JP2003319622A - 回転電機用固定子コイルの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転電機における固定子鉄心のスロットへコ
イルを挿入する際、コイル導体の充填率を高めることの
できる固定子コイルの製造法および製造装置を提供す
る。 【解決手段】 １つの固定子コイルを、巻枠によりコイ
ル導体をコイル軸方向に密着して整列させて１段また複
数段重ね巻した横整列コイルを１個または複数個連続し
て形成し、この整列巻コイルを把持装置により把持して
固定子鉄心内へ搬入し、そのコイルサイド辺を固定子鉄
心内周のスロット開口と対向させ、コイルエンド辺を鉄
心の内周側から外周方向へ押し下げてコイルサイド辺を
固定子鉄心のスロットへ挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転電機、特に
比較的小形の回転電機における固定子コイルの製造方法
および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】汎用誘導電動機のような比較的小形の回
転電機においては、効率向上のために図１７に示すよう
な固定子鉄心１００の内周に設けられたスロット１０１
内に挿入されるコイルのスロット内での充填率を高める
こと、および価格低減のために固定子コイルの固定子鉄
心への挿入の自動化による工数低減等が要求されてい
る。

【０００３】従来から、固定子コイルの製造および固定
子鉄心への挿入の機械化が行われているが、図１８に示
すように円筒状の固定子鉄心１００の一方の端面のスロ
ット開口部からコイル１０４をプッシャー１０３によっ
て軸方向に押しながら挿入するインサータを用いる挿入
方法では、予め巻線装置で形成されたコイル１０４をイ
ンサートブレード１０５に人手によりセットしたり、コ
イルが自動的にインサータにセットされる巻枠固定式の
フライヤー巻線装置とインサータとを連動させたりする
方法がある。

【０００４】しかし、前者は、コイルを人手により巻線
装置の巻枠からインサータに移載するため、コイルの整
列状態を維持できない上、作業工数もかかる不都合があ
る。また、後者は、巻線装置が巻枠を固定した方式であ
るため、複数本の並列巻きを行うとコイルが捩れるなど
の欠点がる。

【０００５】そこでこれらの解決方法として特開平2001
−218430号公報に示されるように、巻線を回転される巻
枠（回転式巻枠）で巻き取り、連続して複数の整列コイ
ルを形成し、これらのコイルをインサータツールに自動
移載する方法が提案されているが、この方法においても
インサータによってコイルを挿入する方法であるため、
コイルへ加わるストレスが大きくコイル導体の絶縁被覆
が損傷する危険が高くなる。コイル導体の絶縁被覆の損
傷を防止しようとするとスロットへのコイル導体の充填
率を抑える必要がある。さらに、コイルのコイルサイド
辺の延びる方向に挿入していくためコイルエンドの寸法
を短縮できない欠点もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のインサータによ
るコイルの自動挿入方法においては、何れも、コイルの
挿入時にコイル導体へ加わるストレスが大きくなるため
スロット内へ収めるコイルの充填率を低くせざるを得
ず、回転電機の効率を高める上で限界があった。また、
挿入を容易にするためにコイルの変形量を大きくとれる
ようにコイル長を大きくすると、固定子鉄心に挿入した
後で固定子鉄心の端部から突出するコイルエンド部の高
さが高くなり、これを低くするためにコイルエンドを成
形する工程が必要となるだけでなく、コイルに必要な電
線量が増加するため製造価格および電気的損失を増大さ
せるといった問題もある。

【０００７】この発明は、上記にかんがみて、回転電機
の効率を高くできるとともに、製造価格を低減すること
のできる回転電機の固定子コイルの製造法および製造装
置を提供することを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
め、この発明による方法は、電線を巻枠によりコイルの
軸線方向に密着して整列させて１段または複数段重ね巻
きした横整列コイルを形成する巻線工程と、この巻線工
程で形成された整列コイルを把持して固定子鉄心内へ搬
入し、その両側のコイルサイド辺をそれぞれ挿入すべき
固定子鉄心のスロット対の固定子鉄心内周開口端に対向
する位置に配置するコイル搬送工程と、この固定子鉄心
内に搬入された整列コイルの両端のコイルエンド辺を固
定子鉄心の内周側から外周方向へ押し下げ操作すること
により整列コイルのコイルサイド部をスロット内へ挿入
するコイル挿入工程とからなることを特徴とする。

【０００９】またこの方法において、１つの巻線工程に
おいて連続して同心状に複数の整列コイルを形成し、こ
れら複数の整列コイルを同時に把持して固定子鉄心内へ
搬入し、各コイルの両側のコイルサイド部をそれぞれ固
定子鉄心の異なるスロット対の固定子鉄心内周開口端に
対向させて、前記複数の整列コイルの両端のコイルエン
ド部を固定子鉄心の内周側から外周方向へ押し下げるこ
とにより複数の整列コイルのコイルサイド部をそれぞれ
スロット内へ挿入することができる。

【００１０】この発明による装置は、電線を巻枠により
コイルの軸線方向に密着させながら整列させて所要回数
巻取り、コイルの直径方向に１段または複数段重ね巻き
された整列コイルを形成する巻線装置、この巻線装置で
形成された整列コイルを把持して、巻枠から固定子鉄心
内へ搬送するハンドリング装置、およびこのハンドリン
グ装置により固定子鉄心内で両側のコイルサイド辺がス
ロット対の固定子鉄心内周開口端と対向する位置に配置
された整列コイルの両端のコイルエンド辺を固定子鉄心
の内周側から外周方向へ押し下げて固定子鉄心のスロッ
ト対内へ挿入するコイル挿入装置とからなることを特徴
とする。

【００１１】さらにこの装置において、請求項４ないし
９に記載するように構成するのがよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明を図に示す実施例につい
て説明する。

【００１３】図１は、この発明の実施例によるコイル製
造装置の全体を示す正面図、図２は同平面図である。こ
れらの図において、１は共通のベースであり、このベー
ス１上には、電線を互いに密着させながら整列して巻き
取ることによってコイル導体がコイルの軸線方向に整列
された整列コイルを形成する巻線装置２、この巻線装置
２で形成された整列コイルを固定子鉄心内へ搬送するハ
ンドリング装置３と、このハンドリング装置３で固定子
鉄心内へ搬送された整列コイルを固定子鉄心のスロット
内へ挿入するコイル挿入装置４が横一列に並べて配置さ
れている。

【００１４】巻線装置２は、巻枠駆動機構２１、この巻
枠駆動機構２１により回転駆動されてコイル導体となる
絶縁被覆の施された電線Ｋを巻き取る巻枠２２、この巻
枠２２の回転に同期して位置を変えながら電線Ｋを巻枠
２２に軸方向に密着して巻き取られるように供給する電
線供給機構２３、電線供給機構２３から供給される電線
の巻き始め端となる先端を、巻始める前に巻枠２２に固
定保持するコイル端保持機構２４、前記巻枠２２を構成
する複数の巻枠片を軸方向に出し入れするために、この
巻枠に接離可能に構成された巻枠出し入れ駆動機構２５
（ａ，ｂ）、および前記巻枠２２に巻回形成された所定
巻数のコイルＣを巻枠２２からハンドリング装置３へ移
載するためのコイル移載機構２６（ａ，ｂ）から構成さ
れる。

【００１５】巻線装置２の巻枠２２は、図３に示すよう
に長方形の長手の２辺の中間が部分的に切り欠かれ、ほ
ぼＨ形をした巻枠台２２０の４隅に可動的に配置された
４個の巻枠片２２１（４個の巻枠片を個別に示す必要が
ある場合は、例えば２２１ａのようにａ〜ｄの符号を添
えて示す）を備えており、その中の１つの巻枠片２２１
ａには、図４に示すように電線を巻き始める前にその先
端を保持して巻枠に保持するためのコイル端保持機構２
４が設けられている。

【００１６】コイル保持機構２４は、２つの相対的に可
動する保持片２４１、２４２を備え、両保持片を閉じる
ことによって電線端を挟んで保持し、開くことによって
電線の保持を解放するようになっている。

【００１７】４個の巻枠片２２１ａ〜２２１ｄは、前後
左右に対称形に形成され、各巻枠片２２１は、それぞれ
図４に示すように、複数の円筒状の巻枠セグメントが同
心状に配置されている。本実施例においては、大きさが
大中小３種類のコイルを連続的に形成するために、大中
小の３個の巻枠セグメント２２２、２２３および２２４
とこれらのセグメントを支える円筒状の支持リング２２
５とで構成されている。

【００１８】大巻枠セグメント２２４および中巻枠セグ
メント２２３は、円筒状の基端部と、円筒の３／４が切
り落として１／４円弧片に形成された先端部２２４Ｔ、
２２３Ｔとを有し、先端部の円弧片の外周で巻回される
電線を支持するようにしている。小巻枠セグメント２２
２は、全体が円筒状または円柱状をなしているが、他の
セグメントと同様に先端部を部分的に切り落として円弧
片状とすることもできる。図４は、巻枠片２２１ａを例
示したものであるため、コイル端保持機構２４が設けら
れているが、これは１個あればよいので、これ以外の巻
枠片２２１ｂ〜２２１ｄにはコイル端保持機構２４は設
けなくてもよい。

【００１９】大巻枠セグメント２２４は、その円筒状基
端部が円筒状の支持リング２２５内に挿入され軸方向に
摺動自在に支持され、そして、中巻枠セグメント２２３
は、その円筒状の基端部が大巻枠セグメント２２４の円
筒状の基端部内に挿入され軸方向に摺動自在に支持され
る。さらに小巻枠セグメント２２２は、その基端部が中
巻枠セグメント２２３の円筒状の基端部内に挿入され同
様に軸方向に摺動自在に支持されている。

【００２０】このように互いに同心的に軸方向に摺動可
能に配置された大中小の巻枠セグメントの電線を支持す
る先端部相互間には、各セグメントが内側のセグメント
に巻回された電線に接触しないようにするため、形成さ
れる整列コイルのコイルサイド部の直径方向の厚さより
大きな空隙Ｓが設けられる。

【００２１】さらに、４個の巻枠片２２１のそれぞれを
構成する大中小の３個の巻枠セグメントは、対となる巻
線枠２２１ａと２２１ｂおよび２２１ｃと２２１ｄとの
間で、図１および図５に示すように支持リング２２５の
取り付けられた巻枠台２２０の裏側で連結機構２２６ａ
および２２６ｂによって、大巻枠セグメントは大巻枠セ
グメント同士、中巻枠セグメントは中巻枠セグメント同
士というように同じ大きさの巻枠セグメント同士が連結
される。

【００２２】この巻枠片２２１の連結機構２２６ａ，２
２６ｂと巻枠出し入れ駆動機構２５の個別のエアーシリ
ンダ等からなる駆動ユニット２５２〜２５４とは、図５
および図６に示すとおり、巻枠台２２０の下部に垂直に
間隔をおいて対向配置されている。連結機構２２６ｂ
（２２６ａ）の側方に対向して各巻枠セグメント２２２
〜２２４を電線の巻取り位置に係止するための係止片２
２７−２〜２２７−４を備えた位置決め係止機構２２７
（ａ、ｂ）が設けられている。

【００２３】連結機構２２６の各連結板２２６−２〜２
２６−４の下端には、それぞれ対向する面に巻枠出し入
れ駆動機構２５の駆動ユニットの出没する係合ピンｐを
受け入れる係合孔ｑおよび位置決め係止機構２２７の係
止片から出没する係止ピンｒを受け入れる係合孔ｓを備
えた係合片２２６−２１〜２２６−４１が結合されてい
る。

【００２４】巻枠片２２１の各セグメントを電線の巻き
取り位置へ押し出す場合は、例えば、巻枠出し入れ機構
２５の駆動ユニット２５２の駆動棒２５２−１を先端の
係止片２５２−２が、最内周の小巻枠セグメント２２２
の連結板２２６−２の係合片２２６−２１と対向する位
置まで上昇させて、その位置で、係合片２５２−２に内
蔵された出没係合ピンｐを突出させて係合片２２６−２
１に設けたけ係合孔ｑ内へ挿入し、小巻枠セグメント２
２２と駆動ユニット２５２とを結合する（図７参照）。
この状態で、駆動ユニット２５２の駆動棒２５２−１を
上昇させると、それに応じて、小巻枠セグメント２２２
が中巻枠セグメント２２３に案内されて上昇し、係合片
２２６−２１が位置決め係止機構２２７の係止片２２７
−２に当る位置で出没係止ピンｒが係合片２２６−２１
の係合孔ｓ内へ嵌まり込んで小巻枠セグメント２２２を
この位置に係止する。この位置で、電線の巻取りを行う
ため、巻枠出し入れ機構２５の駆動ユニット２５２の係
合片２５２−２の出没ピンｐを埋没させることにより、
係合片２２６−２１の係合孔ｑから引き出して駆動ユニ
ットと巻枠セグメントとの結合を解いて、駆動棒２５２
−１を下降させて元に戻す（図６参照）。

【００２５】上昇した小巻枠セグメント２２２を下降さ
せる場合は、駆動ユニット２５２の駆動棒２５２−１
を、再度、連結板２２６の係合片２２６−２１の位置ま
で上昇させ、この係合片２２６−２１の係合孔ｑに駆動
ユニットの係合片２５２−２の係合ピンｐを係合して駆
動棒２５２−１を下降させる。他の巻枠セグメントも同
様に対応する巻枠出し入れ機構２５の他の駆動ユニット
２５３および２５４と結合して出し入れを行うことがで
きる。

【００２６】図１０（ａ）に示すように、４個の巻枠片
２２１の小巻枠セグメント２２２だけを押し出し、図１
１に示すように、これらの小巻枠セグメント２２２に電
線を掛けて巻き取ることにより小形コイルを形成し、こ
れが終了したところで、図１０（ｂ）に示すように、さ
らに小巻枠セグメント２２２の外周に中巻枠セグメント
２２３を押し出し、今度はこれらの中巻枠セグメント２
２３の外周に電線Ｋを掛けて巻き取ることにより中形コ
イルを形成することができる。この後,図１０（ｃ）に
示すように、さらに中巻枠セグメント２２３の外周に大
巻枠セグメント２２４を押し出し、これらの大巻枠セグ
メントにより同様にして電線を巻き取ることにより大形
コイルを形成することができる。

【００２７】コイル移載機構２６は、それぞれ先端に図
８に示すように巻枠２２に巻回されたコイルＣのコイル
サイド辺を収容し支持する３個の溝Ｗ２を有する支持ヘ
ッド２６１とこれを昇降するためのエアーシリンダ等か
らなる図示しない昇降機構２６２とにより構成され、こ
れを４組（各組にａ〜ｄの符号を付す）備え、巻枠台２
２０の下方に配置されている。支持ヘッド２６１の溝Ｗ
２は、深さが支持するコイルＣの巻幅（コイルの軸方向
の高さ）より深く、幅がコイルの整列されたコイル導体
の整列性を損なわないような寸法であればよく、重ね巻
しない場合は、電線径の１．２倍から１．３倍程度あれ
ばコイルの溝Ｗ２内への挿入は円滑に行える。

【００２８】このコイル移載機構２６は、巻枠２２に巻
回されたコイルを、巻枠２２から外して後述のハンドリ
ング装置３へ移載する際に、昇降機構２６２により、先
端の支持ヘッド２６１が、その各溝Ｗ２に巻枠２２に巻
回された各コイルのコイルサイド辺が挿入され、溝Ｗ２
の底部に当たるまで上昇され、支持ヘッド２６１ａ〜２
６１ｄによりコイルＣをそのコイルサイドの両端部の巻
枠片２２１ａ〜２２１ｄ付近で下方からハンドリング装
置３へ移載されるまで支持する。移載が終了すると支持
ヘッドは昇降機構２６２により下降され、元の位置へ戻
される。

【００２９】巻線装置２で形成された整列コイルを把持
して鉄心保持装置４１まで搬送するために、巻線装置２
とコイル挿入装置４との間に設けられたハンドリング装
置３は、コイルを把持する把持機構３１と、この把持機
構３１を支持し、上下方向に直線駆動する上下方向駆動
機構３２、この上下方向駆動機構３２を支持する支持軸
３３を水平方向に旋回駆動に支持する旋回駆動機構３４
およびこの旋回駆動機構３４を支持して、ベース１上に
その長手方向（図１において左右方向）に延設したスラ
イドレール３５上で水平方向に直線駆動する水平方向駆
動機構３６とを備えている。

【００３０】把持機構３１は、図９に示すように下端に
固定子鉄心の内周と同じ曲率の円弧面３１１を有する直
方体状の支持部３１０を備えている。この支持部３１０
は、両側にそれぞれコイルのコイルサイド辺を収容し保
持する溝Ｗ３を有する１対のコイル保持片３１２および
３１３を水平に移動可能に支持する。把持機構３１は、
支持部３１０に結合された支持アーム３１４を介して上
下方向駆動機構３２に取り付けられ、この上下方向駆動
機構３２によって上下方向に昇降される。

【００３１】コイル保持片３１２,３１３の下端も、支
持部３１０の下端の円弧面に連なって固定子鉄心の内周
と同じ曲率の円弧面３１５,３１６とされる。さらにこ
のコイル保持片のコイル収容溝Ｗ３は、それぞれ収容す
るコイルの軸方向の高さおよび直径方向の厚さより大き
い深さおよび幅を有する。また、各コイル保持片の３個
の溝Ｗ３の間隔は、固定子鉄心に設けたコイルを収容す
るスロットの間隔と等しく選ばれており、そして１対の
保持片３１２と保持片３１３の同じコイルを収容する溝
相互の間隔は、詳細は後述するが、図１２に示すように
コイル保持片３１２，３１３を支持部３１０の両側に接
触するまで閉じた状態で、それぞれ１つのコイルが挿入
される固定子鉄心におけるスロット対の間隔と等しく選
ばれている。

【００３２】把持機構３１により巻枠２２に形成された
コイルを把持し、この巻枠から外したところで、把持機
構３１を、旋回駆動機構３４により１８０度旋回し、さ
らに水平移動機構３６によりスライドレール３５上を水
平に図１において右側のコイル挿入装置４側へ移動する
ことにより、把持機構３１により把持したコイルをコイ
ル挿入装置４に保持されている固定子鉄心の中へ搬入す
ることができる。コイルを固定子鉄心１００へ挿入する
ためには、さらに上下方向駆動装置３２により把持機構
３１の下端面が固定子鉄心１００の内周面に当接する位
置まで下降させる（図１３参照）。

【００３３】コイル挿入装置４は、図１に示すように、
固定子鉄心を内周に固定保持するための保持リング４１
と、この保持リング４１を回転させて任意の回転位置に
調整する回転駆動機構４２とハンドリング装置３の把持
機構３１で把持されたコイルのコイルエンド辺を押し下
げてコイルを固定子鉄心のスロット内に挿入する挿入機
構４３ａおよび４３ｂとで構成されている。

【００３４】回転駆動機構４２は、図１４に示すように
鉄心保持リング４１を支持する２つの所定の間隔をおい
て設けられた回転ローラ４２１および４２２と一方のロ
ーラ４２１に伝動機構を介して結合された電動機等から
なる回転駆動装置４２３とを有する。これらのローラ４
２１、４２２上に鉄心保持リング４１が載置され、ロー
ラ４２１を回転駆動装置４２３により回転駆動すること
によりこの保持リング４１を回転させることができる。
保持リング４１とこの中に挿入された固定子鉄心１００
とは４個の保持駒４１１により固定され、固定子鉄心１
００が保持リング４１とともに回転されその回転方向の
位置が調整される。

【００３５】鉄心保持リング４１の前後に設けられた、
固定子鉄心内に搬入されたコイルを鉄心スロットに挿入
するための２台の挿入機構４３ａ、４３ｂは、それぞれ
１対の挿入片４３１を備え、この挿入片対４３１は前後
の方向（図１において左右方向）に出し入れ可能に、ガ
イド棒４３３を介して支持フレーム４３４に上下方向に
移動可能に支持された支持台４３２に取り付けられてい
る。支持フレーム４３４は案内レール４３５に案内され
てベース１の長手方向に直角方向に移動する可動台４３
６上に立設されている。このため、挿入機構４３の挿入
片対４３１は、前後、左右および上下方向に移動するこ
とにより、ハンドリング装置３により固定子鉄心１００
内に運ばれ、所定の位置に置かれたコイルの固定子鉄心
の両側端から外側に突出したコイルエンド辺と接触し、
これを押し下げることによりコイルのスロットへの挿入
を行うことができる。

【００３６】挿入機構４３ａ、４３ｂは、ハンドリング
装置３および保持リング４１に出し入れされる固定子鉄
心１００との相互干渉を避けるために、ハンドリング装
置３および固定子鉄心１００をコイル挿入装置４内に出
し入れする際には、案内レール４３５、４３５の図２に
おける下端側に移動されて、固定子鉄心保持リング４１
のこれと向き合う面の外側の位置で待機するようにして
いる。

【００３７】この発明によるコイル製造装置は上記のよ
うに構成されており、次にこの製造装置による固定子コ
イルの製造方法を工程順に説明する。

【００３８】 巻線工程 巻線装置２により巻線を行うときは、まず、巻枠出し入
れ機構２５を作動させて、巻枠２２の４個の巻枠片２２
１の小形コイル用小巻枠セグメント２２２をすべて図１
０（ａ）に示すように押し出す。そして巻枠片２２１ａ
に設けられたコイル端保持機構２４により電線供給機構
２３から供給される電線Ｋの先端を保持した上で、巻枠
駆動機構２１により巻枠２２を時計方向に回転駆動す
る。これにより巻枠２２が回転し、電線Ｋが４個の小巻
枠セグメント２２２を渡りながらその外周に巻き取られ
小形コイルＣｓが形成され、所定の巻数に達したところ
で、巻枠駆動機構２１を一旦停止する。この際、電線供
給機構２３は、供給する電線が互いに隣接する電線と密
接しながら巻き取られるように巻枠２２の回転に同期し
て電線供給位置をコイルの軸方向に順次ずらしながら電
線Ｋを供給する。このため、巻枠上にはコイル導体がコ
イルの軸方向に密接して整列されたコイル、いわゆる横
整列コイルが形成される。ちなみに、コイル導体がコイ
ルの直径方向に重ねて整列させたコイルは縦整列コイル
と呼び、横整列コイルと区別される。

【００３９】次いで、巻枠出し入れ機構２５により今度
は、図１０（ｂ）に示すように各巻枠片の中巻枠セグメ
ント２２３を押し出して、再び巻枠駆動機構２１により
巻枠２２を回転駆動することにより、電線Ｋが４個の中
巻枠セグメント２２３の外周に渡って巻き取られ、小形
コイルＣｓに連続した中形コイルＣｍが形成される。

【００４０】中巻枠セグメント２２３を押し出すとき、
その内側の小巻枠セグメント２２２にはすでに電線Ｋが
巻き取られているが、小巻枠セグメント２２２と中巻枠
セグメント２２３との間には空隙Ｓが設けられているた
め、この巻き取られた電線に接触することがないので、
小形コイルＣｓのコイル導体の絶縁が損傷されることは
ない。

【００４１】所定巻数巻き取って中形コイルＣｍを巻き
上げたところで、巻枠駆動機構２１を停止して、前回と
同様にして、今度は図１０（ｃ）に示すように４個の巻
枠片２２１の大巻枠セグメント２２４をすべて押し出し
て、巻枠２２を巻枠駆動機構２１により回転駆動する。
これにより電線Ｋが４個の大巻枠セグメント２２４の外
周を渡りながらこれに巻き取られ、大形コイルＣｌが形
成される。所定の巻数の大形コイルＣｌが巻き上がった
ところで、巻枠駆動機構２１が停止される。

【００４２】前記のようにして巻枠２２には、図１６に
示すように連続して３個の大,中,小のコイルＣｌ，Ｃ
ｍ，Ｃｓが形成される。これらは同心的に構成されてい
るが、図１６おいては、見やすいように展開して示して
いる。図１６において各コイルの左右の両辺が、固定子
鉄心のスロットに挿入されるコイルサイド辺となり、上
下両端が固定子鉄心の両側端から突出されるコイルエン
ド辺となる。

【００４３】 搬送工程 連続した電線により大中小３種のコイルの全部が巻き上
がたところで、搬送工程へ移る。

【００４４】巻枠２２により巻き上げられた整列コイル
を巻枠２２からコイル挿入装置４へ移すためにハンドリ
ング装置３の上下方向駆動機構３２、旋回駆動機構３４
および水平方向駆動機構３６を作動させて、把持機構３
１を巻枠２２上のコイルＣの真上の位置へ移動させ、そ
して把持機構のコイル保持片３１２および３１３の間隔
を、図９に示すように、巻枠２２の巻き取り時のコイル
Ｃのコイルサイド辺（矩形状整列コイルの固定子鉄心ス
ロットに収容される辺）の間隔Ｐｓ（図２参照）に対応
した間隔に広げる。

【００４５】この位置から、上下方向駆動機構３２によ
り把持機構３１を下降させると、把持機構３１の両コイ
ル保持片３１２、３１３のそれぞれの３個のコイル保持
溝Ｗ３の中に巻枠２２に形成された３個のコイルＣｓ，
Ｃｍ，Ｃｌの両コイルサイド辺がそれぞれ挿入される。
コイルサイド辺がコイル保持溝Ｗ３の底部に当たったと
ころで把持機構３１の降下を停止する。

【００４６】つぎに、整列コイルを巻枠２２から完全に
把持機構へ３１に移すために、コイル移載機構２６の４
個の支持ヘッド２６１ａ〜２６１ｄを巻枠２２に形成さ
れたコイルの下方から上昇させ、各ヘッドの３個のコイ
ル収容溝Ｗ２にそれぞれ対応するコイルのコイルサイド
辺を収容し下方から少し押し上げ気味に支持する。ここ
で、電線供給機構２３の図示しない電線切断装置で電線
Ｋをその位置で切断する。

【００４７】そして、巻枠出し入れ機構２５ａおよび２
５ｂの駆動ユニット２５２〜２５４を作動して係合片２
５２−２〜２５４−２を巻枠片の連結板２２６−２から
２２６−４に当たるまで上昇させて、その係合ピンｐを
それぞれ連結板の係合片２２６−２１〜２２６−４１に
設けた係合孔ｑに係合し、駆動ユニットと連結板とを連
結する。このように全駆動ユニットと全連結板とが連結
されたところで、駆動ユニットにより駆動棒を下降方向
に駆動し、連結板を介して一斉に各巻枠片のコイルの支
持された全巻枠セグメントを引き下げる。このときコイ
ルはコイル移載機構の支持ヘッドにより下方から支持さ
れているのでコイルは把持機構３１内に残り巻枠片のセ
グメントだけがコイルから抜け出し、相対的にコイルが
巻枠２２から把持機構３１に移載される。

【００４８】このようにして把持機構３１へのコイルの
移載が終わったところで移載機構２６の支持ヘッド２６
１を下降させて元の位置に戻すことにより、コイルは把
持機構３１に完全に移載され把持機構３１だけによって
支持される。そこで、把持機構３１の両方のコイル保持
片３１２および３１３を互いに接近する方向へ支持部３
１１の両側面に当接するまで閉じ、図１２に示す状態と
する。これにより把持された整列コイルは、その両コイ
ルサイド辺の間隔が狭められ、その両コイルエンド辺が
変形するので、その弾性復元力によってコイルのコイル
サイド辺がコイル保持片の保持溝の側壁に押圧され、保
持片によるコイル保持力が増す。このため、コイルを下
方から支持しなくともコイルが保持片の保持溝から落下
することが防止される。なおコイルが保持片から落下す
るのをより確実に防止したい場合は、保持片の各保持溝
の入口付近にこれ塞ぐ開閉ピンを設けるとよい。

【００４９】つづいてハンドリング装置３の旋回駆動機
構３４により、コイルを把持した把持機構３１を１８０
度旋回させてコイル挿入装置４と対向させ、さらに、把
持機構３１がコイル挿入装置の支持リング４１により支
持された固定子鉄心１００内へ挿入可能な高さの位置と
なるように上下方向駆動機構３２により把持機構３１の
高さ位置を調整し、水平方向駆動装置３６により把持機
構３１が支持リング４１により支持された固定子鉄心１
００の中に挿入されるまでコイル挿入装置４側へ水平に
移動させる。把持機構３１が固定子鉄心１００内に挿入
されたところで、上下方向駆動機構３２によりこれを下
降させて、図１３に示すように、把持機構の保持部３１
０およびコイル保持片３１２、３１３の下端の円弧面が
固定子鉄心１００の内周面に当接する位置で止める。こ
のとき、回転子鉄心１００と保持機構３１の相互の位置
を調整し、コイル保持片３１２,３１３の各コイル保持
溝Ｗ３と、固定子鉄心１００に設けたスロット１０１と
の位置を合致させ、相互を連通させる。

【００５０】ここまでが巻線装置２により形成されたコ
イルをコイル挿入装置４へ搬送する送工程である。

【００５１】 コイル挿入工程 固定子鉄心１００内に挿入されたコイルの固定子鉄心の
スロット１０１への挿入は、次のとおり行う。

【００５２】固定子鉄心１００内で把持機構３１により
３個のコイルＣ（Ｃｓ，Ｃｍ，Ｃｌ）を把持したまま
（図１３参照）、図１５に示すように、鉄心保持リング
４１の前後両端側にそれぞれ設けられた挿入機構４３ａ
および４３ｂを、その支持台４３２および可動台４３６
を駆動する駆動機構（図示せず）により横（左右）方
向、軸（前後）方向および上下方向に移動させて、先端
の１対の挿入棒４３１がそれぞれ固定子鉄心１００内の
コイルＣの鉄心の軸方向の両端から外側へ突出している
コイルエンド辺へ上方から当接する位置まで寄せる。ひ
きつづき、挿入棒４３１をコイルのコイルエンド辺に当
てたまま、支持台４３２を駆動機構により下降させる。
これにより把持機構３１により把持された３個のコイル
のコイルエンド辺が同時に押し下げられ、これにともな
ってコイルサイド辺が引き降ろされてコイル保持片の溝
に案内されて固定子鉄心のスロット１０１内に引き入れ
られ、各コイルが固定子鉄心のスロットに挿入される。

【００５３】こうして１組の３個のコイルの挿入作業が
終わると挿入機構４３ａ、４３ｂは元の位置に戻され、
コイル挿入工程を終了する。

【００５４】次の組のコイルの挿入を行うときは、鉄心
保持リング４１を回転駆動機構４２により所定ピッチだ
け回転させて、固定子鉄心の新しくコイルを挿入すべき
スロット対を所定の挿入位置におき、前記の工程を、固
定子鉄心の全スロットにコイルが挿入されるまで繰り返
し行う。

【００５５】

【発明の効果】この発明の方法によれば、巻枠により電
線をコイルの軸線方向に密接、整列させて巻き上げた横
整列コイルを把持機構により把持して固定子鉄心内へ搬
入し、コイルのコイルサイド辺を固定子鉄心内周のスロ
ットの開口と対向させ、そのコイルエンド辺を固定子鉄
心の内周側から外周方向へ押圧することによってコイル
サイド辺を固定子鉄心のスロット内へ挿入するようにし
たことにより、コイルの挿入時のストレスを低減するこ
とができるため、固定子鉄心のスロット内のコイル導体
の占積率を高めることができ、そして電気的損失になる
コイルエンド辺の寸法を短くできるため、回転電機の効
率を高めることができる効果がある。

【００５６】またこの発明の装置によれば、連続巻した
複数個のコイルを一時に自動挿入することができるため
コイルを１個ずつ挿入する場合と比較して、コイルの挿
入工数を低減できるとともに、コイルの端末線の数を減
らすことができることにより後工程の結線作業の工数を
低減できるため、回転電機の製造価格を抑えることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す正面図。

【図２】この発明の実施例を示す平面図。

【図３】この発明の実施例における巻枠を示す平面図。

【図４】この発明の実施例における巻枠片を示す斜視
図。

【図５】この発明の実施例における巻枠台を部分的に示
す背面図。

【図６】この発明の実施例における巻枠片の動作説明に
用いる縦断面図。

【図７】この発明の実施例における巻枠片出し入れ機構
の動作説明に用いる側面図。

【図８】この発明の実施例におけるコイル移載機構のコ
イル支持ヘッドを示す斜視図。

【図９】この発明の実施例におけるコイル搬送装置のコ
イル把持機構を部分的に示す斜視図。

【図１０】この発明の実施例における動作説明に用いる
斜視図。

【図１１】この発明の実施例における動作説明に用いる
平面図。

【図１２】この発明の実施例における把持機構のコイル
把持状態を示す斜視図。

【図１３】この発明の実施例における搬送装置によるコ
イルの搬入状態を示す部分的側面図。

【図１４】この発明の実施例における鉄心保持装置の要
部を示す側面図。

【図１５】この発明の実施例におけるコイルの挿入装置
への搬入状態を示す正面図。

【図１６】この発明の実施例における巻線装置により形
成されたコイルを示す斜視図。

【図１７】回転電機における一般的な固定子鉄心を示す
斜視図。

【図１８】従来のインサータ式コイル挿入装置を模式的
に示す横断面図。

【符号の説明】

１：共通ベース、２：巻線装置、３：コイル搬送装置、
４：コイル挿入装置、１００：固定子鉄心、１０１：ス
ロット、Ｃ：コイル。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電線を巻枠によりコイルの軸線方向に密
   着して整列させて１段または複数段重ね巻きした横整列
   コイルを形成する巻線工程と、この巻線工程で形成され
   た整列コイルを把持して固定子鉄心内へ搬入し、その両
   側のコイルサイド辺をそれぞれ挿入すべき固定子鉄心の
   スロット対の固定子鉄心内周開口端に対向する位置に配
   置するコイル搬送工程と、この固定子鉄心内に搬入され
   た整列コイルの両端のコイルエンド辺を固定子鉄心の内
   周側から外周方向へ押し下げ操作することにより整列コ
   イルのコイルサイド部をスロット内へ挿入するコイル挿
   入工程とからなることを特徴とする回転電機用固定子コ
   イルの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、１つの巻
   線工程において連続して同心状に複数の整列コイルを形
   成し、これら複数の整列コイルを同時に把持して固定子
   鉄心内へ搬入し、各コイルの両側のコイルサイド部をそ
   れぞれ固定子鉄心の異なるスロット対の固定子鉄心内周
   開口端に対向させて、前記複数の整列コイルの両端のコ
   イルエンド部を固定子鉄心の内周側から外周方向へ押し
   下げることにより複数の整列コイルのコイルサイド部を
   それぞれスロット内へ挿入することを特徴とする回転電
   機用固定子コイルの製造方法。
3. 【請求項３】 電線を巻枠によりコイルの軸線方向に密
   着させながら整列させて所要回数巻取り、コイルの直径
   方向に１段または複数段重ね巻きされた整列コイルを形
   成する巻線装置、この巻線装置で形成された整列コイル
   を把持して、巻枠から固定子鉄心内へ搬送するハンドリ
   ング装置、およびこのハンドリング装置により固定子鉄
   心内で両側のコイルサイド辺がスロット対の固定子鉄心
   内周開口端と対向する位置に配置された整列コイルの両
   端のコイルエンド辺を固定子鉄心の内周側から外周方向
   へ押し下げて固定子鉄心のスロット対内へ挿入するコイ
   ル挿入装置とからなることを特徴とする回転電機用固定
   子コイルの製造装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、巻線装置
   の巻枠は、それぞれ軸方向に出し入れ可能にされた複数
   の同心的に重ねて配置された巻枠セグメントからなる巻
   枠片を複数個備えることを特徴とする回転電機用固定子
   コイルの製造装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の装置において、
   巻線装置の巻枠が４個の巻枠片を方形の４隅に配置して
   なるとともにこれらの巻枠片を、その軸方向に移動して
   電線を巻き取るための巻き取り位置と巻枠に巻かれたコ
   イルを分離するための分離位置へ移動させる機構を備え
   たことを特徴とする回転電機用固定子コイルの製造装
   置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の装置において、巻枠片の
   互いに隣接する巻枠セグメントの間にそれぞれコイル導
   体の収容可能な空隙を設けたことを特徴とする回転電機
   用固定子コイルの製造装置。
7. 【請求項７】 請求項３記載の装置において、ハンドリ
   ング装置は、固定子鉄心のスロットと同じピッチでコイ
   ルを保持する溝を有するコイル保持片を備えることを特
   徴とする回転電機用固定子コイルの製造装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の装置において、ハンドリ
   ング装置のコイル保持片を１対設け、互いに向き合う方
   向に移動しその間隔を可変できるようにしたことを特徴
   とする回転電機用固定子コイルの製造装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８記載の装置において、
   コイル保持片の固定子鉄心の内周面と対向する面に固定
   子鉄心の内周面と同じ曲率の円弧面を設け、コイル挿入
   時にコイル保持片の円弧面を固定子鉄心の内周面に当接
   することを特徴とする回転電機用固定子コイルの製造装
   置。