(57)【要約】【課題】倒し成型時においてセグメントコイルを効果的に固定する。【解決手段】コイル倒し成型時におけるセグメントコイル固定方法であって、ステータにＵ字型のセグメントコイル１２を挿入してリード側を突出させて、リード側を倒し成型する際に、セグメントコイル１２の反リード側の斜行部２２ａを軸方向外側から支持する冶具４０をステータの径方向の内径側および外径側から挿入して、セグメントコイル１２を固定する。【選択図】図５
2020058153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル倒し成型時におけるセグメントコイル固定方法であって、
ステータにＵ字型のセグメントコイルを挿入してリード側を突出させて、リード側を倒し成型する際に、
セグメントコイルの反リード側の斜行部を軸方向外側から支持する冶具をステータの径方向の内径側および外径側から挿入して、セグメントコイルを固定する、
セグメントコイル固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメントコイルの倒し成型におけるセグメント固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、セグメントコイルの倒し成型を行うためのコイル捻り装置が記載されている。このコイル捻り装置は、ステータコアのスロット内にＵ字型の導線であるセグメントコイルの２本のリード部を挿入した状態で、スタータコアの端面から突出したリード部の端部を捻るように曲げる。この際、Ｕ字型のセグメントコイルの屈曲部に平板状のコイル押さえ部材を当接して配置することで、セグメントコイルがステータコアに対して軸方向へ移動するのを制限している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７９４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のコイル捻り装置では、Ｕ字型をなすセグメントコイルの屈曲部に平板状のコイル押さえ部材を当接させてセグメントコイルの軸方向移動を制限しているが、リード部の端部をステータコアに向かって押し曲げる際の押圧力が大きくなると、セグメントコイルの屈曲部がリード部に加えられた軸方向の押圧荷重に耐えられずに座屈変形する可能性がある。この場合、隣接するセグメント同士が接触し、表面に形成されている絶縁皮膜が傷つくおそれがある。
【０００５】
本発明は、セグメントコイルの屈曲部の変形を効果的に抑制できるセグメントコイル固定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、コイル倒し成型時におけるセグメントコイル固定方法であって、ステータにＵ字型のセグメントコイルを挿入してリード側を突出させて、リード側を倒し成型する際に、セグメントコイルの反リード側の斜行部を軸方向外側から支持する冶具をステータの径方向の内径側および外径側から挿入して、セグメントコイルを固定する。
【０００７】
冶具は、内径側部材と、外径側部材とを含み、内径側部材が外径側に移動し、外径側部材が内径側に移動することで、セグメントコイルの反リード側の斜行部を支持するとよい。
【０００８】
カムリングに内径側用カム穴と外径側用カム穴が形成されており、内径側部材および外径側部材のカムフォロアが内径側用カム穴と外径側用カム穴にそれぞれ挿入され、カムリングを回動させることで、内径側部材および外径側部材が外径方向および内径方向にそれぞれ移動するとよい。
【０００９】
また、本発明は、ステータコイル倒し成型時においてセグメントコイルを固定するための固定冶具であって、ステータにＵ字型のセグメントコイルを挿入してリード側を突出させて、リード側を倒し成型する際に、外径側部材および内径側部材をステータの内径側および外径側から挿入して、セグメントコイルの反リード側の斜行部を軸方向外側から支持することでセグメントコイルを固定するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セグメントコイルの反リード側の斜行部を軸方向外側から支持することによって、ステータコイル倒し成型時におけるセグメントコイルの座屈変形を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ステータコア１０とセグメントコイル１２を示す図である。
【図２】セグメントコイル１２をステータコアに装着した状態を示す図である。
【図３】リード側のコイルエンド３８を示す図である。
【図４】セグメントコイル１２を溶接してステータコイル２４が形成された状態を示す図である。
【図５】セグメントコイル１２の斜行部２２ａを固定した状態を模式的に示す図である。
【図６】冶具５０の全体構成（斜め下から見た図）が示す図である。
【図７】カムリング５８を斜め上から見た図である。
【図８】一対の外径側部材５４および内径側部材５６を通る径方向の断面を示す図である。
【図９】１つの外径側部材５４の斜視図であり（ａ），（ｂ）は見る角度を変えた図である。
【図１０】１つの内径側部材５６の斜視図であり（ａ），（ｂ）は見る角度を変えた図である。
【図１１】ステータコア１０にセグメントコイルを挿入し、リード側のコイルエンド３８が形成されている状態を示す図である。
【図１２】図１１におけるＡ−Ａ面周囲で外方を見た斜視図である。
【図１３】図１１におけるＡ−Ａ面周囲で内方を見た斜視図である。
【図１４】図１２と同様の図において、多数の第１コイルエンド部分３２が外径側部材５４と内径側部材５６との間に配置されている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
「ステータコイルの形成」
まず、Ｕ字型のセグメントコイルを用いたステータコイルの形成について簡単に説明する。図１は、回転電機のステータコア１０とコイルを構成するセグメントコイル１２を示す図である。ステータコア１０は、概略円筒形状を有し、略円筒形状のヨーク１４と、ヨーク１４から径方向内側に向けて延出するティース１６を有する。
【００１４】
ティース１６は、間隔をあけて周方向に配列され、隣接するティース１６の間の空間が、スロット１８である。セグメントコイル１２は、エナメルなどの絶縁皮膜が表面に形成された、断面が長方形の導線（平角導線）で構成される。セグメントコイル１２は、導線を略Ｕ字形に曲げて形成する。Ｕ字の左右の直線部分に対応する部分を腕部２０、直線部分をつなぐ底部分に対応する部分を底部２２と記す。セグメントコイル１２をスロット１８内に挿入してステータコア１０に装着し、腕部２０の先端をステータコア１０の端面（図１において上側の端面）から突出させる。突出した側をリード側、底部２２の側を反リード部と呼ぶ。
【００１５】
図２は、セグメントコイル１２をステータコアに装着した状態を示している。この状態から、腕部２０のステータコア１０の端面から出た部分を周方向に曲げる（倒し成型）。ここで、このコイル倒し成型の際に、セグメントコイルの先端を軸方向に押圧して押し込むようにして変形させる。
【００１６】
図３は、セグメントコイル１２の腕部２０を曲げてリード側のコイルエンド３８（図４参照）を構成した状態を示す。径方向に隣接する２つの腕部２０の先端（例えば図３に示す腕部の先端部１２０，１２０）同士を溶接することにより複数のセグメントコイル１２が連なりステータコイル２４が形成される。なお、セグメントコイル１２は、エナメルなどの絶縁皮膜１２２に被覆されており、先端部１２０において絶縁皮膜１２２が剥離除去されている。
【００１７】
図４は、セグメントコイル１２を溶接してステータコイル２４が形成された状態を示している。セグメントコイル１２は、スロット内に配置されるスロット内部分２６と、ステータコアの軸線方向における端面２８，３０の外でスロット内部分をつなぐコイルエンド部分３２，３４を有する。図４において、下側の第１端面２８の側では、セグメントコイル１２の底部２２がリード側の第１コイルエンド部分３２となって第１コイルエンド３６を構成する。上側の第２端面３０の側では、セグメントコイル１２の腕部２０のスロット１８から突出した部分である第２コイルエンド部分３４が、その先端同士が溶接されることにより、反リード側の第２コイルエンド３８を構成する。
【００１８】
「反リード側の固定」
＜基本構成＞
上述のように、セグメントコイル１２のリード側部分の倒し成型の際に、セグメントコイル１２は軸方向に押圧される。従って、反リード側の第１コイルエンド３６においてセグメントコイル１２が移動しないように支持する必要がある。
【００１９】
本実施形態においては、セグメントコイル１２の斜辺部分を軸方向の外側から支持する冶具を用意し、これによって倒し成型の際に、セグメントコイル１２を固定する。
【００２０】
図５はセグメントコイル１２の斜行部２２ａを固定した状態を模式的に示す図である。このように、反リード側のセグメントコイル１２の底部２２において斜めを向く斜行部２２ａを軸方向の外側から冶具４０によって抑える。これによって、セグメントコイル１２のリード側の軸方向に押し付けながらの倒し成型の際にセグメントコイル１２の座屈変形を抑制しつつ固定支持することが可能となる。
【００２１】
＜冶具の構成＞
図６には、本実施形態に係る冶具５０の全体構成（斜め下から見た図）が示してある。円環部５２は、ステータコアに対応した形状を有しており、反リード側のコイルエンドを収容して固定する。
【００２２】
円環部５２の下部には、周辺部に多数の外径側部材５４が円形に配列されている。また、外径側部材５４に内側から対向するように内径側部材５６が円形に配列されている。外径側部材５４と内径側部材５６の間には所定の環状空間が形成されており、ここに反リード側コイルエンドが収容される。また、各外径側部材５４、内径側部材５６の周方向の間には、半径方向に伸びる規制部材５５が配置されている。これによって、外径側部材５４、内径側部材５６の周方向の移動が規制され、これらが径方向のみに移動する。
【００２３】
円環部５２の下部には、カムリング５８が設けられており、これにサーボモータ６０のギア６２が噛み合わされている。従って、サーボモータ６０を駆動することによって、カムリング５８が回動する。
【００２４】
図７には、カムリング５８を斜め上から見た図を示してある。このように、カムリング５８には、多数のガイド穴６４が２つの同心円状に設けられている。半径方向に対向する一対のガイド穴６４は、周方向の一方側で両者が離れ、他方側で両者が近づく。すなわち、内側のガイド穴６４は一方側で内側に位置し他方側で外側に位置し、外側のガイド穴６４は一方側で外側に位置し、他方側で内側に位置する。従って、このガイド穴６４にカムフォロアを挿入した状態でカムリングを一方に回動すると、一対のカムフォロアは半径方向に離れるように移動し、他方に回動すると一対のカムフォロアが半径方向に近づくように移動する。
【００２５】
図８には、一対の外径側部材５４、内径側部材５６を通る径方向の断面を示す。このように、外径側部材５４、内径側部材５６は、その上端に上方を向くカムフォロア６６を有しており、これがカムリング５８のガイド穴６４内に挿入されている。
【００２６】
従って、カムフォロア６６が開いた状態で、反リード側のコイルエンドを外径側部材５４、内径側部材５６の間に挿入し、カムリングを回動させてカムフォロア６６が近づく位置に移動することで、外径側部材５４、内径側部材５６が両者の間隙が狭まる方向に移動して、コイルエンドの内部に挿入される。
【００２７】
図９は、１つの外径側部材５４の斜視図であり、（ａ），（ｂ）は見る角度を変えた図である。このように、外径側部材５４は、外側に位置する板状の本体５４ａと、本体５４ａから内側に突出する凸部５４ｂを有している。そして、凸部５４ｂには、コイルエンドの斜行部２２ａを軸方向外側から支持する一対の斜行支持部７２，７４が設けられている。斜行支持部７２は内側への移動方向に対し右側のコイルエンドの斜行部２２ａを支持し、斜行支持部７４は移動方向に対し左側のコイルエンドを支持する。
【００２８】
図１０は、１つの内径側部材５６の斜視図であり、（ａ），（ｂ）は見る角度を変えた図である。このように、内径側部材５６は、内側に位置する板状の本体５６ａと、本体５６ａから内側に突出する凸部５６ｂを有している。そして、凸部５６ｂには、コイルエンドの斜行部２２ａを軸方向内側から支持する一対の斜行支持部７６，７８が設けられている。斜行支持部７６は外側への移動方向に対し右側のコイルエンドの斜行部２２ａを支持し、斜行支持部７８は移動方向に対し左側のコイルエンドを支持する。
【００２９】
図１１には、ステータコア１０にセグメントコイルを挿入し、リード側のコイルエンド３８が形成された状態を示している。
【００３０】
図１２には、図１１においてＡ−Ａで示した軸中心を通る面周囲で外方を見た斜視図を示す。このように、外径側部材５４の凸部５４ｂがセグメントコイルの第１コイルエンド部分３２の間に挿入され、斜行支持部７２，７４が第１コイルエンド部分３２の斜行部２２ａを上から支持する。
【００３１】
図１３には、図１１においてＡ−Ａ面周囲で内方を見た斜視図を示す。このように、内径側部材５６の凸部５６ｂがセグメントコイルの第１コイルエンド部分３２の間に挿入され、斜行支持部７６，７８が第１コイルエンド部分３２の斜行部２２ａを上から支持する。
【００３２】
図１４には、図１２と同様の図において、多数の第１コイルエンド部分３２が外径側部材５４と内径側部材５６との間に配置されている状態を示している。このように、径方向に多数の第１コイルエンド部分３２が配置されており、この図のように外径側と内径側の第１コイルエンド部分３２の斜行部２２ａを外径側部材５４および内径側部材５６によって支持する。中間に位置する第１コイルエンド部分３２は、規制部材５５によって軸方向外方から支持するが、外径側部材５４および内径側部材５６によって外径側および内径側の第１コイルエンド部分３２の斜行部２２ａを支持した状態で、外径側部材５４と内径側部材５６を近づけることで、径方向に並ぶすべての第１コイルエンド部分３２を挟持することができ、これによってコイルエンド３８の倒し成型の際にセグメントコイルが座屈変形することを効果的に防止することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ステータコア、１２  セグメントコイル、１４  ヨーク、１６  ティース、１８  スロット、２０  腕部、２２  底部、２２ａ  斜行部、２４  ステータコイル、２６  スロット内部分、２８，３０  端面、３２，３４  コイルエンド部分、３６，３８  コイルエンド、４０，５０  冶具、５２  円環部、５４  外径側部材、５４ａ，５６ａ  本体、５４ｂ，５６ｂ  凸部、５５  規制部材、５６  内径側部材、５８  カムリング、６０  サーボモータ、６２  ギア、６４  ガイド穴、６６  カムフォロア、７２，７４，７６，７８  斜行支持部、１２０  先端部、１２２  絶縁皮膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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