JP-2026076612-A - ステータの製造装置及び製造方法

JP2026076612AJP 2026076612 AJP2026076612 AJP 2026076612AJP-2026076612-A

Abstract

【課題】接続すべき一対のリード端どうしの径方向の間隔や、リード端の列どうしの間隔が狭いステータにも適用できるステータの製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】接合すべき一対のリード端１１どうしの間に挿入されるくし歯１６をそれぞれ有し、軸方向に重ね合わされて配置され、それぞれ径方向に移動可能に支持された一対のくし形クランプくし形クランプ１２と、径方向に並び、周方向に所定間隔を置いて配置された前記リード端の列の間に挿入され、内径方向に向けて幅狭となるくさび形状をなし、内径方向に移動することにより、前記各リード端の両側に当接するサイドクランプ２０と、前記一対のくし形クランプをそれぞれ独立して径方向に移動させるくし形クランプ駆動装置と、前記サイドクランプを径方向に移動させるサイドクランプ駆動装置と、前記くし形クランプ及び前記サイドクランプを軸方向に移動させる軸方向移動装置とを備える。【選択図】図６

Inventors

永井福弥

Assignees

三工機器株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (5)

回転電機のステータコアに挿入され、ステータコアの径方向に配置されたセグメントコイルのリード端どうしを接合してコイルを形成するステータの製造装置において、径方向に配列されたリード端のうち、接合すべき一対のリード端どうしの間に挿入されるくし歯をそれぞれ有し、軸方向に重ね合わされて配置され、それぞれ径方向に移動可能に支持された一対のくし形クランプと、前記くし形クランプとは軸方向にずれて配置され、径方向に並び、周方向に所定間隔を置いて配置された前記リード端の列の間に挿入され、内径方向に向けて幅狭となるくさび形プレートを有し、内径方向に移動することにより、前記各リード端の両側に当接するサイドクランプと、前記一対のくし形クランプをそれぞれ独立して径方向に移動させるくし形クランプ駆動装置と、前記サイドクランプを径方向に移動させるサイドクランプ駆動装置と、前記くし形クランプ及び前記サイドクランプを軸方向に移動させる軸方向移動装置とを備えていることを特徴とするステータの製造装置。
前記くし形クランプ駆動装置は、軸方向においてステータコアの端面に近接した方のくし形クランプを内径方向に移動させ、軸方向においてステータコアの端面から離れた方のくし形クランプを外径方向に移動させて、径方向に配列されたリード端のうち、接合すべき一対のリード端どうしを圧接するように構成されており、前記サイドクランプは、前記くし形クランプよりも軸方向においてステータコアの端面から離れる方向に位置ずれして配置されている、請求項１記載のステータの製造装置。
前記サイドクランプの内径側の端部及び外径側の端部を、アースされている部品にそれぞれ圧接するアースクランプが設けられている、請求項１又は２記載のステータの製造装置。
径方向に並び、周方向に所定間隔で配置されたリード端の複数列のものに対して、前記くし形クランプ及び前記サイドクランプがそれぞれ設けられており、前記くし形クランプ駆動装置及び前記サイドクランプ駆動装置は、前記リード端の各列に対応する前記くし形クランプ及び前記サイドクランプを連動させて同時に移動させる構造をなしている、請求項１又は２記載のステータの製造装置。
回転電機のステータコアに挿入され、ステータコアの径方向に配置されたセグメントコイルのリード端どうしを接合してコイルを形成するステータの製造方法において、径方向に配列されたリード端のうち、接合すべき一対のリード端どうしの間に挿入されるくし歯をそれぞれ有し、軸方向に重ね合わされて配置され、それぞれ径方向に移動可能に支持された一対のくし形クランプと、前記くし形クランプとは軸方向にずれて配置され、径方向に並び、周方向に所定間隔を置いて配置された前記リード端の列の間に挿入され、内径方向に向けて幅狭となるくさび形プレートを有し、内径方向に移動することにより、前記各リード端の両側に当接するサイドクランプとを用い、前記くし形クランプ及び前記サイドクランプを前記ステータコアの軸方向から前記ステータコアの端面に近接させて、前記接合すべき一対のリード端どうしの間に前記くし歯を挿入すると共に、径方向に並ぶ前記リード端の列の間に前記サイドクランプを挿入する第1工程と、軸方向に重ね合わされて配置された前記一対のくし形クランプを、径方向にそれぞれ反対に移動させることにより、接合すべき一対のリード端どうしを径方向に近接させて押圧する第２工程と、前記サイドクランプを内径方向に移動させることにより、径方向に並ぶ前記リード端の両側をサイドクランプで挟みつける第３工程と、前記一対のくし形クランプで圧接された一対のリード端どうしを溶接により溶接する第４工程と、前記一対のくし形クランプを前記第２工程とは反対方向に径方向に移動させると共に、前記サイドクランプを外径方向に移動させて、クランプを解除する第５工程と、前記くし形クランプ及び前記サイドクランプを前記ステータコアの端面から離れるように軸方向に移動させて、前記リード端から抜き出す第６工程とを含むことを特徴とするステータの製造方法。

Description

本発明は、回転電機のステータコアに挿入され、ステータコアの径方向に配置されたセグメントコイルのリード端どうしを接合してコイルを形成するステータの製造装置及び製造方法に関する。従来、平角線をヘアピン形状に屈曲させ、その両側部をステータコアの所定の２つのスロットに挿入し、スロットから挿出するリード端を所定形状に成形して、接続すべき一対のリード端が径方向に隣接するように配置し、その状態で接続すべき一対のリード端どうしを治具で保持して溶接することにより、連続したコイルを形成することが行われている。例えば下記特許文献１には、径方向に伸びる棒部と、該棒部の一側面に所定間隔で突設された歯部とを有する一対の拘束部材からなる治具を用い、接続すべき一対のリード端のどうしの間にそれぞれの拘束部材の歯部を挿入し、一方の拘束部材を径方向のいずれかの方向に移動させ、他方の拘束部材を径方向の反対側に移動させて、歯部どうしで接続すべきリード端を挟みつけた状態で溶接することが記載されている。特開２０１５－３５９２２号公報本発明のステータの製造装置の一実施形態であって、支持フレームが上昇した状態を示す斜視図である。同製造装置において、支持フレームが下降した状態を示す斜視図である。図２において、セグメントコイルのリード端と、くし形クランプと、サイドクランプの状態を示す部分拡大斜視図である。同製造装置のくし形クランプ及びサイドクランプを示す分解斜視図である。同製造装置のくし形クランプ駆動装置を示す斜視図である。同製造装置において、くし形クランプで、セグメントコイルの接続すべき一対のリード端を挟持した状態を示す部分拡大斜視図である。同製造装置において、サイドクランプで、セグメントコイルのリード端の両側を保持した状態を示す部分拡大斜視図である。同製造装置において、アース線が接続された押えプレートでサイドクランプの径方向両端部を押えた状態を示す斜視図である。同製造装置において、溶接により、セグメントコイルの接続すべき一対のリード端を溶接した状態を示す部分拡大斜視図である。同製造装置において、溶接終了後、くし形クランプ及びサイドクランプのクランプを解除した状態を示す部分拡大斜視図である。同製造装置において、溶接終了後、くし形クランプ及びサイドクランプのクランプを上昇させて、セグメントコイルのリード端から抜き出した状態を示す部分拡大斜視図である。以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。図１に示すように、このステータの製造装置１０は、ステータコア１８の図示しない所定のスロットに両側部を挿入されて、一方の端面から突出するセグメントコイルの、径方向に並んで配列されたリード端１１を溶接してコイルを形成するものである。なお、図面では、ステータコア１８の外形だけが想像線で記載されており、スロットや、セグメントコイルの全体形状などは周知であるため、省略している。リード端１１は、径方向に並んで、周方向に所定間隔で列をなして配置されている。このステータの製造装置１０は、図示しない昇降装置で昇降動作する支持フレーム１７を有している。この支持フレーム１７上に、図４に示す、くし形クランプ１２、サイドクランプ２０が装着されている。まず、くし形クランプ１２について説明する。くし形クランプ１２は、ステータコア１８の軸方向にずれて重ね合わされて配置された第１くし形クランプ１２ａ、第２くし形クランプ１２ｂからなっている。ステータコア１８の軸方向において、第１くし形クランプ１２ａの方がステータコア１８の端面から離れる側に配置されている。第１くし形クランプ１２ａ、第２くし形クランプ１２ｂは、それぞれ基部１３と、基部１３の基端部に設けられたピン取付孔１４と、基部１３から径方向内方に伸びる径方向延出部１５と、径方向延出部１５の一側方から突出する複数のくし歯１６とを有している。この実施形態では、くし歯１６の間に一対のリード端１１を挿入する３つの切欠き部１９が形成されるようになっている。基部１３に対して、径方向延出部１５は、基部１３の先端部に形成された段部を介して、ステータコア１８の軸方向においてステータコア１８の端面から離れる方向にずれた位置から、ステータコア１８の内径方向に延出している。また、径方向延出部１５よりも基部１３の方が厚く形成されている。次に、サイドクランプ２０について説明する。サイドクランプ２０は、基部２１と、基部２１の先端からステータコア１８の内径方向に延出し、内径方向に向かうほど幅狭の形状をなす、くさび形プレート２２と、基部２１のくさび形プレート２２に近接した部分に設けられたピン取付孔２３とを有している。くさび形プレート２２よりも基部２１の方が厚く形成され、くさび形プレート２２に対して、基部２１は、ステータコア１８の端面に近接する方向に突出している。サイドクランプ２０、第１くし形クランプ１２ａ、第２くし形クランプ１２ｂをステータコア１８の軸方向に重ね合わせたとき、サイドクランプ２０の基部２１、第１くし形クランプ１２ａの基部１３、第２くし形クランプ１２ｂの基部１３が重なり、サイドクランプ２０のくさび形プレート２２、第１くし形クランプ１２ａの径方向延出部１５、第２くし形クランプ１２ｂの径方向延出部１５が重なるようになっている。図２に示すように、支持フレーム１７をステータコア１８の端面に近づく方向に下降させると、図３に示すように、第１リード端１１ａ、第２リード端１１ｂからなる一対のリード端１１が、くし歯１６の間に形成された切欠き部１９にそれぞれ挿入され、リード端１１の列の間にくさび形プレート２２が配置された状態となる。図５は、第１くし形クランプ１２ａ、第２くし形クランプ１２ｂをそれぞれ独自に動かす、くし形クランプ駆動装置３０を示している。くし形クランプ駆動装置３０は、第１くし形クランプ１２ａを動かす第１スライドプレート３１と、第２くし形クランプ１２ｂを動かす第２スライドプレート３２を有している。第１くし形クランプ１２ａには、ピン取付孔１４に装着されたピン３３が設けられている。第１スライドプレート３１は、内径側が扇状に広がり、外径側が幅狭となった平面形状をなしている。第１スライドプレート３１の扇状に広がった部分に、周方向に所定間隔で複数のピン係合孔３６が形成されている。それぞれのピン係合孔３６に、周方向に配列された複数の第１くし形クランプ１２ａのピン３３が挿入されている。また、第１スライドプレート３１の外径側の端部には駆動ピン係合孔３４が設けられており、これに、図示しない駆動機構の駆動ピン３５が挿入されている。図示しない駆動機構により駆動ピン３５がステータコア１８の外径側に移動すると、第１スライドプレート３１、ピン３３を介して、それぞれの第１くし形クランプ１２ａが外径側に引っ張られて移動し、駆動ピン３５がステータコア１８の内径側に移動すると、第１スライドプレート３１、ピン３３を介して、それぞれの第１くし形クランプ１２ａが内径側に押されて移動するようになっている。第２スライドプレート３２にも、上記と同様な構造で、複数の第２くし形クランプ１２ｂがピン３３を介して連結されており、上記と同様な駆動機構が設けられている。そして、図示しない駆動機構により第２スライドプレート３２が内径側に移動すると、それぞれの第２くし形クランプ１２ｂが内径側に押されて移動し、第２スライドプレート３２が外径側に移動すると、それぞれの第２くし形クランプ１２ｂが外径側に引っ張られて移動するようになっている。図６に示すように、第１リード端１１ａ、第２リード端１１ｂからなる一対のリード端１１が、第１くし形クランプ１２ａ、第２くし形クランプ１２ｂの切欠き部１９に挿入された状態で、第１くし形クランプ１２ａが外径方向Ａに移動し、第２くし形クランプ１２ｂが内径方向Ｂに移動すると、第２リード端１１ｂが第１くし形クランプ１２ａのくし歯１６によって外径側に押され、第１リード端１１ａが第２くし形クランプ１２ｂのくし歯１６によって内径側に押されるので、第１リード端１１ａ、第２リード端１１ｂの先端部どうしが圧接されて保持されることになる。また、図１０に示すように、第１くし形クランプ１２ａが内径方向Ｂに移動し、第２くし形クランプ１２ｂが外径方向Ａに移動すると、第１くし形クランプ１２ａのくし歯１６が第２リード端１１ｂから離れ、第２くし形クランプ１２ｂのくし歯１６が第１リード端１１ａから離れて、クランプが解除されるようになっている。図７には、サイドクランプ２０をステータコア１８の径方向に動かすためのサイドクランプ駆動装置４０が示されている。サイドクランプ２０のピン取付孔２３（図４参照）には、ピン４３が装着されている。周方向に所定間隔で並ぶサイドクランプ２０のピン４３の配列にオーバーラップするように円弧状カム板４１が設けられている。円弧状カム板４１には、それぞれのピン４３に対応して、径方向に対して斜めに伸びるスリット状のカム溝４２が設けられており、ピン４３は対応するカム溝４２に挿入されている。図１、２に示すように、円弧状カム板４１には、サイドクランプ駆動ブラケット７２が接続されており、サイドクランプ駆動ブラケット７２は、サイドクランプ駆動用エアシリンダのロッド７１に接続されていて、ロッド７１の押し引き動作によって、円弧状カム板４１は、ステータコア１８の軸心を中心とする円周方向に往復移動可能とされている。この実施形態では、円弧状カム板４１が図７の矢印Ｃ方向に移動すると、それぞれのサイドクランプ２０に装着されたピン４３がカム溝４２によって内径側に押されて、サイドクランプ２０が矢印Ｄで示す内径側に押出される。その結果、くさび形プレート２２が両側のリード端１１に圧接され、リード端１１は両側に配置されたくさび形プレート２２によって挟みこまれ、周方向の位置決めをされると共に、リード端１１とくさび形プレート２２とが電気的に導通した状態となる。また、円弧状カム板４１が図７の矢印Ｃとは反対方向に移動すると、それぞれのサイドクランプ２０に装着されたピン４３がカム溝４２によって外径側に押されて、サイドクランプ２０が矢印Ｄとは反対の外径側に移動する。その結果、くさび形プレート２２の両側がリード端１１から離れ、くさび形プレート２２とリード端１１とが接触しないクランプ解除状態となる。図１、図２に示すように、支持フレーム１７には、周方向に配列された複数のくさび形プレート２２の先端部をカバーするように、第１押えプレート５１が配置されており、くさび形プレート２２の先端部は、第１押えプレート５１の下方に挿入されている。第１押えプレート５１は、常時は、くさび形プレート２２から離れる程度に浮き上がった状態に維持されている。第１押えプレート５１には、第１アース線５２が固定ボルト５３によって連結されている。また、図示しない第１押えプレート５１を貫通する２本の昇降ガイド軸が設けられ、それぞれの昇降ガイド軸に支軸５５を介してレバー５４が回動可能にそれぞれ装着されている。レバー５４の端部には、図示しないエアシリンダの作動ロッドが連結されるエアシリンダ連結部５７が設けられている。レバー５４の支軸５５が挿入された部分の外周は、偏心カム部５６をなしており、図８に示すように、図示しないエアシリンダによってレバー５４が倒れるように回動すると、第１押えプレート５１が偏心カム部５６によって図示しない弾性部材に抗して下方に押されて、くさび形プレート２２の先端部を支持フレーム１７に向けて押し付けて、くさび形プレート２２と第１アース線５２とが確実に導通するようになっている。また、図２，図８に示すように、支持フレーム１７には、周方向に配列された複数のサイドクランプ２０の基部２１をカバーするように、円弧状の板からなる第２押え