JP3814606B2

JP3814606B2 - 回転電機用ステータの製造装置

Info

Publication number: JP3814606B2
Application number: JP2003379999A
Authority: JP
Inventors: 卓郎釘宮; 航介鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2023-11-10
Also published as: JP2005143263A

Description

本発明は、コイルの端部がターミナルに接合される回転電機用ステータの製造装置に関する。

アウタロータ型の回転電機用ステータは、ステータコアに形成したティースに導線を巻回してコイルを形成し、該コイルの端部の導線は、バッテリや切り換えスイッチ等の外部機器に接続するためのターミナルと接続されている。

一般的に、該ターミナルと導線との接続は圧着又は融着（はんだ付け等）により接続するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１５０９０４号公報

前記の特許文献１によれば、作業工程数が相当に低減されるともにターミナルの配置スペースを小さくすることができて好適である。

一方、従来の一般的な回転電機用ステータの製造装置では、例えば、導線の端部を所定の保持手段に係合させた後にティースに導線を巻回し、その後、巻終わりの導線をターミナルに挿入させるとともに端部を所定の保持手段に係合させ、余分となる導線を切断している。

この種の製造装置を用いて３相の回転電機用ステータを製造する際にはＵ相、Ｖ相及びＷ相に対して個別に導線端部の係合作業、コイルの巻回作業、ターミナルに対する接続作業、導線の巻き始め部の切断作業及び導線の巻終わり部の切断作業を行う必要があり、都合、少なくとも１５の作業が必要であって、手順が繁雑であるとともに作業時間が長い。また、ターミナルに対して導線を確実に挿入させるために、設計上ターミナルの配置が限定される。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、コイルの端部がターミナルに接合されるステータコアを備える回転電機用ステータの製造装置において、ターミナルに対して導線を確実に挿入させることができ、しかもターミナルの配置の設定自由度の大きい回転電機用ステータの製造装置を提供することを目的とする。また、より一層簡便な手順でしかも短い作業時間でコイルの形成及びターミナルに対する導線の接続及び切断を行うことができる回転電機用ステータの製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係る回転電機用ステータの製造装置は、軸方向端面に設けられた複数のターミナルに対して、該ターミナルより外径側のティースに形成されるコイルの導線の端部が前記ターミナルに接合されるステータコアを備える回転電機用ステータの製造装置において、前記ステータコアの軸心部に装着される導線案内治具を有し、前記導線案内治具は、外径方向に突出し、軸方向端面が前記ターミナルに近接し又は当接して配置される案内部と、前記導線を保持する保持部と、を備え、前記保持部に保持された前記導線は、前記案内部の側面に沿うように張られた後、所定の方向に引かれることにより、前記側面から外れて前記ターミナルに挿入される。

このように、保持部によって保持した導線を案内部の側面に張り、その後に導線を適当な方向に引くことにより該導線をターミナルに挿入することができる。また、案内部の側面から導線がターミナルに挿入されることから、設計上ターミナルを配置する際の自由度が大きい。

この場合、前記導線は、異なる相の２つの前記コイルの間で、２つの前記案内部と前記保持部とを介して張られ、前記保持部は、２つの前記案内部の略中間で前記導線の向きを変える中継部として作用させるとよい。

これにより、導線の張力を適度に保ったまま各相の間で導線の接続、切断及び保持を行う必要がなく各相のコイルを連続的に形成することができる。従って、簡便な手順でしかも短い作業時間でコイルを形成することができる。また、導線の接続、切断及び保持は、全てのコイルが形成された後にまとめて行うことができ、作業効率が向上する。

また、前記ステータコアを間欠回転させる回転手段と、前記ステータコアの外径方向に設けられ、前記導線を前記ティースに巻回して前記コイルを形成するための回転自在な巻線手段と、を有し、前記巻線手段は、前記回転手段と連動して前記導線を前記案内部の前記側面に沿わせるようにすると簡便、廉価な構成とすることができる。

さらに、前記案内部は、前記回転電機用ステータの相数に応じた数だけ設けられ、前記案内部は各相に対応して軸方向の高さが異なるように設定すると、２つのコイルの間に導線を張る作業を確実、且つ容易に行うことができる。

前記案内部は、所定の押圧手段から力を受けることにより軸方向に移動可能に設けられ、前記案内部が軸方向に移動する際、前記軸方向端面は複数の前記ターミナルを押圧して該ターミナルと前記導線とを一度に圧着すると、圧着作業を容易に且つ短時間で行うことができる。

さらに、前記押圧手段によって軸方向に押圧されることにより複数の前記ターミナルに挿入された前記導線を各ターミナルの近傍で一度に切断する切断治具を有し、前記切断治具は、前記軸方向端面によって前記ターミナルと前記導線とが固定された後に、前記導線を切断するとよい。これにより、切断の作業を容易に且つ短時間で行うことができる。また、切断後に導線がばらけることがなく、しかも導線の張力を均一に保つことができる。

本発明に係る回転電機用ステータの製造装置によれば、保持部によって保持した導線を案内部の側面に張り、その後に導線を適当な方向に引くことにより該導線をターミナルに確実に挿入することができ、しかもターミナルの配置の設定自由度が大きい。

また、異なる相のコイルの間で、保持部によって導線を中継することにより、導線の張力を適度に保ったまま連続的にコイルを形成することができる。これにより、各相の間で導線の接続、切断及び保持を行う必要がなく、簡便な手順でしかも短い作業時間でコイルを形成することができる。また、導線の接続、切断及び保持は、全てのコイルが形成された後にまとめて行うことができ、作業効率が向上する。

以下、本発明に係る回転電機用ステータの製造装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図２４を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る回転電機用ステータの製造装置１０は、ワークであるステータコア１２を配置し、このステータコア１２を矢印Ａ方向に間欠回転可能なモータ１４と、ステータコア１２のティース４４を位置Ｐに対して位置決めするティース位置決め機構１６と、巻線機本体１７と、リール１９から巻き出された導線（例えば、エナメル被覆を有する銅線）Ｌを繰り出す巻線ノズル１８と、該巻線ノズル１８により、ティース４４に導線Ｌを巻回してコイル２０（図２参照）を形成するとともに前記ステータコア１２との相対位置を調整可能なウィングフォーマ２２と、前記コイル２０を前記ステータコア１２の中心方向に押圧する巻線コイル押込機構２４とを有する。また、回転電機用ステータの製造装置１０は、前記巻線ノズル１８を前記ステータコア１２に対して法線方向である矢印Ｂ方向に進退させる第１駆動機構２８と、前記巻線ノズル１８を回転させる第２駆動機構３０とを備える。ステータコア１２は、モータや発電機等の回転電機用ステータとして用いられれる。

また、回転電機用ステータの製造装置１０は、モータ１４に対してステータコア１２を取り付けるための載置台３２と、ステータコア１２の軸心部に設けられる導線案内治具３４と、ステータコア１２にコイル２０を形成した後に導線ＬをターミナルＴに接続するとともに所定の位置で切断するための切断治具３６と、該切断治具３６を導線案内治具３４及びステータコア１２に対して押圧するプレス３８とを有する。

図２に示すように、ステータコア１２は導線Ｌが巻回されてコイル２０が形成されることにより、２つの星形結線の回路を構成する。すなわち、各相に対応した外部ターミナルＴｕ１、Ｔｖ１及びＴｗ１と、互いに接続された中性点ターミナルＴｎ１１、Ｔｎ１２及びＴｎ１３とを有する第１回路４０と、各相に対応した外部ターミナルＴｕ２、Ｔｖ２及びＴｗ２と、互いに接続された中性点ターミナルＴｎ２１、Ｔｎ２２及びＴｎ２３（以下、外部ターミナルＴｕ１〜Ｔｗ１、Ｔｕ２〜Ｔｗ２及び中性点ターミナルＴｎ１１〜Ｔｎ１３、Ｔｎ２１〜Ｔｎ２３を総称して、単にターミナルＴともいう）とを有する第２回路４２とを構成する。外部ターミナルＴｕ１に接続されるコイルは、実際上は５つのコイル２０からなり、それぞれ直列のコイルｕ１〜ｕ５（図３参照）として識別される。同様に、端子Ｔｖ１、Ｔｗ１に接続されるコイルは、直列のコイルｖ１〜ｖ５及びコイルｗ１〜Ｗ５として識別される。また、端子Ｔｕ２、Ｔｖ２、Ｔｗ２に接続されるコイルは、直列のコイルｕ６〜ｕ１０、コイルｖ６〜ｖ１０及びコイルｗ６〜ｗ１０として識別され、都合３０個のコイル２０を有する。

図３に示すように、各コイル２０は１２°間隔で環状に設けられ、このうちコイルｕ１は導線案内部材８６ｃ（後述する）の近傍のティース４４に形成される。コイルｕ２〜ｕ１０は、コイルｕ１を基準として反時計方向に２つおきの順に形成される。コイルｖ１及びコイルｗ１はコイルｕ１から反時計方向に順に隣接する位置のティース４４に形成される。コイルｖ２〜ｖ１０及びコイルｗ２〜ｗ１０は、それぞれコイルｖ１及びコイルｗ１を基準として反時計方向に２つおきの順に形成される。なお、この図３に示すステータコア１２は、後述するようにコイル２０を形成した後であって、導線ＬとターミナルＴとの圧着及び余分な導線Ｌの切断を行う前の状態である。

図４及び図５に示すように、ステータコア１２は、外径方向に放射状に突出する３０本のティース４４を備えるヨーク４６と、該ヨーク４６の上面に設けられるインシュレータ４８とを有する。ヨーク４６は略円筒形状であって、内面側には、９０°間隔で４つの突起５０が内径方向に突出している。該突起５０の各根元部には取付孔５２が設けられている。また、ヨーク４６は、薄い積層鋼板が積層されて形成されており、各ティース４４の表面は薄い絶縁材によって覆われている。

インシュレータ４８は、薄い円環部５４の下方に４つの中空取付部５６が突出している形状であり、各中空取付部５６が前記突起５０の間に挿入されることによりインシュレータ４８がヨーク４６に取り付けられる。円環部５４には前記取付孔５２に対応する位置に孔５４ａが設けられており、取付孔５２の上面が塞がれることがない。円環部５４の外径は、上面からみてティース４４が露呈されるような径に設定されている。

円環部５４の上面において４つの中空取付部５６の上方に対応する位置には、環状の順にターミナル群５８ａ、５８ｂ、５８ｃ及び５８ｄが設けられている。ターミナル群５８ａは、前記中性点ターミナルＴｎ１１、Ｔｎ１２、Ｔｎ１３からなり、ターミナル群５８ｂは、前記外部ターミナルＴｕ１、Ｔｖ１、Ｔｗ１からなり、ターミナル群５８ｃは、前記中性点ターミナルＴｎ２１、Ｔｎ２２、Ｔｎ２３からなり、ターミナル群５８ｄは、前記外部ターミナルＴｕ２、Ｔｖ２、Ｔｗ２からなる。

外部ターミナルＴｕ１、Ｔｖ１、Ｔｗ１、Ｔｕ２、Ｔｖ２及びＴｗ２における導線Ｌの接続部であるＶ字形状部５９は、上方からみて略時計方向（略周方向）に開口しており、中性点ターミナルＴｎ１１、Ｔｎ１２、Ｔｎ１３、Ｔｎ２１、Ｔｎ２２、Ｔｎ２３におけるＶ字形状部５９は、略反時計方向（略周方向）に開口している。また、上記のとおり、中性点ターミナルＴｎ１１、Ｔｎ１２、Ｔｎ１３及び中性点ターミナルＴｎ２１、Ｔｎ２２、Ｔｎ２３はそれぞれ互いに接続されている。ここでいうＶ字形状部５９とは、一方に開口部を有するＵ字形状、Ｃ字形状等を含む形状の部分である。

一方、図４に示すように、モータ１４に対してステータコア１２を取り付けるための載置台３２は、前記取付孔５２によってステータコア１２の位置決め及び取付を行う４つのボス６０と、前記導線案内治具３４が取り付けられる取付台６２と、前記中空取付部５６の内部に配置されて各ターミナルＴを下方から支持するための１２本の支持ポール６４を備える。取付台６２には位置決め穴６２ａが設けられている。載置台３２の外径は、下面からみてティース４４が露呈されるような径に設定されている。

図４、図６及び図７に示すように、ステータコア１２の軸心部に装着される導線案内治具３４は、円筒状のボディ６５と、該ボディ６５の上面部に設けられた円環内刃６６と、ボディ６５の底面板６８から上方に向けて延在する中心支柱７０及び補助支柱７２に一部が挿入さればね７４によって支えられている中間昇降部７６と、補助支柱７２によって位置決めされ、中心支柱７０に保持、固定された上面板７８とを有する。ばね７４のばね定数は大きく、中間昇降部７６の重量にるばね７４の圧縮量は極めて小さい。底面板６８の下面には前記位置決め穴６２ａに挿入される位置決めピン６８ａが延在している。円環内刃６６はボディ６５よりもやや外径が大きく、円環内刃６６の外周はインシュレータ４８の円環部５４上におけるターミナルＴのＶ字形状部５９の近傍に設定される。

上面板７８は、ボディ６５よりも外径方向に突出する２本のアーム８０を有し、該アーム８０の端部には下方に向けて延在し前記取付孔５２に挿入されて、ステータコア１２に対する位置決め及び固定を行うためのポール８０ａが設けられている。

また、上面板７８の上面には、上方に向けて延在する第１中継ピン（保持部、中継部）８２ａ及び第２中継ピン８２ｂと、切断治具３６を載置する際に用いられる位置決め穴８４とを有する。２本のアーム８０、第１中継ピン８２ａ及び第２中継ピン８２ｂは軸を中心とした線上に対称に配置されており、第１中継ピン８２ａ及び第２中継ピン８２ｂはそれぞれボディ６５の半径の略１／３の径の箇所に設けられている。

また、中間昇降部７６は、上面板７８よりもやや上方に延在するとともにボディ６５よりも略外径方向に突出する１２本の導線案内部材８６ａ〜８６ｌを有する。導線案内部材８６ａ〜８６ｌは時計方向に順に配置され、各アーム８８を介した外径方向の端部９０ａ〜９０ｌにおける軸方向端面９２は順に前記中性点ターミナルＴｎ１１、Ｔｎ１２、Ｔｎ１３、前記外部ターミナルＴｕ２、Ｔｖ２、Ｔｗ２、前記中性点ターミナルＴｎ２１、Ｔｎ２２、Ｔｎ２３及び前記外部ターミナルＴｕ１、Ｔｖ１、Ｔｗ１の上面に当接し、又は近接する位置に配置される。前記のとおり、中間昇降部７６の重量によるばね７４の圧縮量は極めて小さいことから、軸方向端面９２の高さは前記ばね７４の高さによって設定される。

導線案内部材８６ａと導線案内部材８６ｌとの間の角度、及び導線案内部材８６ｆと導線案内部材８６ｇとの間の角度は前記突起５０（図４参照）に対応してやや大きく設定されている。同様に、導線案内部材８６ｃと導線案内部材８６ｄとの間の角度、及び導線案内部材８６ｉと導線案内部材８６ｊとの間の角度はやや大きく設定されており、この間に前記アーム８０が設けられている。

端部９０ａ〜９０ｌのうち、端部９０ａ、９０ｆ、９０ｇ及び９０ｌは、アーム８８と同じ高さであり、端部９０ｂ、９０ｅ、９０ｈ及び９０ｋは上方にやや突出し、その高さはアーム８８の略１．５倍であって前記第１中継ピン８２ａ及び第２中継ピン８２ｂの高さと略等しい。残りの端部９０ｃ、９０ｄ、９０ｉ及び９０ｊは端部９０ｂ、９０ｅ、９０ｈ及び９０ｋよりも高く突出し、その高さは、アーム８８の略２倍である。

図７に示すように、上方からみて、端部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｇ、９０ｈ及び９０ｉは、アーム８８よりも反時計方向にやや膨出する滑らかな形状となっており、他の端部９０ｄ、９０ｅ、９０ｆ、９０ｊ、９０ｋ及び９０ｌはアーム８８よりも時計方向にやや膨出する滑らかな形状となっている。また、導線案内部材８６ａ〜８６ｆ及び導線案内部材８６ｇ〜８６ｌは、それぞれ前記第１中継ピン８２ａ及び前記第２中継ピン８２ｂを略中心として外方に突出している。

図４及び図６に示すように、切断治具３６は、クラウン形状のボディ１００と、該ボディ１００の下面１０１から下方に突出する位置決めピン１０２と、ボディ１００の外周から下方に突出する１２本の外刃１０４とを有する。切断治具３６を導線案内治具３４に対して載置する際、下面１０１は前記アーム８８の上面８８ａに当接し、位置決めピン１０２は前記位置決め穴８４に挿入されて、導線案内治具３４に対する位置決めがなされる。また、各外刃１０４は前記端部９０ａ〜９０ｌの内径側に配置され（図１８参照）、各外刃１０４の先端刃１０６は前記円環内刃６６よりもやや上方に配置される。各外刃１０４は交換可能である。

ボディ１００の下面凹部１００ａは前記第１中継ピン８２ａ及び前記第２中継ピン８２ｂが干渉することのない大きさに設定されている。ボディ１００には、前記アーム８０に対向する位置に切欠き１００ｂが設けられ、該切欠き１００ｂはボディ１００とアーム８０が干渉することのない大きさに設定されている。

次に、このように構成される回転電機用ステータの製造装置１０を用いて、ステータコア１２を製造する手順について説明する。なお、図８、図９、図１１〜図１３、図１５〜図１７を用いた説明においては、ステータコア１２及び導線案内治具３４を鉛直上方からみて、前記巻線機本体１７の方向（図１における矢印Ｂ１方向）を下方とし、その逆方向を上方として表す。また、ステータコア１２の中心点を基準として方向を表し、例えば、「左上方向」のように表す。

先ず、図１に示すように、ステータコア１２を載置台３２上に載置するとともに、ステータコア１２の軸心部に導線案内治具３４を装着する。上記のとおり、軸方向端面９２は各ターミナルＴの上面に当接して軽く押圧するため、これ以降の工程においてターミナルＴがインシュレータ４８から抜けることがない。

導線案内治具３４を装着した後、巻線ノズル１８から導線Ｌをステータコア１２の近傍まで引き出す。

次に、図８に示すように、第１中継ピン８２ａに導線Ｌの端部を所定の自動機又は手動により巻き付けて保持する。このとき、巻線ノズル１８及び第１中継ピン８２ａは、それぞれ左下方向及び左上方向に配置しておき、第１中継ピン８２ａと巻線ノズル１８との間の導線Ｌが、導線案内部材８６ａと導線案内部材８６ｌとの間をとおるようにしておく。

巻線ノズル１８の位置は前記第２駆動機構３０によって設定される。第１中継ピン８２ａの角度、つまりステータコア１２の角度は前記モータ１４によって設定され、前記ティース位置決め機構１６によって固定される。

次に、図９に示すように、ステータコア１２を反時計方向に回転させて、コイルｕ１を形成するためのティース４４を下方の位置Ｐに配置させる。位置Ｐはティース４４に対して巻線を巻回する位置で、２つのウィングフォーマ２２の両先端の中間位置である。このとき、導線Ｌは、導線案内部材８６ａにおける内径側端部８７及び端部９０ａ〜９０ｌの側面８９に当接した後、適度な張力で引かれ、導線Ｌの一部が位置Ｐを経由するように設定される。

次に、巻線ノズル１８を図１における矢印Ｃ方向に回転を開始する。このとき、図９上においては、巻線ノズル１８は紙面の奥の方向に向けて移動を開始することになる。従って、図１０に示すように、側面８９に当接している導線Ｌは二点鎖線で示す位置から、図１０上の下方、つまり鉛直下方に引かれて側面８９から外れ、中性点ターミナルＴｎ１１のＶ字形状部５９に挿入されることになる。

このように、中性点ターミナルＴｎ１１の真上に導線案内部材８６ａの端部９０ａが設けられていることから、側面８９に沿わせて導線ＬをＶ字形状部５９に確実に挿入することができ、しかも導線Ｌは第１中継ピン８２ａによって保持されていることから導線Ｌには適度な張力が保たれる。また、Ｖ字形状部５９は、周方向に開口していることから導線Ｌを挿入しやすい。さらに、ターミナルＴの上面と軸方向端面９２の下面とが多少離間してる場合であっても、軸方向端面９２がターミナルＴの上面を覆うような形状（図２１Ａ参照）に設定されていることにより、導線Ｌを各軸にＶ字形状部５９に挿入することができる。

この後、巻線ノズル１８を所定回数だけ回転させ、ウィングフォーマ２２及び巻線コイル押込機構２４（図１参照）を連動させることにより、ティース４４に対して導線Ｌを巻回し、図１１に示すようにコイルｕ１を形成する。

次に、図１２に示すように、ステータコア１２を３６°ずつ時計方向に間欠回転させ、位置Ｐに配置されるティース４４に対し順に導線Ｌを巻回してコイルｕ２、ｕ３、ｕ４及びｕ５を形成する。各コイルｕ１〜ｕ５を形成する導線Ｌはステータコア１２の下面（紙面の奥の面）でつながっており、直列に接続される。このとき、巻線ノズル１８は、図１２における紙面の手前の方向、つまり鉛直上方の位置Ｑ１で停止させる。

次に、図１３に示すように、ステータコア１２を反時計方向に略１５０°回転させるとともに、巻線ノズル１８を図１における矢印Ｃ方向に回転させて鉛直方向の高さがやや低い位置Ｑ２まで移動させる。このとき、導線Ｌは、導線案内部材８６ｊの端部９０ｊに掛かり、その側面８９に沿って下降し、該側面８９から外れて外部ターミナルＴｕ１に挿入される。なぜなら、図１４に示すように、巻線ノズル１８は、当初、高い位置Ｑ１に配置されていることから、二点鎖線の導線Ｌは、上方への突出量の大きい導線案内部材８６ｊの端部９０ｊのみに掛かり、該端部９０ｊはステータコア１２の回転にともなって導線Ｌを引く。このとき、巻線ノズル１８は位置Ｑ１から位置Ｑ２まで下がることから、導線Ｌは端部９０ｊの側面８９から外れ、外部ターミナルＴｕ１のＶ字形状部５９（図１０参照）に挿入されることになる。

また、導線Ｌは、軸を中心に端部９０ｊと対称な位置の端部９０ｄには干渉することがない。さらに、図１３に示すように、導線Ｌは第１中継ピン８２ａと第２中継ピン８２ｂとの間をとおるように設定される。

なお、導線Ｌが端部９０ｊの側面８９から外れて外部ターミナルＴｕ１に挿入される際、導線Ｌはコイルｕ５の端部によって保持されていることから適度な張力が保たれる。つまり、中性点ターミナルＴｎ１１への導線Ｌの挿入時（図１０参照）と比較すると、コイルｕ５は、第１中継ピン８２ａと同様に導線Ｌの保持部としての作用を奏する。

次に、図１５に示すように、ステータコア１２を反時計方向に略１８０°回転させるとともに、巻線ノズル１８を図１における矢印Ｃ方向にやや回転させる。これにより、導線Ｌは、第２中継ピン８２ｂを中継して向きが変えられ、導線案内部材８６ｇの側面８９に係合しながら反時計方向に引かれる。この図１５に示す状態は、図９に示す状態と比較した場合、第２中継ピン８２ｂが第１中継ピン８２ａに対応し、導線案内部材８６ｇが導線案内部材８６ａに対応する。また、巻線ノズル１８の位置は同じである。従って、上記のコイルｕ１を形成する手順（図１０及び図１１参照）と同様に、位置Ｐにあるティース４４にコイルｕ６を形成することができる。このとき、導線Ｌは側面８９から外れて中性点ターミナルＴｎ２１に挿入される。この後、コイルｕ７〜ｕ１０はコイルｕ２〜ｕ５と同様の手順により形成される。

さらに、この後、図１６に示すように、コイルｖ１を形成するためのティース４４が位置Ｐに配置されるようにステータコア１２を反時計方向に回転させながら、導線Ｌを導線案内部材８６ｄ、第１中継ピン８２ａ及び導線案内部材８６ｂを経由させる。この手順は、図１２〜図１４を参照しながら説明した手順と略同様であるが、導線案内部材８６ｂの側面８９に導線Ｌが係合するように巻線ノズル１８の高さを適宜調整する。すなわち、導線Ｌを第１中継ピン８２ａを中継させた後、導線Ｌの高さが導線案内部材８６ａより高く、且つ導線案内部材８６ｂより低くなるように調整する。

このように、導線Ｌは、Ｕ相のコイルｕ１０とＶ相のコイルｖ１との間で、導線案内部材８６ｄ、第１中継ピン８２ａ及び導線案内部材８６ｂを介して張られ、第１中継ピン８２ａは、導線案内部材８６ａと導線案内部材８６ｂとの略中間で導線Ｌの向きを変える中継部として作用する。これにより、導線Ｌの張力を適度に保ったまま異なる相の間で導線Ｌの接続、切断及び保持を行う必要がなく異なる相のコイル２０を連続的に形成することができる。

導線Ｌは、第１中継ピン８２ａによって途中で向きが変えられることから、導線案内部材８６ｄ及び導線案内部材８６ｂは、相互に位置が制約されることがなく、対応するターミナルＴの配置の自由度が大きい。

この後、前記コイルｕ１〜ｕ５を形成した手順と同様にコイルｖ１〜ｖ５を形成する。

次に、図１７に示すように、コイルｖ６を形成するためのティース４４が位置Ｐに配置されるようにステータコア１２を反時計方向に回転させながら、導線Ｌを導線案内部材８６ｋ、第２中継ピン８２ｂ及び導線案内部材８６ｈを経由させる。この手順は、前記のとおり図１２〜図１４を参照しながら説明した手順と略同様であるが、前記の手順では、導線Ｌを導線案内部材８６ｊに係合させるために、巻線ノズル１８を高い位置Ｑ１（図１４参照）に配置させていたところを、今回の手順においては、導線Ｌを導線案内部材８６ｋの端部９０ｋに係合させるために巻線ノズル１８の当初の位置を位置Ｑ１よりも低い位置Ｑ３（図１４参照）とする。

また、導線Ｌを第２中継ピン８２ｂを中継させた後、導線案内部材８６ｈに係合する際には、前記導線案内部材８６ｂに係合させた手順と同様に巻線ノズル１８の高さを適宜調整する。

この後、上記と同様の手順により、コイルｖ６〜ｖ１０及び、コイルｗ１〜ｗ５及びコイルｗ６〜ｗ１０を形成し、巻終わりの導線Ｌの端部を第１中継ピン８２ａに係合させた後、切断することによって、図３に示すように、全てのコイルｕ１〜ｕ１０、コイルｖ１〜ｖ１０及びコイルｗ１〜ｗ１０が形成される。上記の説明及び図３から明らかなように、最初に形成するコイルｕ１から最後に形成するコイルｗ１０まで、導線Ｌは途中で切断されることなく連続している。また、コイルｕ１、ｖ１、ｗ１及びコイルｕ６、ｖ６、ｗ６の端部はそれぞれ中間ターミナルＴｎ１１、Ｔｎ１２、Ｔｎ１３及び外部ターミナルＴｕ１、Ｔｖ１、Ｔｗ１のＶ字形状部５９に確実に挿入されており、コイルｕ６、ｖ６、ｗ６及びコイルｕ１０、ｖ１０、ｗ１０の端部はそれぞれ中間ターミナルＴｎ２１、Ｔｎ２２、Ｔｎ２３及び外部ターミナルＴｕ２、Ｔｖ２、Ｔｗ２のＶ字形状部５９に確実に挿入されている。

さらに、第１中継ピン８２ａ及び第２中継ピン８２ｂを中継している箇所における見かけ上６本の導線Ｌは、巻線ノズル１８によって均一に引っ張られて中継していることから張力が均一となる。従って、各コイル２０のインピーダンスが均一となり、ステータコア１２としての安定した品質を維持することができる。

さらにまた、各導線ＬはターミナルＴと第１中継ピン８２ａ又は第２中継ピン８２ｂとの間で導線案内部材８６ａ〜８６ｌの内径側端部８７に当接して角度が多少曲げられており、導線ＬがターミナルＴのＶ字形状部５９に対して、平行に挿入されている。

次に、図１８に示すように、導線案内治具３４に対して上方から切断治具３６を取り付ける。このとき、位置決めピン１０２（図４参照）を位置決め穴８４に挿入することにより、切断治具３６の位置決めが行われ、第１中継ピン８２ａ（図１９参照）、第２中継ピン８２ｂ及びアーム８０は、導線案内治具３４の下面凹部１００ａ（図１９参照）及び切欠き１００ｂの部分にはまり、干渉することがない。

図１９に示すように、切断治具３６を導線案内治具３４に取り付けることにより、ボディ１００の下面１０１はアーム８８の上面８８ａに当接又は近接しており（図２０Ａ参照）、各外刃１０４の先端刃１０６が導線Ｌの上方の近接した位置に配置される（図２０Ｂ参照）。また、図１９から明らかなように、導線Ｌは円環内刃６６の上面をとおるように配置されている。さらに、上記のとおり、軸方向端面９２はそれぞれターミナルＴの上面に当接している。

次に、プレス３８により切断治具３６の上面を押圧することによりばね７４を圧縮させて、中間昇降部７６を切断治具３６とともに下降させる。これにより、先ず、図２１Ａに示すように、ターミナルＴのＶ字形状部５９が軸方向端部面９２と支持ポール６４とによってやや圧縮され、導線Ｌが挟まれて固定される。このように、導線Ｌがすでに固定された状態において、図２１Ｂに示すように、外刃１０４の先端刃１０６が導線Ｌの上面に接触し、導線Ｌは先端刃１０６と円環内刃６６とによって挟まれる。

さらに、プレス３８により切断治具３６を押圧して下降させることにより、図２２及び図２３Ａに示すように、軸方向端面９２がターミナルＴを圧縮して導線Ｌをやや変形させて、より確実に固定し圧着する。このとき、図２３Ｂに示すように、先端刃１０６と円環内刃６６とによって切断される。

なお、プレス３８による押圧の処理は、図１に示すようにモータ１４に載置台３２を取り付けた状態で行う必要はなく、所定のベンチ上で行ってもよい。

このように、切断治具３６をプレス３８によって押圧することにより、１２箇所における導線Ｌの圧着作業及び切断作業を一度に行うことができる。しかも、圧着作業を切断作業よりも若干早く実行することにより導線Ｌが先に固定されることから切断後に導線Ｌがばらけることがなく、しかも導線Ｌの均一で適度な張力を保たせることができる。

また、上記のとおり円環内刃６６の外周は円環部５４上に配置されていることから、導線Ｌは円環部５４上で切断されて、切断された導線Ｌの端部がステータコア１２の内径側に突出することがない。従って、ステータコア１２の内径側に設けられる部材に対して導線Ｌが干渉したり、短絡することがない。各導線ＬはターミナルＴに平行に挿入されていることから、確実に圧着されて接合不良が発生しにくい。

さらに、円環内刃６６はターミナルＴのＶ字形状部５９の近傍に設定されていることから、該Ｖ字形状部５９からはみでる余分な部分を極力短くすることができる。

上述したように、本実施の形態に係る回転電機用ステータの製造装置１０によれば、導線案内治具３４の導線案内部材８６ａ〜８６ｌによって導線ＬをターミナルＴに確実に挿入することができる。また、第１中継ピン８２ａ及び第２中継ピン８２ｂを中継させることにより、導線案内部材８６ａ〜８６ｌ及びターミナルＴの向きを設計上自由に設定することができる。

さらに、回転電機用ステータの製造装置１０は、基本的には、モータ１４及び巻線ノズル１８の計２軸のみを連動させることにより各コイル２０を形成することができ、簡便、廉価な構成とすることができる。

さらにまた、各コイル２０を形成する工程では、導線Ｌが第１中継ピン８２ａ及び第２中継ピン８２ｂを中継して連続的に各ティース４４に巻回され、各相毎に導線Ｌを切断する必要がないため、作業が中断されることなく効率的に巻回作業を行うことができる。

導線案内部材８６ａ〜８６ｌの端部９０ａ〜９０ｌは各相に対応する工程に応じて、異なる高さに設定されていることから、２つのコイル２０の間に導線Ｌを張る作業を確実、且つ容易に行うことができる。

また、切断治具３６を用いることにより、相数やターミナルＴの数に関係なく、導線ＬをターミナルＴに圧着する作業及び、導線Ｌを切断する作業を一度に、且つ極めて短い時間で行うことができる。しかも、全てのコイル２０を形成した後に切断治具３６及びプレス３８を使用することから、実質的には、切断治具３６及びプレス３８は巻線機本体１７（図１参照）や巻線ノズル１８とは別に設置することができ、巻線機本体１７及び巻線ノズル１８を簡便な構成にすることができる。

なお、ステータコア１２の回路は、図２に示すように第１回路４０と第２回路４２とから構成されるものとして説明したが、１つの回路であってもよいことはもちろんである。この場合、図２４に示すように、コイルｕ５とコイルｕ６との間、コイルｖ５とコイルｖ６の間及びコイルｗ５とコイルｗ６との間を連続的に巻回し、導線案内治具３４における前記第２中継ピン８２ｂ及び導線案内部材８６ｇ〜８６ｌを省略することができる。

本発明に係る回転電機用ステータの製造装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る回転電機用ステータの製造装置の概略斜視図である。ステータコアの結線図である。全てのコイルが形成された状態のステータコア及び導線案内治具の平面図である。載置台、ステータコア、導線案内治具及び切断治具の分解斜視図である。コイルが形成される前段階のステータコアの斜視図である。載置台、ステータコア、導線案内治具及び切断治具の断面図である。導線案内治具及びインシュレータの斜視図である。ステータコアに導線を巻回する最初の手順を示す平面図である。ステータコアに導線を巻回する２番目の手順を示す平面図である。導線を導線案内部材の側面からターミナルＴに挿入する様子を示す一部拡大斜視図である。ステータコアに導線を巻回する３番目の手順を示す平面図である。ステータコアに導線を巻回する４番目の手順を示す平面図である。ステータコアに導線を巻回する５番目の手順を示す平面図である。導線を導線案内部材の端部の側面に沿わせる様子を示す略式側面図である。ステータコアに導線を巻回する６番目の手順を示す平面図である。ステータコアに導線を巻回する７番目の手順を示す平面図である。ステータコアに導線を巻回する８番目の手順を示す平面図である。導線案内治具に切断治具を装着した状態を示す一部拡大斜視図である。導線案内治具に切断治具を装着した状態を示す一部拡大断面図である。図２０Ａは、導線案内治具に切断治具を装着した際の、導線案内部材の軸方向端面とターミナルとの位置関係を示す側面図であり、図２０Ｂは、導線案内治具に切断治具を装着した際の、外刃の先端刃、導線及び円環内刃との位置関係を示す側面図である。図２１Ａは、プレスにより切断治具を押圧している最中の、導線案内部材の軸方向端面とターミナルとの位置関係を示す側面図であり、図２１Ｂは、プレスにより切断治具を押圧している最中の、外刃の先端刃、導線及び円環内刃との位置関係を示す側面図である。押圧手段により切断治具を軸方向に押圧した状態を示す一部拡大断面図である。図２３Ａは、切断治具によって導線を切断した際の、導線案内部材の軸方向端面とターミナルとの位置関係を示す側面図であり、図２３Ｂは、切断治具によって導線を切断した際の、外刃の先端刃、導線及び円環内刃との位置関係を示す側面図である。ステータコアの変形例及び導線案内治具の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１０…製造装置１２…ステータコア
１４…モータ１８…巻線ノズル
２０…コイル３２…載置台
３４…導線案内治具３６…切断治具
３８…プレス４４…ティース
４６…ヨーク４８…インシュレータ
５９…Ｖ字形状部６４…支持ポール
６６…円環内刃７４…ばね
７６…中間昇降部８２ａ、８２ｂ…中継ピン
８６ａ〜８６ｌ…導線案内部材８７…内径側端部
８９…側面９０ａ〜９０ｌ…端部
９２…軸方向端面１０４…外刃
１０６…先端刃Ｌ…導線
Ｔ…ターミナル

Claims

軸方向端面に設けられた複数のターミナルに対して、該ターミナルより外径側のティースに形成されるコイルの導線の端部が前記ターミナルに接合されるステータコアを備える回転電機用ステータの製造装置において、
前記ステータコアの軸心部に装着される導線案内治具を有し、
前記導線案内治具は、外径方向に突出し、軸方向端面が前記ターミナルに近接し又は当接して配置される案内部と、
前記導線を保持する保持部と、
を備え、
前記保持部に保持された前記導線は、前記案内部の側面に沿うように張られた後、所定の方向に引かれることにより、前記側面から外れて前記ターミナルに挿入されることを特徴とする回転電機用ステータの製造装置。
請求項１記載の回転電機用ステータの製造装置において、
前記導線は、異なる相の２つの前記コイルの間で、２つの前記案内部と前記保持部とを介して張られ、
前記保持部は、２つの前記案内部の略中間で前記導線の向きを変える中継部として作用することを特徴とする回転電機用ステータの製造装置。
請求項１記載の回転電機用ステータの製造装置において、
前記ステータコアを間欠回転させる回転手段と、
前記ステータコアの外径方向に設けられ、前記導線を前記ティースに巻回して前記コイルを形成するための回転自在な巻線手段と、
を有し、
前記巻線手段は、前記回転手段と連動して前記導線を前記案内部の前記側面に沿わせることを特徴とする回転電機用ステータの製造装置。
請求項１記載の回転電機用ステータの製造装置において、
前記案内部は、前記回転電機用ステータの相数に応じた数だけ設けられ、前記案内部は各相に対応して軸方向の高さが異なるように設定されていることを特徴とする回転電機用ステータの製造装置。
請求項１記載の回転電機用ステータの製造装置において、
前記案内部は、所定の押圧手段から力を受けることにより軸方向に移動可能に設けられ、前記案内部が軸方向に移動する際、前記軸方向端面は複数の前記ターミナルを押圧して該ターミナルと前記導線とを一度に圧着することを特徴とする回転電機用ステータの製造装置。
請求項５記載の回転電機用ステータの製造装置において、
さらに、前記押圧手段によって軸方向に押圧されることにより複数の前記ターミナルに挿入された前記導線を各ターミナルの近傍で一度に切断する切断治具を有し、
前記切断治具は、前記軸方向端面によって前記ターミナルと前記導線とが固定された後に、前記導線を切断することを特徴とする回転電機用ステータの製造装置。