JP4023307B2 - コイル成形型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，モータステータ等に設けられるコイルを成形する成形型に関する。さらに詳細には，仕上げ成形のための仕上げ成形外型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，あらかじめ巻回されたコイルを，コアに複数形成されたスロットに挿入することによるモータステータ等の組立方法がある。この方法では一般に，挿入されるべき複数のコイルを相ごとのグループに分け，各グループ毎にまとめて挿入する。例えば，全部で２４個のコイルを挿入する場合には，互いに重なり合わない８個を１グループとして，３回に分けて挿入するのである。このような挿入方法では，例えば，第２グループを挿入する前には，挿入済みの第１グループのコイルのうちコアの両面から突出したコイルエンド部を，第２グループの挿入の障害とならない位置に退避させておく必要がある。そのために，挿入済みコイルのコイルエンド部を外周方向へ押し出す拡張成形装置が，従来より用いられている（例えば，特許文献１参照。）。このような拡張成形装置は拡張成形型を有し，これをコイルエンド部の導線に当接させて外周方向へ移動させることにより，コイルエンド部を外周方向へ押し出す。この拡張成形型は，成形時にコイルエンド部の被膜を破損しないように，一般的に，蒲鉾形等の滑らかな外面を有するものが使用される。
【０００３】
また，全てのコイルがスロットに挿入された後には，外枠やロータの取付に支障とならないように，全てのコイルエンド部をコンパクトにまとめるための仕上げ成形が行われている。そのため，全てのコイルエンド部をひとまとめにして圧縮するための仕上げ成形装置が，従来より使用されている（例えば，特許文献２参照。）。このような仕上げ成形装置では，それぞれ複数の部分に分割された外型と内型とを使用して，コイルエンド部を外周側からと内周側からと同時に挟み込む。そして，外型は内向きに移動してコイルの外周を縮め，内型は外向きに移動してコイルの内周を押し拡げる。さらに，コアの軸方向に移動可能なエンドフォーマによって，コイルエンド部をコア面方向へ圧縮する。これらの協働により，コイルエンド部はコンパクトに仕上げられるのである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２７８８９号公報（第３−４頁，第２，７図）
【特許文献２】
特開昭５５−８３４３６号公報（第３頁，第５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来のコイル成形型には，以下のような問題点があった。まず，拡張成形型は，拡張時にはコア面との間にわずかに隙間を設けるようにされている。これは，拡張成形型がコアに接すると拡張に余計な力が必要となり効率が低下するからである。さらに，拡張成形型は滑らかな外面を有しているので，図１２に模式的に示すように，拡張時にコイル２の導線の一部２ａが拡張成形型１１０とコア１との隙間に入り込むおそれがある。この隙間に入り込んだ導線２ａは，正常に拡張されない。そして，次のグループのコイル挿入の妨げとなるおそれがある。あるいは，次のグループのコイルの導線と互いに干渉して，皮膜が破損する等により不良発生の原因となるおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
また，前記した従来の仕上げ成形装置では，以下のような問題点があった。一般にコイルエンド部の導線形状は，コアのスロットから略軸方向に立ち上がる立ち上がり部と，その間のコアの端面に略平行な中間部とからなっている。一方，分割された外型は，外周側からコイルエンド部を圧縮する。そのため，図１３に模式的に示すように，外型１２０の分割部がコイルエンド部の立ち上がり部に近い位置に配置された場合に，圧縮によってこの分割部の間にコイル２の導線の一部が挟み込まれるおそれがある。このように挟み込まれた導線は，正常に成形されない。そして，皮膜が破損する等により不良発生の原因となるおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来のコイル成形型が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，成形型に対して正常に配置されない導線の発生を防止し，そのような導線による不良の発生を防止したコイル成形型を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明のコイル成形型は，コアに取り付けられたコイルのコアからはみ出たコイルエンド部をコアの径方向外側から内面で圧縮して成形するコイル成形型において，周方向に複数のブロックに分割されているとともに全体で円筒状をなし，各ブロック間の分割箇所が円筒の軸方向に対し傾斜して設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のコイル成形型によれば，周方向に複数のブロックに分割されているので，その分割箇所を開いた状態でその内面をコイルの外周に当てて内向きに移動させることにより，コイルの外周を内側へ圧縮することができる。さらに分割箇所が円筒の軸方向に対し傾斜しているので，コイルの導線の立ち上がり部の角度とは異なっている。従って，分割箇所にコイルの導線の一部が挟まれることが防止される。これにより，成形型に対して正常に配置されない導線の発生を防止し，そのような導線による不良の発生を防止したコイル成形型が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
「第１の実施の形態」
以下，本発明を具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は，モータステータ等のコアに挿入されたコイルを中間成形のために拡張成形する際に使用されるコイル拡張成形型である。
【００１３】
本実施の形態のコイル拡張成形型１０は，図１に示すように，略蒲鉾状の拡張部１０ａとその背面に突出した接続部１０ｂとを有している。拡張部１０ａの正面側下端は丸みを帯びた形状に突出しており，滑らかな凸部１０ｃが形成されている。また，接続部１０ｂには，ネジ孔１０ｄが形成されている。
【００１４】
このコイル拡張成形型１０は，図２に示すように，アーム１１とフレーム１２によって円周状に配置されて使用される。ここでは，８個のコイルを同時に拡張するための構成としているので，８個のコイル拡張成形型１０が等配に取り付けられている。アーム１１は略長方形状であり，その内側の端部には，図３に示すように，斜面部１１ａが形成されている。フレーム１２は略円環形状である。図２と図３とに示すように，各コイル拡張成形型１０は，ネジ１３によってアーム１１の外側の端部に固定されている。アーム１１は，コイル拡張成形型１０を外周側としてフレーム１２の径方向に配置されている。アーム１１の斜面部１１ａは，図３中，上向きの傾斜面である。またアーム１１は，フレーム１２に対してその径方向に移動可能に取り付けられている。
【００１５】
このコイル拡張成形型１０が取り付けられて使用されるコイル拡張成形装置３は，その概略構成を図３に示すように，テーパ部材１５を有している。テーパ部材１５は，コイル拡張時には中心軸１６の軸方向に，図３中下向きに移動されるものである。図３中で，中心の一点鎖線より左側は拡張前の状態を示し，右側は拡張後の状態を示している。なお，この図では，コイル２のうちコア１の上側に突出した部分のみを示しているが，下側に突出した部分も同様のコイル拡張成形型１０によって拡張される。
【００１６】
このコイル拡張成形装置３の動作を簡単に説明する。まず，コイル２が挿入されたコア１が，コイル拡張成形装置３の中心軸１６に中心を合わせて固定される。このとき，コア１の上下には，コイル２のコイルエンド部が突出した状態となっている。次に，テーパ部材１５が上昇している状態で，アーム１１によってコイル拡張成形型１０が取り付けられたフレーム１２が，コイル２の内周側に配置される。このとき，アーム１１はフレーム１２の中心側へ寄せられている。各コイル拡張成形型１０は，コイル２の立ち上がり部でなく，中間部の内側に位置させる。この状態が，図３中左半分に示した状態である。
【００１７】
次に，テーパ部材１５をアーム１１の斜面部１１ａに当接させ，中心軸１６に沿って下降させる。アーム１１は，フレーム１２に対して径方向に移動可能なので，テーパ部材１５の下降によってフレーム１２の外周方向へ押し出される。コイル拡張成形型１０は，アーム１１とともにフレーム１２の外周方向へ移動される。これにより，コイル拡張成形型１０の拡張部１０ａと凸部１０ｃは，コイル２のコイルエンド部の中間部に当接して外周方向へ押し出す。すなわち，コイル２のコイルエンド部の中間部は，コイル拡張成形装置３によって拡張される。この状態が，図３中右半分に示した状態である。
【００１８】
このコイル拡張成形装置３によって拡張されることにより，コイル２のコイルエンド部の中間部は，図４に示すように，コア１の各スロットより外周側の位置まで押し出される。ここでは，コア１に設けられているスロット（全４８箇所）のうち，１６箇所を使って計８個のコイル２が挿入されている状態を示している。この後，このコア１には，さらに８個ずつ２回に分けてコイル２が挿入される。ここでは，次に挿入される８個のコイル２は，既に挿入されているコイル２の中間部にある４つの空きスロットのうち，反時計側の２箇所を使用するものとした。そのため図４では，そのスロットをカバーするように，コイル拡張成形型１０をコイル２の中間部に対してやや反時計寄りに配置して示している。
【００１９】
この結果，コア１に挿入されたコイル２のコイルエンド部は，図３と図４とに示すように，コア１の外周側へ押し出される。この押し出しの際，図５に示すように，コイル拡張成形型１０の拡張部１０ａに設けられた凸部１０ｃにより，コア１の近くのコイル２がすくい上げられる。従って，コア１とコイル拡張成形型１０との隙間に導線が入り込むことが防止されるので，成形型に対して正常に配置されない導線の発生が防止されている。
【００２０】
以上詳細に説明したように，本実施の形態のコイル拡張成形型１０は，拡張部１０ａに凸部１０ｃが設けられているので，拡張時にコア１の近傍にあるコイル２をすくい上げることができる。それにより，コア１とコイル拡張成形型１０との間の隙間にコイル２の導線が入り込むことを防止している。従って，成形型に対して正常に配置されない導線の発生を防止し，そのような導線による不良の発生を防止することができる。
【００２１】
ここで，上記の実施の形態では，コイル拡張成形型１０の凸部１０ｃは，拡張部１０ａの下端部全体に設けられているとしたが，拡張部１０ａの下側両端にのみ設けられてもよい。
また，ここでは，アウタステータタイプのコアに挿入されたコイルを拡張成形しているので，コイル拡張成形型１０をコアの外周方向へ移動させているが，このコイル拡張成形型１０をインナステータタイプに適用することもできる。その場合には，コアの外周側に内向きにコイル拡張成形型１０を取り付け，コアの内周方向へ移動させればよい。
【００２２】
「第２の実施の形態」
次に，本発明を具体化した第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は，モータステータ等のコアに挿入されたコイルを仕上げ成形する際に使用されるコイル仕上げ成形外型である。
【００２３】
本実施の形態のコイル仕上げ成形外型２０は，図６に示すように，同形の４個の外型部材２１によって，略円筒形状に構成されている。各外型部材２１は，コイルエンド部を外側から圧縮するための圧縮部２１ａと，後述するコイル仕上げ成形装置４に取り付けるための接続部２１ｂとを有している。圧縮部２１ａは，各隣接する外型部材２１と接離可能な分割部２１ｃを有し，各隣接する分割部２１ｃを全て当接させると全体で円筒形状となる。各分割部２１ｃは，図７に示すように，コイル仕上げ成形外型２０の軸方向に対し斜めに形成されている。この分割部２１ｃの角度は，軸方向に対し３０°〜６０°程度の範囲内が適切である。また接続部２１ｂには，それぞれ２箇所のネジ孔２１ｄが設けられている。このコイル仕上げ成形外型２０は，各外型部材２１の分割部２１ｃを互いに離した状態でコイルエンド部の外側に当て，分割部２１ｃを閉じながら内向きに縮めることにより，コイルエンド部を圧縮するものである。
【００２４】
このコイル仕上げ成形外型２０が取り付けられて使用されるコイル仕上げ成形装置４は，その概略構成を図８に示すように，コイル仕上げ成形外型２０に加えて内型２２とエンドフォーマ２３とを有している。内型２２は，コイル仕上げ成形外型２０と同様に，４分割された略円筒状の部材である。この内型２２については，斜めに分割されている必要はなく，中心軸に平行な分割面を有していればよい。内型２２は，分割部分を閉じた状態でコイル２のコイルエンド部の内周側にセットされて，分割部分を開きつつコイルエンド部を外向きに押し出すものである。
【００２５】
エンドフォーマ２３は，中心軸に沿って図中上下方向に移動可能にされた略円筒状の部材である。図中下方へ移動して，コイルエンド部をコア１の上面へ圧縮するためのものである。そのため，エンドフォーマ２３は，仕上げ成形後のコイル２とほぼ同径に形成されている。さらに，コイル２のコイルエンド部に当接する面である図中下端面には，円環溝が形成されている。図８中で，中心の一点鎖線より左側は仕上げ前の状態を示し，右側は仕上げ後の状態を示している。なお，この図では，コイル２のうちコア１の上側に突出した部分のみを示しているが，下側に突出した部分も同様に仕上げ成形される。
【００２６】
このコイル仕上げ成形装置４の動作を簡単に説明する。まず，コイル２が挿入されたコア１が，コイル仕上げ成形装置４に中心を合わせて固定される。この仕上げ成形は，全てのコイル２が挿入され，コイル拡張成形装置３による拡張が終了しているコア１について実施される。コイル２の内周側には，その分割部分が閉じられた内型２２が配置される。コイル２の外周側には，その分割部２１ｃを大きく開いたコイル仕上げ成形外型２０の外型部材２１が配置される。さらに，コイル２の上方にはエンドフォーマ２３が配置される。この状態が，図８中左半分に示した状態である。このときの内型２２とコイル２と外型部材２１との配置は，図９に示すようになっている。
【００２７】
次に，このコイル仕上げ成形装置４を動作させると，コイル仕上げ成形外型２０の外型部材２１は，その分割部２１ｃを閉じながら内向きに移動される。内型２２は，その分割部分を拡げながら外向きに移動される。そして，エンドフォーマ２３は図８中上方から，コイルエンド部の上に下降される。これらの協働により，コイルエンド部は，３方向から圧縮されて小さくまとめられる。この状態が，図８中右半分に示した状態である。このときの内型２２とコイル２と外型部材２１との配置は，図１０に示すようになっている。
【００２８】
このようにして，コア１に挿入されたコイル２のコイルエンド部は，図８と図１０とに示すように，圧縮されて仕上げ成形される。このとき，外型部材２１の分割部２１ｃが斜めに形成されているので，図１１に示すように，コイル２のコイルエンド部の立ち上がり部の角度と分割部２１ｃの角度とが異なる。従って，外型部材２１同士の隙間にコイル２の導線の一部が入り込むことが防止されるので，成形型に対して正常に配置されない導線の発生が防止されている。
【００２９】
以上詳細に説明したように，本実施の形態のコイル仕上げ成形外型２０は，外型部材２１の分割部２１ｃが斜めに形成されているので，その角度がコイルエンド部の立ち上がり部の角度とは異なる。これにより，外型部材２１同士の隙間にコイル２の導線が入り込むことを防止している。従って，成形型に対して正常に配置されない導線の発生を防止し，そのような導線による不良の発生を防止することができる。
【００３０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記第２の実施の形態では，コイル仕上げ成形外型２０は４個の外型部材２１に分割されているが，この分割数はこれに限るものではない。また，分割部２１ｃの傾斜角や傾斜方向は，分割部２１ｃごとに異なっていてもよい。
また例えば，上記の各実施の形態におけるコイル拡張成形型１０およびコイル仕上げ成形外型２０の，接続部１０ｂ，２１ｂの形状は，図示したものに限るものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，成形型に対して正常に配置されない導線の発生を防止し，そのような導線による不良の発生を防止したコイル成形型が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るコイル拡張成形型を示す平面図，正面図，側面図である。
【図２】コイル拡張成形型がフレームに取り付けられた状態を示す平面図である。
【図３】コイル拡張成形型が取り付けられたコイル拡張成形装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】コイル拡張成形型によるコイル拡張時の状態を示す平面図である。
【図５】コイル拡張成形型によるコイル拡張時の状態を示す説明図である。
【図６】第２の実施の形態に係るコイル仕上げ成形外型を示す斜視図である。
【図７】コイル仕上げ成形外型の分割部分を示す正面図である。
【図８】コイル仕上げ成形装置の概略構成を示す説明図である。
【図９】コイル仕上げ成形の方法を示す説明図である。
【図１０】コイル仕上げ成形の方法を示す説明図である。
【図１１】コイル仕上げ成形外型による仕上げ成形時の状態を示す説明図である。
【図１２】従来のコイル拡張成形型による拡張成形時の状態を示す説明図である。
【図１３】従来のコイル仕上げ成形外型による仕上げ成形時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ コア
２ コイル
１０ コイル拡張成形型
１０ａ 拡張部
１０ｃ 凸部
２０ コイル仕上げ成形外型
２１ 外型部材
２１ａ 圧縮部
２１ｃ 分割部

Claims (1)

1. コアに取り付けられたコイルのコアからはみ出たコイルエンド部をコアの径方向外側から内面で圧縮して成形するコイル成形型において，
   周方向に複数のブロックに分割されているとともに全体で円筒状をなし，
   各ブロック間の分割箇所が円筒の軸方向に対し傾斜して設けられていることを特徴とするコイル成形型。

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