JPH11299187A - スキュー付ステータの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手作業によることなく、比較的簡単な方法
で、作業性よくスキュー付ステータを製造できるスキュ
ー付ステータの製造装置を提供する。 【解決手段】 磁性金属片を積層して形成したステータ
コア１０にコイル挿入装置を用いてコイルＣを挿入した
後、ステータコア１０を支持台上に回転可能に支持した
状態で、ステータコア１０の内周にスキューセンタポス
ト４４ａを挿入して、スキューセンタポスト４４ａの外
周に形成した突条４４ｄをステータコア１０のスロット
開口部に挿入し、ヘリカル状に形成されている突条４４
ｄにより各磁性金属片に捻りを付与する。また、スキュ
ーセンタポスト４４ａの基部に環設したテーパ溝４４ｃ
と、スキューセンタポスト４４ａに対して反対側に配置
されたアウターフォーマ４５ｂ及びインナーフォーマ４
５ａとにより、コイルエンドＣe を整形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の磁性金属片
を積層して形成したステータコアに対して捻りを付与す
るスキュー付ステータの製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、モータの回転を円滑にするた
め、ロータ（回転子）の磁極に軸方向に沿った捻り（ス
キュー）を与えて、ステータ（固定子）の磁極との間で
連続的な吸引又は反発力が付与されるようにすることが
行なわれている。ロータの磁極に捻りを与える方法とし
ては、軸方向に整列させてロータの周面に貼り付ける磁
石の位置を周方向に徐々にずらす方法が主として採用さ
れている。

【０００３】一方、近年、電気自動車などの開発に伴な
い、より一層小型で高性能のモータが要求されるように
なっており、ロータに取付ける磁石の配置に関しても種
々の改良がなされている。例えば、板状又は円弧状をな
す磁石を、その両端がロータの周面に近接するように、
ロータの内部に埋設することにより、リラクタンス効果
によるモータの性能向上を図ることなどが提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
に取付ける磁石の配置を上記のようにすると、磁石の埋
設構造等が複雑になるので、ロータの磁極にスキューを
与えることが困難となるという問題点があった。

【０００５】この問題を解決するため、ステータコアを
構成する磁性金属片を徐々にずらして、ステータコアの
磁極にスキューを与えることも考えられるが、ステータ
コアをスキューさせると、そのスロットが螺旋形状にな
り、従来のコイル挿入装置ではコイル挿入が不可能にな
るという問題があった。

【０００６】このため、スキュー付ステータは、スキュ
ーされたステータコアのスロットに手作業でコイルを挿
入する方法でしか製造することができなかった。

【０００７】したがって、本発明の目的は、手作業によ
ることなく、比較的簡単な方法で、作業性よくスキュー
付ステータを製造できるようにしたスキュー付ステータ
の製造装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスキュー付ステータの製造装置は、複数の
磁性金属片を積層して形成されているステータコアに形
成したスロットにコイルを挿入した後、前記各磁性金属
片が徐々にずれるように捻りを与えるスキュー付ステー
タの製造装置であって、前記コイルを挿入された前記ス
テータコアを回転自在に支持する支持台と、前記ステー
タコアが前記支持台に支持された状態で、前記ステータ
コアの内周に進退可能に挿入され、前記ステータコアの
スロット開口部に挿入されるヘリカル状の捻りガイド部
を外周に有するスキューセンタポストとを備えているこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、ステータコアの磁性金属
片に捻りを与えず、スロットが直線状である状態で、従
来の一般的なコイル挿入装置を用いて、該スロットにコ
イルを挿入する。そして、このステータコアを支持台に
回転自在に設置し、その状態で、ステータコアの一方の
端面からステータコア内部にスキューセンタポストを挿
入する。このとき、スキューセンタポストのヘリカル状
のガイド部が、ステータコアの内周のスロット開口部に
挿入され、ステータコアを構成する各磁性金属片は、ヘ
リカル状のガイド部によって捻られてスキューされる。
こうして、スキューセンタポストを押し込んでステータ
コアのスキューを行った後、スキューセンタポストを後
退させてステータコアを引き抜く。このとき、スキュー
されたステータコアは支持台上で回転し、スキューセン
タポストのヘリカル状のガイド部を引き抜くことが可能
となる。

【００１０】本発明の好ましい態様によれば、前記スキ
ューセンタポストの基部に、前記ステータコアの一方の
端面から突出するコイルエンドを外周に押し広げて成形
するテーパ部が形成されている。

【００１１】この態様によれば、スキューセンタポスト
を押し込んだときに、スキューセンタポストのテーパ部
によって、ステータコアの一方の端面から突出するコイ
ルエンドを外周に押し広げて成形することができる。

【００１２】本発明の更に好ましい態様によれば、前記
スキューセンタポストに対して、前記支持台を挟んで反
対側に、前記ステータコアの他方の端面に当接するアウ
ターフォーマと、該他方の端面から突出するコイルエン
ドを外周に押し広げて成形するテーパ部を有するインナ
ーフォーマとが、それぞれ進退可能に配置されている。

【００１３】この態様によれば、前記スキューセンタポ
ストをステータコアの一方の端面から押し込むとき、前
記アウターフォーマをステータコアの他方の端面に当接
させて、ステータコアの軸方向移動を阻止することがで
き、スキューセンタポストを押し込んだ後、又はそれと
ほぼ同時にインナーフォーマを押し込むことにより、ス
テータコアの他方の端面から突出するコイルエンドを外
側に押し広げて成形することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態について説明する。図１２に示すように、ス
テータコア１０は、うず電流損を防止するため、例えば
けい素鋼板からなる複数の磁性金属片１１を積層して形
成されている。従来のステータコアは、磁性金属片１１
を積層した状態で相互に固着されており、磁性金属片１
１を相互にずらしたりすることは行なわれていなかっ
た。本発明では、ステータコア１０に捻りを与えるた
め、磁性金属片１１を積層する際、相互に完全には固着
せず、それぞれをある程度回動自在な状態で仮止めして
おく。上記ステータコア１０を形成する各磁性金属片１
１の内周には、スロット１３が所定間隔おきに複数形成
されており、このスロット１３にコイルＣが挿入され
る。

【００１５】コイル挿入装置２０は、従来より用いられ
ている周知のもので、上記ステータコア１０のスロット
１３にコイルを案内するように環状に配列された複数の
ブレード２１を有し、ブレード２１の基部が環状のブレ
ードホルダ２２に固定されている。また、ブレード２１
の外側には、各ブレード２１に対応して複数のウェッジ
ガイド２３が配列されており、これら各ウェッジガイド
２３の基部が環状のウェッジガイドホルダ２４に固定さ
れている。又、上記ブレード２１の内側にはストリッパ
２５が配置されており、このストリッパ２５が軸筒２６
の孔２７に挿入される図示しない駆動軸によって軸方向
移動可能にされている。なお、符号２８はウェッジガイ
ド２３及び軸筒２６を連結するアダプタプレート、２９
はコイルセパレータである。

【００１６】上記コイル挿入装置２０の操作において
は、図示しないコイル巻線装置によって所定に巻線され
たコイルＣをブレード２１及びウェッジガイド２３の所
定間隙に掛止させておく。次いで、前記ステータコア１
０をブレード１０の上端部外周に装着し、このステータ
コア１０を図示しないホルダによって固定支持する。こ
のとき、ステータコア１０を形成する複数の磁性金属片
１１は、その内周に形成されたスロット１３が軸方向に
平行な直線状に配設された状態で、仮止めされている。

【００１７】この状態で、図示しない駆動軸によりスト
リッパ２５、及び図示しないウェッジプッシャを上昇さ
せると、上記ストリッパ２５が上記コイルＣをブレード
２１に沿って押し上げると共に、上記ウエッジプッシャ
によりウェッジガイド２３の間隙に挿入されたウェッジ
を押し上げる。すると、上記コイルＣが上記ステータコ
ア１０のスロット１３に挿入されると共に、その後か
ら、ウエッジ（図示せず）が上記スロット１３の内周面
に開口する開口部を塞ぐように挿入される。なお、これ
らの操作は、従来から行なわれているコイル挿入操作と
基本的に同じであるため、ここでの詳細な説明は省略す
る。勿論、コイル挿入装置は上述した構成のものに限ら
ず、例えば本出願人による特公平６−３４５６１号に示
されるような方式のコイル挿入装置を用いることも可能
である。

【００１８】図１３に、ステータコア１０のスロット１
３にコイルＣが挿入された状態を、ステータコア１０の
内周面側から見た図が示されている。スロット１３はス
テータコア１０の軸心と平行な直線状態をなしており、
所定ピッチのスロット１３にコイル１３が挿入されてい
る。なお、ステータコア１０にコイルＣを装着する方式
としては、内歯１４にコイルを直接巻き付ける直巻線方
式と、予め巻線したコイルをスロット１３に挿入するコ
イル挿入方式とがあるが、本発明では、コイル挿入方式
が採用されている。その理由は、コイル挿入方式の場
合、ステータコア１０の端面から突出するコイルエンド
が比較的長くなるので、コイルを装着した後にステータ
コア１０を捻ることが可能になるからである。

【００１９】次に、図１〜図１１、及び図１４の図面を
参照して、本発明によるスキュー付ステータの製造装置
４０の構成について説明する。この製造装置４０の基台
４１のほぼ中央にローディング装置４２が配設されてい
る。このローディング装置４２は上記ステータコア１０
をセット位置４３ａから治具センタ位置４３ｂ方向へ移
動させるもので、このステータコア１０は上記ローディ
グ装置４２の支持台４２ａに回動自在に支持される。上
記治具センタ位置４３ｂの、上記ローディング装置４３
の移動方向に直交する方向には、上記治具センタ位置４
３ｂを挟んで、リード側フォーマ４４と反リード側フォ
ーマ４５とが対設されおり、リード側フォーマ４４の後
端に、上記基台４１に立設する対向一対のスタンド４６
ａ，４６ｂに進退自在に挿通支持されているガイドシャ
フト４７が固設され、このガイドシャフト４７の下方に
作動シリンダ４８が配設されている。この作動シリンダ
４８が上記スタンド４６ａ，４６ｂに固設されていると
共に、ピストンロッド４８ａが上記ガイドシャフト４７
にリンク４９を介して連設されている。

【００２０】一方、上記反リード側フォーマ４５が，イ
ンナフォーマ４５ａと、このインナフォーマ４５ａの外
周に挿通されたアウタフォーマ４５ｂとを備え、上記イ
ンナフォーマ４５ａの背面がインナシリンダ５０のピス
トンロッド５０ａに連設されている。又、上記アウタフ
ォーマ４５ｂの背面外周にリング４５ｃが固設され、こ
のリング４５ｃにアウタシリンダ５１のピストンロッド
５１ａが連設されている。上記両シリンダ５０，５１は
上記基台４１に立設されたスタンド５２ａに、上下一列
に固設され、更に、上記両ピストンロッド５０ａ，５１
ａが、上記スタンド５２ａに対設する他のスタンド５２
ｂに進退自在に支持されている。

【００２１】上記リード側フォーマ４４の中央に、上記
ステータコア１０の内周に挿通されるスキューセンタポ
スト４４ａが突設されている。更に、このスキューセン
タポスト４４ａの基部にフランジ４４ｂが形成され、こ
のフランジ４４ｂに、上記ステータコア１０の後端面か
ら突出するコイルＣのコイルエンドＣe に係入して、こ
のコイルエンドＣe を拡開する、テーパ部の一例である
スカート状のテーパ溝４４ｃが環設されている。

【００２２】又、上記スキューセンタポスト４４ａの外
周に、上記ステータコア１０の内周に形成されたスロッ
ト１３の開口部１３ａ（図１０参照）に係入する、捻り
ガイド部としての突条４４ｄが複数形成されている（な
お、図においては突条４４ｄを１条のみ示している）。
この突条４４ｄはヘリカル状に形成されており、その先
端にテーパ状のガイド面４４ｅ（図１１参照）が形成さ
れている。

【００２３】更に、上記反リード側フォーマ４５のアウ
タフォーマ４５ｂの先端が、上記ステータコア１０の前
端面から突出するコイルエンドＣe の外周に係入される
と共に、上記ステータコア１０の前端面を掛止する。
又、このアウタフォーマ４５ｂの内周に挿入されたイン
ナフォーマ４５ａの先端に、上記コイルエンドＣe を拡
開するスカート状のテーパ部４５ｄが形成されている。

【００２４】次に、上記構成による製造装置４０を用い
て、コイルＣが挿入されたステータコア１０をスキュー
する作業について説明する。図１２に示すコイル挿入装
置２０を用いて、ステータコア１０のスロット１３に対
するコイルＣの挿入が完了すると、このステータコア１
０にスキューを形成させるべく上記製造装置４０へ搬送
し、この製造装置４０のセット位置４３ａに待機してい
るローディング装置４２に載置する。すると、上記ステ
ータコア１０は上記ローディング装置４２に回動自在に
支持された状態で、治具センタ位置４３ｂへ移送され
る。

【００２５】上記ステータコア１０が治具センタ位置４
３ｂに移送されると、反リード側フフォーマ４５に設け
られているアウタフォーマ４５ｂがアウタシリンダ５１
の作動により突出され、その先端面が上記ステータコア
１０の前端面に当接し、この前端面から突出するコイル
ＣのコイルエンドＣe の外周を保持する（図３の状
態）。

【００２６】次いで、リード側フォーマ４４が作動シリ
ンダ４８の後退動作により、上記ステータコア１０の後
端面側に近接し、このリード側フォーマ４４に設けられ
ているスキューセンタポスト４４ａが上記ステータコア
１０の内周に挿入される（図４の状態）。

【００２７】すると、上記ステータコア１０を形成する
各磁性金属片１１が上記スキューセンタポスト４４ａに
内接されると共に、このスキューセンタポスト４４ａの
外周に形成された突条４４ｄの先端に形成したテーパ状
のガイド面４４ｅが、上記各磁性金属片１１の内周に形
成されたスロット１３の開口部１３ａに係入される（図
１１(a) の状態）。

【００２８】上記突条４４ｄはヘリカル状に形成されて
いるため、上記スキューセンタポスト４４ａが上記ステ
ータコア１０に挿入されるに従い、図１１（ｂ）に示す
ように、上記突条４４ｄが上記各磁性金属片１１の開口
部１３ａを介して、この磁性金属片１１にスキューを付
与する。

【００２９】そして、上記スキューセンタポスト４４ａ
の基部に形成したフランジ４４ｂが上記ステータコア１
０の後端面に当接すると、この後端面から突出するコイ
ルＣのコイルエンドＣe が上記フランジ４４ｂに環設さ
れたスカート状のテーパ溝４４ｃに係入されて、このコ
イルエンドＣe が拡開されて整形される（図５の状
態）。同時に上記突条４４ｄの先端に形成したガイド面
４４ｅが上記ステータコア１０の前端面から突出し、こ
のステータコア１０を形成する磁性金属片１１全体のス
キューが完了する（図１１ｃ、図１４の状態）。

【００３０】その後、反リード側フォーマ４５に設けら
上記アウタフォーマ４５ｂに内装されているインナフォ
ーマ４５ａがインナシリンダ５０の作動により突出動作
し、先端にスカート状に形成されているテーパ部４５ｄ
が、上記ステータコア１０の前端面から突出しているコ
イルＣのコイルエンドＣe の内周に係入し、このコイル
エンドＣe を拡開し整形する（図６の状態）。

【００３１】次いで、この状態で、上記ステータコア１
０を形成する各磁性金属片１１を相互に固定する。この
固定手段としては、例えば、個々の磁性金属片１１の溶
接、或いはカシメ等が考えられる。個々の磁性金属片１
１をかしめる場合は、例えば、各磁性金属片１１の外周
に固定金具を装着する溝を予め形成しておき、ステータ
コア１０のスキューが完成した後、この溝に固定金具を
装着してかしめる。或いは、各磁性金属片１１にスキュ
ー完成時に整合する孔を予め穿設しておき、この孔にピ
ンを装着してかしめる等の手段が考えられる。

【００３２】そして、上記ステータコア１０を固定した
後は、インナシリンダ５０を後退動作させて、上記イン
ナフォーマ４５ａを上記ステータコア１０の前端面から
抜き（図７の状態）、次いで、作動シリンダ４８を突出
動作させて、リード側フォーマ４４を上記ステータコア
１０の後端面から抜く（図８の状態）。その際、上記突
条４４ｄがヘリカル状に形成され、又、ステータコア１
０が回動自在に支持されているため、この突条４４ｄ
を、上記ステータコア１０のスロット１３に形成された
開口部１３ａから簡単に抜き取ることができる。

【００３３】次いで、アウタシリンダ５１が作動し、ア
ウタフォーマ４５ｂを上記テータコア１０の前端面から
後退させる（図９の状態）。その後、ローディング装置
４２を作動させて、上記ステータコア１０を治具センタ
位置４３ｂから、最初のセット位置４３ａへ移動させ
る。

【００３４】このように、本実施の形態では、ステータ
コア１０の両端から突出するコイルエンドＣe の整形工
程と、各磁性金属片１１をスキューさせる工程とが同時
に行われるので、製造工程の短縮化が図れる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステータコアを形成する金属片に捻りを与えず、スロッ
トが直線である状態でステータコアのスロットにコイル
を挿入することにより、従来の一般的なコイル挿入装置
を用いてコイル挿入を行なうことができる。

【００３６】また、コイルを挿入した後、ステータコア
内にスキューセンタポストを挿入して、ステータコアを
構成する金属片が徐々にずれるようにステータコアを捻
ることにより、スキュー付ステータを人手によらずに機
械的に生産性よく製造することができる。

【００３７】更に、スキューセンタポストの基部にテー
パ部を設け、スキューセンタポストに対して、支持台を
挟んで反対側に、ステータコアの他方の端面に当接する
アウターフォーマと、該他方の端面から突出するコイル
エンドを外周に押し広げて成形するテーパ部を有するイ
ンナーフォーマとを設けた場合には、ステータコアにス
キューを付与する工程と、このステータコアの端面から
突出するコイルエンドを整形する工程とを同時に行い、
製造工程の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスキュー付ステータの製造装置の
一実施形態を示す平面図である。

【図２】同製造装置の一部断面側面図である。

【図３】同反リード側フォーマのアウタフォーマを前進
させ状態を示す要部断面側面図である。

【図４】同リード側フォーマのスキューセンタポストを
前進させた状態の要部断面側面図である。

【図５】同リード側フォーマのスキューセンタポストが
前進端に達した状態の要部断面側面図である。

【図６】同反リード側フォーマのインナフォーマを前進
させた状態を示す要部断面側面図である。

【図７】同反リード側フォーマのインナフォーマを後退
させた状態を示す要部断面側面図である。

【図８】同リード側フォーマのスキューセンタポストを
後退させた状態の要部断面側面図である。

【図９】同反リード側フォーマのアウタフォーマを後退
させた状態を示す要部断面側面図である。

【図１０】同図５のＡ−Ａ断面図である。

【図１１】同ステータコアに捻りを付与する過程を状態
別に示すステータコアの内歯内周から見た要部断面図で
ある。

【図１２】同コイル挿入装置の一例を示す断面図であ
る。

【図１３】同ステータコアにコイルを挿入した状態を示
すステータコアの内歯内周から見た一部拡大模式図であ
る。

【図１４】同図１３のステータコアを捻った状態を示す
一部拡大模式図である。

【符号の説明】

１０ ステータコア １１ 磁性金属片 １３ スロット １４ 内歯 ２０ コイル挿入装置 ４０ スキュー付ステータの製造装置 ４４ スキューセンタポスト ４４ｃ テーパ部 ４４ｄ 捻りガイド部 Ｃ コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の磁性金属片を積層して形成されて
   いるステータコアに形成したスロットにコイルを挿入し
   た後、前記各磁性金属片が徐々にずれるように捻りを与
   えるスキュー付ステータの製造装置であって、 前記コイルを挿入された前記ステータコアを回転自在に
   支持する支持台と、 前記ステータコアが前記支持台に支持された状態で、前
   記ステータコアの内周に進退可能に挿入され、前記ステ
   ータコアのスロット開口部に挿入されるヘリカル状の捻
   りガイド部を外周に有するスキューセンタポストとを備
   えていることを特徴とするスキュー付ステータの製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記スキューセンタポストの基部に、前
   記ステータコアの一方の端面から突出するコイルエンド
   を外周に押し広げて成形するテーパ部が形成されている
   請求項１記載のスキュー付ステータの製造装置。
3. 【請求項３】 前記スキューセンタポストに対して、前
   記支持台を挟んで反対側に、前記ステータコアの他方の
   端面に当接するアウターフォーマと、該他方の端面から
   突出するコイルエンドを外周に押し広げて成形するテー
   パ部を有するインナーフォーマとが、それぞれ進退可能
   に配置されている請求項１又は２記載のスキュー付ステ
   ータの製造装置。