JP2018074689A - 絶縁シート挿入装置、絶縁シート挿入方法、ステータ製造装置、モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ステータの周方向で隣接するコイル間に一緒に挿入する部材を用いることなく絶縁シートを挿入する。【解決手段】環状のコアバック部と、内周部から径方向内側に延びる複数のティース部と、を有するステータコアと、ティース部に巻かれるコイルと、周方向に隣接するコイルの間のスロットに挿入される絶縁シートと、を有するステータの製造に使用する絶縁シート挿入装置１２０であって、絶縁シートが挿入可能なスリット部１２１と、スリット部の軸方向の一端に設けられ、絶縁シートをスリットの内部に導く入口部１２２と、スリット部の軸方向の他端に設けられ、スリットの内部に挿入された絶縁シートを前記スロットに導く出口部と、を有し、入口部の開口面積は、絶縁シートの挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる。【選択図】図５

Description

本発明は、モータに係る絶縁シート挿入装置及び絶縁シート挿入方法、さらにステータ製造装置、モータに関する。

従来、モータのステータとして、周方向に環状に並べられた複数のコイルを有するステータが広く知られている。そして、周方向に隣接するコイルの絶縁に係る技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された従来のステータの絶縁シート製造方法は、隣接するティースそれぞれに巻き付けられている固定子巻線を絶縁する絶縁シートの製造方法である。この絶縁シート製造方法は、絶縁シートをステータの軸方向に延びる複数箇所の折り目で折り曲げる。絶縁シートは、径方向に沿った断面形状が台形状であるので、十分な強度を確保することができる。

特開２０１３−１９２３６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の絶縁シート製造方法では、絶縁シートを絶縁板に巻き付けて、ステータのスロットに挿入する方法が記載されている。この挿入方法は、絶縁シートと一緒に絶縁板をスロットに挿入するため、スロットに絶縁板を挿入可能とする空隙を確保する必要がある。そのために、固定子巻線の巻回数が少なくなり、効率が良いステータを製造できないという課題があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、周方向に隣接するコイルの間の空隙に、絶縁板のように絶縁シートと一緒に挿入する部材を用いることなく、絶縁シートを挿入することが可能な絶縁シート挿入装置、絶縁シート挿入方法、ステータ製造装置、モータを提供することを目的とする。

本発明の例示的な絶縁シート挿入装置は、中心軸が上下方向に延びる環状のコアバック部と、前記コアバック部の内周部から径方向内側に延びて周方向に間隔をあけて配置される複数のティース部と、を有するステータコアと、前記ティース部に巻かれるコイルと、周方向に隣接する前記コイルの間のスロットに挿入される絶縁シートと、を有するステータの製造に使用する絶縁シート挿入装置であって、前記絶縁シートが挿入可能なスリット部と、前記スリット部の一端に設けられ、前記絶縁シートを前記スリットの内部に導く入口部と、前記スリット部の他端に設けられ、前記スリットの内部に挿入された前記絶縁シートを前記スロットに導く出口部と、を有し、前記入口部の開口面積は、前記絶縁シートの挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる。

本発明の例示的な絶縁シート挿入方法は、上記絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートを前記スロットに挿入する。

本発明の例示的なステータ製造装置は、上記絶縁シート挿入装置を有する。

本発明の例示的なモータは、上記絶縁シート挿入方法を用いて、前記絶縁シートが前記スロットに挿入された前記ステータを有する。

本発明の例示的な絶縁シート挿入装置によれば、周方向に隣接するコイルの間の空隙に、絶縁シートを容易に挿入することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るモータの切断部横端面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るステータの部分拡大平面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置の斜視図である。 図４は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置の正面図である。 図５は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置の絶縁シート挿入装置の斜視図である。 図６は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置の絶縁シート挿入装置の上面図である。 図７は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置の絶縁シート挿入装置の下面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る絶縁シート挿入装置の出口部の構成を説明するためのステータの部分拡大平面図である。 図９は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置の絶縁シート保持装置の斜視図である。 図１０は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置の絶縁シート保持装置の平面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る絶縁シート保持装置の吸引マガジンの斜視図である。 図１２は、本発明の実施形態に係るステータの製造方法の一例を示すフローチャートである。 図１３は、本発明の実施形態に係るステータの製造方法の拡大スロットの形成工程を説明するためのステータの部分拡大平面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本書では、モータの回転軸が延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータの回転軸を中心として回転軸と直交する方向を単に「径方向」と呼び、モータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、本書では、説明の便宜上、軸方向を上下方向とし、図１の紙面と直交する奥行き方向をモータの上下方向として各部の形状や位置関係を説明する。なお、この上下方向の定義がモータの使用時の向きを限定するものではない。また、本書では、軸方向と直交する端面図を「横端面図」と呼ぶ。また、本書で用いる「垂直」は、厳密な意味で垂直を表すものではなく、略垂直を含む。

＜１．モータの概略構成＞
本発明の例示的な実施形態に係るモータの概略構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るモータの切断部横端面図である。図２は、本発明の実施形態に係るステータの部分拡大平面図である。

モータ１は、ステータ１０と、ロータ２と、ベアリング（図示略）と、ハウジング３と、を有する。ステータ１０は、中心軸ＣＬの周りに配置される。ロータ２は、ステータ１０の径方向内側に配置される。ベアリングは、ロータ２を回転可能に支持する。ハウジング３は、ステータ１０、ロータ２、ベアリング等を収容する。モータ１で定義される中心軸ＣＬは、回転軸と同じである。

ステータ１０は、中心軸ＣＬが軸方向（上下方向）に延びる環状である。ステータ１０は、ステータコア１１と、インシュレータ１２と、コイル１３と、絶縁シート１４と、を有する。

ステータコア１１は、複数枚の磁性鋼板を軸方向（上下方向）に積層して形成される。ステータコア１１は、コアバック１１ａと、ティース１１ｂと、を有する。コアバック１１ａは、中心軸ＣＬが軸方向に延びる環状である。ティース１１ｂは、コアバック１１ａの内周部から径方向内側に延びる。ティース１１ｂは、例えば１２個が周方向に所定の間隔をあけて、並べて配置される。

インシュレータ１２は、ティース１１ｂの内周部を除く外面に設けられる。インシュレータ１２は、ステータコア１１とコイル１３との間に配置される。インシュレータ１２は、例えば合成樹脂材で構成される。コイル１３は、インシュレータ１２を介してティース１１ｂの外周に導線が巻かれて形成される。絶縁シート１４は、隣接するコイル１３の間に挿入され、コイル１３の間の絶縁を図る。絶縁シート１４は、例えばアラミド紙やＰＥＴ材等からなる短冊状の部材である。

ステータ１０は、周方向に環状に並べられた複数の分割コア部２０を有する。複数の分割コア部２０は、ステータ１０に例えば１２個備えられる。１２個の分割コア部２０は、周方向に環状に並べられて、組み合わされて、環状のステータ１０として形成される。分割コア部２０は各々、弧状のコアバック１１ｃと、１個のティース１１ｂと、インシュレータ１２ａと、コイル１３と、を有する。分割コア部２０は、コアバック１１ｃの外周面に、軸方向に延びる溝部１１ｄを有する。

図２に示すように、周方向に隣接するコイル１３の間の空隙を、スロット１５と言う。コイル１３が１２個であるので、スロット１５も、１２個設けられる。絶縁シート１４は、スロット１５に挿入される。絶縁シート１４は、ステータ１０の径方向及び軸方向に沿って延びる平面視矩形に形成される（図１３参照）。なお、図２は、図１に示すステータ１０の下側から見た部分拡大平面図である。

ステータ１０は、複数の分割コア部２０各々から延びる、例えば１２本の引出線２１を有する。引出線２１は各々、コイル１３から離隔する方向に、軸方向に沿って延びる。より詳細には、引出線２１は各々、コイル１３の軸方向外側（上側）で、中心軸ＣＬに直交する所定の方向に折り曲げられて、さらに上方に向かって延びる。

ステータ１０は、複数の分割コア部２０各々のコイル１３から延びる渡り線２２を有する。１個の分割コア部２０のコイル１３から延びる渡り線２２は、他の分割コア部２０のコイル１３に接続される。つまり、１個のティース１１ｂに導線を巻くことで、１個のコイル１３が形成される。そのコイル１３の巻き終わりの導線を他のティース１１ｂに巻くことで、他のコイル１３が形成される。これにより、２個の分割コア部２０の間に導線が跨ぐことで、渡り線２２が形成される。また、引出線２１は、２個の分割コア部２０における、一方のコイル１３の巻き始めと他方のコイル１３の巻き終わりによって２本有することになる。渡り線２２は、例えば絶縁チューブ（図示略）で被覆され、渡り線２２同士の絶縁、または渡り線２２とコイル１３との間の絶縁が確保される。

＜２．ステータ製造装置の構成＞
＜２−１．ステータ製造装置の全体構成＞
続いて、本発明の例示的な実施形態に係るステータ製造装置の全体構成について説明する。図３は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置１００の斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置１００の正面図である。なお、図３では、説明の便宜上、絶縁シート保持装置１３０の上部の、一部の描画を省略した。また、図４の絶縁シート挿入装置１２０及び絶縁シート保持装置１３０は、図３に示すIV−IV線における軸方向に沿った部分断面図である。

ステータ１０の製造には、例えば図３及び図４に示すステータ製造装置１００が用いられる。ステータ製造装置１００は、ステータ載置台１１０と、絶縁シート挿入装置１２０と、絶縁シート保持装置１３０と、絶縁シート押出装置１４０と、を有する。

ステータ載置台１１０は、ステータ製造装置１００の下部に配置される。ステータ載置台１１０は、凹部１１１を有する。凹部１１１は、例えば平面視円形であり、ステータ１０の下部を収容可能な形状、大きさを有する。ステータ載置台１１０は、凹部１１１でステータ１０を保持する。

＜２−２．絶縁シート挿入装置の詳細な構成＞
続いて、絶縁シート挿入装置１２０の詳細な構成について説明する。図５は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置１００の絶縁シート挿入装置１２０の斜視図である。図６は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置１００の絶縁シート挿入装置１２０の上面図である。図７は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置１００の絶縁シート挿入装置１２０の下面図である。図８は、本発明の実施形態に係る絶縁シート挿入装置１２０の出口部の構成を説明するためのステータ１０の部分拡大平面図である。

図３及び図４に示す絶縁シート挿入装置１２０は、ステータ載置台１１０が保持するステータ１０の、軸方向上側に配置される。絶縁シート挿入装置１２０は、円筒形状である。絶縁シート挿入装置１２０は、中心軸の延びる方向が、ステータ１０の中心軸の延びる方向と一致する。

絶縁シート挿入装置１２０は、スリット部１２１と、入口部１２２と、出口部１２３と、拡大スリット部１２４と、を有する。

スリット部１２１は、絶縁シート挿入装置１２０の径方向及び軸方向に沿って延びる、薄肉の略直方体形状である。スリット部１２１は、絶縁シート１４が軸方向に沿って挿入可能な形状、大きさを有する。これにより、スロット１５への絶縁シート１４の挿入が容易である。図５及び図６に示すスリット部１２１の数は、スロット１５の数と同じであって、１２個が設けられる。これにより、１２枚の絶縁シート１４を同時に、１２個のスロット１５各々に挿入することができる。

１２個のスリット部１２１は、ステータ１０のスロット１５の配列が一致するように、周方向に等間隔に配列される。１２個のスリット部１２１は、絶縁シート挿入装置１２０の中心軸を中心として、放射状に配列される。これにより、１２枚の絶縁シート１４を同時に、環状のステータ１０の、１２個のスロット１５各々に挿入することが可能である。

図６に示す入口部１２２は、スリット部１２１の軸方向の一端であって、スリット部１２１の軸方向上側の端部に、上端面から窪んで設けられる。入口部１２２は、絶縁シート１４を、スリット部１２１の内部に導く。

図６に示す入口部１２２の開口面積は、絶縁シート１４の挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる。入口部１２２は、絶縁シート１４の挿入方向の上流側に向かうに従って絶縁シート１４の挿入経路が広くなる傾斜部を有する。入口部１２２の奥側の開口形状は、径方向に延びる直線状である。絶縁シート１４がスリット部１２１に向けて降下する際に、絶縁シート１４の下端部の位置がスリット部１２１からずれていたとしても、入口部１２２の開口範囲であれば、その傾斜部によってスリット部１２１へ案内される。これにより、絶縁シート１４を、スリット部１２１に容易に挿入することができる。

図７に示す出口部１２３は、スリット部１２１の軸方向の一端であって、スリット部１２１の軸方向下側の端部に設けられる。出口部１２３は、スリット部１２１の内部に挿入された絶縁シート１４を、スロット１５に導く。

図７に示す出口部１２３は、軸方向と交差する方向、すなわち絶縁シート１４の挿入方向と交差する方向に凸となる湾曲した断面形状を有する。出口部１２３は、径方向の略中央部が周方向に向かって凸となる湾曲した形状である。スリット部１２１の入口部１２２と出口部１２３との間の形状は、入口部１２２側の直線状の開口形状から、出口部１２３側の湾曲した開口形状まで、連続的にその断面形状が変化する。絶縁シート１４は、平坦状の形態のまま入口部１２２を通じてスリット部１２１に挿入されるが、スリット部１２１を通過するにつれて短手方向に湾曲させられて、出口部１２３から排出される。

この構成によれば、絶縁シート１４を短手方向に容易に湾曲させることができ、絶縁シート１４に所謂腰を付けることができる。すなわち、絶縁シート１４の剛性が上がり、長手方向に折れ曲がり難くすることができる。したがって、スロット１５に絶縁シート１４を挿入する際、絶縁シート１４がコイル１３に引っ掛かったり、絶縁シート１４が折れ曲がったりして、スロット１５に絶縁シート１４を挿入できなくなることを抑制できる。

また、絶縁シート１４を、特許文献１に記載された絶縁板のような部材を用いることなく、それ自体のみでスロット１５に挿入できる。これにより、スロット１５に、その絶縁板のような部材を挿入するための空隙を確保する必要がない。したがって、コイル１３の巻回数をより多くすることができ、効率が良いステータ１０を製造することが可能である。

なお、絶縁シート１４が、スロット１５への挿入時に、折れ曲がらない程度の剛性を有していれば、スリット部１２１は、入口部１２２側から出口部１２３側まで同じ直線状の断面形状が続く構造であっても良い。これにより、絶縁シート１４は、湾曲することなく、平坦状の形態のままスロット１５に挿入される。絶縁シート１４を湾曲させずに挿入できれば、スロット１５の空隙幅をより狭くすることができる。これにより、コイル１３の巻回数をより多くでき、効率が良いステータ１０を製造することができる。

図８に示す出口部１２３は、出口部１２３と、スロット１５と、を絶縁シート１４の挿入方向に沿って重ねたときに、スロット１５の周縁からはみ出ない断面形状を有する。これにより、絶縁シート１４を、一層容易にスロット１５に挿入することが可能になる。

図５、図６及び図７に示す拡大スリット部１２４は、スリット部１２１の一部、すなわちスリット部１２１の径方向の略中央部に設けられ、スリット部１２１が延びる方向に沿って延びる。拡大スリット部１２４は、円筒形状の孔として構成される。絶縁シート挿入装置１２０の周方向に関して、拡大スリット部１２４の大きさ（直径）は、スリット部１２１の開口幅（周方向長さ）よりも大きい。これにより、後述する押出部材１４１を拡大スリット部１２４に通して、絶縁シート１４をスロット１５まで容易に移動させることが可能である。

＜２−３．絶縁シート保持装置の詳細な構成＞
続いて、絶縁シート保持装置１３０の詳細な構成について説明する。図９は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置１００の絶縁シート保持装置１３０の斜視図である。図１０は、本発明の実施形態に係るステータ製造装置１００の絶縁シート保持装置１３０の平面図である。図１１は、本発明の実施形態に係る絶縁シート保持装置１３０の吸引マガジンの斜視図である。なお、図９及び図１０では、図３と同様に、説明の便宜上、絶縁シート保持装置１３０の上部の、一部の描画を省略した。

図３及び図４に示す絶縁シート保持装置１３０は、絶縁シート挿入装置１２０の、軸方向上側に配置される。絶縁シート保持装置１３０は、吸引マガジン１３１と、マガジン保持部１３２と、エア吸引部１３３と、を有する。

吸引マガジン１３１は、絶縁シート保持装置１３０の下部に設けられ、絶縁シート挿入装置１２０の軸方向のすぐ上側に配置される。吸引マガジン１３１は、１２個設けられる。１２個の吸引マガジン１３１は、絶縁シート保持装置１３０の中心軸を中心として、放射状に配列される。各吸引マガジン１３１は、絶縁シート保持装置１３０の径方向及び軸方向に沿って延びる、略直方体形状である。１２個の吸引マガジン１３１は、外周部が筒状に覆われて一体化されるが、説明の都合上、図９ではその外周部の描画を省略した。

１２個の吸引マガジン１３１は、スリット部１２１及びスロット１５と同じ等間隔で配列される。図１１に示す吸引マガジン１３１は、ガイド面１３１ａと、湾曲部１３１ｂと、下側空気流路１３１ｃと、を有する。

ガイド面１３１ａは、軸方向と交差する方向に沿った断面が凹状で、絶縁シート保持装置１３０の径方向及び軸方向に沿って延びる。図３及び図４に示す絶縁シート挿入装置１２０及び絶縁シート保持装置１３０において、スリット部１２１と、ガイド面１３１ａとは、軸方向に沿って直線的に連続する。なお、ガイド面１３１ａは外部に露出するが、貫通孔の内部に設ける構造にしても良い。

湾曲部１３１ｂは、ガイド面１１１ａの径方向の略中央部に設けられる。湾曲部１３１ｂは、軸方向と交差する方向に沿った断面が弓形形状であり、軸方向に沿って延びる。図３及び図４に示す絶縁シート挿入装置１２０及び絶縁シート保持装置１３０において、拡大スリット部１２４と、湾曲部１３１ｂとは、軸方向に沿って直線的に連続する。湾曲部１３１ｂは、拡大スリット部１２４と同様に、後述する押出部材１４１が通る。

下側空気流路１３１ｃは、軸方向流路１３１ｄと、横方向流路１３１ｅと、を有する。軸方向流路１３１ｄは、吸引マガジン１３１の上端面における径方向の略中央部から、軸方向に延びる。横方向流路１３１ｅは、３個が設けられ、軸方向に離れた３箇所において軸方向と交差する方向に延びる。軸方向流路１３１ｄは、一端が吸引マガジン１３１の上端面で開口され、他端が３個の横方向流路１３１ｅに接続される。３個の横方向流路１３１ｅは、湾曲部１３１ｂにおいて軸方向に離れた３箇所でそれぞれ開口する。つまり、下側空気流路１３１ｃは、軸方向流路１３１ｄの一端が吸引マガジン１３１の上端面において開口し、軸方向流路１３１ｄの他端が３つの横方向流路１３１ｅを介して湾曲部１３１ｂにおいて開口する。下側空気流路１３１ｃは、軸方向流路１３１ｄの上端が、マガジン保持部１３２に設けられた上側空気流路１３２ｂと接続する（図４参照）。

マガジン保持部１３２は、絶縁シート保持装置１３０の上部であって、吸引マガジン１３１の上方に設けられる。図４に示すマガジン保持部１３２は、円板形状であり、貫通孔１３２ａと、上側空気流路１３２ｂと、を有する。なお、図３、図９、図１０では、説明の便宜上、マガジン保持部１３２の一部の描画を省略した。

貫通孔１３２ａは、マガジン保持部１３２を上下方向に貫通する。貫通孔１３２ａは、吸引マガジン１３１、スリット部１２１及びスロット１５の数と同じであって、１２個が設けられる。１２個の貫通孔１３２ａは、周方向に等間隔で配列され、湾曲部１３１ｂの真上に位置する。図３及び図４に示す絶縁シート挿入装置１２０及び絶縁シート保持装置１３０において、拡大スリット部１２４と、湾曲部１３１ｂと、貫通孔１３２ａとは、軸方向に沿って直線的に連続する。貫通孔１３２ａは、湾曲部１３１ｂ及び拡大スリット部１２４と同様に、後述する押出部材１４１が通る。

上側空気流路１３２ｂは、図４に示すように、マガジン保持部１３２の上面の１箇所の開口から、マガジン保持部１３２の内部にて１２個の流路に分岐し、マガジン保持部１３２の下面において１２箇所で開口する。マガジン保持部１３２の内部を通る流路は、各貫通孔１３２ａを避けて設けられる。マガジン保持部１３２の下面の開口は、各々下側空気流路１３１ｃと接続される。

エア吸引部１３３は、エアポンプ１３３ａと、エアパイプ１３３ｂと、を有する。エアポンプ１３３ａは、エアパイプ１３３ｂを介して、マガジン保持部１３２の上側空気流路１３２ｂに接続される。エアポンプ１３３ａは、上側空気流路１３２ｂ及び下側空気流路１３１ｃを介して、外部空間の空気をエアポンプ１３３ａに向かう方向に吸引することができる。

絶縁シート１４は、図１１に示すように、ガイド面１３１ａに対向して配置されたときに、エアポンプ１３３ａを駆動すると、３箇所の横方向空気流１３１ｄを通じて吸引され、ガイド面１３１ａに保持される。ガイド面１３１ａは、凹状に窪み、軸方向と交差する方向の両側が傾斜壁によって囲まれる。これにより、ガイド面１３１ａに保持された絶縁シート１４は、軸方向と交差する方向への移動が傾斜壁によって規制され、所定位置からのずれを抑制することができる。また、絶縁シート１４がガイド面１３１ａに所定位置からずれて保持されたり、保持されていない場合は、エアポンプ１３３ａの空気圧の状態から、絶縁シート１４がガイド面１３１ａに適正に保持されていないことを検出することができる。

＜２−４．絶縁シート押出装置の詳細な構成＞
続いて、絶縁シート押出装置１４０の詳細な構成について、図３及び図４を参照して説明する。

図３及び図４に示す絶縁シート押出装置１４０は、絶縁シート保持装置１３０の、軸方向上側に配置される。絶縁シート押出装置１４０は、押出部材１４１を有する。

押出部材１４１は、絶縁シート押出装置１４０の下部に設けられ、絶縁シート保持装置１３０の軸方向のすぐ上側に配置される。押出部材１４１は、軸方向の下方に向かって延び、軸方向と交差する方向の断面が円形の棒状である。

押出部材１４１は、吸引マガジン１３１、スリット部１２１及びスロット１５の数と同じであって、１２本が設けられる。１２本の押出部材１４１は、周方向に等間隔で配列され、貫通孔１３２ａの真上に位置する。

＜３．ステータの製造方法＞
続いて、ステータ製造装置１００を用いた、ステータ１０の製造方法について説明する。図１２は、本発明の実施形態に係るステータ１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１３は、本発明の実施形態に係るステータの製造方法の拡大スロットの形成工程を説明するためのステータの部分拡大平面図である。

＜３−１．ステータの配置工程＞
ステータ１０の組み立てが開始されると（図１２のスタート）、ステップ＃１０１において、ステータ製造装置１００（図３及び図４参照）にステータ１０を配置する工程が実行される。この工程では、ステータ製造装置１００のステータ載置台１１０の上面に、ステータ１０が載置される。なお、この段階におけるステータ１０は、絶縁シート１４がスロット１５に未挿入の状態である。

さらに、ステータ１０の上方に、絶縁シート挿入装置１２０が配置される。絶縁シート挿入装置１２０は、スリット部１２１と、スロット１５とが、絶縁シート１４の挿入方向に沿って直線的に連続する配置にされる。これにより、絶縁シート１４を、スリット部１２１を通すことにより、スロット１５への絶縁シート１４の挿入が容易になる。また、絶縁シート挿入装置１２０は、複数のスリット部１２１を有するため、複数の絶縁シート１４を同時に各スロット１５に挿入できる。またスリット部１２１とスロット１５は、同数且つ等間隔の配列であるため、全てのスリット部１２１とスロット１５とが対向する位置合わせを容易にできる。

＜３−２．絶縁シートの保持工程＞

図１２のステップ＃１０２では、絶縁シート１４を保持する工程が実行される。この工程では、絶縁シート保持装置１３０において、スロット１５の数と同数の、すなわち１２枚の絶縁シート１４が、周方向に所定の間隔で配列され、保持される。

絶縁シート保持装置１３０は、１２個の吸引マガジン１３１各々のガイド面１３１ａに、計１２枚の絶縁シート１４が所定の把持手段によって配置される。絶縁シート１４は、エアポンプ１３３ａの駆動によるエア吸引力によって、ガイド面１３１ａに張り付いて保持される。

＜３−３．絶縁シートの挿入工程＞
図１２のステップ＃１０３では、絶縁シート１４をステータ１０に挿入する工程が実行される。この工程では、絶縁シート押出装置１４０が、絶縁シート保持装置１３０が保持する絶縁シート１４を、絶縁シート挿入装置１２０を通して軸方向に移動させ、ステータ１０のスロット１５に絶縁シート１４を挿入する。

絶縁シート押出装置１４０が、軸方向下方に移動し、絶縁シート保持装置１３０に接近すると、各押出部材１４１が、貫通孔１３２ａに挿入され、吸引マガジン１３１に保持された絶縁シート１４の上端を押す。さらに、絶縁シート押出装置１４０が軸方向下方に移動すると、押出部材１４１が、絶縁シート１４を、湾曲部１３１ｂに沿って押し続け、絶縁シート挿入装置１２０のスリット部１２１に挿入する。

引き続き、絶縁シート押出装置１４０が軸方向下方に移動すると、押圧部材１４１が拡大スリット部１２４を通って、絶縁シート１４が、スリット部１２１の出口部１２３から押し出され、スロット１５に挿入される。つまり、絶縁シート押出装置１４０は、拡大スリット部１２４に、押出部材１４１をスリット部１２１の入口部１２２から出口部１２３に向けて挿入する。これにより、押出部材１４１を用いて、絶縁シート１４をスロット１５まで容易に移動させることができる。

絶縁シート１４の挿入工程では、１２枚の絶縁シート１４が、スリット部１２１を通して、１２個全てのスロット１５に、同時に挿入される。したがって、スリット部１２１がスロット１５と同数である場合に、効率良く絶縁シート１４をスロット１５に挿入することができる。

なお、上記絶縁シート１４の挿入工程の前に、スロット１５を周方向に拡大して、図１３に示す拡大スロット１６を形成する工程を実行しても良い。拡大スロット１６の形成には、周方向に隣接する分割コア部２０を、周方向に離隔させる治具（図示略）を用いることが好ましい。拡大スロット１６を形成する工程では、周方向に隣接する分割コア部２０を非接触に配置することで、コア隙間１７が形成される。

続いて、絶縁シート挿入装置１２０を用いて、絶縁シート１４を拡大スロット１６に挿入する工程が実行される。

続いて、周方向に隣接する分割コア部２０同士を接触させることによって、拡大スロット１６が縮小してスロット１５が形成され、コア隙間１７が無くなる。拡大スロット１６を用いることで、複数の分割コア部２０が環状に組み合わされるステータ１０において、スロット１５に効率良く絶縁シート１４を挿入することができる。

また、絶縁シート１４がスリット部１２１を通る際に、絶縁シート１４が折れ曲がったり、膨らんだりして、スリット部１２１の内部で絶縁シート１４が詰まってしまうことがある。特に、拡大スリット部１２４は、空隙幅がより大きいため、絶縁シート１４の詰りの原因になり易い。それゆえに、スリット部１２及び拡大スリット部１２４の形状は、絶縁シート１４が過度に接触しすぎないように空隙幅を狭めて、絶縁シート１４の変形を許容しないようにすると良い。

また、絶縁シート押出装置１４０の１２本の押圧部材１４１にセンサーを設けることで、絶縁シート１４が詰まった場合に、押圧部材１４１にかかる応力の変動を検知することができ、絶縁シート１４の挿入状態を判別することができる。

本発明の例示的な実施形態に係る絶縁シート挿入装置１２０によれば、スリット部１２１を利用して、周方向に隣接するコイル１３の間の所定の位置に効率良く絶縁シート１４を挿入することが可能である。

＜４．その他＞
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、絶縁シート挿入装置１２０のスリット部１２１の数は、スロット１５の数と同じであることに限定されるわけではなく、異なる数であっても良い。スリット部１２１が、スロット１５よりも少ない場合、絶縁シート挿入装置１２０を、ステータ１０の上側に配置する工程の後、絶縁シート１４を、スリット部１２１を通して、所定のスロット１５に挿入する工程が実行される。続いて、スリット部１２１を、絶縁シート１４が未挿入のスロット１５の上側に移動する工程が実行される。続いて、絶縁シート１４を、スリット部１２１を通して、絶縁シート１４が未挿入のスロット１５に挿入する工程が実行される。引き続き、絶縁シート１４がすべてのスロット１５に挿入されるまで、スリット部１２１の移動工程が繰り返される。これにより、スリット部１２１が、スロット１５よりも少ない場合に、効率良く絶縁シート１４をスロット１５に挿入することができる。

本発明は、絶縁シート挿入装置、絶縁シート挿入方法、ステータ製造装置、モータにおいて利用可能である。

１・・・モータ、２・・・ロータ、３・・・ハウジング、１０・・・ステータ、１１・・・ステータコア、１１ａ・・・コアバック、１１ｂ・・・ティース、１１ｃ・・・コアバック、１１ｄ・・・溝部、１２・・・インシュレータ、１３・・・コイル、１４・・・絶縁シート、１５・・・スロット、１６・・・拡大スロット、１７・・・コア隙間、２０・・・分割コア部、２１・・・引出線、２２・・・渡り線、１００・・・ステータ製造装置、１１０・・・ステータ載置台、１１１・・・凹部、１２０・・・絶縁シート挿入装置、１２１・・・スリット部、１２２・・・入口部、１２３・・・出口部、１２４・・・拡大スリット部、１３０・・・絶縁シート保持装置、１３１・・・吸引マガジン、１３１ａ・・・ガイド面、１３１ｂ・・・湾曲部、１３１ｃ・・・下側空気流路、１３１ｄ・・・軸方向流路、１３１ｅ・・・横方向流路、１３２・・・マガジン保持部、１３２ａ・・・貫通孔、１３２ｂ・・・上側空気流路、１３３・・・エア吸引部、１３３ａ・・・エアポンプ、１３３ｂ・・・エアパイプ、１４０・・・絶縁シート押出装置、１４１・・・押出部材、ＣＬ・・・中心軸

Claims (15)

1. 中心軸が上下方向に延びる環状のコアバック部と、前記コアバック部の内周部から径方向内側に延びて周方向に間隔をあけて配置される複数のティース部と、を有するステータコアと、
   前記ティース部に巻かれるコイルと、
   周方向に隣接する前記コイルの間のスロットに挿入される絶縁シートと、
   を有するステータの製造に使用する絶縁シート挿入装置であって、
   前記絶縁シートが挿入可能なスリット部と、
   前記スリット部の軸方向の一端に設けられ、前記絶縁シートを前記スリットの内部に導く入口部と、
   前記スリット部の軸方向の他端に設けられ、前記スリットの内部に挿入された前記絶縁シートを前記スロットに導く出口部と、
   を有し、
   前記入口部の開口面積は、前記絶縁シートの挿入方向の下流側に進むに従って小さくなる絶縁シート挿入装置。
2. 前記スリット部は、前記絶縁シートの挿入方向に沿って直線状に延びる請求項１に記載の絶縁シート挿入装置。
3. 前記出口部は、前記出口部と、前記スロットと、を前記絶縁シートの挿入方向に沿って重ねたときに、前記スロットの周縁からはみ出ない断面形状を有する請求項１または請求項２に記載の絶縁シート挿入装置。
4. 前記出口部は、前記絶縁シートの挿入方向と交差する方向に凸となる湾曲した断面形状を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置。
5. 前記スリット部の一部に、前記スリット部の開口幅よりも大きく、且つ前記スリット部が延びる方向に沿って延びる拡大スリット部を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置。
6. 前記スリット部を、複数有する請求項１から請求項５のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置。
7. 前記スリット部の数が、前記スロットの数と同じであって、複数の前記スリット部が、前記中心軸を中心として、放射状に配列される請求項６に記載の絶縁シート挿入装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートを前記スロットに挿入する絶縁シート挿入方法。
9. 請求項２に記載の絶縁シート挿入装置を、前記スリット部と前記スロットとが、前記絶縁シートの挿入方向に沿って直線的に連続する配置にして、前記絶縁シートを前記スロットに挿入する工程を含む絶縁シート挿入方法。
10. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置を、前記ステータの上側に配置する工程と、
    前記絶縁シートを、前記スリット部を通して、所定の前記スロットに挿入する工程と、
    前記スリット部を、前記絶縁シートが未挿入の前記スロットの上側に移動する工程と、
    前記絶縁シートを、前記スリット部を通して、前記絶縁シートが未挿入の前記スロットに挿入する工程と、
    を含む絶縁シート挿入方法。
11. 請求項７に記載の絶縁シート挿入装置を、前記ステータの上側に配置する工程と、
    前記絶縁シートを、前記スリット部を通して、全ての前記スロットに、同時に挿入する工程と、
    を含む絶縁シート挿入方法。
12. 請求項５に記載の絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートが前記スリットに挿入された状態で、前記拡大スリット部に、押出部材を前記スリット部の前記入口部から前記出口部に向けて挿入することで、前記絶縁シートを前記スリット部の前記出口部から押し出す工程を含む絶縁シート挿入方法。
13. 周方向に分割された前記コアバック部と、少なくとも１個の前記ティース部と、を有する複数の分割コア部が環状に組み合わされる前記ステータの、周方向に隣接する前記コイルの間の前記スロットを、周方向に拡大して拡大スロットを形成する工程と、
    前記絶縁シート挿入装置を用いて、前記絶縁シートを前記拡大スロットに挿入する工程と、
    前記絶縁シートが前記拡大スロットに挿入された後に、隣接する前記分割コア部同士を接触させて前記拡大スロットを縮小し、前記スロットを形成する工程と、
    を含む請求項８から請求項１２のいずれかに記載の絶縁シート挿入方法。
14. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の絶縁シート挿入装置を有するステータ製造装置。
15. 請求項８から請求項１３のいずれかに記載の絶縁シート挿入方法を用いて、前記絶縁シートが前記スロットに挿入された前記ステータを有するモータ。

Images