JP2015006023A - 巻線構造及び巻線構造の製造方法と製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな巻線構造を提供するとともに、固定子の製造を容易にする。【解決手段】回転電機の固定子鉄心に形成された一対のスロットに第１巻線と第２巻線とを挿入する。第１巻線の一対の第１コイルエンド部と、第２巻線の一対の第２コイルエンド部とを交差させ、第１巻線の巻き終わりと第２巻線の巻き始めとを結合する結線部を設けることで、第１巻線と第２の巻線とで一体のコイルを形成する。第１巻線の巻き始めのリード線と、第２巻線の巻き終わりのリード線と、結線部とをコイルの同じ側に設けることで、巻線構造がコンパクトになり、固定子の製造が容易になる。【選択図】図３

Description

この発明は、回転電機の固定子鉄心への巻線構造及びその製造方法と製造装置に関する。

特許文献１は、回転電機の固定子鉄心への分布巻き巻線構造を開示している。この巻線構造は、スロットを有する固定子鉄心と、互いに交差させて組み合わされた第１巻線と第２巻線からなるコイルとを備える。第１巻線と第２巻線はいずれもあらかじめα巻きにより自立した巻線として形成される。また、第１巻線と第２巻線との交差のために、第１巻線と第２巻線には固定子の中心軸に沿って屈曲するクランク部とラジアル方向に屈曲するクランク部とがあらかじめ形成される。

このようにして形成された第１巻線と第２巻線が、円筒形状の固定子の内周に等しい角度間隔で設けられたティースの間のスロットに組み付けられる。第１巻線と第２巻線はスロット内に並列状態で挿入される一対の直線部と、固定子の両端面において互いに交差する交差部とを備える。前記のクランク部は、第１巻線と第２巻線を交差させるために形成される。つまりクランク部は、第１巻線と第２巻線との交差部を構成する。第１巻線と第２巻線の各直線部は、ある間隔をもった２つのスロットに挿入される。これにより、コイルが固定子鉄心に組み付けられる。

この巻線構造において、第１巻線と第２巻線はアルファ巻される。その結果、第１巻線と第２巻線の各一対のリード線はそれぞれ巻線の外周から取り出される。このうち第１巻線の一方のリード線と第２巻線の一方のリード線とを結線することで、第１巻線と第２巻線は一体のコイルを形成する。また、第１巻線のもう一方のリード線と第２巻線のもう一方のリード線とが、一体のコイルのリード線として機能する。

ここで、第１巻線の巻き終わりのリード線と第２巻線の巻き始めのリード線との結線は固定子の一方の端面で行なわれ、一体のコイルからの一対のリード線の取り出しは固定子のもう一方の端面で行なわれる。取り出された一対のリード線は固定子を収装するハウジングに固定されたバスバーの端子に接続される。リード線同士の結線及びリード線の端子への接続は、タングステン−不活性ガス（ＴＩＧ）溶接、ヒュージング、ハンダ付けなどの固定方法を用いて行なわれる。

ＷＯ２０１２／０３９２０１ Ａ１

この巻線構造においては、固定子の一方の端面でリード線同士の結線が行なわれ、もう一方の端面においてリード線の取り出しが行なわれる。上記の固定工程もしたがって固定子の両方の端面に臨む位置で行なわれる。その結果、固定子の製造工程の工程数が増え、分固定子の製造コストを上昇させる要因となることは避けられない。また、リード線同士の結線部とコイルエンドの絶縁のために、結線部をコイルエンドから離す必要がある。結果として固定子を収装するハウジングの中心軸方向の寸法が大型化することになる。

この発明は、以上の問題を解決すべくなされたもので、コンパクトな巻線構造を提供するとともに、固定子の製造を容易にすることを目的とする。

この発明による巻線構造は、第１巻線と第２巻線とを備えている。第１巻線は、回転電機の固定子鉄心に形成された一対のスロットに挿入される一対の第１直線部と、一対のスロットの外側で一対の第１直線部を接続する一対の第１コイルエンド部とを有する。第２巻線は、一対のスロットに挿入される一対の第２直線部と、スロットの外側で一対の第２直線部を接続する一対の第２コイルエンド部とを有する。

巻線構造は、一対の第１コイルエンド部の一方と一対の第２コイルエンド部の一方とを交差させ、一対の第１コイルエンド部の他方と一対の第２コイルエンド部の他方とを交差させ、第１巻線の巻き終わりと第２巻線の巻き始めとを結合する結線部を設けることで、第１巻線と第２の巻線とで一体のコイルを形成する。

さらに、第１巻線の巻き始めのリード線を一対の第１コイルエンド部の一方から取り出し、第２巻線の巻き終わりのリード線を一対の第２コイルエンド部の一方から取り出すとともに、結線部をコイルに対して、第１巻線の巻き始めのリード線及び第２巻線の巻き終わりのリード線と同じ側に配置している。

リード線間の結線部と、リード線と端子との結線部とを、コイルの同じ側に配置されるので、リード線間の結線部と、リード線と端子との結線部とをコイルの異なる側に配置する場合と比べて、結線部の配置スペースを節約できる。その結果、固定子の中心軸に沿った全長を短くできる。また、リード線の結合に関する固定子の製造工程の工程数を減らすことができる。

この発明を適用する回転電機の縦断面図である。 回転電機の固定子の斜視図である。 この発明の実施形態によるコイルの第１巻線及び第２巻線の正面図、要部平面図、及び要部断面図である。 コイルの固定子への装着を説明する、固定子要部を回転電機の回転軸方向から眺めた拡大側面図である。 コイルの結線操作を説明する、固定子を回転電機の回転軸方向から眺めた側面図である。 コイルの結線を完了した固定子を回転電機の回転軸方向から眺めた側面図である。 コイルのスロットへの装着工程を説明する、固定子を回転電機の回転軸方向から眺めた側面図である。 コイルの装着を完了した固定子を回転電機の回転軸方向から眺めた側面図である。 第１巻線と第２巻線のスロットへの装着状況を説明する、固定子要部を回転電機の回転軸方向から眺めた拡大側面図である。 コイルを回動する際の第１巻線と第２巻線のスロット内の変位を示す、スロットとコイル要部の水平断面図である。 コイルの回動治具の作動状況を説明する回動治具要部の概略平面図である。 装着装置の垂直断面図及び平面図である。 回動治具の回動操作を説明する、装着装置要部の平面図及び垂直断面図である。 回動治具の別の構成を示す、回動治具要部の概略平面図である。 装着装置の別の構成を示す、コイルの回動前後の回動治具の水平断面図である。 装着装置のさらに別の構成を示す、コイルの回動前後の回動治具の水平断面図である。

以下に図面を参照してこの発明を実施するための形態を説明する。

図１を参照すると、この発明による巻線構造は回転電機１の固定子２に適用される。ここで、「回転電機」は、電動機または発電機またはその両方の機能を有する、回転子と固定子とを備えた機器の総称を意味する。

回転電機１は、固定子２と同軸的に配置される回転子３と、固定子２と回転子３とを収容するケース４とを備える。固定子２と回転子３は略円環状の横断面形状を有し、固定子２は回転子３の外周に臨んで同軸的に配置される。回転子３は回転軸５の外周に固定される。回転軸５は、軸受６を介してケース４に回転自由に支持される。以上の構成により、回転子３は、ケース４に固定された固定子２に対して任意に回転する。

回転子３は周方向に等間隔に配置された複数の永久磁石７を有する。回転子３は、固定子２の巻線体１１から与えられる回転磁束によって発生する永久磁石の反力により、回転軸５を中心に回転する。

図２を参照すると、固定子２は、略円環状の固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０の内周部に取り付けられた巻線体１１を備える。固定子鉄心１０は、略円環状の本体部１０ａと、本体部１０ａから半径方向に突出する複数の歯部１０ｂを備える。隣接する歯部１０ｂの間には、巻線体１１を収容するスロット１２が形成される。複数の歯部１０ｂは、所定の角度間隔で周方向に配置される。結果として複数のスロット１２も、所定の角度間隔で周方向に配置される。

巻線体１１は、スロット１２を用いて歯部１０ｂに分布巻きされた複数のコイル１４で構成される。複数のコイル１４は、各相のコイル１４からなる。

図８を参照すると、コイル１４のコイルピッチは２である。各コイル１４はあらかじめ所定の形状に成型され、スロット１２とひとつ置いて隣のスロット１２とに装着される。つまり、コイル１４は隣接する２つの歯部１０ｂをまたいで装着される。２つの歯部１０ｂの間のスロット１２には別のコイル１４が装着される。

図３を参照すると、コイル１４は、一対の第１巻線１５と第２巻線１６とで構成される。第１巻線１５と第２巻線１６は、それぞれ銅線などの金属線で構成されたリード線を所定の方向に巻くことで構成される。なお、巻線をアルファ巻とすることで巻き始めと巻き終わりのリード線１８，１９，２８，２９を巻線の外周から取り出すことができる。

第１巻線１５の巻き終わりに相当するリード線２８と、第２巻線１６の巻き始めに相当するリード線２９とは結線部３５で接続される。これにより、第１巻線１５と第２巻線１６は一個のコイル１４を構成する。

図５を参照すると、第１巻線１５の巻き始めのリード線１８と第２巻線１６の巻き終わりのリード線１９とは、固定子２に設けたバスバーの端子５０と５１にそれぞれ接続される。図６は完成状態の固定子２を示す。

再び図３を参照すると、第１巻線１５と第２巻線１６は、巻回しの中心軸方向から眺めた状態で略矩形をなす。第１巻線１５は矩形の長辺に相当する一対の第１直線部１５ｃと１５ｄを備える。また、矩形の短辺に相当する第１コイルエンド部１５ａと１５ｂを備える。第２巻線１６は矩形の長辺に相当する一対の第２直線部１６ｃと１６ｄを備える。また、矩形の短辺に相当する第２コイルエンド部１６ａと１６ｂを備える。コイル１４が歯部１０ｂに装着された状態で、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃは共通のスロット１２に収装される。

第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄは別の共通のスロット１２に収装される。また、第１コイルエンド部１５ａと第２コイルエンド部１６ａは回転軸５に直交する歯部１０ｂの一方の端面から回転軸５と平行をなす向きに突出する。第１コイルエンド部１５ｂと第２コイルエンド部１６ｂは回転軸５に直交する歯部１０ｂのもう一方の端面から回転軸５と平行をなす向きであってかつコイルエンド部１５ａと１６ａと逆向きの方向に突出する。

第１コイルエンド部１５ａと１５ｂは、回転軸５と平行な平面上で屈曲する第１クランク形状部１５ａＡと１５ｂＡをそれぞれ有する。第１コイルエンド部１５ａと１５ｂは、図のＡ―Ａ矢視図とＢ−Ｂ矢視図に示されるように、回転軸５に直交する平面上で屈曲する第２クランク形状部１５ａＢと１５ｂＢをそれぞれ有する。

第２コイルエンド部１６ａと１６ｂは、回転軸５と平行な平面上で屈曲する第２クランク形状部１６ａＡと１６ｂＡをそれぞれ有する。第２コイルエンド部１６ａと１６ｂは、図のＡ―Ａ矢視図とＢ−Ｂ矢視図に示されるように、回転軸５に直交する平面上で屈曲する第２クランク形状部１６ａＢと１６ｂＢをそれぞれ有する。

第１巻線１５において、第１直線部１５ｄは、第１クランク形状部１５ａＡと１５ｂＡにより、第１直線部１５ｃより短く形成される。第２巻線１６において、第２直線部１６ｃは、第２クランク形状部１６ａＡと１６ｂＡにより、第２直線部１６ｄより短く形成される。第１巻線１５は第１直線部１５ｄを第２巻線１６の第２コイルエンド部１６ａと１６ｂの内側に潜り込ませ、第２巻線１６は第２直線部１６ｃを第１巻線１５の第１コイルエンド部１５ａと１６ａの内側に潜り込ませることで、第１巻線と第２巻線は組み合わされる。

このように組み合わされた状態では、図のＣ―Ｃ断面図に示されるように、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄが重なり合い、図のＤ―Ｄ断面図に示されるように、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとが重なり合う。図のＡ―Ａ矢視図とＢ−Ｂ矢視図に示される第２クランク形状部１５ａＢと１５ｂＢ及び第２クランク形状部１６ａＢと１６ｂＢが、第１巻線１５と第２巻線１６のこのような積層を可能にする。

コイルエンド部における第１巻線１５と第２巻線１６の交差の回数は２回である。コイルピッチが２の場合、最低２回の交差があれば、あるスロット１２に装着される巻線１５，１６は、隣接するスロット１２に装着される巻線１５，１６への乗り上げと潜り込みのどちらか一方のみを行って、大きく曲がることなく装着可能である。

次に図４と図７と図９を参照して、巻線体１１の形成方法を説明する。

まず、第１巻線１５と第２巻線１６とを組み合わせ、仮組みしたコイル１４を形成する。このようにして形成されたコイル１４を固定子鉄心１０へ次のようにして装着する。

図４を参照すると、固定子鉄心１０のすべてのスロット１２にそれぞれコイル１４の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃが斜めに挿入される。第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄは略環状の固定子鉄心１０から内側のスペースに突出した状態にする。この突出角度をすべてのコイル１４について一律に等しく保つために第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄを位置決めする位置決め治具２０を用いる。位置決め治具２０は図１２と１３に示すように、固定子鉄心１０の中心に設けた軸３１まわりに回転変位する、等しい角度間隔で配置された二列の垂直のピンで構成される。スロット１２に第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを挿入したすべてのコイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄを、位置決め治具２０の周方向に隣接するピンの間に挿入する。これにより、コイル１４の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃのスロット１２内の回動開始角度がそれぞれ位置決めされる。

コイル１４の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃのスロット１２内の回動開始角度を位置決めした後、位置決め治具２０はコイル１４の回動操作と干渉しない位置へ後退する。この状態で、すべてのコイル１４をスロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを支点に、図４の矢印に示すように、回転軸５に直交する平面上で回動することで、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄをひとつ置いて隣のスロット１２に挿入する。ここでスロット１２の幅は第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃの回転を許容する幅にあらかじめ形成される。

図９を参照すると、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄを挿入するスロット１２には図の破線に示すように既に別のコイル１４の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃが挿入されている。第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄは、別のコイル１４の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃに重なるようにスロット１２に挿入される。

再び図７を参照すると、コイル１４の回動操作による第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄのスロット１２への挿入は、すべてのコイル１４について並行して行なわれる。その結果、図８に示すように、すべてのスロット１２にコイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄとが、隣接するコイルの第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃに並んで挿入される。これにより、スロット１２へのコイル１４の装着が完了する。

再び図４を参照すると、回動前のコイル１４においては、スロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃは図に示すように、整列せずに互いにずれた状態となっている。これらの第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを支点にすべてのコイル１４を図の矢印に示す方向に一律に回動すると、この回動操作に伴って、各コイル１４の第１巻線１５と第２巻線１６との間に、図３の上下方向のずれが生じる。このずれの結果、スロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃは図９に示すようにラジアル方向に整列した状態となる。

第１巻線１５のリード線２８と、第２巻線１６のリード線２９の各取り出し位置は、このずれを考慮して決定する。すなわち図４において、コイル１４の回動操作前は、リード線２８と２９は互いにずれた位置にある。コイル１４を回動操作すると、図９に示すように第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとともに、隣接する他のコイル１４の直線部１５ｄと１６ｄがスロット１２内に整列する。

図４の矢印に示すようにコイル１４を回動操作することで、スロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとの間のずれが矯正され、結果として図４の破線の楕円で囲まれるように、リード線２８と２９は隣接位置に来る。言い換えれば、ずれが矯正され、第１巻線１５と第２巻線１６とが整列したときにリード線２８と２９が隣接するように、あらかじめリード線２８と２９の取り出し位置を決定する。

以上のように、この巻線構造は、第１巻線１５の巻き始めのリード線１８を一方の第１コイルエンド部１５ａから取り出し、第２巻線１６の巻き終わりのリード線１９を一方の第２コイルエンド部１６ａから取り出すとともに、第１巻線１５の巻き終わりのリード線２８と第２巻線１６の巻き始めのリード線２９の結線部３５を、コイル１４に対してリード線１８及び１９と同じ側に配置している。

その結果、バスバーの端子５０と５１へのリード線１８と１９の結線及び結線部３５におけるリード線２８と２９の結線作業がすべてコイル１４の一方の側に集約され、結線作業を同一スペースの中で効率良く行なうことができる。また、結線作業を行なわないコイル１４の反対側には結線作業用のスペースを確保する必要がなく、ハウジングを含めた固定子２の回転軸５の方向の寸法を短くできる。

また、上記の実施形態では、第１巻線１５の一方の第１コイルエンド部１５ａは、第２巻線１６の一方の第２コイルエンド部１６ａと２箇所において交差し、結線部３５は２箇所の交差部の間に設けられている。

そのため、スロット１２に挿入する前にコイル１４のリード線１８と１９をあらかじめ取り出しておいても、リード線１８と１９は第１巻線１５と第２巻線１６のロット１２への挿入操作と干渉しない。したがって、第１巻線１５と第２巻線１６の巻線工程において、リード線１８と１９をあらかじめ用意した固定部材にそれぞれからげておけば、リード線１８の第１巻線１５からの取り出し位置及びリード線１９の第２巻線１６からの取り出し位置を固定することが可能である。したがって、リード線１８と１９の取り出し位置の調整が不要となり、固定子２の製造コストを低減できる。

また、上記の実施形態では、第１巻線１５と第２巻線１６とをアルファ巻としている。これにより、リード線１８と２８，リード線１９と２９の取り出しのためのスペースが不要となり、巻線効率を高めることができる。また、スロット１２に装着される一対の第１直線部１５ｃ，１５ｄと一対の第２直線部１６ｃ，１６ｄをすべて同じ巻線本数とすることができる。これにより、スロット１２の占積率を最大化でき、回転電機１のコンパクト化に好ましい効果を得られる。

この実施形態においては、以上説明した巻線構造を次の方法で製造する。

まず、第１巻線１５と第２巻線１６とを個別に巻線する。このとき、第１巻線１５の巻き始めのリード線１８と巻き終わりの２８は所定の位置に取り出しておく。第２巻線１６の巻き始めのリード線２９と巻き終わりのリード線１９も同様に所定の位置に取り出しておく。

次に、第１巻線１５と第２巻線１６とで一体のコイル１４を作成する。具体的には、一対の第１コイルエンド部１５ａ，１５ｂの一方１５ａと一対の第２コイルエンド部１６ａ，１６ｂの一方１６ａとを２箇所で交差させる。同様に、一対の第１コイルエンド部１５ａ，１５ｂの他方１５ｂと一対の第２コイルエンド部１６ａ，１６ｂの他方１６ｂとを２箇所で交差させる。

次に、一対の第１直線部１５ｃ，１５ｄの一方１５ｃと一対の第２直線部の１６ｃ，１６ｄ一方１６ｃとを、横断方向にずらしてスロット１２に挿入する。また、一対の第１直線部１５ｃ，１５ｄの他方１５ｄと一対の第２直線部の１６ｃ，１６ｄ他方１６ｄとを、位置決め治具２０で保持する。このようにして、すべてのコイル１４をスロット１２と位置決め治具２０によって位置決めする。

次に、各コイル１４を、スロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを支点に回動する。この回動操作の邪魔にならないように、回動操作に先立って位置決め治具２０を定めた位置に移動させておく。コイル１４の回動操作により、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄとが、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃからひとつおいた隣のスロット１２に挿入される。

ここで、第１巻線１５と第２巻線１６は第１コイルエンド部１５ａと第２コイルエンド部１６ａとを交差させ、第１コイルエンド部１５ｂと第２コイルエンド部１６ｂとを交差させることで、一体のコイル１４を形成している。したがって、一体のコイル１４を構成したまま、第１巻線１５と第２巻線１６とは互いに横断方向に若干の相対変位が可能である。そのため、コイル１４の回動に伴ってスリット１２の壁面が第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃに加える外力に応じて第１巻線１５と第２巻線１６は横断方向に若干の範囲で相対変位する。

図１０を参照すると、図の（ａ）に示されるように、コイル１４の第１巻線１５と第２巻線１６とを横断方向にずらした状態で、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとを一対のスロット１２の一方に挿入される。

この状態から、図の（ｂ）に示すように、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとを支点としてコイル１４を回動操作する。図の（ａ）と（ｂ）の比較から分かるように、コイル１４の回動操作が進むにつれて、スリット１２の壁面との接触が第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃに及ぼす外力のため、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとのずれは小さくなる。第１巻線１５と第２巻線１６の回動操作を終えた段階では、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとのずれがなくなり、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃはスロット１２内に整列状態で収装される。なお、このとき、隣接するコイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄとが、同じスロット１２の内側に整列状態で侵入する。このようにして、整列状態となった第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃ及び隣接するコイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄは、図の（ｃ）に示すように、スロット１２内に最小の空隙のもとで収装される。

以上の製造方法によれば、スロット１２の幅は第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃの回転に必要な最小幅に設定すれば良く、スロット１２内において第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃと周囲の歯部１０ｂとの間に生じる隙間を小さくすることができる。結果として、隙間に注入される耐熱樹脂などの充填剤の量を最小化できる。隙間が小さいと、回転電機１の運転時にコイル１４が発する熱が歯部１０ｂに伝わりやすくなる。その結果、コイル１４の発熱による温度上昇を抑制できる。コイル１４の温度上昇が抑制されることは、回転電機１のコンパクト化に好ましい効果をもたらす。

次に図１１を参照して、コイル１４の固定子鉄心１０への装着装置を説明する。装着装置は位置決め治具２０と回動治具４０を備える。回動治具４０はスロット１２内にコイル１４の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを収装した状態で、上に説明したようにコイル１４を回動することにより、コイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄをひとつおいて隣のスロット１２に挿入するための治具である。

回動治具４０は前述の位置決め治具２０と組み合わせて用いられる。回動治具４０は図に示すように第１直線部１５ｃを挿入するＵ字形の溝を形成したホルダ４１を有する。ホルダ４１はベース４５に回動自由に取り付けられた従動ローラ４３上に固定され、従動ローラ４３と一体に回動する。ホルダ４１が回動すると、ホルダ４１に保持された第１直線部１５ｃが回動し、それに応じて第１直線部１５ｃに隣接する第２直線部１６ｃも回動する。

図１２の（ａ）と（ｂ）を参照すると、回動治具４０はホルダ４１を回動操作するためのレバー４２を備える。レバー４２はベース４５に回動自由に支持された駆動ローラ４４と一体に形成される。駆動ローラ４４と従動ローラ４３は相接する位置に設けられる。

図１３（ａ）を参照すると、駆動ローラ４４には隣接する２個の従動ローラ４３が接することで、１個のレバーの回動操作により、隣接する２基のホルダ４１を回動操作することができる。

図１２（ｂ）と図１３（ｂ）を参照すると、第１直線部１５ｃを保持するホルダ４１は、第１直線部１５ｃの軸方向の端部をそれぞれ保持すべく、固定子鉄心１０の両端に臨む位置にそれぞれ配置される。駆動ローラ４４と従動ローラ４３とレバー４２も従って固定子鉄心１０の両端に臨む位置にそれぞれ配置される。これらの図において、上下方向に重なる駆動ローラ４４を同一の回転軸に固定することで、固定子鉄心１０の両端に臨むいずれかの一方のレバー４２の操作で、固定子鉄心１０の両端に臨む駆動ローラ４４を一体に回動することが可能である。結果として、これらの駆動ローラ４４に駆動される４個の従動ローラ４３を一体に回動させることができる。

位置決め治具２０は図１２（ｂ）に示すように、固定子鉄心１０に対して昇降可能に構成される。位置決め治具２０の昇降操作は昇降レバー２２によって行なわれる。位置決め治具２０が降下位置にある状態で、各コイル１４の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを各スロット１２に装着し、その後に位置決め治具２０を上昇操作して、各コイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄとがピンの間に位置するようにすることで、位置決め治具２０への第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄのセットを容易に行なうことができる。また、ホルダ４１を介して第１直線部１５ｃを回動操作する際は、あらかじめ位置決め治具２０を降下させておくことで、コイル１４は位置決め治具２０と干渉することなく回動する。

図１４を参照して、回動治具４０に関する別の構成を説明する。

図１４に示す回動治具４０は、ホルダ４１に代えて、コイル１４の回動の先端となる第２直線部１６ｄを保持して回動するホルダ４６を備える。ホルダ４６の回動操作は、ベース４５に回動自由に支持された図示されないレバーと、レバーの回動を伝達するリンク機構を介して行なわれる。その結果、コイル１４はスロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを支点に回動する。ホルダ４６は第２直線部１６ｄを保持したまま回動し、第２直線部１６ｄをスロット１２の内側へと侵入させる。第１巻線１５と第２巻線１６とは前述のように組み合わされているので、第２巻線１６の回動に追随して、第１巻線１５も回動し、第１直線部１５ｃをスロット１２の内側へ侵入させる。

このように、ホルダ４６が回動の先端となる第２直線部１６ｄを保持してコイル１４を回動することも可能である。この回動治具４０によれば、ホルダ４６が回動の先端を保持して回動するので、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄを対応するスロット１２へ確実に侵入させることができる。

以上説明した回動治具４０に関して、ホルダ４１は第１直線部１５ｃのみを保持して回動し、ホルダ４６は第２直線部１６ｄのみを保持して回動するように構成されている。前述のように、コイル１４は横断方向のずれを許容しつつ一体に回動するように構成されている。一対の第１直線部１５ｃ，１５ｄの一方、または一対の第２直線部１６ｃ，１６ｄの一方のみを保持して回動力を加えるホルダ４１と４６の構造は、第１巻線１５と第２巻線１６の横断方向のずれを妨げない点で好ましい。

ただし、コイル１４の回動に際して、例えばホルダ４１が第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとを保持して回動するように構成することも可能である。この場合には、ホルダ４１は第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃの横断方向のずれを許容すべく、第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃとを個別に把持するように構成される。同様に、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄを個別に把持して回動するようにホルダ４６を構成することも可能である。この構成によれば、コイル１４を安定的に保持して対応するスロット１２に挿入できる。したがって、コイル１４の固定子鉄心１０への装着時間が短縮され、巻線体１１を短時間に作成することが可能となる。

また、図１２と図１３に示される回動治具４０は、第１直線部１５ｃの上端を保持するホルダ４１と第１直線部１５ｃの下端を保持するホルダ４１とを備えている。これはコイル１４を安定的に保持する上で好ましい。しかしながら、第１直線部１５ｃの上端と下端のいずれか一方のみをホルダ４１が保持して回動するように構成することも可能である。これにより、回動治具４０の構成を単純化でき、装着装置のコストを低減できる。

図１５（ａ）と（ｂ）を参照して、装着装置の別の構成を説明する。

この装着装置においては回動治具４０が位置決め治具２０の機能を合わせ持つ。回動治具４０は固定子鉄心１０の内側のスペースにおいて回転変位する、軸３１に固定された環状の横断面を有するホルダ４７を備える。ホルダ４７にはスロット１２と同様にコイル１４を受け入れるラジアル方向のスロット４８がスロット１２と等しい角度間隔で形成される。

また、軸３１内には、スロット４８内に進出可能な爪４９と爪４９をスロット４８内に推進する、流体圧力通路５６がラジアル方向に形成される。流体圧力通路５６には軸３１の内側を介して図示されない圧力源から流体圧力が供給される。

この回動治具４０においては、ホルダ４７のスロット４８を固定子鉄心１０のスロット１２に対峙させた状態で、スロット１２と相対するスロット４８にそれぞれコイル１４を軸方向から挿入する。その結果、図１５の（ａ）に示すように、各コイル１４がそれぞれ所定の回動開始位置に位置決めされる。

その後、軸３１を固定子鉄心１０に対して図の時計回りに回転変位させる。軸３１と一体にホルダ４７も回転変位する。なお、固定子鉄心１０を軸３１に対して反時計回りに回転変位させても良い。固定子鉄心１０とホルダ４７との相対回転変位に伴い、各コイル１４はスロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを支点に図１５（ａ）の細線矢印に示す向きに回動する。このとき、軸３１内の流体圧力通路５６に軸３１の内側を介して図示されない圧力源から流体圧力を供給することで、爪４９がスロット４８に侵入し、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄをスロット４８から押し出す向きに付勢する。ホルダ４７の固定子鉄心１０に対する相対回転変位と爪４９の押し出し力により、各コイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄはホルダ４７の固定子鉄心１０に対する回転角度が増すにつれてスロット４８から徐々に押し出される。

図１５（ａ）の太線矢印は、ホルダ４７の固定子鉄心１０に対する回転角度の増加に応じた各コイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄの軌跡を示す。

ホルダ４７の固定子鉄心１０に対する回転角度が２スロット分に達すると、言い換えればスロット４８が回動開始前に対峙していたスロット１２からひとつおいて隣のスロット１２に達した時点で、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄはスロット４８から排出され、爪４９の押圧力によってスロット１２に挿入される。

この装着装置によれば、コイル１４を、独立した位置決め治具２０を必要とせずに、固定子鉄心１０に装着できる。また、流体圧力に推進される爪４９を用いることで、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄを確実にスロット１２に押し込むことができる。

なお、コイル１４の変形余地を設けるために、スロット４８を軸３１から離れるにつれて径を拡大するように構成することも好ましい。その場合には、爪４９をスロット４８の径の拡大に応じて拡張するように構成する。

また、爪４９の駆動には、上記のように流体を用いる以外にも、バネや所定のリンク機構等のように公知の駆動機構を用いることが可能である。

図１６（ａ）と（ｂ）を参照して、装着装置のさらに別の構成を説明する。

この装着装置に用いる回動治具４０は予め軸３１の外周にスロット１２と等しい角度間隔で固定されたベーン６１を備える。

コイル１４は、ベーン６１に挟まれたスペース６２がスロット１２に対峙する相対回転位置で、図１６（ａ）に示すように、スロット１２とスロット１２に対峙するスペース６２とに挿入される。これにより、各コイル１４がそれぞれ所定の回動開始位置に位置決めされる。

その後、軸３１を固定子鉄心１０に対して図の時計回りに回転変位させる。軸３１と一体にベーン６１も回転変位する。なお、固定子鉄心１０を軸３１に対して反時計回りに回転変位させても良い。固定子鉄心１０とベーン６１との相対回転変位に伴い、各コイル１４はスロット１２内の第１直線部１５ｃと第２直線部１６ｃを支点に図１６（ａ）の細線矢印に示す向きに回動する。一方、固定子鉄心１０とベーン６１との相対回転変位に伴い、各コイル１４の第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄは図１６（ａ）の太線矢印に示すように、ベーン６１の間のスペース６２から退出する。

そして、スペース６２が、回動開始前に対峙していたスロット１２からひとつおいて隣のスロット１２に達した時点で、第１直線部１５ｄと第２直線部１６ｄはスペース６２から排出され、ベーン６１によってスロット１２に押し込まれる。

この装着装置によっても、コイル１４を、独立した位置決め治具２０を必要とせずに、固定子鉄心１０に装着できる。また、流体圧力を用いないので、装着装置を簡易な構成で実現できる。

この発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

１ 回転電機
２ 固定子
３ 回転子
４ ケース
５ 回転軸
６ 軸受
７ 永久磁石
１０ 固定子鉄心
１０ａ 本体部
１０ｂ 歯部
１１ 巻線体
１２ スロット
１４ コイル
１５ 第１巻線
１５ａ，１５ｂ 第１コイルエンド部
１５ｃ，１５ｄ 第１直線部
１５ａＡ，１５ａＢ 第１クランク形状部
１６ 第２巻線
１６ａ，１６ｂ 第２コイルエンド部
１６ｃ，１６ｄ 第２直線部
１６ａＡ，１６ａＢ 第２クランク形状部
１８，１９ リード線
２０ 位置決め治具
２２ 昇降レバー
２８，２９ リード線
３１ 軸
３５ 結線部
４０ 回動治具
４１，４６，４７ ホルダ
４２ レバー
４３ 従動ローラ
４４ 駆動ローラ
４５ ベース
４８ スロット
４９ 爪
５０，５１ 端子
５６ 流体圧力通路
６１ ベーン
６２ スペース

Claims (12)

1. 回転電機の円筒形状の固定子鉄心の内周面に所定の角度間隔で形成された一対のスロットに挿入される一対の第１直線部と、前記一対のスロットの外側で前記一対の第１直線部を接続する一対の第１コイルエンド部とを有する第１巻線と、
   前記一対のスロットに挿入される一対の第２直線部と、前記スロットの外側で前記一対の第２直線部を接続する一対の第２コイルエンド部とを有する第２巻線と、
   を備え、
   前記一対の第１コイルエンド部の一方と前記一対の第２コイルエンド部の一方とを交差させ、前記一対の第１コイルエンド部の他方と前記一対の第２コイルエンド部の他方とを交差させ、第１巻線の巻き終わりと第２巻線の巻き始めとを結合する結線部を設けることで、第１巻線と第２の巻線とで一体のコイルを形成する巻線構造において、
   前記第１巻線の巻き始めのリード線を前記一対の第１コイルエンド部の一方から取り出し、前記第２巻線の巻き終わりのリード線を前記一対の第２コイルエンド部の一方から取り出すとともに、前記結線部を前記第１巻線の巻き始めのリード線及び前記第２巻線の巻き終わりのリード線と、前記コイルに関して同じ側に配置した、ことを特徴とする巻線構造。
2. 前記一対の第１コイルエンド部の一方は、前記一対のコイルエンド部の一方と２点において交差し、前記結線部は前記２点の間に設けられることを特徴とする、請求項１の巻線構造。
3. 前記第１巻線の巻き終わりと第２巻線の巻き始めは、前記一対の第１直線部と前記一対の第２直線部とが前記一対のスロットにそれぞれ挿入された状態で、前記固定鉄心のラジアル方向に重なりあう位置に予め設けられることを特徴とする、請求項１または２の巻線構造。
4. 前記第１巻線と前記第２巻線の少なくとも一方はアルファ巻されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかの巻線構造。
5. 前記一対の第１直線部の巻線の本数と前記一対の第２直線部の巻線の本数とが等しく設定されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかの巻線構造。
6. 請求項１の巻線構造の製造方法において、前記一対の第１コイルエンド部の一方と前記一対の第２コイルエンド部の一方とを交差させ、前記一対の第１コイルエンド部の他方と前記一対の第２コイルエンド部の他方とを交差させた状態で、前記一対の第１直線部と前記一対の第２直線部とを、横断方向にずらした状態で、前記一対の第１直線部の一方と前記一対の第２直線部の一方とを前記一対のスロットの一方に挿入し、前記一対の第１直線部の一方と前記一対の第２直線部の一方とを支点に、前記第１巻線と前記第２巻線とを回動することで、前記第１直線部の他方と第２直線部の他方とを、前記一対のスロットの他方に挿入することを特徴とする、巻線構造の製造方法。
7. 前記第１巻線と前記第２巻線とを回動する際に、前記第１巻線と前記第２巻線の一方のみに回動力を加えることを特徴とする、請求項６の巻線構造の製造方法。
8. 前記第１巻線と前記第２巻線とを回動する際に、前記第１巻線と前記第２巻線とを個別に保持することを特徴とする、請求項６の巻線構造の製造方法。
9. 前記第１巻線と前記第２巻線とを回動する際に、前記一対の第１コイルエンド部の一方または、前記一対の第２コイルエンド部の一方を把持して回動することを特徴とする、請求項７の巻線構造の製造方法。
10. 請求項１の巻線構造の製造装置において、前記一対の第１コイルエンド部の一方と前記一対の第２コイルエンド部の一方とを交差させ、前記一対の第１コイルエンド部の他方と前記一対の第２コイルエンド部の他方とを交差させた状態で、前記一対の第１直線部と前記一対の第２直線部とを、横断方向にずらした状態で、前記一対の第１直線部の一方と前記一対の第２直線部の一方とを前記一対のスロットの一方に挿入し、前記一対の第１直線部の一方と前記一対の第２直線部の一方とを支点に、前記第１巻線と前記第２巻線とを回動することで、前記第１直線部の他方と第２直線部の他方とを、前記一対のスロットの他方に挿入することを特徴とする、巻線構造の製造装置。
11. 前記固定子鉄芯の内周側に配置され、前記固定子鉄心のスロットに対応する別のスロットを備えた回動治具と、前記別のスロットに前記回動治具の内周側から流体圧力を及ぼす流体圧力通路と、を備え、前記一対の第１直線部の一方と前記一対の第２直線部の一方とを前記スロットにに挿入し、前記一対の第１直線部の他方と前記一対の第２直線部の他方とを前記別のスロットに挿入した状態で、流体圧力通路が前記別のスロットに流体圧力を及ぼしつつ、前記回動治具を回転変位させることで、前記第１直線部の他方と第２直線部の他方とを、前記一対のスロットの他方に挿入することを特徴とする、請求項１０の巻線構造の製造装置。
12. 請前記固定子鉄芯の内周側に配置され、前記固定子鉄心のスロットに対応するスペースを画成しつつラジアル方向に延びるベーンを有する回動治具を備え、前記一対の第１直線部の一方と前記一対の第２直線部の一方とを前記スロットにに挿入し、前記一対の第１直線部の他方と前記一対の第２直線部の他方とを前記スペースに挿入した状態で、前記回動治具を回転変位させることで、前記第１直線部の他方と第２直線部の他方とを、前記一対のスロットの他方に挿入することを特徴とする、請求項１０の巻線構造の製造装置。

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