JP4696526B2 - コイル挿入装置およびコイル挿入方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータなどにおけるステータコアのスロットにコイルを挿入するためのコイル挿入装置およびコイル挿入方法に関する。

従来ステータコアの内周部に形成されたスロットにコイルを挿入する作業は、例えば下記特許文献１，２に記載されてるような装置を用いて行われる。すなわち、モータにおける円筒状に形成されたステータコアの内周面には、軸方向に沿って延びる内歯が円周方向等間隔に設けられ、この内歯の相互間にはコイルを挿入するスロットが形成されている。

コイル挿入装置は、内歯に対応する位置にてコイルを保持する複数のブレードが環状に配置されるとともに、ステータコア内に挿入してコイルを押圧するストリッパが移動可能に設けられている。ストリッパは、外周部に、ブレード相互間を移動しつつコイルを押圧してスロット内に押し込む押圧突起を円周方向等間隔に複数備えている。

上記の構成において、コイルを所定のブレード相互間に挿入してブレードに保持させた後、ステータコアを、ブレードが内歯に対向する位置となるようコイル挿入装置にセットする。この状態で、ストリッパを、ステータコア内に向けて移動させると、コイルは、ストリッパの押圧突起に押圧されてブレード相互間にガイドされつつ移動してスロット内に入り込む。
特開昭６０−７４９４９号公報 特開２０００−８３３５６号公報

ところで、コイル挿入作業時にコイルを保持するブレードは、その基端部をブレードホルダに取り付け、それより先端側は、ストリッパなどにより支えられている。このようなブレードは、コイル挿入中に外側部分がステータコアの内歯にも接触するが、ステータコアとの間の隙間は大きく、またコイル挿入抵抗を受けてステータコアの変形も発生するので、充分な支えになっていない。

このため、上記したブレードは、コイル挿入中に、その先端側がコイル挿入抵抗を受けてステータコアの内歯に接触する方向に変形し、この結果互いに隣接するブレード相互間の隙間寸法が変化して、この隙間に位置するコイルが傷付いたり、コイルの移動が阻止されて挿入作業ができなくなるという不具合が発生する。

そこで、本発明は、コイル挿入中のブレードの変形を防止することを目的としている。

本発明は、円筒状のステータコアの内歯に対向して円周方向に沿って複数配置されるブレードと、前記ステータコア内に侵入可能で、前記ブレードに保持させたコイルを、外周部に設けた押圧突起で押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入するストリッパとを有するコイル挿入装置において、前記ブレードと前記ストリッパとの間に、前記ブレードの前記ステータコア外周側への変形を抑える変形抑止部を設け、この変形抑止部を、前記ブレードに設けられてステータコア中心側に向けて突出する凸部と、前記ストリッパに設けた凹部とが、前記ステータコアの軸線方向に沿って相対移動可能に嵌合する嵌合部で構成し、この嵌合部は、前記凸部が、ステータコア中心側に向けて突出する首部と、首部の先端から両側に突出する突出部とをそれぞれ有する一方、前記凹部が、前記首部および突出部にそれぞれ対応して嵌合する首部挿入穴および突出部挿入穴を有するＴ字形状としたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、コイルを保持するブレードと、コイルを押圧してステータコアのスロットに挿入するストリッパとの間に、ブレードのステータコア外周側への変形を抑える変形抑止部を設けたので、コイル挿入中に、ブレードの先端側がコイル挿入抵抗を受けてステータコアの内歯に接触する方向に力を受けても、変形抑止部がブレードの変形を抑え、これにより、互いに隣接するブレード相互間の隙間寸法を所望に確保でき、この隙間に位置するコイルの傷付きや、コイルの移動阻止を回避して、コイル挿入作業を効率よく行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示すコイル挿入装置の断面図で、円筒状のステータコア１のスロット３にコイル５を挿入している状態を示す。ステータコア１は、図２にその一部を平面断面図として示すように、スロット３を円周方向に沿って等間隔に複数備えるとともに、このスロット３相互間に内歯７を備えている。コイル挿入装置は、コイル挿入時に内歯７に対向するブレード９（９Ａ，９Ｂ）を円周方向に沿って複数備えている。

ここでは、ブレード９Ａを、４つの内歯７に対向して配置されるよう円周方向に沿って長く形成し、ブレード９Ｂを、１つの内歯７に対向して配置されるようブレード９Ａより小さく形成する。これら各ブレード９Ａ，９Ｂを円周方向に沿って交互に配置する。

そして、ここでのコイル５は、その挿入前に、ブレード９Ａの両側、つまりブレード９Ａとブレード９Ｂとの間の隙間に入り込ませてセットする。したがって、本コイル挿入装置は、１度のコイル挿入作業で、コイル５をすべてのスロット３に挿入するわけではなく、一つのブレード９Ａの円周方向両端部に対応する二つのスロット３にのみコイル５を挿入する。このとき、コイル５は、図１に示すように、図１中で上端部側の一方の端部５ａがブレード９の内側に位置し、同下端部側の他方の端部５ｂがブレード９の外側に位置することになる。

前記したスロット３には、コイル挿入前にあらかじめ絶縁紙１１を周囲三方の内壁に密着するようセットし、コイル挿入時には、挿入したコイル５のスロット開口側を塞ぐウェッジ１３の挿入作業も、本コイル挿入装置によって連続して行う。なお、図２は、ウェッジ１３を挿入した後の状態を示しており、このときコイル５もスロット３にすでに挿入されているが、ここではコイル５を省略している。

前記したブレード９は、図１に示すように、その基端部（図１中で下端部）を本コイル挿入装置のハウジング１７内に設けてあるブレードホルダ１５に固定する。ブレードホルダ１５の中心部には、ロッド１９を、図示しない油圧シリンダなどの駆動手段によって図１中で上下動可能に設けている。

上記したロッド１９の先端部（図１中で上端部）には、全体としてほぼ円盤状のストリッパ２１をボルト２３によって固定し、ストリッパ２１はロッド１９と一体となって図１中で上下方向に移動する。このストリッパ２１は、ブレード９の内側に位置し、互いに隣接するブレード９相互間の隙間に入り込む押圧突起２４を、外周部に複数備えている。この押圧突起２４が、上記隙間にセットしたコイル５を、ストリッパ２１の図１中での上昇移動により押圧してスロット３に挿入する。

ストリッパ２１の上記した押圧突起２４相互間の外周部とブレード９（９Ａ，９Ｂ）との間には、変形抑止部としてのＴ字形状の嵌合部２５を設けている。嵌合部２５は、ブレード９（９Ａ，９Ｂ）のステータコア周方向中央部に設けた凸部２７と、凸部２７に対しステータコア１の軸線方向（図２中で紙面に直交する方向）に沿って移動可能に嵌合する凹部２９とから構成している。

凸部２７は、図３（ａ）にブレード９（９Ａ）を単体で示すように、ステータコア中心側に向けて突出する首部２７ａと、首部２７ａの先端から両側に突出する突出部２７ｂとをそれぞれ有している。一方凹部２９は、図３（ｂ）にストリッパ２１の一部を単体で示すように、上記した首部２７ａおよび突出部２７ｂにそれぞれ対応して嵌合する首部挿入穴２９ａおよび突出部挿入穴２９ｂを有している。

また、各ブレード９は、図２に示すように、その幅方向両端に、互いに隣接する内歯７相互間の隙間に入り込む両端突起３１を備えるとともに、ブレード９Ａについては、ブレード９Ａに対向する部分の内歯７相互間の隙間に入り込む中央突起３３を備えている。中央突起３３は、コイル挿入時にブレード９Ａのステータコア周方向への移動を規制するもので、両側面がその両側の内歯７にほぼ接触する状態であるが、両端突起３１は、内歯７相互間の隙間の中央に入り込むストリッパ２４の先端と内歯７とに間に位置している。

図１に示すように、ステータコア１の外部における各ブレード９の外側には、ウェッジガイド３５を配置する。ウェッジガイド３５は、互いに隣接するウェッジガイド３５相互間の決められた位置に、挿入前の前記したウェッジ１３を挟持する。

また、上記したウェッジガイド３５相互間には、ウェッジプッシャ３７を配置する。ウェッジプッシャ３７は、ウェッジ１３を、コイル５を挿入したスロット５の開口側に向けて押圧して挿入するもので、図示しない駆動手段によって図１中で上下方向に移動する。

次に作用を説明する。ストリッパ２１を、図１の状態に対してブレード９の基端側の後退位置へ移動させた状態で、あらかじめ巻かれたコイル５を、ブレード９Ａに引っ掛けるようにしてその両側のブレード９Ｂとの間に保持させる。その後、スロット３内にあらかじめ絶縁紙１１を装着したステータコア１を、複数のブレード９の環の外側に嵌め込みつつ、内歯７をブレード９の外面に沿わせてウェッジガイド３５の図１中で上端部に当接する位置まで移動させ、この位置にて図示しないステータコア位置決め装置によりステータコア１を固定する。

続いて、駆動手段によりロッド１９を前進方向に作動させ、ストリッパ２１をブレード９の環内にてステータコア１内に進出させ、ブレード９に保持させているコイル５を、押圧突起２４で押圧しつつステータコア１のスロット３内の絶縁紙１１内に挿入する。これと同時に、駆動手段によってウェッジプッシャ３７を進出させ、ウェッジガイド３５相互間に挟持されているウェッジ１３を、絶縁紙１１の内部においてスロット３の開口側に押し込む。

上記したコイル５およびウェッジ１３の挿入作業過程では、ストリッパ２１の凹部２９とブレード９の凸部２７とが、互いに嵌合した状態を維持している。このため、ブレード９は、コイル挿入中に、その先端側がコイル挿入抵抗を受け、ステータコア１の内歯７に接触する方向に力を受けても、上記した凹部２９と凸部２７との嵌合によって、ステータコア１側への変形が阻止される。

この結果、互いに隣接するブレード９相互間のコイル５がセットされている隙間寸法の変化を回避し、コイル挿入作業に最適な隙間寸法を維持することができ、この隙間に位置するコイル５の傷付きを防止し、またコイル５の移動もスムーズになされてコイル挿入抵抗も低下し、コイル挿入作業を効率よく行うことができる。

コイル挿入抵抗が低下することから、軸方向（図１中で上下方向）長さのより長いステータコア１に対してコイル挿入作業を行うことができるとともに、スロット３内におけるコイル５の占積率（密度）の高いステータの製造が可能となる。

また、ブレード９の変形を回避することによってステータコア１の変形も回避できるので、スロット３内の容積変化を抑えて上記した占積率を向上させることができる。さらに、ステータコア１の剛性が低い場合であっても、ブレード９の変形を抑えることができるため、安定したコイル挿入作業を行うことができる。

また、ブレード９Ａに、ブレード９Ａに対向する部分の内歯７相互間の隙間に入り込む中央突起３３を設けたので、コイル挿入作業時に、ブレード９Ａの円周方向へのずれを防止でき、安定したコイル挿入作業を行うことができる。

図４は、この発明の参考例に係わるブレード９０（９０Ａ，９０Ｂ）とストリッパ２１０との間に設けた変形抑止部としてのあり溝形状の嵌合部２５０を示す。この嵌合部２５０は、ストリッパ２１０にあり溝となる凹部３９を設け、この凹部３９に嵌合する先広がりの凸部４１をブレード９０（９０Ａ，９０Ｂ）に設けている。

図５は、本発明の参考例に係わるブレード９０（９０Ａ，９０Ｂ）とストリッパ２１００との間に設けた変形抑止部としての嵌合部２５００を示す。この嵌合部２５００は、前記図２に示した実施形態とは逆に、ブレード９０（９０Ａ，９０Ｂ）に凹部４３を、ストリッパ２１００に前記凹部４３に嵌合する凸部４５をそれぞれ設けている。

本発明の一実施形態を示すコイル挿入装置の断面図である。 図１のコイル挿入装置およびステータコアの一部を示す平面断面図である。 （ａ）は図２のコイル挿入装置におけるブレードの断面図、（ｂ）は図２のコイル挿入装置におけるストリッパの一部を示す断面図である。 本発明の参考例に係わるコイル挿入装置およびステータコアの一部を示す平面断面図である。 本発明の他の参考例に係わるコイル挿入装置およびステータコアの一部を示す平面断面図である。

符号の説明

１ ステータコア
３ ステータコアのスロット
５ コイル
７ ステータコアの内歯
９（９Ａ，９Ｂ） ブレード
２１ ストリッパ
２４ ストリッパの押圧突起
２５，２５０，２５００ 嵌合部（変形抑止部）
２７，４１，４５ 凸部
２９，３９，４３ 凹部
３３ ブレードの中央突起（ブレードの移動を規制する突起）

Claims (3)

1. 円筒状のステータコアの内歯に対向して円周方向に沿って複数配置されるブレードと、前記ステータコア内に侵入可能で、前記ブレードに保持させたコイルを、外周部に設けた押圧突起で押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入するストリッパとを有するコイル挿入装置において、前記ブレードと前記ストリッパとの間に、前記ブレードの前記ステータコア外周側への変形を抑える変形抑止部を設け、この変形抑止部を、前記ブレードに設けられてステータコア中心側に向けて突出する凸部と、前記ストリッパに設けた凹部とが、前記ステータコアの軸線方向に沿って相対移動可能に嵌合する嵌合部で構成し、この嵌合部は、前記凸部が、ステータコア中心側に向けて突出する首部と、首部の先端から両側に突出する突出部とをそれぞれ有する一方、前記凹部が、前記首部および突出部にそれぞれ対応して嵌合する首部挿入穴および突出部挿入穴を有するＴ字形状としたことを特徴とするコイル挿入装置。
2. 前記ブレードを、前記ステータコアの互いに隣接する複数の内歯にそれぞれ対向するよう形成し、このブレードに、前記互いに隣接する内歯相互間の前記スロットの入口部に入り込んで前記ステータコア周方向への前記ブレードの移動を規制する突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコイル挿入装置。
3. 円筒状のステータコアの内歯に対向して円周方向に沿って複数配置されるブレードを備え、前記ステータコア内に侵入可能なストリッパが、前記ブレードに保持させたコイルを、外周部に設けた押圧突起で押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入する際に、前記ブレードと前記ストリッパとの間に設けた変形抑止部により、前記ブレードの前記ステータコア外周側への変形を抑えるコイル挿入方法であって、前記変形抑止部は、前記ブレードに設けられてステータコア中心側に向けて突出する凸部が、前記ストリッパに設けた凹部に、前記ステータコアの軸線方向に沿って相対移動可能に嵌合するＴ字形状の嵌合部であり、この嵌合部は、前記凸部のステータコア中心側に向けて突出する首部が、前記凹部の首部挿入穴に嵌合し、前記首部の先端から両側に突出する突出部が、前記凹部の突出部挿入穴に嵌合することで、前記ブレードの前記ステータコア外周側への変形を抑えることを特徴とするコイル挿入方法。

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