿入されたインシュレータを押さえ、コア搬送台の上に載せられた分割コアが、コイル籠の周囲に配置された押圧機構に押されてティース挿入孔に挿入し、固定子が形成されるものである。 In the aspect described in (1) above, a stator is manufactured by forming a cylindrical coil cage using a coil formed by winding a rectangular conductor and inserting a split core into the coil cage. In the method, an insulator having a core carrier having an insulator holding portion at a tip disposed around the coil rod advances toward an outer peripheral surface of the coil rod, and the insulator holding portion is inserted into a tooth insertion hole of the coil rod. The split core placed on the core carrier is pushed by a pressing mechanism arranged around the coil cage and inserted into the teeth insertion hole, thereby forming a stator.
インシュレータを挿入した状態のコイル籠に分割コアを挿入するにあたり、分割コアに引き摺られてインシュレータのズレを防ぐためにインシュレータを押さえておく必要がある。このため、分割コアを挿入するために用意されたコア搬送台の先端にインシュレータ保持部を設けておき、コア搬送台をコイル籠に近接させてインシュレータ保持部でインシュレータを押さえることで、その後に分割コアを押圧機構にてコイル籠に挿入する際に、インシュレータのズレを押さえることが出来る。そして、コア搬送台を延長してインシュレータ保持部とする機構であるため、インシュレータの保持と同時に分割コアのガイドを兼ねることが可能である。 When inserting the split core into the coil rod with the insulator inserted, it is necessary to hold the insulator in order to prevent the insulator from being displaced by being dragged by the split core. For this reason, an insulator holding part is provided at the tip of the core carrier prepared for inserting the split core, and the core carrier is brought close to the coil cage, and the insulator holding part is used to hold the insulator. When the core is inserted into the coil cage by the pressing mechanism, it is possible to suppress the deviation of the insulator. And since it is a mechanism which extends a core conveyance stand and makes it an insulator holding | maintenance part, it can serve as a guide of a split core simultaneously with holding | maintenance of an insulator.
このように、コイル籠にインシュレータを挿入した状態でコア搬送台及び押圧機構を用いて分割コアを組み付けが可能であり、コア搬送台及び押圧機構の構造は自動化に対応しているので、平角導体コイルを用いた固定子をより効率的に生産可能な固定子製造方法の提供が可能となる。 In this way, it is possible to assemble the split core using the core carrier and the pressing mechanism with the insulator inserted into the coil cage, and the structure of the core carrier and the pressing mechanism corresponds to automation. A stator manufacturing method capable of more efficiently producing a stator using a coil can be provided.
また上記(2)に記載の態様は、(1)に記載の固定子製造方法において、インシュレータはコイル籠の外周側に設置されるインシュレータ挿入機構により、ティース挿入孔に挿入し、インシュレータを加圧して保持する保持爪でインシュレータの一端を押さえ、コア搬送台の有するインシュレータ保持部でインシュレータの他端を押さえ、分割コアを、押圧機構によってティース挿入孔に挿入し、固定子が形成されるものである。 The aspect described in (2) above is the stator manufacturing method described in (1), in which the insulator is inserted into the teeth insertion hole by an insulator insertion mechanism installed on the outer peripheral side of the coil rod, and the insulator is pressurized. Hold one end of the insulator with the holding claw, hold the other end of the insulator with the insulator holding part of the core carrier, insert the split core into the teeth insertion hole with the pressing mechanism, and the stator is formed is there.
インシュレータを、保持爪で一端を、コア搬送台に備えるインシュレータ保持部で他端を押さえることで、インシュレータのズレを抑制することが可能である。インシュレータの保持点を増やすことで、よりインシュレータがずれにくくなる。モータ稼働時のコギングトルクの発生を抑える手法としては、スロット数を増やすという方法がある。しかし、スロット数を増やすということは、インシュレータが細長くなるので押さえる手段を増やす事が望ましく、コイル籠のコイルエンド側の一端と他端を押さえることで、よりズレ難くなることが期待できる。 The insulator can be prevented from being displaced by pressing one end of the insulator with a holding claw and the other end with an insulator holding portion provided in the core carrier. By increasing the holding points of the insulator, the insulator becomes more difficult to shift. As a technique for suppressing the generation of cogging torque when the motor is in operation, there is a method of increasing the number of slots. However, when the number of slots is increased, it is desirable to increase the number of means to be pressed because the insulator is elongated, and it can be expected that displacement will be more difficult by pressing one end and the other end on the coil end side of the coil cage.
また上記(3)に記載の態様は、(1)又は(2)に記載の固定子製造方法において、インシュレータ保持部は、ティース挿入孔に挿入される凸部を2カ所有し、インシュレータを押さえる押圧部を3カ所備え、インシュレータ保持部により複数のインシュレータを押さえるものである。 Moreover, the aspect as described in said (3) is the stator manufacturing method as described in (1) or (2), The insulator holding part has two convex parts inserted in a teeth insertion hole, and suppresses an insulator. Three pressing parts are provided, and a plurality of insulators are pressed by the insulator holding part.
インシュレータ保持部に、ティース挿入孔に挿入される凸部を2カ所有し、インシュレータを押さえる押圧部を3カ所備えていることで、隣り合うインシュレータ保持部によって3つのインシュレータを押さえることができる。固定子コアには2つのティースを備えることで鉄損を少なくする設計とすることができるが、コア搬送台の備えるインシュレータ保持部をこれに対応させることで、固定子コアの挿入をスムーズに行う事ができる。 Since the insulator holding portion has two convex portions to be inserted into the tooth insertion holes and has three pressing portions for pressing the insulator, the three insulators can be pressed by the adjacent insulator holding portions. The stator core can be designed to reduce iron loss by providing two teeth, but by making the insulator holding part provided in the core carrier stand corresponding to this, the stator core can be inserted smoothly. I can do things.
まず、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。 First, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態の固定子100の斜視図を示す。図2に、コイル籠120の斜視図を示す。図3に、コイル籠120に分割コア111を挿入する様子の斜視図を示す。図4に、外筒130を分割コア111の外周に嵌める様子の斜視図を示す。図5に、外部端子140を設けた固定子の斜視図を示す。固定子100は分割コア111とコイル籠120と外筒130よりなり、車載用のモータなどに用いられる。分割コア111は、凸部を有した略扇形状であり、プレス加工によって打ち抜き成形された複数の電磁鋼板を重ねて形成されている。分割コア111には、図3に示すように固定子100の内周側に突出するティース111aを2つ、ティース111aの間にスロット111bを1つ備えている。分割コア111は24個用意されて円筒状に配置されて固定子コア110を形成し、固定子100に用いられる。
In FIG. 1, the perspective view of the
コイル籠120は同芯巻きコイルを、48個円筒状に重ねて形成したものであり、外周面に向けて開口する放射状に配置されたティース挿入孔121を48カ所有している。同芯巻きコイルは矩形断面を有する平角導体をエッジワイズ曲げして形成されたものである。図2に示すように、スロット内導線部122は軸芯から放射線上に整列される平角導体Dのことを示し、隣り合うスロット内導線部122の間にはティース挿入孔121が設けられている。スロット内導線部122は固定子100の状態で分割コア111のスロット111bの内部に配置され、スロット111bには10本のスロット内導線部122が配置されるように構成されている。
The
また、コイル籠120には、図3に示すように、このティース挿入孔121にティース111aを挿入することで、分割コア111を円筒状に配置する。ティース111aをティース挿入孔121に挿入する際には後述するインシュレータ125をティース挿入孔121に挿入して保持している。インシュレータ125はスロット内導線部122と分割コア111との絶縁を確保する為に用意される樹脂又は紙製の絶縁体である。そして、図4に示すように外筒130を分割コア111の外周に嵌め込むことで、固定子100を形成する。
In addition, as shown in FIG. 3, the
外筒130は、円環状の金属部品であり、周囲にリブを設けた構造になっている。このリブにはボルトを通すための孔が設けられており、トランクアクスルケースに係合したりモータにカバーを設けたりするため等の目的に用いられる。外筒130の内径は分割コア111の外径と締まりバメする寸法に設定されており、外筒130を加熱して焼きバメすることで、分割コア111の外周に配置され分割コア111を保持する事が可能となる。
The
コイル籠120のコイルエンドのうちリード側は、TIG溶接などを用いて接合される。U相、V相、W相はそれぞれコイルエンドで中性点と外部端子140とに溶接され、最終的には図5に示すような、リード側のコイルエンドに外部端子140が接続された固定子100が形成される。コイルエンドの絶縁処理は、必要に応じて樹脂成形か或いはワニス塗布、或いは電着塗装などによって絶縁被覆がなされ、溶接部分の保護及び絶縁がなされる。
The lead side of the coil ends of the
図6に、組立装置10の側面断面図を示す。図7に、組立装置10の部分拡大図を示す。図8に、コイル籠移載用ユニット50の斜視図を示す。図9に、下部クランプユニットに関する平面図を示す。図10に、組立装置10の斜視図を示す。なお、図9のAA断面が図6に示される側面断面に対応する。また、図6乃至図10に示す組立装置10は説明のため構造の分かり易いテスト治具を示しているが、自動化ラインでも同様の原理の装置を用いて組立が可能である。
FIG. 6 shows a side sectional view of the assembling
組立装置10は、図10に示すように分割コア挿入機構20と上部クランプユニット30とを備え、コイル籠120に対し分割コア111を挿入する装置である。図7に示すように分割コア挿入機構20には、円盤状に形成される分割コア搬送ベース21と分割コア111を直接上に載せるコア搬送台に相当するスライダ22、スライダ22に対して所定の圧力を付勢する為の圧縮バネ23とバネガイド24とが備えられ、バネガイド24は分割コア搬送ベース21に固定されている。
As shown in FIG. 10, the assembling
また、スライダ22はガイドレール26a、ガイドブロック26bを備えるLMガイド26を用いてコイル籠120に対して径方向にスライドするよう備えられている。したがって、圧縮バネ23の付勢力により、スライダ22がコイル籠120の径方向に向かって移動され、スライダ22を延長する形で備えられるインシュレータ保持部22aの先端がコイル籠120に備えられたインシュレータ125に適切な力で押圧することができる。また、プッシュブロック25はスライダ22に係合するように配置され、分割コア111をコイル籠120の径方向に移動させる機能を有している。このような分割コア挿入機構20は分割コア搬送ベース21に対して3セット配置される。ただし、自動化ラインでは24セット、すなわち、コイル籠120に挿入される分割コア111の数と同数用意される。
The
そして、スライダ22の有するインシュレータ保持部22aは図9に示すように、先端が2つ割れの形状となっており、それぞれがコイル籠120の有するティース挿入孔121に挿入される様に配置されている。インシュレータ保持部22aの先端には、突起22bが2カ所と、両脇に肩部22cが2カ所、そして中央に中央部22dが設けられている。突起22bがティース挿入孔121に挿入され、肩部22c及び中央部22dでインシュレータ125を押さえる役割を果たす。
As shown in FIG. 9, the
上部クランプユニット30は、コイル籠120の上に配置されるユニットであり、図7に示すように保持爪に相当するクランプ爪31と、クランプ爪31を回転可能に支持するクランプポスト36と、クランプ爪31と系合してクランプ爪31を持ち上げる機能を有するクランプロッド35と、クランプロッド35に備えられて下方向に付勢する上部圧縮バネ33と、クランプロッド35が貫通しクランプ爪31と系合するクランプブラケット32と、クランプブラケット32が取り付けられる円盤状のガイドプレート34とを備えている。上部クランプユニット30は、6セット用意され、円形ベース41の上に固定されている。円形ベース41はセンターポスト40に取り付けられている。なお、自動化ラインでは上部クランプユニット30はスロット111bと同じ数である48セット用意されている。
The
このような組立装置10を用いてコイル籠120に分割コア111が挿入される。コイル籠120は、図9に示すようなコイル籠移載用ユニット50に配置される。コイル籠移載用ユニット50は、移載用プレート51とコイル籠ガイド52とを有しており、図7に示すように、コイル籠ガイド52の外周にコイル籠120が嵌められた上で、外輪53をコイル籠120の外周の上下に嵌めることで、コイル籠120を保持する。外輪53は、外輪53の径が拡縮することでコイル籠120の外周側からコイル籠120が変形しないように保持する機能を有している。
The
次に、コイル籠120に対して分割コア111を挿入する際の手順や組立装置10の動きについて簡単に説明を行う。
Next, the procedure for inserting the
図11に、固定子を形成する際の簡易フローを示す。図12に、インシュレータ挿入工程に関するフローを示す。図13に、分割コア挿入工程に関するフローを示す。固定子100を形成するにあたっては、図11のフローで説明するようにコイル籠形成工程とインシュレータ挿入工程と、分割コア挿入工程と、外筒嵌合工程を経ていく必要がある。このうち、本発明の大きく関係するインシュレータ挿入工程と、分割コア挿入工程とについて、以下に簡単に説明を行う。なお、自動化工程では、それぞれの工程は別のステーションで行われる為に移載が必要となるが、ここではその説明については補足的に言及するに留める。
FIG. 11 shows a simplified flow when forming the stator. In FIG. 12, the flow regarding an insulator insertion process is shown. FIG. 13 shows a flow relating to the split core insertion process. In forming the
図14に、上部クランプユニット30によりインシュレータ125を把持する様子を側面断面図として示す。図15に、上部クランプユニット30によりインシュレータ125を把持し直す様子を側面断面図として示す。図16に、分割コア挿入機構20に分割コア111を配置した様子を側面断面図として示す。図17に、分割コア挿入機構20で分割コア111を挿入する様子を側面断面図として示す。なお、図14乃至図17では説明に不要な部分は省略し簡略化して示している。また、図14乃至図17では、図7で示す組立装置10を具体的な動きが分かるように動き毎に示したものである。
FIG. 14 is a side cross-sectional view showing how the
S1では、コイル籠形成工程にてコイル籠120を形成する。具体的には、同芯状に巻回されたコイルを組み付ける工程であり、円筒形状のコイル籠120が図8に示すコイル籠移載用ユニット50の上に組み付けられる。コイル組み付け方の詳細については別の出願で詳細に説明しているため省略する。そして、S2に移行する。
In S1, the
S2ではコイル籠120の外周を外輪53で保持する。コイル籠120は単純にコイルを円環状に組み付けただけの状態であるので、コイルを円環状に組み付けてコイル籠120の形状にした後に、図7に示すような外輪53をコイル籠120の外周に配置して、コイル籠120を形成するコイルがバラバラにならないように保持する。そして、S3に移行する。なお、自動化ラインではこの時点で、コイル籠形成ステーションよりインシュレータ挿入ステーションに移載する必要がある。移載するにはコイル籠移載用ユニット50にコイル籠120が保持された状態で、次のステーションに移載される。
In S <b> 2, the outer periphery of the
S3では、インシュレータ挿入工程にてコイル籠120のティース挿入孔121にインシュレータ125をコイル籠120の外周側から挿入する。そしてS4に移行する。
In S <b> 3, the
S4では、インシュレータ125を上部クランプユニット30のクランプ爪31によってクランプすることで、コイル籠120にインシュレータ125を保持する。図14に示すように、インシュレータ125が挿入された後、ガイドプレート34を降下させてクランプロッド35と連動するクランプ爪31を下げ、インシュレータ125をクランプする。クランプ爪31はコイル籠120の有するスロット内導線部122を押さえることが出来る位置に配置されている。クランプロッド35に備えられた上部圧縮バネ33によってクランプ爪31が付勢され、インシュレータ125が適切な力で保持されることになる。そしてS5移行する。なお、自動化ラインではこの時点で、インシュレータ挿入ステーションよりコア組付工程に移載する必要がある。移載するにはコイル籠移載用ユニット50に上部クランプユニット30を固定して、コイル籠移載用ユニット50に保持されるコイル籠120に、インシュレータ125が上部クランプユニット30によって保持された状態で、次のステーションに移載される。
In S <b> 4, the
S5では、インシュレータ保持具となる分割コア挿入機構20でインシュレータ125を保持する。これによって、図16に示すようにスライダ22をコイル籠120側に前進させることで、インシュレータ125の下部を押さえる。そしてS6に移行する。
In S5, the
S6では、コイル籠120のティース挿入孔121に分割コア111を挿入する。分割コア111はスライダ22の上に配置されて、コイル籠120に対して前進するように移動され、その後、プッシュブロック25がコイル籠120に前進することで、分割コア111をティース挿入孔121に挿入する。そしてS7に移行する。なお、自動化ラインではこの時点で、コア組付工程より外筒嵌合工程に移載する必要がある。移載するにはコイル籠移載用ユニット50にコイル籠120及び分割コア111が保持された状態で、次のステーションに移載される。
In S <b> 6, the
S6では、分割コア111の外周に外筒130を嵌合する。分割コア111の外周に、加熱した外筒130を配置して、冷却することで締まりバメとなり、分割コア111を外筒130で保持する。そして、次工程に移行する。
In S <b> 6, the
次に、図10に示すインシュレータ挿入工程について説明する。インシュレータ挿入工程では、インシュレータ挿入ステーションにてコイル籠120に対してインシュレータ125を挿入する作業を行う。
Next, the insulator insertion process shown in FIG. 10 will be described. In the insulator insertion process, the
S10では、インシュレータ挿入工程のステーションにコイル籠移載用ユニット50に備えられたコイル籠120を保持させる。コイル籠移載用ユニット50には前工程であるコイル籠形成工程で形成されたコイル籠120が配置されており、外輪53が嵌められてコイル籠120はその形状を保っている。そしてS11に移行する。
In S10, the
S11では、インシュレータ保持具となる上部クランプユニット30をコイル籠120の上部に配置する。上部クランプユニット30はコイル籠移載用ユニット50の上部に取り付けられており、図14に二点鎖線で示すように上部クランプユニット30の有するクランプ爪31は開いた状態にある。そしてS12に移行する。
In S <b> 11, the
S12では、インシュレータ125をコイル籠120のティース挿入孔121に挿入する。インシュレータ125の挿入工程に関しては詳細を省略するが、略コの字型のインシュレータ125がコイル籠120の有するスロット内導線部122を覆うように配置される。そしてS13に移行する。
In S <b> 12, the
S13では、インシュレータ125の挿入されたコイル籠120を図15に実線で示すようにクランプ爪31で保持する。クランプ爪31はインシュレータ125の中央辺りを押さえ、クランプ爪31はクランプロッド35を介して上部圧縮バネ33によって付勢されている。したがって、クランプ爪31は上部圧縮バネ33によりインシュレータ125を保持する力を発揮する。そして次工程に移動する。自動化工程では、コイル籠移載用ユニット50に上部クランプユニット30を備えてコイル籠120に挿入したインシュレータ125を押さえながら次工程にコイル籠120を移載する。
In S13, the
次に、図11に示す分割コア挿入工程について説明する。分割コア挿入工程では、分割コア挿入ステーションにてコイル籠120に分割コア111を挿入する作業を行う。
Next, the split core insertion process shown in FIG. 11 will be described. In the split core insertion step, the
S20では、インシュレータ保持治具である上部クランプユニット30で掴み換えを行う。上部クランプユニット30のクランプ爪31は、図14に示すように分割コア挿入工程開始時点でインシュレータ125の中央辺りを押さえている。しかし、このままでは分割コア111の挿入の邪魔になるため、図15に示すようにクランプ爪31でインシュレータ125の上端を押さえる状態となるように、掴み換えを行う。なお、図15では分かり易いようにクランプ爪31を大きく開放しているが、インシュレータ125のズレを考慮してクランプ爪31の開放量を小さくして掴み換えることが望ましい。そして、S21に移行する。
In S20, the
なお、自動化工程ではS20の前に、コイル籠120を保持するステップを必要とする。インシュレータ挿入工程のステーションよりコイル籠移載用ユニット50及び上部クランプユニット30によってコイル籠120にインシュレータ125が保持され搬送されてきたユニットをコア挿入ステーションにセットする。コイル籠移載用ユニット50に上部クランプユニット30を保持させておくことで、コイル籠120に対してインシュレータ125を抑えておくことができ、ステーション間の移動でインシュレータ125がずれることを防止することが可能である。
In the automation process, a step of holding the
S21では、分割コア111をスライダ22の上に配置する。分割コア111を分割コア挿入機構20のスライダ22の上部に配置し、分割コア111の挿入準備を行う。分割コア111はコイル籠120の周囲にそれぞれスライダ22上に1個ずつ計3個配置される。そして、S22に移行する。なお、自動化工程では24の分割コア挿入機構20にそれぞれ1個ずつ計24個配置されることになる。
In S <b> 21, the
S22では、コア搬送台となるスライダ22を前進させる。スライダ22を前進させることで、コイル籠120の外周面にスライダ22の有するインシュレータ保持部22aを近接させることになる。また、スライダ22には分割コア111が載せられているため、分割コア111もスライダ22の前進と共にコイル籠120に近接することになる。そしてS23に移行する。
In S22, the
S23では、インシュレータ保持部22aをコイル籠120のティース挿入孔121に挿入し、インシュレータ125を押さえる。図9に示すようにインシュレータ保持部22aには突起22bが2カ所設けられており、それぞれティース挿入孔121に挿入される。そして、インシュレータ保持部22aの有する肩部22c及び中央部22dによってインシュレータ125の下端を押さえることになる。上部クランプユニット30のクランプ爪31でインシュレータ125の上端部が押さえられているので、インシュレータ125は両端から押さえられていることになる。そして、S24に移行する。
In S23, the
S24では、押圧機構となるプッシュブロック25を前進させ分割コア111を挿入する。プッシュブロック25の先端で分割コア111の外周面を押すことで、図17に示すように分割コア111をティース挿入孔121の内部に前進させる。そして、S25に移行する。
In S24, the
S25では、インシュレータ125の端部を押さえるクランプ爪31を開放する。分割コア111がティース挿入孔121に挿入されたことで、分割コア111によってインシュレータ125が押さえられているため、クランプ爪31を開放する。そして、S26に移行する。
In S25, the
S26では、コア搬送台であるスライダ22を後退させる。スライダ22の後退によってコイル籠120がフリーとなり、次の工程に移載が可能となる。なお、次の工程では外筒130を嵌めるために、上部クランプユニット30や外輪53も外す必要がある。自動化工程では、コイル籠移載用ユニット50から上部クランプユニット30を外し、次のステーションに移載することとなる。
In S26, the
なお、S20でクランプ爪31の位置を変え、S22でコア搬送台であるスライダ22を前進させているが、この手順は逆であっても良い。クランプ爪31はスロット内導線部122を保持する形状であり、一方のスライダ22は、クランプ爪31と直接干渉しない。クランプ爪31と干渉する可能性のあるのはスライダ22の上に載せられる分割コア111であるが、分割コア111にはスロット111bが設けられており、この隙間にクランプ爪31が入るように設計されていることで、干渉を回避することが出来る。したがって、S21の手順であるスライダ22に分割コア111を配置するステップを経て、S22の手順であるスライダ22を前進させてインシュレータ125の下部をインシュレータ保持部22aで押さえ、その後S20の手順であるクランプ爪31の掴み換えを行うと、インシュレータ125のズレはより発生しにくくなる。もっとも分割コア111の配置にあたってクランプ爪31の存在があるため配置し難いという問題は解決する必要がある。
In addition, although the position of the clamp nail | claw 31 was changed by S20 and the
このような段階を経て、コイル籠120に分割コア111を挿入し、外筒130を嵌めた上で、溶接部JVを形成し、図5に示すように外部端子140を溶接することで固定子100が形成される。自動化工程に関しては途中で簡単に説明したが、同様の原理及び手順によって固定子100を形成する。
Through these steps, the
本実施形態の固定子100の製造方法は上記構成であるために、以下に説明するような作用及び効果を奏する。
Since the manufacturing method of the
まず、固定子100の製造方法が自動化工程に対応できることで、より効率的に生産が可能となる。本実施形態の固定子100の製造方法は、平角導体Dを巻回して形成したコイルを用いて円筒状のコイル籠120を形成し、コイル籠120に分割コア111を挿入することで、固定子100を製造する固定子製造方法において、コイル籠120の周囲に配置される先端にインシュレータ保持部22aを有するスライダ22が、コイル籠120の外周面に向けて前進し、インシュレータ保持部22aがコイル籠120の有するティース挿入孔121に挿入されたインシュレータ125を押さえ、スライダ22の上に載せられた分割コア111が、コイル籠120の周囲に配置されたプッシュブロック25に押されてティース挿入孔121に挿入し、固定子100が形成される。
First, since the manufacturing method of the
また、インシュレータ125はコイル籠120の外周側に設置される分割コア挿入機構20により、ティース挿入孔121に挿入し、インシュレータ125を加圧して保持するクランプ爪31でインシュレータ125の一端を押さえ、スライダ22の有するインシュレータ保持部22aでインシュレータ125の他端を押さえ、分割コア111を、プッシュブロック25によってティース挿入孔121に挿入し、固定子100が形成される。
Further, the
コイル籠120の有するティース挿入孔121の周方向の幅は、分割コア111のティース111aの周方向の幅に対してインシュレータ125の厚みを考慮して殆ど余裕が出来ないように設計されている。これは、固定子100の占積率を向上させる為に必要であり、分割コア111とコイル籠120との組み付け性を考慮して周方向のティース挿入孔121の幅を広く設定すると、占積率の低下を招く為、極力隙間ができないよう設定される必要がある。
The circumferential width of the
このため、コイル籠120のスロット内導線部122を覆うようにインシュレータ125を配置した後、分割コア111のティース111aを挿入するとズレが発生し易い。しかしながら、インシュレータ保持部22aとクランプ爪31とでインシュレータ125の両端を押さえた状態で、ティース111aを挿入し、クランプ爪31には上部圧縮バネ33によって、インシュレータ保持部22aには圧縮バネ23によって付勢され、この状態で分割コア111をコイル籠120の径方向に前進させるので、分割コア111によってインシュレータ125が引き摺られてズレが発生してしまう、あるいはインシュレータ125を損傷してしまう、といった問題を防ぐことが可能となる。
For this reason, when the
そして、分割コア挿入機構20は、コイル籠120の外周に24セット、上部クランプユニット30はコイル籠120の外周に48セット配置可能な構成となっている。このため、分割コア挿入機構20及び上部クランプユニット30と同等の構成を自動化工程で用いることが可能である。分割コア挿入機構20及び上部クランプユニット30を用いることでインシュレータ125の破損やズレを防ぐことができ、固定子100の歩留まりを向上させることが可能となる。
The split
また、分割コア挿入機構20を、スライダ22の先端にインシュレータ保持部22aを設ける構成とすることで、スライダ22の上部に配置した分割コア111を移動する際に、分割コア111の重心がインシュレータ保持部22aの先端から外れることが無く、分割コア111の挿入位置の精度を上げることが出来る。
In addition, by providing the split
これは、スライダ22がLMガイド26上にコイル籠120の径方向に移動可能に設けられ、スライダ22の先端のインシュレータ保持部22aに突起22bと肩部22c及び中央部22dを有している為である。突起22bは、分割コア111がコイル籠120のティース挿入孔121に挿入される際には、ティース挿入孔121の内部に挿入されている。そして分割コア111が固定子100として所定の位置に配置される際に、分割コア111の先端が重力の影響を受けて下側に垂れないように、分割コア111の重心がスライダ22上に残るように突起22bの長さは決定されている。
This is because the
また、スライダ22にはスライダ22が圧縮バネ23で付勢されており、図17に示すようにスライダ22が前進することでインシュレータ保持部22aがコイル籠120の外周に当接し、一部がティース挿入孔121の内部に挿入される。そして、スライダ22は圧縮バネ23によって付勢される。インシュレータ保持部22aの先端に関しては、図9に示すように、インシュレータ保持部22aの先端に突起22bと肩部22c及び中央部22dを有しており、スロット内導線部122には肩部22c及び中央部22dが当接する。
Further, the
したがって、突起22bはティース挿入孔121に挿入され、肩部22c及び中央部22dは、圧縮バネ23に付勢されてコイル籠120の最外周に配置されているスロット内導線部122を押圧する。この結果、インシュレータ保持部22aは、コイル籠120に対して突起22bがティース挿入孔121に突っ込み、肩部22c及び中央部22dがスロット内導線部122に突っ張っている状態となる。この状態で、分割コア111を移動させるので、分割コア111がプッシュブロック25によって押される。このことで、分割コア111はコイル籠120に挿入された際にも、分割コア111の重心がスライダ22上に残っているために、分割コア111の先端が垂れてしまうことが無く、結果的に、分割コア111のティース挿入孔121への挿入精度を向上させることが出来る。
Accordingly, the
このことは分割コア111のティース111aの挿入位置のブレを少なくすることができ、分割コア111の挿入がスムーズに行える事を意味する。ティース111aの先端は、固定子100をモータに用いる場合にコギングトルクを低減する目的があるために、R面取りやC面取りを施すことは難しい。このため、分割コア111の挿入位置精度を高めることは固定子100の組み立てにおいては必須であり、スライダ22のインシュレータ保持部22aをコイル籠120に当接して付勢しながら分割コア111のティース111aを挿入することで、挿入位置精度を高めることができる。この結果、固定子100の製造における歩留まり向上に貢献することができる。
This means that the variation in the insertion position of the
また、上部クランプユニット30に、掴み換え可能な機構を設けることで、より適切な位置でインシュレータ125を保持する事が可能となる。
Further, by providing the
コイル籠120を形成するにあたり、コイル籠120の組み付け工程とインシュレータ125の挿入工程、分割コア111の挿入工程はそれぞれステーションを分けた方が、生産効率に優れる場合が想定される。実際に、図10の組立装置10の斜視図には、分割コア挿入機構20が2つ描かれ、分割コア搬送ベース21上に3つ配置されると説明している。しかしながら、分割コア111はコイル籠120の全周から同時に全数挿入されることが望ましい。また、分割コア挿入機構20は図10の分割コア挿入機構20の向かいに配置されることとなるインシュレータ125を挿入する機構や図示しないコイルをコイル籠120として組み付ける機構と干渉する。
In forming the
このため、出願人の想定する自動化ラインでは、コイル籠形成工程と、インシュレータ挿入工程と、コア組付工程と、外筒嵌合工程はそれぞれ別のステーションを設けて行っている。したがって、ステーションを移動するにあたり、組み付けられたコイル籠120はコイル籠移載用ユニット50の上に固定され、コイル籠移載用ユニット50に固定される上部クランプユニット30によってインシュレータ125が押さえられることで、コイル籠120の移載時にコイル籠120とインシュレータ125とでズレが発生しないようにステーション間を移動することができる。
For this reason, in the automated line assumed by the applicant, the coil cage forming process, the insulator inserting process, the core assembling process, and the outer cylinder fitting process are performed by providing separate stations. Therefore, when moving the station, the assembled
また、インシュレータ125の中腹辺りを上部クランプユニット30の有するクランプ爪31で押さえた状態でコイル籠移載用ユニット50にコイル籠120を載せてステーション間を移動した後、インシュレータ125の上端部分をクランプ爪31で掴み直すことができる。このため、コア組付工程で分割コア111とクランプ爪31との干渉を避けてインシュレータ125を押さえ続ける事が可能となる。
In addition, the
また、上部クランプユニット30は、ユニット化されてコイル籠移載用ユニット50に固定することが可能な構成となっているので、工程ごとにステーション間を移載するにあたって、インシュレータ125のズレを抑制することが可能である。そして、このような分割コア挿入機構20及び上部クランプユニット30をもちいることで、コンパクトな固定子100の製造ラインが実現できる。このためコストダウンに貢献することができる。
Further, since the
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。 Although the invention has been described according to the present embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. It can also be implemented.
例えば、本実施形態で説明するコイル籠120は、同芯コイルを重ねて形成すると説明しているが、コイルをコイル籠120状に配置する形態の固定子100であれば、例えば波巻きコイルなどにも本発明を応用可能である。したがって、そうしたコイル籠120を有する固定子100に本発明を用いることを妨げない。また、本実施形態で示したコイル籠120の接続方法やコイルエンドの形状を変更することを妨げない。また、組立装置10の装置構成は、設計事項の範囲内で変更することを妨げない。
For example, the
10 組立装置
20 分割コア挿入機構
21 分割コア搬送ベース
22 スライダ
22a インシュレータ保持部
30 上部クランプユニット
31 クランプ爪
32 クランプブラケット
50 コイル籠移載用ユニット
53 外輪
100 固定子
110 固定子コア
111 分割コア
111a ティース
111b スロット
120 コイル籠
121 ティース挿入孔
122 スロット内導線部
125 インシュレータ
130 外筒
140 外部端子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記コイル籠の周囲に配置される先端にインシュレータ保持部を有するコア搬送台が、
前記コイル籠の外周面に向けて前進し、
前記インシュレータ保持部が前記コイル籠の有するティース挿入孔に挿入されたインシュレータを押さえ、
前記コア搬送台の上に載せられた前記分割コアが、前記コイル籠の周囲に配置された押圧機構に押されて前記ティース挿入孔に挿入し、
前記固定子が形成されることを特徴とする固定子製造方法。 In the stator manufacturing method of manufacturing a stator by forming a cylindrical coil rod using a coil formed by winding a flat conductor, and inserting a split core into the coil rod,
A core carrier having an insulator holding part at the tip disposed around the coil cage,
Advance toward the outer peripheral surface of the coil cage,
The insulator holding part holds the insulator inserted in the teeth insertion hole of the coil rod,
The split core placed on the core carrier is inserted into the teeth insertion hole by being pushed by a pressing mechanism disposed around the coil cage,
A stator manufacturing method, wherein the stator is formed.
前記インシュレータは前記コイル籠の外周側に設置されるインシュレータ挿入機構により、前記ティース挿入孔に挿入し、
前記インシュレータを加圧して保持する保持爪で前記インシュレータの一端を押さえ、
前記コア搬送台の有する前記インシュレータ保持部で前記インシュレータの他端を押さえ、
前記分割コアを、前記押圧機構によって前記ティース挿入孔に挿入し、
前記固定子が形成されることを特徴とする固定子製造方法。 In the stator manufacturing method according to claim 1,
The insulator is inserted into the teeth insertion hole by an insulator insertion mechanism installed on the outer peripheral side of the coil rod,
Holding one end of the insulator with a holding claw that pressurizes and holds the insulator,
Holding the other end of the insulator at the insulator holding part of the core carrier,
The split core is inserted into the teeth insertion hole by the pressing mechanism,
A stator manufacturing method, wherein the stator is formed.
前記インシュレータ保持部は前記ティース挿入孔に挿入される凸部を2カ所有し、インシュレータを押さえる押圧部を3カ所備え、
前記インシュレータ保持部により複数のインシュレータを押さえることを特徴とする固定子製造方法。
In the stator manufacturing method according to claim 1 or 2,
The insulator holding portion has two convex portions to be inserted into the teeth insertion hole, and has three pressing portions for pressing the insulator,
A method of manufacturing a stator, wherein a plurality of insulators are pressed by the insulator holding portion.
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