JP2013102569A - Manufacturing method and manufacturing apparatus of stator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転電機に使用されるステータに係り、詳しくは、そのステータの製造方法及びそれに使用される製造装置に関する。 The present invention relates to a stator used in a rotating electric machine, and more particularly to a method for manufacturing the stator and a manufacturing apparatus used therefor.
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される回転電機の巻線の製造方法が知られている。この製造方法は、Ｕ字状の複数のセグメント導体（セグメントコイル）を周方向に配列する配列工程と、周方向に配列されて隣接するセグメントコイルのターン部間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、ターン部を挟んで配置されるセグメントコイルの２つの直線部を周方向反対側に移動させてこれらの周方向距離を広げる直線部移動工程と、直線部移動工程によって周方向反対側に移動させたセグメントコイルの各直線部を、ステータコアに形成されたスロットに挿入するセグメントコイル挿入工程と、スロットに挿入されたセグメントコイルの反ターン部側を周方向に折り曲げる折り曲げ工程と、折り曲げ工程によって折り曲げられた隣接するセグメントコイルの端部同士を接合する接合工程とを備える。
Conventionally, as this type of technology, for example, a method of manufacturing a winding of a rotating electrical machine described in
ところが、特許文献１に記載の製造方法では、ステータコアのスロットへセグメントコイルを挿入する際、先に挿入されたセグメントコイルとこれから挿入されるセグメントコイルとの干渉については何も記載されていない。このため、セグメントコイル同士が干渉してセグメントコイルの表面を傷付けるおそれがある。
However, in the manufacturing method described in
また、スロットへセグメントコイルを挿入する際、セグメントコイルを変形させることが考えられるが、セグメントコイルを塑性変形させてしまっては、先に挿入されたセグメントコイルとの間の隙間にバラツキが生じるおそれがある。 In addition, when inserting the segment coil into the slot, it is conceivable to deform the segment coil. However, if the segment coil is plastically deformed, there is a possibility that the gap between the previously inserted segment coil may vary. There is.
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステータを製造するためにステータコアのスロットへセグメントコイルを挿入する際、先に挿入されたセグメントコイルとこれから挿入されるセグメントコイルとの干渉による損傷を防止し、セグメントコイルが塑性変形することを防止することを可能としたステータの製造方法及び製造装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to insert a segment coil previously inserted into a slot of a stator core and a segment coil to be inserted in the future in order to manufacture a stator. It is an object of the present invention to provide a stator manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of preventing damage due to interference with a segment coil and preventing a segment coil from being plastically deformed.
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ステータコアに形成された複数のスロットに複数のセグメントコイルを順次挿入することによりステータを製造するステータの製造方法において、セグメントコイルは、スロットに挿入される直線部と、把持手段により把持される被把持部とを含み、複数のスロットに複数のセグメントコイルの直線部を順次挿入する過程で、各セグメントコイルの直線部をステータコアの半径方向内側へ変形させながら各スロットへ挿入するようにし、把持手段の把持力を、各セグメントコイルが塑性変形する力以下に設定したことを趣旨とする。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a stator manufacturing method for manufacturing a stator by sequentially inserting a plurality of segment coils into a plurality of slots formed in the stator core. In the process of sequentially inserting the straight portions of the plurality of segment coils into the plurality of slots, the straight portions of the segment coils are inserted into the radius of the stator core. The purpose is to insert into each slot while deforming inward in the direction, and to set the gripping force of the gripping means to be equal to or less than the force of plastic deformation of each segment coil.
上記発明の構成によれば、複数のスロットに複数のセグメントコイルの直線部を順次挿入する過程で、各セグメントコイルの直線部をステータコアの半径方向内側へ変形させながら各スロットへ挿入するようにしたので、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間の干渉が避け得る。また、セグメントコイルの被把持部を把持する把持手段につき、その把持力を、各セグメントコイルが塑性変形する力以下に設定したので、セグメントコイルを変形させても塑性変形を避け得る。 According to the above configuration, in the process of sequentially inserting the straight portions of the plurality of segment coils into the plurality of slots, the straight portions of the segment coils are inserted into the slots while being deformed radially inward of the stator core. Therefore, interference between the straight part of the segment coil inserted previously and the straight part of the segment coil inserted from now on can be avoided. Further, since the gripping means for gripping the gripped portion of the segment coil is set to be equal to or less than the force by which each segment coil is plastically deformed, plastic deformation can be avoided even if the segment coil is deformed.
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、把持手段は、セグメントコイルの被把持部を押圧するための弾性体を含むことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、被把持部を弾性体で押圧するようにしたので、把持部の把持力を弾性体の弾性力によって容易に設定することが可能となる。
According to the configuration of the above invention, in addition to the action of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、各スロットにおいて、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間に仕切手段を介在させることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in each slot, the straight portion of the segment coil previously inserted and the segment coil to be inserted from now on The purpose of this is to interpose a partition means between the straight portion and the straight portion.
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、各スロットにおいて、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間に仕切手段を介在させるので、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間の干渉が、仕切手段によって確実に避けられる。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、ステータを製造するために、ステータコアに形成された複数のスロットに複数のセグメントコイルを順次挿入するように構成したステータの製造装置であって、セグメントコイルは、スロットに挿入される直線部と、被把持部とを含むことと、セグメントコイルの被把持部を把持するための把持手段と、セグメントコイルの直線部を、スロットに挿入する直前まで、ステータコアの半径方向内側へ押圧して変形させるための押圧手段とを備え、把持手段の把持力を、各セグメントコイルが塑性変形する力以下に設定したことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
上記発明の構成によれば、セグメントコイルの被把持部を把持手段により把持し、セグメントコイルの直線部をスロットに挿入する直前まで、押圧手段により、ステータコアの半径方向内側へ押圧して変形させるので、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間の干渉を避け得る。また、把持手段の把持力を、各セグメントコイルが塑性変形する力以下に設定したので、セグメントコイルを変形させても把持手段によって塑性変形を避け得る。 According to the configuration of the above invention, since the gripped portion of the segment coil is gripped by the gripping means, and the straight portion of the segment coil is pressed and deformed by the pressing means inward in the radial direction of the stator core until immediately before being inserted into the slot. Interference between the straight part of the segment coil inserted previously and the straight part of the segment coil inserted from now on can be avoided. Further, since the gripping force of the gripping means is set to be equal to or less than the force at which each segment coil is plastically deformed, plastic deformation can be avoided by the gripping means even if the segment coil is deformed.
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、各スロットにおいて、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間に介在させる仕切手段を更に備えたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect, in each slot, the straight portion of the segment coil inserted previously and the straight line of the segment coil inserted from now on. It is intended to further include partition means interposed between the two parts.
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、各スロットにおいて、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間に仕切手段が介在するので、先に挿入されたセグメントコイルの直線部と、これから挿入されるセグメントコイルの直線部との間の干渉が、仕切手段によって確実に避けられる。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to
請求項１に記載の発明によれば、ステータコアのスロットへセグメントコイルを挿入する際、先に挿入されたセグメントコイルと、これから挿入されるセグメントコイルとの干渉による損傷を防止することができ、セグメントコイルの塑性変形を防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the segment coil is inserted into the slot of the stator core, damage due to interference between the previously inserted segment coil and the segment coil to be inserted can be prevented. The plastic deformation of the coil can be prevented.
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、セグメントコイルを塑性変形させない把持力を弾性体によって容易に設定することができる。
According to the invention described in
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に対し、先に挿入されたセグメントコイルと、これから挿入されるセグメントコイルとの干渉による損傷をより確実に防止することができる。
According to the invention described in
請求項４に記載の発明によれば、ステータを製造するためにステータコアのスロットへセグメントコイルを挿入する際、先に挿入されたセグメントコイルとこれから挿入されるセグメントコイルとの干渉による損傷を防止することができ、セグメントコイルの塑性変形を防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the segment coil is inserted into the slot of the stator core for manufacturing the stator, damage due to interference between the previously inserted segment coil and the segment coil to be inserted is prevented. And plastic deformation of the segment coil can be prevented.
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に対し、先に挿入されたセグメントコイルと、これから挿入されるセグメントコイルとの干渉による損傷をより確実に防止することができる。 According to the fifth aspect of the invention, in contrast to the effect of the fourth aspect of the invention, it is possible to more reliably prevent damage due to interference between the previously inserted segment coil and the segment coil to be inserted in the future. Can do.
以下、この発明におけるステータの製造方法及び製造装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a stator manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態におけるステータの製造方法は、後述するように、複数のセグメントコイルをステータコアの複数のスロットに挿入する「コイル挿入工程」と、セグメントコイルの一対の直線部の先端部を捻り成形する「捻り加工工程」とを備える。 As will be described later, the stator manufacturing method in this embodiment includes a “coil insertion process” in which a plurality of segment coils are inserted into a plurality of slots in the stator core, and a tip portion of a pair of linear portions of the segment coil is twisted. A twisting process ”.
図１に、セグメントコイル９を、（ａ）平面図、（ｂ）正面図によりそれぞれ示す。セグメントコイル９は、一対の直線部１１（１１Ａ，１１Ｂ）と、一対の直線部１１Ａ，１１Ｂを連結する連結部１２とを備える。図１（ａ）に示すように、連結部１２は略円弧形状をなし、中央部に段差部１２ａを有する。複数のセグメントコイル９は、段差部１２ａを利用して、隣り合うセグメントコイル９の一部が互いに重ね合わされ、円環状に組み合わされた状態で、ステータコア１０の複数のスロット１０ａ（図２参照）に挿入される。また、各スロット１０ａ（図２参照）に対しては、１本又は２本の直線部１１が順次挿入されるようになっている。すなわち、各スロット１０ａには、合計１０本の直線部１１が挿入される。そのうち、ステータコア１０の最内周側及び最外周側に配置されるセグメントコイル９は、それぞれ１本の直線部１１が各スロット１０ａに挿入され、それ以外のセグメントコイル９は、２本の直線部１１が一組となってスロット１０ａに挿入される。セグメントコイル９の表面は絶縁用のエナメルにより被覆されている。
In FIG. 1, the
図２に、「コイル挿入工程」を経てステータコア１０の複数のスロット１０ａに複数のセグメントコイル９が挿入された状態を斜視図により示す。この実施形態において、ステータコア１０は、４８箇所のティース１０ｂ、４８箇所のスロット１０ａを備える。４８箇所のスロット１０ａの各々には、セグメントコイル９の１０本の直線部１１が径方向に重ねて挿入されている。図２には、２４０本のセグメントコイル９が挿入された状態を示す。ステータコア１０の外側にて、１０本重ねられている直線部１１の間には、絶縁用の相間紙１３が装着されている。この実施形態では、相間紙１３を装着しているが、この発明は相間紙１３を用いない場合にも適用することができる。
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the plurality of
図３に、「コイル挿入工程」の後の「捻り加工工程」を経て複数のセグメントコイル９の直線部１１が捻り成形された状態を斜視図により示す。捻り成形は、内周から数えて奇数本目（１，３，５，７，９）の直線部１１は、時計回りに捻られ、偶数本目（２，４，６，８，１０）の直線部１１は、反時計回りに捻られている。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the
その後、図３に示す状態から、捻られた直線部１１の先端が、所定の方法で配線を介して接続されることによりステータ（図示略）が得られる。
Thereafter, from the state shown in FIG. 3, the tip of the twisted
次に、「捻り加工工程」の前に、直線部１１の先端部を変形させる変形過程について説明する。図４に、１つのスロット１０ａとそこに挿入された複数のセグメントコイル９の状態を概略的に断面図により示す。図４では、ステータコア１０のスロット１０ａから上方へ突出している複数の直線部１１の先端部が変形した状態を示す。
Next, a deformation process for deforming the tip portion of the
１つのスロット１０ａには、ステータコア１０の外周側から内周側へ向かって、１０本の直線部１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９（１１０〜１１９）が順次配置されている。各直線部１１においては、ステータコア１０から上方へ突出している部分の長さが、ステータコア１０の外周側に近くなるほど長く形成されている。この実施形態で、各直線部１１の先端部の長さの違いは、各々１ｍｍ程度である。この違いは、各直線部１１の先端部を捻り加工したときに、隣り合うセグメントコイル９を互いに接続するためには、ステータコア１０の外周に近付くほど直線部１１に長さが必要となるからであり、１ｍｍ程度ほど長くしておくだけで、捻り加工工程後の直線部１１０〜１１９の先端高さを等しくすることができる。
In one
次に、「コイル挿入工程」について詳しく説明する。図５に、「コイル挿入工程」の途中におけるステータコア１０及びセグメントコイル９等の状態を斜視図により示す。図５において、ステータコア１０には、既にいくつかのセグメントコイル９が挿入されている。すなわち、各スロット１０ａ（図２〜図４参照）において、既に３本の直線部１１が下へ向けて挿入されている。ステータコア１０の下側には、挿入されたセグメントコイル９の直線部１１の先端部分が下方へ向けて突出している。
Next, the “coil insertion process” will be described in detail. FIG. 5 is a perspective view showing states of the
ステータコア１０の外周上部には、複数のコイルガイド２１が放射状に取り付けられている。これらコイルガイド２１は、上から降りてくる各セグメントコイル９の直線部１１の先端部をスロット１０ａ（図２〜図４参照）の中へ案内すると共に、スロット１０ａの中に予め組み付けられているスロット紙１６（図７等参照）が直線部１１の先端１１ａに接触してダメージを受けないように保護する。スロット紙１６は、周知のように、ステータコア１０とセグメントコイル９との間の絶縁を確保するために設けられている。ステータコア１０は、ホルダ（図示力）により水平に保持されている。
A plurality of coil guides 21 are radially attached to the upper outer periphery of the
ステータコア１０の上方には、これからステータコア１０に挿入される前の複数のセグメントコイル９Ａが円環状に組み合わされた状態で配置されている。各セグメントコイル９Ａは、その直線部１１を下に向けて配置されている。図５において、各セグメントコイル９Ａの上側、すなわち連結部１２に対向して、挿入リング３１が配置されている。挿入リング３１は、アクチュエータ（図示略）により、セグメントコイル９Ａを下方へ押圧して移動させるようになっている。挿入リング３１の上側には、セグメントコイル９Ａの内径を固定するための内径固定リング３２が配置されている。この内径固定リング３２は、円環状に配置された複数のセグメントコイル９Ａの内側に配置される筒部３２ａと、筒部３２ａの上端に形成されたフランジ部３２ｂとを備える。内径固定リング３２が取り付けられることにより、円環状に配置された複数のセグメントコイル９Ａの形状が保持される。また、円環状に配置された複数のセグメントコイル９Ａの直線部１１の上部外側には、複数のコイルクランパ３３が放射状に取り付けられている。コイルクランパ３３は、円環状に組み合わされた複数のセグメントコイル９Ａを、ステータコア１０の挿入位置まで移動させるために、内径固定リング３２の周囲にて各セグメントコイル９Ａの円周方向の位置決めをするように、各セグメントコイル９Ａを筒部３２ａとの間で把持（クランプ）するように構成される。図５において、内径固定リング３２の上方には、参考のためにセグメントコイル９が示されている。この実施形態で、内径固定リング３２とコイルクランパ３３により、本発明の把持手段が構成される。また、内径固定リング３２とコイルクランパ３３との間でクランプされるセグメントコイル９Ａの直線部１１の上部は、本発
明の被把持部に相当する。
Above the
また、挿入前のセグメントコイル９Ａの直線部１１の先端部外側には、各セグメントコイル９Ａのそれぞれに対応して絞り拡張子３４が設けられている。これら絞り拡張子３４は、挿入前の直線部１１の先端を、ステータコア１０の半径方向内側へ変形させることにより、位置出しするように構成される。この実施形態で、絞り拡張子３４は、本発明の押圧手段に相当する。
In addition, a
図６及び図７には、スロット１０ａへ挿入さられる前のセグメントコイル９Ａと、挿入リング３１、内径固定リング３２、コイルクランパ３３及び絞り拡張子３４との関係を部分断面図により示す。図６及び図７に示すように、コイルクランパ３３は、セグメントコイル９Ａの上部外側を内径固定リング３２の筒部３２ａへ向けて押し当てるためのスプリングプランジャ３３ａを内蔵する。スプリングプランジャ３３ａは、その付勢力でセグメントコイル９Ａを筒部３２ａへ押し当ててセグメントコイル９Ａを把持（クランプ）するようになっているが、所定以上の力が加わることで撓み得るようになっている。ここで、スプリングプランジャ３３ａがセグメントコイル９Ａを筒部３２ａに押し当てて把持する力は、セグメントコイル９Ａが塑性変形する力以下に設定されている。したがって、図６に示す状態から、図７に示すように、セグメントコイル９Ａの下部（先端部）が絞り拡張子３４により押圧されてセグメントコイル９Ａの上部が変形するときは、スプリングプランジャ３３ａが撓み得るようになっている。この実施形態で、スプリングプランジャ３３ａは、本発明の弾性体に相当する。
6 and 7 are partial sectional views showing the relationship between the
図５において、挿入済みの複数のセグメントコイル９の下方には、複数のブレード４１が円環状に配列されている。図８に、１つのブレード４１の先端部分を側面図により示す。図５に示すように、各ブレード４１は、四角板状の羽根部４１ａと羽根部４１ａから上方へ伸びる軸部４１ｂとを備え、軸部４１ｂの先端には肉薄なヘラ部４１ｃが形成されている。ヘラ部４１ｃの先端は略鋭角に尖っている（先端は曲面処理がなされている。）。また、ヘラ部４１ｃと軸部４１ｂとの境目には、セグメントコイル９の直線部１１の先端１１ａ（図１（ｂ）参照）に係合可能な段部４１ｄが形成されている。円環状に配列された複数のブレード４１は、アクチュエータ（図示略）により、一体的に上下動可能に、及び、半径方向へ移動可能に設けられている。
In FIG. 5, a plurality of
図９、図１０及び図１１に、２つのティース１０ｂの間に形成された１つのスロット１０ａ、スロット紙１６、コイルガイド２１及びブレード４１の軸部４１ｂ等の関係を説明図により示す。各ブレード４１は、セグメントコイル９Ａをステータコア１０のスロット１０ａに挿入する際、図９に示すように、一旦上方へ移動し、スロット１０ａを貫通して配置される。これにより、スロット１０ａに組み付けられたスロット紙１６がスロット１０ａの中で押し拡げられる。その後、セグメントコイル９Ａの直線部１１がスロット１０ａの中に挿入される。このとき、図１０に示すように、直線部１１がブレード４１のヘラ部４１ｃに接しながら段部４１ｄに突き当たる。この状態で、図１１に示すように、セグメントコイル９Ａとブレード４１が同期しながらスロット１０ａの中を一体的に下降することにより、セグメントコイル９Ａの直線部１１がスロット１０ａに挿入されて貫通する。このとき、同時にブレード４１がスロット１０ａから引き抜かれる。このように、直線部１１の先端１１ａをブレード４１に当てながら、セグメントコイル９Ａをスロット１０ａに挿入するようになっている。これにより、ブレード４１は、セグメントコイル９Ａの直線部１１の先端１１ａのエッジからスロット紙１６を保護するようになっている。引き抜かれたブレード４１は、セグメントコイル９がスロット１０ａに挿入された後は、再びスロット１０ａに挿入される。このとき、前回挿入されたセグメントコイル９の直線部１１を、ステータコア１０の半径方向外方へ押し込んでセグメントコイル９の位置を安定させるようになっている。
FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 11 show the relationship among one
ここで、セグメントコイル９Ａをブレード４１を使わずにスロット１０ａへ挿入したとする。図１２に、図９〜図１１に準ずる説明図を示す。図１２に示すように、ブレード４１が予めスロット１０ａに挿入されていないと、スロット紙１６がスロット１０ａの中で縮んでいるので、セグメントコイル９の直線部１１の先端１１ａのエッジがスロット紙１６に接触してスロット紙１６を傷付けるおそれがある。これに対し、上記したように、ブレード４１の軸部４１ｂをスロット紙１６の中に予め挿入してスロット紙１６を押し広げておくことにより、スロット紙１６を直線部１１の先端１１ａのエッジから保護することができる。
Here, it is assumed that the
また、ブレード４１は、上記のような動きの中で、各スロット１０ａにおいて、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１と、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１との間に介在させるようになっている。この実施形態で、ブレード４１は、本発明の仕切手段に相当する。
Further, the
次に、「コイル挿入工程」を、図１３〜図４２を参照しながらさらに詳しく説明する。図１３に、「コイル挿入工程」の各過程をフローチャートにより示す。図１４〜図１９、図２１〜図２４、図２９〜図４２には、ステータコア１０の複数のスロット１０ａを代表した１つのスロット１０ａに対し、複数のセグメントコイル９の直線部１１が順次挿入されていく過程を順次平面的に説明図により示す。図２０に、「コイル挿入工程」の途中過程に係り、ステータコア１０のスロット１０ａに対する挿入済みのセグメントコイル９、挿入前のセグメントコイル９Ａ及びブレード４１の関係を部分的に斜視図により示す。図２５に、「コイル挿入工程」の途中過程を全体的に斜視図により示す。図２６に、図２５に示す状態からコイルガイド２１、コイルクランパ３３、挿入リング３１及び内径固定リング３２を取り除いてステータコア１０に挿入されたセグメントコイル９と挿入前のセグメントコイル９Ａとの位置関係を斜視図により示す。図２７に、図２５に示す各部材の関係状態を断面図により示す。図２８に、図２７に示す状態から、挿入前のセグメントコイル９Ａがステータコア１０に近付き、ブレード４１の先端に係合している状態を部分的に断面図により示す。
Next, the “coil insertion process” will be described in more detail with reference to FIGS. 13 to 42. FIG. 13 is a flowchart showing each process of the “coil insertion process”. 14 to 19, 21 to 24, and 29 to 42, the
「コイル挿入工程」では、先ず、図１１（１）に示すように、ブレード４１の初期挿入を行う。すなわち、図１４に示すように、ステータ１０において、予めスロット紙１６が組み付けられたスロット１０ａに対し、ブレード４１の軸部４１ｂを下から挿入する。ブレード４１は、スロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間の最奥、すなわちステータコア１０の半径方向最外側に挿入されて配置される。図１４においては、ブレード４１のヘラ部４１ｃのみが断面で示され、ヘラ部４１ｃに隣接して段部４１ｄが示される（図１７、１８、２２、２３、３０、３１、３４、３５、３８、３９において同じ）。
In the “coil insertion process”, first, the
その後、図１１（２）に示すように、１つ目のセグメントコイル９Ａを挿入する。このとき１つ目のセグメントコイル９Ａを、図１５に示すように、その直線部１１（１１０）の先端部が、既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接した状態でブレード４１と共に下降させる。すなわち、セグメントコイル９Ａの直線部１１（１１０）を、スロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間へ挿入するときに、ブレード４１をセグメントコイル９Ａと共に降下させてスロット１０ａから引き抜く。これにより、図１６に示すように、スロット１０ａの中のスロット紙１６の間からブレード４１が無くなり、ステータコア１０の半径方向において、１つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１０）とスロット紙１６との間に隙間９０が残る。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (2), the
その後、図１１（３）に示すように、ブレード４１の２回目の挿入を行う。すなわち、図１７に示すように、スロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間に対し、挿入された１つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１０）に接するようにブレード４１を下から挿入する。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (3), the
その後、図１１（４）に示すように、１つ目のセグメントコイル９Ａを押し込む。すなわち、図１８に示すように、１つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１０）をスロット紙１６に囲まれた空間の最奥へ向けてブレード４１により押し込む。これにより、１つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１０）の位置を、スロット１０ａの中で安定させる。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (4), the
その後、図１１（５）に示すように、２つ目、３つ目のセグメントコイル９Ａを挿入する。このとき２つ目、３つ目のうち２つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１１）を、図１９及び図２０に示すように、その先端部が既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接した状態で２つ目、３つ目のセグメントコイル９Ａをブレード４１と共に下降させる。すなわち、２つ目、３つ目のセグメントコイル９Ａをスロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間に挿入するときに、ブレード４１をそれらセグメントコイル９Ａと共に降下させてスロット１０ａから引き抜く。これにより、図２１に示すように、スロット１０ａからブレード４１が無くなり、ステータコア１０の半径方向において、１つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１０）と２つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１１）との間に隙間９０が残る。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (5), the second and third segment coils 9A are inserted. At this time, as shown in FIG. 19 and FIG. 20, the tip of the
その後、図１１（６）に示すように、ブレード４１の３回目の挿入を行う。すなわち、図２２に示すように、スロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間に対し、挿入された３つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１２）に接するようにブレード４１を下から挿入する。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (6), the
その後、図１１（７）に示すように、２つ目、３つ目のセグメントコイル９Ａを押し込む。すなわち、図２３に示すように、２つ目、３つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１１，１１２）を、スロット紙１６に囲まれた空間の中にて、１つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１０）へ向けてブレード４１により押し込む。これにより、２つ目、３つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１１，１１２）の位置を、１つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１０）と共にスロット１０ａの中で安定させる。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (7), the second and third segment coils 9A are pushed in. That is, as shown in FIG. 23, the straight segment 11 (111, 112) of the second and third segment coils 9A is placed in the space surrounded by the
その後、図１１（８）に示すように、４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａを挿入する。このとき４つ目、５つ目のうち４つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１３）を、図２４に示すように、その先端部が既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接した状態で４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａをブレード４１と共に下降させる。すなわち、４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａをスロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間に挿入するときに、ブレード４１をそれらセグメントコイル９Ａと共に降下させてスロット１０ａから引き抜く。これにより、図２９に示すように、スロット１０ａからブレード４１が無くなり、ステータコア１０の半径方向において、３つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１２）と４つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１３）との間に隙間９０が残る。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (8), the fourth and fifth segment coils 9A are inserted. At this time, as shown in FIG. 24, the
ここで、４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａの挿入につき、図２５〜図２８を参照して詳しく説明する。図２５に示すように、４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａは、挿入前に、挿入済みのセグメントコイル９を含むステータコア１０の上方に配置される。このとき、挿入前の４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１３，１１４）の先端部は、絞り拡張子３４により、弾性変形の範囲で内側へ変形させて絞られる。図２５〜図２７の状態から、挿入前の４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａを降下させることにより、図２８に、４つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１３）の先端部が、ステータコア１０に既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接する。このとき、図２８に示すように、挿入済みのセグメントコイル９は、これから挿入するセグメントコイル９Ａに対し、ブレード４１により隔てられ保護されている。
Here, the insertion of the fourth and fifth segment coils 9A will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 25, the fourth and fifth segment coils 9A are arranged above the
その後、図１１（９）に示すように、ブレード４１の４回目の挿入を行う。すなわち、図３０に示すように、スロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間に対し、挿入された５つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１４）に接するようにブレード４１を下から挿入する。
After that, as shown in FIG. 11 (9), the
その後、図１１（１０）に示すように、４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａを押し込む。すなわち、図３１に示すように、４つ目、５つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１３，１１４）を、スロット紙１６に囲まれた空間の中にて、３つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１２）へ向けてブレード４１により押し込む。これにより、４つ目、５つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１３，１１４）の位置を、１つ目〜３つ目のセグメントコイル９と共にスロット１０ａの中で安定させる。
After that, as shown in FIG. 11 (10), the fourth and fifth segment coils 9A are pushed in. That is, as shown in FIG. 31, the third segment coil is connected to the straight line portion 11 (113, 114) of the fourth and fifth segment coils 9A in the space surrounded by the
その後、図１１（１１）に示すように、６つ目、７つ目のセグメントコイル９Ａを挿入する。このとき、上記したように、６つ目、７つ目のうち６つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１５）を、図３２に示すように、その先端部が既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接した状態で６つ目、７つ目のセグメントコイル９Ａをブレード４１と共に下降させる。これにより、図３３に示すように、スロット１０ａからブレード４１が無くなり、ステータコア１０の半径方向において、５つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１４）と６つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１５）との間に隙間９０が残る。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (11), the sixth and seventh segment coils 9A are inserted. At this time, as described above, the straight portion 11 (115) of the
その後、図１１（１２）に示すように、ブレード４１の５回目の挿入を行う。すなわち、図３４に示すように、スロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間に対し、挿入された７つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１６）に接するようにブレード４１を下から挿入する。
After that, as shown in FIG. 11 (12), the
その後、図１１（１３）に示すように、６つ目、７つ目のセグメントコイル９Ａを押し込む。すなわち、図３５に示すように、６つ目、７つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１５，１１６）を、スロット紙１６に囲まれた空間の中にて、５つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１２）へ向けてブレード４１により押し込む。これにより、６つ目、７つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１５，１１６）の位置を、１つ目〜５つ目のセグメントコイル９と共にスロット１０ａの中で安定させる。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (13), the sixth and seventh segment coils 9A are pushed in. That is, as shown in FIG. 35, the straight line portions 11 (115, 116) of the sixth and seventh segment coils 9A are placed in the space surrounded by the
その後、図１１（１４）に示すように、８つ目、９つ目のセグメントコイル９Ａを挿入する。このとき、上記したと同様に、８つ目、９つ目のうち８つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１７）を、図３６に示すように、その先端部が既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接した状態で８つ目、９つ目のセグメントコイル９Ａをブレード４１と共に下降させる。これにより、図３７に示すように、スロット１０ａからブレード４１が無くなり、ステータコア１０の半径方向において、８つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１７）と７つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１６）との間に隙間９０が残る。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (14), the eighth and ninth segment coils 9A are inserted. At this time, in the same manner as described above, the straight portion 11 (117) of the
その後、図１１（１５）に示すように、ブレード４１の６回目の挿入を行う。すなわち、図３８に示すように、スロット１０ａの中のスロット紙１６に囲まれた空間に対し、挿入された９つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１８）に接するようにブレー
ド４１を下から挿入する。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (15), the
その後、図１１（１６）に示すように、８つ目、９つ目のセグメントコイル９Ａを押し込む。すなわち、図３９に示すように、８つ目、９つ目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１７，１１８）を、スロット紙１６に囲まれた空間の中にて、７つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１６）へ向けてブレード４１により押し込む。これにより、８つ目、９つ目のセグメントコイル９の位置を、１つ目〜７つ目のセグメントコイル９と共にスロット１０ａの中で安定させる。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (16), the eighth and ninth segment coils 9A are pushed in. That is, as shown in FIG. 39, the seventh segment coil is placed in the space surrounded by the
その後、図１１（１７）に示すように、１０目のセグメントコイル９Ａを挿入する。このとき、上記したと同様に、１０目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１９）を、図４０に示すように、その先端部が既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接した状態で１０目のセグメントコイル９Ａをブレード４１と共に下降させる。このとき、図４０に示すように、スロット１０ａの入口付近に押さえ部材５１を挿入してスロット紙１６を押さえる。これにより、図４１に示すように、スロット１０ａからブレード４１が無くなり、ステータコア１０の半径方向において、１０目のセグメントコイル９Ａの直線部１１（１１９）と９つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１８）との間に隙間９０が残る。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (17), the
その後、図１１（１８）に示すように、１０目のセグメントコイル９Ａを押し込む。すなわち、図４２に示すように、１０目のセグメントコイル９の直線部１１（１１９）を、スロット紙１６に囲まれた空間の中にて、９つ目のセグメントコイル９の直線部１１（１１８）へ向けて押さえ部材５１により押し込む。これにより、１０目のセグメントコイル９の直線部１１（１１９）の位置を、１つ目〜９つ目のセグメントコイル９と共にスロット１０ａの中で安定させる。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (18), the
このようにして「コイル挿入工程」を完了し、全てのセグメントコイル９をステータコア１０に挿入して組み付けることができ、上記した図２に示すアッセンブリが得られる。
In this way, the “coil insertion step” is completed, and all the segment coils 9 can be inserted and assembled into the
以上説明したこの実施形態におけるステータの製造方法及び製造装置によれば、複数のスロット１０ａに複数のセグメントコイル９Ａの直線部１１を順次挿入する。この挿入の過程で、各セグメントコイル９Ａの直線部１１をステータコア１０の半径方向内側へ変形させながら、各スロット１０ａへ挿入するようにしている。すなわち、セグメントコイル９Ａの被把持部（直線部１１の上部）をコイルクランパ３３と内径固定リング３２の筒部３２ａにより把持し、その直線部１１をスロット１０ａに挿入する直前まで、絞り拡張子３４により、ステータコア１０の半径方向内側へ押圧して変形させる。従って、スロット１０ａに対し、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１と、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１との間の干渉を避け得る。このため、スロット１０ａに対し、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１と、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１との干渉による損傷を防止することができる。例えば、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１の先端１１ａのエッジが、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１の表面に接触してエナメルを傷付けたり、剥がしたりすることを防止することができる。
According to the stator manufacturing method and manufacturing apparatus in this embodiment described above, the
この実施形態におけるステータの製造方法及び製造装置によれば、セグメントコイル９Ａの被把持部（直線部１１の上部）を把持するコイルクランパ３３と内径固定リング３２の筒部３２ａにつき、その把持力を、各セグメントコイル９Ａが塑性変形する力以下に設定している。従って、セグメントコイル９Ａを変形させても、コイルクランパ３３と内径固定リング２２がセグメントコイル９Ａのを塑性変形させるまでの把持力を持たないことから、同コイル９Ａの塑性変形を避け得る。このため、セグメントコイル９Ａを塑性変形を防止することができる。つまり、セグメントコイル９Ａを弾性変形させることができ、変形しても元の状態に戻すことができる。
According to the stator manufacturing method and manufacturing apparatus in this embodiment, the gripping force is applied to the
この実施形態におけるステータの製造方法及び製造装置によれば、セグメントコイル９Ａの被把持部（直線部１１の上部）をコイルクランパ３３のスプリングプランジャ３３ａで押圧するようにしている。従って、コイルクランパ３３と内径固定リング３２との把持力をスプリングプランジャ３３ａの弾性力によって設定することが可能となる。このため、セグメントコイル９Ａを塑性変形させないような把持力を、スプリングプランジャ３３ａによって容易に設定することができる。
According to the stator manufacturing method and manufacturing apparatus of this embodiment, the gripped portion (upper portion of the straight portion 11) of the
この実施形態におけるステータの製造方法及び製造装置によれば、各スロット１０ａにおいて、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１と、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１との間にブレード４１の軸部４１ｂ及びヘラ部４１ｃを介在させる。従って、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１と、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１との間の干渉が、ブレード４１によって確実に避けられる。このため、スロット１０ａに対し、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１と、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１との干渉による損傷をより確実に防止することができる。
According to the stator manufacturing method and manufacturing apparatus of this embodiment, in each
また、この実施形態におけるステータの製造装置によれば、各スロット１０ａに複数のセグメントコイル９の直線部１１を順次挿入するに際して、先に挿入されたセグメントコイル９の直線部１１と、これから挿入されるセグメントコイル９Ａの直線部１１との干渉をブレード４１を用いて回避するようにしている。また、挿入されたセグメントコイル９Ａをブレード４１を用いて押圧することにより、各セグメントコイル９の位置をスロット１０ａの中で安定させている。このため、上記干渉回避と押圧の異なる２つの機能を得るために、ブレード４１を共通使用することができ、複数の手段を設ける必要がない。
Further, according to the stator manufacturing apparatus of this embodiment, when the
更に、この実施形態におけるステータの製造方法及び製造装置によれば、セグメントコイル９Ａの直線部１１をスロット１０ａへ挿入する際、その直線部１１の先端部が既に挿入されたブレード４１の先端部（ヘラ部４１ｃ及び段部４１ｄ）に当接した状態でセグメントコイル９Ａをブレード４１と共に下降させている。これにより、ブレード４１をスロット１０ａから引き抜いている。このため、セグメントコイル９Ａをスロット１０ａに挿入してから、スロット１０ａからブレード４１を引き抜くようにした場合と比べ、「コイル挿入工程」に要する時間を短縮することができる。
Furthermore, according to the stator manufacturing method and manufacturing apparatus of this embodiment, when the
なお、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に変更して実施することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A part of structure can also be changed suitably and implemented in the range which does not deviate from the meaning of invention.
例えば、前記実施形態では、ブレード４１にヘラ部４１ｃと段部４１ｄを設けたが、これらを省略することもできる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、セグメントコイル９Ａをスロット１０ａに挿入する際、その直線部１１の先端部をブレード４１の先端部に接触させた状態で、セグメントコイル９Ａをブレード４１と共に降下させ、ブレード４１をスロット１０ａから引き抜くようにしている。これに対し、セグメントコイル９Ａのスロット１０ａに対する挿入と、ブレード４１のスロット１０ａからの引き抜きを、別々に行うこともできる。
In the above-described embodiment, when the
この発明は、ステータの製造、延いては、回転電機（モータ）の製造に利用することができる。 The present invention can be used for the manufacture of a stator, and thus for the manufacture of a rotating electrical machine (motor).
９ セグメントコイル
９Ａ セグメントコイル（挿入前）
１０ ステータコア
１０ａ スロット
１１ 直線部
１１ａ 先端
１１Ａ 直線部
１１Ｂ 直線部
３２ 内径固定リング（把持手段）
３２ａ 筒部
３３ コイルクランパ（把持手段）
３３ａ スプリングプランジャ（弾性体）
３４ 絞り拡張子（押圧手段）
４１ ブレード（仕切手段）
４１ｂ 軸部（仕切手段）
４１ｃ ヘラ部（仕切手段）
４１ｄ 段部
１１０〜１１８ 直線部
9
DESCRIPTION OF
33a Spring plunger (elastic body)
34 Aperture extension (pressing means)
41 Blade (partitioning means)
41b Shaft (partitioning means)
41c Spatula part (partitioning means)
41d Step part 110-118 Straight part
Claims (5)
前記セグメントコイルは、前記スロットに挿入される直線部と、把持手段により把持される被把持部とを含み、
前記複数のスロットに前記複数のセグメントコイルの前記直線部を順次挿入する過程で、前記各セグメントコイルの前記直線部を前記ステータコアの半径方向内側へ変形させながら前記各スロットへ挿入するようにし、
前記把持手段の把持力を、前記各セグメントコイルが塑性変形する力以下に設定した
ことを特徴とするステータの製造方法。 In a stator manufacturing method for manufacturing a stator by sequentially inserting a plurality of segment coils into a plurality of slots formed in a stator core,
The segment coil includes a linear portion inserted into the slot and a gripped portion gripped by gripping means,
In the process of sequentially inserting the straight portions of the plurality of segment coils into the plurality of slots, the straight portions of the segment coils are inserted into the slots while being deformed radially inward of the stator core,
A method for manufacturing a stator, wherein a gripping force of the gripping means is set to be equal to or less than a force of plastic deformation of each segment coil.
前記セグメントコイルは、前記スロットに挿入される直線部と、被把持部とを含むことと、
前記セグメントコイルの前記被把持部を把持するための把持手段と、
前記セグメントコイルの前記直線部を、前記スロットに挿入する直前まで、前記ステータコアの半径方向内側へ押圧して変形させるための押圧手段と
を備え、前記把持手段の把持力を、前記各セグメントコイルが塑性変形する力以下に設定したことを特徴とするステータの製造装置。 A stator manufacturing apparatus configured to sequentially insert a plurality of segment coils into a plurality of slots formed in a stator core in order to manufacture a stator,
The segment coil includes a straight portion inserted into the slot and a gripped portion;
A gripping means for gripping the gripped portion of the segment coil;
Pressing means for pressing and deforming the linear portion of the segment coil inward in the radial direction of the stator core until just before insertion into the slot, and each segment coil has a gripping force of the gripping means. An apparatus for manufacturing a stator, characterized in that the force is set to be equal to or less than a plastic deformation force.
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