JP7103285B2

JP7103285B2 - コイル挿入装置

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Publication number: JP7103285B2
Application number: JP2019056397A
Authority: JP
Inventors: 宏司丹下; 有佑毛利
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020162208A

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、ウェッジ挿入空間形成部にウェッジを挿入する機構については、具体的に示していない。

本発明の目的は、ステータコアのスロット内にコイルを入れるとともに前記スロット内にウェッジを挿入することが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、
コイルをステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入部と、
前記スロットの前記ステータコアの径方向の開口を前記スロット内で閉塞する第１面部及び前記第１面部の両側で厚み方向に傾斜して延びる二つの第２面部を有するウェッジを、前記ステータコアの軸方向の一端側で支持するウェッジ支持部と、
前記ウェッジの前記第１面部の軸方向端面に接触する第１接触部と、前記第２面部のうち、前記コイルの外周側に位置する第２面部の軸方向端面に接触する第２接触部と、を有するウェッジ接触部材と、
前記ウェッジ接触部材を、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させる移動機構と、
を備える。

本発明の一実施形態に係るコイル挿入装置によれば、ステータコアのスロット内にコイルが入れられた状態で、前記ウェッジ接触部材によって、前記スロット内にウェッジを的確に挿入できる。

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面側面図である。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、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６は、一実施形態のコイル挿入装置であって、隣り合う２組の第１部材及び第２部材を備える構成の概略の斜視図である。図７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す。図８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後の状態を示す。図９Ａは、一実施形態のコイル挿入装置における、ウェッジの形状とウェッジ接触部材との関係を示した説明図である。図９Ｂはウェッジ接触部材の形状を示した説明図である。図１０は、一実施形態のコイル挿入装置における、ウェッジの形状変化を示した説明図である。図１１はウェッジ支持部を示した説明図である。図１２はコイル挿入工程を説明するフローチャートである。。図１３Ａ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１３Ｂは、図１３Ａの一部を拡大した図である。図１４Ａ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１４Ｂは、図１４Ａの一部を拡大した図である。

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の径方向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リング状支持部材６０１を備える。リング状支持部材６０１は、第１部材４０及び第２部材５０を備える。そして、ウェッジ挿入機構３０においては、ウェッジ２０が、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の移動方向に挿入される。これについては、後述する。

＜２－１．ブレード＞
ブレード１１１１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２に示すように、ブレード１１１１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１１１１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１１１１とが対向する。また、本実施形態では、隣り合うブレード１１１１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１１１１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。なお、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１１１１間に位置する。突起部１２０Ａの径方向の外端は、ブレード１１１１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１１１１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を構成することができる。

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１１１１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１１１１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１１１１間を径方向に移動する。

＜２－５．ウェッジ挿入機構＞
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。

また、リング状支持部材６０１は、図５に示すように、第１部材４０として、ローラー４０３を備える。ローラー４０３は、薄肉であり、ローラー４０３の外周部の一部がスロットオープン１２に入る。スロットオープン１２内のコイルＷは、ローラー４０３が位置する際には、ローラー４０３の一部によって、スロット１１内側に押される。

また、リング状支持部材６０１は、第２部材５０として、押し部材５０３を備える。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はスロットオープン１２に入る薄さの薄板６０１Ａを介してリング状支持部材６０１に固定される。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。この対向部位５０３Ａは、ステータコア１０の軸方向から見て、アンブレラ部１３Ａのスロット内の形状に沿う形状を有する。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も有する。本実施形態では、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。ウェッジ２０が挿入される隙間は、押し部材５０３が、ブレード１１１１１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。

リング状支持部材６０１は、例えば、図６に示すように、第１部材４０及び第２部材５０の組を隣り合わせに２組備え、隣り合うスロット内に２組の第１部材４０及び第２部材５０が隣り合って入る構成とすることができる。ウェッジ挿入機構３０に関する以下の説明では、２組の第１部材４０及び第２部材５０を隣り合うように備える構成例を用いる。

リング状支持部材６０１は、図７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は、ブレード１１１１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。また、第１部材４０及び第２部材５０による前記２組の構成は、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。なお、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７に示すように、ステータコア１０へのウェッジ２０の挿入前は、リング状支持部材６０１およ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２本の連結棒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。２本の連結棒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の軸方向の長さと略同じであり、連結棒３０２は、ステータコア１０の軸方向の長さの略２倍以上の長さを有する。また、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８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。すなわち、コイル挿入装置１００は、ウェッジ挿入機構３０のウェッジ接触部材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を備える。この移動機構は、例えば、ステータコア１０を軸方向の下側に移動させる。前記相対移動がステータコア１０の軸方向の長さに対応した距離実行されると、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内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。

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、コ字状である。より詳細には、ウェッジ２０は、スロット１１のステータコア１０の径方向のスロットオープン１２をスロット１１内で閉塞する第１面部２０Ａ及び第１面部２０Ａの両側で厚み方向に傾斜して延びる二つの第２面部２０Ｂを有する。なお、コイルＷにおける環の外側をコイルＷの外周側とし、環の内側をコイルＷの内周側とする。そして、コイルＷの外周側に位置する第２面部２０Ｂを第２面部２０Ｂ１とし、コイルＷの内周側に位置する第２面部２０Ｂを第２面部２０Ｂ２とする。

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２０Ｌ字状である。より詳細には、図９Ａに示すように、ウェッジ接触部材３０１は、ウェッジ２０の第１面部２０Ａの軸方向端面に接触する第１接触部３０１Ａと、第２面部２０Ｂのうち第２面部２０Ｂ１の軸方向端面に接触する第２接触部３０１Ｂとを有する。ウェッジ接触部材３０１として、例えば、第１接触部３０１Ａの部分と第２接触部３０１Ｂの部分とがＬ字状に連結される金属の折り曲げ部材を用いてもよい。なお、第１接触部３０１Ａと第２接触部３０１Ｂとが別々の部材からなっていてもよい。

なお、図９Ｂに示すように、ウェッジ接触部材３０１は、コイルＷの内周側に位置する第２面部２０Ｂ２の軸方向端面の少なくとも一部に接触する第３接触部を備えてもよい。この形状の場合、ウェッジ接触部材３０１として、例えば、第１接触部３０１Ａの部分と第２接触部３０１Ｂの部分と第３接触部３０１ＣとがＬ字状に連結される金属の折り曲げ部材を用いてもよい。なお、第１接触部３０１Ａと第２接触部３０１Ｂと第３接触部３０１Ｃとが別々の部材からなっていてもよい。

ウェッジ２０の軸方向の断面形状は、軸方向についてステータコア１０側に向かうに従って変形する。例えば、コイルＷの内周側に位置する第２面部２０Ｂ２と第１面部２０Ａとのなす角度（α）は、ステータコア１０の軸方向についてステータコア１０側に向かうに従って狭くなる。換言すれば、角度（α）において、ステータコア１０のスロット１１内に入る直前のウェッジ２０の軸方向の断面における角度を（α３）とすると、この角度（α３）は、スロット１１内に位置するウェッジ２０における、第２面部２０Ｂ２と第１面部２０Ａとのなす角度に近く、角度（α３）となる位置よりもステータコア１０から離れた位置における断面における角度を（α２）とすると、この角度（α２）は、角度（α３）よりも大きい。また、角度（α２）となる位置よりもステータコア１０から離れた位置における断面における角度を（α１）とすると、この角度（α１）は、角度（α２）よりも大きい。

ウェッジ２０の軸方向の断面形状の変形は、図３及び図１１に示すように、ウェッジ２０を、ステータコア１０の軸方向の一端側で支持するウェッジ支持部３０５によって行われる。ウェッジ支持部３０５におけるウェッジ２０のガイド溝の出口は、ウェッジ２０がスロット１１内に位置する状態の当該ウェッジ２０の端面形状に近似するコ字形状を有しており、前記出口からステータコア１０の軸方向に遠い側のガイド溝は、第２面部２０Ｂ２を、コイルＷの突出部から離間させる方向に変形させる台形状を有する。すなわち、ウェッジ支持部３０５のガイド溝の前記台形状によって、前記角度（α）における、（α１）＞（α２）＞（α３）が実現される。

ウェッジ支持部３０５は、ステータコア１０の外側で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、ガイド溝を４本有する。

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。

＜３．コイル挿入工程＞
図１２を用いて、コイル挿入工程Ｓ１００について説明する。
なお、図１２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１１１１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１１１１が配置される。また、ブレード１１１１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１１１１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１１１１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１１１１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１１１１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１１１１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１１１１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１１１１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１１１１間の隙間を上昇し、ブレード１１１１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１１１１に保持されるコイルＷをスロット１１に押し込む。このとき、拡径部１４０Ａが軸方向の上向きに移動することによって、プッシャ１３０がブレード１１１１間を径方向に移動する。

より詳細には、シャフト１４０は、軸方向の上向きに移動するものの、プッシャ１３０は、クランプ１３１で保持され、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は、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移動する。プッシャ１３０は、ブレード１１１１間に差し込まれた状態で径方向の外側に向かって移動し、ブレード１１１１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。

＜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１１１１との相対移動として、本実施形態では、ステータコア１０をブレード１１１１に対して軸方向下側に移動させる。この相対移動により、第１部材４０であるローラー４０３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を押し部材５０３に先行してスロット１１内に押し戻す。また、第２部材５０である押し部材５０３が、スロット１１内に入る。

このような構成であれば、ローラー４０１および押し部材５０３が通過する箇所には、図５に示すように、押し部材５０３によって、ウェッジ２０の端面形状であるコ字状に近似する形状の隙間、すなわち、コイルＷが存在しないコ字状の隙間が形成される。そして、ウェッジ２０の軸方向一方側にウェッジ挿入機構３０のウェッジ接触部材３０１が位置することで、前記相対移動によって、前記隙間内にウェッジ２０の軸方向一端側が的確に入り込んでいく。

ここで、ステータコア１０のスロット１１内にコイルＷが入れられた状態で、スロット１１内に断面コ字状のウェッジ２０を、同じ断面コ字状とされた接触部材で押して挿入する場合、ステータコア１０の軸方向の端面から突出するコイルＷの突出部（図９Ａ参照）におけるステータコア１０の径方向内側に張り出した部分に、前記断面コ字状とされた接触部材の一部が当たるおそれがある。特に、コイルＷの占積率を上げるほど、また、コイルＷの突出部を小さくするほど、ステータコア１０の径方向内側に張り出した部分をステータコア１０の径方向外側に押し返すことが難しくなり、ウェッジ２０をスロット１１内に挿入することが難しくなる。

図９Ａに示すように、Ｌ字状であるウェッジ接触部材３０１は、コイルＷの内周側に位置するウェッジ２０の第２面部２０Ｂ２の端面に接触するような接触部を有しない。このため、コイルＷの突出部におけるステータコア１０の径方向内側に張り出す部分による干渉が生じ難くなる。よって、ウェッジ２０をスロット１１内に挿入する処理が円滑に行え、コイルＷの占積率の向上及び前記突出部の小型化を図ることが容易になる。

また、図９Ｂに示すように、ウェッジ接触部材３０１が、第３接触部３０１Ｃを備える略Ｌ字状である場合は、第３接触部３０１Ｃは、コイルＷの突出部の内周側に位置する第２面部２０Ｂ２の端面のうち、ステータコア１０の径方向内側の一部に接触する。この場合も、第２面部２０Ｂ２の端面の全体に接触する断面コ字形に比べれば、コイルＷの突出部による干渉を受け難くなり、ウェッジ２０をスロット１１内に挿入する処理が円滑に行え、コイルＷの占積率の向上及び前記突出部の小型化を図ることが容易になる。

また、ウェッジ支持部３０５に支持されるウェッジ２０の軸方向断面においては、図１０に示すように、第２面部２０Ｂ２と第１面部２０Ａとのなす角度（α）が、ステータコア１０の軸方向について、ステータコア１０側に向かうに従って狭くなる。これにより、ウェッジ２０も、コイルＷの突出部による干渉を受け難くなり、ウェッジ２０を的確にスロット１１内に入れることができる。

（実施形態２）
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて実施形態２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においては、ブレード１１０が、第１部材４０としてローラー４０１を備える。ローラー４０１は、隣り合うブレード１１０間に位置し、ローラー４０１の外周部の一部がスロットオープン１２に入る。隣り合うブレード１１０間のコイルＷは、ローラー４０１が位置する際には、ローラー４０１の一部によって、スロット１１内側に押される。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が第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、径方向に対向する部位を有する。

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も有しており、この対向部位は、ブレード突出部５０１は、ステータコア１０の軸方向から見て、アンブレラ部１３Ａのスロット内の形状に沿う形状を有する。

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の前記一部が位置する。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の前記一部とによる、軸方向と直交する面による断面形状は、本実施形態のウェッジ２０の端面形状であるコ字状に近似する形状となる。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、リング状支持部材６０１は備えない。スロット１１内にコイルＷが収容された後、第１部材４０及び第２部材５０を備えるブレード１１０が、ステータコア１０内を通過することで、スロット１１内にウェッジ２０を挿入する隙間が形成される。この隙間に対して、ウェッジ２０をウェッジ接触部材３０１によって挿入することができる。

（実施形態３）
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂ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、径方向に対向する部位を有する。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部位も有している。

本実施形態のコイル挿入装置は、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。

＜その他の実施形態＞
図１３Ａ及び図１３Ｂに示したブレード１１０は、軸方向の略全長に渡って第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。

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
２０Ａ：第１面部
２０Ｂ：第２面部
２０Ｂ１：第２面部
２０Ｂ２：第２面部
３０：ウェッジ挿入機構
４０：第１部材
５０：第２部材
１００：コイル挿入装置
１１０：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
３０１Ａ：第１接触部
３０１Ｂ：第２接触部
３０１Ｃ：第３接触部
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
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
６０１Ａ：薄板
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

コイルをステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入部と、
前記スロットの前記ステータコアの径方向の開口を前記スロット内で閉塞する第１面部及び前記第１面部の両側で厚み方向に傾斜して延びる二つの第２面部を有するウェッジを、前記ステータコアの軸方向の一端側で支持するウェッジ支持部と、
前記ウェッジの前記第１面部の軸方向端面に接触する第１接触部と、前記第２面部のうち、前記コイルの外周側に位置する第２面部の軸方向端面に接触する第２接触部と、を有するウェッジ接触部材と、
前記ウェッジ接触部材を、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させる移動機構と、
を備え、
前記ウェッジ支持部は、前記ウェッジの径方向の内側に位置する内側部材と、前記径方向の外側に位置する外側部材とを脱着可能に備え、前記内側部材と前記外側部材とを互いに位置決めする位置決め部を備える、
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、前記ウェッジ接触部材は、前記第２面部のうち、前記コイルの内周側に位置する前記第２面部の軸方向端面の少なくとも一部に接触する第３接触部を備える、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、前記ウェッジ接触部材は、連結された前記第１接触部及び前記第２接触部を備える、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、前記ウェッジ接触部材は、連結された前記第１接触部、前記第２接触部及び前記第３接触部を備える、コイル挿入装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載のコイル挿入装置において、
前記ウェッジ支持部に支持され、前記ウェッジ接触部材に軸方向端面で接触する前記ウ
ェッジが、前記ウェッジ接触部材と前記ステータコアとの相対移動により、前記ステータ
コアの軸方向に移動し、前記スロット内に挿入される、
コイル挿入装置。
請求項５に記載のコイル挿入装置において、
前記ウェッジ支持部に支持される前記ウェッジの軸方向の断面形状が、軸方向について前記ステータコア側に向かうに従って変形する、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、
前記ウェッジ支持部に支持される前記ウェッジの軸方向断面において、前記コイルの内周側に位置する前記第２面部と前記第１面部とのなす角度αが、前記ステータコアの軸方向について前記ステータコア側に向かうに従って狭くなる、コイル挿入装置。
請求項１～７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部材を、
さらに備え、
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対向して位置し、
前記ウェッジが、前記第１部材および前記第２部材の後に、前記スロットに挿入される、コイル挿入装置。