(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記ブレードのコイル挿入方向前方側に保持させた第１回目挿入分コイルを押圧して前記スロットの底部側に収容させるよう挿入する第１のストリッパと、この第１のストリッパに対しコイル挿入方向後方側にて前記ブレードに保持させた第２回目挿入分コイルを押圧して前記底部側に前記第１回目挿入分コイルを挿入してある前記同一のスロットの開口部側に挿入させる第２のストリッパとを設けたことを特徴とするコイル挿入装置。
【請求項２】
第１のストリッパは、スロット内に挿入された第１回目挿入分コイルを底部側に押し付けて圧縮し、かつ開口部側に第２回目挿入分コイルを挿入可能な空間を形成させるコイル挿入空間成形部を備え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。
【請求項３】
第２のストリッパは、第２回目挿入分コイルをスロットの底部側に押し付けて圧縮し、かつ挿入後のコイルをスロットの開口部側から覆って保持するためのウェッジを挿入するための空間を形成させるウェッジ挿入空間成形部を備えていることを特徴とする請求項２記載のコイル挿入装置。
【請求項４】
ウェッジ挿入空間成形部は、コイル挿入方向前方側から後方側に向けて、挿入方向に直交する断面の面積が徐々に拡大し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。
【請求項５】
ウェッジ挿入空間成形部のコイル挿入方向後端部付近の断面の形状は、ウェッジの断面形状とほぼ同形状としてあることを特徴とする請求項４記載のコイル挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【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１２（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１２（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】
【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およびコイル挿入装置にあっては、同一のスロットに挿入すべきコイルは、すべてのものを１つのストリッパによって挿入するものとなっている。このため、スロット内に挿入するコイル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、多量のコイルを１度に挿入することになることから挿入抵抗が大きくなり、コイル５に傷や伸びが発生することとなり、占積率を充分確保できないのが現状となっている。
【０００７】
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、コイルに損傷を与えることなく充分な占積率を得ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、前記ブレードのコイル挿入方向前方側に保持させた第１回目挿入分コイルを押圧して前記スロットの底部側に収容させるよう挿入する第１のストリッパと、この第１のストリッパに対しコイル挿入方向後方側にて前記ブレードに保持させた第２回目挿入分コイルを押圧して前記底部側に前記第１回目挿入分コイルを挿入してある前記同一のスロットの開口部側に挿入させる第２のストリッパとを設けた構成としてある。
【００１１】
上記構成によれば、第１のストリッパにより、同一のスロットに挿入すべき全コイルの一部である第１回目挿入分コイルが底部側に挿入され、第２のストリッパにより残りの第２回目挿入分コイルが、第１回目挿入分コイルの上に積層されるようにしてスロットの開口部側に挿入される。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、第１のストリッパは、スロット内に挿入された第１回目挿入分コイルを底部側に押し付けて圧縮し、かつ開口部側に第２回目挿入分コイルを挿入可能な空間を形成させるコイル挿入空間成形部を備えている。
【００１３】
上記構成によれば、第１のストリッパにより第１回目挿入分コイルをスロット内に挿入する際に、コイル挿入空間成形部が第１回目挿入分コイルを押圧してスロットの底部側に押し付け圧縮し、第２のストリッパにより挿入する第２回目挿入分コイルの挿入空間を確保する。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の発明の構成において、第２のストリッパは、第２回目挿入分コイルをスロットの底部側に押し付けて圧縮し、かつ挿入後のコイルをスロットの開口部側から覆って保持するためのウェッジを挿入するための空間を形成させるウェッジ挿入空間成形部を備えている。
【００１５】
上記構成によれば、第２のストリッパにより第２回目挿入分コイルをスロット内に挿入する際に、ウェッジ挿入空間成形部がコイルを押圧してスロットの底部側に押し付け圧縮し、これによりウェッジが挿入される空間が確保される。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明の構成において、ウェッジ挿入空間成形部は、コイル挿入方向前方側から後方側に向けて、挿入方向に直交する断面の面積が徐々に拡大している。
【００１７】
上記構成によれば、第２のストリッパによるコイルの押圧動作時に、ウェッジ挿入空間成形部は、挿入するコイルを、スロットの底部側に向けて挿入方向前方側の断面積の小さい部分から同後方側の断面積が大きい部分にかけて徐々に押し付け代を拡大してゆく。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４の発明の構成において、ウェッジ挿入空間成形部のコイル挿入方向後端部付近の断面の形状は、ウェッジの断面形状とほぼ同形状としてある。
【００１９】
上記構成によれば、第２のストリッパにより第２回目挿入分コイルの挿入作業が完了した時点で、この挿入されるコイルを押圧するウェッジ挿入空間成形部により、ウェッジの断面形状とほぼ同形状の空間が形成される。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、第１のストリッパにより第１回目挿入分コイルがスロットの底部側に挿入され、第２のストリッパにより第２回目挿入分コイルが第１回目挿入分コイルの上に積層するようにしてスロットの開口部側に挿入されるので、１度に同一のスロットに全コイルを挿入する場合に比べてスロットへのコイルの挿入抵抗が軽減し、コイルは損傷することなくスロット内の密度が向上して、占積率の向上を図ることができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、第１のストリッパにより第１回目挿入分コイルをスロット内に挿入する際に、コイル挿入空間成形部がこのコイルを押圧してスロットの底部側に押し付け圧縮するので、第２のストリッパにより挿入する残りの第２回目挿入分コイルの挿入空間が確保され、この第２回目挿入分コイルの挿入作業が容易となる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、第２のストリッパにより第２回目挿入分コイルをスロット内に挿入する際に、ウェッジ挿入空間成形部がコイルを押圧してスロットの底部側に押し付け圧縮するので、ウェッジが挿入される空間が確保され、ウェッジの挿入作業が容易となる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、ウェッジ挿入空間成形部は、コイル挿入方向前方側から後方側に向けて、挿入方向に直交する断面の面積が徐々に拡大しているので、コイルに対する押圧作業が低抵抗で行え作業性の向上を図ることができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、ウェッジ挿入空間成形部のコイル挿入方向後端部付近の形状は、ウェッジの断面形状とほぼ同形状としてあるので、ウェッジ挿入空間成形部によって成形されたウェッジ挿入空間は、ウェッジの断面形状とほぼ同形状となり、ウェッジの挿入作業が極めて容易なものとなる。
【００２６】
【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。
【００２７】
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１３内のベース板１５上にブレードホルダ１７が上下動可能に収容されるとともに、その上部に第２のストリッパ１９が上下動可能に収容されている。第２のストリッパ１９は、貫通孔２０ａを備えた前部２０と、この貫通孔２０ａに挿入される支持ロッド２１を備えた後部２２とから構成されている。支持ロッド２１は、基部２１ａと、この基部２１ａより細径の先端部２１ｂとを有し、先端部２１ｂに、挿入孔２３ａを備えた第１のストリッパ２３が挿入されている。
【００２８】
第１のストリッパ２３は、支持ロッド２１の基部２１ａと先端部２１ｂとの間の段部２１ｃに当接する位置まで挿入されて位置決めされており、この位置決めされた第１のストリッパ２３の下面に、第２のストリッパ１９の前部２０における筒部２０ｂの上端がほぼ当接した状態となっている。
【００２９】
ブレードホルダ１７の下部には、ベース板１５の下部に配置された円筒状のガイド２５内を上下方向に摺動可能に収容される中空の外ロッド２７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１７は、図示しない駆動機構の作動により外ロッド２７とともに上下動する。第２のストリッパ１９の後部２２の下部には、外ロッド２７内を上下動可能に収容され、かつブレードホルダ１７の貫通孔１７ａに貫通して挿入される内ロッド２９の上端が着脱可能に装着されており、この第２のストリッパ１９は、図示しない駆動機構の作動により内ロッド２９とともに上下動する。
【００３０】
ブレードホルダ１７の外周には、円周方向に沿って複数の固定ブレード３１の下部が固定され、第２のストリッパ１９の後部２２の外周には、円周方向に沿って複数の可動ブレード３３の下部が固定されている。固定ブレード３１および可動ブレード３３は、円周方向に沿って互いに適宜間隔で配置され、これら両ブレード３１，３３は円筒状に配置されることになる。
【００３１】
円筒状に配置された両ブレード３１，３３の先端部には、ステータコアガイド３５が、支持ロッド２１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３５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３７内に挿入されてステータコア３７を位置決めガイドするものである。上記ステータコア３７は、前記図１２に示したものと同様に、内周面に内歯を備えるとともに、この内歯相互間には後述するコイルが挿入されるスロット３７ａが形成されている。そして、上記各ブレード３１，３３は、ステータコア３７の内歯に対向した位置に配置される。
【００３２】
第１のストリッパ２３の図中で上部側の固定ブレード３１もしくは可動ブレード３３には、同一のスロット３７ａに挿入すべき全コイルのうちの一部、すなわち第１回目挿入分コイル３９が保持されている。また、第２のストリッパ１９の図中で上部側の固定ブレード３１もしくは可動ブレード３３には、上記全コイルのうちの残りの一部、すなわち第２回目挿入分コイル４１が保持されている。
【００３３】
また、上記円筒状に配置された両ブレード３１，３３の外周部には、ウェッジガイド４３がハウジング１３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４３は、その上端が、本装置にセットされたステータコア３７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、挿入後のコイルをスロット３７ａの開口部側から覆って保持するためのウェッジ４５が、ウェッジプッシャ４７に押されてガイドされる。ウェッジプッシャ４７は、内ロッド２９の上昇とともに上昇するもので、ウェッジ４５は、第２のストリッパ１９の後部２２の外周側に位置し、前部２０の後を追従するように第２のストリッパ１９とともに上昇する。
【００３４】
図２は、ステータコア３７の円周方向の一部を、ステータコア３７の軸線に直交する平面で切った断面図で、同図（ａ）が第１のストリッパ２３により第１回目挿入分コイル３９がスロット３７ａに挿入された状態を示し、同図（ｂ）が第２のストリッパ１９により第２回目挿入分コイル４１が、上記第１回目挿入分コイル３９が挿入された同一のスロット３７ａに挿入された状態を示している。
【００３５】
上記図２（ａ）に示すように、第１のストリッパ２３は、スロット３７ａの深さ方向のほぼ中央付近にまで入り込むよう突出するコイル挿入空間成形部４９を備えている。コイル挿入空間成形部４９は、ストリッパ本体の外周部から半径方向外側に突出する突起部４９ａの先端に、スロット３７ａの両側壁にほぼ密着する膨大部４９ｂを備えている。膨大部４９ｂ先端の押圧面４９ｃにより、スロット３７ａ内に挿入される第１回目挿入分コイル３９を、スロット３７の底部側に押し付けて圧縮し、かつ同開口部側に第２回目挿入分コイル４１を挿入可能な空間５１を形成させる。
【００３６】
一方、第２のストリッパ１９の前部２０は、コイルを押圧する部位が、コイル挿入方向前方側から後方側に向けて、挿入方向に直交する断面の面積が徐々に拡大する形状となっている。すなわち、図３は、前部２０の挿入方向前端側の断面形状を示し、スロット３７ａの開口部に望む突起５３ａを備えている。図４は、同挿入方向ほぼ中央部の形状を示し、上記突起５３ａの先端からスロット３７ａの両側壁に向けて突出する側方突起５３ｂを備えている。そして、前記図２（ｂ）は、同挿入方向後端側の形状を示すもので、上記側方突起５３ｂの先端から、スロット３７ａの底部側に向けて突出するガイド突起５３ｃを備えている。このような第２のストリッパ１９における前部２０のコイルを押圧する部位の形状を、図５に斜視図として示す。
【００３７】
上記第２のストリッパ１９における前部２０の前端部、中央部および後端部の各部相互間の形状は、上述したように、前端部から後端部に向けて徐々に断面積が拡大するよう形成されており、第２のストリッパ１９によるコイル挿入作業の進行により、第２回目挿入分コイル４１は、徐々に底部側に押し付けられて圧縮され、最終的には図２（ｂ）に示すような状態となる。なお、後部２２の形状は、図３に示す前部２０の前端部の形状とほぼ同様である。
【００３８】
ここで、上記図２（ｂ）における第２のストリッパ１９における前部２０の断面形状は、スロット３７ａに挿入されたコイルをスロット３７ａの開口部側を覆うようにして保持するウェッジ４５の断面形状とほぼ同形状であり、このためコイル挿入後、第２のストリッパ１９をステータコア３７から挿入方向前方に外した状態では、コイルのスロット開口部側表面に、ウェッジ４５とほぼ同形状のウェッジ挿入空間が形成されることになる。したがって、図３，図４および図２（ｂ）における各突起５３ａ，５３ｂおよび５３ｃの形状は、ウェッジ挿入空間成形部を構成することになる。
【００３９】
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６に示すように、ステータコアガイド３５および第１のストリッパ２３を本装置から外した状態で、第２回目挿入分コイル４１を各ブレード３１，３３に保持させる。第２回目挿入分コイル４１を保持させた後、第１のストリッパ２３を図１に示すように第２のストリッパ１９の支持ロッド２１に支持させ、この状態で第１回目挿入分コイル３９を各ブレード３１，３３に保持させる。最後にステータコア３７およびステータコアガイド３５を本装置にセットして、コイル挿入作業の準備が終了する。
【００４０】
以後は、図７〜図１１に示す順序でコイルの挿入作業がなされる。
【００４１】
図７は、前記図１の状態から、外ロッド２７を内ロッド２９とともに上昇させて、各ブレード３１，３３の上端がステータコア３７の上面付近となる位置まで、ブレードホルダ１７，第２のストリッパ１９および第１のストリッパ２３を一体とした状態で上昇させたものである。このとき第１回目挿入分コイル３９がステータコア３７の下部に位置して、第１回目挿入分コイル３９のステータコア３７への挿入が開始される。
【００４２】
図８は、内ロッド２９の上昇により第２のストリッパ１９および第１のストリッパ２３が一体となって上昇し、第１のストリッパ２３がステータコア３７内に入り込んで第１回目挿入分コイル３９が、ステータコア３７に挿入される状態である。
【００４３】
図９は、内ロッド２９がさらに上昇して第１のストリッパ２３がステータコア３７の上部にまで移動し、第１回目挿入分コイル３９の挿入が完了しかつ、第２のストリッパ１９がステータコア３７内に入り込んで第２回目挿入分コイル４１が挿入される状態である。
【００４４】
上記図７から図９においては、第１のストリッパ２３の上昇により、コイル挿入空間成形部４９が、第１回目挿入分コイル３９をスロット３７ａ内に押し込んで挿入しつつ、最終的には図２（ａ）に示すように、押圧面４９ｃでスロット３７ａの底部側に押し付け圧縮し、第２回目挿入分コイル４１が挿入される空間５１が形成される。
【００４５】
また、第１，第２の各ストリッパ１９，２３の上昇に伴ってウェッジプッシャ４７も上昇しており、したがってウェッジ４５はこのウェッジプッシャ４７に押されて第２のストリッパ１９の後部２２の後を追従する。
【００４６】
図１０は、図９の状態から内ロッド２９をさらに上昇させて第２のストリッパ１９の前部２０を、ステータコア３７の上部にまで上昇させ、第２回目挿入分コイル４１の挿入が完了した状態である。
【００４７】
上記図８から図１０においては、第２のストリッパ１９の上昇により、第２回目挿入分コイル４１を、第１回目挿入分コイル３９の挿入によって形成された空間５１に押し込みつつ、図３の突起５３ａ，図４の側方突起５３ｂおよび図２（ｂ）のガイド突起５３ｃが、この第２回目挿入分コイル４１をスロット３７ａの底部側に押し付けて徐々に圧縮し、最終的にウェッジ挿入空間を形成する。そして、このウェッジ挿入空間には、第２のストリッパ１９の後部２２に追従して上昇するウェッジ４５が挿入される。
【００４８】
図１１は、図１０の状態から、ステータコアガイド３５、第１のストリッパ２３および第２のストリッパ１９の前部２０を本装置から外したものである。この状態から、内ロッド２９を介して第２のストリッパ１９の後部２２を後退させた後、ステータコア３７を本装置から外すことで、コイル挿入作業が完了する。
【００４９】
上記したようなコイル挿入方法およびコイル挿入装置によれば、同一のスロット３７ａに挿入する全コイルを、第１回目挿入分コイル３９と第２回目挿入分コイル４１との２つに分割して挿入するようにしたので、全コイルを１度に挿入する場合に比べて挿入抵抗が軽減され、スロット３７ａ内に挿入するコイルの密度が増大して占積率が高まり、モータとしての高性能化が図れる。しかも、第１回目挿入分コイル３９の挿入時には、第１のストリッパ２３のコイル挿入空間成形部４９により、第１回目挿入分コイル３９を圧縮して第２回目挿入分コイル４１が挿入される空間５１が形成されるので、第２回目挿入部コイル４１の挿入作業が容易となり、コイルに損傷を与えることなく、占積率をより向上させることができる。
【００５０】
また、第２のストリッパ１９によるコイル挿入時には、ウェッジ挿入空間成形部により、ウェッジ４５とほぼ同形状のウェッジ挿入空間を形成するので、占積率を高めた状態でも、ウェッジ４５は潰れや折れなどの損傷を受けることなく挿入が容易なものとなる。上記ウェッジ挿入空間成形部は、コイル挿入方向前方側から後方側に向けて徐々に断面積が拡大しているので、コイルに対する押圧作業も低抵抗でスムーズになされて作業性が向上し、コイルの損傷も回避される。
【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のコイル挿入装置におけるステータコアの円周方向の一部を、ステータコアの軸線に直交する平面で切った断面図で、（ａ）は第１回目挿入分コイルがスロットに挿入された状態を示し、（ｂ）は第２回目挿入分コイルがスロットに挿入された状態を示している。
【図３】図１のコイル挿入装置における第２のストリッパのコイル挿入方向前端側の断面形状を示す、図２と同様な断面図である。
【図４】図１のコイル挿入装置における第２のストリッパのコイル挿入方向ほぼ中央部の断面形状を示す、図２と同様な断面図である。
【図５】図１のコイル挿入装置における第２のストリッパのコイルを押圧する部位の形状を示す斜視図である。
【図６】図１のコイル挿入装置において、第２回目挿入分コイルをセットした状態を示す動作説明図である。
【図７】図６の状態から第１回目挿入分コイルをセットした状態を示す動作説明図である。
【図８】図７の状態から第１回目挿入分コイルが挿入される過程を示す動作説明図である。
【図９】第１回目挿入分コイルの挿入完了後、挿入第２回目挿入分コイルが挿入される過程を示す動作説明図である。
【図１０】第２回目挿入分コイルの挿入完了後の動作説明図である。
【図１１】図１０の状態から、ステータコアガイド、第１のストリッパおよび第２のストリッパを外した状態を示す動作説明図である。
【図１２】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。
【符号の説明】
１９  第２のストリッパ
２３  第１のストリッパ
３１  固定ブレード
３３  可動ブレード
３７  ステータコア
３７ａ  スロット
３９  第１回目挿入分コイル
４１  第２回目挿入分コイル
４５    ウェッジ
４９  コイル挿入空間成形部
５１  空間
５３ａ  突起（ウェッジ挿入空間成形部）
５３ｂ  側方突起（ウェッジ挿入空間成形部）
５３ｃ  ガイド突起（ウェッジ挿入空間成形部）
【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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