(57)【要約】【課題】波形に形成されたコイルをステータコアのスロットに挿入する際、コイルを保護する。【解決手段】ウェッジ本体８０の下端がプッシャ３４の先端部３４ａによって押圧されるように、ウェッジ本体８０をガイド溝５０に配置するとともに、ウェッジ本体８０の上端には、スライダ２６の外周端部２６ａよりも軸方向に突出するようにダミーウェッジ８２を設定する。コイル７０及びステータコア４０をインサータ装置１０に装着した後、スライダ２６、可動ブレード３６及びプッシャ３４を上昇させてステータコア４０の内周部に挿入することによりコイル７０及びウェッジ本体８０をスロット４４に挿入する。スライダ２６を後退させた後にウェッジ本体８０からダミーウェッジ８２を切り離す。【選択図】図６
2005080356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状の波形に形成されたコイルの内側湾曲部をスライダによって案内しながら該スライダをステータコアの孔部に挿入するインサータ装置を用いて、前記コイルを前記ステータコアのティース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、
前記インサータ装置は、
前記スライダの上面外周部から前記スライダの移動方向に延在し、前記内側湾曲部に対応するように等間隔に配置された複数の可動ブレードと、
前記可動ブレードの各間において、両隣りの可動ブレードに対して隙間を有するように平行に設けられた複数の固定ブレードと、
前記コイルが挿入された前記スロットの入口部をそれぞれ覆うための長尺なウェッジを、前記スライダと一体的に押し出す複数のプッシャと、
前記可動ブレード及び前記固定ブレードの各間に設けられ、前記ウェッジを軸方向に案内する複数のガイド部材と、
を有し、
前記ウェッジの一端が前記プッシャの先端部によって押圧されるように前記ウェッジを前記ガイド部材の各間に配置するとともに、前記ウェッジの他端が前記スライダの外周端部よりも軸方向に突出するように設定する第１ステップと、
前記コイルの前記内側湾曲部をそれぞれ前記可動ブレードに掛け、前記隙間を通り前記コイルの外側湾曲部が前記固定ブレードの外周側に配置されるように設定する第２ステップと、
前記可動ブレード及び前記固定ブレードの端部に前記ステータコアを装着する第３ステップと、
前記スライダを前進させて前記コイルを前記スロットに挿入するとともに前記プッシャによって前記ウェッジを押し出して前記スロットに挿入する第４ステップと、
前記スライダを後退させた後に前記ウェッジの他端の一部を取り外す第５ステップと、
を順に実行することを特徴とするコイル挿入方法。
【請求項２】
請求項１記載のコイル挿入方法において、
前記ウェッジは、一端が前記プッシャによって押圧されるウェッジ本体と、
該ウェッジ本体の他端に設けられ、前記ウェッジ本体と断面同形状の保護部材と、
からなり、
前記第５ステップでは、前記ウェッジ本体から前記保護部材を取り外すことを特徴とするコイル挿入方法。
【請求項３】
請求項２記載のコイル挿入方法において、
前記ウェッジ本体及び前記保護部材が前記プッシャによって押し出される方向は上方であって、前記保護部材は前記ウェッジ本体の上部に載せられていることを特徴とするコイル挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射状の波形に形成されたコイルの内側湾曲部をスライダによって案内しながら該スライダをステータコアの孔部に挿入するインサータ装置を用いて、前記コイルを前記ステータコアのティース間に形成されるスロットに挿入するコイル挿入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータコアは、複数枚の積層鋼板を一体的に接着して構成されており、前記ステータコアの内周面に設けられた複数のスロットに巻線が配設されている。ところで、いわゆる波巻形のモータでは、導線を円環状の波形形状である放射状波形のコイルに形成しておき、該コイルをインサータ装置を用いてスロットに挿入する。インサータ装置では、略円筒形状のスライダによってコイルの内側湾曲部を押し上げることによってコイルをスロットに挿入するが、この際、スロットの入口部を絶縁材料からなるウェッジで覆うことができるように、前記スライダと同調するプッシャによってウェッジをスロット内に押し上げている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このウェッジをスロットの入口部に挿入することにより、スロット内のコイルがステータコアのティースの壁面に接触することを防ぐとともに、コイルがスロットからはみ出ることを防止できる。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−８１４８号公報
【特許文献２】特開平７−１５４９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術によれば、コイルをステータコアに挿入した後はウェッジによりコイルを保護することができるが、挿入する過程においてはコイルの一部がティースやスライダに対して摺動することがあり、コイルの絶縁被膜が剥がれることがないように絶縁被膜を十分に厚くしておく必要がある。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、波形に形成されたコイルをステータコアのスロットに挿入する際、コイルを保護することができるコイル挿入方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るコイル挿入方法は、放射状の波形に形成されたコイルの内側湾曲部をスライダによって案内しながら該スライダをステータコアの孔部に挿入するインサータ装置を用いて、前記コイルを前記ステータコアのティース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、前記インサータ装置は、前記スライダの上面外周部から前記スライダの移動方向に延在し、前記内側湾曲部に対応するように等間隔に配置された複数の可動ブレードと、前記可動ブレードの各間において、両隣りの可動ブレードに対して隙間を有するように平行に設けられた複数の固定ブレードと、前記コイルが挿入された前記スロットの入口部をそれぞれ覆うための長尺なウェッジを、前記スライダと一体的に押し出す複数のプッシャと、前記可動ブレード及び前記固定ブレードの各間に設けられ、前記ウェッジを軸方向に案内する複数のガイド部材と、を有し、前記ウェッジの一端が前記プッシャの先端部によって押圧されるように前記ウェッジを前記ガイド部材の各間に配置するとともに、前記ウェッジの他端が前記スライダの外周端部よりも軸方向に突出するように設定する第１ステップと、前記コイルの前記内側湾曲部をそれぞれ前記可動ブレードに掛け、前記隙間を通り前記コイルの外側湾曲部が前記固定ブレードの外周側に配置されるように設定する第２ステップと、前記可動ブレード及び前記固定ブレードの端部に前記ステータコアを装着する第３ステップと、前記スライダを前進させて前記コイルを前記スロットに挿入するとともに前記プッシャによって前記ウェッジを押し出して前記スロットに挿入する第４ステップと、前記スライダを後退させた後に前記ウェッジの他端の一部を取り外す第５ステップと、を順に実行することを特徴とする。
【０００７】
このように、ウェッジの他端をスライダの外周端部よりも軸方向に突出するように設定しておくことにより、スライダを上昇及び下降させる際に、前記コイルをスライダや固定ブレードに対して保護することができる。
【０００８】
この場合、前記ウェッジは、一端が前記プッシャによって押圧されるウェッジ本体と、該ウェッジ本体の他端に設けられ、前記ウェッジ本体と断面同形状の保護部材とからなり、前記第５ステップでは、前記ウェッジ本体から前記保護部材を取り外すようにすると、該保護部材の取り外しが容易であって、しかも該保護部材を繰り返し利用可能である。
【０００９】
また、前記ウェッジ本体及び前記保護部材が前記プッシャによって押し出される方向は上方であって、前記保護部材は前記ウェッジ本体の上部に載せるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るコイル挿入方法によれば、ウェッジの上端部がスライダの外周端部よりも軸方向に突出するように設定した状態で、波形に形成されたコイルをステータコアのスロットに挿入することにより、コイルがスライダやブレードと摺動することを防止し、コイルを保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るコイル挿入方法について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図９を参照しながら説明する。本実施の形態に係るコイル挿入方法は、図１に示すインサータ装置１０を用いて行われる。
【００１２】
図１に示すように、インサータ装置１０は、中央部にシリンダ１２を備える下部ベース部１４と、該下部ベース部１４の上部に設けられる中段枠体部１６と、該中段枠体部１６の上部から上方に向けて延在する複数のワーク固定支柱１８とにより外枠が構成されている。また、インサータ装置１０は、前記中段枠体部１６の上部を構成するミドルプレート２０と、シリンダ１２のロッド１２ａによって上方へ押圧されるロアープレート２４と、前記ミドルプレート２０の孔を通る複数のシャフト２２によりロアープレート２４と接続されたスライダ２６と、ミドルプレート２０と複数の支柱３０で接続されたアッパープレート２８とを有する。
【００１３】
スライダ２６は略円筒形状であって、上面部は軸を中心として上方に向けて滑らかな形状に突出しており、側面には後述する可動ブレード３６及び固定ブレード３８が符合する複数の凹部が設けられている。スライダ２６の側面における可動ブレード３６と固定ブレード３８との間には、隙間側面部２６ｂ（図７参照）が設けられている。アッパープレート２８には前記シャフト２２を支えるブッシュが設けられており、該ブッシュの作用によってシャフト２２は滑らかに進退可能である。
【００１４】
ロアープレート２４の上面には上方に延在する１２本の細いプッシャ３４が環状に配置されており、それぞれミドルプレート２０に設けられた孔を通して上下方向に進退可能に構成され、後述するウェッジ本体８０の下端部を先端部３４ａによって上へ向けて押圧することができる。ロアープレート２４の下面は、シリンダ１２のロッド１２ａによって上方に押し出されるように設定されており、その際、ロッド１２ａが接触する面にはロッド１２ａの押圧力を検出するロードセル２４ａが設けられている。ロッド１２ａによってロアープレート２４が上方へ押し出されることに伴い前記スライダ２６、プッシャ３４及び以下に述べる可動ブレード３６が一体的に上方へ押し出される。
【００１５】
図１及び図２に示すように、スライダ２６の側面には上方に延在する６本の可動ブレード３６が設けられるとともに、アッパープレート２８の側面には上方に延在する６本の固定ブレード３８が設けられ、可動ブレード３６及び固定ブレード３８はそれぞれ軸を中心として１５°の等間隔に配置されている。可動ブレード３６と固定ブレード３８は断面同形状であって、互いに隙間を有するように設定されている。また、可動ブレード３６及び固定ブレード３８の外周部によって形成される円の直径は、ワークであるステータコア４０の内径と略等しい。
【００１６】
スライダ２６がアッパープレート２８の上面に載置されているとき（シリンダ１２のロッド１２ａが縮退しているとき）には、可動ブレード３６と固定ブレード３８の上端部の高さは等しい。ステータコア４０は、３６本のティース４２と、それぞれのティース４２間に形成されるスロット４４を有する。
【００１７】
可動ブレード３６及び固定ブレード３８は外周側からアッパープレート２８の側面に固定されたガイド部材４８によってそれぞれ支持されている。該ガイド部材４８はそれぞれ所定の隙間をもって配設されており、各隙間の下方には前記プッシャ３４が配設されている。また、各ガイド部材４８の周方向における両側面には浅いガイド溝５０が軸方向に設けられている。
【００１８】
可動ブレード３６と固定ブレード３８の側面の２つのガイド溝５０には、スロット４４の入口部５６（図３参照）を覆うための長尺な絶縁材からなるウェッジ本体８０の側面が配設可能である。ウェッジ本体８０の断面は２つの角部を有する略「コ」字形状であって、開口側を外径に向けて配設する。ウェッジ本体８０の断面形状は、例えば、略「Ｕ」字形状等でもよい。
【００１９】
ウェッジ本体８０の下端はプッシャ３４の先端部３４ａに載置され、上端はスライダ２６の外周端部２６ａ（図７参照）よりもやや低い位置に設定される。また、ウェッジ本体８０の上端には、該ウェッジ本体８０と断面同形状のダミーウェッジ（保護部材）８２が載せられており、見かけ上、ウェッジ本体８０が上方に延長されるように設定されている。ダミーウェッジ８２の上端は前記外周端部２６ａよりも軸方向に突出するように設定されている。このダミーウェッジ８２は、例えば、厚紙を曲げて簡易に製作することができる。
【００２０】
ガイド部材４８は、固定ブレード３８の略半分の高さを有し、その上端部５２にステータコア４０の下面内周部を載置することができる。上端部５２はステータコア４０のティース４２の端部と係合可能な形状となっており、ステータコア４０を適切な角度に載置することができる。可動ブレード３６及び固定ブレード３８の高さは、ガイド部材４８にステータコア４０を載置したときに、該ステータコア４０の上面よりやや突出するように設定されている。また、ステータコア４０は、ガイド部材４８に載置した後に、ワーク固定支柱１８の上端部から内径側に突出する固定部材５４によって下方に向けて押圧されるように固定され、上方への抜け止めがなされる。固定部材５４の向きは、ステータコア４０を着脱する際には外側を向くように回転可能である。
【００２１】
図３に示すように、可動ブレード３６と固定ブレード３８はそれぞれ３つのティース４２を覆うような形状に設定されるとともに、可動ブレード３６と固定ブレード３８との間は隙間を有するように設定されている。また、可動ブレード３６におけるそれぞれの両端部にはティース４２の内径側端面よりもスロット４４の入口部５６にやや突出した耳部５８が設けられており、２つおきの入口部５６にコイル７０（図４参照）を導入できるようになっている。また、固定ブレード３８には同形状の耳部５９が設けられている。
【００２２】
入口部５６は狭く設定されていることから、この幅に対応するために耳部５８及び５９の端部は外径側に向かってやや鋭く突出している。また、後述するように、入口部５６はコイル７０をスロット４４に挿入する際に前記ウェッジ本体８０によって覆われる。
【００２３】
可動ブレード３６及び固定ブレード３８は中心部内径側から外径端部に向けて滑らかな曲線を形成しており、コイル７０を滑らかに配置可能である。なお、スロット４４における入口部５６近傍以外の箇所には予め絶縁材６０が貼り付けられている。
【００２４】
ステータコア４０のスロット４４に挿入するコイル７０は、図４に示すように、予め導線（例えば、エナメルの絶縁被膜を有する銅線）が放射状の波形に形成されたものであり、６つの内側湾曲部７２と、６つの外側湾曲部７４とを有する。実際上、スロット４４に挿入されるのは、コイル７０のうち放射形状延在部７６である。コイル７０をインサータ装置１０に装着する際には、コイル７０をまとめているシール４５は取り外してもよい。
【００２５】
次に、このように構成されるインサータ装置１０を用いて、ステータコア４０のスロット４４にコイル７０を挿入する方法について、主に図５〜図９を参照しながら説明する。
【００２６】
先ず、図５に示すように、ステップＳ１において、ロッド１２ａを縮退させてスライダ２６をアッパープレート２８上に載置させた状態にしておき、ダミーウェッジ８２がそれぞれ上部に載せられた６つのウェッジ本体８０及びダミーウェッジ８２を各ガイド溝５０に装着する。上記の通り、ウェッジ本体８０の下面はプッシャ３４の先端部３４ａ上に配置され、ダミーウェッジ８２の上端はスライダ２６の外周端部２６ａよりも軸方向上方に突出するように設定される。なお、この段階ではステータコア４０はインサータ装置１０に装着されていない。
【００２７】
次に、ステップＳ２において、コイル７０の装着を行う。すなわち、コイル７０の内側湾曲部７２をそれぞれ可動ブレード３６の内径側に掛け（図２参照）、可動ブレード３６と固定ブレード３８との隙間を通り外側湾曲部７４が固定ブレード３８の外周側に配置されるように設定する。
【００２８】
次いで、ステップＳ３において、ステータコア４０を上方から下ろし、可動ブレード３６及び固定ブレード３８の上部にステータコア４０の内周部を合わせて下降させ、ガイド部材４８の上端部５２に載置する。
【００２９】
さらに、ステップＳ４において、固定部材５４の向きを内方へ向けた後、所定の操作によって該固定部材５４によってステータコア４０の上面を下方に向けて押圧するように固定する。なお、図１におけるインサータ装置１０、ステータコア４０及びコイル７０は、このステップＳ４が終了した状態を示す。
【００３０】
次に、ステップＳ５において、所定の操作によってロッド１２ａを上昇させてロアープレート２４のロードセル２４ａを押圧し、ロアープレート２４、スライダ２６、プッシャ３４及び可動ブレード３６を一体的に上方へ押し出す（図６参照）。これにより、コイル７０の内側湾曲部７２が可動ブレード３６の内径側の面に導かれて上昇するとともに、放射形状延在部７６が可動ブレード３６及び固定ブレード３８の内径側の面に沿って移動し、入口部５６（図３参照）からスロット４４に導入される。
【００３１】
また、図６に示すように、ウェッジ本体８０及びダミーウェッジ８２はプッシャ３４によって上方に押し出され、スロット４４の入口部５６に下方から上方に向かって挿入される。これにより、スロット４４に挿入されたコイル７０の放射形状延在部７６を下方から上方に向けて次第に覆うことができる。この際、コイル７０はダミーウェッジ８２によって保護されていることから、コイル７０が固定ブレード３８の耳部５９に対して摺動することがない。
【００３２】
すなわち、仮にダミーウェッジ８２がない場合には、図７に示すように、ウェッジ本体８０の上端部は、スライダ２６の外周端部２６ａよりやや下に配置されていることから、コイル７０はウェッジ本体８０の上部からさらに軸方向上方に向かって外周端部２６ａまで引き出された後に可動ブレード３６の内径側に巻き付けられていることになる。従って、固定ブレード３８の耳部５９のうち、ウェッジ本体８０から見て斜め上に存在している部分５９ａがコイル７０に対して露呈し、可動ブレード３６が上昇することに伴いコイル７０と部分５９ａが摺動する。
【００３３】
本実施の形態に係るコイル挿入方法では、ウェッジ本体８０の上部にダミーウェッジ８２が設けられていることから、コイル７０はダミーウェッジ８２の上部から内径側に巻き付けられていることになる（図２参照）。従って、固定ブレード３８の耳部５９はコイル７０に対してあまり露呈されることがなく、コイル７０と耳部５９とが摺動することがない。なお、可動ブレード３６はコイル７０と一体的に上昇することから、可動ブレード３６の耳部５８とコイル７０とが摺動しないことはもちろんである。
【００３４】
さらに、ロッド１２ａを引き続き上昇させ、ウェッジ本体８０の上端部がステータコア４０の上面よりもやや上方となる位置までスライダ２６及び可動ブレード３６を上昇させた時点でロッド１２ａを停止させる。このようにして、コイル７０のうち放射形状延在部７６は、スロット４４に挿入され、内側湾曲部７２はステータコア４０の上面に突出し、外側湾曲部７４はステータコア４０の下面に突出することになる（図８参照）。また、内側湾曲部７２は、スロット４４から突出する部分がダミーウェッジ８２によって支えられている状態となっている。
【００３５】
なお、このステップＳ５の処理の実行中においては、ロードセル２４ａの信号値に基づいてロッド１２ａの押圧力を検出し、該押圧力が過大であるときにはロッド１２ａを停止させるインターロック機構を設けるとよい。
【００３６】
次に、ステップＳ６において、所定の操作によってロッド１２ａを縮退させてロアープレート２４、スライダ２６、プッシャ３４及び可動ブレード３６を自重によって下降させる。このとき、コイル７０のうちウェッジ本体８０より上の部分は、ダミーウェッジ８２によって保護されていることから、スライダ２６における可動ブレード３６と固定ブレード３８との隙間側面部２６ｂ（図７参照）及び外周端部２６ａがコイル７０と摺動することがない。
【００３７】
すなわち、仮にダミーウェッジ８２がない場合には、図７に示すように、ウェッジ本体８０の上端部は、スライダ２６の外周端部２６ａよりやや下に配置されていることから、隙間側面部２６ｂとコイル７０は接触することとなり、スライダ２６が下降する際には、隙間側面部２６ｂ及び外周端部２６ａとコイル７０とが摺動する。本実施の形態に係るコイル挿入方法では、ウェッジ本体８０の上部にダミーウェッジ８２が設けられていることから、コイル７０と隙間側面部２６ｂとの接触が防止され、コイル７０を保護することができる。
【００３８】
次に、ステップＳ７において、図９に示すように、スライダ２６をアッパープレート２８（図１参照）の上面位置まで下降させる。この後に、ダミーウェッジ８２をウェッジ本体８０から取り外す。実際上、ダミーウェッジ８２はウェッジ本体８０の上部に載せられているだけであることから、ダミーウェッジ８２は極めて容易に取り外すことができる。
【００３９】
さらに、ステップＳ８において、固定部材５４を緩めて外側に回転させた後、ステータコア４０をインサータ装置１０から取り外す。
【００４０】
このようにして、ステータコア４０に１つのコイル７０が挿入されるが、このステータコア４０は３相モータ用のものであることから、さらに２つのコイル７０を用意しておき、空いているスロット４４に互いの位相が１２０°ずれるようにして残りの２つのコイル７０を同様の手順により挿入する。なお、ウェッジ本体８０から取り外したダミーウェッジ８２は繰り返し利用してもよい。
【００４１】
上述したように、本実施の形態に係るコイル挿入方法によれば、インサータ装置１０を用い、ウェッジ本体８０の上部にダミーウェッジ８２を設けた状態でコイル７０をスロット４４に挿入することにより、固定ブレード３８の耳部５９やスライダ２６の隙間側面部２６ｂに対してコイル７０が摺動することがない。これにより、例えば、コイル７０の絶縁被覆を薄く設定することができる。
【００４２】
なお、上記の実施の形態では、ウェッジ本体８０の上部にダミーウェッジ８２を設ける例について説明したが、特にダミーウェッジ８２を設けることなく、該ダミーウェッジ８２の長さを考慮して延長されたウェッジ本体８０を用いてもよい。この場合、ステータコア４０にコイル７０を挿入した後、ダミーウェッジ８２に相当する長さ分をウェッジ本体８０の上部から取り外す（又は切り離す）ようにすればよい。
【００４３】
本発明に係るコイル挿入方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至ステップを採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態に係るコイル挿入方法で用いるインサータ装置の側面一部曲げ面図である。
【図２】インサータ装置にコイル及びステータコアを装着した状態を示す一部断面斜視図である。
【図３】ステータコアのティース及びスロット、固定ブレード並びに可動ブレードの一部拡大断面平面図である。
【図４】コイルの斜視図である。
【図５】本実施の形態に係るコイル挿入方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】スライダをステータコアの途中の高さまで上昇させた状態におけるインサータ装置の一部断面斜視図である。
【図７】ダミーウェッジがない場合のウェッジ本体の上端部、コイル、固定ブレード及び可動ブレードを示す模式斜視図である。
【図８】スライダをステータコアの上面よりも上部まで上昇させた状態におけるインサータ装置の一部断面斜視図である。
【図９】コイルを挿入した後、スライダをアッパープレートの上面位置まで下降させた状態におけるインサータ装置の一部断面斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…インサータ装置                  １２…シリンダ
２６…スライダ                        ２６ａ…外周端部
２６ｂ…隙間側面部                    ２８…アッパープレート
３４…プッシャ                        ３４ａ…先端部
３６…可動ブレード                    ３８…固定ブレード
４０…ステータコア                    ４２…ティース
４４…スロット                        ４８…ガイド部材
５０…ガイド溝                        ５２…上端部
５４…固定部材                        ５６…入口部
５８、５９…耳部                      ７０…コイル
７２…内側湾曲部                      ７４…外側湾曲部
７６…放射形状延在部                  ８０…ウェッジ本体
８２…ダミーウェッジ
【図１】
2005080356.tif 000003
【図２】
2005080356.tif 000004
【図３】
2005080356.tif 000005
【図４】
2005080356.tif 000006
【図５】
2005080356.tif 000007
【図６】
2005080356.tif 000008
【図７】
2005080356.tif 000009
【図８】
2005080356.tif 000010
【図９】
2005080356.tif 000011