JP2005102402A - ステータ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線コイルの挿入配置及び巻線コイルの形状の成形と、次に挿入配置を行う巻線コイルの形成とを並行して行うことができ、ステータを製造するための時間を短縮できるステータ製造装置を提供すること。
【解決手段】ステータ製造装置１は、電線９０を巻回してなる複数の単極コイル９１を連ねてなる巻線コイル９を形成する巻線ユニット２と、巻線ユニット２から巻線コイル９を受け取り、巻線コイル９をステータコア８１に挿入配置するための挿入ユニット３と、ステータコア８１に挿入配置した巻線コイル９の形状を成形するための成形ユニット４と、挿入ユニット３と成形ユニット４とに移動可能である移動ユニット５とを有している。移動ユニット５は、ステータコア８１を保持した状態で、挿入ユニット３と相対移動を行って巻線コイル９の挿入配置を行うと共に、成形ユニット４と相対移動を行って巻線コイル９の形状の成形を行うよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線を巻回してなる巻線コイルをステータコアに配設してなるステータを製造するステータ製造装置に関する。

電線を巻回してなる巻線コイルを、ステータコアの内周面に形成したスロットに挿入配置してなるステータを形成する際には、巻線治具において巻線コイルを形成した後、この巻線コイルを挿入治具に一旦移し、その後、上記巻線コイルを挿入治具からステータコアに挿入配置している。
例えば、特許文献１の巻線装置は、上記巻線治具に相当するものとして、回転可能であると共に電線を供給可能なフライヤと、このフライヤによって電線を巻回される巻枠と、この巻枠に巻回された電線が巻き落とされるブレードとを有している。そして、上記フライヤと巻枠とによって電線を巻回してなる単極コイルを形成し、この単極コイルをブレードに逐次巻き落としながら、単極コイルが連なった巻線コイルを形成している。その後、上記巻線コイルを受け取ったブレードをステータコアに対向する位置まで移動させ、上記挿入治具に相当するコイル挿入子を移動させることにより、巻線コイルをブレードからステータコアに挿入配置している。

しかしながら、上記特許文献１の巻線装置においては、上記巻線コイルを形成した後に、上記巻線コイルを保持したブレードを、上記ステータコアに対向する位置まで移動させている。そのため、ブレードが、ステータコアに対向する位置まで移動し、巻線コイルをステータコアに挿入配置し、再びフライヤ及び巻枠に対向する位置まで戻るまでの間は、フライヤ及び巻枠においては、次にステータコアに挿入配置するための巻線コイルを形成することはできない。そのため、フライヤ及び巻枠が動作を行わずに待機する時間が長くなり、ステータを製造する時間を短縮させるためには十分ではない。

特開２０００−２５３６３１号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、巻線コイルの挿入配置及び巻線コイルの形状の成形と、次に挿入配置を行う巻線コイルの形成とを並行して行うことができ、ステータを製造するための時間を短縮させることができるステータ製造装置を提供しようとするものである。

本発明は、電線を巻回してなる複数の単極コイルを連ねてなる巻線コイルを形成する巻線ユニットと、
該巻線ユニットから上記巻線コイルを受け取り、該巻線コイルをステータコアに挿入配置するための挿入ユニットと、
上記ステータコアに挿入配置した上記巻線コイルの形状を成形するための成形ユニットと、
上記挿入ユニットと上記成形ユニットとに移動可能である移動ユニットとを有しており、
該移動ユニットは、上記ステータコアを保持した状態で、上記挿入ユニットと相対移動を行って上記巻線コイルの挿入配置を行うと共に、上記成形ユニットと相対移動を行って上記巻線コイルの形状の成形を行うよう構成されていることを特徴とするステータ製造装置にある（請求項１）。

本発明のステータ製造装置は、上記巻線ユニット、上記挿入ユニット及び上記成形ユニットを一体的に有しており、かつ、挿入ユニットと成形ユニットとに移動可能な上記移動ユニットを有している。これにより、上記ステータ製造装置においては、巻線コイルの形成からステータコアに挿入配置した巻線コイルの形状の成形までを一貫して行うことができる。また、これにより、上記ステータ製造装置の設置面積は、上記各ユニットを別々に設置している場合に比べて小さくすることができる。

さらに、本発明のステータ製造装置は、上記移動ユニットが上記ステータコアを挿入ユニット及び成形ユニットに移動させるものである。そして、ステータ製造装置は、移動ユニットと挿入ユニットとの相対移動を行って上記巻線コイルのステータコアへの挿入配置を行うことができ、移動ユニットと成形ユニットとの相対移動を行って上記ステータコアに挿入配置した巻線コイルの形状の成形を行うことができるものである。

以下に、本発明のステータ製造装置における各動作及び作用効果につき詳説する。
上記ステータ製造装置において各動作を行うに当たっては、まず、上記巻線ユニットにおいて、電線を巻回して複数の単極コイルが連なる巻線コイルを形成する。そして、巻線ユニットと挿入ユニットとを相対移動させることにより、巻線ユニットから挿入ユニットへと上記単極コイルが連なる巻線コイルを受け渡す。
また、上記巻線コイルの形成及び上記巻線コイルの受渡が行われているときには、上記移動ユニットは、上記ステータコアを保持して待機していることができる。

次いで、上記ステータコアを保持した移動ユニットを、上記巻線コイルを保持した挿入ユニットへと移動させ、移動ユニットと挿入ユニットとを相対移動させ、挿入ユニットに保持した巻線コイルを、移動ユニットに保持したステータコアに挿入配置する。
そして、移動ユニットと挿入ユニットとを再び相対移動させて、巻線コイルをステータコアに受け取った移動ユニットを上記成形ユニットに向けて移動させる。

このように、上記巻線ユニットは、上記挿入ユニットとは別個に単独で上記単極コイルが連なった巻線コイルの形成を行うことができる。また、上記挿入ユニットは、上記巻線ユニットから単極コイルが連なった巻線コイルを受け取ることができ、移動ユニットと協働して上記巻線コイルをステータコアに挿入することができる。
そのため、上記巻線ユニットから挿入ユニットに巻線コイルを受け渡した後には、上記移動ユニットと挿入ユニットとによって、巻線コイルをステータコアに挿入配置している最中においても、上記巻線ユニットにおいては、次にステータコアに挿入配置するための巻線コイル（次の巻線コイル）の形成を開始することができる。

次いで、上記巻線コイルを挿入配置したステータコアを保持した状態の移動ユニットを、上記成形ユニットまで移動させ、移動ユニットと成形ユニットとを相対移動させて、ステータコアに挿入配置された巻線コイルの形状を成形する。
そして、上記巻線ユニットは、上記移動ユニットが移動している最中、及び上記移動ユニットと成形ユニットとによって、ステータコアに挿入配置した巻線コイルの形状の成形を行っている最中においても、上記次の巻線コイルの形成を継続することができる。

それ故、本発明のステータ製造装置によれば、巻線コイルのステータコアへの挿入配置及びステータコアに挿入配置された巻線コイルの形状の成形と、次にステータコアに挿入配置するための巻線コイルの形成とを並行して行うことができ、ステータを製造するための時間を短縮させることができる。

なお、上記成形を行った後には、上記移動ユニットは、上記ステータコアを保持して再び上記挿入ユニットに移動することができ、上記挿入ユニットと相対移動を行って、上記次の巻線コイルを受け取ることができる。
そして、上記ステータ製造装置は、形成するステータの仕様に応じて、上記巻線ユニットにおいて繰り返し巻線コイルを形成することができ、上記移動ユニットは、上記挿入ユニット及び上記成形ユニットと協働して上記挿入配置及び上記成形を繰り返し行うことができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明のステータ製造装置においては、上記巻線コイルの形成、巻線コイルの挿入配置及び成形を必要に応じて繰り返すことにより、ステータコアにＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の巻線コイルを挿入配置してなる３相モータ用のステータを短時間で製造することができる。

また、上記移動ユニットは、上記巻線コイルを上記ステータコアに挿入配置する際には、上記ステータコアを保持した状態で、上記巻線コイルを保持した上記挿入ユニットに対して接近するよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記巻線コイルの上記ステータコアへの挿入配置は、上記挿入ユニットは固定しておき、上記ステータコアを保持した移動ユニットを移動させることにより行うことができる。そのため、上記ステータ製造装置の構造を簡単にすることができる。

また、上記移動ユニットは、上記巻線コイルの形状を成形する際には、上記ステータコアを保持した状態で、上記成形ユニットに対して接近するよう構成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記巻線コイルの形状の成形は、上記成形ユニットは固定しておき、上記巻線コイルが挿入配置されたステータコアを保持した移動ユニットを移動させることにより行うことができる。そのため、この場合にも、上記ステータ製造装置の構造を簡単にすることができる。

また、上記移動ユニットは、上記ステータコアを保持する保持部と、旋回中心軸を中心に上記保持部を旋回させるための旋回アームとを有しており、上記挿入ユニット及び上記成形ユニットは、上記保持部の旋回軌跡上に対向配設されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記移動ユニットは、上記旋回アームを旋回させることにより、上記保持部に保持したステータコアを、上記挿入ユニットに対向する位置まで移動させることができ、上記成形ユニットに対向する位置まで移動させることもできる。そのため、上記ステータ製造装置をコンパクトに形成することができると共にステータ製造装置の構造を一層簡単にすることができる。

また、上記巻線ユニットは、上記電線を巻回して上記単極コイルをそれぞれ形成するための複数のコイル巻枠をベースホルダーにそれぞれ移動可能に配設してなり、上記複数のコイル巻枠のうちのいずれか１つのコイル巻枠を残りのコイル巻枠に対して突出させ、該突出を行ったコイル巻枠を中心に上記巻線ユニットの全体を回転させることにより、上記単極コイルの形成を順次行うよう構成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記挿入ユニットとは別個に単独で巻線コイルを形成することができる巻線ユニットを容易に構成することができる。そのため、ステータ製造装置の構造を一層簡単にすることができる。また、この場合には、上記巻線ユニットにおいては、上記電線の巻回を行う各コイル巻枠を順次移動させて、残りのコイル巻枠に対して突出させることにより、各コイル巻枠に対して順次単極コイルを形成し、複数の単極コイルが連なった巻線コイルを形成することができる。

以下に、図面を用いて本発明のステータ製造装置にかかる実施例につき説明する。
本例のステータ製造装置１は、図１、図２に示すごとく、電線９０を巻回してなる複数の単極コイル９１を連ねてなる巻線コイル９を形成する巻線ユニット２と、この巻線ユニット２から上記巻線コイル９を受け取り、この巻線コイル９をステータコア８１に挿入配置するための挿入ユニット３と、上記ステータコア８１に挿入配置した上記巻線コイル９の形状を成形するための成形ユニット４と、上記挿入ユニット３と上記成形ユニット４とに移動可能である移動ユニット５とを有している。
上記移動ユニット５は、上記ステータコア８１を保持した状態で、上記挿入ユニット３と相対移動を行って上記巻線コイル９の挿入配置を行うと共に、上記成形ユニット４と相対移動を行って上記巻線コイル９の形状の成形を行うよう構成されている。
以下に、これを詳説する。

図１、図２に示すごとく、本例の移動ユニット５は、上記ステータコア８１を上記挿入ユニット３及び上記成形ユニット４まで搬送することができるものである。そして、移動ユニット５は、ステータコア８１を保持する保持部５２と、旋回中心軸Ｃ４を中心に保持部５２を旋回させるための旋回アーム５１とを有している。
また、図２に示すごとく、移動ユニット５は、旋回アーム５１を旋回させる旋回装置（図示略）を有しており、上記挿入ユニット３及び上記成形ユニット４は、上記保持部５２の旋回軌跡Ｓ上に対向配設されている。そして、移動ユニット５は、上記旋回装置を動作させて旋回アーム５１を旋回させることにより、上記保持部５２に保持したステータコア８１を、上記挿入ユニット３に対向する位置まで移動させることができ、上記成形ユニット４に対向する位置まで移動させることもできる。

また、図１、図２に示すごとく、上記保持部５２は、上記ステータコア８１の外周面を保持するよう構成されている。本例の保持部５２は、上記旋回アーム５１に設けた保持穴５２１と、この保持穴５２１の穴面積を縮小させるように移動することができるクランプ５２２とによって構成されている。そして、保持部５２は、保持穴５２１内にステータコア８１を挿入配置したときに、上記クランプ５２２を動作させて、ステータコア８１を保持穴５２１に保持することができる。

また、図１、図２に示すごとく、上記移動ユニット５は、上記保持部５２を旋回させることが可能であると共に、上記保持部５２をその軸方向Ｌ１に移動させることが可能である。すなわち、本例の旋回アーム５１は、旋回可能であると共に上記保持部５２の軸方向Ｌ１にスライド可能である。そして、上記旋回アーム５１は、上記巻線コイル９を上記ステータコア８１に挿入配置する際には、上記ステータコア８１を保持した状態で、巻線コイル９を保持した挿入ユニット３に対して接近することができる。また、旋回アーム５１は、上記巻線コイル９の形状を成形する際には、ステータコア８１を保持した状態で、上記成形ユニット４に対して接近することができる。

本例のステータ製造装置１は、上記巻線ユニット２、上記挿入ユニット３、上記成形ユニット４及び上記移動ユニット５の各ユニットを架台１０に配設してなる。
また、ステータ製造装置１は、上記巻線コイル９の挿入配置を行う前のステータコア８１を載置することができる載置台１１と、上記巻線コイル９の挿入配置及び成形を行って形成したステータ８を、ステータ製造装置１の外部に搬送するための搬送コンベア１２とを有している。
この搬送コンベア１２は、上記ステータ製造装置１において製造したステータ８を載置して移動することができるパレット１２１を有している。

そして、上記移動ユニット５は、上記旋回アーム５１における保持部５２を上記載置台１１に対向する位置に移動させた状態で、上記保持部５２にステータコア８１を受け取ることができる。
また、移動ユニット５は、上記ステータ８を、上記保持部５２に保持して上記挿入ユニット３又は成形ユニット４から上記搬送コンベア１２まで移動させることができる。

本例においては、上記移動ユニット５における旋回中心軸Ｃ４を、上記架台１０の略中心部分に配置し、この旋回中心軸Ｃ４の周りに、上記載置台１１、巻線ユニット２、挿入ユニット３、成形ユニット４及び搬送コンベア１２を配設している。
そして、移動ユニット５は、その旋回アーム５１を旋回中心軸Ｃ４を中心に旋回させることにより、上記保持部５２に保持したステータコア８１を、上記載置台１１、巻線ユニット２、挿入ユニット３、成形ユニット４及び搬送コンベア１２に対向する位置まで移動させることができる。

また、図３、図４に示すごとく、上記巻線ユニット２は、ベースホルダー２１と、このベースホルダー２１に対してそれぞれ進退方向Ｌ２に向けて進退可能に配設された複数のコイル巻枠２２とを有している。各コイル巻枠２２は、上記電線９０を巻回して上記単極コイル９１をそれぞれ形成するためのものである。また、本例では、ベースホルダー２１におけるコイル巻枠２２同士の間には、単極コイル９１同士を連結する渡り線９２を形成するための渡り線巻枠２３が配設されている。また、各渡り線巻枠２３もまた、ベースホルダー２１に対して進退可能である。

そして、巻線ユニット２は、上記複数のコイル巻枠２２のうちのいずれか１つのコイル巻枠２２を残りのコイル巻枠２２及び渡り線巻枠２３に対して突出させ、この突出を行ったコイル巻枠２２を中心に上記巻線ユニット２の全体を回転させることにより、上記単極コイル９１を形成するよう構成されている。
また、上記巻線ユニット２においては、上記電線９０の巻回を行う各コイル巻枠２２を上記進退方向Ｌ２に順次移動させ、残りのコイル巻枠２２及び渡り線巻枠２３に対して突出させてから、各コイル巻枠２２に対して順次単極コイル９１を形成し、複数の単極コイル９１が連なった巻線コイル９（図５参照）を形成することができる。

また、図３、図４に示すごとく、上記ベースホルダー２１は、旋回ベース中心軸Ｃ２を中心にして旋回可能に配設された旋回ベース２０に対して移動可能に配設されている。また、各コイル巻枠２２及び渡り線巻枠２３は、これらにおける上記電線９０の巻回を行う各巻回軸Ｃ１を互いに略平行であると共に上記旋回ベース中心軸Ｃ２に対しても略平行になるようにして、ベースホルダー２１に配設されている。
そして、上記ベースホルダー２１は、上記各コイル巻枠２２のうちの上記電線９０の巻回を行ういずれかのコイル巻枠２２を、順次上記旋回ベース中心軸Ｃ２に接近させることができるよう構成されている。

また、図３、図４に示すごとく、本例のベースホルダー２１は、上記旋回ベース中心軸Ｃ２に対して略平行にオフセットした位置に形成した回動中心軸Ｃ３を中心にして、上記旋回ベース２０に回動移動可能に配設されている。また、図４に示すごとく、上記各コイル巻枠２２及び各渡り線巻枠２３は、それらの巻回軸Ｃ１が上記回動中心軸Ｃ３を中心に描いた仮想円Ｒ上に並ぶようにして、ベースホルダー２１に配設されている。そして、上記ベースホルダー２１を所定の角度回動移動させることによって、上記電線９０の巻回を行うコイル巻枠２２又は渡り線巻枠２３を順次上記旋回ベース中心軸Ｃ２に接近させ、各コイル巻枠２２又は渡り線巻枠２３の巻回軸Ｃ１と、上記旋回ベース中心軸Ｃ２とをほぼ合わせることができる。

また、図３に示すごとく、上記各コイル巻枠２２は、上記ベースホルダー２１に取り付けた内側巻枠部２２５と、この内側巻枠部２２５に対向配設した外側巻枠部２２６とを有している。そして、外側巻枠部２２６は、図７に示すごとく、上記電線９０の巻回を行う際の巻回位置Ｐ１と、図８に示すごとく、上記巻回を行った後の単極コイル９１を当該コイル巻枠２２から離脱させる際の離脱位置Ｐ２との間で、内側巻枠部２２との間の距離を変更するよう移動可能である。

上記挿入ユニット３は、図９、図１０に示すごとく、上記巻線コイル９を上記ステータコア８１のステータ穴８１０に形成したスロット８１１に向けて押出挿入するための押出挿入コア３１と、図７、図８に示すごとく、この押出挿入コア３１の外周面に配設し、上記各コイル巻枠２２から上記各単極コイル９１をそれぞれ受け取る複数のコイル受け部３２とを有している。

また、図６に示すごとく、各コイル受け部３２同士の間には、コイル受け部３２の形成方向と略同一方向に向けて形成された複数のガイド部３３が配設されている。図１１に示すごとく、このガイド部３３は、ステータコア８１の各スロット８１１同士の間に位置するティース８１２に対面して、上記巻線コイル９における各単極コイル９１の各スロット８１１への挿入配置をガイドするものである。
また、本例の挿入ユニット３は、上記巻線ユニット２において形成した上記単極コイル９１が連なる巻線コイル９を、上記巻線ユニット２との１回の相対移動により受け取ることができるものである。

また、図７、図８に示すごとく、本例のステータ製造装置１においては、巻線ユニット２と挿入ユニット３とが、互いに対向する位置に配設されている。また、上記巻線ユニット２は、挿入ユニット３に対して移動することができるよう構成されている。そして、巻線ユニット２を挿入ユニット３に対して接近させ、各コイル巻枠２２における外側巻枠部２２６を上記巻回位置Ｐ１から上記離脱位置Ｐ２に移動させることにより、巻線ユニット２から挿入ユニット３へ巻線コイル９を受け渡すことができる。

上記成形ユニット４は、図１２に示すごとく、上記ステータコア８１におけるステータ穴８１０（図１１参照）に挿入配置される本体部４１と、この本体部４１の外周方向Ｄ１に移動して、ステータコア８１に挿入配置された巻線コイル９の成形を行うための可動成形部４２とを有している。
そして、移動ユニット５を成形ユニット４に接近させて、移動ユニット５に保持したステータコア８１におけるステータ穴８１０に成形ユニット４における本体部４１を挿入配置したときには、上記可動成形部４２を本体部４１の外周方向Ｄ１に移動させることにより、ステータコア８１に挿入配置された巻線コイル９の成形を行うことができる。
なお、上記ステータ穴８１０とは、ステータ８に対してロータを配設するときに用いる穴のことである。

また、図１０に示すごとく、上記巻線コイル９をステータコア８１に挿入配置したときには、上記巻線コイル９における各単極コイル９１の一部がステータコア８１の軸方向端部８１３から突出したコイルエンド部９３が形成される。そして、本例では、図１２に示すごとく、上記移動ユニット５と上記成形ユニット４とを用いた巻線コイル９の成形においては、上記コイルエンド部９３を、上記ステータコア８１の外周方向Ｄ１に向けて変形移動させる成形を行う。

次に、上記ステータ製造装置１を用いて、巻線コイル９をステータコア８１に配設してなるステータ８を製造する方法につき説明する。
本例においては、以下の巻線工程、受渡工程、挿入工程及び成形工程を行って、上記ステータ８を形成する。
まず、上記巻線工程においては、図５に示すごとく、上記巻線ユニット２を用いて、電線９０をループ状に巻回してなる単極コイル９１を複数連ねてなる巻線コイル９を形成する。この巻線工程においては、図３、図４に示すごとく、上記ベースホルダー２１を上記回動中心軸Ｃ３を中心に所定角度回動させ、上記電線９０の巻回を行うコイル巻枠２２又は渡り線巻枠２３の巻回軸Ｃ１を、上記旋回ベース中心軸Ｃ２にほぼ合わせる。

また、図３に示すごとく、電線９０の巻回を行うコイル巻枠２２又は渡り線巻枠２３を、残りのコイル巻枠２２及び渡り線巻枠２３に対して突出させる。そして、上記旋回ベース２０を上記旋回ベース中心軸Ｃ２を中心に回転させたときには、上記巻線ユニット２の全体を上記突出を行ったコイル巻枠２２又は渡り線巻枠２３の巻回軸Ｃ１を中心に回転させることができる。これにより、上記突出を行ったコイル巻枠２２又は渡り線巻枠２３に対して電線９０を巻回して、それぞれ単極コイル９１又は渡り線９２を形成する。
そして、図４に示すごとく、残りの各コイル巻枠２２及び渡り線巻枠２３に対しても同様に各単極コイル９１及び各渡り線９２を形成し、各単極コイル９１が各渡り線９２によって連なる巻線コイル９（図５参照）を形成する。

次いで、上記受渡工程においては、図６〜図８に示すごとく、上記巻線ユニット２及び挿入ユニット３を用いて、上記巻線ユニット２から上記巻回を行って形成した巻線コイル９を、上記挿入ユニット３に受け渡す（移載する）。この受渡工程においては、図７、図８に示すごとく、巻線ユニット２を挿入ユニット３に向けて接近させ、巻線ユニット２における各コイル巻枠２２の上記巻回軸Ｃ１の方向に向けて形成した凹部２２１内に上記各コイル受け部３２を挿入させる。
そして、図６、図８に示すごとく、各コイル巻枠２２と各コイル受け部３２とを連結すると共に、各コイル巻枠２２と各コイル受け部３２とのそれぞれが上記各単極コイル９１を受け渡すための受渡ルート３０を形成する。

そして、この状態で、図８に示すごとく、各コイル巻枠２２における外側巻枠部２２６を上記巻回位置Ｐ１から上記離脱位置Ｐ２に移動させると共に、上記ベースホルダー２１内に移動可能に配設された押出コア２１１を前進させることにより、各コイル巻枠２２によって保持した巻線コイル９を、この各コイル巻枠２２から挿入ユニット３における各コイル受け部３２へと受け渡す。
また、図１に示すごとく、上記巻線コイル９の形成及び上記巻線コイル９の受渡を行っているときには、上記移動ユニット５の保持部５２を上記載置台１１に対向する位置まで移動させておき、移動ユニット５の保持部５２にステータコア８１を保持させて、移動ユニット５を待機させておく。

次いで、上記挿入工程においては、図９〜図１１、図１３、図１４に示すごとく、上記挿入ユニット３に保持した巻線コイル９を移動ユニット５に保持したステータコア８１に挿入配置する。この挿入工程においては、図１３、図１４に示すごとく、上記移動ユニット５における保持部５２を上記挿入ユニット３に対向する位置まで移動させ、その後、上記旋回アーム５１を挿入ユニット３に接近させる。

そして、図９、図１１に示すごとく、移動ユニット５における保持部５２に保持したステータコア８１におけるステータ穴８１０に挿入ユニット３における各コイル受け部３２を挿入配置する。そして、図１０に示すごとく、上記挿入ユニット３における押出挿入コア３１をステータコア８１に接近させて、各コイル受け部３２に保持した各単極コイル９１を、上記移動ユニット５における保持部５２に保持したステータコア８１におけるスロット８１１に挿入配置して、挿入ユニット３からステータコア８１に巻線コイル９を挿入配置する。
また、上記巻線コイル９の挿入配置が行われた後には、図１０に示すごとく、ステータコア８１においては、巻線コイル９における各単極コイル９１の一部がステータコア８１の軸方向端部８１３から突出してなるコイルエンド部９３が形成される。

次いで、上記成形工程においては、図１２、図１５、図１６に示すごとく、上記ステータコア８１に挿入配置された巻線コイル９の形状を成形する。この成形工程においては、図１５に示すごとく、上記移動ユニット５における保持部５２を上記成形ユニット４に対向する位置まで移動させ、その後、図１６に示すごとく、上記旋回アーム５１を成形ユニット４に接近させる。そして、移動ユニット５における保持部５２に保持したステータコア８１のステータ穴８１０に、成形ユニット４における本体部４１及び可動成形部４２を挿入配置する。

そして、上記挿入配置を行った状態で、図１２に示すごとく、上記可動成形部４２を上記本体部４１の外周方向Ｄ１に移動させて、可動成形部４２により、上記コイルエンド部９３をステータコア８１の外周方向Ｄ１に変形移動させる。
これにより、上記ステータコア８１に挿入配置した巻線コイル９の形状の成形を行うことができ、次に上記巻線ユニット２において形成した巻線コイル９（次の巻線コイル９）を、上記巻線コイル９の内周側から重ねるようにして、ステータコア８１におけるスロット８１１に容易に挿入配置することができるようになる。

また、上記成形を行った後には、上記移動ユニット５は、上記ステータコア８１を保持して再び上記挿入ユニット３に移動することができ、上記挿入ユニット３と相対移動を行って、上記次の巻線コイル９を受け取ることができる。
そして、上記ステータ製造装置１は、形成するステータ８の仕様に応じて、巻線ユニット２において繰り返し巻線コイル９を形成することができ、移動ユニット５は、上記巻線コイル９の挿入配置及び上記巻線コイル９の形状の成形を繰り返し行うことができる。

また、図１７、図１８に示すごとく、上記ステータ製造装置１において製造したステータ８は、上記移動ユニット５が上記搬送コンベア１２におけるパレット１２１まで移動させることができる。そして、図１９に示すごとく、このパレット１２１を移動させることによって、上記ステータ８をステータ製造装置１の次の工程に運搬することができる。
また、本例においては、上記巻線コイル９を形成するための電線９０は、複数のワイヤ９０１を束ねてなるものである（図３、図７参照）。

本例のステータ製造装置１においては、図２０、図２１に示すごとく、上記巻線工程、上記受渡工程、上記挿入工程及び上記成形工程を繰り返すことによって、ステータコア８１にＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の巻線コイル９を挿入配置してなる３相モータ用のステータ８を製造する。
すなわち、本例では、上記巻線工程を行ってＵ相の巻線コイル９Ｕを形成し、上記受渡工程及び挿入工程を行ってＵ相の巻線コイル９Ｕをステータコア８１に挿入配置すると共に、上記成形工程を行って、ステータコア８１に挿入配置されたＵ相の巻線コイル９Ｕにおけるコイルエンド部９３をステータコア８１の外周方向Ｄ１に向けて変形移動させる。

また、上記Ｕ相の巻線コイル９Ｕに対して上記受渡工程、挿入工程及び成形工程を行っている時間を利用して、上記巻線工程においては、Ｖ相の巻線コイル９Ｖを形成する。そして、受渡工程及び挿入工程を行ってＶ相の巻線コイル９Ｖをステータコア８１に挿入配置すると共に、上記成形工程を行ってステータコア８１に挿入配置されたＶ相の巻線コイル９Ｖにおけるコイルエンド部９３をステータコア８１の外周方向Ｄ１に向けて変形移動させる。

また、上記Ｖ相の巻線コイル９Ｖに対して上記受渡工程、挿入工程及び成形工程を行っている時間を利用して、上記巻線工程においては、Ｗ相の巻線コイル９Ｗを形成する。
そして、受渡工程及び挿入工程を行ってＷ相の巻線コイル９Ｗをステータコア８１に挿入配置して、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の巻線コイル９をステータコア８１に挿入配置し、上記３相モータ用のステータ８を製造することができる。

なお、上記巻線ユニット２においては、上記各相の巻線コイル９を複数回に分割して形成することができる。この場合には、上記巻線工程及び上記受渡工程を行って、上記挿入ユニット３に分割して形成した巻線コイル９をそれぞれ受け渡した後に、上記挿入工程において、巻線コイル９のステータコア８１への挿入配置を行うことができる。また、この場合にも、上記と同様に、巻線工程、受渡工程、挿入工程及び成形工程を行って、３相モータ用のステータ８を製造することができる。

上記製造を行ったステータ８においては、図２０に示すごとく、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線コイル９は、上記ステータコア８１の円周方向Ｄ２に所定のスロット８１１数オフセットして挿入配置されている。
また、ステータ８においては、図２１に示すごとく、ステータコア８１の軸方向端部８１３から突出する各相のコイルエンド部９３は、Ｕ相のコイルエンド部９３の内周側にＶ相のコイルエンド部９３が重なり、Ｖ相のコイルエンド部９３の内周側にＷ相のコイルエンド部９３が重なって、ステータコア８１に配置されている。

本例のステータ製造装置１は、上記載置台１１、上記巻線ユニット２、上記挿入ユニット３、上記成形ユニット４及び上記搬送コンベア１２を上記架台１０に一体的に配設してなる。さらに、ステータ製造装置１は、上記ステータコア８１を保持する保持部５２を移動させることができる上記移動ユニット５を上記架台１０に配設してなる。これにより、上記ステータ製造装置１においては、各相の巻線コイル９を形成すると共にこれらをステータコア８１に挿入配置することができ、上記ステータ８の製造を一貫して行うことができる。また、これにより、上記ステータ製造装置１の設置面積は、上記各ユニット２〜５を別々に設置している場合に比べて小さくすることができる。

さらに、上記ステータ製造装置１は、上記移動ユニット５が上記ステータコア８１を挿入ユニット３及び成形ユニット４に移動させるものである。そして、ステータ製造装置１は、移動ユニット５を挿入ユニット３に接近させて、上記巻線コイル９のステータコア８１への挿入配置を行うことができ、移動ユニット５を成形ユニット４に接近させて、上記ステータコア８１に挿入配置した巻線コイル９の形状の成形を行うことができる。そのため、上記ステータ製造装置１は、上記ステータコア８１を保持して挿入ユニット３及び成形ユニット４と協働動作することができる上記移動ユニット５により、短時間でステータ８を製造することができる。

また、上述したように、上記巻線ユニット２は、上記挿入ユニット３とは別個に単独で上記単極コイル９１が連なった巻線コイル９の形成を行うことができる。また、上記挿入ユニット３は、上記巻線ユニット２から単極コイル９１が連なった巻線コイル９を受け取ることができ、移動ユニット５と協働して上記巻線コイル９をステータコア８１に挿入することができる。

そのため、上記巻線ユニット２から挿入ユニット３に巻線コイル９を受け渡した後には、上記移動ユニット５と挿入ユニット３とによる上記挿入工程を行っている最中においても、上記巻線工程として、上記巻線ユニット２は、次にステータコア８１に挿入配置するための巻線コイル９（次の巻線コイル９）の形成を開始することができる。また、上記移動ユニット５が移動している最中、及び上記移動ユニット５と成形ユニット４とによる上記成形工程を行っている最中においても、上記巻線ユニット２は、上記次の巻線コイル９の形成を継続することができる。

それ故、本例のステータ製造装置１によれば、巻線コイル９のステータコア８１への挿入配置及びステータコア８１に挿入配置された巻線コイル９の成形と、次にステータコア８１に挿入配置するための巻線コイル９の形成とを並行して行うことができ、ステータ８を製造するための時間を短縮させることができる。

実施例における、ステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、ステータ製造装置を示す平面図。 実施例における、巻線ユニットを示す斜視図。 実施例における、巻線ユニットに巻線コイルを形成した状態を示す平面図。 実施例における、単極コイルを連ねてなる巻線コイルを示す模式図。 実施例における、巻線コイルを保持した巻線ユニットを挿入ユニットに接近させた状態を示す平面図。 実施例における、巻線コイルを保持した巻線ユニットを挿入ユニットに接近させる前の状態を示す側面図。 実施例における、巻線コイルを保持した巻線ユニットを挿入ユニットに接近させ、巻線コイルを挿入ユニットに受け渡した状態を示す側面図。 実施例における、ステータコアを保持した移動ユニットを巻線コイルを保持した挿入ユニットに接近させた状態を示す側面図。 実施例における、挿入ユニットから移動ユニットに保持したステータコアに、巻線コイルを挿入配置した状態を示す側面図。 実施例における、挿入ユニットにおけるコイル受け部を、移動ユニットに保持したステータコアにおけるスロットに対向させた状態を示す平面図。 実施例における、成形ユニットが、移動ユニットに保持したステータコアに挿入配置された巻線コイルを成形している状態を示す側面図。 実施例における、移動ユニットが挿入ユニットに対向する位置に移動した状態のステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、移動ユニットが挿入ユニットに接近した状態のステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、移動ユニットが挿入ユニットに対向する位置から成形ユニットに対向する位置へ移動した状態のステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、移動ユニットが成形ユニットに接近した状態のステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、移動ユニットが成形ユニットから離れる状態のステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、移動ユニットがステータを搬送コンベアへ移動させる状態のステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、搬送コンベアがステータを次工程に運搬する状態のステータ製造装置を示す斜視図。 実施例における、３相の巻線コイルをステータコアに挿入配置してなる３相モータ用のステータを示す平面図。 実施例における、３相の巻線コイルをステータコアに挿入配置してなる３相モータ用のステータを示す断面図。

符号の説明

１ ステータ製造装置
２ 巻線ユニット
２０ 旋回ベース
２１ ベースホルダー
２２ コイル巻枠
３ 挿入ユニット
３１ 押出挿入コア
３２ コイル受け部
４ 成形ユニット
４１ 本体部
４２ 可動成形部
５ 移動ユニット
５１ 旋回アーム
５２ 保持部
８ ステータ
８１ ステータコア
８１１ スロット
９ 巻線コイル
９０ 電線
９１ 単極コイル
９３ コイルエンド部
Ｃ１ 巻回軸
Ｃ２ 旋回ベース中心軸
Ｃ３ 回動中心軸
Ｃ４ 旋回中心軸
Ｓ 旋回軌跡

Claims (5)

1. 電線を巻回してなる複数の単極コイルを連ねてなる巻線コイルを形成する巻線ユニットと、
   該巻線ユニットから上記巻線コイルを受け取り、該巻線コイルをステータコアに挿入配置するための挿入ユニットと、
   上記ステータコアに挿入配置した上記巻線コイルの形状を成形するための成形ユニットと、
   上記挿入ユニットと上記成形ユニットとに移動可能である移動ユニットとを有しており、
   該移動ユニットは、上記ステータコアを保持した状態で、上記挿入ユニットと相対移動を行って上記巻線コイルの挿入配置を行うと共に、上記成形ユニットと相対移動を行って上記巻線コイルの形状の成形を行うよう構成されていることを特徴とするステータ製造装置。
2. 請求項１において、上記移動ユニットは、上記巻線コイルを上記ステータコアに挿入配置する際には、上記ステータコアを保持した状態で、上記巻線コイルを保持した上記挿入ユニットに対して接近するよう構成されていることを特徴とするステータ製造装置。
3. 請求項１又は２において、上記移動ユニットは、上記巻線コイルの形状を成形する際には、上記ステータコアを保持した状態で、上記成形ユニットに対して接近するよう構成されていることを特徴とするステータ製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記移動ユニットは、上記ステータコアを保持する保持部と、旋回中心軸を中心に上記保持部を旋回させるための旋回アームとを有しており、
   上記挿入ユニット及び上記成形ユニットは、上記保持部の旋回軌跡上に対向配設されていることを特徴とするステータ製造装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記巻線ユニットは、上記電線を巻回して上記単極コイルをそれぞれ形成するための複数のコイル巻枠をベースホルダーにそれぞれ移動可能に配設してなり、上記複数のコイル巻枠のうちのいずれか１つのコイル巻枠を残りのコイル巻枠に対して突出させ、該突出を行ったコイル巻枠を中心に上記巻線ユニットの全体を回転させることにより、上記単極コイルの形成を順次行うよう構成されていることを特徴とするステータ製造装置。

Images