JP3448208B2 - 重ね巻線用ステータの巻線方法 - Google Patents

重ね巻線用ステータの巻線方法

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JP3448208B2
JP3448208B2 JP11237498A JP11237498A JP3448208B2 JP 3448208 B2 JP3448208 B2 JP 3448208B2 JP 11237498 A JP11237498 A JP 11237498A JP 11237498 A JP11237498 A JP 11237498A JP 3448208 B2 JP3448208 B2 JP 3448208B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中央の支持リング
部から外側に向かって放射状に突出する複数の巻線用テ
ィースを有するステータコアにおいて、前記ティースに
巻線コイルにより重ね巻線を施してステータを製造する
ための重ね巻線用ステータの巻線方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、電動機のステータは、略円筒体
の外周面または内周面に半径方向に指向した凸部が複数
形成されており、その凸部の溝に導線を巻き付けて構成
されている。
【0003】具体的には、外周側に向かって開口を有す
るステータコアを用意し、このステータコアの複数の巻
線用ティースに跨って、順次、巻線コイルを巻き付ける
重ね巻きコイル方式が広く採用されている。図9に示す
ように、重ね巻きコイル型のステータ2は、ステータコ
ア4を備えており、このステータコア4の周面から径方
向外方に向かって複数の巻線用ティース6が突出形成さ
れている。このティース6には、例えば、3つの前記テ
ィース6に跨って複数の巻線コイル8により重ね巻線が
施されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ステータ2では、ティース6に巻き付けられた巻線コイ
ル8に弛みが発生し易く、重ね巻線全体の占積率を有効
に維持することができないおそれがある。しかも、巻線
コイル8は、比較的に剛性が大きいため、ティース6に
巻き付けられた後にこの巻線コイル8にスプリングバッ
クが惹起されてしまい、密度の高い重ね巻線を得ること
が困難になってしまう。これにより、重ね巻線全体の占
積率が大幅に低下するという問題が指摘されている。
【0005】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、簡単な作業で、重ね巻線の占積率を有効に向上さ
せることが可能な重ね巻線用ステータの巻線方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る重ね巻線用
ステータの巻線方法では、先ず、中央の支持リング部か
ら外側に向かって放射状に突出するステータコアの3以
上のティースに跨って巻線コイルが設けられた後、前記
巻線コイルの前記ティース間に対応する少なくとも1カ
所が押圧部材で押圧されることにより、該巻線コイルに
1以上の凹部が形成される。次いで、1つの凹部に一端
を臨ませて3以上のティースに跨って次なる巻線コイル
が設けられ、以下、同様に巻線コイルが形成されて重ね
巻線が施される。
【0007】これにより、巻線コイルの凹部に次なる巻
線コイルの一端が収容されるため、密度の高い重ね巻線
を施すことができ、この重ね巻線の占積率を有効に向上
させることが可能になる。しかも、押圧部材で巻線コイ
ルに凹部を設ける際に、前記巻線コイルがステータコア
の中心方向に押圧成形され、重ね巻線の占積率の向上が
確実に図られる。
【0008】また、巻線コイルのティース間に対応する
2カ所に、それぞれ押圧部材を介して凹部が形成され
る。従って、巻線コイルを押圧する際に、この巻線コイ
ルに浮き上がり等が発生することがなく、密度の高い重
ね巻線を施すことが可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
重ね巻き線用ステータの巻線方法を実施するための巻線
装置10の概略斜視説明図であり、図2は、前記巻線装
置10の概略側面説明図であり、図3は、前記巻線装置
10の断面平面説明図である。
【0010】巻線装置10は、中央の支持リング部11
から外側に向かって放射状に突出する複数の巻線用ティ
ース12を有するステータコア14を配置し、このスタ
ータコア14を矢印A方向に間欠回転可能な載置機構1
6と、前記ティース12を位置決めするティース位置決
め機構18と、巻線用エナメル線Lを繰り出す巻線ノズ
ル19と、前記巻線ノズル19により、例えば、4本の
該ティース12に跨がって巻線コイル20を形成するウ
イングフォーマ22と、前記巻線コイル20の前記ティ
ース12間に対応する2カ所を前記ステータコア14の
中心方向に押圧して凹部(後述する)を形成する巻線コ
イル押込機構24と、前記ウイングフォーマ22および
前記巻線コイル押込機構24を装着する基板26と、前
記巻線ノズル19を前記ステータコア14の径方向(矢
印B方向)に進退させる第1駆動機構28と、前記巻線
ノズル19を回転させる第2駆動機構30とを備える。
【0011】図1〜図4に示すように、載置機構16お
よびティース位置決め機構18は、基台32上に設けら
れるとともに、このティース位置決め機構18は、前記
基台32上に立設された支持台34と、この支持台34
上に配置されるシリンダ36とを備える。
【0012】シリンダ36から水平方向に位置決めロッ
ド38が延在し、この位置決めロッド38の先端テーパ
面38aは、ステータコア14のティース12間に挿入
自在な形状に設定される。ティース位置決め部材40
が、位置決めロッド38に対向して基板26に固着され
ている。このティース位置決め部材40は、互いに隣り
合うティース12、12に当接してステータコア14の
位置決めを行う。
【0013】図2に示すように、基台32上には、第1
駆動機構28を構成する第1モータ42が設けられ、こ
の第1モータ42から水平方向に延在する駆動軸42a
に第1ボールねじ44が同軸上に連結される。第1ボー
ルねじ44は、基台32上にその両端を回転自在に支持
されるとともに、スライドベース48の一端側に設けら
れたナット部50に螺合している。スライドベース48
は、基台32上に矢印B方向に延在して互いに平行に設
けられるレール52a、52bbに沿って進退自在に配
置される。
【0014】図1および図3に示すように、スライドベ
ース48上には、第2駆動機構30を構成する第2モー
タ54が固定される。第2モータ54の駆動軸54aに
は、プーリ56が固着されており、このプーリ56に係
合するタイミングベルト58が、回転筒体60の一端に
設けられたプーリ部62に係合する。回転筒体60は、
複数のベアリング64を介してスライドベース48に回
転自在に装着されており、その大径部66に繋がる首部
分に開口部68が形成される。この開口部68から内部
に臨む支柱70の先端部には、ガイドローラ72が回転
自在に支持される。
【0015】大径部66の外周部に巻線ノズル19が固
着され、この巻線ノズル19に複数のガイドローラ76
が回転自在に配置される。巻線ノズル19には、ガイド
ローラ76を介してエナメル線Lが繰り出し自在であ
る。図1および図2に示すように、エナメル線Lは、基
台32の外方に配置されているエナメル線供給部80か
ら繰り出され、テンショナー82で所定のテンションが
付与されるとともに、回転筒体60の中央部を通った
後、ガイドローラ72を介して巻線ノズル19側に送ら
れる。
【0016】図3に示すように、回転筒体60の大径部
66の内部には、ベアリング84を介して支持筒体86
が配設され、この支持筒体86に一体的に設けられるフ
レーム部88には、スプリング90を介して基板26が
進退自在に配設される。
【0017】図4に示すように、ウイングフォーマ22
は、左側ガイド92および右側ガイド94を備える。左
側ガイド92は、先端が幅狭な板状に設定されており、
移動台95に固着されるとともに、基板26にスプリン
グ96およびガイドレール98を介して矢印C方向に進
退自在に装着される。右側ガイド94は、左側ガイド9
2と同様に、移動台99に固着されて前記基板26に対
しスプリング100およびガイドレール102を介して
矢印D方向に進退自在である。
【0018】図1および図3に示すように、スライドベ
ース48には、左側ガイド92を矢印C方向に進退させ
るための左側ガイド位置調整手段104と、右側ガイド
94を矢印D方向に進退させるための右側ガイド位置調
整手段106とが設けられる。左側ガイド位置調整手段
104は、第1位置可変モータ108を備え、この第1
位置可変モータ108の駆動軸108aに第2ボールね
じ110が連結される。第2ボールねじ110は、第1
移動体112のナット部114に螺合しており、この第
1移動体112がベアリング116を介して第1外側筒
体118を回転自在に支持する。
【0019】第1外側筒体118は、回転筒体60内に
矢印B方向に進退自在に配設されるとともに、その先端
側に第2外側筒体120が同軸的かつ回転自在に連結さ
れる。第2外側筒体120の先端部には、第1取付板1
22を介して第1押圧ローラ124が回転自在に支持さ
れ、この第1押圧ローラ124が左側ガイド92を固着
した移動台95に当接する。
【0020】右側ガイド位置調整手段106は、左側ガ
イド位置調整手段104と同様に、第2位置可変モータ
126を備え、この第2位置可変モータ126の駆動軸
126aに第3ボールねじ128が連結される。第3ボ
ールねじ128は、第2移動体130のナット部132
に螺合するとともに、この第2移動体130は、ベアリ
ング134を介して第1内側筒体136を回転自在に支
持する。第1内側筒体136は、第1外側筒体118内
に同軸的に配設され、その先端部に第2内側筒体138
が同軸的かつ回転自在に連結される。第2内側筒体13
8の先端には、第2取付板140を介して第2押圧ロー
ラ142が回転自在に支持されるとともに、この第2押
圧ローラ142が右側ガイド94を固着した移動台99
に当接する。
【0021】第2内側筒体138の内部には、フッキン
グ筒体144が配設される。このフッキング筒体144
の後端部は、筒体145に回転自在に連結され、この筒
体145がシリンダ146から延在するロッド146a
に連結された第3移動体148に回転自在に支持されて
いる。
【0022】支持筒体86には、直径方向に延在して連
結ピン149が固着され、この連結ピン149が第2外
側筒体120、第2内側筒体138およびフッキング筒
体144内に一体的に挿入されている。第2外側筒体1
20および第2内側筒体138は、支持筒体86に対し
て矢印B方向に進退自在でかつ相対回転不能に支持され
る。
【0023】巻線コイル押込機構24は、図4に示すよ
うに、左側押圧部材150と右側押圧部材152とを備
え、前記左側押圧部材150および前記右側押圧部材1
52は、それぞれスプリング154、156およびガイ
ドレール158、160を介して矢印E方向および矢印
F方向に進退自在である。左側押圧部材150および右
側押圧部材152は、先端側が互いに近接する方向に屈
曲しており、それぞれの先端部150a、152aは、
ステータコア14のティース12間に、かつ互いに2本
の前記ティース12を挟んで挿入可能である。
【0024】基台32上には、左側押圧部材150を矢
印E方向に進退させるための左側押圧手段162と、右
側押圧部材152を矢印F方向に進退させるための右側
押圧手段164とが設けられている。図1および図3に
示すように、左側押圧手段162は、支柱166上に揺
動自在に装着される第1押圧シリンダ168を備え、こ
の第1押圧シリンダ168から延在するロッド168a
の先端には、左側押圧部材150に当接自在な第1押圧
部材170が固着される。第1押圧シリンダ168は、
第1揺動シリンダ172に係着されている。
【0025】右側押圧手段164は、左側押圧手段16
2と同様に、支柱174を介して揺動自在な第2押圧シ
リンダ176を備え、この第2押圧シリンダ176から
延在するロッド176aの先端には、右側押圧部材15
2に当接自在な第2押圧部材178が固着される。第2
押圧シリンダ176には、水平方向に延在する第2揺動
シリンダ180が係着されている。
【0026】図4に示すように、基台32上には、ティ
ース位置決め機構18に直交してサイドフォーマ182
が設けられる。サイドフォーマ182は、互いに対向し
て配置される開閉シリンダ184a、184bを備え、
この開閉シリンダ184a、184bのロッド186
a、186bにリンク片188a、188bが係合す
る。リンク片188a、188bは、支点190a、1
90bを介して揺動自在であり、それぞれの端部にサイ
ドガイド192a、192bが固着される。
【0027】このように構成される巻線装置10の動作
について、本実施形態に係る巻線方法との関連で以下に
説明する。
【0028】先ず、載置機構16上にステータコア14
が載置される。このステータコア14は、電磁鋼板を複
数枚積層して、例えば、接着剤等により一体化された積
層鋼板により構成されている。ステータコア14は、載
置機構16を介して所定の角度位置に配置された後、テ
ィース位置決め機構18を構成するシリンダ36が駆動
される。このため、位置決めロッド38がステータコア
14側に変位し、そのテーパ面38aがティース12間
に挿入されてこのティース12の位置決めを行う。
【0029】位置決めロッド38に対向する位置には、
ティース位置決め部材40が配設されており、シリンダ
146の作用下にフッキング筒体144が矢印B1方向
に移動する。従って、連結ピン149を介して支持筒体
86が矢印B1方向に変位し、スプリング90の弾発力
を介しティース位置決め部材40がステータコア14の
所定のティース12に当接して前記ティース12の位置
決めを行う。
【0030】一方、サイドフォーマ182では、サイド
ガイド192a、192bが、例えば、4本のティース
12にわたりステータコア14の外周側に向かって開口
を有するように配置される(図5参照)。さらに、ウイ
ングフォーマ22を構成する左側ガイド92および右側
ガイド94がステータコア14の径方向内方に変位して
このステータコア14に対応して配置される。
【0031】すなわち、左側ガイド位置調整手段104
を構成する第1位置可変モータ108が駆動され、その
駆動軸108aに連結されている第2ボールねじ110
が所定方向に回転されると、この第2ボールねじ110
が螺合するナット部114を介して第1移動体112が
矢印B1方向に移動する。第1移動体112には、ベア
リング116を介して第1および第2外側筒体118、
120が支持されており、この第1および第2外側筒体
118、120が回転筒体60内を矢印B1方向に移動
する。
【0032】第2外側筒体120の先端には、第1取付
板122を介して第1押圧ローラ124が支持されてお
り、この第1押圧ローラ124が前記第2外側筒体12
0と一体的に矢印B1方向に移動する。これにより、左
側ガイド92がスプリング96の弾発力に抗して矢印C
1方向に移動し、この左側ガイド92は、ステータコア
14の所定のティース12間に進入する。
【0033】一方、右側ガイド位置調整手段106で
は、左側ガイド位置調整手段104と同様に、第2位置
可変モータ126の駆動作用下に第3ボールねじ128
を介して第2移動体130が矢印B1方向に移動する。
この第2移動体130に支持されている第1および第2
内側筒体136、138が矢印B1方向に移動し、この
第2内側筒体138の先端部に第2取付板140を介し
て支持されている第2押圧ローラ142が、右側ガイド
94を矢印D1方向に押圧して前記右側ガイド94が所
定のティース12間に進入する。
【0034】この状態で、第2駆動機構30を構成する
第2モータ54が駆動され、その駆動軸54aに固着さ
れたプーリ56とこのプーリ56およびプーリ部62に
一体的に架け渡されたタイミングベルト58を介して、
回転筒体60が第1外側筒体118および第1内側筒体
136と一体的に回転する。この回転筒体60には巻線
ノズル19が固定されており、前記巻線ノズル19が前
記回転筒体60と一体的に回転を開始し、サイドガイド
192a、192bの案内作用下にステータコア14の
4本のティース12にわたってエナメル線Lが巻線さ
れ、第1の巻線コイル20aが設けられる(図5参
照)。
【0035】その際、巻線ノズル19は、第1駆動機構
28を構成する第1モータ42の駆動作用下に、第1ボ
ールねじ44に螺合するナット部50を設けたスライド
ベース48と一体的に矢印B方向に変位し、第1の巻線
コイル20aを形成する。第1の巻線コイル20aが4
本のティース12に跨って設けられた後、巻線コイル押
込機構24が駆動される。
【0036】すなわち、図3に示すように、先ず、左側
押圧手段162および右側押圧手段164を構成する第
1および第2揺動シリンダ172、180が駆動され、
第1および第2押圧シリンダ168、176が退避位置
である実線の位置から二点鎖線の位置に揺動する。次い
で、第1および第2押圧シリンダ168、176が駆動
され、第1および第2押圧部材170、178が前進し
てそれぞれ左側押圧部材150および右側押圧部材15
2を矢印E1方向および矢印F1方向に押圧する。
【0037】このため、左側押圧部材150および右側
押圧部材152は、スプリング154、156の弾発力
に抗して矢印E1方向および矢印F1方向に移動し、前
記左側押圧部材150および前記右側押圧部材152の
先端部150a、152aは、ステータコア14のティ
ース12間に、かつ互いに2本の前記ティース12を挟
んで挿入される。従って、図6に示すように、第1の巻
線コイル20aのティース12間に対応する2カ所に凹
部200a、200bが押圧形成される。
【0038】凹部200a、200bが形成された後、
第1および第2押圧シリンダ168、176が滅勢され
て、左側押圧部材150および右側押圧部材152がス
プリング154、156の弾発力を介して矢印E2方向
および矢印F2方向に退動する。第1および第2押圧シ
リンダ168、176は、左側押圧手段162および右
側押圧手段164を構成する第1および第2揺動シリン
ダ172、180の作用下に二点鎖線の位置から実線の
位置に揺動する。
【0039】一方、左側ガイド位置調整手段104およ
び右側ガイド位置調整手段106が、前記とは逆方向に
駆動される。このため、第1および第2押圧ローラ12
4、142が矢印B2方向に移動し、左側ガイド92お
よび右側ガイド94は、それぞれスプリング96、10
0の弾発力を介して矢印C2方向および矢印D2方向に
移動し、ティース12の回動軌跡上から退避する。
【0040】また、ティース位置決め機構18を構成す
るシリンダ36が駆動され、位置決めロッド38が後退
して先端テーパ面38aがティース12間から離間す
る。一方、フッキング筒体144は、シリンダ146の
作用下に矢印B2方向に移動する。従って、支持筒体8
6が矢印B2方向に変位し、ティース位置決め部材40
がティース12から離間する。
【0041】この状態で、載置機構16を介してステー
タコア14が所定の角度だけ矢印A方向に回転する。具
体的には、隣り合うティース12同士の角度分だけ回動
する。そして、ティース位置決め機構18を介してステ
ータコア14が位置決め保持された後、左側ガイド位置
調整手段104および右側ガイド位置調整手段106が
再度駆動され、ウイングフォーマ22を構成する左側ガ
イド92および右側ガイド94がティース12側に進入
する。さらに、第2駆動機構30が駆動されて巻線ノズ
ル19が回転するとともに、第1駆動機構28を介して
この巻線ノズル19が矢印B方向に揺動する。これによ
り、ステータコア14には、第1の巻線コイル20aか
ら周方向(矢印G方向)に1つのティース12分だけず
れた位置に第2の巻線コイル20bが設けられる(図7
参照)。
【0042】その際、本実施形態では、第1の巻線コイ
ル20aに凹部200a、200bが押圧形成されてお
り、この凹部200aに対応して第2の巻線コイル20
bの先端側が収容される。このため、密度の高い重ね巻
線を施すことができ、この重ね巻線の占積率を有効に向
上させることが可能になるという効果が得られる。しか
も、左側押圧部材150および右側押圧部材152の押
圧作用下に巻線コイル20に凹部200a、200bを
設ける際に、前記巻線コイル20がステータコア14の
中心方向に押圧される。従って、重ね巻線の占積率の向
上が確実に図られるという利点がある。
【0043】同様に、最後の巻線コイル20nが設けら
れるまで、各巻線コイル20には、左側押圧部材150
および右側押圧部材152の押圧作用下にティース12
間に対応する2カ所に凹部200a、200bが押圧形
成され、次なる巻線コイル20の先端側が前記凹部20
0aに収容される。これにより、密度の高い重ね巻線が
施された所望のステータSTが製造されることになる
(図8参照)。
【0044】なお、本実施形態では、各巻線コイル20
が、ティース12間に対応する2カ所に凹部200a、
200bを押圧形成される。これは、巻線コイル20を
押圧する際に、この巻線コイル20に浮き上がり等が発
生することがなく、密度の高い重ね巻線を施すためであ
る。従って、巻線コイル20を確実に押圧することがで
きる場合には、巻線コイル20の先端側を収容する凹部
200aのみを設けるようしてもよい。
【0045】
【発明の効果】本発明に係る重ね巻線用ステータの巻線
方法では、ステータコアの3以上のティースに跨って巻
線コイルが設けられた後、前記巻線コイルに1以上の凹
部が形成され、1つの前記凹部に一端を臨ませて3以上
のティースに跨って次なる巻線コイルが設けられて重ね
巻線が施される。これにより、巻線コイルの凹部に次な
る巻線コイルの一端が収容されるため、密度の高い重ね
巻線を施すことができ、この重ね巻線の占積率を有効に
向上させることが可能になる。しかも、押圧部材で巻線
コイルに凹部を設ける際に、前記巻線コイルがステータ
コアの中心方向に押圧され、重ね巻線の占積率の向上が
確実に図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る重ね巻線用ステータの
巻線方法を実施するための巻線装置の概略斜視説明図で
ある。
【図2】前記巻線装置の概略側面説明図である。
【図3】前記巻線装置の断面平面説明図である。
【図4】前記巻線装置の要部拡大平面説明図である。
【図5】ステータコアに第1の巻線コイルを施す際の説
明図である。
【図6】前記第1の巻線コイルを前記ステータコアの中
心方向に押圧成形する際の説明図である。
【図7】前記ステータコアに第2の巻線コイルを施す際
の説明図である。
【図8】最後の巻線コイルが施された際の説明図であ
る。
【図9】一般的なステータの巻線状態の説明図である。
【符号の説明】
10…巻線装置 12…巻線用ティ
ース 14…ステータコア 16…載置機構 18…ティース位置決め機構 19…巻線ノズル 20、20a〜20n…巻線コイル 22…ウイングフ
ォーマ 24…巻線コイル押込機構 26…基板 28、30…駆動機構 40…ティース位
置決め部材 48…スライドベース 60…回転筒体 92…左側ガイド 94…右側ガイド 104…左側ガイド位置調整手段 106…右側ガイ
ド位置調整手段 150…左側押圧部材 152…右側押圧
部材 162…左側押圧手段 164…右側押圧
手段 200a、200b…凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−322491(JP,A) 特開 平6−351198(JP,A) 特開 平7−147755(JP,A) 特公 昭45−33613(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 15/085

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央の支持リング部から外側に向かって放
    射状に突出する複数の巻線用ティースを有するステータ
    コアにおいて、前記ティースに巻線コイルにより重ね巻
    線を施してステータを製造する方法であって、 巻線ノズルから供給される線材で、前記ステータコアの
    3以上の前記ティースに跨って巻線コイルを設ける工程
    と、 前記巻線コイルの前記ティース間に対応する少なくとも
    1カ所を、押圧部材により押圧して凹部を形成する工程
    と、 1つの前記凹部に一端を臨ませて3以上の前記ティース
    に跨って次なる巻線コイルを設ける工程と、 を有することを特徴とする重ね巻線用ステータの巻線方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の巻線方法において、前記巻
    線コイルの前記ティース間に対応する2カ所を前記押圧
    部材により押圧することにより、該巻線コイルに前記凹
    部を2つ形成することを特徴とする重ね巻線用ステータ
    の巻線方法。
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