JP3552554B2

JP3552554B2 - コイル挿入方法およびコイル挿入装置

Info

Publication number: JP3552554B2
Application number: JP29110898A
Authority: JP
Inventors: 啓一田代; 宏司丹下
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: JP2000125521A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータなどにおけるステータコアのスロットにコイルを挿入するためのコイル挿入方法およびコイル挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ステータコアの内周部に形成されたスロットにコイルを挿入する作業は、図８（ａ）〜（ｃ）に示すような方法で行われている。すなわち、モータにおける円筒状に形成されたステータコア１の内周には、図中で上下方向に延長形成される内歯３が円周方向等間隔に設けられ、この内歯３の相互間にはコイル５が挿入されるスロット７が形成されている。
【０００３】
コイル挿入装置は、内歯３に対応する位置にてコイル５を保持する複数のブレード９が環状に配置されるとともに、ステータコア１内に下方から挿入されてコイル５を押圧するストリッパ１１が上下動可能に設けられている。ストリッパ１１は、外周部にブレード９相互間を移動しつつスロット７内に入り込んでコイル５を押圧する押圧突起１１ａが円周方向等間隔に複数設けられている。
【０００４】
上記の構成において、まず図８（ａ）に示すように、コイル５を所定のブレード９相互間に挿入してブレード９に保持させた後、同図（ｂ）に示すように、ステータコア１を、ブレード９が内歯３に対向する位置となるようコイル挿入装置にセットする。この状態で、ストリッパ１１を、ステータコア１内に向けて移動させると、コイル５は、押圧突起１１ａに押圧されてブレード９相互間にガイドされつつ上方に移動してスロット７内に入り込む。
【０００５】
ストリッパ１１をさらに上昇させて同図（ｃ）に示すようにステータコア１内に挿入し終わると、コイル５は、ステータコア１の反対側（図中で上部側）に突出してスロット７内に挿入されることになる。コイル挿入後は、ストリッパ１１を後退させた後、ステータコア１をコイル挿入装置から取り外し、これによりコイル挿入作業が完了する。
【０００６】
しかしながら、このようなコイル挿入方法においては、コイル５を保持したブレード９が固定されているので、コイル挿入時にブレード９とコイル５との間に生ずる摩擦力により、コイル５が損傷するなどの不具合が発生する。このため、スロット７内に挿入するコイル５の密度を増大させて、いわゆる占積率を高めてモータとしての高性能化を図るには、限界がある。
【０００７】
このため、例えば特開平５−２３６７１２号公報には、コイルを保持するブレードをストリッパとともに移動させることで、コイルとブレードとの間の摩擦を防ぐようにしたものが開示されている。
【０００８】
図９は、そのコイル挿入装置の断面図で、コイル１３を保持するブレードは、図中で上下動可能なストリッパ１５に固定されている第１の可動ブレード１７と、ストリッパ１５の後方にて図中で上下動可能なブレードホルダ１９に固定されている第２の可動ブレード２１とから構成され、これら各可動ブレード１７，２１は円周方向に交互に配置されている。第１の可動ブレード１７は、ストリッパ１５と一体となって移動する一方、第２の可動ブレード２１は、ブレードホルダ１９と一体となって第１の可動ブレード１７に対して相対移動可能である。
【０００９】
コイル１３が挿入されるスロット２３ａを備えたステータコア２３は、クランパ２５により固定されており、このステータコア２３内には、第１，第２の各可動ブレード１７，２１の先端が係合するステータコアガイド２７が配置されている。
【００１０】
このような構成のコイル挿入装置においては、第１，第２の各可動ブレード１７，２１にコイル１３を保持させた状態で、ストリッパ１５およびブレードホルダ１９を同時に前進させてコイル１３をステータコア２３のスロット２３ａ内の第１の位置まで挿入する。このとき、第１，第２の各可動ブレード１７，２１も同時に移動するので、固定ブレードを用いた場合に比べコイル１３との摩擦が低減されるものとなる。
【００１１】
次に、ストリッパ１５を停止させた状態で、ブレードホルダ１９のみを第２のブレード２１とともに後退させた後、再度前進させ、第２のブレード２１の先端が第１のブレード１７の先端と同一位置となった状態で、ストリッパ１５およびブレードホルダ１９を再度同時に前進させてコイル１３をスロット２３ａ内の第２の位置まで挿入する。
【００１２】
このような、第１，第２の各可動ブレード１７，２１の前進および、第２の可動ブレード２１の後退を繰り返し行い、コイル１３をスロット２３ａ内に徐々に挿入していく。第１，第２の各可動ブレード１７，２１の最後の前進動作で、コイル１３の挿入が完了すると、第２の可動ブレード２１のみを後退させて第２の可動ブレード２１の先端をコイル１３から離脱させ、これによりコイル１３先端のステータコア２３から突出量低減を図っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のコイル挿入方法にあっては、コイル１３がスロット２３ａ内に完全に挿入された後に、第２の可動ブレード２１を後退させているので、この後退動作に伴ってコイル１３がスロット２３ａ内に引き戻されることとなる。このため、このコイル１３の戻り量を想定してある程度コイル１３を余計にステータコア２３の端面から突出させる必要があり、この結果ステータコア２３から突出するコイル１３端部の長さが長くなりがちで、線材の消費が増大するとともに、コイル１３の端部が大きなループ状となってモータなどに使用した際に、磁束漏れが生じ、モータの性能低下を招くものとなる。
【００１４】
また、上記したコイル挿入方法では、第１，第２の可動ブレード１７，２１の前進・停止および、第２の可動ブレード２１の後退を繰り返し行うことで、コイル１３を複数回に分けて徐々に挿入するので、１度の前進動作で挿入する場合に比べ、挿入抵抗の低減が図れるものの、第２の可動ブレード２１を繰り返し後退させる分だけコイル１３に対してダメージを与えるとともに、コイル挿入に要する時間が長くなる。
【００１５】
そこで、この発明は、ステータコアから突出するコイル端部の長さを短く抑えるとともに、ブレードによるコイルに対するダメージ付与を軽減し、かつコイル挿入時間を短縮化することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、円筒状のステータコアの内歯に対応して交互に配置され、互いに軸線方向に相対移動可能な第１，第２の可動ブレードにコイルを保持させ、前記コイルをストリッパにより押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入するコイル挿入方法において、前記第１，第２の可動ブレードを、前記コイルが前記ステータコアの所定の位置まで挿入されるまで、前記ストリッパとともに前進させた後、前記第１の可動ブレードを前記ストリッパとともにさらに前進させると同時に、前記第２の可動ブレードを後退させ、この第２の可動ブレードの後退開始時期は、コイルの挿入方向先端部が、ステータコアの端面より突出した時点から、コイルの挿入が完了するまでの間であるコイル挿入方法としてある。
【００１７】
このようなコイル挿入方法によれば、コイルが所定の位置まで挿入された後、第２の可動ブレードの後退動作を、第１の可動ブレードの前進動作、すなわちストリッパの前進動作とともに行うので、第２の可動ブレードの後退動作に伴うコイルのスロット内への戻りが回避される。また、第２の可動ブレードの後退動作は、繰り返し行わず１度だけであるので、コイルに対するダメージが軽減されるとともに、コイル挿入に要する時間も短縮化される。さらに、コイルがほぼ完全に挿入し終わる限界まで、第１，第２の各可動ブレードをストリッパとともに前進させるので、ブレードとコイルとの摩擦発生が最小限に抑えられる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明のコイル挿入方法において、第２の可動ブレードの後退開始時期は、コイル挿入の際に発生する挿入抵抗が小さくなったときとしてある。
【００２１】
上記コイル挿入方法によれば、第１の可動ブレードのみの前進によるコイル挿入作業がより容易になされる。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明のコイル挿入方法において、ループ状に形成されたコイル先端付近の、ステータコアの円周方向に沿う２カ所のコイル保持部は、第２の可動ブレードが前記ループ部の内側に位置し、第１の可動ブレードが前記ループ部の外側に位置し、これら第１，第２の各可動ブレード相互間にコイルが配置されて保持されている。
【００２３】
上記コイル挿入方法によれば、ループ状に形成されたコイル内側の第２の可動ブレードが後退することで、コイルは第２の可動ブレードから外れ、挿入後のステータコアから突出するコイル先端の長さがより短縮化される。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明のコイル挿入方法において、第１の可動ブレードはストリッパに固定され、第２の可動ブレードは、ストリッパの後方に配置されたブレードホルダに固定されている。
【００２５】
上記コイル挿入方法によれば、第１の可動ブレードは、ストリッパの前進に伴い前進し、第２の可動ブレードは、ブレードホルダの前進に伴い前進する。
【００２６】
請求項５の発明は、円筒状のステータコアの内歯に対応して円周方向に沿って複数配置される可動ブレードと、前記ステータコア内に侵入可能で前記ブレードに保持させたコイルを押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入させるストリッパとを有するコイル挿入装置において、前記可動ブレードを、前記ストリッパと一体となって移動する第１の可動ブレードと、この第１の可動ブレードに対し交互に配置されて相対移動可能な第２の可動ブレードとから構成するとともに、前記第１，第２の可動ブレードを、前記コイルが前記ステータコア内の所定の位置まで挿入されるまで前進させた後、前記第１の可動ブレードをさらに前進させると同時に、前記第２の可動ブレードを後退させる駆動手段を設け、前記第２の可動ブレードの後退開始時期は、コイルの挿入方向先端部が、ステータコアの端面より突出した時点から、コイルの挿入が完了するまでの間である構成としてある。
【００２７】
上記構成によれば、駆動手段により、コイルがステータコア内の所定の位置まで挿入されるまで、第１，第２の可動ブレードが前進した後、第１の可動ブレードがさらに前進してコイル挿入動作が継続すると同時に、第１の可動ブレードが、コイルの挿入方向先端部が、ステータコアの端面より突出した時点から、コイルの挿入が完了するまでの間に後退を開始する。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、コイルがステータコアの所定の位置まで挿入された後、第２の可動ブレードの後退動作を、ストリッパと同動する第１の可動ブレードの前進動作とともに行うので、第２の可動ブレードの後退動作に伴うコイルのスロット内への戻りが回避され、コイルのステータコア端面からの突出量を、前記戻り量を考慮して多く設定する必要がなく、このため前記突出量を少なくできて線材の消費増大を防止できるとともに、モータなどに使用した際に、コイルの端部が大きなループ状となるのを回避でき、磁束漏れを抑えてモータなどの性能低下を回避することができる。また、第２の可動ブレードの後退動作は１度だけであるので、コイルに対するダメージを軽減できるとともに、コイル挿入に要する時間も短縮化される。
さらに、コイルの挿入方向先端部がステータコアの端面より突出した時点から、コイルの挿入が完了するまでの間に、第２の可動ブレードを後退させるようにしたので、コイルがほぼ完全に挿入し終わる限界まで、第１，第２の各可動ブレードをストリッパとともに前進させることとなり、第１，第２の各可動ブレードとコイルとの摩擦発生を最小限に抑えることができる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、コイル挿入の際に発生する挿入抵抗が小さくなったときに、第２の可動ブレードを後退させるようにしたので、第１の可動ブレードのみの前進によるコイル挿入作業がより容易になされる。
【００３１】
請求項３の発明によれば、ループ状に形成されたコイル内側の第２の可動ブレードが後退することで、コイルは第２の可動ブレードから外れ、挿入後のステータコアから突出するコイル先端の長さをより短縮化することができる。
【００３２】
請求項４の発明によれば、第１の可動ブレードはストリッパに固定され、第２の可動ブレードは、ストリッパの後方に配置されたブレードホルダに固定されているので、ストリッパの前進に伴い第１の可動ブレードを前進させ、ブレードホルダの前進および後退に伴い第２の可動ブレードを前進および後退させることができる。
【００３３】
請求項５の発明によれば、コイルがステータコア内の所定の位置まで挿入されるまで、第１，第２の可動ブレードを前進させた後、第１の可動ブレードをさらに前進させてコイル挿入動作を継続させると同時に、第１の可動ブレードを後退させるようにしたので、第２の可動ブレードの後退動作に伴うコイルのスロット内への戻りが回避され、コイルのステータコア端面からの突出量を、前記戻り量を考慮して多く設定する必要がなく、このため前記突出量を少なくできて線材の消費増大を防止できるとともに、モータなどに使用した際に、コイルの端部が大きなループ状となるのを回避でき、磁束漏れを抑えてモータなどの性能低下を回避することができる。また、第２の可動ブレードの後退動作は１度だけであるので、コイルに対するダメージを軽減できるとともに、コイル挿入に要する時間も短縮化される。
さらに、コイルの挿入方向先端部がステータコアの端面より突出した時点から、コイルの挿入が完了するまでの間に、第２の可動ブレードを後退させるようにしたので、コイルがほぼ完全に挿入し終わる限界まで、第１，第２の各可動ブレードをストリッパとともに前進させることとなり、第１，第２の各可動ブレードとコイルとの摩擦発生を最小限に抑えることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３５】
図１は、この発明の実施の一形態を示すコイル挿入装置の断面図で、ハウジング２９内のベース板３１上にブレードホルダ３３が上下動可能に収容されるとともに、その上部にストリッパ３５が上下動可能に収容されている。
【００３６】
ストリッパ３５の外周には、円周方向に沿って複数の第１の可動ブレード３７の下部が固定され、ブレードホルダ３３の外周には、円周方向に沿って複数の第２の可動ブレード３９の下部が固定されている。上記第１，第２の各可動ブレード３７，３９は、円周方向に沿って交互に配置され、かつ円筒状に配置されることになる。
【００３７】
円筒状に配置された第１，第２の各可動ブレード３７，３９の先端部には、ステータコアガイド４１が、ストリッパ３５に形成された支持ロッド３５ａの先端に位置決めされた状態で配置されている。ステータコアガイド４１は、図示しないクランプ機構によって保持される円筒状のステータコア４３内に挿入されてステータコア４３を位置決めガイドするものである。上記ステータコア４３は、前記図８に示したものと同様に、内周面に内歯４３ａを備えるとともに、この内歯４３ａ相互間にはコイル４５が挿入されるスロット４３ｂが形成されている。そして、上記第１，第２の各可動ブレード３７，３９は、ステータコア４３の内歯４３ａに対向した位置に配置される。
【００３８】
図２は、図１の拡大されたＡ−Ａ矢視断面図で、コイル４５が、第１の可動ブレード３７と第２の可動ブレード３９との間にセットされた状態を示している。すなわち、ループ状に形成されたコイル４５先端付近の、ステータコア４３の円周方向に沿う２カ所のコイル保持部４７は、第２の可動ブレード３９が前記ループ部におけるコイル４５の内側に位置し、第１の可動ブレード３７が前記ループ部におけるコイル４５の外側に位置している。
【００３９】
ブレードホルダ３３の下部には、ベース板３１の下部に配置された円筒状のガイド４９内を上下方向に摺動可能に収容される中空の外ロッド５１の上端が着脱可能に装着されており、このブレードホルダ３３は、図示しない駆動機構の作動により外ロッド５１とともに上下動する。ストリッパ３５の下部には、外ロッド５１内を上下動可能に収容され、かつブレードホルダ３３の貫通孔３３ａに貫通して挿入される内ロッド５３の上端が着脱可能に装着されており、このストリッパ３５は、図示しない駆動機構の作動により内ロッド５３とともに上下動する。上記ブレードホルダ３３およびストリッパ３５を上下動させる各駆動機構は、駆動手段を構成している。
【００４０】
上記円筒状に配置された第１，第２の各可動ブレード３７，３９の外周部には、ウェッジガイド５５がハウジング２９の内周部に固定した状態で配置されている。ウェッジガイド５５は、その上端が、本装置にセットされたステータコア４３の下部に位置し、その内側にウェッジガイド溝が形成されている。このウェッジガイド溝に沿って、挿入後のコイル４５をスロット４３ｂの開口部側から覆って保持するためのウェッジ５７が、ウェッジプッシャ５９に押されてガイドされる。ウェッジプッシャ５９は、内ロッド５３の上昇とともに上昇するもので、ウェッジ５７は、ストリッパ３５の外周側に位置し、ストリッパ３５の後を追従するようにストリッパ３５とともに上昇する。
【００４１】
次に、上記した構成のコイル挿入装置の動作を説明する。まず、図３に示すように、ステータコアガイド４１を本装置から外した状態で、コイル４５を、図２に示すような形態で、第１，第２の各可動ブレード３７，３９に保持させる。コイル４５を保持させた後、ステータコア４３およびステータコアガイド４１を、図１に示すように本装置にセットして、コイル挿入作業の準備が終了する。
【００４２】
コイル挿入作業の準備が終了した図１の状態から、内ロッド５３および外ロッド５１を同時に前進させて、ストリッパ３５およびブレードホルダ３３を、第１，第２の各可動ブレード３７，３９とともに前進させることで、図４に示すように、コイル４５がステータコア４３のスロット４３ｂ内に挿入されることとなる。
【００４３】
このコイル挿入作業を以後継続して行い、図５に示すように、コイル４５の挿入方向前方側の先端が、ステータコア４３の端面から突出した時点から、コイル４５が完全にスロット４３ｂ内に挿入されるまでの間の所定の位置で、ストリッパ３５の前進移動をさらに継続して行って第１の可動ブレード３７を前進させると同時に、ブレードホルダ３３を後退させて第２の可動ブレード３９を後退させる。
【００４４】
図６は、上記したコイル挿入作業により、コイル４５がステータコア４３のスロット４３ｂに完了に挿入された状態を示している。このときストリッパ３５は、先端側がステータコア４３の端面から突出した状態で前進移動が停止し、ブレードホルダ３３は、第２の可動ブレード３９の先端がステータコア４３の端面にほぼ一致する位置となった状態で後退移動が停止する。これによりコイル４５は、第２の可動ブレード３９の先端から外れることとなる。
【００４５】
その後、図７に示すように、ストリッパ３５を後退させて第１の可動ブレード３７を第２の可動ブレード３９と同一位置とした状態で、ステータコア４３を本装置から外し、これによりコイル挿入作業が完了する。
【００４６】
上記した第２の可動ブレード３９の後退動作は、第１の可動ブレード３７の前進動作、つまりストリッパ３５によるコイル挿入動作と同時になされるので、第２の可動ブレード３９の後退動作に伴うコイル４５のスロット４３ｂ内への戻りが回避される。このため、コイル４５の挿入方向先端部のテータコア４３の端面からの突出量を、前記戻り量を考慮して多く設定する必要がなく、第２の可動ブレード３９から外れた状態のコイル４５の周長を短くすることが可能となる。この結果、コイル４５に用いる線材の消費増大を防止できるとともに、モータなどに使用した際に、コイル４５の端部が大きなループ状となるのを回避でき、磁束漏れを抑えてモータなどの性能低下を回避することができる。
【００４７】
また、第２の可動ブレード３９の後退動作開始は、コイル４５がステータコア４３の端面より突出した時点から、コイル４５の挿入が完了するまでの所定の位置に達するまでの間に行うようにしたので、コイル４５がほぼ完全に挿入し終わる限界まで、第１，第２の各可動ブレード３７，３９をストリッパ３５とともに前進させることができ、第１，第２の各可動ブレード３７，３９とコイル４５との摩擦発生を最小限に抑えることができる。これにより、コイル４５に傷が発生しにくくなるとともに、高占積率化も可能となる。
【００４８】
なお、第２の可動ブレード３９の後退動作開始時期を、コイル４５がステータコア４３の端面より突出した時点から、コイル４５の挿入が完了するまでの所定の位置に達するまでの間において、コイル挿入の際に発生する挿入抵抗が小さくなったときとすることで、第１の可動ブレード３７のみの前進によるコイル挿入作業がより容易になされる。
【００４９】
上記した第２の可動ブレード３９の後退動作は、複数回繰り返して行うものではなく、１度だけであるので、第２の可動ブレード３９の後退動作に伴うコイル４５に対するダメージが軽減されるとともに、コイル挿入に要する時間も短縮化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示すコイル挿入装置の断面図である。
【図２】図１の拡大されたＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のコイル挿入装置において、コイルをセットした状態を示す動作説明図である。
【図４】図１のコイル挿入装置において、コイルがステータコアのスロットに挿入されている途中の状態を示す動作説明図である。
【図５】図１のコイル挿入装置において、第２の可動動ブレードを後退させる状態を示す動作説明図である。
【図６】図１のコイル挿入装置において、コイルがステータコアのスロットに挿入完了した状態を示す動作説明図である。
【図７】図１のコイル挿入装置において、コイル挿入作業が終了した状態を示す動作説明図である。
【図８】一般的なコイル挿入作業を示す動作説明図で、（ａ）はコイルをブレードに保持させた状態を示し、（ｂ）はステータコアをコイル挿入装置にセットした状態を示し、（ｃ）はストリッパによりコイルを挿入している状態を示している。
【図９】従来例を示すコイル挿入装置の断面図である。
【符号の説明】
３３ブレードホルダ
３５ストリッパ
３７第１の可動ブレード
３９第２の可動ブレード
４３ステータコア
４３ａ内歯
４３ｂスロット
４５コイル
４７コイル保持部

Claims

円筒状のステータコアの内歯に対応して交互に配置され、互いに軸線方向に相対移動可能な第１，第２の可動ブレードにコイルを保持させ、前記コイルをストリッパにより押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入するコイル挿入方法において、前記第１，第２の可動ブレードを、前記コイルが前記ステータコアの所定の位置まで挿入されるまで、前記ストリッパとともに前進させた後、前記第１の可動ブレードを前記ストリッパとともにさらに前進させると同時に、前記第２の可動ブレードを後退させ、この第２の可動ブレードの後退開始時期は、コイルの挿入方向先端部が、ステータコアの端面より突出した時点から、コイルの挿入が完了するまでの間であることを特徴とするコイル挿入方法。
第２の可動ブレードの後退開始時期は、コイル挿入の際に発生する挿入抵抗が小さくなったときであることを特徴とする請求項１記載のコイル挿入方法。
ループ状に形成されたコイル先端付近の、ステータコアの円周方向に沿う２カ所のコイル保持部は、第２の可動ブレードが前記ループ部の内側に位置し、第１の可動ブレードが前記ループ部の外側に位置し、これら第１，第２の各可動ブレード相互間にコイルが配置されて保持されていることを特徴とする請求項１または２記載のコイル挿入方法。
第１の可動ブレードはストリッパに固定され、第２の可動ブレードは、ストリッパの後方に配置されたブレードホルダに固定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル挿入方法。
円筒状のステータコアの内歯に対応して円周方向に沿って複数配置される可動ブレードと、前記ステータコア内に侵入可能で前記ブレードに保持させたコイルを押圧して前記ステータコアの内歯相互間に形成されるスロットに挿入させるストリッパとを有するコイル挿入装置において、前記可動ブレードを、前記ストリッパと一体となって移動する第１の可動ブレードと、この第１の可動ブレードに対し交互に配置されて相対移動可能な第２の可動ブレードとから構成するとともに、前記第１，第２の可動ブレードを、前記コイルが前記ステータコア内の所定の位置まで挿入されるまで前進させた後、前記第１の可動ブレードをさらに前進させると同時に、前記第２の可動ブレードを後退させる駆動手段を設け、前記第２の可動ブレードの後退開始時期は、コイルの挿入方向先端部が、ステータコアの端面より突出した時点から、コイルの挿入が完了するまでの間であることを特徴とするコイル挿入装置。