CN113454893A - 线圈插入装置以及线圈插入方法 - Google Patents

Abstract

线圈插入装置(9)具备：一对交接夹具(32、32)，其分别形成有能够供线圈(12)的彼此平行的一对边部(13a、14a)插入的狭槽(32a、32b)；边部插入机构(61)，其将被插入至切槽(32a、32b)中的边部(13a、14a)从切槽(32a、32b)中压出，并插入至与切槽(32a、32b)对置的定子铁芯(11)的狭槽(11b)中，边部插入机构(61)具有：压出片(26)，其被插入至切槽(32a、32b)；压出片移动机构(62)，其使压出片(26)在切槽(32a、32b)的深度方向上移动。

Description

线圈插入装置以及线圈插入方法

技术领域

本发明涉及向旋转电机的定子铁芯中插入线圈的线圈插入装置以及线圈插入方法。

背景技术

目前，旋转电机的定子具备：圆筒状的定子铁芯，其具有呈辐射状地排列并在内径方向上突出的多个极齿(磁极)以及在这多个极齿之间开口的多个狭槽；线圈，其通过在该狭槽中收纳边部，从而被组装于定子铁芯。关于线圈的组装，已知有一种与定子铁芯分开地预先制作线圈、并将线圈的边部插入至定子铁芯的各狭槽中的方法。

在日本特开JP2007-166850A以及日本特开JP2011-229285A中，作为线圈插入方法，提出了一种方法，即，如图22所示，使用在外周形成有与定子铁芯2的狭槽2a对应的多个保持槽3a的圆柱状的夹具3，将预先被绕线的多个线圈4的一对边部4a、4b分别插入至保持槽3a，并将各线圈4沿着夹具3的圆周进行排列，在将夹具3插入至定子铁芯2的内周、并以保持槽3a与定子铁芯2的对应的狭槽3a匹配的方式进行了定位之后，将越是朝向顶端则越是宽度狭小的板状的推杆5从顶端插入至对应的保持槽3a，将被插入至保持槽3a的各线圈4的一对边部4a、4b向外径侧压出并插入至定子铁芯2的对应的狭槽2a的方法。

此处，与定子铁芯2分开地预先制作的线圈4能够通过将线材卷绕于卷芯上而获得，该线圈4为轨道状，并具有插通保持槽3a的彼此平行的一对边部4a、4b、和将一对边部4a、4b的两端部连结成圆弧状的线圈端部4c、4d。

被预先制作的线圈4为，以呈轨道状地在绕线上沿着其轴向堆叠新的轨道状的绕线的方式，实施在绕线上螺旋状且无间隙地卷绕线材的所谓排列卷绕，并在其层叠方向上变长的筒状的线圈。

发明内容

如图22所示，在上述方法中，将推杆5从顶端沿着保持槽3a的长边方向插入至保持槽3a，通过沿着保持槽3a的长边方向被插入的推杆5的倾斜的侧面，而将被插入至保持槽3a的各线圈4的一对边部4a、5a压出至保持槽3a的深度方向即外径侧。

由于推杆5的插入方向和一对边部4a、4b的移动方向正交，因此，伴随着推杆5的插入，与推杆5接触的一对边部4a、4b的一部分线材和推杆5一起在推杆5的插入方向上移动，线圈4的排列性可能被损害。当线材的排列性被损害时，难以准确地将一对边部4a、4b插入至定子铁芯2的狭槽2a。

本发明的目的在于，提供一种能够以不损害排列性的方式而将线圈插入至狭槽的线圈插入装置以及线圈插入方法。

根据本发明的某一方式，线圈插入装置具备：一对交接夹具，其分别形成有能够供线圈的彼此平行的一对边部插入的切槽；边部插入机构，其将被插入至所述切槽中的所述边部从所述切槽中压出，并插入至与所述切槽对置的定子铁芯的狭槽中，所述边部插入机构具有：压出片，其被插入至所述切槽；压出片移动机构，其使所述压出片在所述切槽的深度方向上移动。

根据本发明的另一方式，线圈插入方法具备：交接工序，其向分别被形成于一对交接夹具的切槽中分别插入线圈的一对边部；夹具插入工序，其使一对所述交接夹具进入定子铁芯内，并使所述切槽的开口部与所述定子铁芯中的狭槽的开口部对置；边部插入工序，其将被插入至所述切槽中的所述线圈的所述边部从所述切槽压出，并插入至所述定子铁芯的所述狭槽中，在所述交接工序中，向在深部处插入有所述压出片的所述切槽中分别插入一对所述边部，在所述边部插入工序中，通过使所述压出片从所述切槽的深部移动至开口部，从而从所述切槽中压出所述边部。

附图说明

图1为表示在本发明的实施方式所涉及的线圈插入装置中、线圈的边部从切槽被插入至狭槽的状态的剖视图。

图2为沿着使切槽的开口部与狭槽的开口部对置的图6的E-E线的剖视图。

图3为沿着在狭槽中插入有线圈的边部的图7的H-H线的剖视图。

图4为表示将压出片拉回至狭槽的纵深部的状态的剖视图。

图5为沿着表示一对交接夹具进入定子铁芯的状态的图9的D-D线的剖视图。

图6为表示使切槽的开口部与狭槽的开口部对置的状态的剖视图。

图7为表示在狭槽中插入有线圈的边部的状态的剖视图。

图8为表示本发明的实施方式所涉及的线圈插入装置的俯视图。

图9为表示将交接夹具和线圈一起插入至定子铁芯的状态的俯视图。

图10为沿着图8的A-A线的剖视图。

图11为沿着图8的B-B线的剖视图。

图12为图8的箭头C图。

图13为表示一对交接夹具和线圈的关系的立体图。

图14为表示线圈的边部被插入至交接夹具的切槽中的状态的立体图。

图15为表示使交接夹具旋转以及移动而使线圈变形的状态的立体图。

图16为沿着图11的G-G线的剖视图。

图17为从内侧观察到具有内线圈和外线圈的线圈的边部被插通至多个狭槽中的定子铁芯的图。

图18为具有内线圈和外线圈的线圈被插入至狭槽中的定子的局部放大俯视图。

图19为表示在定子铁芯中安装有多个线圈的定子的俯视图。

图20为表示接触片呈截面L字状的压出片移动机构的剖视图，其为对应于图4的图。

图21为表示接触片呈截面U字状的压出片移动机构的剖视图，其为对应于图4的图。

图22为表示将线圈的边部插入至定子铁芯的各狭槽中的现有方法的分解立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

在图8中，示出了本发明的实施方式所涉及的线圈插入装置9的俯视图。此处，设定彼此正交的X、Y、Z这三轴，并且以X轴在水平横向上延伸、Y轴在水平前后方向上延伸、Z轴在铅直方向上延伸的方式，对线圈插入装置9进行说明。

线圈插入装置9是在对作为旋转电机的发电机和马达中所使用的定子10进行制造时而被使用的，其在定子铁芯11中插入作为定子线圈的线圈12。如图18以及图19所示，定子10具备：圆筒状的定子铁芯11，其具有呈辐射状地排列并在内径方向上突出的多个极齿11a(磁极)、以及在这多个极齿11a之间开口的多个狭槽11b；线圈12，其被组装于极齿铁芯11。

本发明的实施方式所涉及的线圈插入装置9是在定子铁芯11上组装线圈12的装置，如图1～图8所示，具备对定子铁芯11进行支承的支承件15。支承件15以将呈圆筒状的定子铁芯11的中心轴设为水平(在图中，中心轴为X轴方向)的方式而进行支承，并以将该中心轴设为旋转中心的方式而将定子铁芯11支承成能够进行旋转。

如图1～图10所示，支承件15具备：水平基板16；多对辊子17，其以在定子铁芯11的周向和轴向上隔开预定间隔的方式而被分别设置于水平基板16，并供定子铁芯11载置；马达18(图1～图5)，其使多对中的任意一对辊子17旋转而使定子铁芯11旋转；固定件19(图1～图2)，其从轴向的两侧对定子铁芯11进行夹持，并禁止定子铁芯11的旋转。

如图1～图7所示，本实施方式的马达18被设置于水平基板16，并且其转轴18a通过皮带18b而与辊子17连结。当马达18驱动而使辊子17旋转时，定子铁芯11旋转。

如图1～图4所示，固定件19具备：抵接片19a，其被设置于水平基板16，并与定子铁芯11的轴向的一方的端面接触；致动器19b，其以面向定子铁芯11的轴向的另一方的端面的方式而被设置于水平基板16。通过使致动器19b的出没杆19c突出，并与抵接片19a一起使出没杆19c从轴向的两侧夹持定子铁芯11，从而禁止定子铁芯11的旋转。

如图8以及图9所示，线圈插入装置9具备使被支承于支承件15的定子铁芯11与支承件15一起在定子铁芯11的轴向上移动的作为铁芯移动单元的铁芯移动机构51。铁芯移动机构51具备：轨道52，其以在定子铁芯11的轴向(X轴方向)上延伸的方式而被设置于工作台9a，并将水平基板16搭载成能够在长边方向上移动；移动体53(图1～图7)，其被设置于水平基板16，并沿着轨道52而移动；滚珠丝杠54，其被平行地设置于轨道52；阴螺纹件55(图5～图7)，其被设置于水平基板16，并与滚珠丝杠54螺合；马达56，其使滚珠丝杠54旋转，并使水平基板16与定子铁芯11一起沿着轨道52移动。

铁芯移动机构51使定子铁芯11在使支承件15支承定子铁芯11的搭载位置(图8)、与后述的一对交接夹具32、32能够进入被支承于支承件15的定子铁芯11的进入位置(图9)之间移动。

如图1～图8所示，线圈插入装置9具备一对交接夹具32、32。如图13所示，一对交接夹具32、32上，分别设置有能够供线圈12的边部13a、14a插入的切槽32a、32b。本实施方式的线圈12具有彼此平行的一对边部13a、14a，其通过未图示的卷线机等卷绕线材8而被制作。

即，本实施方式中的线圈12形成一个绕线层，边部13a、14a分别插通定子铁芯11的相邻的两个狭槽11b(图17)。线圈12具有：跑道状的内线圈13，其在轴向上较长；外线圈14，其以从外侧隔着预定间隔t2的方式而包围内线圈13。

内线圈13具有：彼此平行的一对边部13a、13a；线圈端部13b，其呈圆弧状地连接边部13a、13a的两端。以隔着预定间隔t2的方式而被设置于内线圈13的外侧的外线圈14也具有：彼此平行的一对边部14a、14a；线圈端部14b，其呈圆弧状地连接边部14a、14a的两端。

此处，如图5所示，预定间隔t2与欲供内线圈13的边部13a和外线圈14的边部14a插入的定子铁芯11的相邻的狭槽11b的周向的间隔t1一致。

在一对交接夹具32、32上分别形成有切槽32a、32b、且如图13所示使用由内线圈13和外线圈14构成的线圈12的本实施方式中，在一对交接夹具32、32上分别形成有供内线圈13的边部13a、13a插入的内切槽32a和供外线圈14的边部14a、14a插入的外切槽32b这两方。被形成于一对交接夹具32、32的切槽32a、32b被形成为能够分别供线圈12的彼此平行的一对边部13a、14a插入的宽度。

内线圈13的两侧的线圈端部13b由内卷片24a支承，外线圈14的两侧的线圈端部14b由外卷片25a支承。作为交接夹具32，使用了方形的板材，所述板材具有能够进入内卷片24a与外卷片25a之间L1的长度L2，具有超过线圈13、14的各边部13a、14a之间的预定间隔t2的厚度T，且具有超过各线圈13、14的轴向的长度S1的宽度S2。

在内切槽32a与外切槽32b的间隔t3和内线圈13的边部13a与外线圈14的边部14a之间的预定间隔t2一致。内切槽32a和外切槽32b以在交接夹具32的宽度方向上延伸的方式被彼此平行地形成，深度F被形成为超过各线圈13、14的轴向的长度S1。

在一对交接夹具32、32的切槽32a、32b中分别插入压出片26。本实施方式中的压出片26为被插入至切槽32a、32b的截面呈方形的棒状物，其被设置成两端从交接夹具32、32的长边方向上的两侧突出。如图5所示，压出片26被形成为以下大小，即，在与切槽32a、32b的底部接触而位于切槽32a、32b的深部的情况下，线圈12的各边部13a、14a能够进入切槽32a、32b的剩余部的大小。

由于在本实施方式中，在单一的交接夹具32上彼此平行地形成有一对切槽32a、32b，因此，压出片26分别被插入至切槽32a、32b。线圈插入装置9具备被设置于一对交接夹具32、32的每一个、并将压出片26临时固定于切槽32a、32b的深部的临时固定机构27(图16)。

如图16所示，临时固定机构27为在一对交接夹具32、32上螺接有螺纹部主体27a的滚珠丝杠27。在一对交接夹具32、32的每一个上，形成有朝向位于深部的压出片26贯穿的阴螺纹孔32f。在阴螺纹孔32f中，螺接有滚珠丝杠27的螺纹部主体27a。在压出片26上，形成有供从螺纹部主体27a突出的顶端球体27b侵入的凹陷部或者圆孔26a。

当分别被插入至切槽32a、32b中的压出片26位于切槽32a、32b的深部时，作为临时固定机构的滚珠丝杠27的顶端球体27b进入压出片26的凹陷部或者圆孔26a，压出片26被维持于切槽32a、32b的深部。

另一方面，当以使位于深部的压出片26朝向切槽32a、32b的开口部移动、以克服使滚珠丝杠27的顶端球体27b从螺纹部主体27a突出的作用力的方式而进行施力时，顶端球体27b没入滚珠丝杠27的螺纹部主体27a中，并从压出片26的凹陷部或者圆孔26a脱离，从而允许压出片26的移动。

如图13所示，在从交接夹具32、32的两侧突出的压出片26的两侧设置有连结片28，该连结片28将分别被插入至一对切槽32a、32b中的压出片26连结。本实施方式中的连结片28为形成有能够供压出片26的端部进入的切入部28a的梯形的板材。在连结片28上，枢轴支承有能够与后述的接触片64抵接的凸轮从动件29。

如图8以及图9所示，线圈插入装置9具备使一对交接夹具32、32在交接位置与插入位置之间移动的作为夹具移动单元的夹具移动机构40。交接位置是指，如图8所示，在定子铁芯11的外部，使线圈12的一对边部13a、14a插入至一对交接夹具32、32的切槽32a、32b(图1～图4)的位置。插入位置是指，如图9所示，一对交接夹具32、32进入定子铁芯11，如图6以及图7所示，切槽32a、32b的开口部与被支承于支承件15的定子铁芯11的狭槽11b的开口部对置的位置。

如图11以及图12所示，本实施方式中的夹具移动机构40具备：旋转机构33，其使一对交接夹具32、32的一方或者双方以与切槽32a、32b的长边方向平行的转轴32c为中心进行旋转；离接机构34，其使一对交接夹具32、32彼此分离或者接近；三轴移动机构41，其使离接机构34以及旋转机构33在三轴方向上移动。

旋转机构33为一对电动马达33，在一对交接夹具32、32的彼此的外侧通过L型支架32d而分别设置有与切槽32a、32b的长边方向平行的转轴32c。转轴32c分别被同轴地设置于一对电动马达33、33的各自的转轴33a。一对电动马达33以与一对交接夹具32、32对应的方式而被设置，使一对交接夹具32、32这双方以与切槽32a、32b的长边方向平行的转轴32c为中心进行旋转。

离接机构34为作为旋转机构33的一对电动马达33、33彼此分离或者接近的一对致动器34、34。致动器34、34分别具备：滚珠丝杠34b，其由伺服马达34a转动驱动；从动件34c，其与滚珠丝杠34b螺合地平行移动。

一对致动器34、34以上述外壳34d在Y轴方向上连续的方式排列并被设置于可动台35。在一对致动器34、34的从动件34c上，以上述转轴33a在X轴方向上延伸并彼此平行的方式分别设置有电动马达33。一对致动器34、34通过一对电动马达33、33接触分离，从而使被设置于上述转轴33a的一对交接夹具32、32接触分离。

三轴移动机构41具备：X轴方向伸缩致动器42，其使可动台35在X轴方向上移动；Z轴方向伸缩致动器43，其使X轴方向伸缩致动器42在Z轴方向上移动；Y轴方向伸缩致动器44，其使Z轴方向伸缩致动器43在Y轴方向上移动。

Y轴方向伸缩致动器44具备：一对轨道44d，其以在Y轴方向上延伸的方式而被设置于工作台9a；可动台44c，其以能够移动的方式而被搭载于轨道44d；滚珠丝杠44b，其与可动台44c螺合，并沿着轨道44d而被设置；伺服马达44a，其使滚珠丝杠44b旋转。

Z轴方向伸缩致动器43具备：多个杆43d，其以能够上下移动的方式插通可动台44c，并在Z轴方向上延伸；升降台43c，其被搭载于杆43d的上端；阴螺纹板43e，其被安装于杆43d的下端；滚珠丝杠43b，其与阴螺纹板43e螺合，并沿着与杆43d平行的方向而被设置；伺服马达43a，其被设置于可动台33c，并使滚珠丝杠43b旋转。

符号9b为，以在Y轴方向上延伸的方式而被形成于工作台9a，且供杆43d贯穿而允许杆43d的Y轴方向的移动的长孔9b。

X轴方向伸缩致动器42为与离接机构中的致动器34相同的结构，以从动件42c能够在X轴方向上移动的方式，而使外壳42d被安装于Z轴方向伸缩致动器43的升降台43c。

线圈插入装置9具备被设置于一对交接夹具32、32的每一个、并防止被插入至切槽32a、32b中的边部13a、14a的从切槽32a、32b的脱离的作为防止单元的防止机构70。

如图11以及图16所示，本实施方式中的防止机构70具备：轴部件71，其以与转轴32c平行的方式而被设置于一对交接夹具32、32的外侧的面；多个钩部件72(在图中示出了一侧三块的情况)，其被设置于轴部件71；致动器73，其使轴部件71与多个钩部件72一起旋转。

致动器73为马达，其被安装于在作为旋转机构的电动马达33的转轴33a上所设置的安装板74。在设置有钩部件72的交接夹具32上，形成有对切槽32a、32b的入口侧进行横切这样的缺口32e。

如图16所示，本实施方式中的钩部件72为L字状的平板，其具有安装部72a和覆盖部72b。安装部72a被安装于轴部件71。覆盖部72b通过轴部件71的旋转而进入缺口32e中，如图5所示，对切槽32a、32b的开口部进行横切，从而防止被收纳于切口32a、32b中的边部13a、14a从切槽32a、32b脱出的情况。

夹具移动机构40中的旋转机构33以及离接机构34使在切槽32a、32b中以不能够脱离的方式收纳有边部13a、14a的一对交接夹具32、32旋转以及接触分离。如图15所示，一对交接夹具32、32通过夹具移动机构40的移动而运转至和切槽32a、32b的深度方向交叉的倾斜位置，从而使线圈12变形。

如图5所示，在线圈12的变形时，旋转机构33、33(图8)使交接夹具32中的切槽32a、32b的角度α1与欲供一对边部13a、14a插入的狭槽11b的角度α2对准，离接机构34(图8)使一对交接夹具32、32中的切槽32a、32b的开口部之间的间隔d1、d2与欲供一对边部13a、14a插入的狭槽11b间的间隔D1、D2对准。

此处，在使用由内线圈13和外线圈14构成的线圈12的本实施方式中，欲供一对边部13a、14a插入的狭槽11b的角度α2为欲供线圈12的边部13a、14a插入的定子铁芯11的相邻的两个狭槽11b(在图5中为狭槽11b1和狭槽11b2)的中间线的角度α2。

此外，夹具移动机构40的三轴移动机构41在使一对交接夹具32、32进一步移动而进入定子铁芯11中的插入位置，如图6所示，使切槽32a、32b的开口部与欲供一对部13a、14a插入的狭槽11b的开口部对置。

如图1～图4所示，线圈插入装置9具备将被插入至切槽32a、32b的线圈12中的边部13a、14a从切槽32a、32b压出、并插入至切槽32a、32b所对置的定子铁芯11的狭槽11b中的作为边部插入单元的边部插入机构61。

边部插入机构61具有：压出片26，其被预先插入至一对交接夹具32、32的切槽32a、32b中；作为压出片移动单元的压出片移动机构62，其使压出片26在切槽32a、32b的深度方向上移动。压出片移动机构62具有：接触片64，其与从交接夹具32、32的两侧突出的压出片26的端部直接或者间接地接触；接触片移动机构65，其被设置于位于进入位置的支承件15的上方，并使接触片64移动而使压出片26移动。

如图10所示，在工作台9a上，设置有从上方覆盖位于进入位置的支承件15这样的支柱部件63。支柱部件63具有：一对支柱63a、63a，其以隔着位于进入位置的支承件15的方式而被立设；上边板63b，其被架设于一对支柱63a、63a的上端。接触片移动机构65被设置于上边板63b。

如图1～图4所示，接触片移动机构65具有：一对升降致动器66、66，其在定子铁芯11的轴向上的支承件15的两侧，使接触片64在铅直方向上升降；离接致动器67，其使一对升降致动器66、66在定子铁芯11的轴向上接触分离。

离接致动器67为与使电动马达33移动的致动器34相同的结构，以与由伺服马达67a旋转的滚珠丝杠67b螺合的从动件67c能够在X轴方向上移动的方式，使外壳67d在X轴方向上延伸并连续地在上边板63b上安装有一对。在一对离接致动器67的从动件67c上分别安装有升降致动器66、66。

升降致动器66具有：一对杆66a，其上端被安装于从动件67c，并且该一对杆66a向下方延伸；升降板66b，其以能够升降的方式被嵌插于杆66a；滚珠丝杠66c，其与升降板66b螺合，并被设置成与杆66a平行；伺服马达66d，其使滚珠丝杠66c旋转。

接触片64被设置于在铅直方向上延伸且上端部被安装于升降板66b的铅直棒66e的下端，并以与铅直棒66e交叉的方式而在水平方向上延伸。接触片64为在水平方向上延伸的板材，其上缘或者下缘与压出片26的两端接触。在设置有连结片28的情况下，接触片64与被枢轴支承于连结片28的凸轮从动件29接触。

如图2所示，在接触片64的下缘与压出片26的两端接触的情况下，压出片26也伴随着接触片64向下方的移动而向下方移动。如图3所示，当压出片26到达切槽32a、32b的开口部时，线圈12的边部13a、14a从切槽32a、32b中被压出。

另一方面，如图4所示，在接触片64的上缘与压出片26的两端接触的情况下，压出片26也伴随着接触片64向上方的移动而向上方移动，压出片26返回至切槽32a、32b的深部。

这样，接触片64的下缘构成使压出片26从切槽32a、32b的深部移动至开口部的压出部位，接触片64的上缘构成使压出片26从切槽32a、32b的开口部移动至深部的拉回部位。

接着，对本实施方式所涉及的线圈插入方法进行说明。

本实施方式所涉及的线圈插入方法具备：交接工序，其向分别被形成于一对交接夹具32、32的切槽32a、32b中分别插入线圈12的一对边部13a、14a；夹具插入工序，其使一对交接夹具32、32进入定子铁芯11内，并使切槽32a、32b的开口部与定子铁芯11中的欲供一对边部13a、14a插入的狭槽11b的开口部对置；边部插入工序，其将被插入至切槽32a、32b中的线圈12的边部13a、14a从切槽32a、32b压出，并插入至定子铁芯11的对应的狭槽11b。

在交接工序中，向在深部中插入有压出片26的切槽32a、32b中分别插入一对边部13a、14a。在边部插入工序中，通过使压出片26从切槽32a、32b的深部移动至开口部，从而从切槽32a、32b中压出边部13a、14a。

本实施方式所涉及的线圈插入方法是使用线圈插入装置9而被实施的。线圈插入装置9的动作由未图示的控制器自动控制。

由于在交接工序中，使线圈12的边部13a、14a插入至交接夹具32、32的切槽32a、32b，因此，作为其前工序，实施了获得线圈12的线圈制作工序。

由于在边部插入工序中，将线圈12中的边部13a、14a从切槽32a、32b压出并插入至定子铁芯11的对应的狭槽11b，因此，作为其前工序，实施了使支承件15支承定子铁芯11的铁芯支承工序。

以下，对各工序进行详细说明。

＜铁芯支承工序＞

在铁芯支承工序中，使支承件15支承定子铁芯11。具体而言，通过铁芯移动机构51而将支承件15设为图8所示的搭载位置，并将定子铁芯11搭载于搭载位置的支承件15的多对辊子17。此外，通过固定件19而从轴向的两侧夹持定子铁芯11，并以禁止定子铁芯11的旋转的方式而进行支承。

＜线圈制作工序＞

在线圈制作工序中，如图13所示，将线材8卷绕，从而制作出具有彼此平行的一对边部13a、14a的线圈12。在本实施方式中，在图8以及图9中，在工作台9a上由点划线所示的部位7处设置有绕线机(未图示)。绕线机制作出由内线圈13和从外侧包围内线圈13的外线圈14构成的线圈12。

如图13所示，内线圈13被形成为轨道状，并具有由被挂绕于一对内卷片24a的线材8构成的线圈端部13b、和由被挂接于一对内卷片24a之间的线材8构成的边部13a。外线圈14被形成为轨道状，并具有由被挂绕于将内线圈13的线圈端部13b覆盖的一对外卷片25a的线材8构成的线圈端部14b、和由被挂接于一对外卷片25a之间的线材8构成的边部14a。

由于外卷片25a以从外侧覆盖内线圈13的线圈端部13b的方式而被构成，因此，被挂绕于外卷片25a的外线圈14成为从外侧包围内线圈13的大小。内线圈13和外线圈14的各自的边部13a、14a的间隔t2与供边部13a、14a之后插入的定子铁芯11的相邻的狭槽11b的周向的间隔t1(图5)一致。

＜交接工序＞

在交接工序中，向被形成于一对交接夹具32、33的每一个的切槽32a、32b中分别插入线圈12的一对边部13a、14a。以下，进行详细说明。

在使用线圈插入装置9的本实施方式中，如图13所示，将一对交接夹具32、33设为彼此平行，并使一对交接夹具32、32的彼此的间隔与线圈12的边部13a、14a之间的间隔一致。

然后，通过夹具移动机构40(图8)使一对交接夹具32、32移动，如图14所示，将一对边部13a、14a在彼此平行的状态下分别插入至一对交接夹具32、32的切槽32a、32b。

由于在本实施方式中，使用由内线圈13以及外线圈14构成的线圈12，因此，在交接工序中，使用了分别形成有供内线圈13的边部13a插入的内切槽32a、和供外线圈14的边部14a插入的外切槽32b这两方的一对交接夹具32、32。在内切槽32a和外切槽32b中，以彼此平行的状态分别插入内线圈13的边部13a和外线圈14的边部14a。

另外，由于对被收纳于切槽32a、32b中的边部13a、14a从切槽32a、32b的脱离进行防止的防止机构70被设置于一对交接夹具32、32，因此，在一对边部13a、14a彼此平行地分别被插入至一对交接夹具32、32的切槽32a、32b之后，通过防止机构70的致动器73(图11)使轴部件71和钩部件72一起旋转，并使图14所示的钩部件72的覆盖部72b进入缺口32e中。借此，覆盖部72b对切槽32a、32b的入口侧进行横切(图5)。

这样，通过覆盖部72b而防止被收纳于切槽32a、32b中的边部13a、14a从切槽32a、32b脱出的情况。在该状态下，夹具移动机构40的三轴移动机构41使一对交接夹具32、32与插入有边部13a、14a的线圈12一起移动，并使线圈12从内卷体24a以及外卷片25a脱离。

＜夹具插入工序＞

在夹具插入工序中，使一对交接夹具32、32进入定子铁芯11内，并使切槽32a、32b的开口部与定子铁芯11中的欲供一对边部13a、14a插入的狭槽11b的开口部对置。

此处，在交接工序中，一对交接夹具32、32彼此平行地被设置。但是，定子铁芯11的狭槽11b被形成为辐射状。因此，在夹具插入工序中，为了使切槽32a、32b的开口部与定子铁芯11的狭槽11b对置，实施夹具相对移动工序和夹具插入工序，其中，所述夹具相对移动工序使一对交接夹具32、32相对移动，并使切槽32a、32b与狭槽11b同样地交叉，所述夹具插入工序使一对交接夹具32、32进入定子铁芯11内，并使切槽32a、32b的开口部与狭槽11b的开口部对置。以下，进行详细说明。

＜夹具相对移动工序＞

在夹具相对移动工序中，如图15所示，使一对交接夹具32、32中的任意一方或双方以与切槽32a、32b的长边方向平行的转轴32c为中心如实线箭头所示进行旋转，一边使线圈12的线圈端部13b、14b变形，一边使切槽32a、32b的角度α1与欲供一对边部13a、14a插入的狭槽11b的角度α2(图5)对准。

另外，在夹具相对移动工序中，如图5所示，使一对交接夹具32、32的切槽32a、32b的开口部之间的间隔d1、d2与欲供一对边部13a、14a插入的狭槽11b的间隔D1、D2对准。

如图15所示，在切槽32a、32b的深度方向上设置有L型支架32d的本实施方式中，通过离接机构34(图8)使一对电动马达33的间隔接近，从而如图15的虚线箭头所示使一对交接夹具32、32彼此靠近，以线圈12的线圈端部13b、14b主要发生变形的方式而使线圈12变形。

这样，如图5所示，使切槽32a、32b的开口部之间的间隔d1、d2变更，从而与欲供被插入至切槽32a、32b的一对边部13a、14a插入的狭槽11b的间隔D1、D2一致。

＜夹具插入工序＞

在夹具插入工序中，使一对交接夹具32、32进入定子铁芯11内，如图6所示，使切槽32a、32b的开口部与狭槽11b的开口部对置。以下，进行详细说明。

在夹具插入工序中，通过铁芯移动机构51而将搭载有定子铁芯11的支承件15设于图9所示的插入位置，通过夹具移动机构40使一对交接夹具32、32移动，如图5所示，使一对交接夹具32、32进入被搭载于支承件15的定子铁芯11。

在一对交接夹具32、32进入定子铁芯11的插入位置，三轴移动机构41(图8)使一对交接夹具32、32进一步移动，如图6所示，使切槽32a、32b的开口部与欲供被插入至切槽32a、32b的一对边部13a、14a插入的狭槽11b的开口部对置。

然后，使防止机构70的致动器73驱动而使轴部件71旋转，从而使钩部件72的覆盖部72b从缺口32e脱离，以对切槽32a、32b的入口侧进行横切。。

＜边部插入工序＞

在边部插入工序中，将被插入至切槽32a、32b的线圈12的边部13a、14a从切槽32a、32b压出，并插入至定子铁芯11的对应的狭槽11b。以下，进行详细说明。

在使用线圈插入装置9的本实施方式中，边部插入工序由边部插入机构61实施。如图2以及图6所示，首先，在从交接夹具32、32的两侧突出的压出片26的端部设置有连结片28的本实施方式中，使接触片64从上方朝向被设置于连结片28的凸轮从动件29下降，并使接触片64的下缘与凸轮从动件29抵接。

然后，使接触片64进一步向下方移动，从而使交接夹具32、32的倾斜的切槽32a、32b中所插入的压出片26从切槽32a、32b的深部移动至开口部。由于在本实施方式中，接触片64与被设置于连结片28的凸轮从动件29接触，因此，凸轮从动件29一边滚动至接触片64的下缘，一边使压出片26移动。因此，即便交接夹具32、32倾斜，压出片26的移动也不被损害。

另外，压出片26通过作为临时固定机构的滚珠丝杠27而被临时固定于切槽32a、32b的深部。但是，通过接触片64下降而使临时固定被解除，接触片64所接触的压出片26朝向切槽32a、32b的开口部。此外，如图3以及图7所示，朝向开口部的压出片26将被插入至切槽32a、32b的线圈12的边部13a、14a从切槽32a、32b压出，并分别插入至相对应的狭槽11b。

此时，如图1所示，由于压出片移动机构62在交接夹具32的两侧分别具有使接触片64升降的升降致动器66，因此，优选为，使交接夹具32的两侧的接触片64以时间差向下方移动，并在相对于切槽32a、32b使压出片26倾斜的状态下，实施压出片26从切槽32a、32b的深部向开口部的移动。

当在相对于切槽32a、32b使压出片26倾斜的状态下实施压出片26从切槽32a、32b的深部向开口部的移动时，线圈12的边部13a、14a在长边方向上依次从切槽32a、32b移动至狭槽11b。因此，与边部13a、14a的长边方向的全部同时从切槽32a、32b移动至狭槽11b的缺口相比较，能够缓解移动阻力。

另外，通过使被预先插入至切槽32a、32b且位于深部的压出片26从切槽32a、32b的深部朝向开口部移动，从而从切槽32a、32b中压出线圈12的边部13a、14a，因此，压出片26和边部13a、14a的移动方向成为同一方向。因此，由于压出片26和边部13a、14a不会相互摩擦，因此，能够防止因与压出片26的摩擦而引起的线材8的损伤。

另外，由于压出片26和边部13a、14a的移动方向为同一方向，因此，压出片26所压出的构成边部13a、14a的线材8(图13)不会在长边方向上彼此偏移。因此，构成边部13a、14a的线材8的排列性不会被损害，能够以不损害排列性的方式而将线圈12的边部13a、14a插入至定子铁芯11的狭槽11b。

即，从切槽32a、32b被压出并被插入至相对应的狭槽11b中的边部13a、14a一边维持切槽32a、32b的被插入的线材8的状态一边移动，并就这样被插入至狭槽11b。因此，能够将由被排列绕线的线材8构成的边部13a、14a就这样插入至定子铁芯11的狭槽11b中。

在本实施方式中，使用了由内线圈13和外线圈14构成的线圈12，若它们被排列绕线，则就在该状态下交接线圈12，能够就这样将排列状态的边部13a、14a插入至定子铁芯11的狭槽11b中。因此，能够提高狭槽11b中的线材8的占有率，并能够实现使用了定子10的发电机和马达的高效率化和小型化等。

在将线圈12的边部13a、14a插入至定子铁芯11的狭槽11b之后，使压出片26返回至切槽32a、32b的深部为止，并在该深部处通过临时固定机构27(图16)而进行临时固定，以备于下一次的线圈12的插入。在使用线圈插入装置9的情况下，压出片26的返回由边部插入机构61实施。以下，对压出片26的返回进行详细说明。

如图4所示，在从交接夹具32、32的两侧突出的压出片26的端部设置有连结片28的本实施方式中，使接触片64的上缘从下方与被设置于连结片28的凸轮从动件29抵接。然后，进一步使接触片64上升，使由接触片64上压的压出片26返回至切槽32a、32b的深部为止，并通过作为临时固定机构的滚珠丝杠27而再次临时固定于切槽32a、32b的深部，以备下一次的线圈12的插入。

由于定子10是通过在单一的定子铁芯11中装入多个线圈12而被制造出的，因此，优选为，一边使定子铁芯11旋转而使与一对交接夹具32、32的切槽32a、32b的开口部对置的狭槽11b变更，一边反复进行上述各工序。

定子铁芯11的旋转是通过在由固定件19实施的定子铁芯11的夹持的状态下、利用马达18使支承件15的辊子17旋转而被实施的。

这样，由于在使与切槽32a、32b的开口部对置的狭槽11b变更之后，反复进行上述各工序，因此，如图19所示，能够在单一的定子铁芯11中装入多个线圈12。

在上述实施方式中，对具有钩部件72的防止机构70进行了说明。但是，只要能够防止被插入至切槽32a、32b中的边部13a、14a从切槽32a、32b的脱离，防止机构70就不被限于该结构。例如，若不产生边部13a、14a从切槽32a、32b的脱离，则也可以为以下结构，即，无需设置防止机构70，即便设置了防止机构，也不使用钩部件72的结构。

另外，在上述实施方式中，对接触片64为平板的情况进行了说明。但是，只要能够使直接或者间接地接触的压出片26移动，接触片64就未被限于平板。例如，可以为图20所示的截面L字状的接触片64，也可以为图21所示的截面U字状的接触片64。

若是图20所示的截面L字状的接触片64，则在压出片26的两端设置有连结片28的情况下，和水平面水平的水平部64a与被枢轴支承于连结片28的凸轮从动件29接触。在该情况下，水平面64a的下表面能够使压出片26下降，因此，该下表面构成使压出片26从切槽32a、32b的深部移动至开口部的压出部位，如点划线所示，水平部64a的上表面能够使压出片26上升，因此，该上表面构成使压出片26从切槽32a、32b的开口部移动至深部的拉回部位。

另外，若是图21所示的截面U字状的接触片64，则在压出片26的端部设置有连结片28的情况下，该接触片64的上下的水平板部64b、64c从上下夹住被枢轴支承于连结片28的凸轮从动件29。在该情况下，上方的水平板部64b构成使压出片26从切槽32a、32b的深部移动至开口部的压出部位，下方的水平板部64c构成使压出片26从切槽32a、32b的开口部移动至深部的拉回部位。

若使用图21所示的截面U字状的接触片64，并利用上下的水平板部64b、64c从上下夹住被枢轴支承于在压出片26的端部所设置的连结片28的凸轮从动件29，则仅通过使接触片64上下移动，就能够使压出片26从切槽32a、32b的深部移动至开口部，然后立即从开口部移动至深部。

根据以上的实施方式，起到了以下的效果。

另外，通过压出片26被预先插入至切槽32a、32b，并使压出片26从切槽32a、32b的深部移动至开口部，从而从切槽32a、32b中压出线圈12的边部13a、14a，因此，压出片26和边部13a、14a的移动方向成为同一方向。因此，由于防止了压出片26和边部13a、14a相互摩擦的情况，因此，能够防止因摩擦而引起的边部13a、14a的损伤。

另外，由于压出片26和边部13a、14a的移动方向为同一方向，因此，防止了由压出片26压出的构成边部13a、14a的线材8彼此在长边方向上偏移的情况。因此，防止了构成边部13a、14a的线材8的排列性被损害的情况，因此，能够以不损害排列性的方式而将线圈12的边部13a、14a插入至定子铁芯11的狭槽11b。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅仅示出了本发明的应用例的一部分，并不意味着将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体的结构。

本申请要求基于在2019年5月9日向日本专利局提出的日本特愿2019-88810的优先权，并通过参照的方式在本说明书中引入了该申请的全部内容。

Claims (9)

1.一种线圈插入装置，其中，具备：

一对交接夹具，其分别形成有能够供线圈的彼此平行的一对边部插入的切槽；

边部插入机构，其将被插入至所述切槽中的所述边部从所述切槽中压出，并插入至与所述切槽对置的定子铁芯的狭槽中，

所述边部插入机构具有：

压出片，其被插入至所述切槽；

压出片移动机构，其使所述压出片在所述切槽的深度方向上移动。

2.如权利要求1所述的线圈插入装置，其中，

还具备防止机构，所述防止机构被设置于一对所述交接夹具的每一个，并防止被插入至所述切槽中的所述边部从所述切槽的脱离。

3.如权利要求1所述的线圈插入装置，其中，

还具备临时固定机构，所述临时固定机构被设置于一对所述交接夹具的每一个，并将所述压出片临时固定于所述切槽的深部。

4.如权利要求1所述的线圈插入装置，其中，

所述压出片以从所述交接夹具的两侧突出的方式而被插入至所述切槽，

所述压出片移动机构具有：

接触片，其与从所述交接夹具的两侧突出的所述压出片的端部直接或者间接地接触；

接触片移动机构，其使所述接触片移动而使所述压出片移动。

5.如权利要求4所述的线圈插入装置，其中，

所述接触片移动机构构成为，使所述交接夹具的两侧的所述接触片以时间差移动。

6.如权利要求4所述的线圈插入装置，其中，

所述接触片具有使所述压出片从所述切槽的深部移动至开口部的压出部位、和使所述压出片从所述开口部移动至所述深部的拉回部位。

7.如权利要求4所述的线圈插入装置，其中，

所述切槽以隔着预定间隔的方式而在所述交接夹具上形成有多个，

在一对所述交接夹具的每一个上设置有连结片，所述连结片将被插入至多个所述切槽的每一个中的所述压出片连结，

所述连结片将从所述交接夹具突出的所述压出片的端部连结，

在所述连结片上，设置有与所述接触片接触的凸轮从动件。

8.一种线圈插入方法，其中，具备：

交接工序，其向分别被形成于一对交接夹具的切槽中分别插入线圈的一对边部；

夹具插入工序，其使一对所述交接夹具进入定子铁芯内，并使所述切槽的开口部与所述定子铁芯中的狭槽的开口部对置；

边部插入工序，其将被插入至所述切槽中的所述线圈的所述边部从所述切槽压出，并插入至所述定子铁芯的所述狭槽中，

在所述交接工序中，向在深部处插入有所述压出片的所述切槽中分别插入一对所述边部，

在所述边部插入工序中，通过使所述压出片从所述切槽的深部移动至开口部，从而从所述切槽中压出所述边部。

9.如权利要求8所述的线圈插入方法，其中，

所述压出片从所述切槽的所述深部向所述开口的移动是在相对于所述切槽使所述压出片倾斜的状态下被实施的。

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