JP3753662B2 - コイル挿入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ステータコアの内歯に対応して配置された複数本のブレードに、予め巻線されたコイルを引き掛けておき、ストリッパによって該コイルをステータコアのスロットに押し込むようにしたコイル挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステータコアへのコイル形成装置としては、ステータコアの内歯に直接巻付けてコイルを形成する直巻方式と、予め巻線されたコイルをブレードと呼ばれるガイド治具を介して、ストリッパによってステータコアのスロットに押し込むコイル挿入方式とが知られている。
【０００３】
コイル挿入方式は、直巻方式に比べて生産性が高いが、スロットに高密度で挿入しにくいことと、ステータコアの端面から突出するコイルエンドが長くなることが欠点とされていた。
【０００４】
しかしながら、例えば特公昭５５−１２８２７号に示されるように、ステータコアの内歯に対応して配置されるブレードとして、ステータコアに対して相対位置を変えないように固定配置された固定ブレードと、ストリッパと一緒に移動する可動ブレードとを設けることにより、コイルとブレードとの間の摩擦力を軽減し、スロットにコイルを高密度で挿入することができるようになってきた。
【０００５】
この場合、一般的には、固定ブレードは、予め巻線されたコイルのループの内側に配置され、可動ブレードは、上記コイルのループの外側に配置される。すなわち、コイルは、そのループの内側に配置された固定ブレードと、外側に配置された可動ブレードとの隙間を通して引き掛けられ、該隙間からステータコアのスロットに押し込まれるようになっている。
【０００６】
なお、コイルがステータコアのスロットの全長に挿入されて、そのループがステータコアの端面から突出すると、固定ブレードの先端をくぐり抜けて外径側に外れ、コイル挿入が完了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような固定ブレードと可動ブレードとを有するコイル挿入装置を用いた場合でも、ステータコアのスロットにコイルを更に高密度で挿入しようとすると、コイル挿入時にかかるコイルとブレードとの摩擦力によってブレードが変形して破損してしまうという問題があった。特に、両側にコイルが接触する可動ブレードにおいて、上記変形が生じやすい傾向があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ステータコアのスロットにコイルを高密度で挿入しても、ブレードの変形を防止して耐久性を向上できるようにしたコイル挿入装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によるコイル挿入装置は、予め巻線されたコイルをステータコアのスロットに案内すべくステータコアの内歯に対応して配列された複数本のブレードと、これらのブレード間に引き掛けられたコイルをステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを備え、前記ブレードとして、前記コイルのループの内側に配置される固定ブレードと、前記コイルのループの外側に配置されて前記ストリッパと一体に移動する可動ブレードとを有するコイル挿入装置において、前記可動ブレードが、前記固定ブレードよりも、前記ステータコアの内径方向に厚い形状をなし、前記コイルのループの内側に配置される固定ブレード同士の間には、両側が前記固定ブレードに当接し、外径側の周面が前記内歯に当接する部材が配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、固定ブレードと可動ブレードとの形状を変えて、可動ブレードが、前記固定ブレードよりも、前記ステータコアの内径方向に厚い形状をなすようにしたことにより、可動ブレードの強度が向上し、ステータコアのスロットにコイルを高密度で挿入しても、可動ブレードの変形による破損を防止できる。
【００１１】
また、可動ブレードは、コイルのループの外側に配置されるので、ステータコアの内径方向に厚い形状にしても、コイルがステータコアの前方端面から突出したとき、コイルのループが可動ブレードをくぐり抜ける必要はないので、コイルのループ長を大きくとる必要がない。
【００１２】
これに対して、固定ブレードと可動ブレードとを従来のように同じ形状とし、全部のブレードを内径方向に厚くした場合には、コイルがステータコアの前方端面から突出したとき、コイルのループが固定ブレードの先端をくぐり抜けて外径方向に外れるようにするため、コイルのループ長を長くする必要があり、その結果、ステータコアの端面から突出するコイルエンドの長さが長くなってしまう。
【００１３】
本発明のコイル挿入装置のもう一つは、予め巻線されたコイルをステータコアのスロットに案内すべくステータコアの内歯に対応して配列された複数本のブレードと、これらのブレード間に引き掛けられたコイルをステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを備え、前記ブレードとして、前記コイルのループの内側に配置される固定ブレードと、前記コイルのループの外側に配置されて前記ストリッパと一体に移動する可動ブレードとを有するコイル挿入装置において、前記可動ブレードは、前記ステータコアの内径方向に伸びて互いに結合して一体化され、放射状に等間隔で延出されたガイド片を有する形状とされており、このガイド片同士の谷間の下部に、複数のピースに分かれた前記ストリッパが取付けられていることを特徴とする。
【００１４】
この態様によれば、前記可動ブレードが互いに連結されることにより、より強固な構造となり、耐久性を著しく高めることができる。
【００１５】
本発明の更に好ましい態様によれば、前記固定ブレードのうち、挿入すべきコイルのループの内側に配置されたものどうしが互いに連結されており、この連結された固定ブレードは前記ステータコアのスロットに嵌合する凸部を外周に有している。
【００１６】
この態様によれば、挿入すべきコイルのループの内側に配置される固定ブレードどうしを連結し、かつ、連結された固定ブレードの外周に設けた凸部をステータコアのスロットに嵌合させることにより、固定ブレードの強度も高めて、全てのブレードの変形を効果的に防止でき、ステータコアのスロットにコイルを更に高密度で挿入することが可能となる。
【００１７】
なお、固定ブレードをステータコアの内径方向に厚くすることなく、隣接する固定ブレードどうしを連結する構造なので、コイルのループ長を長くする必要がなく、前記コイルエンドの長さが長くなってしまうことはない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１〜７には本発明によるコイル挿入装置の一実施形態が示されている。図１はコイル挿入装置の概略構成を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ’矢示線に沿った断面図、図３は同装置で用いるストリッパを示す斜視図、図４は同ストリッパの縦断面図、図５は同装置で用いる可動ブレードを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は内径側から見た側面図、（Ｃ）は横断面図、図６は同装置で用いる固定ブレードを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は内径側から見た側面図、（Ｃ）は横断面図、図７はストリッパに対する固定ブレードと可動ブレードとの配置構造を示す分解斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、このコイル挿入装置１０は、基板１１と、この基板１１上に設置された円筒状のホルダ１２とを有している。基板１１とホルダ１２の下端に形成されたフランジ１２ａとは、ボルト１３、１４で固定されている。基板１１の中央には、図示しないストリッパ駆動軸が挿通される駆動軸挿通孔１５と、図示しないウェッジが挿通されるウェッジ挿通孔１６が形成されている。
【００２０】
ホルダ１２の内周には、ステータコア２０の内歯２５に対応して複数本のウェッジガイド２２が環状に配列され、ウェッジガイド２２は、ホルダ１２の外周から挿通されたボルト２３によってホルダ１２に固定されている。ウェッジガイド２２は、横断面Ｔ字形をなす棒状部材からなり、その上端はステータコア２０の下端面に達し、各ウェッジガイド２２間に前記ウェッジ挿通孔１６に連通する挿通路２５を形成する。
【００２１】
ウェッジガイド２２の内側には、固定ブレード３０と、可動ブレード４０とが配置されている。固定ブレード３０は、基板１１の上面中央部に固定配置された下方スリーブ３１にボルト３２によって固定されている。下方スリーブ３１上には、上方スリーブ３３が連設されており、これらのスリーブ３１、３３の内周が前記基板１１の前記駆動軸挿通孔１５に連通する駆動軸挿通路３４、３５をなしている。
【００２２】
上方スリーブ３３上には、ストリッパ５０が設置されている。図３、４を併せて参照すると、ストリッパ５０は、円筒部５１とコア部５２とを有している。コア部５１は、上方コア５３と下方コア５４とで構成され、各コア５３、５４は、それらの上下端面にフランジ５３ａ、５４ａを有し、円筒部５１の上下開口部内周に形成された段部５２ａ、５２ｂに、上記フランジ５３ａ、５４ａを嵌合させている。また、上下のコア５３、５４は、下方コア５４の下面から挿通された複数本のボルト５５で連結されている。また、円筒部５１と、コア部５１との間には、環状の空隙５６が形成されており、円筒部５１には、半径方向に貫通するボルト孔５７が形成されている。
【００２３】
円筒部５１の外周には、この実施形態の場合、ストリッパ５０の軸心に対して放射状に、約９０度間隔で４箇所に２つずつ、合計８つの押込み歯５８が形成されている。近接した２つの押込み歯５８の間には、横断面Ｕ字状の溝５９が形成され、この溝５９に可動ブレード４０が適合するようになっている。そして、可動ブレード４０は、前記円筒部５１の内周から前記ボルト孔５７を通して挿入されたボルト６０（図１参照）によって、ストリッパ５０に固着されている。
【００２４】
図７に示すように、可動ブレード４０は、上記のように押込み歯５８の間の溝５９に適合するように取付けられ、固定ブレード３０は、押込み歯５８を挟んで可動ブレード４０の両側に位置するように配置される。固定ブレード３０は、前記のようにホルダ１２内周のスリーブ３１に固定され、ストリッパ５０に対しては単に摺接しているだけである。
【００２５】
図２に示すように、ステータコア２０には、複数の内歯２５と、各内歯２５の間に形成されたスロット２６とが設けられている。そして、固定ブレード３０及び可動ブレード４０は、対応する内歯２５の端部にその外径側の面を嵌合させて配置される。予め巻線されたコイルＣは、約９０度離れて配置された一対の固定ブレード３０の外側に引き掛けられており、隣接するコイルＣどうしの間には、可動ブレード４０が配置されている。
【００２６】
すなわち、コイルＣは、固定ブレード３０と可動ブレード４０との間隙を通るように保持されており、可動ブレード４０の両側にはそれぞれコイルＣが当接している。そして、ストリッパ５０の押込み歯５９は、上記固定ブレード３０と可動ブレード４０との間隙に挿入されるように配置されており、ストリッパ５０を押上げることにより、押込み歯５９が、コイルＣを、固定ブレード３０と可動ブレード４０との間隙を通して、スロット２６に挿入するようになっている。
【００２７】
図６に示すように、固定ブレード３０は、その横断面（図中Ｃ）において、リブ３１、３１と、これらのリブ３１、３１の間に形成された凹部３２と、該凹部３２に対向する凸面部３３とを有している。そして、固定ブレード３０の上記凹部３２に、ステータコア２０の対応する内歯２５が嵌合するようになっている。また、固定ブレード３０の基部には、前記スリーブ３１にネジ止めするためのボルト挿通孔３４が形成されている。固定ブレード３０の上端は、ステータコア２０の上端面からやや突出する程度の長さで設置される。
【００２８】
図５に示すように、可動ブレード４０は、その横断面（図中Ｃ）において、リブ４１、４１と、これらのリブ４１、４１の間に形成された凹部４２と、該凹部４２に対向する凸面部４３とを有している。そして、可動ブレード４０の上記凹部４２に、ステータコア２０の対応する内歯２５が嵌合するようになっている。また、可動ブレード４０には、複数のネジ孔４４が形成されており、前述したようにボルト６０によってストリッパ５０に固着する際（図１参照）、前記ネジ孔４４を選択することにより、ストリッパ５０より上方へ伸びる長さの調整が可能とされている。
【００２９】
そして、本発明では、前記固定ブレード３０の内径方向の厚さａは、コイルＣのループ長が長くならないように、できるだけ薄く形成されており、これに対して、前記可動ブレードの内径方向の厚さｂは、上記固定ブレード３０の厚さａよりも厚く形成されている。具体的には、ｂがａの２倍以上の厚さとなるようにすることが好ましい。
【００３０】
また、図２に示すように、同じコイルＣの内周に配置される固定ブレード３０どうしの間には、両側が前記固定ブレードに当接し、外径側の周面が内歯２５に当接する、断面が蒲鉾形の部材７０が配置されている。この部材７０は、図示しないボルトによってスリーブ３１にネジ止めされており、その上端は固定ブレード３０を超えることはないが、固定ブレード３０とほぼ同じ高さで伸びている。ただし、部材７０の長さは、固定ブレード３０の基部側だけに接触する程度の長さであってもよい。
【００３１】
なお、図１における７１は、ステータコア２０を固定ブレード３０及び可動ブレード４０の先端部に装着する際、ステータコア２０の内歯２５が、それぞれのブレード３０、４０の凹部３２、４２に嵌合するように案内するコアガイドである。このコアガイド７１は、ステータコア２０を上記ブレード３０、４０の先端に装着した後、ブレード３０、４０から取り外されて、以後のコイル挿入作業が行われるようになっている。
【００３２】
次に、このコイル挿入装置１０の作用について説明する。
巻線機によって巻線されたコイルＣは、固定ブレード３０と可動ブレード４０との間隙を通して、ほぼ９０度離れて配置された２本の固定ブレード３０がループの内側に配置されるように引き掛けられる。可動ブレード４０は、近接して配置された２本の固定ブレード３０の間に配置され、可動ブレード４０の両側の固定ブレード３０との間には、それぞれ異なるコイルＣが配置される。
【００３３】
ステータコア２０は、コイルガイド７１を介して、固定ブレード３０及び可動ブレード４０の先端部に装着され、その下面がウェッジガイド２２の上端に当接する位置で、図示しない支持部により支持される。ステータコア２０が装着されたら、コイルガイド７１を外してコイル挿入操作を行う。
【００３４】
すなわち、図示しない駆動軸が上昇し、駆動軸挿通孔１５に連通する駆動軸挿通路３４、３５を通して、ストリッパ５０の下端面に当接する。その状態で駆動軸が更に上昇すると、ストリッパ５０が押上げられる。
【００３５】
ストリッパ５０は、固定ブレード３０と可動ブレード４０との間に挟まれたコイルＣを押上げ、両ブレード３０、４０の隙間を通して、コイルＣをステータコア２０のスロット２６に下方から順次押し込んでいく。
【００３６】
このとき、可動ブレード４０は、ストリッパ５０と共に移動するため、コイルＣとブレードとの間に作用する摩擦力が低減される。また、可動ブレード４０の内径方向の厚さｂは、固定ブレード３０の内径方向の厚さａに比べて厚く形成されているので、コイルＣをスロット２６に高密度で挿入する場合でも、可動ブレード４０が変形して前記リブ４１が破損することを防止できる。
【００３７】
更に、コイルＣをスロット２６に挿入するとき、コイルＣがストリッパ５０により引っ張られて、そのループが絞られるようになるため、同じコイルＣの内側に配置された一対の固定ブレード３０の間には互いに近接する方向に応力がかかる。しかしながら、この実施形態の場合、同じコイルＣの内側に配置された一対の固定ブレード３０の間に、断面が蒲鉾形の部材７０が配置されており、この部材７０の両側に固定ブレード３０が当接しているので、固定ブレード３０どうしが近接する方向に変形することが防止される。
【００３８】
ストリッパ５０が完全に上昇すると、コイルＣのコイルエンドがステータコア２０の上端面から抜け出し、コイルＣはスロット２６の全長に亘って挿入されると共に、コイルエンドが固定ブレード３０の上端から外径方向に外れる。このとき、固定ブレード３０の内径方向の厚さａが、可動ブレード４０に比べて薄く形成されているので、コイルエンドが固定ブレード３０の上端から外れやすく、コイル長を長くする必要がない。また、可動ブレード４０は、その内径方向の厚さｂが厚く形成されていても、コイルＣのループの外側に配置されるので、コイル長に影響を与えることはない。
【００３９】
なお、上記コイルＣの挿入とほぼ同時に、各ウェッジガイド２２間に形成された挿通路２５を通して、図示しないウェッジ（絶縁紙）がスロット２６内に挿入され、スロット２６の内径側の開口を塞ぐように配置される。
【００４０】
図８〜９には、本発明の他の実施形態が示されている。図８は同コイル挿入装置に用いられる可動ブレード及びストリッパを示す斜視図、図９は同可動ブレード間に固定ブレードを配置した状態を示す斜視図、図１０はステータコアに固定ブレードと可動ブレードとストリッパとを挿入した状態の横断面図である。
【００４１】
このコイル挿入装置においては、図８に示すように、可動ブレード８０が、互いに結合して一体化されている。すなわち、この可動ブレード８０は、放射状に等間隔で延出された６つのガイド片８１を有し、各ガイド片８１の外径方向端面には、両側にリブ８２が設けられ、リブ８２の間が凹部８３をなしている。そして、図１０に示すように、上記凹部８３にステータコア２０の内歯２５の内径側の端部が嵌合するようになっている。
【００４２】
ガイド片８１どうしの間には、Ｖ字状の谷間８４が形成されており、この谷間８４の下部に、複数のピースに分かれたストリッパ９０が取付けられている。ストリッパ９０は、両側に外径方向に突出する押込み歯９１を有し、内径側周面９２は、上記谷間８４の内周に密着している。そして、ボルト９３によって可動ブレード８０に固着されている。
【００４３】
また、図９、１０を併せて参照すると、固定ブレード１００は、コイルＣの内周に配置されるのであるが、従来の装置のように、ステータコア２０の各内歯２５に対応して１本ずつ設けられるのではなく、１つのコイルＣの内側に配置されるものが全て一体化されて、幅広の板状の部材で構成されている。
【００４４】
そして、固定ブレード１００の外径側の周面には、ステータコア２０の対応する内歯２５の内径側端部が嵌合するように、複数本の縦溝１０１とが所定間隔で平行に形成され、縦溝１０１の間はステータコア２０のスロット２６に挿入される凸部１０２をなしている。
【００４５】
この実施形態によれば、コイルＣは、各固定ブレード１００をループの内側に配置して、可動ブレード８０のガイド片８１と、固定ブレード１００の両側との隙間を通るように引き掛けられて保持される。
【００４６】
そして、ステータコア２０を固定ブレード１００及び可動ブレード８０の外周に装着して、可動ブレード８０をストリッパ９０と一緒に上昇させると、コイルＣは、ストリッパ９０の押込み歯９１に押されて、固定ブレード１００と可動ブレード８０のガイド片８１との隙間を通って、ステータコア２０のスロット２６に挿入される。
【００４７】
このとき、可動ブレード８０は、ガイド片８１が連結されて一体化されているので、従来装置における棒状のブレードに比べて非常に強固である。また、固定ブレード１００も複数の内歯２５に亘って一体化されているので、非常に強固であり、コイルＣを高いスペースファクタでスロット２５内に挿入するときでも、変形等を起こすことがない。
【００４８】
なお、固定ブレード１００は、内径方向に薄い厚さでも強度があるため、コイルＣの周長を短くすることができ、ステータコア２０の端面から突出するコイルエンドの長さを短くすることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定ブレードと可動ブレードとの形状を変えて、可動ブレードが、前記固定ブレードよりも、前記ステータコアの内径方向に厚い形状をなすようにしたことにより、可動ブレードの強度が向上し、ステータコアのスロットにコイルを高密度で挿入しても、可動ブレードの変形を防止し破損を防ぐことができる。また、可動ブレードは、コイルのループの外側に配置されるので、ステータコアの内径方向に厚い形状にしても、コイルの周長を長くとる必要がないので、コイルエンドの長さを短く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコイル挿入装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’矢示線に沿った断面図である。
【図３】同装置で用いるストリッパを示す斜視図である。
【図４】同ストリッパの縦断面図である。
【図５】同装置で用いる可動ブレードを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は内径側から見た側面図、（Ｃ）は横断面図である。
【図６】同装置で用いる固定ブレードを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は内径側から見た側面図、（Ｃ）は横断面図である。
【図７】同装置におけるストリッパに対する固定ブレードと可動ブレードとの配置構造を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるコイル挿入装置に用いられる可動ブレード及びストリッパを示す斜視図である。
【図９】同可動ブレード間に固定ブレードを配置した状態を示す斜視図である。
【図１０】ステータコアに固定ブレードと可動ブレードとストリッパとを挿入した状態の横断面図である。
【符号の説明】
１０ コイル挿入装置
１１ 基板
１２ ホルダ
１５ 駆動軸挿通孔
２０ ステータコア
２２ ウェッジガイド２２
２５ 内歯
２６ スロット
３０ 固定ブレード
４０ 可動ブレード
３４、３５ 駆動軸挿通路
５０ ストリッパ
５８ 押込み歯
７０ 断面が蒲鉾形の部材
８０ 可動ブレード
８１ ガイド片
９０ ストリッパ
９１ 押込み歯
１００ 固定ブレード
１０１ 縦溝
Ｃ コイル
ａ 固定ブレード３０の内径方向の厚さ
ｂ 可動ブレードの内径方向の厚さ

Claims (3)

1. 予め巻線されたコイルをステータコアのスロットに案内すべくステータコアの内歯に対応して配列された複数本のブレードと、これらのブレード間に引き掛けられたコイルをステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを備え、前記ブレードとして、前記コイルのループの内側に配置される固定ブレードと、前記コイルのループの外側に配置されて前記ストリッパと一体に移動する可動ブレードとを有するコイル挿入装置において、前記可動ブレードが、前記固定ブレードよりも、前記ステータコアの内径方向に厚い形状をなし、前記コイルのループの内側に配置される固定ブレード同士の間には、両側が前記固定ブレードに当接し、外径側の周面が前記内歯に当接する部材が配置されていることを特徴とするコイル挿入装置。
2. 予め巻線されたコイルをステータコアのスロットに案内すべくステータコアの内歯に対応して配列された複数本のブレードと、これらのブレード間に引き掛けられたコイルをステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを備え、前記ブレードとして、前記コイルのループの内側に配置される固定ブレードと、前記コイルのループの外側に配置されて前記ストリッパと一体に移動する可動ブレードとを有するコイル挿入装置において、前記可動ブレードは、前記ステータコアの内径方向に伸びて互いに結合して一体化され、放射状に等間隔で延出されたガイド片を有する形状とされており、このガイド片同士の谷間の下部に、複数のピースに分かれた前記ストリッパが取付けられていることを特徴とするコイル挿入装置。
3. 前記固定ブレードのうち、挿入すべきコイルのループの内側に配置されたもの同士が互いに連結されており、この連結された固定ブレードは前記ステータコアのスロットに嵌合する凸部を外周に有している請求項２記載のコイル挿入装置。

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