(57)【要約】【課題】コイルを整形する際に、コイルが相間紙を乗り越えることを防止することができるコイル整形装置及び方法を提供すること。【解決手段】コイル整形装置１０において、コイルエンド２１ａ，２１ｂをステータ軸方向に立ち上げる予備整形型３０，３０と、予備整形型３０，３０で予備整形されたコイルエンド２１ａ，２１ｂを最終形状に整形する仕上整形型４０，４０と設け、予備整形型３０，３０に、コイルエンド２１ａ，２１ｂをステータ軸方向に立ち上げる際に、コイルエンドの高さが、コイル相間に挿入されている相間紙５０の高さよりも低くなるよう規制する規制部材３４，３４を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうち、前記ステータコアの両端面から突出する各コイルエンドを整形するコイル整形装置において、
前記コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる予備整形型と、
前記予備整形型で予備整形された前記コイルエンドを最終形状に整形する仕上整形型とを有し、
前記予備整形型は、前記コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる際に、前記コイルエンドの高さが、コイル相間に挿入されている相間紙の高さよりも低くなるよう規制する規制部材を備えている
ことを特徴とするコイル整形装置。
【請求項２】
請求項１に記載するコイル整形装置において、
前記規制部材は、前記コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる際、前記コイルエンドのステータ軸方向端面全域に当接するように前記予備整形型に設けられている
ことを特徴とするコイル整形装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するコイル整形装置において、
前記予備整形型は、前記コイルエンドを内径側からプレスする内側整形型と、前記コイルエンドを外径側からプレスする外側整形型とを有し、
前記仕上整形型は、前記コイルエンドの内外径を規制する内外径規制型と、前記コイルエンドをステータ軸方向にプレスする軸方向整形型とを有する
ことを特徴とするコイル整形装置。
【請求項４】
ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうち、前記ステータコアの両端面から突出する各コイルエンドを整形するコイル整形方法において、
前記コイルエンドを内径側と外径側から予備プレスしてステータ軸方向に立ち上げる予備整形工程と、
前記予備整形工程で予備整形された前記コイルエンドを内外径を規制しつつステータ軸方向にプレスして最終形状に整形する仕上整形工程とを有し、
前記予備整形工程では、前記コイルエンドの高さが、コイル相間に挿入されている相間紙の高さよりも低くなるよう規制される
ことを特徴とするコイル整形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうち、ステータコアの両端面から突出するコイルエンドを整形するコイル整形装置及び方法に関する。より詳細には、複数相のコイルが相間紙を介してスロットに挿入されたステータに備わるコイルのコイルエンドを整形するコイル整形装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、あらかじめ巻線が巻回されて構成されたコイルを、相ごとに順次、相間紙を介してステータコアに形成されたスロットに挿入することによりステータを組み立てる方法がある。そして、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうち、ステータコアの両端面から突出するコイルエンドが、モータ組立時にモータケースやロータに干渉しないようにコイルが整形されている。ここで、モータの小型化のためにコイル高さ（ステータ軸方向長さ）を低く（短く）するため、コイルの整形では、コイルエンドがステータ軸方向にプレスされて小さくされる。
【０００３】
このような技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。ここに記載された技術では、ステータ内径側でコイルエンドを支持しつつ、コイルエンドを外径側と上面側からプレスして、コイルエンドをコンパクトに整形するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−８０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の技術では、コイルエンドを外径側からプレスする際に、図９に示すように、いずれかの相のコイル１００が相間紙５０よりも高くなってしまうと、上面側（ステータ軸方向）からプレスした際に、コイル１００が相間紙５０を乗り越えてしまうおそれがあった。そして、コイル整形後に、図１０に示すようにコイル５０が相間紙５０を乗り越えてしまうと、相間絶縁を確保することができずに絶縁不良になってしまうおそれがある。そのため、コイル整形後にコイルが相間紙を乗り越えてしまった場合には、手作業によりコイルを修正する必要がある。そして、その修正作業には時間がかかってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、コイルを整形する際に、コイルが相間紙を乗り越えることを防止することができるコイル整形装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明に係るコイル整形装置は、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうち、前記ステータコアの両端面から突出する各コイルエンドを整形するコイル整形装置において、前記コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる予備整形型と、前記予備整形型で予備整形された前記コイルエンドを最終形状に整形する仕上整形型とを有し、前記予備整形型は、前記コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる際に、前記コイルエンドの高さが、コイル相間に挿入されている相間紙の高さよりも低くなるよう規制する規制部材を備えていることを特徴とする。
【０００７】
そして、本発明に係るコイル整形装置において、前記予備整形型は、前記コイルエンドを内径側からプレスする内側整形型と、前記コイルエンドを外径側からプレスする外側整形型とを有し、前記仕上整形型は、前記コイルエンドの内外径を規制する内外径規制型と、前記コイルエンドをステータ軸方向にプレスする軸方向整形型とを有することが好ましい。
【０００８】
このコイル整形装置では、予備整形型によってコイルエンドがステータ軸方向に立ち上げられてコイルの予備整形が行われる。具体的には、内側整形型によりコイルエンドが内径側からプレスされるとともに、外側整形型によりコイルエンドが外径側からプレスされることにより、コイルエンドがステータ軸方向に立ち上げられる。
【０００９】
このとき、コイルエンドの高さが相間紙よりも高くなるおそれがある。ところが、このコイル整形装置の予備整形型には、コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる際に、コイルエンドの高さが、コイル相間に挿入されている相間紙の高さよりも低くなるよう規制する規制部材が備わっている。このため、規制部材によってコイルエンドの高さが相間紙よりも高くなることが防止される。これにより、予備整形型によってコイルエンドがステータ軸方向に立ち上げられたときに、コイルエンドの高さが相間紙よりも高くなることがない。
【００１０】
そして、予備整形されたコイルエンドは、仕上整形型により最終形状に仕上整形される。具体的には、内外径規制型によりコイルエンドの内外径が規制された状態で、軸方向整形型によりコイルエンドがステータ軸方向にプレスされて仕上整形される。このように仕上整形では、コイルエンドの高さが相間紙よりも低い状態でステータ軸方向に立ち上げられたコイルエンドの内外径が規制されつつ、コイルエンドがステータ軸方向にプレスされるので、コイルが相間紙を乗り越えることが確実に防止される。これにより、コイルの仕上整形後に、手作業によるコイル整形の修正を行うことなく、相間絶縁を確保することができる。その結果、ステータの生産効率を向上させることができる。
【００１１】
ここで、コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる際、規制部材をコイルエンドのステータ軸方向端面全域に当接させなくても、コイルエンドの高さが相間紙よりも低くなるようにコイルエンドをステータ軸方向に立ち上げることはできる。ところが、このような場合には、規制部材を設けたことによって予備整形型に空間ができてしまい、コイルの予備整形時にその空間にコイルが入り込み（挟まれ）、コイルあるいは被覆が損傷するおそれがある。
【００１２】
そこで、本発明に係るコイル整形装置においては、前記規制部材を、前記コイルエンドをステータ軸方向に立ち上げる際、前記コイルエンドのステータ軸方向端面全域に当接するように前記予備整形型に設けている。
【００１３】
このような構成により、コイルの予備整形時に、コイルあるいは被覆を損傷させることなく、コイルエンドの高さを相間紙よりも低くなるようにコイルエンドをステータ軸方向に立ち上げることができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた本発明に係るコイル整形方法は、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうち、前記ステータコアの両端面から突出する各コイルエンドを整形するコイル整形方法において、前記コイルエンドを内径側と外径側から予備プレスしてステータ軸方向に立ち上げる予備整形工程と、前記予備整形工程で予備整形された前記コイルエンドを内外径を規制しつつステータ軸方向にプレスして最終形状に整形する仕上整形工程とを有し、前記予備整形工程では、前記コイルエンドの高さが、コイル相間に挿入されている相間紙の高さよりも低くなるよう規制されることを特徴とする。
【００１５】
このコイル整形方法では、予備整形工程にてコイルエンドを内径側と外径側から予備プレスしてステータ軸方向に立ち上げる。このとき、コイルエンドの高さが、コイル相間に挿入されている相間紙の高さよりも低くなるようコイルが整形される。そして、仕上整形工程にて、コイルエンドの高さが相間紙よりも低い状態でステータ軸方向に立ち上げられたコイルエンドの内外径を規制しながら、コイルエンドをステータ軸方向にプレスして最終形状に整形する。従って、仕上整形後にコイルが相間紙を乗り越えることを確実に防止することができる。これにより、仕上整形後に、手作業によるコイル整形の修正を行うことなく、相間絶縁を確保することができるため、ステータの生産効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るコイル整形装置及び方法によれば、コイルを整形する際に、コイルが相間紙を乗り越えることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のコイル整形装置及び方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、三相ステータのコイル整形に本発明を適用した場合を例示する。
【００１８】
まず、本実施の形態に係るコイル整形装置について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施の形態に係るコイル整形装置の概略構成を示す正面図である。図１に示すように、コイル整形装置１０には、ステータ２０を保持する保持部１１と、ステータ２０に備わるコイル２１を整形する整形部１２，１３とが備わっている。
【００１９】
保持部１１は、基台１５上に設けられた支柱１６に設けられ、水平方向に伸びる２つの保持部材１１ａ，１１ｂを備えている。保持部１１には、別に設けたコア搬送装置により、ステータ２０が搬送されてくるようになっている。そして、搬送されてきたステータ２０が保持部材１１ａ，１１ｂによってコイル整形装置１０にセットされるようになっている。
【００２０】
整形部１２，１３は、保持部１１にセットされたステータ２０のコイル２１の予備整形と仕上整形とを行うために、予備整形型３０と仕上整形型４０とを備えている。なお、図１は、予備整形を行う前の状態を示しているため、整形部１２，１３には予備整形型３０，３０が図示されている。整形部１２は、保持部１１に保持されたステータ２０のコイルエンド２１ａを整形するものであり、基台１５に対して支柱１６を介して支えられた上板１７に設けられている。この整形部１２は、上板１７に対して昇降可能とされている。一方、整形部１３は、保持部１１に保持されたステータ２０のコイルエンド２１ｂを整形するものであり、基台１５上に配置された下板１８に設けられている。この整形部１３は、下板１８に対して昇降可能とされている。
【００２１】
ここで、整形部１２，１３に備わる予備整形型３０について、図２〜図５を参照しながら説明する。図２は、予備整形型の概略構成を示す斜視図である。図３は、予備整形型の概略構成を示す断面である。図４は、予備整形型の動作を説明する図である。図５は、予備整形型による予備プレス後のコイルエンド形状を示す模式図である。図２及び図３に示すように、予備整形型３０には、本体部３１と、内側整形型３２と、外側整形型３３と、規制部材３４とが備わっている。そして、本体部３１が整形部１２，１３に固定されることにより、予備整形型３０が整形部１２，１３に取り付けられる。
【００２２】
内側整形型３２は、ステータ２０のコイルエンド２１ａ，２１ｂを内径側から予備プレスするものである。この内側整形型３２は、本体部３１の内側にステータ径方向（図３中左右方向）に移動可能に設けられている。外側整形型３３は、ステータ２０のコイルエンド２１ａ，２１ｂを外径側から予備プレスするものである。この外側整形型３３は、本体部３１の外側にステータ径方向（図３中左右方向）に移動可能に設けられている。つまり、内側整形型３２と外側整形型３３とは、互いに近接又は離間するように本体部３１に設けられている。そして、図４に示すように、内側整形型３２と外側整形型３３とが近接してコイルエンド２１ａ，２１ｂを両側から予備プレスすることにより、図５に示すように、コイルエンド２１ａ，２１ｂをステータ軸方向に立ち上げるようになっている。なお、本実施の形態では、予備整形型３０に内型整形型３２が６つ、外型整形型３３が４つ設けられている。
【００２３】
規制部材３４は、内側整形型３２と外側整形型３３とにより予備プレスされてステータ軸方向に立ち上げられたコイルエンド２１ａ，２１ｂの高さを規制する樹脂製部材である。規制部材３４は、ステータ２０のコイル２１の相間に挿入された相間紙５０（図５参照）の高さ（ステータコアからの高さ）より、コイルエンド２１ａ，２１ｂの高さが低くなるように本体部３１に設けられている。これにより、コイルエンド２１ａ，２１ｂが予備プレスされてステータ軸方向に立ち上げられた際に、コイルエンド２１ａ，２１ｂの高さが相間紙５０よりも高くなることが防止される。
【００２４】
また、規制部材３４は、内側整形型３２と外側整形型３３とによる予備プレスの際、コイルエンド２１ａ，２１ｂのステータ軸方向端面全域に当接するように本体部３１に設けられている。さらに、規制部材３４は、内側整形型３２及び外側整形型３３が移動する領域にも設けられている。これらのことにより、規制部材３４を本体部３１に設けたことによってコイルエンド２１ａ，２１ｂが当接する部分に空間が形成されることがない。このため、予備整形型３０による予備プレス時に、コイル２１あるいは被覆が挟み込まれたり等して損傷することを防止することができる。なお、本実施の形態では、外側整形型３３が移動する際に、規制部材３４の一部も外側整形型３３とともに移動するが、規制部材３４は樹脂製であるから、その際にコイル２１の被覆が損傷することはない。
【００２５】
続いて、整形部１２，１３に備わる仕上整形型４０について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、仕上整形前の仕上整形型の状態を示す図である。図７は、仕上整形後の仕上整形型の状態を示す図である。図６及び図７に示すように、仕上整形型４０には、内外径規制型４１と、軸方向整形型４２とが備わっている。そして、内外径規制型４１が整形部１２，１３に固定されることにより、仕上整形型４０が整形部１２，１３に取り付けられる。
【００２６】
内外径規制型４１は、軸方向整形型４２によるコイル２１に対するプレス時に、コイルエンド２１ａ，２１ｂの内外径の必要以上の変化を規制して、コイルエンド２１ａ，２１ｂの内外径を所定寸法にするためのものである。軸方向整形型４２は、図６に示すように内外径規制型４１内にセットされたコイルエンド２１ａ，２１ｂを、図７に示すように、ステータ軸方向（図中上下方向）へプレスして最終形状に整形するためのものである。
【００２７】
次に、上記したコイル整形装置１０によるコイル２１（コイルエンド２１ａ，２１ｂ）の整形方法について説明する。コイル整形装置１０によるコイル２１の整形は、予備整形型３０による予備整形工程が行われた後、仕上整形型４０による仕上整形工程が実施されて最終形状に整形される。
【００２８】
まず、予備整形工程では、不図示のコア搬送装置により、ステータ２０がコイル整形装置１０に搬送されてきて、図１に示すように、保持部材１１ａ，１１ｂによってコイル整形装置１０にセットされる。そして、コイル整形装置１０にセットされたステータ２０の上方及び下方に、整形部１２，１３に備わる予備整形型３０，３０が配置される。この状態から予備整形型３０，３０がステータ２０に向かって移動する。これにより、予備整形型３０，３０の中に、コイルエンド２１ａ，２１ｂが位置する。
【００２９】
そうすると、図４に示すように、各予備整形型３０に備わる内側整形型３２と外側整形型３３とがコイルエンド２１ａ，２１ｂに近接するように移動する。そして、内側整形型３２がコイルエンド２１ａ，２１ｂを内径側から予備プレスするとともに、外側整形型３３がコイルエンド２１ａ，２１ｂを外径側から予備プレスする。これにより、コイルエンド２１ａ，２１ｂが内外径両側から予備プレスされ、図５に示すように、コイルエンド２１ａ（２１ｂ）がステータ軸方向に立ち上げられる。
【００３０】
このとき、規制部材３４によって、コイルエンド２１ａ，２１ｂの高さは、コイル相間に挿入されている相間紙５０の高さよりも低くなるように規制される。このため、予備整形工程において、コイルエンド２１ａ，２１ｂをステータ軸方向に立ち上げた際、図５に示すように、コイルエンド２１ａ（２１ｂ）の高さが相間紙５０よりも高くなることがない。
【００３１】
その後、内側整形型３２と外側整形型３３とがコイルエンド２１ａ，２１ｂから離間するように移動して、図３に示す状態に戻る。そして、各予備整形型３０は、ステータ２０から離れるように上下動して、図１に示す状態に戻る。これで予備整形工程が終了し、次いで仕上整形工程が実施される。
【００３２】
そして、仕上整形工程では、コイル整形装置１０にセットされ、予備整形されたステータ２０の上方及び下方に、整形部１２，１３に備わる予備整形型４０，４０が配置される。そして、この状態から仕上整形型４０，４０がステータコア２０に向かって移動する。これにより、図６に示すように、仕上整形型４０，４０に備わる内外径規制型４１，４１の中に、コイルエンド２１ａ，２１ｂが位置する。
【００３３】
そうすると、仕上整形型４０，４０に備わる軸方向整形型４２，４２が移動して、内外径規制型４１，４１内にセットされたコイルエンド２１ａ，２１ｂを、図７に示すように、ステータ軸方向（図中上下方向）へプレスする。これにより、コイルエンド２１ａ，２１ｂは内外径が規制された状態でステータ軸方向にプレスされ、コイルエンド２１ａ，２１ｂが最終形状に整形される。
【００３４】
このように仕上整形工程では、予備整形工程にてコイルエンド高さが相間紙５０よりも低い状態でステータ軸方向に立ち上げられたコイルエンド２１ａ，２１ｂの内外径が規制されつつ、コイルエンド２１ａ，２１ｂがステータ軸方向にプレスされる。これにより、図８に示すように、仕上整形後のコイルエンド２１ａ（２１ｂ）においてコイル２１のいずれの相も他相へ乗り越えることがない。つまり、各相コイルが相間紙５０を乗り越えることが確実に防止されている。その結果、仕上整形工程後に、手作業によるコイル整形の修正を行わなくても、各相コイルの相間絶縁を確保することができるため、ステータの生産効率を向上させることができる。なお、図８は、仕上整形後のコイルエンド形状を示す図である。
【００３５】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るコイル整形装置１０によれば、コイルエンド２１ａ，２１ｂをステータ軸方向に立ち上げる予備整形型３０に、コイルエンド２１ａ，２１ｂの高さを規制する規制部材３４が設けられている。このため、予備整形工程でコイルエンド２１ａ，２１ｂが予備プレスされてステータ軸方向に立ち上げられた際に、コイルエンド２１ａ，２１ｂの高さが相間紙５０よりも高くなることが確実に防止される。そして、仕上整形工程では、各仕上整形型４０により、コイルエンドの高さが相間紙５０よりも低い状態でステータ軸方向に立ち上げられたコイルエンド２１ａ，２１ｂの内外径が規制されつつ、コイルエンド２１ａ，２１ｂがステータ軸方向にプレスされる。従って、コイル２１のいずれの相も相間紙５０を乗り越えることなく、コイルエンド２１ａ，２１ｂを最終形状に整形することができる。
【００３６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態に係るコイル整形装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】予備整形型の概略構成を示す斜視図である。
【図３】予備整形型の概略構成を示す断面である。
【図４】予備整形型の動作を説明する図である。
【図５】予備整形型による予備プレス後のコイルエンド形状を示す模式図である。
【図６】仕上整形前の仕上整形型の状態を示す図である。
【図７】仕上整形後の仕上整形型の状態を示す図である。
【図８】仕上整形後のコイルエンド形状を示す図である。
【図９】従来の予備プレス後のコイルエンド形状を示す模式図である。
【図１０】従来の仕上整形後のコイルエンド形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    コイル整形装置
１１    保持部
１２    整形部
１３    整形部
２０    ステータ
２１    コイル
２１ａ  コイルエンド
２１ｂ  コイルエンド
３０    予備整形型
３１    本体部
３２    内側整形型
３３    外側整形型
３４    規制部材
４０    仕上整形型
４１    内外径規制型
４２    軸方向整形型
５０    相間紙
【図１】
2009303337.tif 000003
【図２】
2009303337.tif 000004
【図３】
2009303337.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009303337.tif 000009
【図８】
2009303337.tif 000010
【図９】
2009303337.tif 000011
【図１０】
2009303337.tif 000012