(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、前記ステータコアのコイル挿入口側に、ステータコアへ挿入前のコイルをステータコアの中心軸線に向けて押し付け、かつコイルがスロット内に挿入されて移動する際に回転するローラを設けたことを特徴とするコイル挿入装置。
【請求項２】
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記載のコイル挿入装置。
【請求項３】
ローラは、両端部の直径が中心側の直径より大きく、くびれた形状に形成されてい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。
【請求項４】
ローラは、直径が中心部から両端部に向けて徐々に大きくなるよう外表面が中心軸線に沿って曲線状に形成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。
【請求項５】
ローラ外表面の曲線形状部分の曲率は、ステータコア外周面の曲率に対し、曲率半径が大きくかつ、曲率中心がローラがステータコアの中心軸線に接近する側に偏心するよう設定されていることを特徴とする請求項４記載のコイル挿入装置。
【請求項６】
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で、ステータコアへ挿入前のコイルを、ステータコアの中心軸線に向けてステータコアのスロットのほぼ延長上となる位置まで押し付けることを特徴とするコイル挿入方法。
【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５（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５（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６は、ブレード９にコイル５を保持させた前記図５（ａ）と同様の状態の側面断面図で、コイル５が挿入される途中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、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、コイル５をスロット７に挿入する過程で、図５（ｂ）および図６の二点鎖線で示す状態のように、コイル５の挿入されていない部分が外側に拡がっており、この状態でコイル５がストリッパ１１に押圧されてスロット７内に挿入されると、コイル５がスロット７のコイル挿入側の開口縁Ａに擦られ、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、挿入抵抗が極めて大きくなり、コイル５に傷や伸びが発生するものとなる。このため、上記従来のコイル挿入方法では、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。
【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、ステータコアへ挿入前のコイルをステータコアの中心軸線に向けて押し付け、かつコイルがスロット内に挿入されて移動する際に回転する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、コイルがストリッパに押されてスロット内に挿入される際に、挿入前のコイルが、ローラによりステータコアの中心軸線に向けて押し付けられて外側への拡がりが抑えられる。このときコイルを押し付けるローラは、コイルがスロット内に挿入されて移動する際に、この移動に伴い回転する。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、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。
【００１２】
上記構成によれば、ステータコアへの挿入前のコイルは、ステータコアを保持する保持治具に取り付けられたローラにより、ステータコアの中心軸線に向けて押し付けられる。
【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、ローラは、両端部の直径が中心側の直径より大きく、くびれた形状に形成されている。
【００１６】
上記構成によれば、ローラによって押し付けられるコイルは、ローラ両端側への拡がりが抑制される。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３の発明の構成において、ローラは、直径が中心部から両端部に向けて徐々に大きくなるよう外表面が中心軸線に沿って曲線状に形成されている。
【００１８】
上記構成によれば、ローラによって押し付けられるコイルは、外表面の曲線形状部により、ローラ両端側への拡がりが抑制される。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項４の発明の構成において、ローラ外表面の曲線形状部分の曲率は、ステータコア外周面の曲率に対し、曲率半径が大きくかつ、曲率中心がローラがステータコアの中心軸線に接近する側に偏心するよう設定されている。
【００２０】
上記構成によれば、ローラによって押し付けられるコイルは、必要以上にローラの中心側へ集められることなく、ローラ外側への拡がりが抑えられる。
【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で、ステータコアへ挿入前のコイルを、ステータコアの中心軸線に向けてステータコアのスロットのほぼ延長上となる位置まで押し付け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、ステータコアへの挿入前のコイルは、ステータコアの中心軸線に向けてステータコアのスロットのほぼ延長上となる位置まで押し付けられることで、外側への拡がりが抑えられるとともに、ステータコアのスロットのほぼ延長上から挿入されるので、スロット内にスムーズに挿入される。
【００２５】
【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、ステータコアへ挿入前のコイルをステータコアの中心軸線に向けて押し付け、かつコイルがスロット内に挿入されて移動する際に回転するローラを設けたので、コイルがストリッパに押されてスロット内に挿入される際に、挿入前のコイルがステータコアの中心軸線に向けて押し付けられて外側への拡がりが抑えられ、この結果コイルのスロットへの挿入抵抗を低減でき、さらにコイル挿入時の摺動抵抗がローラによって転がり抵抗に一部変換されて、挿入抵抗をより低減でき、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ができる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、ステータコアへの挿入前のコイルは、ステータコアを保持する保持治具に取り付けられたローラにより、ステータコアの中心軸線に向けて押し付けられ、これによりコイルのスロットへの挿入抵抗を低減させることができる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、ローラは、両端部の直径が中心側の直径より大きく、くびれた形状に形成されているので、ローラによって押し付けられるコイルは、ローラ両端側への拡がりが抑制され、挿入抵抗低減に寄与することができる。
【００２９】
請求項４の発明によれば、ローラは、直径が中心部から両端に向けて徐々に大きくなるよう外表面が中心軸線に沿って曲線状に形成されているので、ローラによって押付られるコイルは、ローラの曲線形状部によってローラ両端側への拡がりが抑制されてローラ中心側へ効率よく集められ、挿入抵抗をより低減することができる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、ローラ外表面の曲線形状部分の曲率は、ステータコア外周面の曲率に対し、曲率半径が大きくかつ、曲率中心がローラがステータコアの中心軸線に接近する側に偏心するよう設定されているので、ローラによって押し付けられるコイルは、必要以上にローラ中心側へ集められることなく、ローラ両端側への拡がりをより効率よく抑えることができる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、ステータコアへの挿入前のコイルは、ステータコアの中心軸線に向けてステータコアのスロットのほぼ延長上となる位置まで押し付けられるので、外側への拡がりが抑えられるとともに、ステータコアのスロットのほぼ延長上から挿入されることになって、コイルのスロットへの挿入抵抗を低減でき、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ができる。
【００３３】
【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。
【００３４】
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５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。
【００３５】
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。前記ストリッパ２１は、前記図５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を外周面に備えている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、上記円筒状に配置されたブレードホルダ２５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。
【００３９】
図１中で左側の保持治具１７のコイル挿入側の面には、ローラ３７が複数（ここでは４つ）配置されている。ローラ３７は、スロット１３ｂのコイル挿入口側にてコイル１５をステータコア１３の中心軸線に向けて押し付けるもので、両端が取付フランジ３９に回転可能に支持されている。取付フランジ３９は、保持治具１７側に固定される固定部４１ａと、この固定部４１ａに垂直な一対の取付部４１ｂとからなる取付ブラケット４１の前記取付部４１ｂに、ボルト４３により取り付けられている。
【００４０】
取付部４１ｂには、図２の拡大されたＢ矢視図である図３に示すように、固定部４１ａに向けて延長される長孔４１ｃが形成され、この長孔４１ｃ内に前記ボルト４３が挿入されている。すなわち、ボルト４３を長孔４１ｃ内にて移動させることで、ローラ３７を保持治具１７に対して接近離反する方向に移動させることができる。ここでのローラ３７の取付部４１ｂへの取付位置は、保持治具１７から適宜に離れた位置としてある。
【００４１】
取付ブラケット４１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、ボルト４９により固定されている。この固定板４７は、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。上記４つの取付ブラケット４１のうち、図２中で上部のものと左側のものが固定板４７の上部側の分割体に、他の２つが同下部側の分割体にそれぞれ取り付けられている。
【００４２】
取付ブラケット４１の固定部４１ａには、取付部４１ｂに向かう方向に延長される長孔４１ｄが形成され、この長孔４１ｄ内に前記ボルト４９が挿入されている。すなわち、この長孔４１ｄに沿って取付ブラケット４１を移動させることで、ローラ３７をステータコア１３の中心軸線に対して接近離反する方向に移動させることができる。ここでの取付ブラケット４１の保持治具１７への取付位置は、ローラ３７が、ステータコア１３への挿入前のコイル１５を、ステータコア１３のスロット１３ｂのほぼ延長上となる位置まで押し付け可能な位置としてある。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、コイル１５は、実線で示す状態から二点鎖線で示す状態に移行する間に、ローラ３７によってステータコア１３の中心軸線に向けて押し付けられ、押し付けられた後のコイル１５がスロット１３ｂの延長上に位置するので、スロット１３ｂにおけるコイル挿入口でのコイル１５の摺動抵抗が減少する。しかも、コイル１５を押し付けるローラ３７は、コイル１５の移動に伴い回転するので、この押付部分では転がり抵抗となるので、コイル１５のスロット１３ｂへの挿入抵抗が極めて小さなものとなってコイル挿入作業が容易となり、コイル１５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可能となる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、ローラ３７は、円柱状に形成されているが、図４に示すように、直径が中心部から両端に向けて徐々に大きく、全体としてくびれた形状となるよう、外表面が中心軸線に沿って曲線状に形成されたローラ５１を使用してもよい。この場合には、ローラ５１によって押し付けられるコイル１５が、ローラ５１の曲線形状部５１ａによってローラ５１の両端側への拡がりが抑えられてローラ中心側へ集められるので、コイル１５は、スロット１３ｂに対してより直線的に挿入され、挿入抵抗をさらに小さくすることができる。
【００４７】
また、上記ローラ５１の曲線形状部５１ａの曲率半径をｒ1、ステータコア１３外周面の曲率半径をｒ2とすると、ｒ1≧ｒ2でかつ、曲線形状部５１ａの曲率中心０1を、ステータコア外周面の曲率中心０2に対しローラ５１と反対側となるよう偏心させることで、コイル１５が必要以上にローラ５１の中心側へ集められることなく、ローラ両端側への拡がりをより効率よく抑えることができる。
【００４８】
ローラ３７および５１の材質は、例えばポリアミド樹脂とすることで、適度の硬度、粘りおよび耐久性を持たせることができ、ＮＣ加工機での加工作業性の向上および、コイル１５に対する損傷を最小限に抑えることができる。
【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２の拡大されたＢ矢視図である。
【図４】図１のコイル挿入装置に使用されるローラの他の例を示す説明図である。
【図５】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６】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
１５  コイル
１７，１９  保持治具
２１  ストリッパ
２７  ブレード
３７，５１  ローラ
【図１】
0003552545.tif 000002
【図２】
0003552545.tif 000003
【図３】
0003552545.tif 000004
【図４】
0003552545.tif 000005
【図５】
0003552545.tif 000006
【図６】
0003552545.tif 000007