KR20170095266A - 스테이터의 제조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

스테이터의 제조 장치는, 스테이터 코어 내에 삽입할 수 있도록 구성되며, 복수의 슬롯에 대응하여, 슬릿형의 복수의 유지홈이 외주에 형성되고, 소정 폭 이격된 2개의 유지홈에 스테이터 코일의 한 쌍의 변부를 개재시키는 삽통 지그와, 선단을 향할수록 폭이 좁아지는 복수의 판형의 푸셔가, 삽통 지그의 복수의 유지홈의 위치를 따라 배치되어 있고, 삽통 지그에 스테이터 코일이 개재된 상태에서, 푸셔를 그 선단으로부터 대응하는 유지홈에 삽입함으로써, 스테이터 코일의 변부를 외경측으로 압출하여 각각 대응하는 슬롯에 삽입하는 압압 지그와, 한 쌍의 변부가 복수의 슬롯에 삽입된 복수의 스테이터 코일의 스테이터 코어의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부에 대향하여 설치된 한 쌍의 성형구와, 푸셔가 유지홈에 삽입된 상태에 있어서, 코일 엔드부에 대하여 축 방향으로부터 한 쌍의 성형구를 강하게 가압함으로써, 코일 엔드부를 성형하는 성형구 이동부를 구비하고 있다.

Description

스테이터의 제조 장치 및 그 제조 방법{STATOR MANUFACTURING APPARATUS AND STATOR MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 3상 교류 발전기 등의 회전 전기(回轉電機)에서의 스테이터(stator)의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 미리 제작된 스테이터 코일을 스테이터 코어(stator core)의 슬롯에 삽입하여 스테이터를 제작하는 스테이터의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.

종래, 회전 전기의 스테이터는, 방사상으로 나란히 내경(內徑) 방향으로 돌출하는 복수의 티스(teeth)[자극(磁極)] 및 그 사이에 개구되는 복수의 슬롯을 가지는 원통형의 스테이터 코어와, 그 슬롯에 코일 변부(邊部)를 수납함으로써 스테이터 코어에 조립된 스테이터 코일을 구비한다. 스테이터 코일의 조립 방법으로서는, 스테이터 코어와 별도로 미리 스테이터 코일을 제작하고, 스테이터 코어의 각 슬롯에 그 스테이터 코일을 조립하는 방법이 알려져 있다.

예를 들면, 스테이터 제조 방법으로서, 스테이터 코어의 슬롯에 대응하는 복수의 유지홈이 외주(外周)에 형성된 삽통 지그(insertion jig)를 사용하고, 미리 감겨진 복수의 코일의 한 쌍의 변부를 소정 폭 이격된 2개의 유지홈에 순차적으로 삽입하여, 삽통 지그의 외주를 따라 복수의 코일을 배열하고, 복수의 코일이 감겨진 삽통 지그를 스테이터 코어의 내주(內周)에 삽입하여, 각각의 유지홈이 스테이터 코어의 대응하는 슬롯에 정합(整合)하도록 위치 결정한 후, 선단을 향할수록 폭이 좁아지는 복수의 판형의 푸셔(pusher)를 대응하는 각각의 유지홈에 선단으로부터 삽입하고, 유지홈에 삽입된 각 코일의 한 쌍의 변부를 외경측으로 압출(壓出)하여 스테이터 코어의 대응하는 슬롯에 삽입하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, JP2007-166850A 및 JP2011-229285A 참조).

이 스테이터 제조 방법에서는, 삽통 지그에 감겨진 코일의 변부를 외경측으로 압출하여 슬롯에 삽입하고 있으므로, 코일의 현저한 변형을 방지하여, 코일을 구성하는 선재(線材)에 대한 손상을 적게 할 수 있다. 여기서, 스테이터 코어의 각 슬롯에 삽입된 스테이터 코일에서는, 슬롯에 저장된 부분이 코일 변부로 되고, 코일의 슬롯에 삽입되지 않고 스테이터 코어의 단면(端面)으로부터 돌출된 나머지의 부분이 코일 엔드부로 된다.

JP2007-166850A JP2011-229285A

그러나, 코일의 한 쌍의 변부를 외경측으로 압출하여 슬롯에 삽입하는 상기 스테이터 제조 방법에서는, 코일을 외경측으로 압출(押出)할 때, 코일의 한쪽의 변부와 다른 쪽의 변부의 간격이 확대되도록 변형시키면서, 그 한 쌍의 변부를 슬롯에 삽입하게 된다. 그러므로, 한 쌍의 변부를 슬롯에 삽입시킨 후에, 그 한 쌍의 변부를 스테이터 코어의 직경 방향 외측으로 이동시킨 푸셔를 유지홈으로부터 제거하면, 변형된 코일이 약간 원래로 돌아오려고 하는 이른바 스프링 백에 의해, 슬롯에 삽입된 한 쌍의 변부의 일부 또는 전부가 그 슬롯으로부터 내경측(內徑側)을 향해 튀어나와 버리는 문제점이 있었다.

또한, 상기 스테이터 제조 방법에서는, 코일의 한 쌍의 변부를 슬롯에 삽입하면, 2개의 변부 사이의 간격이 확대되므로, 코일 엔드부에 대응하는 개소(箇所)는, 한 쌍의 변부가 슬롯의 삽입되는 전후에 있어서 변형된다. 그러므로, 코일 엔드부에 대응하는 개소는, 용이하게 변형 가능하도록, 산형으로 형성하고 있다. 이 경우, 코일의 한 쌍의 변부가 슬롯에 삽입되어도, 그 산형(山形)을 이루는 코일 엔드부는, 산형 상태가 유지되어 버려, 코일 엔드부가 스테이터 코어의 단부(端部)로부터 비교적 크게 돌출하는 경우도 있었다. 이와 같이, 스테이터의 코일 엔드부가 축 방향으로 돌출되어 버리면, 스테이터가 대형화되는 문제점도 있었다.

본 발명은, 전술한 문제점에 착안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 슬롯에 삽입된 스테이터 코일의 변부가 슬롯으로부터 튀어나오는 것을 방지하면서, 스테이터 코어의 끝에지로부터 돌출하는 스테이터 코일의 코일 엔드부의 높이를 낮게 할 수 있는 스테이터의 제조 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 태양(態樣)에 의하면, 본 발명의 스테이터의 제조 장치는, 스테이터 코어 내에 삽입할 수 있도록 구성되며, 스테이터 코어의 복수의 슬롯에 대응하여, 슬릿형의 복수의 유지홈이 외주에 형성되고, 소정 폭 이격된 2개의 유지홈에 스테이터 코일의 한 쌍의 변부를 개재(interposition)시키도록 구성되는 삽통 지그와, 선단을 향할수록 폭이 좁아지는 복수의 판형의 푸셔가, 삽통 지그의 복수의 유지홈의 위치를 따라 배치되어 있고, 삽통 지그에 스테이터 코일이 개재된 상태에 있어서, 푸셔를 그 선단으로부터 대응하는 각각의 유지홈에 삽입함으로써, 스테이터 코일의 변부를 외경측으로 압출하여 각각 대응하는 슬롯에 삽입하도록 구성된 압압 지그(pressing jig)와, 한 쌍의 변부가 복수의 슬롯에 삽입된 복수의 스테이터 코일의 스테이터 코어의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부에 대향하여 설치된 한 쌍의 성형구와, 푸셔가 대응하는 각각의 유지홈에 삽입된 상태에 있어서, 코일 엔드부에 대하여 축 방향으로부터 한 쌍의 성형구를 강하게 가압함으로써, 코일 엔드부를 성형하는 성형구 이동부를 구비하고 있다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 본 발명의 스테이터의 제조 방법은, 미리 감겨진 복수의 스테이터 코일의 한 쌍의 변부를 스테이터 코어의 대응하는 슬롯에 삽입하여 스테이터를 제조하는 스테이터의 제조 방법으로서, 스테이터 코어의 복수의 슬롯에 대응하여, 슬릿형의 복수의 유지홈이 외주에 형성된 삽통 지그를 준비하는 단계와, 미리 감겨진 복수의 스테이터 코일의 한 쌍의 변부를 소정 폭 이격된 2개의 유지홈에 각각 개재시키는 단계와, 스테이터 코어의 내주에 삽통 지그를 삽입하여, 유지홈이 스테이터 코어의 대응하는 슬롯에 정합하도록 위치결정하는 단계와, 선단을 향할수록 폭이 좁아지는 복수의 판형의 푸셔를 대응하는 복수의 유지홈에 선단으로부터 삽입함으로써, 스테이터 코일의 변부를 외경측으로 압출하여 스테이터 코어의 대응하는 슬롯에 삽입하는 단계와, 복수의 푸셔를 대응하는 유지홈에 삽입한 상태에서, 스테이터 코어의 끝에지로부터 돌출하는 복수의 스테이터 코일의 코일 엔드부에 성형구를 축 방향으로부터 강하게 가압하여 코일 엔드부를 성형하는 단계를 포함하고 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 스테이터 제조 장치의 주된 구성 요소를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 압압 지그의 푸셔를 대응하는 각각의 유지홈에 선단으로부터 삽입하고 있는 상태를 나타낸 도 8의 A-A선 단면도(斷面圖)이다.
도 3은, 유지홈에 삽입된 스테이터 코일이 외경측으로 압출되어 대응하는 슬롯에 삽입된 상태를 나타낸 도 2에 대응하는 단면도이다.
도 4는, 스테이터 코일의 코일 엔드부에 성형구를 강하게 가압하여 성형하고 있는 상태를 나타낸 도 3에 대응하는 단면도이다.
도 5는, 압압 지그의 푸셔의 끝이 좁은 부분이 대응하는 각각의 유지홈에 삽입되어 있는 상태를 나타낸 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 6은, 유지홈에 삽입된 스테이터 코일이 외경측으로 압출되어 대응하는 슬롯에 삽입된 상태를 나타낸 도 3의 C-C선 단면도이다.
도 7은, 스테이터 코어의 슬롯에 삽입되는 스테이터 코일의 형상을 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치의 정면도이다.
도 9는, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치의 측면도이다.
도 10은, 스테이터 코일이 스테이터 코어의 슬롯에 삽입되었을 때의 스테이터의 사시도이다.
도 11은, 스테이터 코일의 코일 엔드부가 성형 되었을 때의 도 10에 대응하는 스테이터의 사시도이다.
도 12는, 별개의 성형구가 코일 엔드부를 성형하기 이전의 이격되어 있는 상태를 나타낸 도 3에 대응하는 단면도이다.
도 13은, 별개의 성형구를 코일 엔드부에 강하게 가압하여 성형하고 있는 상태를 나타낸 도 4에 대응하는 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 스테이터 제조 장치(20)의 주된 구성 요소를 나타낸 사시도이다. 도 8은, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)의 정면도이며, 도 9는, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치의 측면도이다.

본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)는, 압압 지그(40)와, 상측 성형구(62) 및 하측 성형구(61)와, 상측 성형구 이동부(64) 및 하측 성형구 이동부(63)와(도 8 및 도 9 참조), 삽통 지그(21)를 구비한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 스테이터 제조 장치(20)는, 방사상으로 나란히 내경 방향으로 돌출하는 복수의 티스(자극)(11) 및 그 사이에 개구되는 복수의 슬롯(12)을 가지는 스테이터 코어(10)에 코일(16)을 권취함으로써, 스테이터를 제조하는 장치이다.

그리고, 이하에서는, 스테이터 코어(10)에 장착되기 전의 코일(16)에 대하여도, 편의 상 「스테이터 코어(16)」라고 하여 설명한다.

도 1, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)는, 도 7에 나타낸 바와 같은 미리 감겨진 복수의 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)를 스테이터 코어(10)의 각각 대응하는 슬롯(12)에 삽입함으로써, 그 스테이터 코어(10)와 복수의 스테이터 코일(16)로 구성되는 스테이터(9)(도 10 및 도 11 참조)를 제조하는 장치이다.

스테이터 제조 장치(20)는, 스테이터 코일(16)을 장착하기 위해, 스테이터 코어(10)의 내주에 삽입되는 삽통 지그(21)를 구비한다. 삽통 지그(21)는, 스테이터 코어(10)의 전체 길이[슬롯(12)의 연신 방향(extension direction)의 길이] L1과 대략 같은 전체 길이 L2를 가진다. 삽통 지그(21)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전체로서 대략 원기둥형의 형상을 가진다. 이 원기둥형의 삽통 지그(21)에는, 상단면(上端面)의 중심 위치에 중심축을 중심으로 하는 관통공(22)이 형성된다. 또한, 삽통 지그(21)의 측면 외주에는, 상단면의 중심을 지나는 중심선에서 볼 때 방사상으로 복수의 유지홈(23)이 형성된다.

삽통 지그(21)는, 스테이터 코어(10) 내에 삽입할 수 있도록 구성된다. 또한, 삽통 지그(21)는, 스테이터 코어(10)의 복수의 슬롯(12)에 대응하여, 슬릿형의 복수의 유지홈(23)이 외주에 형성된다. 삽통 지그(21)는, 소정 폭 이격된 2개의 유지홈(23)에 스테이터 코일(16)의 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 개재시키도록 구성된다.

유지홈(23)은, 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)의 위치에 대응하여, 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)의 피치와 동일한 피치로 형성된다. 즉, 삽통 지그(21)의 외주에는, 슬롯(12)과 같은 수의 유지홈(23)이 형성된다. 그리고, 유지홈(23)은, 삽통 지그(21)의 외주로부터 반경 방향에서 외측을 향해 방사상으로 설치되고, 그 길이 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성된다.

도 7은, 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)에 삽입되는 스테이터 코일(16)의 형상을 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코어(10)에 장착되는 스테이터 코일(16)은, 선재를 감음으로써 제조된다. 스테이터 코일(16)은, 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)에 삽입하기 위해, 슬롯(12)의 연신 방향으로 신장되는 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 가진다. 또한, 스테이터 코일(16)은, 그 양 변부(16a, 16b)의 끝에지를 연결하여 스테이터 코어(10)의 상하 끝에지로부터 축 방향으로 돌출하는 한 쌍의 코일 엔드부(16c, 16d)를 가진다. 본 실시형태에서는, 양 변부를 구성하는 한 변부(16a) 및 다른 변부(16b)는, 삽통 지그(21)의 유지홈(23)에 삽입할 수 있도록 구성된다.

즉, 양 변부(16a, 16b)는, 양 변부(16a, 16b)의 축 방향(길이 방향)의 길이 L3(도 7 참조)가 스테이터 코어(10)의 전체 길이 L1(도 1 참조)보다 약간 길어지도록 형성된다. 또한, 양 변부(16a, 16b)는, 코일 엔드부(16c, 16d)의 길이 L4(도 7 참조)가 양 변부(16a, 16b)가 삽입되는 2개의 슬롯(12)의 사이의 길이보다 약간 길게 형성된다. 그리고, 한 쌍의 양 변부(16a, 16b)의 끝에지에 연결되는 코일 엔드부(16c, 16d)는, 도 3과 같이, 산형을 이루도록 감겨진다.

유지홈(23)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 삽통 지그(21)의 외주에, 축 방향으로 연장되어 형성된다. 유지홈(23)의 깊이는, 적어도, 스테이터 코일(16)에서의 변부(16a, 16b)를 수용 가능한 깊이로 형성된다. 그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 미리 제작된 복수의 스테이터 코일(16)이, 삽통 지그(21)의 원주를 따라 배열되도록 구성된다. 그리고, 도 5는, 유지홈(23)에 삽입된 스테이터 코일(16)이 외경측으로 압출되어 대응하는 슬롯(12)에 삽입된 상태를 나타낸 도 3의 C-C선 단면도이다.

본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)는, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 복수의 지주(支柱; column)(32)를 통하여 가동대(31)에 지지되고, 축심(軸心)이 연직으로 되도록 스테이터 코어(10)를 지지하는 제1 시트(33)와, 그 가동대(31)에 세워 설치되고, 제1 시트(33)에 탑재된 스테이터 코어(10)의 내측에 삽입된 삽통 지그(21)를 지지하는 제2 시트(34)를 구비한다.

도 2는, 압압 지그(40)의 푸셔(43)를 대응하는 각각의 유지홈(23)에 선단으로부터 삽입하고 있는 상태를 나타낸 도 8의 A-A선 단면도이다. 도 3은, 유지홈(23)에 삽입된 스테이터 코일(16)이 외경측으로 압출되어 대응하는 슬롯(12)에 삽입된 상태를 나타낸 도 2에 대응하는 단면도이다. 도 4는, 스테이터 코일(16)의 코일 엔드부(16c, 16d)에 성형구를 강하게 가압하여 성형하고 있는 상태를 나타낸 도 3에 대응하는 단면도이다.

도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 시트(33)는, 수평인 평판 형상을 가진다. 제1 시트(33)의 중앙에는, 스테이터 코어(10)의 외경보다 작고 슬롯(12)에 외접(外接)하는 가상원의 직경보다 큰 직경의 원형공(33a)이 형성된다. 또한, 제1 시트(33)의 상면에서의 원형공(33a)의 공연에는, 중심축을 연직(沿直)으로 하는 스테이터 코어(10)의 하면 주위가 착석하는 절결(切缺)(33b)이 전체 주위에 걸쳐 형성된다. 제1 시트(33)는, 절결(33b)에 스테이터 코어(10)의 하면 주위를 착석시킴으로써, 그 스테이터 코어(10)를 지지하도록 구성된다.

제2 시트(34)는, 원형공(33a)의 중심축에 그 중심축이 일치하도록 가동대(31)에 세워 설치된 환봉이다. 제2 시트(34)는, 스테이터 코어(10)의 내측에 삽입된 삽통 지그(21)의 유지홈(23)을 제외하고 하면 중앙 부분을 아래쪽으로부터 지지하도록 한 원기둥 형상을 가진다. 제2 시트(34)의 상단부에는, 삽통 지그(21)의 관통공(22)에 진입 가능한 위치결정용의 보스(34a)가 형성된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)는, 삽통 지그(21)의 유지홈(23)에 삽입 유지된 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)(도 7 참조)를, 스테이터 코어(10)의 대응하는 슬롯(12)에 압입(押入)하기 위한 압압 지그(40)를 구비한다.

압압 지그(40)는, 삽통 지그(21)가 스테이터 코어(10)의 내측에 배치된 후, 스테이터 코일(16)이 삽통 지그(21)에 세팅된 도 5에 나타낸 상태로부터, 도 6에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코일(16)을 삽통 지그(21)로부터 스테이터 코어(10) 측으로 이동시키기 위해 사용하는 것이다.

도 5는, 압압 지그의 푸셔의 끝이 좁은 부분이 대응하는 각각의 유지홈에 삽입되어 있는 상태를 나타낸 도 2의 B-B선 단면도이며, 도 6은, 유지홈에 삽입된 스테이터 코일이 외경측으로 압출되어 대응하는 슬롯에 삽입된 상태를 나타낸 도 3의 C-C선 단면도이다.

도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 압압 지그(40)는, 기대(基臺; base)(26)에 세워 설치된 복수의 지지봉(41)에 상하동 가능하게 설치된 승강대(42)와, 승강대(42)의 하면에 장착된 복수 개의 푸셔(43)와, 복수 개의 푸셔(43)와 함께 승강대(42)를 승강시키는 승강 수단을 포함한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 각각의 푸셔(43)는, 판형의 부재이다. 삽통 지그(21)의 유지홈(23)과 같은 수의 푸셔(43)가, 유지홈(23)과 같은 피치로 주위 방향으로 나란히 암나사 부재(44)에 장착된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 암나사 부재(44)는, 복수의 푸셔(43)가 장착되는 원통형의 피장착부(44a)와, 피장착부(44a)와 일체로 형성되고, 볼트 등으로 승강대(42)에 장착되는 플랜지(44b)를 구비한다. 또한, 암나사 부재(44)의 중앙에는, 승강 수단의 볼나사(51)(도 8 참조)가 나사결합 가능한 암나사공(44c)이 관통하여 형성된다.

승강대(42)의 중앙부에는, 피장착부(44a)가 삽통(揷通) 가능한 관통공(42a)이 형성된다. 암나사 부재(44)의 피장착부(44a)를 관통공(42a)에 삽통하여, 플랜지(44b)를 승강대(42)에 나사 고정함으로써, 승강대(42)의 아래쪽으로 돌출된 피장착부(44a)의 주위에 판형의 복수 개의 푸셔(43)의 상단(上端)이 방사상으로 장착된다. 이와 같이 하여, 복수 개의 푸셔(43)는, 스테이터 코어(10)의 모든 슬롯(12)에 들어가도록 한 수 및 피치로 승강대(42)에 장착된다.

그리고, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 피장착부(44a)에 방사상으로 장착된 복수 개의 푸셔(43)는, 밴드(46)에 의해 그 주위를 포위함으로써 체결된다.

슬롯(12)의 수와 같은 수의 푸셔(43)는, 각각 동일 구조를 가진다. 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 각각의 푸셔(43)의 하방 부분에는, 끝이 좁은 부분(43a)이 형성되고, 끝이 좁은 부분(43a)으로부터 암나사 부재(44)를 향해 점차로 폭[수평 단면(斷面)에서의 직경 방향의 길이]이 넓어지는 직선형 또는 비교적 큰 곡률을 가지는 곡선 형상으로 이루어지는 테이퍼부(43b)가 형성된다. 또한, 테이퍼부(43b)의 상단으로부터 암나사 부재(44)까지는, 동일한 폭의 광폭부(43c)가 형성된다. 광폭부(43c)의 폭은, 유지홈(23)의 깊이와 대략 동일 또는 약간 굵게 형성되고, 그 광폭부(43c)의 길이는, 삽통 지그(21)의 축 방향 L2(도 1 참조)의 길이보다 길게 형성된다.

그리고, 도시한 편의 상, 도 1에서는, 삽통 지그(21)의 유지홈(23) 및 푸셔(43)의 수는 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)의 수보다 적게 나타내고, 스테이터 코일(16)은 1개만을 나타내고 있다.

도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 푸셔(43)와 함께 승강대(42)를 승강시키는 승강 수단은, 암나사 부재(44)에 나사결합되는 볼나사(51)와, 볼나사(51)를 회전시키는 모터(52)를 구비한다. 모터(52)는, 복수의 지지봉(41)의 상단에 설치된 고정대(53) 상에 설치된다. 볼나사(51)는, 그 축심을 연직(鉛直)으로 하여 고정대(53)에 대하여, 회전 가능하지만, 축 방향(연직 방향)으로 이동할 수 없도록 지지된다.

모터(52)의 회전축(52a)에는, 구동 기어(54)가 장착된다. 또한, 볼나사(51)의 상단부에는, 구동 기어(54)에 맞물리는 종동(從動) 기어(55)가 장착된다. 이로써, 모터(52)가 구동되면, 그 회전축(52a)이 구동 기어(54)와 함께 회전하는 동시에, 종동 기어(55)가 장착된 볼나사(51)도 회전한다. 결과로서, 볼나사(51)가 나사결합되는 암나사 부재(44)는, 모터(52)의 구동에 따라 승강대(42)와 함께 승강하도록 구성된다.

기대(base)(26)에는, 한 쌍의 평행한 레일(27)이 수평 방향으로 연장되어 설치된다. 한 쌍의 레일(27)에는, 제1 시트(33) 및 제2 시트(34)가 세워 설치된 가동대(31)가 이동 가능하게 탑재된다. 가동대(31)는, 제1 시트(33) 및 제2 시트(34)에 탑재된 스테이터 코어(10)[스테이터 코어(10) 내에 삽입된 삽통 지그(21)를 포함함]와 함께 수평 방향으로 이동하도록 구성된다. 구체적으로는, 가동대(31)는, 스테이터 코어(10) 및 삽통 지그(21)가 복수의 푸셔(43)의 아래쪽에 위치하는 제1 위치와, 스테이터 코어(10) 및 삽통 지그(21)의 위쪽으로 작업 공간이 넓어지는 제2 위치와의 사이에서 왕복 이동 가능하게 구성된다. 그리고, 도 9는, 가동대(31)가 제2 위치에 위치하고 있는 경우를 나타낸다.

스테이터 코어(10) 및 삽통 지그(21)를 제1 위치로 이동하고, 그 상태에서 승강대(42)를 하강시킴으로써, 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 푸셔(43)의 끝이 좁은 부분(43a)이 유지홈(23)에 진입한다. 그리고, 승강대(42)를 더 하강시킴으로써, 도 3에 나타낸 바와 같이, 푸셔(43)의 광폭부(43c)가 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입된 상태에서는, 그 유지홈(23)에 변부(16a, 16b)가 삽입된 스테이터 코일(16)은, 광폭부(43c)에 의해 삽통 지그(21)의 외측으로 압출되게 된다. 이와 같이, 스테이터 코일(16)이 유지홈(23)으로부터 외측으로 압출되면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 그 스테이터 코일(16)은, 삽통 지그(21)로부터 스테이터 코어(10) 측으로 이동하고, 그 한 쌍의 변부(16a, 16b)는, 유지홈(23)에 대향하는 스테이터 코어(10)에서의 슬롯(12)에 각각 삽입된다. 본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)는, 이와 같이 구성된다.

본 실시형태에 있어서의 스테이터 제조 장치(20)의 특징적인 구성은, 한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)에 삽입된 복수의 스테이터 코일(16)의 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)에 대향하여 설치된 한 쌍의 성형구(61, 62)와, 푸셔(43)가 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입된 상태에 있어서, 코일 엔드부(16c, 16d)에 대하여 축 방향으로부터 한 쌍의 성형구(61, 62)를 강하게 가압함으로써, 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형하는 성형구 이동부(63, 64)를 구비한 것에 있다.

성형구(61, 62)는, 축심을 연직으로 하는 스테이터 코어(10)의 아래쪽으로 돌출하는 코일 엔드부(16d)를 성형하는 하측 성형구(61)와, 그 스테이터 코어(10)의 위쪽으로 돌출하는 코일 엔드부(16c)를 성형하는 상측 성형구(62)를 구비한다. 또한, 성형구 이동부(63, 64)는, 하측 성형구(61)를 이동시키는 하측 성형구 이동부(63)와, 상측 성형구(62)를 이동시키는 상측 성형구 이동부(64)를 구비한다.

도 1∼도 4에 나타낸 바와 같이, 하측 성형구(61) 및 상측 성형구(62)는, 대략 동일 구조를 가지고, 후술하는 환형(環形) 벽(61c, 62c)이 대향하도록 배치된다. 하측 성형구(61) 및 상측 성형구(62)는, 두께가 있는 판형을 가지고, 그 중앙부에는, 중앙공(61a, 62a)이 각각 형성된다. 또한, 중앙공(61a, 62a)으로부터 방사상으로 연장되는 복수의 슬릿(slit)(61b, 62b)이 형성된다. 복수의 푸셔(43)가 하측 성형구(61) 및 상측 성형구(62)를 통과할 수 있도록, 슬릿(61b, 62b)의 수는, 복수의 푸셔(43)의 수와 같은 수이다.

또한, 하측 성형구(61) 및 상측 성형구(62)에는, 복수의 스테이터 코일(16)에서의 코일 엔드부(16c, 16d)의 집합체가 그리는 외주의 넓어짐을 제한하는 환형 벽(61c, 62c)이 중앙공(61a, 62a)과 동심(同心)으로 환형으로 형성된다. 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 환형 벽(61c, 62c)이 형성된 측의 중앙공(61a, 62a) 근방이 두껍게 되도록, 복수의 슬릿(61b, 62b)이 형성된 부분은, 원뿔형상으로 형성된다. 이와 같이, 하측 성형구(61) 및 상측 성형구(62)는, 환형 벽(61c, 62c)의 내측에 있는 바닥면이, 슬롯(12)에 삽입된 복수의 스테이터 코일(16)의 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)의 돌출단과 맞닿도록 구성된다.

하측 성형구 이동부(63)는, 하측 성형구(61)가 그 상면에 장착되고, 복수의 지주(column)(32)에 상하동 가능하게 설치된 하측 승강판(63a)과, 하측 승강판(63a)의 대향하는 한 쌍의 측면 근방에 나사결합된 한 쌍의 볼나사(63b)와, 볼나사(63b)를 회전시키는 한 쌍의 모터(63c)를 구비한다.

각 모터(63c)는, 지주(32)에 고정된 하측 고정판(63d)에 그 회전축을 연직 방향 위쪽을 향해 장착되고, 각각의 볼나사(63b)는, 그 축심을 연직으로 하여 모터(63c)의 회전축에 장착된다. 한 쌍의 모터(63c)의 회전축이 동기하여 회전하면, 그 회전축에 장착된 한 쌍의 볼나사(63b)도 동기하여 회전한다. 이로써, 스테이터 제조 장치(20)는, 한 쌍의 볼나사(63b)가 나사결합되는 하측 승강판(63a)이 승강하도록 구성된다. 하측 승강판(63a)에는, 그 중앙에 복수의 푸셔(43)의 광폭부(43c)가 통과할 수 있는 원형공(63e)이 형성되고, 이 원형공(63e)과 동축(同軸)에 하측 성형구(61)가 하측 승강판(63a) 상에 장착된다.

하측 승강판(63a)이 상승하면, 하측 승강판(63a)의 상면에 장착된 하측 성형구(61)도 상승한다. 이로써, 푸셔(43)가 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입된 상태에 있어서, 스테이터 코어(10)로부터 아래쪽으로 돌출하는 코일 엔드부(16d)에 하측 성형구(61)가 축 방향으로부터 강하게 가압되어, 코일 엔드부(16d)를 성형하도록 구성된다.

한편, 상측 성형구 이동부(64)는, 상측 성형구(62)가 그 하면에 장착되고, 복수의 지지봉(41)에 상하동 가능하게 설치된 상측 승강판(64a)과, 상측 승강판(64a)의 대향하는 한 쌍의 측면 근방에 나사결합된 한 쌍의 볼나사(64b)와, 볼나사(64b)를 회전시키는 한 쌍의 모터(64c)를 구비한다.

각 모터(64c)는, 지지봉(41)에 고정된 상측 고정판(64d)에 그 회전축을 연직 방향 아래쪽을 향해 장착되고, 각각의 볼나사(64b)는, 그 축심을 연직으로 하여 모터(64c)의 회전축에 장착된다. 한 쌍의 모터(64c)의 회전축이 동기하여 회전하면, 그 회전축에 장착된 한 쌍의 볼나사(64b)도 동기하여 회전한다. 이로써, 스테이터 제조 장치(20)는, 한 쌍의 볼나사(64b)가 나사결합되는 상측 승강판(64a)이 승강하도록 구성된다. 상측 승강판(64a)에는, 그 중앙에 복수의 푸셔(43)의 광폭부(43c)가 통과할 수 있는 원형공(64e)이 형성되고, 이 원형공(64e)과 동축에 상측 성형구(62)가 상측 승강판(64a) 상에 장착된다.

상측 성형구(62)에는, 그 중앙공(62a)으로부터 방사상으로 슬릿(62b)이 복수의 푸셔(43)가 통과할 수 있도록, 복수의 푸셔(43)에 대향하여 그 푸셔(43)의 수와 같은 수 형성된다. 그러므로, 그 복수의 슬릿(62b)에 푸셔(43)의 하부를 진입시킨 상태로 상측 승강판(64a)에 장착된다. 이로써, 이 상측 성형구(62)는, 암나사 부재(44)의 상단이 장착된 복수의 푸셔(43)의 하단(下端)을 지지하고, 각각의 하단을 삽통 지그(21)의 유지홈(23)에 각각 대응시키는 가이드재로서의 역할을 행한다.

상측 승강판(64a)이 하강하면, 그 상측 승강판(64a)의 하면에 장착된 상측 성형구(62)도 하강한다. 이로써, 푸셔(43)가 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입된 상태에 있어서, 스테이터 코어(10)로부터 위쪽으로 돌출하는 코일 엔드부(16c)에 상측 성형구(62)가 축 방향으로부터 강하게 가압되어, 코일 엔드부(16c)를 성형하도록 구성된다.

다음에, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)를 사용한 본 발명에서의 스테이터의 제조 방법을 상세하게 설명한다.

본 실시형태의 스테이터의 제조 방법은, 미리 감겨진 복수의 스테이터 코일(16)의 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 스테이터 코어(10)의 대응하는 슬롯(12)에 삽입하여 스테이터(9)를 제조하는 방법이다. 이 제조 방법에서는, 스테이터 코어(10)의 복수의 슬롯(12)에 대응하여, 슬릿형의 복수의 유지홈(23)이 외주에 형성된 삽통 지그(21)를 준비하여 사용한다.

스테이터 코일(16)은, 선재를 감음으로써 미리 제작된다. 그리고, 이 미리 제작된 복수의 스테이터 코일(16)의 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 삽통 지그(21)의 대응하는 유지홈(23)에 각각 삽입한다. 이와 같이, 모든 스테이터 코일(16)을 삽통 지그(21)의 원주를 따라 배열한다. 그리고, 도 1은, 1개의 스테이터 코일(16)만을 삽입하는 상태를 나타낸다.

여기서, 스테이터 코일(16)은, 도시하지 않은 시판 중인 권선기 등을 사용하여, 선재를 권취함으로써 얻어진다.

도 1 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코일(16)은, 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)에 삽입되는 한 쌍의 변부(16a, 16b)와, 그 끝에지를 연결하는 한 쌍의 코일 엔드부(16c, 16d)를 가진다. 전술한 바와 같이, 양 변부(16a, 16b)의 길이 L3(도 7 참조)는, 스테이터 코어(10)의 전체 길이 L1(도 1 참조)보다 약간 길게 형성된다.

또한, 코일 엔드부(16c, 16d)부의 길이 L4(도 7 참조)는, 양 변부(16a, 16b)가 삽입되는 2개의 슬롯(12)의 사이의 길이보다 약간 길게 형성된다. 코일 엔드부(16c, 16d)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 산형을 이루도록 감겨진다.

이와 같이, 제작된 복수의 스테이터 코일(16)을 삽통 지그(21)의 외주에 각각 설치하고, 소정 폭 이격된 2개의 유지홈(23)에 각각의 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)를 삽입(개재)시킨다. 복수의 스테이터 코일(16)의 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 복수의 유지홈(23)에 삽입시키려면, 도시하지 않은 파지구(把持具)에 의해 변부(16a, 16b)를 협지하고, 도시하지 않은 액추에이터에 의해 변부(16a, 16b)와 함께 파지구를 이동시킴으로써, 복수의 유지홈(23)에 각각의 스테이터 코일(16)의 변부(16a, 16b)를 삽입시킬 수 있다.

그리고, 본 실시형태의 스테이터의 제조 방법은, 필요하면, 이 양 변부(16a, 16b)를 미리 절연지 또는 테이프 등으로 피복하고, 그와 같이 절연 처리된 양 변부(16a, 16b)를 유지홈(23)에 삽입시키도록 구성해도 된다.

절연지 또는 테이프 등의 피복은, 스테이터 코일(16)이 단체(單體)의 상태이면, 시판 중인 기계 등으로 실시 가능하다. 그러므로, 절연 처리된 양 변부(16a, 16b)를 유지홈(23)에 삽입시키는 경우라도, 스테이터 코일(16)의 삽통 지그(21)의 외주로의 설치를 스테이터 제조 장치(20) 등에 의해 자동화할 수 있다.

이어서, 복수의 스테이터 코일(16)을 외주를 따라 배열시킨 삽통 지그(21)를 그 상태인 채 스테이터 코어(10)의 내주에 삽입한다. 이 때, 가동대(31)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 시트(33) 및 제2 시트(34)의 위쪽으로 작업 공간이 넓어지는 제2 위치로 이동시키고 있다. 그리고, 제1 시트(33) 상에 스테이터 코어(10)를 탑재한 후, 스테이터 코어(10)의 내주에 삽통 지그(21)를 삽입하여 제2 시트(34) 상에 삽통 지그(21)를 탑재함으로써, 도 2에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코어(10)의 내주에 삽통 지그(21)를 삽입한 상태를 유지한다.

여기서, 제1 시트(33)는, 스테이터 코어(10)의 하면 주위를 지지하도록 구성되며, 제2 시트(34)는, 삽통 지그(21)의 유지홈(23)을 제외하고 중앙 부분을 아래쪽으로부터 지지하도록 구성된다. 그러므로, 스테이터 코어(10)의 내주에 삽통 지그(21)를 삽입할 때, 스테이터 코일(16)의 스테이터 코어(10)보다 아래쪽으로 돌출하는 코일 엔드부(16d)는, 제1 시트(33)의 원형공(33a)을 삽통하여, 제2 시트(34)의 외측에 형성되는 공간으로 돌출하도록 진입하게 된다.

이어서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전술한 압압 지그(40)를 사용하여, 삽통 지그(21)의 유지홈(23)에 유지된 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)를 외경측으로 압출하여, 스테이터 코어(10)의 대응하는 슬롯(12)에 삽입한다.

구체적으로는, 모터(52)를 구동하여 볼나사(51)가 나사결합되는 승강대(42)를 복수의 푸셔(43)와 함께 상승시켜, 제1 시트(33) 및 제2 시트(34)의 이동 시에, 푸셔(43)가 스테이터 코어(10)에 간섭하지 않도록 한다. 그리고, 제1 시트(33) 및 제2 시트(34)에 탑재된 스테이터 코어(10) 및 삽통 지그(21)와 함께 가동대(31)를, 스테이터 코어(10) 및 삽통 지그(21)가 복수의 푸셔(43)의 아래쪽에 위치하는 제1 위치까지 수평 방향으로 이동시킨다.

이어서, 상측 성형구(62)와 함께 상측 승강판(64a)을 하강시켜, 상측 성형구(62)를 삽통 지그(21)에 근접한다. 상측 성형구(62)에 형성된 방사형의 슬릿(62b)에 삽통된 복수의 푸셔(43)의 끝이 좁은 부분(43a)은, 삽통 지그(21)의 유지홈(23)에 각각 대응하도록 위치 결정된다. 그 후, 모터(52)를 다시 구동하여 승강대(42)를 하강시켜, 승강대(42)에 설치된 복수의 푸셔(43)를 그 끝이 좁은 부분(43a)으로부터 유지홈(23)에 삽입하여 간다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 유지홈(23)에는, 푸셔(43)의 끝이 좁은 부분(43a)이 먼저 진입하고, 그 후에 테이퍼부(43b)가 진입하게 된다. 이로써, 테이퍼부(43b)는, 유지홈(23)에 삽입된 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)를 삽통 지그(21)의 반경 방향 외측으로 압출한다. 즉, 유지홈(23)에 삽입된 양 변부(16a, 16b)는, 푸셔(43)의 테이퍼부(43b)에 의해 외경측으로 압출되고, 그 후, 광폭부(43c)가 진입함으로써, 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)에 완전히 삽입된다. 도 3 및 도 6은, 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)가 대응하는 슬롯(12)에 완전히 삽입된 상태를 나타낸다.

여기서, 삽통 지그(21)에 의해 유지된 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)를 외경측으로 압출하여 각 슬롯(12)에 삽입하고 있다. 그러므로, 삽통 지그(21)에 의해 유지된 스테이터 코일(16)의 양 변부(16a, 16b)의 간격 L4[도 7의 (a) 참조]은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 각 슬롯(12)에 삽입된 상태에서는, 간격 L4'[도 7의 (b) 참조]로 넓어진다. 이와 같이, 본 실시형태의 스테이터 제조 장치(20)에서는, 스테이터 코일(16)이 원주 방향으로 적합하게 넓어져 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)에 삽입되게 된다.

전술한 바와 같이, 양 변부(16a, 16b)의 끝에지를 연속시키는 스테이터 코일(16)의 각 코일 엔드부(16c, 16d)는, 산형을 이루어 형성되어 있다. 그러므로, 한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)에 삽입된 복수의 스테이터 코일(16)의 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 각각이 산형을 이루어, 스테이터 코어(10)의 단면으로부터 돌출된다.

그러므로, 본 실시형태의 스테이터의 제조 방법에서는, 이어서, 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형하는 단계를 더 포함하게 된다. 구체적으로는, 푸셔(43)를 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입한 상태에 있어서, 한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)에 삽입된 복수의 스테이터 코일(16)의 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)에 성형구(61, 62)를 축 방향으로부터 각각 강하게 가압한다. 이와 같이, 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형한다. 코일 엔드부(16c, 16d)의 성형은, 하측 및 상측 성형구 이동부(63, 64)에 의해 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 코일 엔드부(16c, 16d)에 강하게 가압함으로써 행해진다.

즉, 하측 성형구 이동부(63)에서는, 모터(63c)를 구동하여 볼나사(63b)를 동기하여 회전시키고, 볼나사(63b)가 나사결합되는 하측 승강판(63a)을 상승시킴으로써, 하측 승강판(63a)의 상면에 장착된 하측 성형구(61)를 상승시킨다. 푸셔(43)가 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입된 상태에 있어서, 하측 성형구 이동부(63)는, 스테이터 코어(10)로부터 아래쪽으로 돌출하는 코일 엔드부(16d)에 하측 성형구(61)를 축 방향으로부터 강하게 가압하여, 코일 엔드부(16d)를 성형한다.

한편, 상측 성형구 이동부(64)에서는, 모터(64c)를 구동하여 볼나사(64b)를 동기하여 회전시키고, 볼나사(64b)가 나사결합되는 상측 승강판(64a)을 하강시킴으로써, 상측 승강판(64a)의 하면에 장착된 상측 성형구(62)를 하강시킨다. 푸셔(43)가 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입된 상태에 있어서, 상측 성형구 이동부(64)는, 스테이터 코어(10)로부터 위쪽으로 돌출하는 코일 엔드부(16c)에 상측 성형구(62)를 축 방향으로부터 강하게 가압하여, 코일 엔드부(16c)를 성형한다.

이와 같이, 스테이터 코어(10)의 양 단면으로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)에 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 축 방향으로부터 강하게 가압하여, 그 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형하면, 도 11에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코어(10)의 단면으로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)의 높이는, 성형 전의 높이보다 낮아진다. 따라서, 본 실시형태의 스테이터의 제조 방법에 의하면, 스테이터 코어(10)의 양 단면으로부터 돌출된 코일 엔드부(16c, 16d)의 높이를 비교적 낮게 할 수 있는 동시에, 전체 주위에 걸쳐 그 높이가 균일해지는 스테이터(9)를 얻을 수 있다.

여기서, 코일 엔드부(16c, 16d)의 성형은, 푸셔(43)를 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입한 상태에서 행해지고 있다. 그러므로, 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 강하게 가압함으로써 코일 엔드부(16c, 16d)가 성형되어도, 푸셔(43)의 존재에 의해, 강하게 가압되는 코일 엔드부(16c, 16d)에 연속하는 변부(16a, 16b)가 각 슬롯(12)으로부터 이탈하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 스테이터의 제조 방법에 의하면, 스테이터 코일(16)의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)으로부터 이탈하는 것을 방지하면서, 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)의 높이를 낮게 할 수 있게 된다.

이와 같이, 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 강하게 가압하여 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형한 후, 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 코일 엔드부(16c, 16d)로부터 이격시키면, 코일 엔드부(16c, 16d)에는, 스프링 백에 의해 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하도록 하는 힘이 생긴다.

한편, 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형하기 전에서는, 슬롯(12)에 삽입된 한 쌍의 변부(16a, 16b)의 일부 또는 전부는, 이른바 스프링 백에 의한 원래로 돌아오려고 하는 복원력에 의해, 슬롯(12)으로부터 내경 방향으로 이동하여 튀어나오려고 하는 힘이 생긴다.

그러나, 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형한 후, 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 코일 엔드부(16c, 16d)로부터 이격시키면, 코일 엔드부(16c, 16d)에 생기는 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하도록 하는 힘에 의해, 한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)으로부터 튀어나오려고 하는 힘은, 스테이터 코어(10)의 외경측으로 이동하여 슬롯(12)에 수납되도록 하는 힘으로 바뀐다.

그러므로, 코일 엔드부(16c, 16d)의 성형 후에 유지홈(23)으로부터 푸셔(43)를 제거했다고 해도, 이른바 스프링 백에 의해, 슬롯(12)에 삽입된 한 쌍의 변부(16a, 16b)의 일부 또는 전부는, 내경 방향으로 이동하여 슬롯(12)으로부터 튀어나와 버리지 않는다.

따라서, 본 발명의 스테이터의 제조 방법 및 스테이터 제조 장치(20)에 의하면, 슬롯(12)에 삽입된 스테이터 코일(16)의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)으로부터 튀어나오는 것을 방지하면서, 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)의 높이를 낮게 하는 것이 가능하게 되는 것이다.

그리고, 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형한 후, 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 스테이터 코어(10)로부터 이격시켜, 유지홈(23)으로부터 푸셔(43)를 제거하는 동시에, 삽통 지그(21)를 스테이터 코어(10)의 내주로부터 빼내는 것에 의해, 스테이터 코어(10)의 슬롯(12)에 스테이터 코일(16)이 조립된 스테이터(9)를 얻을 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 스테이터(9)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 코일 엔드부(16c, 16d)가 컴팩트하며 균일하게 돌출된 상태로 되므로, 스테이터(9) 그 자체나 이 스테이터(9)를 사용하여 만들어지는 모터를 컴팩트화할 수 있다.

그리고, 전술한 실시형태에서는, 푸셔(43)를 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입하여, 한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)에 삽입된 후에, 복수의 스테이터 코일(16)의 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)에 성형구(61, 62)를 축 방향으로부터 강하게 가압하는 경우를 설명하였다.

그러나, 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 슬릿(61b, 62b)이 형성된 부분이 원추형을 이루어 형성된 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 사용하는 경우에는, 그 코일 엔드부(16c, 16d)에 성형구(61, 62)를 가압하면서, 푸셔(43)를 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입하여, 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 슬롯(12)에 삽입할 수도 있다. 즉, 본 실시형태의 스테이터의 제조 방법에서는, 삽통 지그(21)의 복수의 유지홈(23)에 복수의 푸셔(43)를 삽입하는 단계는, 하측 및 상측 성형구(61, 62)에 의해 스테이터 코일(16)의 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형하는 단계와 동시에 행해도 된다.

한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)에 삽입되기 전에, 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 코일 엔드부(16c, 16d)에 접촉시키면, 코일 엔드부(16c, 16d)는, 하측 및 상측 성형구(61, 62)의 복수의 슬릿(61b, 62b)가 형성된 부분에 접촉하게 된다. 그리고, 슬릿(61b, 62b)가 형성된 부분이 원추형을 이루고 있으므로, 그 경사에 의해, 그 부분에 접촉하는 코일 엔드부(16c, 16d)는 외경(外徑) 방향으로 안내되는 것에 의해, 스테이터 코일(16) 전체를 신속하게 외경 방향으로 강하게 가압하여 넓히는 것이 가능하다.

또한, 코일 엔드부(16c, 16d)에 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 강하게 가압하면서, 푸셔(43)에 의해 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 슬롯(12)에 삽입하는 경우에는, 한 쌍의 변부(16a, 16b)를 외경 방향으로 안내하는 푸셔(43)의 축 방향의 이동에 의해, 스테이터 코일(16)이 스테이터 코어(10)의 축 방향 내측으로 돌아오는 것을 방지할 수도 있다.

한편, 푸셔(43)를 대응하는 각각의 유지홈(23)에 삽입하여, 한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)에 삽입된 후에, 복수의 스테이터 코일(16)의 스테이터 코어(10)의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부(16c, 16d)에 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 축 방향으로부터 강하게 가압하는 경우에는, 복수의 슬릿(61b, 62b)가 형성된 부분을 원추형으로 형성할 필요는 없다.

예를 들면, 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 비교적 두께의 판형을 이루는 하측 성형구(61) 및 상측 성형구(62)에 있어서, 중앙공(61a, 62a)로부터 방사상으로 슬릿(61b, 62b)을 형성해도, 그 부분을 두껍게 하면 된다. 이로써, 한 쌍의 변부(16a, 16b)가 슬롯(12)에 삽입된 스테이터 코일(16)의 코일 엔드부(16c, 16d)를 성형하는 부분을 주위홈(M, N)으로서 형성해도 된다.

이와 같은 하측 및 상측 성형구(61, 62)를 코일 엔드부(16c, 16d)에 축 방향으로부터 강하게 가압하면, 복수의 슬릿(61b, 62b)이 형성된 부분이 원추형으로 형성된 하측 및 상측 성형구(61, 62)와 비교하여, 스테이터 코어(10)의 끝에지의 코일 엔드부(16c, 16d)를 주위홈(M, N)의 범위 내에 있어서 확실하게 성형하는 것이 가능해진다. 또한, 코일 엔드부(16c, 16d)를 외주측으로 넓혀 성형하는 것도 가능하므로, 그 후, 스테이터 코어(10)의 내주에 도시하지 않은 로터 등을 삽입하는 후속 단계를 원활하게 행하는 것을 기대할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 상기 실시형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.

전술한 실시형태에서는, 승강대(42)의 승강 수단으로서 볼나사(51)를 모터(52)에 의해 구동하는 경우에 대하여 설명하고 있었지만, 본 발명은 이와 같은 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 이 승강 수단은, 볼나사(51) 및 모터(52)의 조합에 한정되지 않고, 유압(油壓)이나 공기압을 이용해도 되거나, 또는 이들의 조합라도 된다.

본원은 2015년 3월 2일에 일본 특허청에 출원된 특허출원 제2015-39903에 기초한 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 기재된다.

Claims (6)

1. 스테이터 코어(stator core) 내에 삽입할 수 있도록 구성되며, 상기 스테이터 코어의 복수의 슬롯에 대응하여, 슬릿형의 복수의 유지홈이 외주(外周)에 형성되고, 소정 폭 이격된 2개의 상기 유지홈에 스테이터 코일의 한 쌍의 변부(邊部)를 개재(interposition)시키도록 구성되는 삽통 지그(insertion jig);
   선단을 향할수록 폭이 좁아지는 복수의 판형의 푸셔(pusher)가, 상기 삽통 지그의 복수의 상기 유지홈의 위치를 따라 배치되어 있고, 상기 삽통 지그에 상기 스테이터 코일이 개재된 상태에 있어서, 상기 푸셔를 그 선단으로부터 대응하는 각각의 상기 유지홈에 삽입함으로써, 상기 스테이터 코일의 변부를 외경측으로 압출(壓出)하여 각각 대응하는 상기 슬롯에 삽입하도록 구성된 압압 지그(pressing jig);
   상기 한 쌍의 변부가 복수의 상기 슬롯에 삽입된 복수의 상기 스테이터 코일의 상기 스테이터 코어의 끝에지로부터 돌출하는 코일 엔드부에 대향하여 설치된 한 쌍의 성형구; 및
   상기 푸셔가 대응하는 각각의 상기 유지홈에 삽입된 상태에 있어서, 축 방향으로부터 상기 한 쌍의 성형구를 가압함으로써, 상기 코일 엔드부를 성형하는 성형구 이동부;
   를 포함하는 스테이터의 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압압 지그를 상기 삽통 지그에 대하여 승강시키는 승강부를 더 포함하는, 스테이터의 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 승강부에 의한 상기 압압 지그의 상기 삽통 지그에 대한 압압은, 상기 성형구 이동부에 의한 상기 성형구의 상기 코일 엔드부에 대한 압압과 동시에 행하도록 구성되는, 스테이터의 제조 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 성형구의 상기 코일 엔드에 대향하는 중앙 부분은, 원뿔형으로 형성되는, 스테이터의 제조 장치.
5. 미리 감겨진 복수의 스테이터 코일의 한 쌍의 변부를 스테이터 코어의 대응하는 슬롯에 삽입하여 스테이터를 제조하는 스테이터의 제조 방법으로서,
   상기 스테이터 코어의 복수의 슬롯에 대응하여, 슬릿형의 복수의 유지홈이 외주에 형성된 삽통 지그를 준비하는 단계;
   미리 감겨진 복수의 상기 스테이터 코일의 한 쌍의 변부를 소정 폭 이격된 2개의 상기 유지홈에 각각 개재시키는 단계;
   상기 스테이터 코어의 내주(內周)에 상기 삽통 지그를 삽입하여, 상기 유지홈이 상기 스테이터 코어의 대응하는 슬롯에 정합(整合)하도록 위치결정하는 단계;
   선단을 향할수록 폭이 좁아지는 복수의 판형의 푸셔를 대응하는 복수의 상기 유지홈에 선단으로부터 삽입함으로써, 상기 스테이터 코일의 변부를 외경측으로 압출하여 상기 스테이터 코어의 대응하는 상기 슬롯에 삽입하는 단계; 및
   복수의 상기 푸셔를 대응하는 상기 유지홈에 삽입한 상태에서, 상기 스테이터 코어의 끝에지로부터 돌출하는 복수의 상기 스테이터 코일의 코일 엔드부에 성형구를 축 방향으로부터 가압하여 상기 코일 엔드부를 성형하는 단계;
   를 포함하는 스테이터의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 푸셔의 삽입 단계는, 상기 코일 엔드부의 성형 단계와 동시에 행해지는, 스테이터의 제조 방법.
   

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