(57)【要約】【課題】２極のコイルをステータコアに挿入するために用いられるコイル挿入装置において、ティーハイ現象を抑制することができると共に、コイルエンドが波打って変形することなく挿入できるようにする。【解決手段】ステータコア１７の内歯に対応して環状に配列された複数本のブレード１７と、該ブレードの内側に軸方向移動可能に配置され、各ブレードの間隙に挿入される押し歯を外周に有するストリッパ１８とを備えた２極用のコイル挿入装置１０において、前記ストリッパの押込方向の端面には、２極のコイルＣが前記ブレードの間隙に保持された状態で、２極のコイルの最も大径となるコイルＣＬどうしの間に挿入される少なくとも２本のガイド棒２０が立設されており、該ガイド棒の少なくとも２本は、前記ストリッパの前記端面の中心に対して対向するように所定間隔離れて、かつ、前記最も大径となるコイルどうしの間隙に沿って配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの内歯に対応して環状に配列された複数本のブレードと、該ブレードの内側に軸方向移動可能に配置され、各ブレードの間隙に挿入される押し歯を外周に有するストリッパとを備えた２極用のコイル挿入装置において、前記ストリッパの押込方向の端面には、２極のコイルが前記ブレードの間隙に保持された状態で、２極のコイルの最も大径となるコイルどうしの間に挿入される少なくとも２本のガイド棒が立設されており、該ガイド棒の少なくとも２本は、前記ストリッパの前記端面の中心に対して対向するように所定間隔離れて、かつ、前記最も大径となるコイルどうしの間隙に沿って配置されていることを特徴とするコイル挿入装置。
【請求項２】
前記ガイド棒の前記ストリッパの前記端面の中心に対して対向して配置された少なくとも２本は、巻枠の外周形状によって形成されるコイルの屈曲部に配置されている請求項１記載のコイル挿入装置。
【請求項３】
前記ガイド棒は、その先端部がくさび状に偏平化されており、その偏平な方向が前記最も大径となるコイルどうしの間隙に沿うように配置されている請求項１又は２記載のコイル挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２極のコイルをステータコアに挿入するために用いられるコイル挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステータコアにコイルを装着する装置の一つとして、巻線したコイルをコイル挿入治具に保持させておき、ストリッパによってステータコアのスロットに挿入するようにしたコイル挿入装置が知られている。
【０００３】
コイル挿入装置においては、各磁極に対して同心巻きされたコイルをコイル挿入治具のブレードの所定の間隙に保持しておき、ブレードの先端部をステータコアの内歯の内周に嵌合させて挿入し、各ブレードの間隙に挿入される押し歯を外周に有するストリッパを、ブレードの内側に配置してステータコアに向けて軸方向移動させ、ブレードの間隙に保持されたコイルを、ストリッパの押し歯によってステータコアの対応するスロットに押し込むようにしている。
【０００４】
また、コイル挿入装置として、ブレードとコイルとの摩擦抵抗をできるだけ少なくするために、環状に配列されたブレードのいくつかのもの、例えば１つ置きに配置されたものをストリッパと一緒に移動する可動ブレードとし、他のものを固定ブレードとしたものが知られている。
【０００５】
更に、このようなコイル挿入装置において、下記特許文献１には、コイルストリッパの押込方向の端面に略円柱状のサブコイルストリッパを設け、このサブコイルストリッパの端面中心部から、棒状のアライメントシャフトを立設したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９７９３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、２極モータ等に適用される２極のコイルを挿入するコイル挿入装置においては、同心巻きされた２極のコイルにおける最も大径のコイルどうしが、ストリッパによるコイル押込時に、コイルエンド側で当接して強く押し合い、その可動ブレードの外側に配置されたステータコアの内歯（ティース）に、両側のコイルから強い摩擦力が作用するため、例えば図１２に示すように、内歯がストリッパの移動方向に変形してステータコアの端面から突出する、いわゆるティーハイと呼ばれる不良品が発生することがあった。
【０００８】
前記特許文献１のコイル挿入装置では、ストリッパの押込方向の端面中心に、棒状のアライメントシャフトが立設されているので、２極のコイルにおける最も大径のコイルどうしが、上記アライメントシャフトに当接して互いに押し合うのを軽減されるので、上記のようなティーハイ現象が生じにくくなるが、コイルエンドがアライメントシャフトによって波打って変形するので、コイルエンドの成型作業がしにくくなるという問題があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、２極のコイルをステータコアに挿入するために用いられるコイル挿入装置において、ティーハイ現象を抑制することができると共に、コイルエンドが波打って変形することなく挿入できるようにしたものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のコイル挿入装置は、ステータコアの内歯に対応して環状に配列された複数本のブレードと、該ブレードの内側に軸方向移動可能に配置され、各ブレードの間隙に挿入される押し歯を外周に有するストリッパとを備えた２極用のコイル挿入装置において、前記ストリッパの押込方向の端面には、２極のコイルが前記ブレードの間隙に保持された状態で、２極のコイルの最も大径となるコイルどうしの間に挿入される少なくとも２本のガイド棒が立設されており、該ガイド棒の少なくとも２本は、前記ストリッパの前記端面の中心に対して対向するように所定間隔離れて、かつ、前記最も大径となるコイルどうしの間隙に沿って配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のコイル挿入装置によれば、それぞれ同心巻きされた２極のコイルを、ブレードの所定の間隙に保持させ、ブレードの先端部外周にステータコアを装着し、ストリッパをステータコアに向けて移動させて、コイルをブレードの間隙からステータコアのスロットに押し込むことにより、コイルをステータコアのスロットに挿入することができる。そして、ストリッパによりコイルを挿入するとき、ストリッパの端面から立設された少なくとも２本のガイド棒が、２極のコイルの最も大径となるコイルどうしの間に挿入されるので、最も大径のコイルどうしがそれらのガイド棒に当接して、極間に配置される内歯にコイルが強く押圧されるのを防ぐため、極間に配置される内歯が変形してティーハイ現象が生じるのを抑制することができる。
【００１２】
また、２極のコイルの最も大径となるコイルどうしの間に少なくとも２本のガイド棒が配置されることにより、コイルエンドが少なくとも２箇所で離されるので、コイルエンドが波打って変形することを防止でき、後のコイル成形作業がしやすくなると共に、コイルエンドを整った形に成形することができる。
【００１３】
本発明のコイル挿入装置においては、前記ガイド棒の前記ストリッパの前記端面の中心に対して対向して配置された少なくとも２本は、巻枠の外周形状によって形成されるコイルの屈曲部に配置されることが好ましい。
【００１４】
この態様によれば、少なくとも２本のガイド棒が、巻枠の外周形状によって形成されるコイルの屈曲部に配置されることにより、２極のコイルの最も近接し合う部分に配置されるので、ティーハイ現象とコイルエンドが波打って変形することをより効果的に防止できる。
【００１５】
また、前記ガイド棒は、その先端部がくさび状に偏平化されており、その偏平な方向が前記最も大径となるコイルどうしの間隙に沿うように配置されていることが好ましい。
【００１６】
この態様によれば、ガイド棒の先端部がくさび状に偏平化されていることにより、ストリッパをステータコアに向けて移動させるとき、ガイド棒の先端部が２極のコイルの最も大径となるコイルに引っかかることなく、それらの間にスムーズに挿入される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のコイル挿入装置によれば、ストリッパによりコイルを挿入するとき、ストリッパの端面から立設された少なくとも２本のガイド棒が、２極のコイルの最も大径となるコイルどうしの間に挿入されるので、最も大径のコイルどうしがそれらのガイド棒に当接して、極間に配置される内歯にコイルが強く押圧されるのを防ぐため、極間に配置される内歯が変形してティーハイ現象が生じるのを抑制することができる。また、２極のコイルの最も大径となるコイルどうしの間に少なくとも２本のガイド棒が配置されることにより、コイルエンドが少なくとも２箇所で離されるので、コイルエンドが波打って変形することを防止でき、後のコイル成形作業がしやすくなると共に、コイルエンドを整った形に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるコイル挿入装置の一実施形態であって、ブレードの先端部にステータコアをセットした状態を示す断面図である。
【図２】同装置において、ストリッパを上昇させて、コイルをステータコアのスロットに挿入し始める状態を示す断面図である。
【図３】同装置において、ストリッパを更に上昇させて、コイルをステータコアのスロットに途中まで挿入した状態を示す断面図である。
【図４】同装置において、ストリッパを更に上昇させて、コイルをステータコアのスロットに完全に挿入した状態を示す断面図である。
【図５】同装置のストリッパとブレードとコイルとの関係を示す平面図である。
【図６】同装置のストリッパの側断面図である。
【図７】ガイド棒を有しない従来のコイル挿入装置におけるストリッパとブレードとコイルとの関係を示す平面図である。
【図８】ストリッパの押込方向の端面にサブストリッパを設け、このサブストリッパの端面中心部から、棒状のアライメントシャフトを立設した従来のコイル挿入装置におけるストリッパとブレードとコイルとの関係を示す平面図である。
【図９】本発明によるコイル挿入装置により、コイルを挿入したステータコアの内周をコイル挿入側（リード側）から写した写真である。
【図１０】ガイド棒を有しない従来のコイル挿入装置により、コイルを挿入したステータコアの内周をコイル挿入側（リード側）から写した写真である。
【図１１】ストリッパの押込方向の端面にサブストリッパを設け、このサブストリッパの端面中心部から、棒状のアライメントシャフトを立設した従来のコイル挿入装置により、コイルを挿入したステータコアの内周をコイル挿入側（リード側）から写した写真である。
【図１２】ティーハイにより変形したステータコアの内歯を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明によるコイル挿入装置の一実施形態を説明する。
【００２０】
図１に示すように、このコイル挿入装置１０は、テーブル１１に設置されたコイル挿入治具１２を有している。このコイル挿入治具１２は、外周にフランジ部１３が形成されたほぼ筒状のハウジング１４と、該ハウジング１４内に配置された、複数本のウェッジガイド１５と、その内側に配置された複数本のブレード１６とを有している。そして、コイル挿入治具１２は、ハウジング１４に連設されたフランジ部１３を上記テーブル１１上に載置され、ピン２７によって位置決めされて支持されている。ブレード１６の上端部外周には、ステータコア１７が設置されるようになっている。なお、フランジ部１３の上面にはコイル受け２６が設置されている。
【００２１】
ブレード１６は、ステータコア１７の図示しない内歯に対応して、図５に示すように環状に配列されている。そして、ブレード１６の内側には、ストリッパ１８が配置されている。図６を併せて参照すると、ストリッパ１８は、全体として円筒状をなし、外周に複数の押し歯１９が形成されている。押し歯１９は、各ブレード１６の間隙を通って、ステータコア１７の図示しないスロット内に至るまで突出している。ストリッパ１８の押込側の端面には、２本のガイド棒２０，２０が立設されている。各ガイド棒２０は、先端部２０ａがくさび状（マイナスドライバ状）に薄くされている。
【００２２】
ブレード１６は、固定ブレード１６ａと可動ブレード１６ｂとに分かれている。固定ブレード１６ａは、それらの基部をブレードホルダ２１（図１参照）に固定されている。一方、可動ブレード１６ｂは、それらの基部をストリッパ１８に固定されている。そして、ストリッパ１８の移動と共に、軸方向に移動するようになっている。図５に示すように、可動ブレード１６ｂは、各極の同心状に配置されたコイルＣの間に１つ置きに配置されている。そして、この実施形態では、２つの極の最も大径のコイルＣＬどうしの間、すなわち極間には、可動ブレード１６ｂが配置されている。
【００２３】
また、各コイルＣは、ブレード１６の所定の間隙を通って保持されており、ブレード１６の対応する間隙から、ストリッパ１８の中心Ｏに向けて放射状に伸び、その途中から屈曲部Ｂを経て、ガイド棒２０どうしを結ぶ直線と平行に伸びている。各コイルＣの上記平行な部分は、隣接するコイルＣどうしでぶつからないように、所定の間隙を設けて互いに平行に配列されている。このようなコイルＣの屈曲形状は、図示しないコイル巻線装置により巻枠に導線を巻付けてコイルを形成する際、巻枠の外周形状によって形成される。
【００２４】
この実施形態では、ストリッパ１８の２本のガイド棒２０、２０は、２つの極の最も大径のコイルＣＬの上記屈曲部Ｂどうしの間に配置されている。コイルＣＬの屈曲部Ｂは、コイル挿入をするとき、コイルＣＬどうしが最も強く接触し合う部分となるので、同コイルＣＬどうしが近接しあうのを効果的に規制することができる。
【００２５】
また、ストリッパ１８の各ガイド棒２０の基部の太さ（コイル挿入時に大径のコイルＣＬどうしの間に挿入され、同コイルＣＬで挟まれる部分の太さ）Ｔは、ブレード１６の幅（ストリッパ１８の周方向に沿った幅）よりも少し（１〜２ｍｍ）細い寸法に設定することが好ましい。
【００２６】
更に、ストリッパ１８のガイド棒２０，２０は、それらの先端部２０ａ、２０ａの偏平な方向が上記極間に沿った方向になるように配置されている。
【００２７】
なお、ガイド棒２０は、必ずしも２本である必要はなく、３本以上あってもよい。ただし、少なくとも２本のガイド棒２０が、ストリッパ１８の中心Ｏに対してほぼ等距離で離れて、上記大径のコイルＣＬの屈曲部Ｂに配置されていることが好ましい。
【００２８】
再び図１を参照すると、ブレードホルダ２１には、第１挿入ボルト２２が着脱可能に連結されるようになっている。また、ストリッパ１８には、上記第１挿入ボルト２２の内部に摺動可能に配置された第２挿入ボルト２３が着脱可能に連結されるようになっている。第１挿入ボルト２２及び第２挿入ボルト２３は、図示しない駆動機構によって、それぞれ独立して昇降可能とされている。
【００２９】
また、前記ウェッジガイド１５は、それらの基部をハウジング１４に固定され、各ブレード１６の外側に配置されている。ウェッジガイド１５は、ブレード１６よりも短くされ、それらの先端がステータコア１７の下端面に当接するようになっている。ウェッジガイド１５には、それらの間を通して図示しないウェッジ（絶縁紙）が挿通され、コイル挿入と同時に、ステータコア１７のスロットに挿入されるようになっている。これらの構造は、既に周知の構造なので、その説明を省略することにする。
【００３０】
次に、このコイル挿入装置１０を用いたコイル挿入方法について説明する。図示しない巻線装置により、各極のコイルＣが同心状に巻線されて、図５に示すように、ブレード１６の所定の間隙に落とし込まれる。こうしてコイルＣを引き掛けられたコイル挿入治具１２をコイル挿入装置１０にセットした状態が図１に示されている。図１における実線で示されるコイルＣＳは、同心状に巻かれたコイルの最も内側に配置されたコイルであり、想像線で示されるコイルＣＬは、同心状に巻かれたコイルの最も外側に配置された大径のコイルである。大径のコイルＣＬは、それらのコイルエンドが中心に寄っており、ガイド棒２０に近接している。この状態で、ブレード１６の上端部にステータコア１７が装着される。このとき、各ブレード１６の外側面が、ステータコア１７の図示しない内歯に嵌合するように、各ブレード１６がステータコア１７に挿入される。
【００３１】
次に、図２に示すように、第１挿入ボルト２２及び第２挿入ボルト２３が一緒に上昇し、ブレードホルダ２１及びストリッパ１８が一緒に上昇して、各ブレード１６の先端がステータコア１７の上端面よりやや突出した位置とされる。ここで、第１挿入ボルト２２の上昇は停止して、以後は第２挿入ボルト２３のみが上昇していく。このとき、ストリッパ１８のガイド棒２０の先端部２０ａがくさび状をなしているので、２つの極の最も大径のコイルＣＬどうしの間隙に、引っ掛かることなくスムーズに挿入される。
【００３２】
図３に示すように、第２挿入ボルト２３のみが更に上昇すると、ストリッパ１８がステータコア１７に入っていき、図５に示す押し歯１９によって、ブレード１６の間隙に保持されたコイルＣを、ステータコア１７の対応するスロットに挿入していく。このとき、図３中の想像線で示すように、２つの極の最も大径のコイルＣＬどうしは、それらのコイルエンドが互いに近接して強く押し合おうとするが、それらの間にストリッパ１８のガイド棒２０が配置されているので、ガイド棒２０に当接してそれ以上内側に寄らないように規制される。このため、図５に示す、極間に配置されたブレード１６に対応する内歯に強い押圧力が作用しないようにすることができ、該内歯が押し込み方向に変形してティーハイが生じることを防止できる。また、ストリッパ１８の上昇と共に、ストリッパ１８に保持された可動ブレード１６ｂも上昇し、コイルＣとブレード１８との間の摩擦力を軽減して、コイル挿入をスムーズにする効果がもたらされる。なお、このとき、ウェッジガイド１５を通して、図示しないウェッジ（絶縁紙）がステータコア１７のスロットに挿入される。
【００３３】
こうして、ストリッパ１８がステータコア１７の上端面から突き出るまで上昇すると、図４に示すように、各コイルＣのコイルエンドが、固定ブレード１６ａの先端から外径側に抜け出て、ステータコア１７へのコイル挿入が完了する。
【００３４】
その後、第２挿入ボルト２３が下降して図２の状態に戻り、更に第１挿入ボルト２２及び第２挿入ボルト２３が一緒に下降して図１の状態に戻る。そして、ステータコア１７をブレード１６の先端部から取り外すことにより、コイル挿入操作が終了する。
【００３５】
このようして、２つのガイド棒２０によって２つの極の最も大径のコイルＣＬどうしが近接し合うのを規制するので、ステータコア１７の内歯の変形を抑制してティーハイを起こすことなく、コイル挿入を行うことができると共に、後述する図９に示すように、コイルエンドが波打って変形することを防止でき、後のコイル成形作業がしやすくなると共に、コイルエンドを整った形に成形することができる。
【実施例】
【００３６】
実施例１
上記実施形態に示されるコイル挿入装置を用いてコイル挿入を行った。こうしてコイルを挿入したステータコアの内周をコイル挿入側（リード側）から撮影し、その写真を図９に示した。このように、上記実施形態に示されるコイル挿入装置を用いると、２つの極の最も大径のコイルＣＬどうしがほぼ平行に離れて間隙が形成された状態でコイル挿入が終了し、後の成形作業がしやすく、成形形状も整った形になった。また、上記実施形態に示されるコイル挿入装置では、ティーハイ現象は起こらなかった。
【００３７】
比較例１
図７に示すように、上記実施形態に示されるコイル挿入装置において、２本のガイド棒２０を設けない装置を用いて、コイル挿入を行った。こうしてコイルを挿入したステータコアの内周をコイル挿入側（リード側）から撮影し、その写真を図１０に示した。このように、２本のガイド棒２０を設けないコイル挿入装置を用いると、２つの極の最も大径のコイルＣＬどうしが互いに当接した状態でコイル挿入が終了しており、後の成形作業がしにくかった。また、上記コイル挿入装置では、５０％くらいの不良率でティーハイ現象が生じた。こうしてティーハイを起こしたステータコアの写真を図１２に示した。
【００３８】
比較例２
図８に示すように、上記実施形態に示されるコイル挿入装置において、ストリッパ１８の押込方向の端面の中央部に、円柱状の突出部からなるサブストリッパ２５を形成し、このサブストリッパ２５の中心部から基部側が円柱状をなし、先端部がテーパ状をなす１本のガイド棒２４が立設されたコイル挿入装置を用いてコイル挿入を行った。こうしてコイルを挿入したステータコアの内周をコイル挿入側（リード側）から撮影し、その写真を図１１に示した。このように、サブストリッパ２５と１本ガイド棒２４とを設けたコイル挿入装置を用いると、２つの極の最も大径のコイルＣＬどうしの間隙の中央部に、ガイド棒２４による隙間が形成された状態でコイル挿入がなされ、コイルが波打って変形しているので、成形形状がやや乱れる傾向があった。なお、上記コイル挿入装置では、ティーハイ現象は起こらなかった。
【符号の説明】
【００３９】
１０   コイル挿入装置
１１   テーブル
１２   コイル挿入治具
１３   フランジ部
１４   ハウジング
１５   ウェッジガイド
１６   ブレード
１６ａ 固定ブレード
１６ｂ 可動ブレード
１７   ステータコア
１８   ストリッパ
１９   押し歯
２０   ガイド棒
２０ａ 先端部
２１   ブレードホルダ
２２   第１挿入ボルト
２３   第２挿入ボルト
Ｃ     コイル
ＣＬ   最も大径のコイル
ＣＳ   最も内側のコイル
【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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