JP2004064819A - 電機子コイルの成形装置及び成形方法 - Google Patents

電機子コイルの成形装置及び成形方法 Download PDF

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Kaoru Noji
野地 薫
Takahiro Sato
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Abstract

【課題】直巻き方法による電機子コイルのコイルエンド部を成形するのに適した成形方法及び成形装置を提供する。
【解決手段】ステータ1のコイルエンド部6を成形する成形装置10において、コアの内側で径方向に移動して線材を成形する径方向押圧体12と、コアの外側で軸方向に移動して線材を成形する第一軸方向押圧体15と、この径方向押圧体12を線材に押し付ける動作と第一軸方向押圧体15を線材に押し付ける動作を連動させる駆動機構10とを備えた。
【選択図】  図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子コイルの成形方法及び成形装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、インナーロータ式のステータに適用される巻線方法として、線材をティースに直接巻回する直巻き方法と予め巻回した線材をスロット内に押し込むインサータ巻線方法があった。
【0003】
図2は直巻き方法によって線材5が巻回されたステータ1を示し、図3はインサータ巻線方法によって線材5が巻回されたステータ1を示している。
【0004】
インサータ巻線方法によるステータ1では、巻き線のコイルエンド部6が長くなるため、コイルエンド部6を成形する工程が必要となる。
【0005】
従来の成形方法は、プレス板をコア2の軸方向に押し付けてコイルエンド部6を成形する動作と、別のプレス板をコア2の内側から径方向に押し付けてコイルエンド部6を成形する動作をそれぞれ分けて繰り返し段階的に行い、コイルエンド部6を所定寸法に収めるようになっている。このように各プレス板が一緒に動かされないため、コイルエンド部6は線材5に過大な力が働くことがなく成形され、線材5がつぶれたり、絶縁被覆が損傷してショートすることが防止される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、直巻き方法によるステータ1のコイルエンド部6を成形する場合、各プレス板を一緒に動かして成形しても、コイルエンド部6が短いため、線材5に過大な力が働かず、線材5を損傷することなく成形することができる。
【0007】
しかしながら、このような従来の成形方法によっては、短いコイルエンド部6に対応して各プレス板を同時に動かすことができないため、成形作業に手間がかかるという問題点があった。
【0008】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、直巻き方法による電機子コイルのコイルエンド部を成形するのに適した成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、複数のティースが並んで径方向内側に向けて突出するコアに対して線材が巻回される電機子コイルの成形方法に適用する。
【0010】
そして、コアの内側で径方向に移動して線材を成形する径方向押圧体と、コアの外側で軸方向に移動して線材を成形する軸方向押圧体を備え、この径方向押圧体を線材に押し付ける動作と軸方向押圧体を線材に押し付ける動作を連動させることを特徴とするものとした。
【0011】
第2の発明は、複数のティースが並んで径方向内側に向けて突出するコアに対して線材が巻回される電機子コイルの成形装置に適用する。
【0012】
そして、コアの内側で径方向に移動して線材を成形する径方向押圧体と、コアの外側で軸方向に移動して線材を成形する軸方向押圧体と、この径方向押圧体を線材に押し付ける動作と軸方向押圧体を線材に押し付ける動作を連動させる駆動機構とを備えたことを特徴とするものとした。
【0013】
第3の発明は、第2の発明において、径方向押圧体をその周方向について複数の押圧部材に分割し、駆動機構として各押圧部材を径方向に駆動する円錐状のカムを備えたことを特徴とするものとした。
【0014】
第4の発明は、第3の発明において、カムを軸方向押圧体に結合したことを特徴とするものとした。
【0015】
【発明の作用および効果】
第1、第2の発明によると、径方向押圧体と第一軸方向押圧体を一緒に動かしてコイルエンド部を成形することにより、成形作業に手間がかからない。
【0016】
直巻き方法によるステータのコイルエンド部は短いため、径方向押圧体と第一軸方向押圧体を一緒に動かして成形しても、線材に過大な力が働くことを抑えられる。これにより、線材がつぶれたり、絶縁被覆が損傷してショートすることが防止される。
【0017】
第3の発明によると、カムが軸方向押圧体とともに軸方向に移動するのに伴って複数の押圧部材が放射状に拡がってコイルエンド部を成形することにより、成形作業を一度で行うことができ、手間がかからない。
【0018】
第4の発明によると、単一のアクチュエータによって径方向押圧体と軸方向押圧体を動かすことにより、構造の簡素化がはかれる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0020】
図2は、本発明の成形方法が適用される電機子コイルとして、直巻き方法によって線材5が巻回されたステータ1を示す。ステータ1はインナーロータ型3相モータを構成するもので、放射状に並んで内径方向に突出する24個のティース(磁極)3及びスロット4を有し、各ティース3に線材5が巻回されてステータコイルが形成される。この場合、線材5が5個のティース3に渡って巻回される分布巻きが行われる。U,V,Wの各相を構成する巻き線が4個ずつ周方向に並んで形成される。この巻き線は、スロット4内に収まる各コイル部7と、スロット4から出て5個のティース3に渡る各コイルエンド部6を有する。
【0021】
図1は、直巻き方法によるこのステータ1を自動的に成形する本発明の成形装置10を示す。この成形装置10は、ステータ1の外周を軸方向に摺動可能に嵌合させる治具11と、ステータ1の内側で径方向に移動する径方向押圧体12と、ステータ1の外側で軸方向に移動する第一軸方向押圧体15と、この第一軸方向押圧体15との間でステータ1を軸方向に挟む第二軸方向押圧体16と、この径方向押圧体12を押し付けてコイルエンド部6を成形する動作とこの軸方向押圧体15を押し付けてコイルエンド部6を成形する動作を同時に連動させる駆動機構20とを備える。
【0022】
治具11は円筒状に形成され、架台30上に固定して設けられる。ステータ1は治具11の内側に収められることにより、その径方向について位置決めが行われる。
【0023】
径方向押圧体12はその周方向について複数の押圧部材13に分割して形成される。各押圧部材13は、ガイドレール31に沿って摺動することにより、ステータ1の径方向に移動する。ガイドレール31は架台30上に放射状に延びている。
【0024】
各押圧部材13はステータ1の各コイルエンド部6に押し付けられる円筒面状の上下プレス部13aと、各ティース3の先端に対峙して窪む凹部13bとを有する。これにより、各押圧部材13は各ティース3に干渉することなく、上下プレス部13aが各コイルエンド部6をティース3の端面より所定距離だけ径方向外側に押圧することができる。
【0025】
第一、第二軸方向押圧体15,16は円盤状に形成される。ステータ1の上方に配置される第一軸方向押圧体15は架台30から立設した図示しないガイド柱を介してステータ1の軸方向に摺動可能に支持される。ステータ1の下方に配置される第二軸方向押圧体16は架台30上に設けられる。
【0026】
駆動機構20として、各押圧部材13を径方向内側に引き寄せるスプリング21と、このスプリング21に抗して各押圧部材13を径方向外側に駆動する円錐状のカム22と、このカム22と第一軸方向押圧体15を一緒にステータ1の軸方向に駆動する押圧シリンダ23とを備える。
【0027】
各押圧部材13にはカム22に対峙して円錐面状に傾斜する傾斜面13cが形成される。カム22が下降するのに伴って各押圧部材13は傾斜面13cをカム22に摺接させながら円滑に径方向外側へと駆動される。
【0028】
押圧シリンダ23は上下動するロッド24を備え、このロッド24の下端にカム22が固定されるとともに、ロッド24から径方向に延びるアーム25を介して第一軸方向押圧体15が固定される。
【0029】
次に成形装置10によるステータ1の成形方法について説明する。
▲1▼図示しない巻線装置によってコア2に線材5が直接に巻回されたステータ1を成型装置10の治具11にセットする。
▲2▼押圧シリンダ23がロッド24を下降させ、カム22を介して各押圧部材13を径方向外側に駆動するとともに、これに連動して第一軸方向押圧体15を下降させ、各コイルエンド部6を第一軸方向押圧体15と第二押圧体16及び各押圧部材13の間で圧縮し、コイルエンド部6を所定寸法に収める。
▲3▼押圧シリンダ23がロッド24を上昇させ、カム22及び第一軸方向押圧体15を上昇させ、ステータ1を治具11から取り出す。
【0030】
このように径方向押圧体12と第一軸方向押圧体15を一緒に動かしてコイルエンド部6を成形することにより、成形作業に手間がかからない。
【0031】
直巻き方法によるステータ1のコイルエンド部6は短いため、径方向押圧体12と第一軸方向押圧体15を一緒に動かして成形しても、線材5に過大な力が働くことを抑えられる。これにより、線材5がつぶれたり、絶縁被覆が損傷してショートすることが防止される。
【0032】
径方向押圧体12はその周方向について複数の押圧部材13に分割され、カム22が下降するのに伴って放射状に拡がってコイルエンド部6を成形することにより、成形作業を一度で行うことができ、手間がかからない。
【0033】
単一の押圧シリンダ23によって径方向押圧体12と第一軸方向押圧体15を一緒に動かすことにより、構造の簡素化がはかれる。
【0034】
なお、コイルエンド部6の成形時に第一軸方向押圧体15と第二軸方向押圧体16をともに動かして、ステータ1を軸方向に挟むようにしても良い。
【0035】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す成形装置の構成図。
【図2】同じくステータの斜視図。
【図3】従来例を示すステータの斜視図。
【符号の説明】
1 ステータ
6 コイルエンド部
10 成形装置
11 治具
12 径方向押圧体
13 押圧部材
15 第一軸方向押圧体
16 第二軸方向押圧体
20 駆動機構
22 カム
23 押圧シリンダ

Claims (4)

  1. 複数のティースが並んで径方向内側に向けて突出するコアに対して線材が巻回される電機子コイルの成形方法において、
    コアの内側で径方向に移動して線材を成形する径方向押圧体と、コアの外側で軸方向に移動して線材を成形する軸方向押圧体を備え、この径方向押圧体を線材に押し付ける動作と軸方向押圧体を線材に押し付ける動作を連動させることを特徴とする電機子コイルの成形方法。
  2. 複数のティースが並んで径方向内側に向けて突出するコアに対して線材が巻回される電機子コイルの成形装置において、
    コアの内側で径方向に移動して線材を成形する径方向押圧体と、コアの外側で軸方向に移動して線材を成形する軸方向押圧体と、この径方向押圧体を線材に押し付ける動作と軸方向押圧体を線材に押し付ける動作を連動させる駆動機構とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の電機子コイルの成形装置。
  3. 前記径方向押圧体をその周方向について複数の押圧部材に分割し、
    前記駆動機構として各押圧部材を径方向に駆動する円錐状のカムを備えたことを特徴とする請求項2に記載の電機子コイルの成形装置。
  4. 前記カムを前記軸方向押圧体に結合したことを特徴とする請求項3に記載の電機子コイルの成形装置。
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