JP6996528B2

JP6996528B2 - コイル挿入装置

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Publication number: JP6996528B2
Application number: JP2019056396A
Authority: JP
Inventors: 宏司丹下
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020162207A

Description

本発明は、コイル挿入装置に関する。

特許文献１には、ステータコアのスロットにコイルを挿入する際に、コイルに損傷を与えることなく充分な占積率を得るコイル挿入装置が開示されている。このコイル挿入装置では、ステータコアのスロットにコイルを挿入するストリッパが、ウェッジ挿入空間形成部を備えており、ストリッパによるコイル挿入時に、ウェッジと同形状のウェッジ挿入空間が形成される。

特開２０００－６９７２３号公報

しかしながら、特許文献１のコイル挿入装置は、ストリッパの外歯にウェッジ挿入空間成形部を備える。この構造では、コイルを押圧する部分の強度がストリッパの外歯の素材に依存するため、この外歯が破損すればウェッジ挿入空間成形部の全体の破損になる。

本発明の目的は、ウェッジを挿入する箇所を形成する部材の損傷を生じ難くできるコイル挿入装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係るコイル挿入装置は、複数のスロットを有するステータコア内にコイルを挿入するコイル挿入装置であって、
前記ステータコアに対して、当該ステータコアの軸方向に相対移動する第１部材及び前記第１部材とは別の第２部材と、
前記スロットの前記ステータコアの径方向の開口を閉塞するウェッジを、前記第１部材及び前記第２部材の後に、前記第１部材及び前記第２部材の移動方向に挿入するウェッジ挿入機構と、
を備え、
前記ステータコアの軸方向から見て、
前記第１部材の少なくとも一部が、前記開口に位置し、
前記第２部材の少なくとも一部が、前記ステータコアのティースの径方向先端部から前記ステータコアの周方向に延びるアンブレラ部の前記スロット内の部分に径方向に対向して位置する。

本発明の一実施形態に係るコイル挿入装置によれば、前記第１部材と前記第２部材が別の部材であるため、前記第１部材及び前記第２部材の各々について素材及び構造の最適化が可能となり、前記第１部材及び前記第２部材の各々において破損を生じ難くできる。

図１は、一実施形態のコイル挿入装置のコイル挿入対象となるステータの一例を示した斜視図である。図２は、一実施形態のコイル挿入装置の概略構成および概略動作を示した側面図である。図３は、一実施形態のコイル挿入装置の概略構成および概略動作を示した側面図である。図４Ａは、一実施形態のコイル挿入装置の一部を示した概略の平面図である。図４Ｂは、図４Ａの一部を拡大した図である。図５は、コイル挿入工程を説明するフローチャートである。図６は、スロット内に位置する第１部材の一部及び第２部材の一部を合わせた形状の輪郭が、ウェッジのコ字形状の端面に近似することを示した説明図である。図７Ａは、一実施形態のコイル挿入装置の一部を示した概略の平面図である。図７Ｂは、図７Ａの一部を拡大した図である。図８は、一実施形態のコイル挿入装置の第１部材及び第２部材を示した概略の斜視図である。図９は、一実施形態のコイル挿入装置の第１部材、第２部材、ウェッジ挿入機構等を示した概略の斜視図であり、スロット内へのウェッジ挿入前の状態を示している。図１０は、一実施形態のコイル挿入装置の第１部材、第２部材、ウェッジ挿入機構等を示した概略の斜視図であり、スロット内へのウェッジ挿入状態を示している。図１１は、図１０のウェッジ挿入機構のウェッジ支持部を示した概略の斜視図である。図１２は、図１０のリング状支持部材に支持された第１部材及び第２部材を示した概略の斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

以下の説明においては、特段の記載が無い限り、ステータの中心軸が延びる方向を「軸方向」とする。また、軸方向に沿った一側を上側、他側を下側とする。また、ステータの中心軸に直交する方向は「径方向」とする。径方向に沿った一側を内側、他側を外側とする。さらに、ステータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とする。

以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示す場合がある。よって、各構成要素の寸法及び比率は実際のものと必ずしも同じではない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示する場合がある。

（実施形態１）
＜１．ステータ＞
図１を用いて、ステータについて説明する。
図１は、ステータを一部断面視にて斜視図にて模式的に表している。なお、この模式図におけるステータコアのスロット数、ブレード数等は例示であり、また、他の図４等においても、ステータコアのスロット、ブレード等の数は例示であり、各図において、ステータコアのスロット、ブレード等の数は必ずしも同じではない。

ステータは、ステータコア１０と、コイルＷと、を備える。ステータは、モータの構成部品であって、図示しないロータと相互作用して回転トルクを発生させる。本実施形態のステータは、いくつかのスロット１１を跨いでコイルが巻き付けられる分布巻きである。

＜１－１．ステータコア＞
ステータコア１０は、中空の円柱形状である。ステータコア１０は、厚み方向に重ねられた複数の珪素鋼板を有する。ステータコア１０には、複数のティース１３が放射状に配置される。隣り合うティース１３間には、スロット１１が位置する。スロット１１は、径方向の内側に開口するスロットオープン(開口)１２を有する。

＜１－２．コイル＞
コイルＷは、巻かれた１本の導線を有する。本実施形態の導線は、丸線であるが、これに限定されない。コイルＷは、ステータコア１０の径方向の内側から外側に向かう矢印の向きに、ステータコア１０に挿入される。

＜２．コイル挿入装置＞
図２乃至図４を用いて、コイル挿入装置１００について説明する。
なお、図２及び図３は、ステータコア１０が設置されたコイル挿入装置１００の一部を側面視にて模式的に表しており、ステータコア１０及びコイルＷについては、径方向での縦断面を模式的に表す。図４Ａは、ステータコア１０が設置されたコイル挿入装置１００の一部を平面視にて模式的に表し、図４Ｂは図４Ａの一部を拡大して表す。

コイル挿入装置１００は、後述するコイル挿入工程Ｓ１００において、ステータコア１０の幾つかのスロット１１を跨ぐようにそれぞれのスロットオープン１２からコイルＷを挿入する。コイル挿入装置１００は、図２及び図３に示すように、ブレード１１０と、コイル挿入部としてのストリッパ１２０と、プッシャ１３０と、シャフト１４０と、を備える。

また、コイル挿入装置１００は、スロット１１のスロットオープン１２を閉塞するウェッジ２０を、スロット１１内に挿入するウェッジ挿入機構３０を備える。

また、コイル挿入装置１００は、ステータコア１０に対して、当該ステータコア１０の軸方向に相対移動する第１部材４０及び第２部材５０を備える。第１部材４０と第２部材５０は、別の部材である。本実施形態では、ブレード１１０が、第１部材４０及び第２部材５０を備える。また、前記相対移動においては、例えば、ブレード１１０及びウェッジ挿入機構３０側を移動側とし、ステータコア１０側を固定側とする。また、この移動は、シリンダー、モータ駆動のアクチュエーター等を用いて行うことができる。そして、ウェッジ挿入機構３０は、ウェッジ２０を、第１部材４０及び第２部材５０の後に、第１部材４０及び第２部材５０の移動方向に挿入する。これについては、後で詳述する。

＜２－１．ブレード＞
ブレード１１０は、ストリッパ１２０に引っ掛けられたコイルＷを軸方向及び径方向に沿ってスロット１１まで導く。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ブレード１１０は、ステータコア１０の径方向内側に周方向に並んで位置し、且つステータコア１０の軸方向に延びる。より詳細には、コイル挿入装置１００にステータコア１０が設置された際には、ステータコア１０の径方向の内側に複数のブレード１１０が配置される。このとき、ステータコア１０のティース１３とブレード１１０とが対向する。

また、ブレード１１０は、第１部材４０として、ローラー４０１を備える。ローラー４０１は、薄肉であり、隣り合うブレード１１０間に位置し、ローラー４０１の外周部の一部はスロットオープン１２内に位置する。また、ローラー４０１は、ブレード１１０内に埋め込まれた軸受け４０１Ａによって回転自在に支持される。１つの軸受け４０１Ａによって１つのローラーが支持される。ローラー４０１は、例えば、ブレード１１０の軸方向の下側に取り付けられる。

また、ブレード１１０は、第２部材５０として、ブレード１１０の径方向外側からスロット１１内に延びるブレード突出部５０１を備える。このブレード突出部５０１は、ステータコア１０のティース１３の径方向先端部からステータコア１０の周方向に延びるアンブレラ部１３Ａのスロット１１内の部分に、径方向に対向する対向部位５０１Ａを有する。

また、本実施形態では、ブレード突出部５０１は、径方向外側に延びて、ティース１３に対して周方向に対向する対向部位５０１Ｂも有している。この対向部位５０１Ｂは、ステータコア１０の軸方向から見て、アンブレラ部１３Ａのスロット１１内の形状に沿う形状を有する。

さらに、図６に示すように、ステータコア１０の軸方向から見て、第１部材４０であるローラー４０１におけるスロット１１内に位置する部位と第２部材５０であるブレード突出部５０１とを合わせた形状に、ローラー４０１とブレード突出部５０１との隙間Ｇを加えたコ字形状の輪郭内に、ウェッジ２０のスロットへ１１の挿入方向端面のコ字形状が含まれる。なお、以下のようにも言える。すなわち、第１部材４０であるローラー４０１におけるスロット１１内に位置する部位と第２部材５０であるブレード突出部５０１とを合わせた形状は、第１部材４０であるローラー４０１におけるスロット１１内に位置する部位が無い場合に比べれば、ウェッジ２０のスロット１１への挿入方向端面のコ字形状に近くなる。

１つのスロットオープン１２には、隣り合うブレード１１０の各々の片側のブレード突出部５０１が入り、各々の片側のブレード突出部５０１の間にローラー４０１の一部が位置する。なお、ローラー４０１は、プッシャ１３０の下端よりも下側となるブレード１１０の下部側に設けられており、プッシャ１３０の動作には干渉しない。

コイル挿入装置１００にステータコア１０が設置された際には、第２部材５０であるブレード突出部５０１がスロット１１内に位置し、この状態で、コイルＷがスロットオープン１２からスロット１１内に挿入される。本実施形態では、隣り合うブレード１１０間でコイルＷの導線が１本に揃えられてスロット１１内に導かれる。

＜２－２．ストリッパ＞
コイル挿入部としてのストリッパ１２０は、コイルＷの径方向の内側を引っ掛けて、ブレード１１０の上端部まで引き上げる。ストリッパ１２０は、コイルＷを軸方向に移動させる。ストリッパ１２０は、例えば、半球状を有する。

ストリッパ１２０は、図４Ａに示すように、径方向の外側に突き出た複数の突起部１２０Ａを備える。複数の突起部１２０Ａは、径方向に沿って放射状に配置されており、隣り合うブレード１１０間に位置する。突起部１２０Ａの径方向の外端は、ブレード１１０の径方向の外端よりも径方向の内側に位置する。また、ストリッパ１２０は、シャフト１４０の上部側に固定される。

＜２－３．プッシャ＞
コイル挿入部としてのプッシャ１３０は、径方向に移動し、ブレード１１０間に差し込まれたコイルＷを径方向の外側に向かって押し込むことによって、コイルＷをスロット１１に挿入する。なお、ストリッパ１２０の突起部１２０Ａの突出長を長くする場合、プッシャ１３０を備えないコイル挿入部とすることができる。

図２に示すように、複数のプッシャ１３０は、ストリッパ１２０の軸方向の下方に位置し、径方向に沿って放射状に配置される。

プッシャ１３０は、内端面１３０Ｂと、外端面１３０Ｃと、を備える。内端面１３０Ｂは、プッシャ１３０の径方向の内側の端面である。外端面１３０Ｃは、プッシャ１３０の径方向の外側の端面である。また、プッシャ１３０は、例えば、上部に係合凹部１３０Ａを有する。この係合凹部１３０Ａに、係合部１４１の係合凸部１４１Ａが、例えば、磁力によって係合する状態で、プッシャ１３０は、ストリッパ１２０及びシャフト１４０とともに軸方向に上下移動する。係合部１４１は、ストリッパ１２０とプッシャ１３０の間の位置で、例えばシャフト１４０に固定される。

プッシャ１３０の内端面１３０Ｂは、径方向の外側に向かって軸方向の下方に傾斜する。

このような構成により、シャフト１４０が軸方向の上向きに移動することで、プッシャ１３０は、ブレード１１０間を径方向に移動する。一例として、プッシャ１３０が径方向に移動する際には、図２及び図３に示すように、クランプ１３１が、プッシャ１３０の上部側及び下部側を掴んでプッシャ１３０を保持する。クランプ１３１は、支持部材に支持されており、この支持部材によってプッシャ１３０の径方向移動に追従する。また、クランプ１３１及び前記支持部材自体も、径方向に移動可能に設けられる。

＜２－４．シャフト＞
図２に示すように、シャフト１４０は、ストリッパ１２０を軸方向に押し上げる、または、押し下げる。シャフト１４０は、ストリッパ１２０の軸方向の下方に配置される。シャフト１４０は、拡径部１４０Ａを備える。拡径部１４０Ａは、軸方向の下方に向かって拡径する。拡径部１４０Ａは、プッシャ１３０を押す歯部と歯部の間に、ブレード１１０が入る凹部を有する。

このような構成により、図３に示すように、シャフト１４０が軸方向の上向きに移動することで、プッシャ１３０は、ブレード１１０間を径方向に移動する。

ステータコア１０の軸方向の下方には、ウェッジ２０がセットされる。所定のスロットに対して、分布巻きによって２束のコイルＷが挿入される場合、ウェッジ２０のセット個数は４個とされる。ウェッジ２０の下端側には、図３に示すように、ウェッジ挿入機構３０のウェッジ接触部材３０１が配置される。本実施形態では、ウェッジ２０の軸方向に直交する面による断面形状は、コ字形状である。また、ウェッジ接触部材３０１の軸方向に直交する面による断面形状は、ウェッジ２０のコ字形状に相当するコ字形状或いはＬ字状である。なお、ウェッジ挿入機構３０の一例を後で詳述する。

＜３．コイル挿入工程＞
図５を用いて、コイル挿入工程Ｓ１００について説明する。
なお、図５では、コイル挿入工程Ｓ１００の流れを図にて表す。

コイル挿入工程Ｓ１００では、コイル挿入装置１００を用いて、ステータコア１０の幾つかのスロット１１を跨ぐようにコイルＷを挿入する。より詳細には、コイル挿入工程Ｓ１００では、ブレード１１０間のコイルＷを径方向の外側に向けて押し込み、ステータコア１０のスロットオープン１２から幾つかのスロット１１を跨ぐようにコイルＷを挿入する。

なお、以下の説明では、幾つかのスロット１１を跨ぐようにコイルＷを挿入するものの、１つのスロット１１に挿入される作用について説明する。

コイル挿入工程Ｓ１００は、設置工程Ｓ１１０と、コイル引き上げ工程Ｓ１２０と、コイル保持工程Ｓ１３０と、コイル押し込み工程Ｓ１４０と、撤去工程Ｓ１５０と、ウェッジ挿入工程Ｓ１６０と、を含む。

＜３－１．設置工程＞
設置工程Ｓ１１０では、コイル挿入装置１００にステータコア１０が設置される。このとき、ステータコア１０の径方向の内側には、ブレード１１０が配置される。ここで、コイル挿入装置１００にステータコア１０が設置された際には、第２部材５０であるブレード突出部５０１がスロット１１内に位置する。また、ブレード１１０の軸方向の下側にコイルＷが配置される。さらに、複数のブレード１１０の径方向の中央であって軸方向の下方には、ストリッパ１２０、プッシャ１３０及びシャフト１４０が配置される。

より詳細には、設置工程Ｓ１１０では、コイルＷはブレード１１０間に挟持されるように配置される。コイルＷのうち、ブレード１１０の径方向の内側に配置される部分である環状のコイルＷの径方向の内側部分が、ブレード１１０の内端側に沿って整列された状態で配置される。以下、単に、環状のるコイルＷの径方向の内側部分を「コイルＷの内側」と定義する。

＜３－２．コイル引き上げ工程＞
コイル引き上げ工程Ｓ１２０では、ストリッパ１２０が軸方向の上側に向かって上昇する。このとき、コイルＷの内側がストリッパ１２０の突起部１２０Ａに引っ掛けられた状態で軸方向の上方に向かって引き上げられる。

より詳細には、コイル引き上げ工程Ｓ１２０では、コイルＷがブレード１１０間の隙間に沿って、例えば、１本ずつ整列された状態で軸方向の上方に向けて引き上げられる。

また、コイル引き上げ工程Ｓ１２０では、ストリッパ１２０の突起部１２０Ａの一部がブレード１１０間に差し込まれた状態で軸方向の上側に移動する。

＜３－３．コイル保持工程＞
コイル保持工程Ｓ１３０では、コイルＷの内側をブレード１１０の上端部にて径方向に整列させる。

より詳細には、コイル引き上げ工程Ｓ１２０からコイル保持工程Ｓ１３０までは、コイルＷの内側は、ストリッパ１２０に引っ掛けられブレード１１０間の隙間を上昇し、ブレード１１０の上端部まで導かれる。

＜３－４．コイル押し込み工程＞
コイル押し込み工程Ｓ１４０では、プッシャ１３０によって、ブレード１１０に保持されるコイルＷをスロット１１に押し込む。この際には、拡径部１４０Ａが軸方向の上向きに移動し、プッシャ１３０がブレード１１０間を径方向に移動する。

プッシャ１３０がブレード１１０間を径方向に移動する際には、プッシャ１３０は、クランプ１３１によって保持され、プッシャ１３０の軸方向の移動が制限される。また、このとき、プッシャ１３０の係合凹部１３０Ａから、係合部１４１の係合凸部１４１Ａが離脱する。

シャフト１４０が軸方向の上向きにさらに移動すると、シャフト１４０の拡径部１４０Ａとプッシャ１３０の内端面１３０Ｂとが擦れ合うことによって、プッシャ１３０が径方向の外側に向かってさらに移動し、ブレード１１０間に差し込まれたコイルＷを径方向の外側に向かって押し込む。

コイルＷが押し込まれてスロット１１に入る際には、第２部材５０であるブレード突出部５０１がスロット１１内に位置するので、このブレード突出部５０１の箇所には、コイルＷが存在できず、コイルの無い箇所が形成される。

＜３－５．撤去工程＞
撤去工程Ｓ１５０では、ストリッパ１２０及びシャフト１４０が軸方向の下方に向かって移動する。このとき、クランプ１３１に保持されているプッシャ１３０が径方向内側に移動する。また、プッシャ１３０の係合凹部１３０Ａに係合部１４１の係合凸部１４１Ａが係合した後、クランプ１３１が径方向外側に移動してプッシャ１３０から離間する。

＜３－６．ウェッジ挿入工程＞
ウェッジ挿入工程１６０では、図３に示すように、ステータコア１０とブレード１１０との相対移動として、例えば、ステータコア１０をブレード１１０に対して軸方向の下方に移動させる。この相対移動により、第２部材５０であるブレード突出部５０１が、スロット１１内から軸方向の上方に抜け出ていく。また、第１部材４０であるローラー４０１は、スプリングバックによってスロットオープン１２から出るコイルＷをスロット１１内に押し戻す。

ローラー４０１が通過した後には、図６に示すように、ブレード突出部５０１とスロットオープン１２内のローラー４０１の一部とによる、ウェッジ２０の断面形状であるのコ字形状に近似する形状の隙間、すなわち、コイルＷが存在しないコ字形状の隙間が形成される。そして、ウェッジ２０の下端側にウェッジ接触部材３０１が位置する状態で前記相対移動が行われると、前記隙間内にウェッジ２０の軸方向一端側が入り込んでいく。すなわち、ウェッジ挿入機構３０は、ウェッジ２０を、ブレード突出部５０１及びローラー４０１の後に、ブレード突出部５０１及びローラー４０１の移動方向に挿入する。

コイル挿入装置１００によれば、第１部材４０であるローラー４０１と第２部材５０であるブレード突出部５０１が別の部材であるため、ローラー４０１とブレード突出部５０１の各々について素材及び構造の最適化が可能となり、ローラー４０１とブレード突出部５０１の各々において破損を生じ難くできる。また、本実施形態では、ブレード１１０が第２部材５０を兼ねることができる。

また、本実施形態では、複数のブレード１１０、及びコイルＷをスロット１１内に挿入するコイル挿入部をさらに備え、第２部材５０であるブレード突出部５０１がスロット１１内に位置する状態で、コイルＷがスロットオープン１２からスロット１１内に挿入される。

このため、第２部材５０の存在箇所にコイルＷは位置できず、コイルＷが無い箇所が形成される。そして、前記相対移動によって、第１部材４０及び第２部材５０が移動した箇所に、ウェッジ２０が挿入されるので、ウェッジ２０を前記スロット１１内に円滑に挿入することができる。これにより、スロット１１内のコイルの占積率を高めつつ当該スロット１１内に挿入されるウェッジ２０の座屈を抑制できる。

また、スロット１１内にコイルＷを挿入する際に、第２部材５０がスロット１１内に存在すると、ティース１３におけるアンブレラ部１３Ａのスロット１１内側にコイルＷが接触してコイルが傷付くのを抑制できる。

第１部材４０としてローラー４０１を備えると、コイルＷが押圧される際にコイルＷが傷付くのを抑制できる。第１部材４０として、板部材を備え、この板部材を滑らしてもよいが、このように板部材を滑らすよりも、ローラー４０１を転がす方が、コイルＷの傷つきを低減できる。

第２部材５０が、ステータコア１０の軸方向から見て、アンブレラ部１１０Ａのスロット１１内の形状に沿う形状を有すると、ウェッジ２０を挿入する空間が必要以上に大きくならないので、コイルＷの占積率を向上できる。

また、本実施形態では、ステータコア１０の軸方向から見て、第１部材４０であるローラー４０１におけるスロット１１内に位置する部位と第２部材５０であるブレード突出部５０１とを合わせた形状に、ローラー４０１とブレード突出部５０１との隙間Ｇを加えた形状の輪郭内に、ウェッジ２０のスロットへ１１の挿入方向端面の形状が含まれる。これにより、ウェッジ２０の挿入が容易になり、ウェッジ２０の座屈を抑制できる。

（実施形態２）
次に、図７Ａ及び図７Ｂを用いて実施形態２のコイル挿入装置１００の構成を説明する。なお、先の実施形態と同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

本実施形態のコイル挿入装置１００は、ブレード１１１０を備える。ブレード１１１０は、第２部材５０としてブレード突出部５０１を有しない。ブレード１１１０は、第２部材５０として突出部５０２を備える。この突出部５０２は、ブレード１１１０とは別部材であり、ブレード１１１０に取り付けられることで、スロット１１内に位置する。突出部５０２は、本体部５０２０と、この本体部５０２０の軸方向の上部に連結された連結部５０２１と、この連結部５０２１をブレード１１１０の上部に固定するボルト５０２２とを備える。本体部５０２０及び連結部５０２１は、例えば、樹脂により作製することができる。

また、本体部５０２０は、軸方向の下端側が開放されており、ティース１３の上側からティース１３を跨いで取り付けられる。また、本体部５０２０は、ティース１３の径方向先端部からステータコア１０の周方向に延びるアンブレラ部１３Ａのスロット１１内の部分に、径方向に対向する対向部位５０２Ａを有する。さらに、突出部５０２は、径方向の外側に延びて、ティース１３に対して周方向に対向する対向部位５０２Ｂも有している。

本実施形態のコイル挿入装置１００は、以上のように、第２部材５０として突出部５０２を備える。突出部５０２は、ブレード１１１０と別の部材であるので、例えば、ブレード１１１０を金属製、突出部５０２を樹脂製とすることが可能になる。また、前記ブレード１１１０を交換せずに突出部５０２のみを交換できる。

（実施形態３）
次に、図８を用いて実施形態３のコイル挿入装置の構成を説明する。なお、先の実施形態と同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

本実施形態のコイル挿入装置は、ブレード１１１１を備える。コイル挿入装置１００は、ステータコア１０の径方向の内側で当該ステータコア１０に対して軸方向に相対移動する支持部材６０を備えている。第１部材４０及び第２部材５０は、支持部材６０に支持される。支持部材６０は、ブレード１１１１が移動した後にステータコア１０の径方向の内側に入る。

本実施形態において、第１部材４０は、薄肉のローラー４０３であり、このローラー４０３が支持部材６０によって支持される。また、本実施形態では、第２部材５０は、押し部材５０３である。押し部材５０３は、スロットオープン１２に軸方向から入ることができる。押し部材５０３は、ティース１３の径方向先端部からステータコア１０の周方向に延びるアンブレラ部１３Ａのスロット１１内の部分に、径方向に対向する対向部位５０３Ａを有する。さらに、押し部材５０３は、径方向外側に延びて、ティース１３に対して周方向に対向する対向部位５０３Ｂも有している。押し部材５０３は、軸方向に直交する面による断面形状がコ字形状である。

押し部材５０３は、ローラー４０３よりも軸方向の下方に位置しており、ローラー４０３の後に続いてスロット１１内に入る。ここで、前述の実施形態と異なり、ブレード１１１１によってはウェッジ２０を挿入するための隙間は形成されない。ウェッジ２０が挿入される隙間は、押し部材５０３が、ブレード１１１１の移動に続いてスロット１１内に入り、スロット１１内のコイルＷを押し分けていくことにより形成される。ウェッジ２０は、ステータコア１０との相対移動によって、前記隙間に挿入される。

本実施形態であれば、第１部材４０であるローラー４０３及び第２部材５０である押し部材５０３が同時に、ステータコア１０に対して軸方向に相対移動し、スロット１１内のコイルＷを押し分けて、ウェッジ２０が挿入される隙間を形成するので、ウェッジ２０を円滑にスロット１１内に挿入することができる。

また、コイルＷをスロット１１内に入れる際には、第２部材５０はスロット１１内に存在しないので、前述の実施形態１，２に比べて、コイルＷの占積率を高くできる。また、第２部材５０の長さを、ステータコア１０の軸方向の厚みよりも短くすることができる。

（実施形態４）
次に、図９乃至図１２を用いて他の実施形態を説明する。なお、先の実施形態と同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

本実施形態のコイル挿入装置は、図９に示すように、ステータコア１０の径方向の内側で当該ステータコア１０に対して軸方向に相対移動するリング状支持部材６０１を備える。このリング状支持部材６０１に、第１部材４０であるローラー４０３及び第２部材５０である押し部材５０３が支持される。リング状支持部材６０１は、ブレードがステータコア１０内から移動した後にステータコア１０の径方向の内側に入る。

本実施形態では、１組となる２個のローラー４０３を、幾つかのスロット１１を跨いで２組備える。各組の２個のローラー４０３は、例えば、図１２に示すように、リング状支持部材６０１に支持される。また、前記２組による構成は、例えば、リング状支持部材６０１の周方向に９０度間隔で４組備えられる。各組における内側の２個のローラー４０３が位置する二つのスロット１１には、所定のコイルが挿入され、各組における外側の２個のローラー４０３が位置する二つのスロット１１には、前記所定のコイルよりも大径のコイルが挿入される。また、前記４組の各々に対して、ウェッジ挿入機構３０が設けられる。

図９に示すように、ステータコア１０へのウェッジ２０の挿入前においては、リング状支持部材６０１及びウェッジ挿入機構３０は、ステータコア１０の軸方向の下側に位置する。

ウェッジ挿入機構３０は、軸方向に延設される複数の連結棒３０２を備えており、各連結棒３０２の先端側にリング状支持部材６０１の軸方向の下面が連結される。各連結棒３０２の後端側は、連結板３０３によって相互に固定される。また、４本のウェッジ接触部材３０１の後端側も、連結板３０３によって相互に固定される。各ウェッジ接触部材３０１の長さ及びウェッジ２０の長さは、ステータコア１０の軸方向の長さと同程度であり、連結棒３０２は、ステータコア１０の軸方向の長さの２倍以上の長さを有する。なお、ウェッジ接触部材３０１を、ステータコア１０に対して、当該ステータコア１０の軸方向に相対移動させる移動機構３０４として、例えば、連結板３０３を移動させるシリンダー、モータ駆動のアクチュエーター等を用いることができる。

押し部材５０３は、ローラー４０３よりも軸方向の下方に位置しており、ローラー４０３の後に続いてスロット１１内に入る。押し部材５０３は、コイル押し込み工程Ｓ１４０の段階では、スロット１１内には位置しない。ウェッジ２０が挿入される隙間は、押し部材５０３が、スロット１１内のコイルＷを押し分けていくことにより形成される。

図１０に示すように、ウェッジ２０は、ステータコア１０とウェッジ挿入機構３０との相対移動によって、前記隙間に挿入される。前記相対移動が、ステータコア１０の軸方向の長さに相当する距離実行されると、スロット１１内へのウェッジ２０の挿入が完了し、押し部材５０３が、スロット１１から軸方向の外側に出る。例えば、各連結棒３０２の先端からリング状支持部材６０１の連結を外すことにより、リング状支持部材６０１およびウェッジ挿入機構３０をステータコア１０から取り外すことができる。

ウェッジ挿入機構３０は、図１１に示すように、ウェッジ２０を、ステータコア１０の軸方向の外側で支持するウェッジ支持部３０５を備える。ウェッジ支持部３０５は、ウェッジ２０をスロット１１内のウェッジ２０の挿入位置へ案内する。ウェッジ支持部３０５は、ステータコア１０の径方向内側に位置する内側部材３０５Ａと径方向外側に位置する外側部材３０５Ｂとを備えている。内側部材３０５Ａと外側部材３０５Ｂとが合わさると、ウェッジ２０のコ字形状に近似する形状を有するガイド空間が４つ形成される。

内側部材３０５Ａ及び外側部材３０５Ｂは、合わせる際の位置決めのためのピン３０６と孔３０７を備えており、また、合わせた状態を保持するための保持部３０８を備える。保持部３０８、例えば、磁石、面ファスナー等である。

ウェッジ支持部３０５を備える構成であれば、ウェッジ接触部材３０１に押されるウェッジ２０をスロット１１のウェッジ２０挿入位置に的確に案内することができる。

また、リング状支持部材６０１を備える構成であれば、第１部材４０および第２部材５０を複数支持することが容易になり、同時に複数のスロット１１に対してウェッジ２０を挿入する処理が容易になる。

＜その他の実施形態＞
図２及び図３に示したブレード１１０は、軸方向の全長に渡って第２部材５０を有したが、例えば、ブレード１１０の軸方向下側にステータコア１０の軸方向長さよりも短い長さで、ブレード突出部５０１と同様の形状を有する第２部材５０を備えてもよい。かかる構造の場合は、ウェッジ２０が挿入される隙間は、第２部材５０が、スロット１１内のコイルＷを押し分けていくことにより形成される。また、前記短い長さの第２部材５０に先行して第１部材４０がスロット１１内に入る構成としてもよい。

本発明は、モータを製造する分野において利用可能である。

１：シール部材装着装置
１０：ステータコア
１１：スロット
１２：スロットオープン（開口）
１３：ティース
１３Ａ：アンブレラ部
２０：ウェッジ
３０：ウェッジ挿入機構
３０Ａ：ウェッジ接触部材
４０：第１部材
５０：第２部材
６０：支持部材
１００：コイル挿入装置
１１０：ブレード
１１０Ａ：アンブレラ部
１１１：ブレード
１２０：ストリッパ
１２０Ａ：突起部
１３０：プッシャ
１３０Ａ：係合凹部
１３０Ｂ：内端面
１３０Ｃ：外端面
１３１：クランプ
１４０：シャフト
１４０Ａ：拡径部
１４１：係合部
１４１Ａ：係合凸部
１６０：ウェッジ挿入工程
３０１：ウェッジ接触部材
３０２：連結棒
３０３：連結板
３０５：ウェッジ支持部
３０５Ａ：内側部材
３０５Ｂ：外側部材
３０６：ピン
３０７：孔
３０８：保持部
４０１：ローラー
４０１Ａ：軸受け
４０３：ローラー
５０１：ブレード突出部
５０１Ａ：対向部位
５０１Ｂ：対向部位
５０２：突出部
５０２Ａ：対向部位
５０２Ｂ：対向部位
５０３：押し部材
５０３Ａ：対向部位
５０３Ｂ：対向部位
６０１：リング状支持部材（支持部材）
１１１０：ブレード
１１１１：ブレード
５０２０：本体部
５０２１：連結部
５０２２：ボルト
Ｗ：コイル

Claims

複数のスロットを有するステータコア内にコイルを挿入するコイル挿入装置であって、
前記ステータコアに対して、当該ステータコアの軸方向に相対移動する第１部材及び前記第１部材とは別の第２部材と、
前記スロットの前記ステータコアの径方向の開口を閉塞するウェッジを、前記第１部材及び前記第２部材の後に、前記第１部材及び前記第２部材の移動方向に挿入するウェッジ挿入機構と、
を備え、
前記ステータコアの軸方向から見て、
前記第１部材の少なくとも一部が、前記開口に位置し、
前記第２部材の少なくとも一部が、前記ステータコアのティースの径方向先端部から前記ステータコアの周方向に延びるアンブレラ部の前記スロット内の部分に径方向に対向して位置する、
コイル挿入装置。
請求項１に記載のコイル挿入装置において、
前記ステーコアの径方向内側に周方向に並んで位置し且つ前記ステータコアの軸方向に延びる、複数のブレードと、
前記ブレードの周方向の間に位置する前記コイルを、前記スロット内に挿入するコイル挿入部と、
をさらに備え、
前記第２部材が前記スロット内に位置する状態で、前記コイルが前記開口から前記スロット内に挿入される、コイル挿入装置。
請求項２に記載のコイル挿入装置において、前記第２部材は、前記ブレードの一部であり、前記ブレードから前記ステータコアの径方向外側に延びて前記スロット内に位置する、コイル挿入装置。
請求項２に記載のコイル挿入装置において、前記第２部材は、前記ブレードと別の部材であり、前記ブレードに取り付けられて前記スロット内に位置する、コイル挿入装置。
請求項１に記載のコイル挿入装置において、
前記ステーコアの径方向内側に周方向に並んで位置し且つ前記ステータコアの軸方向に延びる、複数のブレードを、さらに備えており、
前記ブレードが前記第１部材及び前記第２部材を備える、コイル挿入装置。
請求項１に記載のコイル挿入装置において、前記ステータコアの径方向の内側で当該ステータコアに対して前記軸方向に相対移動する支持部材をさらに備えており、前記第１部材及び前記第２部材は前記支持部材に支持される、コイル挿入装置。
請求項６に記載のコイル挿入装置において、前記支持部材は、前記ステータコアの内径よりも小さな外径のリング形状を有する、コイル挿入装置。
請求項２～５のいずれか１項に記載のコイル挿入装置において、前記第１部材は、前記ステータコアの軸方向及び径方向に直交する回転軸の周りに回転自在に、前記ブレードに取り付けられるローラーである、コイル挿入装置。
請求項６又は７に記載のコイル挿入装置において、前記第１部材は、前記ステータコアの軸方向及び径方向に直交する回転軸の周りに回転自在に、前記支持部材に取り付けられるローラーである、コイル挿入装置。
請求項１～９のいずれか１項に記載のコイル挿入装置において、前記第２部材は、前記ステータコアの軸方向から見て、前記アンブレラ部の前記スロット内の形状に沿う形状を有する、コイル挿入装置。
請求項１～１０のいずれか１項に記載のコイル挿入装置において、前記ステータコアの軸方向から見て、前記第１部材における前記スロット内に位置する部位と前記第２部材とを合わせた形状に、前記第１部材と前記第２部材との隙間を加えた形状の輪郭内に、前記ウェッジの前記スロットへの挿入方向端面の形状が含まれる、コイル挿入装置。