JP2018074689A - 絶縁シート挿入装置、絶縁シート挿入方法、ステータ製造装置、モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータの周方向で隣接するコイル間に一緒に挿入する部材を用いることなく絶縁シートを挿入する。【解決手段】環状のコアバック部と、内周部から径方向内側に延びる複数のティース部と、を有するステータコアと、ティース部に巻かれるコイルと、周方向に隣接するコイルの間のスロットに挿入される絶縁シートと、を有するステータの製造に使用する絶縁シート挿入装置120であって、絶縁シートが挿入可能なスリット部121と、スリット部の軸方向の一端に設けられ、絶縁シートをスリットの内部に導く入口部122と、スリット部の軸方向の他端に設けられ、スリットの内部に挿入された絶縁シートを前記スロットに導く出口部と、を有し、入口部の開口面積は、絶縁シートの挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる。【選択図】図5
Description
本発明は、モータに係る絶縁シート挿入装置及び絶縁シート挿入方法、さらにステータ製造装置、モータに関する。
従来、モータのステータとして、周方向に環状に並べられた複数のコイルを有するステータが広く知られている。そして、周方向に隣接するコイルの絶縁に係る技術が特許文献1に開示されている。
特許文献1に記載された従来のステータの絶縁シート製造方法は、隣接するティースそれぞれに巻き付けられている固定子巻線を絶縁する絶縁シートの製造方法である。この絶縁シート製造方法は、絶縁シートをステータの軸方向に延びる複数箇所の折り目で折り曲げる。絶縁シートは、径方向に沿った断面形状が台形状であるので、十分な強度を確保することができる。
しかしながら、特許文献1に記載された従来の絶縁シート製造方法では、絶縁シートを絶縁板に巻き付けて、ステータのスロットに挿入する方法が記載されている。この挿入方法は、絶縁シートと一緒に絶縁板をスロットに挿入するため、スロットに絶縁板を挿入可能とする空隙を確保する必要がある。そのために、固定子巻線の巻回数が少なくなり、効率が良いステータを製造できないという課題があった。
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、周方向に隣接するコイルの間の空隙に、絶縁板のように絶縁シートと一緒に挿入する部材を用いることなく、絶縁シートを挿入することが可能な絶縁シート挿入装置、絶縁シート挿入方法、ステータ製造装置、モータを提供することを目的とする。
本発明の例示的な絶縁シート挿入装置は、中心軸が上下方向に延びる環状のコアバック部と、前記コアバック部の内周部から径方向内側に延びて周方向に間隔をあけて配置される複数のティース部と、を有するステータコアと、前記ティース部に巻かれるコイルと、周方向に隣接する前記コイルの間のスロットに挿入される絶縁シートと、を有するステータの製造に使用する絶縁シート挿入装置であって、前記絶縁シートが挿入可能なスリット部と、前記スリット部の一端に設けられ、前記絶縁シートを前記スリットの内部に導く入口部と、前記スリット部の他端に設けられ、前記スリットの内部に挿入された前記絶縁シートを前記スロットに導く出口部と、を有し、前記入口部の開口面積は、前記絶縁シートの挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる。
本発明の例示的な絶縁シート挿入方法は、上記絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートを前記スロットに挿入する。
本発明の例示的なステータ製造装置は、上記絶縁シート挿入装置を有する。
本発明の例示的なモータは、上記絶縁シート挿入方法を用いて、前記絶縁シートが前記スロットに挿入された前記ステータを有する。
本発明の例示的な絶縁シート挿入装置によれば、周方向に隣接するコイルの間の空隙に、絶縁シートを容易に挿入することが可能である。
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本書では、モータの回転軸が延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータの回転軸を中心として回転軸と直交する方向を単に「径方向」と呼び、モータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、本書では、説明の便宜上、軸方向を上下方向とし、図1の紙面と直交する奥行き方向をモータの上下方向として各部の形状や位置関係を説明する。なお、この上下方向の定義がモータの使用時の向きを限定するものではない。また、本書では、軸方向と直交する端面図を「横端面図」と呼ぶ。また、本書で用いる「垂直」は、厳密な意味で垂直を表すものではなく、略垂直を含む。
<1.モータの概略構成>
本発明の例示的な実施形態に係るモータの概略構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るモータの切断部横端面図である。図2は、本発明の実施形態に係るステータの部分拡大平面図である。
本発明の例示的な実施形態に係るモータの概略構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るモータの切断部横端面図である。図2は、本発明の実施形態に係るステータの部分拡大平面図である。
モータ1は、ステータ10と、ロータ2と、ベアリング(図示略)と、ハウジング3と、を有する。ステータ10は、中心軸CLの周りに配置される。ロータ2は、ステータ10の径方向内側に配置される。ベアリングは、ロータ2を回転可能に支持する。ハウジング3は、ステータ10、ロータ2、ベアリング等を収容する。モータ1で定義される中心軸CLは、回転軸と同じである。
ステータ10は、中心軸CLが軸方向(上下方向)に延びる環状である。ステータ10は、ステータコア11と、インシュレータ12と、コイル13と、絶縁シート14と、を有する。
ステータコア11は、複数枚の磁性鋼板を軸方向(上下方向)に積層して形成される。ステータコア11は、コアバック11aと、ティース11bと、を有する。コアバック11aは、中心軸CLが軸方向に延びる環状である。ティース11bは、コアバック11aの内周部から径方向内側に延びる。ティース11bは、例えば12個が周方向に所定の間隔をあけて、並べて配置される。
インシュレータ12は、ティース11bの内周部を除く外面に設けられる。インシュレータ12は、ステータコア11とコイル13との間に配置される。インシュレータ12は、例えば合成樹脂材で構成される。コイル13は、インシュレータ12を介してティース11bの外周に導線が巻かれて形成される。絶縁シート14は、隣接するコイル13の間に挿入され、コイル13の間の絶縁を図る。絶縁シート14は、例えばアラミド紙やPET材等からなる短冊状の部材である。
ステータ10は、周方向に環状に並べられた複数の分割コア部20を有する。複数の分割コア部20は、ステータ10に例えば12個備えられる。12個の分割コア部20は、周方向に環状に並べられて、組み合わされて、環状のステータ10として形成される。分割コア部20は各々、弧状のコアバック11cと、1個のティース11bと、インシュレータ12aと、コイル13と、を有する。分割コア部20は、コアバック11cの外周面に、軸方向に延びる溝部11dを有する。
図2に示すように、周方向に隣接するコイル13の間の空隙を、スロット15と言う。コイル13が12個であるので、スロット15も、12個設けられる。絶縁シート14は、スロット15に挿入される。絶縁シート14は、ステータ10の径方向及び軸方向に沿って延びる平面視矩形に形成される(図13参照)。なお、図2は、図1に示すステータ10の下側から見た部分拡大平面図である。
ステータ10は、複数の分割コア部20各々から延びる、例えば12本の引出線21を有する。引出線21は各々、コイル13から離隔する方向に、軸方向に沿って延びる。より詳細には、引出線21は各々、コイル13の軸方向外側(上側)で、中心軸CLに直交する所定の方向に折り曲げられて、さらに上方に向かって延びる。
ステータ10は、複数の分割コア部20各々のコイル13から延びる渡り線22を有する。1個の分割コア部20のコイル13から延びる渡り線22は、他の分割コア部20のコイル13に接続される。つまり、1個のティース11bに導線を巻くことで、1個のコイル13が形成される。そのコイル13の巻き終わりの導線を他のティース11bに巻くことで、他のコイル13が形成される。これにより、2個の分割コア部20の間に導線が跨ぐことで、渡り線22が形成される。また、引出線21は、2個の分割コア部20における、一方のコイル13の巻き始めと他方のコイル13の巻き終わりによって2本有することになる。渡り線22は、例えば絶縁チューブ(図示略)で被覆され、渡り線22同士の絶縁、または渡り線22とコイル13との間の絶縁が確保される。
<2.ステータ製造装置の構成>
<2−1.ステータ製造装置の全体構成>
続いて、本発明の例示的な実施形態に係るステータ製造装置の全体構成について説明する。図3は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の斜視図である。図4は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の正面図である。なお、図3では、説明の便宜上、絶縁シート保持装置130の上部の、一部の描画を省略した。また、図4の絶縁シート挿入装置120及び絶縁シート保持装置130は、図3に示すIV−IV線における軸方向に沿った部分断面図である。
<2−1.ステータ製造装置の全体構成>
続いて、本発明の例示的な実施形態に係るステータ製造装置の全体構成について説明する。図3は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の斜視図である。図4は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の正面図である。なお、図3では、説明の便宜上、絶縁シート保持装置130の上部の、一部の描画を省略した。また、図4の絶縁シート挿入装置120及び絶縁シート保持装置130は、図3に示すIV−IV線における軸方向に沿った部分断面図である。
ステータ10の製造には、例えば図3及び図4に示すステータ製造装置100が用いられる。ステータ製造装置100は、ステータ載置台110と、絶縁シート挿入装置120と、絶縁シート保持装置130と、絶縁シート押出装置140と、を有する。
ステータ載置台110は、ステータ製造装置100の下部に配置される。ステータ載置台110は、凹部111を有する。凹部111は、例えば平面視円形であり、ステータ10の下部を収容可能な形状、大きさを有する。ステータ載置台110は、凹部111でステータ10を保持する。
<2−2.絶縁シート挿入装置の詳細な構成>
続いて、絶縁シート挿入装置120の詳細な構成について説明する。図5は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート挿入装置120の斜視図である。図6は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート挿入装置120の上面図である。図7は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート挿入装置120の下面図である。図8は、本発明の実施形態に係る絶縁シート挿入装置120の出口部の構成を説明するためのステータ10の部分拡大平面図である。
続いて、絶縁シート挿入装置120の詳細な構成について説明する。図5は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート挿入装置120の斜視図である。図6は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート挿入装置120の上面図である。図7は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート挿入装置120の下面図である。図8は、本発明の実施形態に係る絶縁シート挿入装置120の出口部の構成を説明するためのステータ10の部分拡大平面図である。
図3及び図4に示す絶縁シート挿入装置120は、ステータ載置台110が保持するステータ10の、軸方向上側に配置される。絶縁シート挿入装置120は、円筒形状である。絶縁シート挿入装置120は、中心軸の延びる方向が、ステータ10の中心軸の延びる方向と一致する。
絶縁シート挿入装置120は、スリット部121と、入口部122と、出口部123と、拡大スリット部124と、を有する。
スリット部121は、絶縁シート挿入装置120の径方向及び軸方向に沿って延びる、薄肉の略直方体形状である。スリット部121は、絶縁シート14が軸方向に沿って挿入可能な形状、大きさを有する。これにより、スロット15への絶縁シート14の挿入が容易である。図5及び図6に示すスリット部121の数は、スロット15の数と同じであって、12個が設けられる。これにより、12枚の絶縁シート14を同時に、12個のスロット15各々に挿入することができる。
12個のスリット部121は、ステータ10のスロット15の配列が一致するように、周方向に等間隔に配列される。12個のスリット部121は、絶縁シート挿入装置120の中心軸を中心として、放射状に配列される。これにより、12枚の絶縁シート14を同時に、環状のステータ10の、12個のスロット15各々に挿入することが可能である。
図6に示す入口部122は、スリット部121の軸方向の一端であって、スリット部121の軸方向上側の端部に、上端面から窪んで設けられる。入口部122は、絶縁シート14を、スリット部121の内部に導く。
図6に示す入口部122の開口面積は、絶縁シート14の挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる。入口部122は、絶縁シート14の挿入方向の上流側に向かうに従って絶縁シート14の挿入経路が広くなる傾斜部を有する。入口部122の奥側の開口形状は、径方向に延びる直線状である。絶縁シート14がスリット部121に向けて降下する際に、絶縁シート14の下端部の位置がスリット部121からずれていたとしても、入口部122の開口範囲であれば、その傾斜部によってスリット部121へ案内される。これにより、絶縁シート14を、スリット部121に容易に挿入することができる。
図7に示す出口部123は、スリット部121の軸方向の一端であって、スリット部121の軸方向下側の端部に設けられる。出口部123は、スリット部121の内部に挿入された絶縁シート14を、スロット15に導く。
図7に示す出口部123は、軸方向と交差する方向、すなわち絶縁シート14の挿入方向と交差する方向に凸となる湾曲した断面形状を有する。出口部123は、径方向の略中央部が周方向に向かって凸となる湾曲した形状である。スリット部121の入口部122と出口部123との間の形状は、入口部122側の直線状の開口形状から、出口部123側の湾曲した開口形状まで、連続的にその断面形状が変化する。絶縁シート14は、平坦状の形態のまま入口部122を通じてスリット部121に挿入されるが、スリット部121を通過するにつれて短手方向に湾曲させられて、出口部123から排出される。
この構成によれば、絶縁シート14を短手方向に容易に湾曲させることができ、絶縁シート14に所謂腰を付けることができる。すなわち、絶縁シート14の剛性が上がり、長手方向に折れ曲がり難くすることができる。したがって、スロット15に絶縁シート14を挿入する際、絶縁シート14がコイル13に引っ掛かったり、絶縁シート14が折れ曲がったりして、スロット15に絶縁シート14を挿入できなくなることを抑制できる。
また、絶縁シート14を、特許文献1に記載された絶縁板のような部材を用いることなく、それ自体のみでスロット15に挿入できる。これにより、スロット15に、その絶縁板のような部材を挿入するための空隙を確保する必要がない。したがって、コイル13の巻回数をより多くすることができ、効率が良いステータ10を製造することが可能である。
なお、絶縁シート14が、スロット15への挿入時に、折れ曲がらない程度の剛性を有していれば、スリット部121は、入口部122側から出口部123側まで同じ直線状の断面形状が続く構造であっても良い。これにより、絶縁シート14は、湾曲することなく、平坦状の形態のままスロット15に挿入される。絶縁シート14を湾曲させずに挿入できれば、スロット15の空隙幅をより狭くすることができる。これにより、コイル13の巻回数をより多くでき、効率が良いステータ10を製造することができる。
図8に示す出口部123は、出口部123と、スロット15と、を絶縁シート14の挿入方向に沿って重ねたときに、スロット15の周縁からはみ出ない断面形状を有する。これにより、絶縁シート14を、一層容易にスロット15に挿入することが可能になる。
図5、図6及び図7に示す拡大スリット部124は、スリット部121の一部、すなわちスリット部121の径方向の略中央部に設けられ、スリット部121が延びる方向に沿って延びる。拡大スリット部124は、円筒形状の孔として構成される。絶縁シート挿入装置120の周方向に関して、拡大スリット部124の大きさ(直径)は、スリット部121の開口幅(周方向長さ)よりも大きい。これにより、後述する押出部材141を拡大スリット部124に通して、絶縁シート14をスロット15まで容易に移動させることが可能である。
<2−3.絶縁シート保持装置の詳細な構成>
続いて、絶縁シート保持装置130の詳細な構成について説明する。図9は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート保持装置130の斜視図である。図10は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート保持装置130の平面図である。図11は、本発明の実施形態に係る絶縁シート保持装置130の吸引マガジンの斜視図である。なお、図9及び図10では、図3と同様に、説明の便宜上、絶縁シート保持装置130の上部の、一部の描画を省略した。
続いて、絶縁シート保持装置130の詳細な構成について説明する。図9は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート保持装置130の斜視図である。図10は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置100の絶縁シート保持装置130の平面図である。図11は、本発明の実施形態に係る絶縁シート保持装置130の吸引マガジンの斜視図である。なお、図9及び図10では、図3と同様に、説明の便宜上、絶縁シート保持装置130の上部の、一部の描画を省略した。
図3及び図4に示す絶縁シート保持装置130は、絶縁シート挿入装置120の、軸方向上側に配置される。絶縁シート保持装置130は、吸引マガジン131と、マガジン保持部132と、エア吸引部133と、を有する。
吸引マガジン131は、絶縁シート保持装置130の下部に設けられ、絶縁シート挿入装置120の軸方向のすぐ上側に配置される。吸引マガジン131は、12個設けられる。12個の吸引マガジン131は、絶縁シート保持装置130の中心軸を中心として、放射状に配列される。各吸引マガジン131は、絶縁シート保持装置130の径方向及び軸方向に沿って延びる、略直方体形状である。12個の吸引マガジン131は、外周部が筒状に覆われて一体化されるが、説明の都合上、図9ではその外周部の描画を省略した。
12個の吸引マガジン131は、スリット部121及びスロット15と同じ等間隔で配列される。図11に示す吸引マガジン131は、ガイド面131aと、湾曲部131bと、下側空気流路131cと、を有する。
ガイド面131aは、軸方向と交差する方向に沿った断面が凹状で、絶縁シート保持装置130の径方向及び軸方向に沿って延びる。図3及び図4に示す絶縁シート挿入装置120及び絶縁シート保持装置130において、スリット部121と、ガイド面131aとは、軸方向に沿って直線的に連続する。なお、ガイド面131aは外部に露出するが、貫通孔の内部に設ける構造にしても良い。
湾曲部131bは、ガイド面111aの径方向の略中央部に設けられる。湾曲部131bは、軸方向と交差する方向に沿った断面が弓形形状であり、軸方向に沿って延びる。図3及び図4に示す絶縁シート挿入装置120及び絶縁シート保持装置130において、拡大スリット部124と、湾曲部131bとは、軸方向に沿って直線的に連続する。湾曲部131bは、拡大スリット部124と同様に、後述する押出部材141が通る。
下側空気流路131cは、軸方向流路131dと、横方向流路131eと、を有する。軸方向流路131dは、吸引マガジン131の上端面における径方向の略中央部から、軸方向に延びる。横方向流路131eは、3個が設けられ、軸方向に離れた3箇所において軸方向と交差する方向に延びる。軸方向流路131dは、一端が吸引マガジン131の上端面で開口され、他端が3個の横方向流路131eに接続される。3個の横方向流路131eは、湾曲部131bにおいて軸方向に離れた3箇所でそれぞれ開口する。つまり、下側空気流路131cは、軸方向流路131dの一端が吸引マガジン131の上端面において開口し、軸方向流路131dの他端が3つの横方向流路131eを介して湾曲部131bにおいて開口する。下側空気流路131cは、軸方向流路131dの上端が、マガジン保持部132に設けられた上側空気流路132bと接続する(図4参照)。
マガジン保持部132は、絶縁シート保持装置130の上部であって、吸引マガジン131の上方に設けられる。図4に示すマガジン保持部132は、円板形状であり、貫通孔132aと、上側空気流路132bと、を有する。なお、図3、図9、図10では、説明の便宜上、マガジン保持部132の一部の描画を省略した。
貫通孔132aは、マガジン保持部132を上下方向に貫通する。貫通孔132aは、吸引マガジン131、スリット部121及びスロット15の数と同じであって、12個が設けられる。12個の貫通孔132aは、周方向に等間隔で配列され、湾曲部131bの真上に位置する。図3及び図4に示す絶縁シート挿入装置120及び絶縁シート保持装置130において、拡大スリット部124と、湾曲部131bと、貫通孔132aとは、軸方向に沿って直線的に連続する。貫通孔132aは、湾曲部131b及び拡大スリット部124と同様に、後述する押出部材141が通る。
上側空気流路132bは、図4に示すように、マガジン保持部132の上面の1箇所の開口から、マガジン保持部132の内部にて12個の流路に分岐し、マガジン保持部132の下面において12箇所で開口する。マガジン保持部132の内部を通る流路は、各貫通孔132aを避けて設けられる。マガジン保持部132の下面の開口は、各々下側空気流路131cと接続される。
エア吸引部133は、エアポンプ133aと、エアパイプ133bと、を有する。エアポンプ133aは、エアパイプ133bを介して、マガジン保持部132の上側空気流路132bに接続される。エアポンプ133aは、上側空気流路132b及び下側空気流路131cを介して、外部空間の空気をエアポンプ133aに向かう方向に吸引することができる。
絶縁シート14は、図11に示すように、ガイド面131aに対向して配置されたときに、エアポンプ133aを駆動すると、3箇所の横方向空気流131dを通じて吸引され、ガイド面131aに保持される。ガイド面131aは、凹状に窪み、軸方向と交差する方向の両側が傾斜壁によって囲まれる。これにより、ガイド面131aに保持された絶縁シート14は、軸方向と交差する方向への移動が傾斜壁によって規制され、所定位置からのずれを抑制することができる。また、絶縁シート14がガイド面131aに所定位置からずれて保持されたり、保持されていない場合は、エアポンプ133aの空気圧の状態から、絶縁シート14がガイド面131aに適正に保持されていないことを検出することができる。
<2−4.絶縁シート押出装置の詳細な構成>
続いて、絶縁シート押出装置140の詳細な構成について、図3及び図4を参照して説明する。
続いて、絶縁シート押出装置140の詳細な構成について、図3及び図4を参照して説明する。
図3及び図4に示す絶縁シート押出装置140は、絶縁シート保持装置130の、軸方向上側に配置される。絶縁シート押出装置140は、押出部材141を有する。
押出部材141は、絶縁シート押出装置140の下部に設けられ、絶縁シート保持装置130の軸方向のすぐ上側に配置される。押出部材141は、軸方向の下方に向かって延び、軸方向と交差する方向の断面が円形の棒状である。
押出部材141は、吸引マガジン131、スリット部121及びスロット15の数と同じであって、12本が設けられる。12本の押出部材141は、周方向に等間隔で配列され、貫通孔132aの真上に位置する。
<3.ステータの製造方法>
続いて、ステータ製造装置100を用いた、ステータ10の製造方法について説明する。図12は、本発明の実施形態に係るステータ10の製造方法の一例を示すフローチャートである。図13は、本発明の実施形態に係るステータの製造方法の拡大スロットの形成工程を説明するためのステータの部分拡大平面図である。
続いて、ステータ製造装置100を用いた、ステータ10の製造方法について説明する。図12は、本発明の実施形態に係るステータ10の製造方法の一例を示すフローチャートである。図13は、本発明の実施形態に係るステータの製造方法の拡大スロットの形成工程を説明するためのステータの部分拡大平面図である。
<3−1.ステータの配置工程>
ステータ10の組み立てが開始されると(図12のスタート)、ステップ#101において、ステータ製造装置100(図3及び図4参照)にステータ10を配置する工程が実行される。この工程では、ステータ製造装置100のステータ載置台110の上面に、ステータ10が載置される。なお、この段階におけるステータ10は、絶縁シート14がスロット15に未挿入の状態である。
ステータ10の組み立てが開始されると(図12のスタート)、ステップ#101において、ステータ製造装置100(図3及び図4参照)にステータ10を配置する工程が実行される。この工程では、ステータ製造装置100のステータ載置台110の上面に、ステータ10が載置される。なお、この段階におけるステータ10は、絶縁シート14がスロット15に未挿入の状態である。
さらに、ステータ10の上方に、絶縁シート挿入装置120が配置される。絶縁シート挿入装置120は、スリット部121と、スロット15とが、絶縁シート14の挿入方向に沿って直線的に連続する配置にされる。これにより、絶縁シート14を、スリット部121を通すことにより、スロット15への絶縁シート14の挿入が容易になる。また、絶縁シート挿入装置120は、複数のスリット部121を有するため、複数の絶縁シート14を同時に各スロット15に挿入できる。またスリット部121とスロット15は、同数且つ等間隔の配列であるため、全てのスリット部121とスロット15とが対向する位置合わせを容易にできる。
<3−2.絶縁シートの保持工程>
図12のステップ#102では、絶縁シート14を保持する工程が実行される。この工程では、絶縁シート保持装置130において、スロット15の数と同数の、すなわち12枚の絶縁シート14が、周方向に所定の間隔で配列され、保持される。
絶縁シート保持装置130は、12個の吸引マガジン131各々のガイド面131aに、計12枚の絶縁シート14が所定の把持手段によって配置される。絶縁シート14は、エアポンプ133aの駆動によるエア吸引力によって、ガイド面131aに張り付いて保持される。
<3−3.絶縁シートの挿入工程>
図12のステップ#103では、絶縁シート14をステータ10に挿入する工程が実行される。この工程では、絶縁シート押出装置140が、絶縁シート保持装置130が保持する絶縁シート14を、絶縁シート挿入装置120を通して軸方向に移動させ、ステータ10のスロット15に絶縁シート14を挿入する。
図12のステップ#103では、絶縁シート14をステータ10に挿入する工程が実行される。この工程では、絶縁シート押出装置140が、絶縁シート保持装置130が保持する絶縁シート14を、絶縁シート挿入装置120を通して軸方向に移動させ、ステータ10のスロット15に絶縁シート14を挿入する。
絶縁シート押出装置140が、軸方向下方に移動し、絶縁シート保持装置130に接近すると、各押出部材141が、貫通孔132aに挿入され、吸引マガジン131に保持された絶縁シート14の上端を押す。さらに、絶縁シート押出装置140が軸方向下方に移動すると、押出部材141が、絶縁シート14を、湾曲部131bに沿って押し続け、絶縁シート挿入装置120のスリット部121に挿入する。
引き続き、絶縁シート押出装置140が軸方向下方に移動すると、押圧部材141が拡大スリット部124を通って、絶縁シート14が、スリット部121の出口部123から押し出され、スロット15に挿入される。つまり、絶縁シート押出装置140は、拡大スリット部124に、押出部材141をスリット部121の入口部122から出口部123に向けて挿入する。これにより、押出部材141を用いて、絶縁シート14をスロット15まで容易に移動させることができる。
絶縁シート14の挿入工程では、12枚の絶縁シート14が、スリット部121を通して、12個全てのスロット15に、同時に挿入される。したがって、スリット部121がスロット15と同数である場合に、効率良く絶縁シート14をスロット15に挿入することができる。
なお、上記絶縁シート14の挿入工程の前に、スロット15を周方向に拡大して、図13に示す拡大スロット16を形成する工程を実行しても良い。拡大スロット16の形成には、周方向に隣接する分割コア部20を、周方向に離隔させる治具(図示略)を用いることが好ましい。拡大スロット16を形成する工程では、周方向に隣接する分割コア部20を非接触に配置することで、コア隙間17が形成される。
続いて、絶縁シート挿入装置120を用いて、絶縁シート14を拡大スロット16に挿入する工程が実行される。
続いて、周方向に隣接する分割コア部20同士を接触させることによって、拡大スロット16が縮小してスロット15が形成され、コア隙間17が無くなる。拡大スロット16を用いることで、複数の分割コア部20が環状に組み合わされるステータ10において、スロット15に効率良く絶縁シート14を挿入することができる。
また、絶縁シート14がスリット部121を通る際に、絶縁シート14が折れ曲がったり、膨らんだりして、スリット部121の内部で絶縁シート14が詰まってしまうことがある。特に、拡大スリット部124は、空隙幅がより大きいため、絶縁シート14の詰りの原因になり易い。それゆえに、スリット部12及び拡大スリット部124の形状は、絶縁シート14が過度に接触しすぎないように空隙幅を狭めて、絶縁シート14の変形を許容しないようにすると良い。
また、絶縁シート押出装置140の12本の押圧部材141にセンサーを設けることで、絶縁シート14が詰まった場合に、押圧部材141にかかる応力の変動を検知することができ、絶縁シート14の挿入状態を判別することができる。
本発明の例示的な実施形態に係る絶縁シート挿入装置120によれば、スリット部121を利用して、周方向に隣接するコイル13の間の所定の位置に効率良く絶縁シート14を挿入することが可能である。
<4.その他>
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
例えば、絶縁シート挿入装置120のスリット部121の数は、スロット15の数と同じであることに限定されるわけではなく、異なる数であっても良い。スリット部121が、スロット15よりも少ない場合、絶縁シート挿入装置120を、ステータ10の上側に配置する工程の後、絶縁シート14を、スリット部121を通して、所定のスロット15に挿入する工程が実行される。続いて、スリット部121を、絶縁シート14が未挿入のスロット15の上側に移動する工程が実行される。続いて、絶縁シート14を、スリット部121を通して、絶縁シート14が未挿入のスロット15に挿入する工程が実行される。引き続き、絶縁シート14がすべてのスロット15に挿入されるまで、スリット部121の移動工程が繰り返される。これにより、スリット部121が、スロット15よりも少ない場合に、効率良く絶縁シート14をスロット15に挿入することができる。
本発明は、絶縁シート挿入装置、絶縁シート挿入方法、ステータ製造装置、モータにおいて利用可能である。
1・・・モータ、2・・・ロータ、3・・・ハウジング、10・・・ステータ、11・・・ステータコア、11a・・・コアバック、11b・・・ティース、11c・・・コアバック、11d・・・溝部、12・・・インシュレータ、13・・・コイル、14・・・絶縁シート、15・・・スロット、16・・・拡大スロット、17・・・コア隙間、20・・・分割コア部、21・・・引出線、22・・・渡り線、100・・・ステータ製造装置、110・・・ステータ載置台、111・・・凹部、120・・・絶縁シート挿入装置、121・・・スリット部、122・・・入口部、123・・・出口部、124・・・拡大スリット部、130・・・絶縁シート保持装置、131・・・吸引マガジン、131a・・・ガイド面、131b・・・湾曲部、131c・・・下側空気流路、131d・・・軸方向流路、131e・・・横方向流路、132・・・マガジン保持部、132a・・・貫通孔、132b・・・上側空気流路、133・・・エア吸引部、133a・・・エアポンプ、133b・・・エアパイプ、140・・・絶縁シート押出装置、141・・・押出部材、CL・・・中心軸
Claims (15)
- 中心軸が上下方向に延びる環状のコアバック部と、前記コアバック部の内周部から径方向内側に延びて周方向に間隔をあけて配置される複数のティース部と、を有するステータコアと、
前記ティース部に巻かれるコイルと、
周方向に隣接する前記コイルの間のスロットに挿入される絶縁シートと、
を有するステータの製造に使用する絶縁シート挿入装置であって、
前記絶縁シートが挿入可能なスリット部と、
前記スリット部の軸方向の一端に設けられ、前記絶縁シートを前記スリットの内部に導く入口部と、
前記スリット部の軸方向の他端に設けられ、前記スリットの内部に挿入された前記絶縁シートを前記スロットに導く出口部と、
を有し、
前記入口部の開口面積は、前記絶縁シートの挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる絶縁シート挿入装置。 - 前記スリット部は、前記絶縁シートの挿入方向に沿って直線状に延びる請求項1に記載の絶縁シート挿入装置。
- 前記出口部は、前記出口部と、前記スロットと、を前記絶縁シートの挿入方向に沿って重ねたときに、前記スロットの周縁からはみ出ない断面形状を有する請求項1または請求項2に記載の絶縁シート挿入装置。
- 前記出口部は、前記絶縁シートの挿入方向と交差する方向に凸となる湾曲した断面形状を有する請求項1から請求項3のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置。
- 前記スリット部の一部に、前記スリット部の開口幅よりも大きく、且つ前記スリット部が延びる方向に沿って延びる拡大スリット部を有する請求項1から請求項4のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置。
- 前記スリット部を、複数有する請求項1から請求項5のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置。
- 前記スリット部の数が、前記スロットの数と同じであって、複数の前記スリット部が、前記中心軸を中心として、放射状に配列される請求項6に記載の絶縁シート挿入装置。
- 請求項1から請求項7のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートを前記スロットに挿入する絶縁シート挿入方法。
- 請求項2に記載の絶縁シート挿入装置を、前記スリット部と前記スロットとが、前記絶縁シートの挿入方向に沿って直線的に連続する配置にして、前記絶縁シートを前記スロットに挿入する工程を含む絶縁シート挿入方法。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置を、前記ステータの上側に配置する工程と、
前記絶縁シートを、前記スリット部を通して、所定の前記スロットに挿入する工程と、
前記スリット部を、前記絶縁シートが未挿入の前記スロットの上側に移動する工程と、
前記絶縁シートを、前記スリット部を通して、前記絶縁シートが未挿入の前記スロットに挿入する工程と、
を含む絶縁シート挿入方法。 - 請求項7に記載の絶縁シート挿入装置を、前記ステータの上側に配置する工程と、
前記絶縁シートを、前記スリット部を通して、全ての前記スロットに、同時に挿入する工程と、
を含む絶縁シート挿入方法。 - 請求項5に記載の絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートが前記スリットに挿入された状態で、前記拡大スリット部に、押出部材を前記スリット部の前記入口部から前記出口部に向けて挿入することで、前記絶縁シートを前記スリット部の前記出口部から押し出す工程を含む絶縁シート挿入方法。
- 周方向に分割された前記コアバック部と、少なくとも1個の前記ティース部と、を有する複数の分割コア部が環状に組み合わされる前記ステータの、周方向に隣接する前記コイルの間の前記スロットを、周方向に拡大して拡大スロットを形成する工程と、
前記絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートを前記拡大スロットに挿入する工程と、
前記絶縁シートが前記拡大スロットに挿入された後に、隣接する前記分割コア部同士を接触させて前記拡大スロットを縮小し、前記スロットを形成する工程と、
を含む請求項8から請求項12のいずれかに記載の絶縁シート挿入方法。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置を有するステータ製造装置。
- 請求項8から請求項13のいずれかに記載の絶縁シート挿入方法を用いて、前記絶縁シートが前記スロットに挿入された前記ステータを有するモータ。
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