JP5692809B2 - コイル保持装置 - Google Patents
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Description
主保持部に保持された環状導体のうちのいくつかは、当該主保持部から周方向にはみ出すはみだし部分を有するが、このはみだし部分は仮保持機構によって一時的に保持される。これにより、はみだし部分を有する環状導体の位置ずれや主保持部からの脱落等を抑制することができる。
その後、主保持部に対して軸第一方向側の位置に待機していた副保持部を、移動機構により軸第二方向側に向かって移動させて開放端部側から主保持部に合体させる。これにより、仮保持機構に保持されていた環状導体のはみだし部分は、最終的に副保持部によって適切に保持される。以上のようにして、複数の主保持部及び複数の副保持部の集合体からなるコイル保持器に、渦巻状のコイルのコイルエンド部に対応する態様で複数の環状導体を適切に保持させることができる。
このような観点から、上記の構成のように第一仮保持ホルダ及び第二仮保持ホルダのうちの一方を主保持部と同じ径方向位置に配置すると共に他方を主保持部とは異なる径方向位置に配置することで、環状導体のはみだし部分のより確実な保持と、主保持部の合体の妨害を回避するための機構の簡素化とをそれぞれバランス良く実現することができる。
本実施形態に係るステータ1の構成について、図1及び図2を参照して説明する。このステータ1は、インナーロータ型の回転電機のステータである。ここで、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。図1に示すように、ステータ1は、ステータコア2とコイル3とを備えている。なお、図1では、煩雑さを避けるために、ステータコア2から軸方向Lに突出するコイル3の部分であるコイルエンド部32については、一部のみを示して他の部分の図示を省略している。
本実施形態に係るコイル挿入装置4の構成について、図3を参照して説明する。図3に示すように、コイル挿入装置4は、コイル保持器50と、位置調整器41と、コイル押出器42とを主要な構成として備えている。
本実施形態に係るコイル保持装置5の構成について、図5〜図7を参照して説明する。これらの図に示すように、コイル保持装置5は、コイル挿入装置4と共有されたコイル保持器50と、移動機構60と、仮保持機構70とを主要な構成として備えている。なお、図5はコイル保持装置5をZ方向から見た平面図であり、図6はコイル保持装置5をY方向(−Y方向側)から見た図(正面図)である。図7はコイル保持装置5をX方向(+X方向側)から見た図(側面図)であり、主保持部57における一部(左半分)のブレード51に関しては図示を省略している。
上述したコイル保持装置5を用いて行われる、コイル保持器50に対する環状導体35のセット方法について、図8〜図25を参照して説明する。図8に示すように、本実施形態では、導体配置工程P1、仮保持レシーバ受取工程P2、第一仮保持ホルダ移動工程P3、主保持部合体工程P4、副保持部合体工程P5、及び仮保持機構移動工程P6を経て、コイル保持器50に複数の環状導体35がセットされる。これらの各工程P1〜P6は、記載の順に実行される。以下、各工程について順に説明する。
導体配置工程P1は、主保持部57と副保持部58とが分離している状態で、主保持部57に複数の環状導体35を配置する工程である。ここで、複数の主保持部57は、それぞれコイル保持器50の周方向Cの一部分であり、全周に亘って連続している訳ではない。よって、第一部分35a及び第二部分35bが周方向Cに5ピッチ離れた2個の引掛隙間53に挿入されてブレード51に対して傾斜した状態で保持されると共に、等ピッチ間隔(本例では2ピッチ間隔)で周方向Cに順に配列されるように、複数の環状導体35を主保持部57に保持させることができる。言い換えれば、渦巻状コイル3のコイルエンド部32の周方向Cの一部に対応する態様で、複数の環状導体35を主保持部57にそれぞれ保持させることができる。
仮保持レシーバ受取工程P2は、仮保持ホルダ72(本例では第一仮保持ホルダ73)によって保持された環状導体35を仮保持レシーバ76により受け取る工程である。本実施形態では、仮保持レシーバ受取工程P2は二段階で実行される。第一段階では、図12及び図13に示すように、仮保持レシーバ76はY方向に沿って移動する。本実施形態では、仮保持レシーバ76は、主保持部57に対して径方向R外側(主保持部57の周方向Cの中央部のY方向位置を基準として第一仮保持ホルダ73とは反対側)のY方向位置から、第一仮保持ホルダ73と同じY方向位置まで移動する。仮保持レシーバ76Aは、第一仮保持ホルダ73よりも−Y方向側の位置から+Y方向側に向かって移動する。仮保持レシーバ76Bは、第一仮保持ホルダ73よりも+Y方向側の位置から−Y方向側に向かって移動する。
第一仮保持ホルダ移動工程P3は、仮保持レシーバ76が環状導体35を保持している状態で第一仮保持ホルダ73を移動させる工程である。第一仮保持ホルダ移動工程P3では、図16及び図17に示すように、第一仮保持ホルダ73はZ方向に沿って移動する。本実施形態では、第一仮保持ホルダ73は、主保持部57のブレード51と同じZ方向位置から、主保持部57よりも−Z方向側の位置まで、−Z方向側に向かって移動する。すなわち、第一仮保持ホルダ73は、主保持部57とは異なるZ方向位置まで移動し、互いに合体可能に構成された主保持部57A,57Bに対して当該合体を妨害しないZ方向位置(軸方向L位置)まで退避する。
主保持部合体工程P4は、主保持部57よりも−Z方向側の位置に第一仮保持ホルダ73が退避している状態で複数の主保持部57を合体させる工程である。主保持部合体工程P4では、図18及び図19に示すように、第一移動機構61により、複数の主保持部57は、X方向に互いに離間した状態から近接するように、X方向に沿って相対移動する。すなわち、主保持部57Aが−X方向側に向かって移動すると共に主保持部57Bが+X方向側に向かって移動し、これらが合体する。なお、第一仮保持ホルダ移動工程P3において第一仮保持ホルダ73が既に主保持部57とは異なるZ方向位置に移動している。また、第二仮保持ホルダ74は当初から主保持部57とは異なる径方向R位置に配置されている。そのため、主保持部57A,57Bは第一仮保持ホルダ73及び第二仮保持ホルダ74のいずれによっても妨害されることなく、互いに合体可能である。
副保持部合体工程P5は、主保持部57A,57Bが互いに合体している状態で、これらに対して副保持部58を更に合体させる工程である。副保持部合体工程P5では、図20及び図21に示すように、第二移動機構66により、円筒状連結部59により一体的に連結された複数の副保持部58はZ方向に沿って移動する。本実施形態では、主保持部57のブレード51に対して−Z方向側で待機していた副保持部58は、+Z方向側に向かって、当該副保持部58のブレード51と主保持部57のブレード51とが完全に同じZ方向位置となる位置まで移動する。その際、副保持部58は、主保持部57A,57Bが保持する複数のブレード51のうちの周方向Cの両端部に配置されたものどうしのX方向の隙間に配置される。このようにして、副保持部58は、開放端部側から+Z方向側に向かって移動し、主保持部57A,57Bに合体する。これらが合体した状態で、主保持部57の複数のブレード51及び副保持部58の複数のブレード51の集合体として、ブレード群52が形成される。なお、仮保持レシーバ76は主保持部57に対して+Z方向側から環状導体35を受け取って保持しているので、主保持部57に対する副保持部58の合体が仮保持レシーバ76によって妨害されることはない。
仮保持機構移動工程P6は、主保持部57と副保持部58とが合体して複数の環状導体35を保持している状態で、仮保持機構70(本実施形態では第二仮保持ホルダ74及び仮保持レシーバ76)を移動させる工程である。本実施形態では、仮保持機構移動工程P6は二段階で実行される。第一段階では、図22及び図23に示すように、第二仮保持ホルダ74及び仮保持レシーバ76の双方がZ方向に沿って移動する。本実施形態では、第二仮保持ホルダ74と仮保持レシーバ76とは、Z方向に互いに離間するようにZ方向に沿って相対移動する。本例では、第二仮保持ホルダ74は、ブレード51の基端部(−Z方向側の端部)付近まで、−Z方向側に向かって移動する。このようなZ方向位置に配置される第二仮保持ホルダ74は、その後コイル挿入装置4にステータコア2が装着される際に、当該ステータコア2の装着を妨害することはない。一方、仮保持レシーバ76は、主保持部57のブレード51及び副保持部58のブレード51よりも+Z方向側の位置まで、+Z方向側に向かって移動する。
以上のようにして複数の環状導体35が保持されたコイル保持器50を用いて、コイル挿入装置4により、コイル3をステータコア2に巻装してステータ1を製造する。すなわち、コイル保持器50に複数の環状導体35が保持されている状態で、コイル挿入装置4の所定位置にステータコア2を装着する。そして、図26に示すように、コイル押出器42を軸方向Lに沿ってコイル保持器50の開放端部側(軸第二方向L2側)に向かって移動させる。これにより、各環状導体35の第一部分35a及び第二部分35b並びにその周辺部分をスロット22に挿入する。また、これと同時に、各環状導体35の連結部分35cを、ステータコア2から軸方向Lに突出する位置(ステータコア2に対して軸第二方向L2側となる位置)に配置させる。その後、各環状導体35の連結部分35cを径方向R外側に押し広げるように変形させる。複数の連結部分35cは、最終的に渦巻状コイル3のコイルエンド部32を構成する複数の渡り部31(図1及び図2を参照)となる。その後、コイル3が巻装された状態のステータコア2がコイル挿入装置4から取り外され、本実施形態に係るステータ1が完成する。
最後に、本発明に係るコイル保持装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
また、第一仮保持ホルダ73及び第二仮保持ホルダ74の双方が主保持部57と同じ径方向R位置に配置された構成としても良い。このようにすれば、環状導体35の全てのはみだし部分35dを、主保持部57と同じ径方向R位置で確実に保持することができるという利点がある。この場合、主保持部57A,57Bが合体する前に、主保持部57とは異なるZ方向位置に第一仮保持ホルダ73及び第二仮保持ホルダ74がそれぞれ移動される。
或いは、第一仮保持ホルダ73及び第二仮保持ホルダ74の双方が主保持部57とは異なる径方向R位置に配置された構成としても良い。この場合、第一仮保持ホルダ73及び第二仮保持ホルダ74は、いずれも主保持部57A,57Bが合体するのを妨害することにはならない。そのため、少なくとも第一仮保持ホルダ73と第二仮保持ホルダ74との干渉を回避可能とすれば主保持部57A,57Bを適切に合体可能とでき、そのための機構を比較的簡素化することができるという利点がある。
5 コイル保持装置
35 環状導体
35a 第一部分
35b 第二部分
35d はみだし部分
50 コイル保持器
51 ブレード
52 ブレード群
53 引掛隙間
57 主保持部
58 副保持部
60 移動機構
61 第一移動機構
66 第二移動機構
70 仮保持機構
72 仮保持ホルダ
73 第一仮保持ホルダ
74 第二仮保持ホルダ
76 仮保持レシーバ
C 周方向
L 軸方向
L1 軸第一方向
L2 軸第二方向
R 径方向
Claims (3)
- 回転電機用のコイルを構成する複数の環状導体を保持する円筒状のコイル保持器を備えたコイル保持装置であって、
前記コイル保持器は、複数の主保持部と複数の副保持部とが合体して円筒状になるように構成されており、当該合体した状態で、軸方向に平行に延びるブレードを円筒面に沿って周方向に複数配列してなるブレード群を有すると共に、軸方向一方側である軸第一方向側の端部において前記ブレード群が一体的に保持され、軸方向他方側である軸第二方向側の端部が前記ブレード間を開放した開放端部とされ、隣接する前記ブレード間のそれぞれに引掛隙間が形成され、
前記ブレード群は、前記環状導体を保持する際に、前記環状導体のそれぞれの2箇所が、周方向に所定ピッチ離れた2個の前記引掛隙間に挿入されて前記ブレードに対して傾斜した状態で保持されると共に、複数の前記環状導体が等ピッチ間隔で周方向に順に配列されるように構成され、
前記ブレード群を構成する複数の前記ブレードが、複数の前記主保持部及び複数の前記副保持部により分割して保持され、
前記主保持部と前記副保持部とが分離している状態で、前記主保持部に保持された前記環状導体のうち前記主保持部から周方向にはみ出すはみだし部分を一時的に保持する複数の仮保持機構と、
複数の前記主保持部及び複数の前記副保持部が互いに合体及び分離するように、少なくとも前記主保持部と前記副保持部とを相対移動可能とする移動機構と、を更に備え、
前記副保持部が、前記移動機構により前記主保持部に対して前記軸第一方向側の位置から前記軸第二方向側に向かって相対移動し、前記主保持部に合体した状態で前記仮保持機構によって保持された前記環状導体の前記はみだし部分を保持するように構成されているコイル保持装置。 - 複数の前記仮保持機構が、
前記主保持部と同じ軸方向位置において当該主保持部と周方向に並んで配置され、前記環状導体の前記はみだし部分を保持する仮保持ホルダと、
前記仮保持ホルダによって保持された前記環状導体を、前記主保持部に対して前記軸第二方向側から受け取る仮保持レシーバと、
をそれぞれ有する請求項1に記載のコイル保持装置。 - 前記環状導体は、それぞれ第一部分及び第二部分の2箇所が前記引掛隙間に挿入され、
前記仮保持ホルダは、前記第一部分が前記主保持部に保持された前記環状導体の前記はみだし部分を保持する第一仮保持ホルダと、前記第二部分が前記主保持部に保持された前記環状導体の前記はみだし部分を保持する第二仮保持ホルダと、を更に有し、
前記第一仮保持ホルダ及び前記第二仮保持ホルダの、いずれか一方が前記主保持部と同じ径方向位置に配置されていると共にいずれか他方が前記主保持部とは異なる径方向位置に配置され、
前記移動機構は、複数の前記主保持部どうしが互いに合体及び分離するように、これらを相対移動可能に構成され、
複数の前記主保持部どうしが分離している状態で、前記第一仮保持ホルダ及び前記第二仮保持ホルダのうちの少なくとも前記主保持部と同じ径方向位置に配置されるものが、前記主保持部とは異なる軸方向位置に移動可能に構成されている請求項2に記載のコイル保持装置。
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