JP3551041B2

JP3551041B2 - コイル挿入装置およびコイル挿入方法

Info

Publication number: JP3551041B2
Application number: JP29103698A
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: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: JP2000125522A

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装置およびコイル挿入方法に関する。
【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７（ａ）〜（ｃ）に示すような方法で行われている（例えば特開平５−２３６７１２号公報参照）。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、図中で左右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内に図中で左方向から挿入されてコイル５を押圧するストリッパ１１が、左右方向に移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７（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図中で右方向に移動してスロット７内に入り込む。
【０００５】
ストリッパ１１をさらに同方向に移動させて同図（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（図中で右側）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】
図８は、ブレード９にコイル５を保持させた前記図７（ａ）と同様の状態の側面断面図で、コイル５が挿入される初期の状態を二点鎖線で示している。なお、ここでのストリッパ１１は、前記図７では省略してあったハウジング１２内に収容されて、このハウジング１２に対して左右方向に移動可能となっている。
【０００７】
【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装置においては、図８に示すように、コイル５が挿入され始めの際に、コイル５がスロット７の底部７ａに向けて一気に入り込んでしまうので、コイル５を構成する電線の束が乱れ、ねじれが発生するなどの不具合が生じる。このため特に、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際には、弊害となり、占積率が充分確保できないのが現状である。
【０００８】
そこで、この発明は、ステータコアのスロットにコイルを挿入する際に、コイルを構成する電線の束の乱れを防止することを目的としている。
【０００９】
【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円周方向に沿って複数配置されるブレードと、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、前記ステータコアのコイル挿入口側に、前記スロットの底部より開口部側に位置する前進限位置で、前記コイルの前記スロットへの一気の入り込みを規制し、前記前進限位置から、前記コイルが前記スロットに挿入されるに伴って、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制しつつスロットの底部側に向けて後退移動する保持用ローラを設けた構成としてある。
【００１０】
このような構成のコイル挿入装置によれば、コイル挿入作業の開始時には、保持用ローラがスロットの開口部側の前進限位置にあってコイルのスロット底部への一気の入り込みを防ぎ、この状態からコイルが挿入されるに伴って、保持用ローラはコイルに接触して回転しつつ徐々に後退してスロットの底部側に向けて移動し、これによりコイルは、コイル挿入口側にてスロット底部に向けて徐々に入り込み、コイル挿入動作がスムーズになされる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、保持用ローラは、コイルが接触してスロット底部側への入り込み動作を規制する規制面が凹状の曲面に形成されている。
【００１４】
上記構成によれば、コイルは、保持用ローラの凹状の曲面に接触することで、外側への拡がりが抑制される。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、保持用ローラは、エアシリンダに連結されて移動する。
【００１６】
上記構成によれば、保持用ローラは、コイルがスロットに挿入されるに伴ってエアシリンダを介してスロット底部側へ移動する。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３の発明の構成において、エアシリンダは、コイル挿入作業時にコイルによって保持用ローラが押圧されてピストンロッドが後退移動する圧力に設定されている。
【００１８】
上記構成によれば、コイルがスロットに挿入される際に、コイルがエアシリンダの設定圧力に抗して保持用ローラをスロット底部側へ移動させる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明の構成において、保持用ローラは、ステータコアを位置決め保持する保持治具に取り付けられている。
【００２０】
上記構成によれば、コイルは、ステータコアを保持する保持治具に取り付けられた保持用ローラにより、スロット底部への一気の入り込みが規制されて徐々に入り込む。
【００２１】
請求項６の発明は、円筒状のステータコアの内歯に対応して配置されるブレードにコイルを保持させ、このコイルを、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、前記ステータコアのコイル挿入口側に設けた保持用ローラが、前記スロットの底部より開口部側に位置する前進限位置で、前記コイルの前記スロットへの一気の入り込みを規制し、前記前進限位置から、前記コイルが前記スロットに挿入されるに伴って、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制しつつスロットの底部側に向けて徐々に後退移動するコイル挿入方法としてある。
【００２２】
上記コイル挿入方法によれば、コイルは、ステータコアのコイル挿入口側で、スロットの開口部側から底部側に向けて徐々に入り込み、スロット底部への一気の入り込みが防止される。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ステータコアのコイル挿入口側に、スロットの底部より開口部側に位置する前進限位置で、コイルのスロットへの一気の入り込みを規制し、この前進限位置から、コイルがスロットに挿入されるに伴って、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制しつつスロットの底部側に向けて後退移動する保持用ローラを設けたため、コイルは、コイル挿入口側でスロット内への一気の入り込みが回避されて、スロット底部へ向けて徐々に入り込み、コイルを構成する電線の束の乱れが回避されて、ねじれなどの不具合を防止でき、充分な占積率を確保することができる。
また、保持用ローラは、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制する際に、スロット底部側への移動とともにコイルに接触して回転し、コイル挿入作業をスムーズに行うことができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、コイル保持部材は、回転可能なローラで構成されているので、ローラが、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制する際に、スロット底部側への移動とともにコイルに接触して回転し、コイル挿入作業をスムーズに行うことができる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、コイルは、凹状の曲面に接触してスロット底部側への入り込み動作が規制されるので、外側への拡がりが抑制され、スロット内にて電線相互がより整列された状態となり、ねじれなどの不具合をより確実に防止することができる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、保持用ローラが、コイルのスロットへの挿入動作に伴ってエアシリンダを介してスロット底部側に向けて移動するので、コイルをステータコアのコイル挿入口側でスロット内へ徐々に入り込ませることができる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、コイルがスロットに挿入される際に、コイルがエアシリンダの設定圧力に抗して保持用ローラをスロット底部側に向けて移動させ、これによりコイルをステータコアのコイル挿入口側でスロット内へ徐々に入り込ませることができる。
【００２８】
請求項５の発明によれば、コイルは、ステータコアを保持する保持治具に取り付けられた保持用ローラにより、ステータコアのコイル挿入口側でスロット内へ徐々に入り込ませることができる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、ステータコアのコイル挿入口側に設けた保持用ローラが、スロットの底部より開口部側の前進限位置で、コイルのスロットへの一気の入り込みを規制し、この前進限位置から、コイルがスロットに挿入されるに伴って、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制しつつスロットの底部側に向けて徐々に後退移動するようにしたため、コイルは、スロット内への一気の入り込みが回避されて、スロット内へ徐々に入り込み、コイルを構成する電線のねじれなどの不具合を防止でき、充分な占積率を確保することができる。
【００３０】
【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。
【００３１】
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要部の側面断面図で、図２は、図１の左側面図である。円筒状のステータコア１３は、前記図７に示したものと同様に、内周面に内歯１３ａを備えるとともに、この内歯１３ａ相互間には、コイル１５が挿入されるスロット１３ｂが形成されている。ステータコア１３は、中央に貫通孔１７ａ，１９ａを備えた一対の保持治具１７，１９によって両端が位置決め保持されている。各保持治具１７，１９は、上下に２分割されており、上部側の回動部分が、下部側の固定部分の図２中で左側端部に設けた支持軸２０を介して回動可能となっている。また、保持治具１７，１９は、図１の状態から右方向に移動可能である。
【００３２】
上記コイル１５を、図１中で右方向に向けて押圧してステータコア１３内に挿入するストリッパ２１は、ハウジング２３内に左右方向に移動可能に収容されている。ストリッパ２１のコイル挿入方向後方側には、ブレードホルダ２５がストリッパ２１と同方向に移動可能に収容されている。ブレードホルダ２５の外周には、ステータコア１３の内歯１３ａに対向する位置に配置されてコイル１５を保持するブレード２７が取り付けられている。ストリッパ２１は、前記図７に示すものと同様に、ブレード２７相互間を移動しつつスロット１３ｂ内に入り込んでコイル１５を押圧する押圧突起２１ａ（図４ないし図６参照）を外周面に備えている。
【００３３】
ブレード２７の先端部には、ステータコアガイド２９が、ストリッパ２１と一体の支持ロッド２１ａの先端に位置決めされた状態で配置されている。このステータコアガイド２９は、コイル挿入前に、ステータコア１３内に挿入されてステータコア１３を位置決めガイドするものである。
【００３４】
ストリッパ２１のブレードホルダ２５側には、内ロッド３１の先端が着脱可能に装着されている。内ロッド３１は、ブレードホルダ２５に形成した貫通孔２５ａ内を移動可能に貫通しており、図示しない駆動機構によって図１中で左右方向に移動する。内ロッド３１の外周には、外ロッド３３が内ロッド３１に対して相対移動可能に配置されており、外ロッド３３の図１中で右側の先端は、ブレードホルダ２５に着脱可能に装着されている。外ロッド３３は、図示しない駆動機構によってブレードホルダ２５とともに図１中で左右方向に移動可能である。
【００３５】
また、上記円筒状に配置されたブレード２７の外周部には、ウェッジガイド３５がハウジング２３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３５は、その先端が、保持治具１７，１９に保持されたステータコア１３の端部に位置し、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１５をスロット１３ｂの開口部側から覆って保持するためのウェッジ３６が、図示しないウェッジプッシャに押されてガイドされる。ウェッジプッシャは、内ロッド３１のコイル挿入方向への移動とともに同方向に移動するもので、ウェッジ３６は、ストリッパ２１の後を追従するようにして、ストリッパ２１とともに移動する。
【００３６】
図１中で左側の保持治具１７のコイル挿入側には、保持用ローラ３７が配置されている。保持用ローラ３７は、図１中で二点鎖線で示す前進限位置と、同実線で示す後退限位置との間を、エアシリンダ３９に連結された状態で移動可能である。上記保持用ローラ３７は、図２に示すように、円周方向に複数（ここでは８個）配置されており、図２中でＡ部に相当するもののみが、前進限位置にある状態を示し、他のものは後退限位置にある状態を示している。
【００３７】
保持用ローラ３７は、取付ブラケット４１に軸４３を介して回転可能に支持され、後述の動作説明で用いる図４ないし図６に示すように、コイル１５が挿入されるスロット１３ｂに対応する位置に、規制面となる凹状の曲面３７ａが全周に形成されている。すなわち、この曲面３７ａに、コイル挿入時でのコイル１５が接触して押圧することによって保持用ローラ３７が後退する。
【００３８】
取付ブラケット４１は、図１に示すように、エアシリンダ３９のピストンロッド３９ａに連結される基部４１ａの先端から、保持治具１７に向かって延長される取付部４１ｂとから構成されている。この取付部４１ｂの先端に取り付けられる保持用ローラ３７は、保持治具１７に形成した凹部１７ｂに一部が入り込んで、ステータコア１３により近い位置となるように設定されている。
【００３９】
エアシリンダ３９は、保持治具１７の表面にボルト４５により固定された環状の固定板４７に、取付板４９を介して取り付けられている。取付板４９は、図２に示すように、長孔４９ａに挿入されるボルト５１により固定されており、長孔９ａに沿って取付板４９を移動させることで、保持用ローラ３７をステータコアの中心に対して接近離反する方向に移動させて最適位置に固定する。
【００４０】
上記固定板４７は、上下に２分割されている保持治具１７に対応して上下に２分割されており、この上下の円弧状の各分割体が、保持治具１７の回動部分および固定部分にそれぞれ個別に固定されている。
【００４１】
図３は、エアシリンダ３９のエア回路図であり、エアシリンダ３９とエアポンプ５３との間には、２つの電磁切替弁５５，５７が設けられている。符号５９で示すものはフィルタ、６１は圧力調整器、６３，６５は絞りである。
【００４２】
図３に示す電磁切替弁５５はＯＦＦの状態であり、ＯＮに切り替わると、エアポンプ５３から送り出されるエアは、電磁切替弁５５および５７を経てエアシリンダ３９の後部エア室６７に供給され、ピストンロッド３９ａが前進し、これに伴い保持用ローラ３７も前進する。
【００４３】
逆に、保持用ローラ３７が後退するときには、電磁切替弁５５を図３に示すＯＦＦ状態にするとともに、電磁切替弁５７を図３に示す状態から下方に変位させる。上記保持用ローラ３７の後退時には、コイル１５が保持用ローラ３７を押圧するが、この押圧力によってピストンロッド３９ａが後退可能なように、後部エア室６７の圧力を設定しておく。
【００４４】
次に作用を説明する。まず、図１に示すように、ブレード２７に実線で示すコイル１５を保持させるが、このときステータコア１３を保持している保持治具１７，１９は、図１の状態から右方向に移動して装置本体側から離れた位置にあり、コイル１５をブレード２７に保持させた後は、保持治具１７，１９を図１に示す位置に移動させる。
【００４５】
その後、外ロッド３３を内ロッド３１とともに図１中で右方向のコイル挿入方向に移動させて、ブレードホルダ２５をストリッパ２１とともに、同方向に移動させて図１に示す状態とする。
【００４６】
この状態から、ストリッパ２１をさらに同方向に移動させると、コイル１５は、ストリッパ２１に押されて二点鎖線で示すようにステータコア１３内に挿入されていく。このとき、保持用ローラ３７は、図１にて二点鎖線で示す前進限位置にある。
【００４７】
図４は、保持用ローラ３７が前進限位置にあるときの、図２のＡ部の拡大された図で、保持用ローラ３７は、ウェッジガイド３５に干渉しない位置まで前進させておく。このとき、保持用ローラ３７のストリッパ２１側の曲面３７ａが、スロット１３ｂの底部１３ｃより開口部１３ｄ側に位置している。このため、コイル挿入開始時には、コイル１５は、保持用ローラ３７に保持されてスロット１３ｂの底部１３ｃ側への入り込み動作が規制され、底部１３ｃに向けて一気に入り込むことはない。なお、上記図４において、スロット１３ｂの内周面には絶縁紙６９が設けられている。
【００４８】
さらにストリッパ２１が前進してコイル挿入作業が継続されると、スロット１３ｂに挿入されるコイル１５によって保持用ローラ３７が押され、この押圧力によってエアシリンダ３９のピストンロッド３９ａが後退し、保持用ローラ３７も図５に示すように徐々に後退していく。ストリッパ２１がステータコア１３の端面から突出し、コイル１５の挿入が完了すると、保持用ローラ３７は、図１の実線で示す位置まで後退する。このときの保持用ローラ３７は、図６に示すように、曲面３７ａがスロット１３ｂの底部１３ｃより後方に位置している。
【００４９】
このように、コイル１５がスロット１３ｂに挿入されるに従って、保持用ローラ３７が徐々に後退することで、コイル１５は、スロット１３ｂの底部１３ｃに向けて一気に入り込むことはなく、スロッ１３ｂに徐々に入り込んでいく。このため、コイル１５を構成する電線の束のねじれなどの不具合発生が回避され、占積率をより向上させることができる。
【００５０】
また、保持用ローラ３７は、コイル１５を保持する部分が凹状の曲面３７ａとなっているので、コイル１５は、外側（図４中で左右方向）への拡がりが抑制されて、スロット１３ｂ内にて電線相互がより整列された状態となり、ねじれなどの不具合発生をより確実に防止することができる。
【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要部の側面断面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１のコイル挿入装置におけるエアシリンダに接続されるエア回路図である。
【図４】図１のコイル挿入装置の保持用ローラが前進限位置にある状態を示す動作説明図である。
【図５】図１のコイル挿入装置の保持用ローラが後退途中にある状態を示す動作説明図である。
【図６】図１のコイル挿入装置の保持用ローラが後退限位置にある状態を示す動作説明図である。
【図７】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８】従来例を示すコイル挿入装置の要部の側面断面図である。
【符号の説明】
１３ステータコア
１３ａ内歯
１３ｂスロット
１３ｃ底部
１３ｄ開口部
１５コイル
１７，１９保持治具
２１ストリッパ
２７ブレード
３７保持用ローラ
３７ａ曲面（規制面）
３９エアシリンダ
３９ａピストンロッド

Claims

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、前記ステータコアのコイル挿入口側に、前記スロットの底部より開口部側に位置する前進限位置で、前記コイルの前記スロットへの一気の入り込みを規制し、前記前進限位置から、前記コイルが前記スロットに挿入されるに伴って、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制しつつスロットの底部側に向けて後退移動する保持用ローラを設けたことを特徴とするコイル挿入装置。
前記保持用ローラは、コイルが接触してスロット底部側への入り込み動作を規制する規制面が凹状の曲面に形成されていることを特徴とする請求項１記載のコイル挿入装置。
前記保持用ローラは、エアシリンダに連結されて移動することを特徴とする請求項１または２記載のコイル挿入装置。
前記エアシリンダは、コイル挿入作業時にコイルによって前記保持用ローラコイルが押圧されてピストンロッドが後退移動する圧力に設定されていることを特徴とする請求項３記載のコイル挿入装置。
前記保持用ローラは、ステータコアを位置決め保持する保持治具に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコイル挿入装置。
円筒状のステータコアの内歯に対応して配置されるブレードにコイルを保持させ、このコイルを、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、前記ステータコアのコイル挿入口側に設けた保持用ローラが、前記スロットの底部より開口部側に位置する前進限位置で、前記コイルの前記スロットへの一気の入り込みを規制し、前記前進限位置から、前記コイルが前記スロットに挿入されるに伴って、コイルのスロット底部側への入り込み動作を規制しつつスロットの底部側に向けて徐々に後退移動することを特徴とするコイル挿入方法。