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技術 コイル挿入方法及びコイル挿入装置

出願人 三工機器株式会社住友重機械工業株式会社
発明者 深渡剛守谷幸次山本泰三
出願日 2015年9月24日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2015-186705
公開日 2017年3月30日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-063529
状態 特許登録済
技術分野 電動機、発電機の製造
主要キーワード コイル保持具 退避溝 押し上げ操作 コイルセット 挿入荷重 直接コイル トルクムラ コイルホルダ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年3月30日)のものです。
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図面 (12)

課題

コイル挿入荷重を低くすることができるようにしたコイル挿入方法及びコイル挿入装置を提供する。

解決手段

ステータコア16の内歯17に対応して円環状に配列された複数本ブレード15を有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙を介して、コイルCをステータコアの対応するスロットに挿入する際、前記ブレードの内側に配置され、前記ブレードの間隙入り込むフィンを有さず、内径方向にコイル退避用の溝を有するリフタ20によって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げ、次いで、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有するストリッパ25,30を上昇させて、前記コイルをステータコアの対応するスロットに挿入する。

概要

背景

ステータコアコイルを装着する方法としては、ステータコアの内歯直接コイル巻付け直巻方法と、巻線したコイルをコイル挿入治具に保持させておき、コイル挿入装置によってステータコアのスロットに挿入するコイル挿入方法とが採用されている。このうち、コイル挿入方法は、生産性がよく、パラ巻線されたコイルにも適用できるので、汎用されている方法である。

コイル挿入方法では、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本ブレードを有するコイル挿入治具を用い、このコイル挿入治具のブレードの所定間隙にコイルを保持させておき、ブレードの先端部をステータコアの内歯に嵌合させてステータコアに挿入し、その状態でブレードの間隙及び内歯の間隙に入り込むフィンを有するストリッパでコイルを押し上げて、コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するようにしている。

このようなコイル挿入装置として、下記特許文献1には、ステータコアの内歯に対応して配列された複数本のブレードと、これらのブレード間に引き掛けられたコイルをステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを備えたコイル挿入装置において、コイルを挿入しようとするスロットに隣接する内歯の、前記ストリッパの押し込み方向に位置する端面に当接し、コイル挿入時に前記端面を押え続ける内歯押えを設けたことを特徴とするコイル挿入装置が開示されている。

一方、従来のコイル挿入方法では、各磁極に対して同心巻きされたコイルしか形成できないので、そのようなステータコアを用いたモータは、局所的にコイルが重なるため、コイルエンド寸法が大きくなってしまう。

このような問題を解決するため、ステータコアの端面から見たときコイル同士が螺旋状に重なった形態をなすステータ(以下「螺旋巻きステータ」とする)が知られている。このステータは、コイルエンドが短く、その高さが比較的均一でコンパクトな形状となると共に、モータとしたときのトルクムラが小さく、モータの振動騒音を低減させることができるという優れた特性を有している。

そして、このような螺旋巻きステータを作るため、下記特許文献2には、コイル保持具に、全体として螺旋状に重なり合った状態にコイルをセットする方法が提案されている。この方法は、コイル保持具に、最初にセットする開始側ステータコイルを基準として所定の一方向となるコイルセット方向に順次重ね合わせながらコイルをセットし、開始側ステータコイルの一方の片側のセット位置に対して他方の片側を同一位置又は超える位置にセットする終了側ステータコイルについては、当該ステータコイルを前記開始側ステータコイルに潜り込ませるようにしてセットすることを特徴としている。

概要

コイル挿入荷重を低くすることができるようにしたコイル挿入方法及びコイル挿入装置を提供する。ステータコア16の内歯17に対応して円環状に配列された複数本のブレード15を有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙を介して、コイルCをステータコアの対応するスロットに挿入する際、前記ブレードの内側に配置され、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有さず、内径方向にコイル退避用の溝を有するリフタ20によって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げ、次いで、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有するストリッパ25,30を上昇させて、前記コイルをステータコアの対応するスロットに挿入する。

目的

本発明の目的は、コイル挿入荷重を低くすることができるようにしたコイル挿入方法及びコイル挿入装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ステータコア内歯に対応して円環状に配列された複数本ブレードを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙を介して、コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するコイル挿入方法において、前記ブレードの内側に配置され、前記ブレードの間隙入り込むフィンを有さず、内径方向にコイル退避用の溝を有するリフタによって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げるリフト工程と、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有するストリッパを上昇させて、前記コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するコイル挿入工程と、を含むことを特徴とするコイル挿入方法。

請求項2

前記コイルは、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルであり、前記コイル挿入工程は、前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパを上昇させて、前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入する上コイル挿入工程と、前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパを上昇させて、前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入する下コイル挿入工程とを含む請求項1記載のコイル挿入方法。

請求項3

前記上コイル挿入工程により、ステータコアのスロットの一つおきに、前記コイルの一側を挿入し、前記下コイル挿入工程により、ステータコアの残ったスロットに前記コイルの他側を挿入する、請求項2記載のコイル挿入方法。

請求項4

前記リフト工程において、コイルエンドが、ブレードの上端と同じかそれ以上の高さとなるまで、コイルを持ち上げる、請求項2又は3記載のコイル挿入方法。

請求項5

ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに挿入するコイル挿入方法において、 前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパを上昇させて、前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入する上コイル挿入工程と、 前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパを上昇させて、前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入する下コイル挿入工程とを含むことを特徴とするコイル挿入方法。

請求項6

ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具と、前記ブレードの所定間隙を介して、コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するコイル押圧手段とを備えたコイル挿入装置において、前記コイル押圧手段は、前記ブレードの内側に配置され、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有さず、内径方向にコイル退避用の溝を有するリフタと、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有するストリッパとを有し、前記リフタを押し上げてコイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げ、次いで前記ストリッパを押し上げて前記コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するように構成されていることを特徴とするコイル挿入装置。

請求項7

前記コイルは、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルであり、前記ストリッパは、前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパと、前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパとを有し、前記リフタを押し上げてコイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げ、次いで前記第1ストリッパを押し上げて前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入し、次いで前記第2ストリッパを押し上げて前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入するように構成されている請求項6記載のコイル挿入装置。

請求項8

前記第1ストリッパは、ステータコアのスロットの一つおきに対応するフィンを有し、前記第2ストリッパは、ステータコアの残ったスロットに対応するフィンを有する、請求項7記載のコイル挿入装置。

請求項9

前記リフタは、コイルエンドが、ブレードの上端と同じかそれ以上の高さとなるまで、コイルを持ち上げるように構成されている請求項7又は8記載のコイル挿入装置。

請求項10

前記リフタは、前記ブレードの内周側に当接するブレード当接面と、該ブレード当接面どうしの間に形成された前記コイル退避用の溝とを有し、前記第1ストリッパのフィン及び前記第2ストリッパのフィンは、前記リフタのコイル退避用の溝と、前記ブレードの間隙と、前記ステータコアのスロットの入口とに挿入されると共に、押し上げ操作の際に、前記リフタよりも突出する形状を有する請求項7〜9のいずれか1つに記載のコイル挿入装置。

請求項11

ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具と、前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに挿入するコイル押圧手段とを備えたコイル挿入装置において、前記コイル押圧手段は、前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパと、 前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパとを有し、 前記第1ストリッパを押し上げて前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入し、次いで前記第2ストリッパを押し上げて前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入するように構成されていることを特徴とするコイル挿入装置。

技術分野

0001

本発明は、ステータコアスロットコイル挿入治具を介してコイルを挿入するコイル挿入方法及びコイル挿入装置に関する。

背景技術

0002

ステータコアにコイルを装着する方法としては、ステータコアの内歯直接コイル巻付け直巻方法と、巻線したコイルをコイル挿入治具に保持させておき、コイル挿入装置によってステータコアのスロットに挿入するコイル挿入方法とが採用されている。このうち、コイル挿入方法は、生産性がよく、パラ巻線されたコイルにも適用できるので、汎用されている方法である。

0003

コイル挿入方法では、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本ブレードを有するコイル挿入治具を用い、このコイル挿入治具のブレードの所定間隙にコイルを保持させておき、ブレードの先端部をステータコアの内歯に嵌合させてステータコアに挿入し、その状態でブレードの間隙及び内歯の間隙に入り込むフィンを有するストリッパでコイルを押し上げて、コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するようにしている。

0004

このようなコイル挿入装置として、下記特許文献1には、ステータコアの内歯に対応して配列された複数本のブレードと、これらのブレード間に引き掛けられたコイルをステータコアの対応するスロットに押し込むストリッパとを備えたコイル挿入装置において、コイルを挿入しようとするスロットに隣接する内歯の、前記ストリッパの押し込み方向に位置する端面に当接し、コイル挿入時に前記端面を押え続ける内歯押えを設けたことを特徴とするコイル挿入装置が開示されている。

0005

一方、従来のコイル挿入方法では、各磁極に対して同心巻きされたコイルしか形成できないので、そのようなステータコアを用いたモータは、局所的にコイルが重なるため、コイルエンド寸法が大きくなってしまう。

0006

このような問題を解決するため、ステータコアの端面から見たときコイル同士が螺旋状に重なった形態をなすステータ(以下「螺旋巻きステータ」とする)が知られている。このステータは、コイルエンドが短く、その高さが比較的均一でコンパクトな形状となると共に、モータとしたときのトルクムラが小さく、モータの振動騒音を低減させることができるという優れた特性を有している。

0007

そして、このような螺旋巻きステータを作るため、下記特許文献2には、コイル保持具に、全体として螺旋状に重なり合った状態にコイルをセットする方法が提案されている。この方法は、コイル保持具に、最初にセットする開始側ステータコイルを基準として所定の一方向となるコイルセット方向に順次重ね合わせながらコイルをセットし、開始側ステータコイルの一方の片側のセット位置に対して他方の片側を同一位置又は超える位置にセットする終了側ステータコイルについては、当該ステータコイルを前記開始側ステータコイルに潜り込ませるようにしてセットすることを特徴としている。

先行技術

0008

特許4820511号公報
特開2007−336720号公報

発明が解決しようとする課題

0009

上記特許文献1では、コイル挿入時にステータコアの端面を押え続ける内歯押えを設けて、ステータコアのスロットにコイルを高密度で挿入しても、ステータコアの内歯がめくれ上がらないようにしているが、コイルにかかる摩擦力を低減することはできないので、コイルの挿入荷重が高くなり、コイルが損傷しやすくなるという問題があった。

0010

上記特許文献2では、コイルがコイル保持具に、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを、ストリッパによって押し上げてステータコアのスロットに挿入するので、次のような問題があった。

0011

図10は、上記コイル挿入時の状態を示す説明図である。ステータコア16は、複数の内歯17と、内歯17の間に形成されたスロット18を有している。コイル挿入治具のブレード15は、内歯17の内側に嵌合して配置されている。コイルCは、ブレード15の所定の間隙に挿入されて、コイルCの一側Caが隣接するコイルCの上に重なって所定間隙に入り、コイルCの他側Cbが上記と反対側に隣接するコイルCの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされている。ストリッパ50は、その外周に、ブレード15の隙間及びスロット18内に挿入されるフィン51を有している。

0012

この状態で、ストリッパ50を押し上げると、ストリッパ50のフィン51が、ブレード15の隙間に入ったコイルCをスロット18に押し込む。この場合、上側に位置するコイルの一側(以下「上コイル」とも称する)Caは、比較的低抵抗で挿入できるものの、下側に位置するコイルの他側(以下「下コイル」とも称する)Cbは、その上に位置する、隣接するコイルCによって経路を塞がれるため、挿入荷重が著しく高くなり、コイルの損傷や変形を起こす可能性があった。

0013

したがって、本発明の目的は、コイル挿入荷重を低くすることができるようにしたコイル挿入方法及びコイル挿入装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0014

上記目的を達成するため、本発明の1つは、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙を介して、コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するコイル挿入方法において、前記ブレードの内側に配置され、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有さず、内径方向にコイル退避用の溝を有するリフタによって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げるリフト工程と、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有するストリッパを上昇させて、前記コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するコイル挿入工程と含むことを特徴とするコイル挿入方法を提供するものである。

0015

本発明のコイル挿入方法によれば、リフト工程によって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げておくことにより、コイル挿入工程の際、コイルを対応するスロットにスムーズに挿入でき、コイル挿入荷重を低減することができる。

0016

本発明のコイル挿入方法においては、前記コイルは、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルであり、前記コイル挿入工程は、前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパを上昇させて、前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入する上コイル挿入工程と、前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパを上昇させて、前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入する下コイル挿入工程とを含むことが好ましい。

0017

これによれば、リフト工程によって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げておくことにより、上コイル挿入工程の際、コイルの一側に対して他側が引っ張られることを軽減して、コイルの一側を対応するスロットにスムーズに挿入でき、また、下コイル挿入工程の際、隣接するコイルの一側が既にスロットに挿入されているので、コイルの他側を対応するスロットにスムーズに挿入できる。その結果、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに低荷重で挿入することができ、コイルの絶縁被覆の損傷等を防止できる。

0018

本発明のコイル挿入方法においては、前記上コイル挿入工程により、ステータコアのスロットの一つおきに、前記コイルの一側を挿入し、前記下コイル挿入工程により、ステータコアの残ったスロットに前記コイルの他側を挿入することが好ましい。

0019

これによれば、リフト工程、上コイル挿入工程及び下コイル挿入工程からなる一連の工程を1回行うだけで、ステータコアの全スロットにコイルを挿入して、ステータコアの端面から見たとき、コイルエンドが螺旋状に重なった形状をなすステータを製造できる。

0020

本発明のコイル挿入方法においては、前記リフト工程において、コイルエンドが、ブレードの上端と同じかそれ以上の高さとなるまで、コイルを持ち上げることが好ましい。

0021

これによれば、上コイル挿入工程の際、コイルの一側に対して他側が引っ張られることをより効果的に軽減して挿入抵抗を軽減できると共に、コイルの一側がスロットに挿入された状態で、コイルの他側をできるだけ高い位置に保持させて、下コイル挿入工程の際の挿入抵抗もより低減できる。

0022

本発明のもう1つは、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに挿入するコイル挿入方法において、 前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパを上昇させて、前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入する上コイル挿入工程と、 前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパを上昇させて、前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入する下コイル挿入工程とを含むことを特徴とするコイル挿入方法を提供するものである。

0023

本発明のコイル挿入方法によれば、下コイル挿入工程の際、隣接するコイルの一側が既にスロットに挿入されているので、コイルの他側を対応するスロットにスムーズに挿入できる。その結果、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに低荷重で挿入することができ、コイルの絶縁被覆の損傷等を防止できる。

0024

本発明のもう1つは、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具と、前記ブレードの所定間隙を介して、コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するコイル押圧手段とを備えたコイル挿入装置において、前記コイル押圧手段は、前記ブレードの内側に配置され、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有さず、内径方向にコイル退避用の溝を有するリフタと、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有するストリッパとを有し、前記リフタを押し上げてコイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げ、次いで前記ストリッパを押し上げて前記コイルをステータコアの対応するスロットに挿入するように構成されていることを特徴とするコイル挿入装置を提供するものである。

0025

本発明のコイル挿入装置によれば、リフタによって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げておくことにより、ストリッパによりコイルを挿入する際、コイルを対応するスロットにスムーズに挿入でき、コイル挿入荷重を低減することができる。

0026

本発明のコイル挿入装置においては、前記コイルは、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルであり、前記ストリッパは、前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパと、前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパとを有し、前記リフタを押し上げてコイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げ、次いで前記第1ストリッパを押し上げて前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入し、次いで前記第2ストリッパを押し上げて前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入するように構成されていることが好ましい。

0027

これによれば、リフタによって、コイルをブレードの上端部近傍まで持ち上げておくことにより、第1ストリッパによりコイルの一側を挿入する際、コイルの一側に対して他側が引っ張られることを軽減して、コイルの一側を対応するスロットにスムーズに挿入でき、また、第2ストリッパによりコイルの他側を挿入する際、隣接するコイルの一側が既にスロットに挿入されているので、コイルの他側を対応するスロットにスムーズに挿入できる。その結果、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに低荷重で挿入することができ、コイルの絶縁被覆の損傷等を防止できる。

0028

本発明のコイル挿入装置においては、前記第1ストリッパは、ステータコアのスロットの一つおきに対応するフィンを有し、前記第2ストリッパは、ステータコアの残ったスロットに対応するフィンを有することが好ましい。

0029

リフタ、第1ストリッパ及び第2ストリッパによる一連のコイル押し上げ操作を1回行うだけで、ステータコアの全スロットにコイルを挿入して、ステータコアの端面から見たとき、コイルエンドが螺旋状に重なった形状をなすステータを製造できる。
本発明のコイル挿入装置においては、前記リフタは、コイルエンドが、ブレードの上端と同じかそれ以上の高さとなるまで、コイルを持ち上げるように構成されていることが好ましい。

0030

これによれば、第1ストリッパによりコイルの一側を押し上げる際、コイルの一側に対して他側が引っ張られることをより効果的に軽減して挿入抵抗を軽減できると共に、コイルの一側がスロットに挿入された状態で、第2ストリッパによりコイル押し上げる際、コイルの他側をできるだけ高い位置に保持させて、コイルの他側の挿入抵抗もより低減できる。

0031

本発明のコイル挿入装置においては、前記リフタは、前記ブレードの内周側に当接するブレード当接面と、該ブレード当接面どうしの間に形成された前記コイル退避用の溝とを有し、前記第1ストリッパのフィン及び前記第2ストリッパのフィンは、前記リフタのコイル退避用の溝と、前記ブレードの間隙と、前記ステータコアのスロットの入口とに挿入されると共に、押し上げ操作の際に、前記リフタよりも突出する形状を有することが好ましい。

0032

これによれば、リフタによって持ち上げられたコイルを、第1ストリッパ、第2ストリッパにより、ステータコアのスロットに確実に挿入することができる。

0033

本発明のもう1つは、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具と、前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに挿入するコイル押圧手段とを備えたコイル挿入装置において、 前記コイル押圧手段は、前記コイルの一側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第1ストリッパと、前記コイルの他側が挿入されるスロットに対応する、前記ブレードの間隙に入り込むフィンを有する第2ストリッパとを有し、 前記第1ストリッパを押し上げて前記コイルの一側をステータコアの対応するスロットに挿入し、次いで前記第2ストリッパを押し上げて前記コイルの他側をステータコアの対応するスロットに挿入するように構成されていることを特徴とするコイル挿入装置を提供するものである。

0034

本発明のコイル挿入装置によれば、第2ストリッパによりコイルの他側を挿入する際、隣接するコイルの一側が既にスロットに挿入されているので、コイルの他側を対応するスロットにスムーズに挿入できる。その結果、螺旋状に重なり合った状態にセットされた螺旋状重なりコイルを、ステータコアの対応するスロットに低荷重で挿入することができ、コイルの絶縁被覆の損傷等を防止できる。

発明の効果

0035

本発明によれば、コイル挿入荷重を低減することができる。

図面の簡単な説明

0036

本発明によるコイル挿入装置の一実施形態を示す正面図である。
コイル挿入治具にコイルを螺旋状に重なり合った状態にセットした状態を示す斜視図である。
コイル挿入治具にコイルを螺旋状に重なり合った状態にセットした状態を示す平面図である。
同コイル挿入装置におけるブレードと、リフタと、第1ストリッパと、第2ストリッパの構造を示す斜視図である。
同コイル挿入装置において、ステータコアにブレードを挿入した状態における、(a)は全体断面図、(b)は部分拡大断面図である。
同コイル挿入装置において、リフタを上昇させる状態を示し、(a)はリフタの上昇前の状態、(b)はリフタを途中まで上昇させた状態を示す斜視図である。
同コイル挿入装置において、リフタに続いて第1ストリッパを上昇させる状態を示し、(a)はリフタを上昇させた状態、(b)は第1ストリッパを途中まで上昇させた状態、(c)は第1ストリッパを完全に上昇させた状態を示す斜視図である。
同コイル挿入装置において、第1ストリッパを上昇させた状態を示し、(a)は要部斜視図、(b)は部分拡大断面図である。
同コイル挿入装置において、第2ストリッパを上昇させた状態を示す斜視図である。
従来のコイル挿入装置を用いて、コイル挿入治具に螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを挿入する状態を示し、(a)は斜視図、(b)は部分拡大斜視図である。
本発明のコイル挿入装置及び従来のコイル挿入装置を用いてコイルを挿入したときの挿入荷重の変化を示す図表である。

0037

以下、本発明のコイル挿入装置の一実施形態を、図1〜9を参照して説明する。

0038

図1に示すように、このコイル挿入装置10は、テーブル19を有し、テーブル19上にはコイル挿入治具11が設置されている。コイル挿入治具11の上部には、コアホルダ12を介して、後述するステータコアが支持されている。コイル挿入装置10のテーブル19の下方には、後述する駆動部13が設置されている。

0039

図2、3に示すように、コイル挿入治具11は、本体ケース14と、この本体ケース14に基部を保持され、環状に配列された複数本のブレード15とを有している。コイルCは、それらの両側をブレード15の所定の間隙に挿入されて、ブレード15に引き掛けられてセットされている。このとき、この実施形態では、コイルの一側(上コイル)が隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、コイルの他側(下コイル)が上記と反対側に隣接するコイルの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされる。なお、コイルCとしては、単線パラ線のいずれも適用可能である。

0040

ブレード15の上部は、ステータコア16の対応する内歯17の内側面に嵌合してステータコア16に挿入され、ブレード15の上端部は、ステータコア16の上端面からやや突出するように配置される。ステータコア16は、実際には、図1に示したように、コアホルダ12を介して支持されている。

0041

このようにコイルCをコイル挿入治具11にセットする方法としては、特に限定されないが、例えば、前述した特許文献1(特許4820511号公報)や、特許57722698号公報などに記載された方法を採用することができる。

0042

図4に示すように、このコイル挿入装置10においては、ブレード15の内側に、リフタ20と、第1ストリッパ25と、第2ストリッパ30とが配置されている。この実施形態では、第1ストリッパ25と第2ストリッパ30とが、本発明におけるストリッパを構成している。

0043

リフタ20は、ほぼ円盤状の基部21と、基部21の外周から放射状かつ上方に向けて突出し、各ブレード15の内側に対応して配置された突出部22と、各突出部22の間に設けられたコイル退避溝23とを有している。リフタ20は、図示しない駆動軸によって昇降可能に支持されている。

0044

リフタ20の下方には、第1ストリッパ25が配置されている。第1ストリッパ25は、ほぼ円盤状の支持板26と、支持板26の外周から放射状かつ上方に向けて突出したフィン27とを有している。フィン27は、ブレード15の間隙及び内歯17の間隙に、1つ置きに挿入されるようになっている。第1ストリッパ25がリフタ20の下面に当接した際、フィン27は、リフタ20よりも上方に突出するようになっている。

0045

第1ストリッパ25の下方には、第2ストリッパ30が配置されている。第2ストリッパ30は、ほぼ円盤状の支持板31と、支持板31の外周から放射状かつ上方に向けて突出したフィン32とを有している。フィン32は、前記フィン27が挿入されない、ブレード15の間隙及び内歯17の間隙に、1つ置きに挿入されるようになっている。第2ストリッパ30が第1ストリッパ25の下面に当接した際、フィン32は、リフタ20よりも上方に突出するようになっている。

0046

図5に示すように、リフタ20の各突出部22は、対応するブレード15の内側に配置され、リフタ20が上昇すると、ブレード15の間隙に保持されたコイルCは、リフタ20のコイル退避溝23に挿入されるようになっている。したがって、リフタ20が上昇してコイルCを押し上げても、コイルCは、コイル退避溝23に挿入され、その状態では、ステータコア16のスロット18に挿入されないようになっている。

0047

再び図1を参照すると、駆動部13には、リフタ20、第1ストリッパ25、第2ストリッパ30をそれぞれ独立して昇降動作させる機構が設けられている。

0048

リフタ20を昇降動作させる機構は、第1モータ43と、第1モータ43によって回転するボールネジ44と、ボールネジ44の回転によって昇降動作する第1昇降部45とで構成されている。そして、第1昇降部45に取付けられた図示しない駆動軸が、リフタ20の基部21(図4参照)に連結され、第1昇降部45の昇降に伴って、リフタ20が昇降動作するようになっている。

0049

第1ストリッパ25を昇降動作させる機構は、第2モータ40と、第2モータ40によって回転するボールネジ41と、ボールネジ41の回転によって昇降動作する第2昇降部42とで構成されている。そして、第2昇降部42に取付けられた図示しない駆動軸(第1昇降部45に取付けられた駆動軸の外周に配置された筒状の軸)が、第1ストリッパ25の支持板26(図4参照)に連結され、第2昇降部42の昇降に伴って、第1ストリッパ25が昇降動作するようになっている。

0050

第2ストリッパ30を昇降動作させる機構は、第3モータ35と、第3モータ35によって回転するボールネジ36と、ボールネジ36の回転によって昇降動作する第3昇降部37とで構成されている。そして、第3昇降部37に取付けられた図示しない駆動軸(第2昇降部42に取付けられた駆動軸の外周に配置された筒状の軸)が、第2ストリッパ30の支持板31(図4参照)に連結され、第3昇降部37の昇降に伴って、第2ストリッパ30が昇降動作するようになっている。

0051

次に、上記コイル挿入装置10を用いた、本発明のコイル挿入方法の一実施形態を説明する。

0052

コイルCは、図2,3に示すように、コイルCの一側(上コイル)Caが隣接するコイルCの上に重なって所定間隙に入り、コイルCの他側(下コイル)Cbが上記と反対側に隣接するコイルCの下になって所定間隙に入るように、螺旋状に重なり合った状態にセットされる。

0053

そして、図6(a)に示すように、ブレード15の上部を、対応する内歯17の内側面に嵌合させて、ステータコア16の内側に挿入する。この操作は、図1におけるコイルホルダ12を下降させることによってなされる。このとき、リフタ20、第1ストリッパ25及び第2ストリッパ30は、ステータコア16の下方に位置している。

0054

次に、図1に示した第1モータ43の作動により、第1昇降部45を上昇させると、図示しない駆動軸を介して、図6(b)に示すように、リフタ20が上昇し、ブレード15の所定の間隙に挿入されたコイルCを持ち上げる。なお、図6においては、便宜上、隣接する2個のコイルだけを図示しているが、実際には、図3に示したように、螺旋状に重なり合って設置された複数のコイルが設けられる。以下の図7〜9においても同様である。

0055

図7(a)は、リフタ20が上限位置まで上昇した状態を示している。コイルCは、リフタ20によって持ち上げられ、コイルエンド(コイルの上端部)が、ブレード15の上端近傍、好ましくはブレード15の上端と同じかそれ以上の高さとなるまで達している。このとき、図5(b)に示すように、コイルCは、リフタ20の突出部22の間に形成されたコイル退避溝23に入り込み、少なくともその上端部は、ブレード15の隙間を通ってスロット18に入り込んではいない。したがって、リフタ20が上昇しても、コイルCは、ブレード15の隙間からスロット18に押し込まれないので、挿入荷重が大きくなることはない。

0056

次に、図1に示した第2モータ40の作動により、第2昇降部42を上昇させると、図示しない駆動軸を介して、図7(b)、(c)に示すように、第1ストリッパ25が上昇する。第1ストリッパ25が上昇すると、第1ストリッパ25のフィン27が、対応するブレード15及び内歯17の間隙に挿入され、同間隙に保持されたコイルCの一側(上コイル)Caを持ち上げて、対応するスロット18に挿入する。

0057

図8(a)、(b)に示すように、第1ストリッパ25のフィン27は、隣接するコイルCの上に重なる、コイルCの一側(上コイル)Caが保持されたブレード15の間隙に対応して1つ置きに配置されており、上記上コイルCaを、ブレード15の間隙を通し、更にステータコア16の内歯17の間隙を通して、スロット18に挿入するようになっている。このとき、リフタ20によって、コイルCは、そのコイルエンドがステータコア16の上端面近傍まで達しており、上コイルCaだけをスロット18に挿入するため、コイル挿入荷重は比較的低くてすむ。

0058

次に、図1に示した第3モータ35の作動により、第3昇降部37を上昇させると、図示しない駆動軸を介して、図9に示すように、第2ストリッパ30が上昇する。第2ストリッパ30が上昇すると、第2ストリッパ30のフィン32が、対応するブレード15及び内歯17の間隙に挿入され、同間隙に保持されたコイルCの他側(下コイル)Cbを持ち上げて、対応するスロット18に挿入する。

0059

第2ストリッパ30のフィン32は、上コイルCaとは反対側に隣接するコイルの下になるコイルCの他側Cb(下コイル)が保持されたブレード15の間隙に対応して1つ置きに配置されており、上記下コイルCbを、ブレード15の間隙を通し、更にステータコア16の内歯17の間隙を通して、スロット18に挿入するようになっている。このとき、リフタ20によって、コイルCは、そのコイルエンドがブレード15の上端部近傍まで達しており、上コイルCaが既にスロット18に挿入された状態であるため、コイル挿入荷重は比較的低くてすむ。

0060

こうして、螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルCを、比較的低い挿入荷重で、ステータコア16のスロット18に挿入することができる。

0061

なお、上記実施形態は、螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルCに適用できるように、ストリッパが、第1ストリッパ25と、第2ストリッパ30とを有する態様となっているが、本発明は、通常の同心巻となるようにセットされたコイルにも適用することができる。その場合には、リフタ20を有する点は同じであるが、ストリッパは、第1ストリッパ25と第2ストリッパ30とが一体化した1個のストリッパで構成することができる。

0062

同心巻コイルにおいても、ステータコアのスロットにコイルを高密度で挿入すると、コイル挿入荷重が高くなるが、リフタ20によってコイルを持ち上げておき、その状態でストリッパを押し上げてコイルを挿入すると、コイル挿入荷重を著しく低減できることがわかった。

0063

また、上記実施形態においては、リフタ20、第1ストリッパ25および第2ストリッパ30が別体に構成され、リフタ20でコイルCを持ち上げた後に、第1ストリッパ25を上昇させてコイルCの一側Caをスロット18に挿入し、次いで第2ストリッパ30を上昇させてコイルCの他側Cbをスロット18に挿入した。しかし、螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルCを挿入する場合には、これに限定されるものではなく、例えば、リフタ20と第1ストリッパ25を一体に構成し、第1ストリッパを上昇させてコイルCを持ち上げつつ、コイルCの一側Caをスロット18に挿入した後、第2ストリッパを上昇させてコイルCの他側Cbをスロット18に挿入するようにしてもよい。この場合にも、コイルCの他側Cbの挿入荷重を低減することができる。なお、このようにリフタ20と第1ストリッパ25を一体に構成する場合には、リフタ20に設けられていたコイル退避溝23は不要である。

0064

<比較例1>
リフタを有さない従来のコイル挿入装置によって、コイル挿入治具に同心巻となるようにセットされたコイルを、ステータコアに挿入した。そのときの挿入荷重を測定して、図11曲線Aで示した。

0065

<比較例2>
リフタを有さない従来のコイル挿入装置によって、図10に示すように、コイル挿入治具に螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを、ステータコアに挿入した。そのときの挿入荷重を測定して、図11の曲線Bで示した。

0066

<実施例1>
図1〜9に示した本発明のコイル挿入装置によって、コイル挿入治具に螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを、ステータコアに挿入した。そのときの挿入荷重を測定して、図11の曲線Cで示した。なお、比較例1,2、実施例1のいずれも、ステータコア及びコイルの仕様は同じである。

0067

図11の曲線Aに示されるように、同心巻となるようにセットされたコイルを、従来のコイル挿入装置で挿入すると、挿入荷重は緩やかに上昇し、緩やかに下降する。しかし、ピーク時の挿入荷重は、かなり高くなる。

0068

図11の曲線Bに示されるように、螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを、従来のコイル挿入装置で挿入すると、挿入工程の後半に挿入荷重が著しく上昇し、コイルに強い摩擦抵抗がかかることがわかる。

実施例

0069

図11の曲線Cに示されるように、螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを、本発明のコイル挿入装置で挿入すると、特に挿入工程後半の挿入荷重が著しく低減し、挿入工程全体としても、最も低い挿入荷重でコイルを挿入できることがわかる。

0070

10コイル挿入装置
11コイル挿入治具
12コアホルダ
13 駆動部
14 本体ケース
15ブレード
16ステータコア
17内歯
18スロット
20リフタ
21 基部
22 突出部
23コイル退避溝
25 第1ストリッパ
26支持体
27フィン
30 第2ストリッパ
31 支持板
32 フィン
35 第3モータ
36ボールネジ
37 第3昇降部
40 第2モータ
41 ボールネジ
42 第2昇降部
43 第1モータ
44 ボールネジ
45 第1昇降部
C コイル
Ca コイルの一側(上コイル)
Cbコイルの他側(下コイル)

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