JP3497548B2

JP3497548B2 - コイル巻線装置

Info

Publication number: JP3497548B2
Application number: JP02487194A
Authority: JP
Inventors: 耕資天野; 米雄渡辺; 昌男小島
Original assignee: Sanko Kiki Co Ltd
Current assignee: Sanko Kiki Co Ltd
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 2004-02-16
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: JPH07222410A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステータコアのスロッ
トに挿入すべきコイルを形成するためのコイル巻線装置
に関し、特に、同一スロットに挿入されるコイルのルー
プ長を巻線操作中に変更させるようにした装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ステータコアへのコイルの装
着方法の一つとして、巻線機で巻線されたコイルをコイ
ル挿入治具のブレードの所定の間隙に落とし込み、この
コイル挿入治具のブレードの先端部にステータコアを嵌
合させ、ストリッパを押し上げてコイルをブレードの隙
間からステータコアのスロットに挿入する方法が採用さ
れている。

【０００３】図４には、従来のコイル巻線機の一例が示
されている。このコイル巻線機について説明すると、ま
ず、巻線機の下方には、環状に配列された複数のブレー
ド１を有するコイル挿入治具２が設置されている。な
お、図４においては、ウェッジガイド等は省略されてい
る。

【０００４】巻線機は、上下方向に支持された支持筒３
を有し、その内部には図示しない駆動機構により上下動
する巻枠支軸４が挿通されている。この巻枠支軸４に固
定された支持板５に前方巻枠６及び後方巻枠７が対向し
て取付けられている。前方巻枠６は、コイル挿入治具２
のブレード１の先端部が挿入される間隙８を有し、前方
巻枠６の外周に巻き付けられたコイルがブレード１の所
定の間隙に落とし込まれるように配置されている。前方
巻枠６及び後方巻枠７は、支持板５を介して巻枠支軸４
と一体に上下動する。

【０００５】一方、支持筒３の外周には、電線９を繰り
出すフライヤ１０が図示しない駆動機構により回転可能
に装着されている。更に、前方巻枠６にはプッシャ１１
が挿通されており、このプッシャ１１は図示しない駆動
機構により上下動して両巻枠６、７に巻き付けられたコ
イルを下方に落とし込むようになっている。

【０００６】したがって、前方巻枠６及び後方巻枠７が
下降して、コイル挿入治具２の所定のブレード１の先端
部が、前方巻枠６の間隙８に挿入される。その状態でフ
ライヤ１０が回転し、両巻枠６、７に電線９が巻き付ら
れてコイルが形成され、プッシャ１１がそのコイルを下
方に落としてコイル挿入治具２のブレード１の所定の間
隙に挿入する。

【０００７】その後、前方巻枠６及び後方巻枠７が上昇
して、コイル挿入治具２が所定角度回転し、再び前方巻
枠６及び後方巻枠７が下降して、今度は別のブレード１
が前方巻枠６の間隙８に挿入される。そして、上記と同
じ操作を繰り返し、ブレード１の別の間隙にコイルが挿
入される。こうして、必要数のコイルのループがそれぞ
れブレード１の所定の間隙に落とし込まれた状態とな
る。

【０００８】なお、回転電機の種類によっては、前方巻
枠６及び後方巻枠７に、下方から上方に向けて順次拡径
する複数の巻段を設け、巻線時に巻枠を徐々に下降させ
ることによって、同心円状の複数のコイルを連続して形
成し、それらのコイルを順次対応するブレード１の間隙
に落とし込む方法も採用されている。

【０００９】図５には、こうしてコイル挿入治具に落と
し込まれたコイルをステータコアのスロットに挿入する
方法が示されている。図において、１はブレード、２は
コイル挿入治具、１２はブレード１の基部外周に配置さ
れたウェッジガイド、１３はブレード１及びウェッジガ
イド１２の基部を保持するホルダ、１４はストリッパ、
１５はストリッパ１４の駆動軸、１６はステータコア、
１７はコイルを表している。

【００１０】まず、同図（ａ）に示すように、コイル１
７が引き掛けられたブレード１の先端部にステータコア
１６が嵌着される。このとき、ウェッジガイド１２の上
端は、ステータコア１６の下端面に当接される。

【００１１】この状態で、同図（ｂ）に示すように、駆
動軸１５によってストリッパ１４が押し上げられる。そ
の結果、コイル１７は、ブレード１の間隙を通してステ
ータコア１６の対応するスロットに押し込まれて挿入さ
れる。なお、その際同時に、図示しないウェッジプッシ
ャにより、ウェッジガイド１２を通してウェッジがステ
ータコア１６の対応するスロットに挿入される。

【００１２】そして、同図（ｃ）に示すように、ストリ
ッパ１４がブレード１の上端に至ると、コイル１７の上
方の端部がステータコア１６の上端面から突出し、ブレ
ード１の先端から外側に抜け出す。こうしてコイル挿入
が終了すると、駆動軸１５によってストリッパ１４が下
降する。次いで、ステータコア１６をブレード１から取
り外すことによって製品を得ることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図５（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）において、Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’は、コイル１７の
下端及び上端のループのそれぞれ対向する点を表わして
いる。

【００１４】図５（ｃ）に示すように、Ａ−Ａ’のルー
プは、下端部Ａがステータコア１６の下端面より長く突
出し、上端部Ａ’がステータコア１６の上端面より短く
突出するように挿入される。逆に、Ｂ−Ｂ’のループ
は、下端部Ｂがステータコア１６の下端面より短く突出
し、上端部Ｂ’がステータコア１６の上端面より長く突
出するように挿入される。

【００１５】ステータコア１６の下端面より突出するコ
イルエンドの長さは、コイルの下端部がブレード１に引
き掛かっているのでそれ以上短くすることはできない
が、ステータコアの上端面より突出するコイルエンドの
長さは、コイルがブレード１の先端から抜けだせる長さ
であればよい。ところが、Ｂ’点のコイルエンドは、ス
テータコア１６の上端面からかなり突き出た位置にあ
る。したがって、Ｂ−Ｂ’点のコイルは、もっと短い周
長でもステータコア１６のスロットに挿入できるはずで
ある。

【００１６】一般に、ステータコア１６の端面から突出
するコイルエンドが長いほど、モータの性能は悪くなる
ことが知られている。そればかりでなく、コイルエンド
が長いと、後工程におけるコイルエンドの成形作業の手
間がかかることになる。したがって、ステータコア１６
の端面から突出するコイルエンドの長さはできるだけ短
くすることが望まれている。

【００１７】しかしながら、Ｂ−Ｂ’のコイルを短くす
るには、同一スロットに挿入するコイルの巻線操作の途
中で、巻枠の間隔を狭める必要がある。巻枠に巻段を設
けてコイルの周長を変える方法では、巻き始めた後にコ
イルの周長を段階的に長くすることは可能だが、コイル
の周長を短くすることは不可能である。そのようにすれ
ば、巻段が下方に向けて拡径されることとなり、コイル
を落とすことができなくなるからである。

【００１８】一方、特開昭６２−２７２８４６号に示さ
れるように、フライヤーの回転とは独立して巻枠支軸を
回転させ、その回転に連動するネジ機構を介して一対の
巻枠の間隔を変更できるようにした巻線装置も知られて
いる。この巻線装置では、巻線操作の途中でも巻枠の間
隔を変更できるので、上記のような要求に答えることは
可能である。しかし、この装置では、巻枠支軸をフライ
ヤーの回転とは独立して回転させ、巻枠支軸が回転して
も巻枠は固定されるような構造にする必要があるため、
装置の構造が非常に複雑化し、製造コストが高くなると
ともに、調整も難しくなる。

【００１９】したがって、本発明の目的は、同一スロッ
トに挿入するコイルの巻線操作の途中でコイルの周長を
短くすることができ、それによってステータコアに挿入
したときのコイルエンドを短くすることができるように
した、構造簡単なコイル巻線装置を提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のコイル巻線装置は、環状に配列された複数
のブレードを有するコイル挿入治具と、このコイル挿入
治具の上方に配置された前方巻枠と、この前方巻枠に対
向して配置された後方巻枠と、前記一対の巻枠に電線を
巻き付けてコイルを形成するフライヤとを備えたコイル
巻線装置において、前記後方巻枠は、前記前方巻枠側に
位置する固定部と、この固定部に所定の距離で近接離反
可能に支持された可動部と、この可動部を前記固定部に
対して離す方向に付勢する弾性手段と、前記固定部と前
記可動部との距離を一定に保つ係脱可能な可動ストッパ
と、外側から押圧されたときこの可動ストッパの係合を
外すストッパ解除部材とで構成されており、前記フライ
ヤの巻線位置が、前記後方巻枠の前記ストッパ解除手段
より下方の位置から、前記ストッパ解除手段に当たる位
置へ変更されるように、前記一対の巻枠を巻線操作中に
下降させる昇降手段が設けられていることを特徴とす
る。

【００２１】この場合、本発明の好ましい態様において
は、前記可動ストッパは、前記可動部に枢着され、その
一端が前記固定部に当接して前記固定部と前記可動部と
の距離が保たれるように、バネ付勢された第１のレバー
からなり、前記ストッパ解除部材は、同じく前記可動部
に枢着され、その一端が前記第１のレバーの他端に係合
し、その他端が前記可動部の外側に突出する第２のレバ
ーからなり、前記第２のレバーの他端を外側から押す
と、前記第２のレバーの回動に伴って前記第１のレバー
が回動し、前記第１のレバーの一端が前記固定部の当接
部から外れるように構成されている。

【００２２】本発明の更に好ましい態様においては、前
記昇降手段は、前記フライヤの回転中心に配置された巻
枠支軸と、この巻枠支軸の下端に取付けられた、前記一
対の巻枠を支持する支持板と、前記巻枠支軸を軸方向に
移動させる手段とで構成されている。

【００２３】

【作用】本発明においては、コイルの巻線操作の開始時
には、フライヤの巻線位置は、後方巻枠のストッパ解除
手段より下方の位置に設定される。その位置でフライヤ
が回転して前方巻枠及び後方巻枠の外周に巻線が施さ
れ、コイルが途中まで形成される。このコイルは、下方
に配置されたコイル挿入治具のブレードの所定の間隙に
順次落とされる。

【００２４】そして、この巻線の途中で、前方巻枠及び
後方巻枠が下降し、フライヤの巻線位置が、後方巻枠の
ストッパ解除手段に当たる位置へ変更される。その結
果、ストッパ解除手段が巻線によって押圧され、可動ス
トッパの係合が外れて、後方巻枠を構成する可動部が、
弾性手段に抗して固定部に近接するように移動する。そ
の結果、前方巻枠及び後方巻枠の外周に巻き付けられる
コイルの周長が巻線の途中から短くなる。

【００２５】こうして、ステータコアの所定のスロット
に挿入されるべきコイルの形成に際して、巻線の前半は
コイルの周長が長く、巻線の後半はコイルの周長が短く
なるように形成することが可能となる。そして、このコ
イルをコイル挿入装置によってステータコアのスロット
に押し込むと、図３に示されるように、ステータコアの
端面から突出するコイルエンドを短くすることができ
る。それによって、最終的に製造されるモータ等の性能
が向上すると共に、コイルエンドの成形作業も容易にな
る。

【００２６】

【実施例】図１、２は、本発明によるコイル巻線装置の
一実施例の要部を示し、図１は可動ストッパが係合した
状態、図２は可動ストッパの係合が解除された状態を示
している。

【００２７】図において、２１は巻枠支軸であり、図示
しないフライヤ回転筒の中心に配置されている。巻枠支
軸２１の下端には支持板２２が固着されている。支持板
２２には、前方巻枠２３と後方巻枠２４が取付けられて
いる。前方巻枠２３は、支持板２２に実質的に固定され
ており、図示しないコイル挿入治具のブレードが下方か
ら挿入される溝２５を有している。

【００２８】後方巻枠２４は、前方巻枠２３側に配置さ
れた固定部２６と、この固定部２６に対して近接離反可
能に支持された可動部２７とで構成されている。固定部
２６は、支持板２２のガイドレール２８に嵌合して、前
方巻枠２３に向けてスライド可能に支持されたスライダ
２６ａと、このスライダ２６ａの下方に連接された板２
６ｂとで構成されている。

【００２９】スライダ２６ａには、支持板２２に取付け
られた軸受２９に挿入支持されたネジ３０が螺合して挿
通されており、このネジ３０の端部に設けられたアダプ
タ３１に、図示しない駆動装置の回転軸の端部を押し付
けて回すことによりネジ３０を回転させると、後方巻枠
２４が前方巻枠２３に対して移動するようになってい
る。これは、ステータコアの厚さに応じて前方巻枠２３
と後方巻枠２４との間隔を変更し、コイルの周長を変化
させるためである。なお、フライヤが回転するときに
は、上記のような駆動装置の回転軸は退避させなければ
ならないので、この機構では巻線の途中に前方巻枠２３
と後方巻枠２４との間隔を変更することはできない。

【００３０】固定部２６には、ガイド棒３２が取付けら
れており、このガイド棒３２に可動部２７がスライド可
能に支持されている。そして、固定部２６と可動部２７
との間には、本発明における弾性手段としての圧縮コイ
ルバネ４０が介装され、可動部２７を固定部２６から常
時離す方向にバネ付勢している。ただし、ガイド棒３２
の取付け部２６ｄと、固定部２６に挿入されたストッパ
ネジ２６ｅによって、可動部２７の可動範囲は規制され
ている。

【００３１】可動部２７には、Ｌ字状をなす第１のレバ
ー３３が軸３４によって枢着されている。図１の状態で
は、第１のレバー３３の一端３３ａが固定部２６に当接
し、可動部２７がそれ以上固定部２６に近接しないよう
に距離を保っている。この状態を維持すべく、第１のレ
バー３３の一端３３ａと可動部２７との間には、引張り
コイルバネ３５が装着されている。なお、第１のレバー
３３が引張りコイルバネ３５に抗して回動すると、図２
に示すように、第１のレバー３３の一端３３ａが固定部
２６に形成された孔２６ｃに入るようになっている。

【００３２】また、可動部２７には、同じくＬ字状をな
す第２のレバー３６が軸３７によって枢着されている。
第２のレバー３６の一端３６ａは、第１のレバー３３の
他端３３ｂに係合している。更に、第２のレバー３６の
他端３６ｂは、第１のレバー３３の他端３３ｂの、コイ
ルバネ３５による押圧力と、第２のレバー３６の他端３
６ｂに装着された圧縮コイルバネ３８の付勢力とによっ
て、可動部２７の背面側に突出している。

【００３３】したがって、第２のレバー３６の他端３６
ｂの突出部分を外方から押すと、第２のレバー３６が上
記スプリング３８に抗して回動し、その一端３６ａが第
１のレバー３３の他端３３ｂを押して、第１のレバー３
３がスプリング３５に抗して回動する。その結果、第１
のレバー３３の一端３３ａが固定部２６に形成された孔
２６ｃに入り、可動部２７が上記押圧力によって固定部
２６に近接するように移動し、図２に示すような状態と
なる。上記第１のレバー３３が本発明における可動スト
ッパをなし、上記第２のレバー３６が本発明におけるス
トッパ解除部材をなしている。

【００３４】なお、巻枠支軸２１は、図示しない移動手
段によって軸方向に移動し、それに伴って一対の巻枠２
３、２４が昇降動作をするようになっている。この巻枠
支軸２１を軸方向に移動させる構造としては、従来より
この種の巻線装置に採用されている構造、例えば前記特
開昭６２−２７２８４６号に記載された構造を用いるこ
とができるので、その説明を省略する。

【００３５】次に、この巻線装置の作用について説明す
ると、下方に図示しないコイル挿入治具が配置され、巻
枠支軸２１が下降して一対の巻枠２３、２４が下降し、
前方の巻枠２３の溝２５にコイル挿入治具の所定のブレ
ードが挿入される。この状態で図示しないフライヤが回
転して巻線が開始されるが、そのとき、フライヤによる
巻線位置は、電線が後方巻枠２４の第２のレバー３６の
他端３６ｂに当接しない位置、すなわち図１中のライン
Ｌ₁ に設定されている。

【００３６】こうして図示しないフライヤが回転して前
方巻枠２３及び後方巻枠２４の外周に電線が巻き付けら
れてコイルが形成され、このコイルは図示しないコイル
挿入治具のブレードの所定の間隙に順次落とされる。な
お、このとき可動部２７の第１のレバー３３の一端３３
ａが後方巻枠２４の固定部２６に当接しているので、固
定部２６と可動部２７との距離は一定に保たれる。

【００３７】そして、コイルが半分くらい形成される
と、巻線操作の途中で巻枠支軸２１が更に下降して一対
の巻枠２３、２４が更に下降し、フライヤによる巻線位
置が、電線が後方巻枠２４の第２のレバー３６の他端３
６ｂに当接する位置、すなわち図２中のラインＬ₂ に移
動する。

【００３８】その結果、第２のレバー３６の他端３６ｂ
が巻線によって押圧され、コイルバネ３８に抗して第２
のレバー３６が回動する。更に、第２のレバー３６の一
端３６ａが第１のレバー３３の他端を押して、第１のレ
バー３３がコイルバネ３５に抗して回動する。このた
め、図２に示すように、第１のレバ３３の一端３３ａが
固定部２６の孔２６ｃに挿入され、可動部２７がコイル
バネ４０に抗して固定部２６に近接するように移動す
る。こうして後方巻枠２４の可動部２７が前方巻枠２３
に近付くので、前方巻枠２３及び後方巻枠２４に巻き付
けられるコイルの周長が短くなる。

【００３９】フライヤが所定回数回転して目的とするコ
イルが形成されると、フライヤの回転が停止し、図示し
ないプッシャによってコイルがコイル挿入装置のブレー
ドの所定の間隙に落とし込まれる。こうして得られたコ
イルは、ブレードに引き掛けられた状態で下半部の周長
は長く、上半部の周長は短く形成されている。

【００４０】次に、こうして得られたコイルをステータ
コアのスロットに挿入したときの状態について図３を参
照して説明する。

【００４１】図３の装置は、既に説明した図５に示した
装置と全く同じであり、同図（ａ）はコイルをステータ
コアのスロットに挿入する前の状態、同図（ｂ）はコイ
ルをステータコアのスロットに途中まで挿入した状態、
同図（ｃ）はコイルをステータコアのスロットに完全に
挿入した状態を示している。なお、この工程は、図５で
説明した工程と全く同じであるから、その説明を省略す
ることにする。

【００４２】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、Ａ
−Ａ’、Ｂ−Ｂ’は、コイル１７の下端及び上端のルー
プのそれぞれ対向する点を表わしている。本発明では、
コイル挿入治具２のブレード１にコイル１７が引き掛け
られた状態で、下半部にあるＡ−Ａ’のループの周長に
比べて、上半部にあるＢ−Ｂ’のループの周長の方がや
や短くなっている。

【００４３】このコイル１７をステータコア１６のスロ
ットに挿入すると、同図（ｃ）に示すように、Ａ−Ａ’
のループは、その下端部Ａがステータコア１６の下端面
から長く突出し、その上端部Ａ’がステータコア１６の
上端面から短く突出した状態となる。一方、Ｂ−Ｂ’の
ループは、その下端部Ｂがステータコア１６の下端面か
ら短く突出しているが、全体の周長が短くされているの
で、その上端部Ｂ’においてもステータコア１６の上端
面から短く突出した状態となる。

【００４４】このように、本発明の巻線装置で形成した
コイルを挿入すると、ステータコア１６の上端面から突
出するコイルエンドを全体的に短くすることができる。
その結果、このステータコア１６を用いて作られるモー
タ等の回転電気機械の性能を向上させることができるば
かりでなく、後の工程におけるコイルエンドの成形作業
も容易になる。

【００４５】なお、Ａ−Ａ’のループの周長に比べて、
Ｂ−Ｂ’のループの周長をどれだけ短くするか、言い換
えると、巻線操作の途中で後方巻枠２４の可動部２７を
固定部２６にどれだけ近付けるかは、コイルの上半部の
ループがステータコア１６のスロットに挿入でき、その
ループの上端部がブレード１の先端から抜けだせる範囲
で定められる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的簡単な構造で、ステータコアの同一のスロットに
挿入されるべきコイルの周長が、巻線の途中から短くな
るように巻線することができる。こうして得られたコイ
ルをステータコアのスロットに挿入すると、ステータコ
アの端面から突出するコイルエンドを短くすることがで
き、それによって、最終的に製造されるモータ等の性能
が向上すると共に、コイルエンドの成形作業も容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコイル巻線装置の一実施例であっ
て、可動ストッパが係合した状態を示す要部断面図であ
る。

【図２】同実施例であって、可動ストッパの係合が解除
された状態を示す要部断面図である。

【図３】本発明の巻線装置で得られたコイルをステータ
コアのスロットに挿入する工程を示す説明図である。

【図４】従来のコイル巻線機の一例を示す正面断面図で
ある。

【図５】従来のコイル巻線装置で得られたコイルをステ
ータコアのスロットに挿入する工程を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ブレード２コイル挿入治具１６ステータコア１７コイル２１巻枠支軸２２支持板２３前方巻枠２４後方巻枠２６固定部２７可動部３２ガイド棒３３第１のレバー３５引張りコイルバネ３６第２のレバー３８圧縮コイルバネ４０圧縮コイルバネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−15150（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−112766（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−65401（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 15/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】環状に配列された複数のブレードを有す
るコイル挿入治具と、このコイル挿入治具の上方に配置
された前方巻枠と、この前方巻枠に対向して配置された
後方巻枠と、前記一対の巻枠に電線を巻き付けてコイル
を形成するフライヤとを備えたコイル巻線装置におい
て、前記後方巻枠は、前記前方巻枠側に位置する固定部と、
この固定部に所定の距離で近接離反可能に支持された可
動部と、この可動部を前記固定部に対して離す方向に付
勢する弾性手段と、前記固定部と前記可動部との距離を
一定に保つ係脱可能な可動ストッパと、外側から押圧さ
れたときこの可動ストッパの係合を外すストッパ解除部
材とで構成されており、前記フライヤの巻線位置が、前記後方巻枠の前記ストッ
パ解除手段より下方の位置から、前記ストッパ解除手段
に当たる位置へ変更されるように、前記一対の巻枠を巻
線操作中に下降させる昇降手段が設けられていることを
特徴とするコイル巻線装置。
【請求項２】前記可動ストッパは、前記可動部に枢着
され、その一端が前記固定部に当接して前記固定部と前
記可動部との距離が保たれるように、バネ付勢された第
１のレバーからなり、前記ストッパ解除部材は、同じく前記可動部に枢着さ
れ、その一端が前記第１のレバーの他端に係合し、その
他端が前記可動部の外側に突出する第２のレバーからな
り、前記第２のレバーの他端を外側から押すと、前記第２の
レバーの回動に伴って前記第１のレバーが回動し、前記
第１のレバーの一端が前記固定部の当接部から外れるよ
うに構成されている請求項１記載のコイル巻線装置。
【請求項３】前記昇降手段は、前記フライヤの回転中
心に配置された巻枠支軸と、この巻枠支軸の下端に取付
けられた、前記一対の巻枠を支持する支持板と、前記巻
枠支軸を軸方向に移動させる手段とで構成されている請
求項１又は２記載のコイル巻線装置。