JP3979342B2 - コイル挿入方法及びコイル挿入装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻回されたコイルを、ブレードを案内としてコイルストリッパによりステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入方法及びコイル挿入装置に関し、特に、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入方法及びコイル挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルを、ブレードを案内としてコイルストリッパにより、ステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入装置やこれを利用したコイル挿入方法が知られている。例えば、図１０〜図１３に示すコイル挿入装置９０１及びコイル挿入方法が知られている。
このコイル挿入装置９０１は、環状に複数並んで配置され、巻回された異周長コイル９０３をステータコア９１１のスロット９１３内に案内するブレード９２１と、このブレード９２１の間隙に突起部９３１Ｂが配置されて、ブレード９２１の軸方向に往復運動し、ブレード９２１を案内として異周長コイル９０３をスロット９１３内に挿入するコイルストリッパ９３１とを備える。そして、ブレード９２１は、その軸方向に往復運動し、異周長コイル９０３がスロット９１３内へ挿入される際に異周長コイル９０３がブレード先端９２３Ｓを乗り越える複数の可動ブレード９２３を有する。
【０００３】
このコイル挿入装置９０１を利用したコイル挿入方法は、次のようなものである。即ち、まず、一方の端部９０３Ｐから他方の端部９０３Ｑに向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイル９０３を用意する。そして、この異周長コイル９０３を可動ブレード９２３とこれに隣り合うブレード９２１との間隙に、周長の短い一方の端部９０３Ｐが上側に周長の長い他方の端部９０３Ｑが下側になるように入れて引掛ける。
その後、ブレード９２１及びコイルストリッパ９３１を上昇させる。そして、可動ブレード９２３のブレード先端９２３Ｓがステータコア９１１の上面９１１Ｕより所定量突出した位置で可動ブレード９２３を停止させる。即ち、可動ブレード９２３を所定の位置に固定し、固定ブレードとする。一方、コイルストリッパ９３１はさらに上昇させ、コイルストリッパ９３１の突起部９３１Ｂによって、異周長コイル９０３を、固定された可動ブレード９２３のブレード先端９２３Ｓから乗り越えさせ、ブレード９２１を案内として、ブレード９２１の間隙からスロット９１３内に挿入する。
その際、異周長コイル９０３は、図１０〜図１３に段階的に示すように、周長の短い一方の端部９０３Ｐから順番に周長の長い他方の端部９０３Ｑまで、次々にスロット９１３内に挿入される。そして、コイルストリッパ９３１（突起部９３１Ｂ）が所定の高さまで上昇した時点で、全ての異周長コイル９０３がスロット９１３内に挿入され（図１３参照）、コイル挿入が完了する。その後は、全てのブレード９２１及びコイルストリッパ９３１を下降させ、スロット９１３に異周長コイル９０３が挿入されたステータコア９１１をコイル挿入装置９０１から取り出し、その後の工程を行う。
【０００４】
また、このようなコイル挿入装置９０１やコイル挿入方法に関連するものとして、特許文献１に開示されたコイル挿入装置及びコイル挿入方法が挙げられる。特許文献１で開示されたコイル挿入装置は、所定の間隔を介して環状に配列され、回転電機用固定子鉄心（ステータコア）のスロット内にコイルを案内する複数のブレードと、このブレードの方向に往復運動し、同ブレードを案内として、スロット内にコイルを挿入するコイルストリッパとを有する。そして、複数のブレードは複数（２つ）のブレードグループ（第１ブレードグループ及び第２ブレードグループ）に分けられてそれぞれ別のブレードホルダ（第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダ）に保持され、互いに独立して軸方向に移動可能に案内されている。さらに、複数（２つ）のブレードホルダ（第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダ）はそれぞれ独立した往復駆動部を備え、コイルストリッパもまた独立した往復駆動部を備える。
【０００５】
このコイル挿入装置を利用したコイル挿入方法は、次のようなものである。即ち、上記の３つの往復駆動部を駆動させ、第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダを上昇させて第１ブレードグループ及び第２ブレードグループを上昇させると共に、コイルストリッパを上昇させる。
そして、固定子鉄心（ステータコア）の上面より第２ブレードグループの先端が所定量出た位置で、第２ブレードグループを停止させる。一方、第１ブレードグループ及びコイルストリッパはさらに上昇させ、ブレードの間にあるコイルがコイルストリッパに押されて固定子鉄心（ステータコア）のスロット内に次々に挿入される。その後、コイルの所定量の挿入が終わる前半段階において、第１ブレードグループを下降させて、第１ブレードグループの先端が第２ブレードグループの先端と同じ高さになる位置で、第１ブレードグループを停止させる。この第１ブレードグループの下降・停止と並行してコイルストリッパはさらに上昇させ、コイルストリッパの上面がブレードの先端を少し出た位置で、コイルストリッパを停止させる。そうすると、コイルの固定子鉄心（ステータコア）への挿入が完了する。
【０００６】
このようなコイル挿入方法では、コイル挿入動作の前半段階で、コイルストリッパによるコイルの移動にあわせてコイルをガイドするブレードの一方である第１ブレードグループを上昇させるため、第１ブレードグループとコイルとの相対移動がなく、このため、コイルがブレードによって傷つけられることがなく、コイルを良好に挿入できる。また、コイル挿入動作の後半段階で、すべてのブレードがコイルストリッパの上端より下方に位置するため、コイルが容易にスロットへ移動できるので、コイルの周長を短くしてもコイルを容易にスロットに挿入できる利点を有しているようである。
【０００７】
また、上記のコイル挿入装置９０１等やコイル挿入方法に関連するものとして、特許文献２に開示されたステータコアへのコイル挿入方法や、特許文献３に開示されたコイル挿入装置、特許文献４に開示されたコイル挿入装置におけるリード線処理装置なども知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５７−８８８６０号公報
【特許文献２】
特開平８−２０５４８８号公報
【特許文献３】
特開平３−８３４７２号公報
【特許文献４】
特開平５−２３６７１１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０〜図１３に示した従来のコイル挿入装置９０１及びコイル挿入方法において、ステータコア９１１に挿入された異周長コイル９０３の理想のコイルエンド形状（異周長コイル９０３のうちステータコア９１１から突出した部分の形状）は、図１４に示すように、ステータコア９１１の上面９１１Ｕから突出する異周長コイル９０３の突出長が、ステータコア９１１の外周側から内周側に向かって徐々に長くなった形状である。その理由は、コイル挿入工程後は、いわゆるコイルエンド拡張工程において、コイルエンドをステータコア９１１の外周側に押し広げて拡張するため、ステータコア９１１の外周側のコイルの突出長が短く、内周側のコイルの突出長が長くなっていれば、その拡張の際、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、巻線が短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止できるからである。さらに、コイルの巻線同士が互いに擦れ合うのを低減し、巻線の皮膜に傷が付くのを防止できるからである。また、ステータコア９１１の外周側のコイルの突出長が短く、内周側のコイルの突出長が長ければ、コイルエンド拡張後のコイルエンド部をより小型化できるからである。
【００１０】
しかしながら、図１０〜図１３に示した従来のコイル挿入装置９０１及びコイル挿入方法では、異周長コイル９０３を用いているにも拘わらず、コイルの突出長がステータコア９１１の外周側から内周側に向かって長くなる理想のコイルエンド形状とはならない。具体的には、ステータコア９１１の上面９１１Ｕ側のコイルエンドの形状は、図１５に示すように、ステータコア９１１の外周側から内周側に向かって短くなるか、あるいは、図１６に示すように、外周側と内周側でほぼ同じ長さになってしまう。このようなコイルエンド形状となる理由としては、異周長コイル９０３が固定された可動ブレード９２３を乗り越える際、ブレード先端９２３Ｓまでの距離が、外周側のコイルが長く、内周側のコイルが短いためであると考えられる。また、先にスロット９１３に挿入されたコイルが後からスロット９１３に挿入されるコイルによって押し上げられるためとも考えられる。
このように、従来は、異周長コイル９０３を挿入するにあたって理想のコイルエンド形状を得ることができなかったため、コイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を別途設け、コイルエンド拡張工程前に、図１５または図１６に示したコイルエンド形状を図１４に示した理想のコイルエンド形状となるように修正していた。
【００１１】
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであって、コイル挿入時に、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長を、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くできるコイル挿入方法及びコイル挿入装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
その解決手段は、環状に複数並んで配置され、巻回されたコイルをステータコアのスロット内に案内するブレードであって、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有するブレードと、上記ブレードの間隙に突起部が配置され、上記ブレードの軸方向に往復運動し、上記ブレードを案内として、上記コイルを上記スロット内に挿入するコイルストリッパと、を備えるコイル挿入装置を用い、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルを、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記ブレードとの間隙に、周長の短い上記一方の端部が上側に周長の長い上記他方の端部が下側になるように入れて引掛けるコイルセット工程と、上記第１可動ブレードのブレード先端が上記ステータコアの上面を越えた状態で上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを、上記第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、上記ブレードを案内として、上記間隙から上記スロット内に挿入するコイル挿入工程と、を備え、上記コイル挿入工程において、上記第１可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを上記一方の端部から順番に上記他方の端部まで次々に上記スロット内に挿入し、上記ステータコアの上面から突出する上記異周長コイルの突出長が、上記ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにすることを特徴とするコイル挿入方法である。
【００１３】
本発明によれば、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入するにあたり、環状に複数並んで配置されたブレードと、このブレードの間隙に突起部が配置され、ブレードの軸方向に往復運動し、ブレードを案内として異周長コイルをスロット内に挿入するコイルストリッパとを備えるコイル挿入装置を用いる。このうち、ブレードは、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際に異周長コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有する。このようなコイル挿入装置を用い、まず、コイルセット工程において、異周長コイルを、第１可動ブレードとこれに隣り合うブレードとの間隙に、周長の短い一方の端部が上側に周長の長い他方の端部が下側になるように入れて引掛ける。その後、コイル挿入工程において、第１可動ブレードのブレード先端がステータコアの上面を越えた状態でコイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、異周長コイルを、第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、ブレードを案内として、ブレードの間隙からステータコアのスロット内に挿入する。この工程では、従来と異なり、第１可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、異周長コイルを一方の端部から順番に他方の端部まで次々にスロット内に挿入し、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする。
【００１４】
このようにして異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入すれば、ステータコアに挿入された異周長コイルのコイルエンド形状（コイルのうちステータコアから突出した部分の形状）は、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長い形状となる。即ち、ステータコアに挿入された異周長コイルを、コイル挿入と同時に、理想のコイルエンド形状とすることができる。このため、コイル挿入後に引き続きコイルエンド拡張工程を行っても、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止でき、また、拡張後のコイルエンド部をより小型化できる。従って、従来行っていたコイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を省略でき、生産性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、上記のコイル挿入方法であって、上記ブレードは、上記第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有し、上記コイルセット工程において、上記異周長コイルを上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記第２可動ブレードとの間隙に入れて引掛け、上記コイル挿入工程において、上記第２可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを、上記第１可動ブレード及び上記第２可動ブレードを案内として、上記スロット内に挿入することを特徴とするコイル挿入方法とすると良い。
【００１６】
本発明によれば、コイル挿入に用いるコイル挿入装置のブレードは、第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際に異周長コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有する。そして、コイルセット工程において、異周長コイルを第１可動ブレードとこれに隣り合う第２可動ブレードとの間隙に入れて引掛ける。その後、コイル挿入工程において、第２可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、異周長コイルをブレードを案内としてスロット内に挿入する。このようなコイル挿入方法では、コイルストリッパの上昇と共に第２可動ブレードも上昇させるため、異周長コイルを案内するブレードの一方である第２可動ブレードと異周長コイルとの相対移動がなくなる、あるいは、少なくなる。従って、異周長コイルがブレードにより傷つけられるのを防止でき、また、異周長コイルを良好にスロット内に挿入できる。
【００１７】
さらに、上記のいずれかに記載のコイル挿入方法であって、上記コイル挿入工程において、上記異周長コイルが上記スロット内に挿入された後、上記第１可動ブレード及び上記コイルストリッパをさらに上昇させて、上記ステータコアの内周側に被さっている上記異周長コイルを、上記ステータコアの外周側に広げることを特徴とするコイル挿入方法とすると良い。
【００１８】
本発明によれば、コイル挿入工程において、異周長コイルがスロット内に挿入された後、さらに第１可動ブレード及びコイルストリッパを上昇させて、ステータコアの内周側に被さっている異周長コイルを、ステータコアの外周側に広げる。このようにすれば、ステータコアのスロット内に挿入された異周長コイルの全てが、ステータコアの外周側に広がる。従って、その後のコイルエンド拡張工程を確実かつ良好に行うことができる。
【００１９】
また、他の解決手段は、環状に複数並んで配置され、巻回されたコイルをステータコアのスロット内に案内するブレードであって、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有するブレードと、上記ブレードの間隙に突起部が配置され、上記ブレードの軸方向に往復運動し、上記ブレードを案内として、上記コイルを上記スロット内に挿入するコイルストリッパと、を備えるコイル挿入装置であって、上記第１可動ブレードのブレード先端が上記ステータコアの上面を越えた状態で上記コイルストリッパを上昇させることにより、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回され、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記ブレードとの間隙に、周長の短い上記一方の端部が上側に周長の長い上記他方の端部が下側になるように入れて引掛けられた異周長コイルを、上記第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、上記ブレードを案内として、上記間隙から上記スロット内に挿入する挿入手段であって、上記第１可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを上記一方の端部から順番に上記他方の端部まで次々に上記スロット内に挿入し、上記ステータコアの上面から突出する上記異周長コイルの突出長が、上記ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする挿入手段を備えることを特徴とするコイル挿入装置である。
【００２０】
本発明のコイル挿入装置は、環状に複数並んで配置されたブレードと、このブレードの間隙に突起部が配置され、ブレードの軸方向に往復運動し、ブレードを案内として、異周長コイルをスロット内に挿入するコイルストリッパとを備える。このうち、ブレードは、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際にコイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有する。加えて、コイル導入装置は、第１可動ブレードのブレード先端がステータコアの上面を越えた状態でコイルストリッパを上昇させることにより、第１可動ブレードとこれに隣り合うブレードとの間隙に、周長の短い一方の端部が上側に周長の長い他方の端部が下側になるように入れて引掛けられた異周長コイルを、第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、ブレードを案内として、ブレードの間隙からステータコアのスロット内に挿入する挿入手段を備える。この挿入手段は、さらに、第１可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、異周長コイルを一方の端部から順番に他方の端部まで次々にスロット内に挿入し、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする。
【００２１】
このようなコイル挿入装置を用いて異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入すれば、コイル導入と同時に、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長い理想のコイルエンド形状とすることができる。このため、コイル挿入後に引き続きコイルエンド拡張工程と行っても、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止でき、また、コイルエンド拡張後のコイルエンド部をより小型化できる。従って、従来行っていたコイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を省略でき、生産性を向上させることができる。
【００２２】
さらに、上記のコイル挿入装置であって、上記ブレードは、上記第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有し、上記挿入手段は、上記第２可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記第２可動ブレードとの間隙に入れて引き掛けられた上記異周長コイルを、上記第１可動ブレード及び上記第２可動ブレードを案内として、上記スロット内に挿入することを特徴とするコイル挿入装置とすると良い。
【００２３】
本発明によれば、ブレードは、第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際に異周長コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有する。そして、挿入手段は、第２可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、第１可動ブレードとこれに隣り合う第２可動ブレードとの間隙に入れて引き掛けられた異周長コイルを、ブレードを案内としてスロット内に挿入する。
このようなコイル挿入装置を用いて異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入すれば、コイルストリッパの上昇と共に第２可動ブレードも上昇させるため、異周長コイルを案内するブレードの一方である第２可動ブレードと異周長コイルとの相対移動をなくす、あるいは、少なくできる。従って、異周長コイルがブレードにより傷つけられるのを防止でき、また、異周長コイルを良好にスロット内に挿入できる。
【００２４】
さらに、上記のいずれかに記載のコイル挿入装置であって、上記挿入手段は、上記異周長コイルが上記スロット内に挿入された後、上記第１可動ブレード及び上記コイルストリッパをさらに上昇させて、上記ステータコアの内周側に被さっている上記異周長コイルを、上記ステータコアの外周側に広げることを特徴とするコイル挿入装置とすると良い。
【００２５】
本発明によれば、挿入手段は、異周長コイルがスロット内に挿入された後、さらに第１可動ブレード及びコイルストリッパを上昇させて、ステータコアの内周側に被さっている異周長コイルを、ステータコアの外周側に広げる。
このようなコイル導入装置を用いれば、ステータコアのスロット内に挿入された異周長コイルの全てが、ステータコアの外周側に広がる。従って、その後のコイルエンド拡張工程を確実かつ良好に行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係るコイル導入装置１０１の上部の断面図を図１に、コイル導入装置１０１の上部を上側から見た平面図を図２に示す。
このコイル導入装置１０１は、環状に１６個並んで配置され、巻回された異周長コイル１０３（図１及び図２では図示されていない。）をステータコア１１１のスロット１１３（図４を参照。）内に案内するブレード１２１を備える。このブレード１２１は、その軸方向に往復運動し、異周長コイル１０３がスロット１１３内へ挿入される際に異周長コイル１０３がブレード先端１２３Ｓを乗り越える８個の第１可動ブレード１２３と、その軸方向に往復運動し、異周長コイル１０３がスロット９１３内へ挿入される際に異周長コイル１０３がブレード先端１２５Ｓ（図３を参照。）を乗り越えない８個の第２可動ブレード１２５とからなる。８個の第１可動ブレード１２３と８個の第２可動ブレード１２５とは、それぞれ所定の間隙をあけて交互に配置されている。
【００２７】
８個の第１可動ブレード１２３は、そのブレード基部１２３Ｔが、後述するコイルストリッパ１３１の下方に配置され、ブレード１２１の軸方向に往復運動する第１ブレードホルダ１２７に固定されている。この第１ブレードホルダ１２７は、図示しないシャフトを介して、駆動源としてのモータに連結されたブレード用第１駆動部に接続されている。また、８個の第２可動ブレード１２５は、そのブレード基部が、第１ブレードホルダ１２７の下方に配置され、ブレード１２１の軸方向に往復運動する図示しない第２ブレードホルダに固定されている。この第２ブレードホルダは、図示しないシャフトを介して、モータに連結されたブレード用第２駆動部に接続されている。これらブレード用第１駆動部及びブレード用第２駆動部は、微動制御可能なアクチュエータを使用し、シーケンス制御が可能とされている。従って、第１可動ブレード１２３と第２可動ブレード１２５は、それぞれ往復運動を独立して自在に制御できる。
【００２８】
ブレード１２１の外側には、異周長コイル１０３をステータコア１１１のスロット１１３内に挿入する際にウエッジをスロット１１３内に挿入するためのウエッジガイド１４１が、複数（１６個）環状に並んで配置されている。８個の第１可動ブレード１２３の外側には、それぞれ８個の第１ウエッジガイド１４３が配置され、８個の第２可動ブレード１２５の外側には、それぞれ８個の第２ウエッジガイド１４５が配置されている。
【００２９】
ブレード１２１の内側には、ブレード１２１の軸方向に往復運動し、ブレード１２１を案内として、異周長コイル１０３をスロット１１３内に挿入するコイルストリッパ１３１が配置され、さらに、各々のブレード１２１の間隙には、コイルストリッパ１３１の突起部１３１Ｂが配置されている。このコイルストリッパ１３１は、略円柱状のサブコイルストリッパ１３３に接続され、さらにサブコイルストリッパ１３３上には、略円柱状のストリッパフランジ１３５が配置されている。また、このストリッパフランジ１３５の略中央には、棒状のアライメントシャフト１３７が立設されている。一方、コイルストリッパ１３１は、下方に棒状に延びるシャフト１３９に固定されている。このシャフト１３９は、駆動源としてのモータに連結されたストリッパ用駆動部に接続されている。このストリッパ用駆動部は、微動制御可能なアクチュエータを使用し、シーケンス制御が可能とされている。従って、コイルストリッパ１３１は、第１可動ブレード１２３及び第２可動ブレード１２５とは別に往復運動を独立して自在に制御できる。
【００３０】
次に、このコイル挿入装置１０１を用いたコイル挿入方法について説明する。まず、一方の端部１０３Ｐから他方の端部１０３Ｑに向けて周長が長くなるように、公知の方法で巻回された異周長コイル１０３を用意する。本実施形態では、コイル１２本を一束とし、周長が徐々に長くなるように１３回（ターン）巻いたものを用いた。
次に、図３に一部のブレード１２１を水平方向から見た様子や、図４にスロット１１３の一部を上方から見た様子を示すように、この異周長コイル１０３を、所定の第１可動ブレード１２３とこれに隣り合う第２可動ブレード１２５の間隙に、周長の短い一方の端部１０３Ｐが上側に周長の長い他方の端部１０３Ｑが下側になるように入れて引掛ける（コイルセット工程）。また、ステータコア１１１をコイル挿入装置１０１の所定の位置にセットする。
【００３１】
次に、ブレード用第１駆動部及びブレード用第２駆動部を駆動させて、第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダを上昇させ、第１可動ブレード１２３及び第２可動ブレード１２５を上昇させる。そして、それぞれのブレード先端１２３Ｓ，１２５Ｓをステータコア１１１の上面１１１Ｕから所定量突出させる。また、これと共に、ストリッパ用駆動部も駆動させて、コイルストリッパ１３１も上昇させる。その際、コイルストリッパ１３１に押されて異周長コイル１０３も徐々に上昇する。
【００３２】
その後、図５〜図８に示すように、さらに、第１可動ブレード１２３、第２可動ブレード１２５及びコイルストリッパ１３１を徐々に上昇させて、コイルストリッパ１３１の突起部１３１Ｂによって、異周長コイル１０３を、第１可動ブレード１２３のブレード先端１２３Ｓから乗り越えさせ、第１可動ブレード１２３及び第２可動ブレード１２５を案内として、ブレード１２１の間隙からステータコア１１１のスロット１１３内に挿入する（コイル挿入工程）。その際、異周長コイル１０３は、周長の短い一方の端部１０３Ｐから順番に次々とスロット１１３内に挿入されていく。そして、異周長コイル１０３の他方の端部１０３Ｑがスロット１１３内に挿入されると、コイル挿入は完了する。異周長コイル１０３の挿入に際しては、第１可動ブレード１２３及びコイルストリッパ１３１の上昇量を制御することにより、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出する異周長コイル１０３の突出長が、ステータコア１１１の外周側から内周側に向かって長くなるようにする。より具体的には、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出するコイルエンド形状と、ステータコア１１１の下面１１１Ｄから突出するコイルエンド形状が対称な形状となるようにする。
なお、コイル挿入と共に、ウエッジもステータコア１１１のスロット１１３内に挿入する。ステータコア１１１と異周長コイル１０３の絶縁を図るためである。
【００３３】
異周長コイル１０３がスロット１１３内に挿入された後は、図９に示すように、さらに第１可動ブレード１２３及びコイルストリッパ１３１を上昇させて、ステータコア１１１の内周側に被さっている異周長コイル１０３を、ステータコア１１１の外周側に広げる。
【００３４】
その後は、第１可動ブレード１２３、第２可動ブレード１２５及びコイルストリッパ１３１を元の位置まで下降させる。そして、異周長コイル１０３が挿入されたステータコア１１１をコイル挿入装置１０１から取り出し、次工程であるコイルエンド拡張工程に進む。
【００３５】
以上で説明したように、本実施形態では、コイル挿入工程において、第１可動ブレード１２３を上昇させつつ、コイルストリッパ１３１を上昇させることにより、コイルストリッパ１３１の突起部１３１Ｂによって、異周長コイル１０３を一方の端部１０３Ｐから順番に他方の端部１０３Ｑまで次々にスロット１１３内に挿入し、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出する異周長コイル１０３の突出長が、ステータコア１１１の外周側から内周側に向かって長くなるようにしている。このため、ステータコア１１１に挿入された異周長コイル１０３のコイルエンド形状は、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出する異周長コイル１０３の突出長が、ステータコア１１１の外周側から内周側に向かって長くなった形状となる。即ち、ステータコア１１１に挿入された異周長コイル１０３を、コイル挿入と同時に、理想のコイルエンド形状とすることができる。このため、コイル挿入後に引き続きコイルエンド拡張工程と行っても、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止でき、また、コイルエンド拡張後のコイルエンド部をより小型化できる。従って、従来行っていたコイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を省略でき、生産性を向上させることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、コイルストリッパ１３１の上昇と共に第２可動ブレード１２５も上昇させるため、異周長コイル１０３を案内するブレード１２１の一方である第２可動ブレード１２５と異周長コイル１０３との相対移動がなくなる、あるいは、少なくなる。従って、異周長コイル１０３がブレード１２１により傷つけられるのを防止でき、また、異周長コイル１２１を良好にスロット１１３内に挿入できる。
さらに、本実施形態では、異周長コイル１０３がスロット１１３内に挿入された後、さらに第１可動ブレード１２３及びコイルストリッパ１３１を上昇させて、ステータコア１１１の内周側に被さっている異周長コイル１０３を、ステータコア１１１の外周側に広げる。このため、ステータコア１１１のスロット１１３内に挿入された異周長コイル１０３の全てが、ステータコア１１１の外周側に広がる。従って、その後のコイルエンド拡張工程を確実かつ良好に行うことができる。
【００３７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、コイル挿入と同時に、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長を、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るコイル挿入装置の上部を示す断面図である。
【図２】実施形態に係るコイル挿入装置の上部を上方から見た平面図である。
【図３】実施形態に係り、ブレードにコイルをセットした状態の水平方向から見た様子を示す説明図である。
【図４】実施形態に係り、コイルをセットした状態の上方から見た様子を示す説明図である。
【図５】実施形態に係り、異周長コイルの一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図６】実施形態に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図７】実施形態に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図８】実施形態に係り、異周長コイルの全てをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図９】実施形態に係り、コイル挿入後、さらに第１可動ブレード及びコイルストリッパを上昇させた様子を示す説明図である。
【図１０】従来技術に係り、異周長コイルの一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１１】従来技術に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１２】従来技術に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１３】従来技術に係り、異周長コイルの全てをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１４】異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入したときの理想のコイルエンド形状を示す説明図である。
【図１５】従来技術に係り、異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１６】従来技術に係り、異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ コイル挿入装置
１０３ 異周長コイル
１１１ ステータコア
１１３ スロット
１２１ ブレード
１２３ 第１可動ブレード
１２３Ｓ （第１可動ブレードの）ブレード先端
１２５ 第２可動ブレード
１２５ｓ （第２可動ブレードの）ブレード先端
１３１ コイルストリッパ
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻回されたコイルを、ブレードを案内としてコイルストリッパによりステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入方法及びコイル挿入装置に関し、特に、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入方法及びコイル挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルを、ブレードを案内としてコイルストリッパにより、ステータコアのスロット内に挿入するコイル挿入装置やこれを利用したコイル挿入方法が知られている。例えば、図１０〜図１３に示すコイル挿入装置９０１及びコイル挿入方法が知られている。
このコイル挿入装置９０１は、環状に複数並んで配置され、巻回された異周長コイル９０３をステータコア９１１のスロット９１３内に案内するブレード９２１と、このブレード９２１の間隙に突起部９３１Ｂが配置されて、ブレード９２１の軸方向に往復運動し、ブレード９２１を案内として異周長コイル９０３をスロット９１３内に挿入するコイルストリッパ９３１とを備える。そして、ブレード９２１は、その軸方向に往復運動し、異周長コイル９０３がスロット９１３内へ挿入される際に異周長コイル９０３がブレード先端９２３Ｓを乗り越える複数の可動ブレード９２３を有する。
【０００３】
このコイル挿入装置９０１を利用したコイル挿入方法は、次のようなものである。即ち、まず、一方の端部９０３Ｐから他方の端部９０３Ｑに向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイル９０３を用意する。そして、この異周長コイル９０３を可動ブレード９２３とこれに隣り合うブレード９２１との間隙に、周長の短い一方の端部９０３Ｐが上側に周長の長い他方の端部９０３Ｑが下側になるように入れて引掛ける。
その後、ブレード９２１及びコイルストリッパ９３１を上昇させる。そして、可動ブレード９２３のブレード先端９２３Ｓがステータコア９１１の上面９１１Ｕより所定量突出した位置で可動ブレード９２３を停止させる。即ち、可動ブレード９２３を所定の位置に固定し、固定ブレードとする。一方、コイルストリッパ９３１はさらに上昇させ、コイルストリッパ９３１の突起部９３１Ｂによって、異周長コイル９０３を、固定された可動ブレード９２３のブレード先端９２３Ｓから乗り越えさせ、ブレード９２１を案内として、ブレード９２１の間隙からスロット９１３内に挿入する。
その際、異周長コイル９０３は、図１０〜図１３に段階的に示すように、周長の短い一方の端部９０３Ｐから順番に周長の長い他方の端部９０３Ｑまで、次々にスロット９１３内に挿入される。そして、コイルストリッパ９３１（突起部９３１Ｂ）が所定の高さまで上昇した時点で、全ての異周長コイル９０３がスロット９１３内に挿入され（図１３参照）、コイル挿入が完了する。その後は、全てのブレード９２１及びコイルストリッパ９３１を下降させ、スロット９１３に異周長コイル９０３が挿入されたステータコア９１１をコイル挿入装置９０１から取り出し、その後の工程を行う。
【０００４】
また、このようなコイル挿入装置９０１やコイル挿入方法に関連するものとして、特許文献１に開示されたコイル挿入装置及びコイル挿入方法が挙げられる。特許文献１で開示されたコイル挿入装置は、所定の間隔を介して環状に配列され、回転電機用固定子鉄心（ステータコア）のスロット内にコイルを案内する複数のブレードと、このブレードの方向に往復運動し、同ブレードを案内として、スロット内にコイルを挿入するコイルストリッパとを有する。そして、複数のブレードは複数（２つ）のブレードグループ（第１ブレードグループ及び第２ブレードグループ）に分けられてそれぞれ別のブレードホルダ（第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダ）に保持され、互いに独立して軸方向に移動可能に案内されている。さらに、複数（２つ）のブレードホルダ（第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダ）はそれぞれ独立した往復駆動部を備え、コイルストリッパもまた独立した往復駆動部を備える。
【０００５】
このコイル挿入装置を利用したコイル挿入方法は、次のようなものである。即ち、上記の３つの往復駆動部を駆動させ、第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダを上昇させて第１ブレードグループ及び第２ブレードグループを上昇させると共に、コイルストリッパを上昇させる。
そして、固定子鉄心（ステータコア）の上面より第２ブレードグループの先端が所定量出た位置で、第２ブレードグループを停止させる。一方、第１ブレードグループ及びコイルストリッパはさらに上昇させ、ブレードの間にあるコイルがコイルストリッパに押されて固定子鉄心（ステータコア）のスロット内に次々に挿入される。その後、コイルの所定量の挿入が終わる前半段階において、第１ブレードグループを下降させて、第１ブレードグループの先端が第２ブレードグループの先端と同じ高さになる位置で、第１ブレードグループを停止させる。この第１ブレードグループの下降・停止と並行してコイルストリッパはさらに上昇させ、コイルストリッパの上面がブレードの先端を少し出た位置で、コイルストリッパを停止させる。そうすると、コイルの固定子鉄心（ステータコア）への挿入が完了する。
【０００６】
このようなコイル挿入方法では、コイル挿入動作の前半段階で、コイルストリッパによるコイルの移動にあわせてコイルをガイドするブレードの一方である第１ブレードグループを上昇させるため、第１ブレードグループとコイルとの相対移動がなく、このため、コイルがブレードによって傷つけられることがなく、コイルを良好に挿入できる。また、コイル挿入動作の後半段階で、すべてのブレードがコイルストリッパの上端より下方に位置するため、コイルが容易にスロットへ移動できるので、コイルの周長を短くしてもコイルを容易にスロットに挿入できる利点を有しているようである。
【０００７】
また、上記のコイル挿入装置９０１等やコイル挿入方法に関連するものとして、特許文献２に開示されたステータコアへのコイル挿入方法や、特許文献３に開示されたコイル挿入装置、特許文献４に開示されたコイル挿入装置におけるリード線処理装置なども知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５７−８８８６０号公報
【特許文献２】
特開平８−２０５４８８号公報
【特許文献３】
特開平３−８３４７２号公報
【特許文献４】
特開平５−２３６７１１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０〜図１３に示した従来のコイル挿入装置９０１及びコイル挿入方法において、ステータコア９１１に挿入された異周長コイル９０３の理想のコイルエンド形状（異周長コイル９０３のうちステータコア９１１から突出した部分の形状）は、図１４に示すように、ステータコア９１１の上面９１１Ｕから突出する異周長コイル９０３の突出長が、ステータコア９１１の外周側から内周側に向かって徐々に長くなった形状である。その理由は、コイル挿入工程後は、いわゆるコイルエンド拡張工程において、コイルエンドをステータコア９１１の外周側に押し広げて拡張するため、ステータコア９１１の外周側のコイルの突出長が短く、内周側のコイルの突出長が長くなっていれば、その拡張の際、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、巻線が短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止できるからである。さらに、コイルの巻線同士が互いに擦れ合うのを低減し、巻線の皮膜に傷が付くのを防止できるからである。また、ステータコア９１１の外周側のコイルの突出長が短く、内周側のコイルの突出長が長ければ、コイルエンド拡張後のコイルエンド部をより小型化できるからである。
【００１０】
しかしながら、図１０〜図１３に示した従来のコイル挿入装置９０１及びコイル挿入方法では、異周長コイル９０３を用いているにも拘わらず、コイルの突出長がステータコア９１１の外周側から内周側に向かって長くなる理想のコイルエンド形状とはならない。具体的には、ステータコア９１１の上面９１１Ｕ側のコイルエンドの形状は、図１５に示すように、ステータコア９１１の外周側から内周側に向かって短くなるか、あるいは、図１６に示すように、外周側と内周側でほぼ同じ長さになってしまう。このようなコイルエンド形状となる理由としては、異周長コイル９０３が固定された可動ブレード９２３を乗り越える際、ブレード先端９２３Ｓまでの距離が、外周側のコイルが長く、内周側のコイルが短いためであると考えられる。また、先にスロット９１３に挿入されたコイルが後からスロット９１３に挿入されるコイルによって押し上げられるためとも考えられる。
このように、従来は、異周長コイル９０３を挿入するにあたって理想のコイルエンド形状を得ることができなかったため、コイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を別途設け、コイルエンド拡張工程前に、図１５または図１６に示したコイルエンド形状を図１４に示した理想のコイルエンド形状となるように修正していた。
【００１１】
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであって、コイル挿入時に、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長を、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くできるコイル挿入方法及びコイル挿入装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
その解決手段は、環状に複数並んで配置され、巻回されたコイルをステータコアのスロット内に案内するブレードであって、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有するブレードと、上記ブレードの間隙に突起部が配置され、上記ブレードの軸方向に往復運動し、上記ブレードを案内として、上記コイルを上記スロット内に挿入するコイルストリッパと、を備えるコイル挿入装置を用い、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルを、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記ブレードとの間隙に、周長の短い上記一方の端部が上側に周長の長い上記他方の端部が下側になるように入れて引掛けるコイルセット工程と、上記第１可動ブレードのブレード先端が上記ステータコアの上面を越えた状態で上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを、上記第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、上記ブレードを案内として、上記間隙から上記スロット内に挿入するコイル挿入工程と、を備え、上記コイル挿入工程において、上記第１可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを上記一方の端部から順番に上記他方の端部まで次々に上記スロット内に挿入し、上記ステータコアの上面から突出する上記異周長コイルの突出長が、上記ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにすることを特徴とするコイル挿入方法である。
【００１３】
本発明によれば、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入するにあたり、環状に複数並んで配置されたブレードと、このブレードの間隙に突起部が配置され、ブレードの軸方向に往復運動し、ブレードを案内として異周長コイルをスロット内に挿入するコイルストリッパとを備えるコイル挿入装置を用いる。このうち、ブレードは、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際に異周長コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有する。このようなコイル挿入装置を用い、まず、コイルセット工程において、異周長コイルを、第１可動ブレードとこれに隣り合うブレードとの間隙に、周長の短い一方の端部が上側に周長の長い他方の端部が下側になるように入れて引掛ける。その後、コイル挿入工程において、第１可動ブレードのブレード先端がステータコアの上面を越えた状態でコイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、異周長コイルを、第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、ブレードを案内として、ブレードの間隙からステータコアのスロット内に挿入する。この工程では、従来と異なり、第１可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、異周長コイルを一方の端部から順番に他方の端部まで次々にスロット内に挿入し、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする。
【００１４】
このようにして異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入すれば、ステータコアに挿入された異周長コイルのコイルエンド形状（コイルのうちステータコアから突出した部分の形状）は、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長い形状となる。即ち、ステータコアに挿入された異周長コイルを、コイル挿入と同時に、理想のコイルエンド形状とすることができる。このため、コイル挿入後に引き続きコイルエンド拡張工程を行っても、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止でき、また、拡張後のコイルエンド部をより小型化できる。従って、従来行っていたコイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を省略でき、生産性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、上記のコイル挿入方法であって、上記ブレードは、上記第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有し、上記コイルセット工程において、上記異周長コイルを上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記第２可動ブレードとの間隙に入れて引掛け、上記コイル挿入工程において、上記第２可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを、上記第１可動ブレード及び上記第２可動ブレードを案内として、上記スロット内に挿入することを特徴とするコイル挿入方法とすると良い。
【００１６】
本発明によれば、コイル挿入に用いるコイル挿入装置のブレードは、第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際に異周長コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有する。そして、コイルセット工程において、異周長コイルを第１可動ブレードとこれに隣り合う第２可動ブレードとの間隙に入れて引掛ける。その後、コイル挿入工程において、第２可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、異周長コイルをブレードを案内としてスロット内に挿入する。このようなコイル挿入方法では、コイルストリッパの上昇と共に第２可動ブレードも上昇させるため、異周長コイルを案内するブレードの一方である第２可動ブレードと異周長コイルとの相対移動がなくなる、あるいは、少なくなる。従って、異周長コイルがブレードにより傷つけられるのを防止でき、また、異周長コイルを良好にスロット内に挿入できる。
【００１７】
さらに、上記のいずれかに記載のコイル挿入方法であって、上記コイル挿入工程において、上記異周長コイルが上記スロット内に挿入された後、上記第１可動ブレード及び上記コイルストリッパをさらに上昇させて、上記ステータコアの内周側に被さっている上記異周長コイルを、上記ステータコアの外周側に広げることを特徴とするコイル挿入方法とすると良い。
【００１８】
本発明によれば、コイル挿入工程において、異周長コイルがスロット内に挿入された後、さらに第１可動ブレード及びコイルストリッパを上昇させて、ステータコアの内周側に被さっている異周長コイルを、ステータコアの外周側に広げる。このようにすれば、ステータコアのスロット内に挿入された異周長コイルの全てが、ステータコアの外周側に広がる。従って、その後のコイルエンド拡張工程を確実かつ良好に行うことができる。
【００１９】
また、他の解決手段は、環状に複数並んで配置され、巻回されたコイルをステータコアのスロット内に案内するブレードであって、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有するブレードと、上記ブレードの間隙に突起部が配置され、上記ブレードの軸方向に往復運動し、上記ブレードを案内として、上記コイルを上記スロット内に挿入するコイルストリッパと、を備えるコイル挿入装置であって、上記第１可動ブレードのブレード先端が上記ステータコアの上面を越えた状態で上記コイルストリッパを上昇させることにより、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回され、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記ブレードとの間隙に、周長の短い上記一方の端部が上側に周長の長い上記他方の端部が下側になるように入れて引掛けられた異周長コイルを、上記第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、上記ブレードを案内として、上記間隙から上記スロット内に挿入する挿入手段であって、上記第１可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを上記一方の端部から順番に上記他方の端部まで次々に上記スロット内に挿入し、上記ステータコアの上面から突出する上記異周長コイルの突出長が、上記ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする挿入手段を備えることを特徴とするコイル挿入装置である。
【００２０】
本発明のコイル挿入装置は、環状に複数並んで配置されたブレードと、このブレードの間隙に突起部が配置され、ブレードの軸方向に往復運動し、ブレードを案内として、異周長コイルをスロット内に挿入するコイルストリッパとを備える。このうち、ブレードは、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際にコイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有する。加えて、コイル導入装置は、第１可動ブレードのブレード先端がステータコアの上面を越えた状態でコイルストリッパを上昇させることにより、第１可動ブレードとこれに隣り合うブレードとの間隙に、周長の短い一方の端部が上側に周長の長い他方の端部が下側になるように入れて引掛けられた異周長コイルを、第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、ブレードを案内として、ブレードの間隙からステータコアのスロット内に挿入する挿入手段を備える。この挿入手段は、さらに、第１可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、異周長コイルを一方の端部から順番に他方の端部まで次々にスロット内に挿入し、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする。
【００２１】
このようなコイル挿入装置を用いて異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入すれば、コイル導入と同時に、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長が、ステータコアの外周側から内周側に向かって長い理想のコイルエンド形状とすることができる。このため、コイル挿入後に引き続きコイルエンド拡張工程と行っても、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止でき、また、コイルエンド拡張後のコイルエンド部をより小型化できる。従って、従来行っていたコイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を省略でき、生産性を向上させることができる。
【００２２】
さらに、上記のコイル挿入装置であって、上記ブレードは、上記第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有し、上記挿入手段は、上記第２可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記第２可動ブレードとの間隙に入れて引き掛けられた上記異周長コイルを、上記第１可動ブレード及び上記第２可動ブレードを案内として、上記スロット内に挿入することを特徴とするコイル挿入装置とすると良い。
【００２３】
本発明によれば、ブレードは、第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、異周長コイルがスロット内へ挿入される際に異周長コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有する。そして、挿入手段は、第２可動ブレードを上昇させつつ、コイルストリッパを上昇させることにより、コイルストリッパの突起部によって、第１可動ブレードとこれに隣り合う第２可動ブレードとの間隙に入れて引き掛けられた異周長コイルを、ブレードを案内としてスロット内に挿入する。
このようなコイル挿入装置を用いて異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入すれば、コイルストリッパの上昇と共に第２可動ブレードも上昇させるため、異周長コイルを案内するブレードの一方である第２可動ブレードと異周長コイルとの相対移動をなくす、あるいは、少なくできる。従って、異周長コイルがブレードにより傷つけられるのを防止でき、また、異周長コイルを良好にスロット内に挿入できる。
【００２４】
さらに、上記のいずれかに記載のコイル挿入装置であって、上記挿入手段は、上記異周長コイルが上記スロット内に挿入された後、上記第１可動ブレード及び上記コイルストリッパをさらに上昇させて、上記ステータコアの内周側に被さっている上記異周長コイルを、上記ステータコアの外周側に広げることを特徴とするコイル挿入装置とすると良い。
【００２５】
本発明によれば、挿入手段は、異周長コイルがスロット内に挿入された後、さらに第１可動ブレード及びコイルストリッパを上昇させて、ステータコアの内周側に被さっている異周長コイルを、ステータコアの外周側に広げる。
このようなコイル導入装置を用いれば、ステータコアのスロット内に挿入された異周長コイルの全てが、ステータコアの外周側に広がる。従って、その後のコイルエンド拡張工程を確実かつ良好に行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係るコイル導入装置１０１の上部の断面図を図１に、コイル導入装置１０１の上部を上側から見た平面図を図２に示す。
このコイル導入装置１０１は、環状に１６個並んで配置され、巻回された異周長コイル１０３（図１及び図２では図示されていない。）をステータコア１１１のスロット１１３（図４を参照。）内に案内するブレード１２１を備える。このブレード１２１は、その軸方向に往復運動し、異周長コイル１０３がスロット１１３内へ挿入される際に異周長コイル１０３がブレード先端１２３Ｓを乗り越える８個の第１可動ブレード１２３と、その軸方向に往復運動し、異周長コイル１０３がスロット９１３内へ挿入される際に異周長コイル１０３がブレード先端１２５Ｓ（図３を参照。）を乗り越えない８個の第２可動ブレード１２５とからなる。８個の第１可動ブレード１２３と８個の第２可動ブレード１２５とは、それぞれ所定の間隙をあけて交互に配置されている。
【００２７】
８個の第１可動ブレード１２３は、そのブレード基部１２３Ｔが、後述するコイルストリッパ１３１の下方に配置され、ブレード１２１の軸方向に往復運動する第１ブレードホルダ１２７に固定されている。この第１ブレードホルダ１２７は、図示しないシャフトを介して、駆動源としてのモータに連結されたブレード用第１駆動部に接続されている。また、８個の第２可動ブレード１２５は、そのブレード基部が、第１ブレードホルダ１２７の下方に配置され、ブレード１２１の軸方向に往復運動する図示しない第２ブレードホルダに固定されている。この第２ブレードホルダは、図示しないシャフトを介して、モータに連結されたブレード用第２駆動部に接続されている。これらブレード用第１駆動部及びブレード用第２駆動部は、微動制御可能なアクチュエータを使用し、シーケンス制御が可能とされている。従って、第１可動ブレード１２３と第２可動ブレード１２５は、それぞれ往復運動を独立して自在に制御できる。
【００２８】
ブレード１２１の外側には、異周長コイル１０３をステータコア１１１のスロット１１３内に挿入する際にウエッジをスロット１１３内に挿入するためのウエッジガイド１４１が、複数（１６個）環状に並んで配置されている。８個の第１可動ブレード１２３の外側には、それぞれ８個の第１ウエッジガイド１４３が配置され、８個の第２可動ブレード１２５の外側には、それぞれ８個の第２ウエッジガイド１４５が配置されている。
【００２９】
ブレード１２１の内側には、ブレード１２１の軸方向に往復運動し、ブレード１２１を案内として、異周長コイル１０３をスロット１１３内に挿入するコイルストリッパ１３１が配置され、さらに、各々のブレード１２１の間隙には、コイルストリッパ１３１の突起部１３１Ｂが配置されている。このコイルストリッパ１３１は、略円柱状のサブコイルストリッパ１３３に接続され、さらにサブコイルストリッパ１３３上には、略円柱状のストリッパフランジ１３５が配置されている。また、このストリッパフランジ１３５の略中央には、棒状のアライメントシャフト１３７が立設されている。一方、コイルストリッパ１３１は、下方に棒状に延びるシャフト１３９に固定されている。このシャフト１３９は、駆動源としてのモータに連結されたストリッパ用駆動部に接続されている。このストリッパ用駆動部は、微動制御可能なアクチュエータを使用し、シーケンス制御が可能とされている。従って、コイルストリッパ１３１は、第１可動ブレード１２３及び第２可動ブレード１２５とは別に往復運動を独立して自在に制御できる。
【００３０】
次に、このコイル挿入装置１０１を用いたコイル挿入方法について説明する。まず、一方の端部１０３Ｐから他方の端部１０３Ｑに向けて周長が長くなるように、公知の方法で巻回された異周長コイル１０３を用意する。本実施形態では、コイル１２本を一束とし、周長が徐々に長くなるように１３回（ターン）巻いたものを用いた。
次に、図３に一部のブレード１２１を水平方向から見た様子や、図４にスロット１１３の一部を上方から見た様子を示すように、この異周長コイル１０３を、所定の第１可動ブレード１２３とこれに隣り合う第２可動ブレード１２５の間隙に、周長の短い一方の端部１０３Ｐが上側に周長の長い他方の端部１０３Ｑが下側になるように入れて引掛ける（コイルセット工程）。また、ステータコア１１１をコイル挿入装置１０１の所定の位置にセットする。
【００３１】
次に、ブレード用第１駆動部及びブレード用第２駆動部を駆動させて、第１ブレードホルダ及び第２ブレードホルダを上昇させ、第１可動ブレード１２３及び第２可動ブレード１２５を上昇させる。そして、それぞれのブレード先端１２３Ｓ，１２５Ｓをステータコア１１１の上面１１１Ｕから所定量突出させる。また、これと共に、ストリッパ用駆動部も駆動させて、コイルストリッパ１３１も上昇させる。その際、コイルストリッパ１３１に押されて異周長コイル１０３も徐々に上昇する。
【００３２】
その後、図５〜図８に示すように、さらに、第１可動ブレード１２３、第２可動ブレード１２５及びコイルストリッパ１３１を徐々に上昇させて、コイルストリッパ１３１の突起部１３１Ｂによって、異周長コイル１０３を、第１可動ブレード１２３のブレード先端１２３Ｓから乗り越えさせ、第１可動ブレード１２３及び第２可動ブレード１２５を案内として、ブレード１２１の間隙からステータコア１１１のスロット１１３内に挿入する（コイル挿入工程）。その際、異周長コイル１０３は、周長の短い一方の端部１０３Ｐから順番に次々とスロット１１３内に挿入されていく。そして、異周長コイル１０３の他方の端部１０３Ｑがスロット１１３内に挿入されると、コイル挿入は完了する。異周長コイル１０３の挿入に際しては、第１可動ブレード１２３及びコイルストリッパ１３１の上昇量を制御することにより、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出する異周長コイル１０３の突出長が、ステータコア１１１の外周側から内周側に向かって長くなるようにする。より具体的には、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出するコイルエンド形状と、ステータコア１１１の下面１１１Ｄから突出するコイルエンド形状が対称な形状となるようにする。
なお、コイル挿入と共に、ウエッジもステータコア１１１のスロット１１３内に挿入する。ステータコア１１１と異周長コイル１０３の絶縁を図るためである。
【００３３】
異周長コイル１０３がスロット１１３内に挿入された後は、図９に示すように、さらに第１可動ブレード１２３及びコイルストリッパ１３１を上昇させて、ステータコア１１１の内周側に被さっている異周長コイル１０３を、ステータコア１１１の外周側に広げる。
【００３４】
その後は、第１可動ブレード１２３、第２可動ブレード１２５及びコイルストリッパ１３１を元の位置まで下降させる。そして、異周長コイル１０３が挿入されたステータコア１１１をコイル挿入装置１０１から取り出し、次工程であるコイルエンド拡張工程に進む。
【００３５】
以上で説明したように、本実施形態では、コイル挿入工程において、第１可動ブレード１２３を上昇させつつ、コイルストリッパ１３１を上昇させることにより、コイルストリッパ１３１の突起部１３１Ｂによって、異周長コイル１０３を一方の端部１０３Ｐから順番に他方の端部１０３Ｑまで次々にスロット１１３内に挿入し、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出する異周長コイル１０３の突出長が、ステータコア１１１の外周側から内周側に向かって長くなるようにしている。このため、ステータコア１１１に挿入された異周長コイル１０３のコイルエンド形状は、ステータコア１１１の上面１１１Ｕから突出する異周長コイル１０３の突出長が、ステータコア１１１の外周側から内周側に向かって長くなった形状となる。即ち、ステータコア１１１に挿入された異周長コイル１０３を、コイル挿入と同時に、理想のコイルエンド形状とすることができる。このため、コイル挿入後に引き続きコイルエンド拡張工程と行っても、巻線が長すぎて余剰なコイルとなったり、短すぎてコイルが突っ張って切断してしまうことを防止でき、また、コイルエンド拡張後のコイルエンド部をより小型化できる。従って、従来行っていたコイルエンド形状を修正するコイル周長修正工程を省略でき、生産性を向上させることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、コイルストリッパ１３１の上昇と共に第２可動ブレード１２５も上昇させるため、異周長コイル１０３を案内するブレード１２１の一方である第２可動ブレード１２５と異周長コイル１０３との相対移動がなくなる、あるいは、少なくなる。従って、異周長コイル１０３がブレード１２１により傷つけられるのを防止でき、また、異周長コイル１２１を良好にスロット１１３内に挿入できる。
さらに、本実施形態では、異周長コイル１０３がスロット１１３内に挿入された後、さらに第１可動ブレード１２３及びコイルストリッパ１３１を上昇させて、ステータコア１１１の内周側に被さっている異周長コイル１０３を、ステータコア１１１の外周側に広げる。このため、ステータコア１１１のスロット１１３内に挿入された異周長コイル１０３の全てが、ステータコア１１１の外周側に広がる。従って、その後のコイルエンド拡張工程を確実かつ良好に行うことができる。
【００３７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、コイル挿入と同時に、ステータコアの上面から突出する異周長コイルの突出長を、ステータコアの外周側から内周側に向かって長くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るコイル挿入装置の上部を示す断面図である。
【図２】実施形態に係るコイル挿入装置の上部を上方から見た平面図である。
【図３】実施形態に係り、ブレードにコイルをセットした状態の水平方向から見た様子を示す説明図である。
【図４】実施形態に係り、コイルをセットした状態の上方から見た様子を示す説明図である。
【図５】実施形態に係り、異周長コイルの一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図６】実施形態に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図７】実施形態に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図８】実施形態に係り、異周長コイルの全てをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図９】実施形態に係り、コイル挿入後、さらに第１可動ブレード及びコイルストリッパを上昇させた様子を示す説明図である。
【図１０】従来技術に係り、異周長コイルの一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１１】従来技術に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１２】従来技術に係り、異周長コイルのさらに一部をステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１３】従来技術に係り、異周長コイルの全てをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１４】異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入したときの理想のコイルエンド形状を示す説明図である。
【図１５】従来技術に係り、異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【図１６】従来技術に係り、異周長コイルをステータコアのスロット内に挿入した様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ コイル挿入装置
１０３ 異周長コイル
１１１ ステータコア
１１３ スロット
１２１ ブレード
１２３ 第１可動ブレード
１２３Ｓ （第１可動ブレードの）ブレード先端
１２５ 第２可動ブレード
１２５ｓ （第２可動ブレードの）ブレード先端
１３１ コイルストリッパ
Claims (6)
- 環状に複数並んで配置され、巻回されたコイルをステータコアのスロット内に案内するブレードであって、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有するブレードと、
上記ブレードの間隙に突起部が配置され、上記ブレードの軸方向に往復運動し、上記ブレードを案内として、上記コイルを上記スロット内に挿入するコイルストリッパと、
を備えるコイル挿入装置を用い、
一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回された異周長コイルを、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記ブレードとの間隙に、周長の短い上記一方の端部が上側に周長の長い上記他方の端部が下側になるように入れて引掛けるコイルセット工程と、
上記第１可動ブレードのブレード先端が上記ステータコアの上面を越えた状態で上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを、上記第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、上記ブレードを案内として、上記間隙から上記スロット内に挿入するコイル挿入工程と、
を備え、
上記コイル挿入工程において、上記第１可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを上記一方の端部から順番に上記他方の端部まで次々に上記スロット内に挿入し、上記ステータコアの上面から突出する上記異周長コイルの突出長が、上記ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする
ことを特徴とするコイル挿入方法。 - 請求項１に記載のコイル挿入方法であって、
上記ブレードは、上記第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有し、上記コイルセット工程において、上記異周長コイルを上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記第２可動ブレードとの間隙に入れて引掛け、
上記コイル挿入工程において、上記第２可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを、上記第１可動ブレード及び上記第２可動ブレードを案内として、上記スロット内に挿入する
ことを特徴とするコイル挿入方法。 - 請求項１または請求項２に記載のコイル挿入方法であって、
上記コイル挿入工程において、上記異周長コイルが上記スロット内に挿入された後、上記第１可動ブレード及び上記コイルストリッパをさらに上昇させて、上記ステータコアの内周側に被さっている上記異周長コイルを、上記ステータコアの外周側に広げる
ことを特徴とするコイル挿入方法。 - 環状に複数並んで配置され、巻回されたコイルをステータコアのスロット内に案内するブレードであって、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越える複数の第１可動ブレードを有するブレードと、
上記ブレードの間隙に突起部が配置され、上記ブレードの軸方向に往復運動し、上記ブレードを案内として、上記コイルを上記スロット内に挿入するコイルストリッパと、
を備えるコイル挿入装置であって、
上記第１可動ブレードのブレード先端が上記ステータコアの上面を越えた状態で上記コイルストリッパを上昇させることにより、一方の端部から他方の端部に向けて周長が長くなるように巻回され、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記ブレードとの間隙に、周長の短い上記一方の端部が上側に周長の長い上記他方の端部が下側になるように入れて引掛けられた異周長コイルを、上記第１可動ブレードのブレード先端から乗り越えさせ、上記ブレードを案内として、上記間隙から上記スロット内に挿入する挿入手段であって、
上記第１可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記異周長コイルを上記一方の端部から順番に上記他方の端部まで次々に上記スロット内に挿入し、上記ステータコアの上面から突出する上記異周長コイルの突出長が、上記ステータコアの外周側から内周側に向かって長くなるようにする挿入手段を備える
ことを特徴とするコイル挿入装置。 - 請求項４に記載のコイル挿入装置であって、
上記ブレードは、上記第１可動ブレードの両隣にそれぞれ所定の間隙をあけて配置され、その軸方向に往復運動し、上記コイルが上記スロット内へ挿入される際に上記コイルがブレード先端を乗り越えない複数の第２可動ブレードを有し、上記挿入手段は、上記第２可動ブレードを上昇させつつ、上記コイルストリッパを上昇させることにより、上記第１可動ブレードとこれに隣り合う上記第２可動ブレードとの間隙に入れて引き掛けられた上記異周長コイルを、上記第１可動ブレード及び上記第２可動ブレードを案内として、上記スロット内に挿入する
ことを特徴とするコイル挿入装置。 - 請求項４または請求項５に記載のコイル挿入装置であって、
上記挿入手段は、上記異周長コイルが上記スロット内に挿入された後、上記第１可動ブレード及び上記コイルストリッパをさらに上昇させて、上記ステータコアの内周側に被さっている上記異周長コイルを、上記ステータコアの外周側に広げる
ことを特徴とするコイル挿入装置。
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