JP4631532B2 - ウェッジ紙の挿入方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータコアに対して、コイルとともにウェッジ紙を挿入するウェッジ紙の挿入方法に関する。さらに詳細には、ウェッジ紙のステータコアへの挿入不良を防止することができるウェッジ紙の挿入方法に関するものである。

インサータ方式のステータを製造する際には、まず、アッパーツールのガイド溝にウェッジ紙が装填される。ここで、ガイド溝１３に対するウェッジ紙５２の装填は、図１３（ａ）に示すように、アッパーツール１０の外周側面から、アッパーツール１０を回転させながら行われる。これにより、図１３では、８個のガイド溝１３に順次、ウェッジ紙５２が装填される。

次に、アッパーツール１０へのコイル巻回が行われる。具体的には、巻枠に巻回されたコイルがアッパーツール１０に巻き落とされる。そして、ステータコアのスロットに対して、コイルととともにウェッジ紙５２が挿入されるようになっている（特許文献１参照）。

特公平５−２６４２３号公報

しかしながら、従来のウェッジ紙の挿入技術では、ガイド溝１３にウェッジ紙５２を装填すると、図１３（ｂ）に示すように、ウェッジガイド１２が撓んでしまい、その後のガイド溝１３へのウェッジ紙５２の装填をうまく行うことができないという問題があった。なぜなら、ウェッジガイド１２は、その構造上、ガイド下端のみで支持する必要がある長尺物なので強度的に弱いものである。そして、ウェッジ紙５２は、通常、平板ロール状材料をコ字形状に折り曲げて形成されているため、ウェッジ紙５２がガイド溝１３に装填されるとその復元力をウェッジガイド１２が受ける。このために、ガイド溝１３にウェッジ紙５２が装填されるとウェッジガイド１２が撓んでしまうのである。

そして、ウェッジガイド１２が撓んでしまうと、ガイド溝１３へのウェッジ紙５２の装填を正常に行うことができない。その結果として、ウェッジ紙５２を押し上げてステータコアのスロットに挿入する際に、ウェッジ紙５２の挿入不良が発生してしまう。また、ガイド溝１３にウェッジ紙５２を装填するたびにウェッジガイド１２が撓むと、ウェッジガイド１２の耐久性が低下してしまうという問題もあった。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ステータコアのスロットへのウェッジ紙の挿入不良を防止することができるとともに、ウェッジガイドの耐久性の低下を防止することができるウェッジ紙の挿入方法を提供することを課題とする。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係るウェッジ紙の挿入方法は、ステータコアのスロットにコイルとともにウェッジ紙を挿入するウェッジ紙の挿入方法であって、多数のブレードとウェッジガイドとが円環状に交互に立設され、前記ブレードとウェッジガイドとの間に形成されたガイド溝を備える挿入治具の先端部に、前記ウェッジガイドの撓みを防止するための撓み防止部材を配置して保持し、その状態でウェッジ紙を前記挿入治具の外周側面から前記ガイド溝に装填し、前記ガイド溝へのウェッジ紙の装填が終了した後に前記撓み防止部材を前記挿入治具から取り外し、前記挿入治具に巻き落とされたコイルと前記ウェッジ紙とを押し上げ治具によって押し上げて前記ステータコアのスロットに挿入することを特徴とする。

このウェッジ紙の挿入方法では、まず、挿入治具の先端部に、ウェッジガイドの撓みを防止するための撓み防止部材を配置して保持する。そして、この状態でウェッジ紙を挿入治具の外周側面からガイド溝に装填する。ここで、ウェッジ紙は、平板ロール状材料をコ字形状に折り曲げて形成されている。このため、ウェッジ紙がガイド溝に装填されると、その復元力によってウェッジガイドが撓んでしまうおそれがある。

ところが、ウェッジガイドの先端部が撓み防止部材により支持されているので、ウェッジ紙をガイド溝に装填したときに、ウェッジガイドが撓まない。このため、すべてのウェッジ紙をガイド溝に正常状態で装填することができる。また、ウェッジガイドが撓まないので、ウェッジガイドの耐久性が低下することがない。

そして、挿入治具に巻き落とされたコイルとともにウェッジ紙を押し上げ治具によって押し上げてステータコアのスロットに挿入する。ここで、すべてのウェッジ紙がガイド溝に正常状態で装填されているので、ウェッジ紙がガイド溝から抜けたりすることがない。このため、ウェッジ紙はスロットに正常に挿入される。つまり、ウェッジ紙のスロットへの挿入不良の発生を防止することができる。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る別形態のウェッジ紙の挿入方法は、ステータコアのスロットにコイルとともにウェッジ紙を挿入するウェッジ紙の挿入方法であって、多数のブレードとウェッジガイドとが円環状に交互に立設され、前記ブレードとウェッジガイドとの間に形成されたガイド溝を備える挿入治具の先端部に、前記挿入治具の内部に挿入される円形の本体部と、前記本体部の外周側面に設けられて前記ガイド溝に挿入される突出部とを備えるウェッジ押し下げ治具を配置して保持し、その状態でウェッジ紙を前記挿入治具の外周側面から前記ガイド溝に装填し、前記ウェッジ押し下げ治具によって前記ウェッジ紙を前記挿入治具の根元部に押し下げた後、前記ウェッジ押し下げ治具を前記挿入治具から取り外し、その後、前記挿入治具に巻き落とされたコイルと前記ウェッジ紙とを押し上げ治具によって押し上げて前記ステータコアのスロットに挿入することを特徴とする。

このウェッジ紙の挿入方法では、まず、挿入治具の先端部に、ウェッジ押し下げ治具を配置して保持する。このウェッジ押し下げ治具は、円形の本体部と、その本体部の外周側面に設けられ突出部とを備えている。そして、このウェッジ押し下げ治具を挿入治具の先端部に配置して保持すると、本体部が挿入治具内に位置し、突出部がガイド溝内に位置する。これにより、ウェッジガイドの先端部がウェッジ押し下げ治具により支持されるので、ウェッジ紙がガイド溝に装填されても、ウェッジガイドは撓まない。このため、すべてのウェッジ紙をガイド溝に正常状態で装填することができる。
また、ウェッジガイドの先端部がウェッジ押し下げ治具により支持されることにより、ウェッジガイドが撓まないので、ウェッジガイドの耐久性が低下することがない。

そして、ガイド溝に装填されたウェッジ紙をウェッジ押し下げ治具によって挿入治具の根元部に押し下げた後、ウェッジ押し下げ治具を挿入治具から取り外す。その後、挿入治具に巻き落とされたコイルとともにウェッジ紙を押し上げ治具によって押し上げてステータコアのスロットに挿入する。ここで、すべてのウェッジ紙がガイド溝に正常状態で装填されているので、ウェッジ紙がガイド溝から抜けたりすることがない。このため、ウェッジ紙はスロットに正常に挿入される。つまり、ウェッジ紙のスロットへの挿入不良の発生を防止することができる。また、このウェッジ紙の挿入方法では、ウェッジガイドの撓みを防止するための機能を押し下げ治具に持たせているため、新たな治具を作る必要もない。

本発明に係るウェッジ紙の挿入方法によれば、上記した通り、ステータコアのスロットへのウェッジ紙の挿入不良を防止することができるとともに、ウェッジガイドの耐久性の低下を防止することができるウェッジ紙の挿入方法が提供されている。

以下、本発明の相間絶縁紙の組み付け方法および装置を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、ハイブリッド車、電気自動車などに搭載される車両駆動用三相モータの製造工程に本発明を適用したものである。

まず、コイルおよびウェッジ紙が挿入されるステータコアについて図１を参照しながら簡単に説明する。図１は、ステータコアの概略構成を示す図であって、（ａ）がステータコアの平面図であり、（ｂ）がステータコアの断面図である。ステータコア３０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視において環状をなしており、径方向内側に向かって延びる４８ヶのティース３１、およびこれらのティース３１同士の間に位置する同じく４８ヶのスロット３２を有している。このステータコア３０は、例えば方向性珪素鋼板をプレス打ち抜きして形成した鋼板３９を積み重ね互いに固着して構成されている。

次に、上記のステータコア３０に各相コイルおよびウェッジ紙を挿入するために使用するアッパーツールおよび押し下げ治具について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、アッパーツールの概略構成を示す図であり、（ａ）がアッパーツールの平面図、（ｂ）がアッパーツールの正面図である。図３は、押し下げ治具の概略構成を示す図であり、（ａ）が押し下げ治具の平面図、（ｂ）が押し下げ治具の正面図である。

アッパーツール１０は、ステータコア３０のスロット３２にウェッジ紙およびコイルを挿入するための挿入治具であり、図２（ａ）に示すように、円柱状のベース１５上に長尺のブレード１１およびウェッジガイド１２が複数本設けられたものである。これらのブレード１１およびウェッジガイド１２は、図２（ｂ）に示すように、ベース１５上に円環状に交互に立設されている。そして、ブレード１１とウェッジガイド１２との間にガイド溝１３が形成されている。このガイド溝１３にウェッジ紙が装填されるとともに、コイルが引き掛けられるようになっている。

押し下げ治具２０は、ガイド溝１３に装填されたウェッジ紙を下方へ押し下げるとともに、ウェッジガイド１２の撓みを防止するためのものである。このような押し下げ治具２０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、円環状の本体部２１と、本体部２１の外周側面に設けられた板状の突出部２２とを備えている。本体部２１の外径寸法がアッパーツール１０の内径寸法よりも若干小さくなっており、アッパーツール１０内に挿入することができるようになっている。そして、各突出部２２は、ガイド溝１３に対応する位置に設けられている。また、突出部２２の総数は、ガイド溝１３の総数と同じである。これにより、押し下げ治具２０がアッパーツール１０内に挿入されると、突出部２２がガイド溝１３内に配置されるようになっている。従って、突出部２２の厚みは、ガイド溝１３の幅よりも小さくなっている。これにより、押し下げ治具２０は、アッパーツール１０のウェッジガイド１２を支持することができるようになっている。また、突出部２２によって、ガイド溝１３に装填されたウェッジ紙がアッパーツール１０の下部に押し下げられるようになっている。

続いて、上記のステータコア３０に各相コイルおよびウェッジ紙を挿入する方法について、図４〜図１２を参照ながら説明する。図４は、コイル５１およびウェッジ紙５２の挿入方法の工程内容を示すフローチャートである。図５は、アッパーツール１０の先端部に押し下げ治具２０を配置した状態を示す説明図である。図６は、アッパーツール１０にウェッジ紙５２を装填し始めた状態を示す図であって、（ａ）はその状態を上方から見た図であり、（ｂ）はその状態を側面から見た図である。図７は、アッパーツール１０のガイド溝１３に対するウェッジ紙５２の装填が完了した状態を示す説明図である。図８は、ウェッジ紙５２をアッパーツール１０の根元部に移動させた状態を示す説明図である。図９は、アッパーツール１０に巻回するコイル５１を形成している状態を示す説明図である。図１０は、アッパーツール１０にコイル５１を巻回した状態を示す説明図である。図１１は、ステータコア３０へのコイル５１の挿入過程を示す説明図である。図１２は、ステータコア３０へのウェッジ紙５２の挿入過程を示す説明図である。

まず、アッパーツール１０に対して押し下げ治具２０が投入される（図４のＳ１）。具体的には、図５に示すように、アッパーツール１０の先端部に押し下げ治具２０が配置され、その状態が維持される。これにより、アッパーツール１０内側に押し下げ治具２０の本体部２１が配置され、ガイド溝１３内に押し下げ治具２０の突出部２２が配置されて、押し下げ治具２０によりウェッジガイド１２が支持される。

この状態で、不図示の設備によってウェッジ紙５２がガイド溝１３に順に装填される（図４のＳ２）。ウェッジ紙５２のガイド溝１３への装填は、図６（ｂ）に示すように、アッパーツール１０の側面から不図示の専用設備により行われる。そして、１つのウェッジ紙５２のガイド溝１３への装填が終了すると、図６（ａ）に示すように、アッパーツール１０および押し下げ治具２０を所定角度回転させた後、同様にして次のウェッジ紙５２の装填が行われる。このようにして、すべてのウェッジ紙５２の装填が終了すると、図７に示す状態になる。

ここで、従来の方法では、ウェッジ紙５２をガイド溝１３に装填すると、ウェッジガイド１２が撓んでしまって次のウェッジ紙５２をガイド溝１３にうまく装填することができなかった（図１３（ｂ）参照）。なぜなら、ウェッジ紙５２は、平板ロール状材料をコ字形状に折り曲げて形成されているため、ウェッジ紙５２がガイド溝１３に装填されると、その復元力をウェッジガイド１２が受けて撓んでしまうからである。

しかしながら、本実施の形態に係る方法では、ウェッジ紙５２をガイド溝１３に装填する前に、アッパーツール１０の先端部に押し下げ治具２０を配置している。このため、ウェッジガイド１２は、ツール周方向においては突出部２２によって支持され、ツール径方向においては本体部２１によって支持されている。なお、ツール径方向においてウェッジガイド１２が外周側からは支持されてないが、ウェッジ紙５２が外周側面から装填されるため外周側へ撓むことはない。

このように、ウェッジガイド１２が押し下げ治具２０によってしっかりと支持されているので、ウェッジ紙５２をガイド溝１３に装填したときにウェッジガイド１２が撓まない（図６（ｂ）参照）。これにより、すべてのウェッジ紙５２を各ガイド溝１３へ正常状態で確実に装填することができる。また、ウェッジガイド１２が撓まないので、アッパーツール１０の耐久性が低下することもない。

ウェッジ紙５２のガイド溝１３への装填が終了すると、装填されたウェッジ紙５２がアッパーツール１０の根元部（下部）に押し下げられる（図４のＳ３）。具体的には、図８示すように、押し下げ治具２０を下方へ移動させて突出部２２によりウェッジ紙５２をアッパーツール１０の根元部に移動させる。このウェッジ紙の押し下げは、コイルを巻回するためのスペースを確保するために行っている。そして、ウェッジ紙５２の押し下げが終了すると押し下げ治具２０は、アッパーツール１０から取り外される。このため、その後のコイル５１およびウェッジ紙５２のスロット３２への挿入時に押し下げ治具２０が邪魔になることはない。

なお、押し下げ治具２０がアッパーツール１０から取り外されても、ウェッジガイド１２が撓むことはない。すべてのガイド溝１３に対してウェッジ紙５２が正常に装填されているからである。このように本実施の形態に係る方法では、アッパーツール１０のガイド溝１３にウェッジ紙５２を常に正常状態で装填することができる。

次に、アッパーツール１０にコイル５１が巻回される（図４のＳ４）。具体的には、図９に示すように、図示しないフライヤーによって巻枠５５に巻線５０を巻き付けて略長円形状してコイル５１を成形する。そして、図１０に示すように、巻枠５５からコイル５１をアッパーツール１０のブレード１１間に落とし込むことにより、アッパーツール１０にコイル５１を巻回する。これで、ステータコア３０のスロット３２に挿入するコイル５１とウェッジ紙５２とが、アッパーツール１０に装着されたことになる。

そうすると、コイル５１とウェッジ紙５２とのステータコア３０への挿入が行われる（図４のＳ５）。具体的には、図１１に示すように、まず、アッパーツール１０の上部にステータコア３０が配置される。そして、ストリッパ４０およびウェッジ押し上げ治具４１を上昇させる。ストリッパ４０は、コイル５１を押し上げてステータコア３０のスロットに挿入するためのものである。ウェッジ押し上げ治具４１は、ウェッジ紙５２を押し上げてステータコア３０のスロット３２に挿入するためのものである。これらストリッパ４０とウェッジ押し上げ治具４１とは、連動して上下動するようになっており、本発明の「押し上げ治具」に相当するものである。そして、ストリッパ４０によりコイル５１が押し上げられて、コイル５１のうちブレード１１の先端を乗り越えたものから順にスロット３２に挿入されていく。このとき、ウェッジ紙５２は、まだスロット３２には挿入されずガイド溝１３内に存在している。

その後、さらにストリッパ４０が上昇すると、図１２に示すように、コイル５１のすべてがスロット３２に挿入される。また、ウェッジ押し上げ治具４１も上昇しており、ウェッジ紙５２がスロット３２の入口付近に挿入される。このとき、ウェッジ紙５２はガイド溝１３に正常状態で装填されているので、ウェッジ押し上げ治具４１によって押し上げられているときにガイド溝１３から抜けてしまったり、はみ出したりするようなことがない。このため、ウェッジ紙５２は、スロット３２の入口付近に損傷することなく挿入される。つまり、ウェッジ紙の挿入不良を確実に防止することができる。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るウェッジ紙の挿入方法では、アッパーツール１０の先端部に、ウェッジガイド１２を支持するための本体部２１と、本体部２１の外周側面に設けられ突出部２２とを備える押し下げ治具２０を配置し保持した状態で、アッパーツール１０の外周側面からウェッジ紙５２をガイド溝１３に装填する。これにより、ウェッジ紙５２の装填時にウェッジガイド１２が押し下げ治具２０により支持されているので、ウェッジガイド１２が撓まない。このため、すべてのウェッジ紙５２をガイド溝１３に正常状態で装填することができる。また、ウェッジガイド１２が撓まないので、アッパーツール１０の耐久性が低下することもない。

そして、ガイド溝１３に正常状態で装填されたウェッジ紙５２を押し下げ治具２０によってアッパーツール１０の根元部に押し下げた後、押し下げ治具２０をアッパーツール１０から取り外す。その後、アッパーツール１０に巻回されたコイル５１をストリッパ４０により押し上げ、ウェッジ紙５２をウェッジ押し上げ治具４１により押し上げてステータコア３０のスロット３２に挿入する。このとき、すべてのウェッジ紙５２がガイド溝１３に正常状態で装填されているので、ウェッジ紙５２がガイド溝１３から抜けたりはみ出したりすることがない。このため、ウェッジ紙５２はスロット３２に正常に挿入される。つまり、ウェッジ紙５２のスロット３２への挿入不良の発生を確実に防止することができる。

なお、上記した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く、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では，コイルを３回に分けて挿入するモータ（３相モータ）に本発明を適用しているが，これに限るものではない。すなわち、コイルを同心状に複数回に分けて挿入するモータであれば適用可能である。

また，上記した本実施の形態では，車両駆動用モータ用のコイル挿入に本発明を適用したがこれに限るものではない。例えば、家電製品用モータのコイル挿入に本発明を適用してもよい。

ステータコアの概略構成を示す図であって、（ａ）がステータコアの平面図であり、（ｂ）がステータコアの断面図である。 アッパーツールの概略構成を示す図であり、（ａ）がアッパーツールの平面図、（ｂ）がアッパーツールの正面図である。 押し下げ治具の概略構成を示す図であり、（ａ）が押し下げ治具の平面図、（ｂ）が押し下げ治具の正面図である。 コイルおよびウェッジ紙の挿入方法の工程内容を示すフローチャートである。 アッパーツールの先端部に押し下げ治具を配置した状態を示す説明図である。 アッパーツールにウェッジ紙を装填し始めた状態を示す図であって、（ａ）はその状態を上方から見た図であり、（ｂ）はその状態を側面から見た図である。 アッパーツールのガイド溝に対するウェッジ紙の装填が完了した状態を示す説明図である。 ウェッジ紙をアッパーツールの根元部に移動させた状態を示す説明図である。 アッパーツールに巻回するコイルを形成している状態を示す説明図である。 アッパーツールにコイルを巻回した状態を示す説明図である。 ステータコアへのコイルの挿入過程を示す説明図である。 ステータコアへのウェッジ紙の挿入過程を示す説明図である。 アッパーツールに対するウェッジ紙の装填方法を説明するための説明図であって、（ａ）は装填状態を上方から見た図であり、（ｂ）は装填状態を側面から見た図である。

符号の説明

１０ アッパーツール
１１ ブレード
１２ ウェッジガイド
１３ ガイド溝
１５ ベース
２０ 押し下げ治具
２１ 本体部
２２ 突出部
３０ ステータコア
３１ ティース
３２ スロット
４０ ストリッパ
４１ ウェッジ押し上げ治具
５０ 巻線
５１ コイル
５２ ウェッジ紙
５５ 巻枠

Claims (2)

1. ステータコアのスロットにコイルとともにウェッジ紙を挿入するウェッジ紙の挿入方法であって、
   多数のブレードとウェッジガイドとが円環状に交互に立設され、前記ブレードとウェッジガイドとの間に形成されたガイド溝を備える挿入治具の先端部に、前記ウェッジガイドの撓みを防止するための撓み防止部材を配置して保持し、
   その状態でウェッジ紙を前記挿入治具の外周側面から前記ガイド溝に装填し、
   前記ガイド溝へのウェッジ紙の装填が終了した後に前記撓み防止部材を前記挿入治具から取り外し、
   前記挿入治具に巻き落とされたコイルと前記ウェッジ紙とを押し上げ治具によって押し上げて前記ステータコアのスロットに挿入する
   ことを特徴とするウェッジ紙の挿入方法。
2. ステータコアのスロットにコイルとともにウェッジ紙を挿入するウェッジ紙の挿入方法であって、
   多数のブレードとウェッジガイドとが円環状に交互に立設され、前記ブレードとウェッジガイドとの間に形成されたガイド溝を備える挿入治具の先端部に、前記挿入治具の内部に挿入される円形の本体部と、前記本体部の外周側面に設けられて前記ガイド溝に挿入される突出部とを備えるウェッジ押し下げ治具を配置して保持し、
   その状態でウェッジ紙を前記挿入治具の外周側面から前記ガイド溝に装填し、
   前記ウェッジ押し下げ治具によって前記ウェッジ紙を前記挿入治具の根元部に押し下げた後、前記ウェッジ押し下げ治具を前記挿入治具から取り外し、
   その後、前記挿入治具に巻き落とされたコイルと前記ウェッジ紙とを押し上げ治具によって押し上げて前記ステータコアのスロットに挿入する
   ことを特徴とするウェッジ紙の挿入方法。

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