JP3863010B2 - Stator manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、家庭用電気製品や自動車等に使用されるモータの固定子の製造方法及び製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の固定子の製造方法及び製造装置として、コイル巻線機の巻枠に螺旋状に巻線されたコイルを、同一円周状に所定の間隔をおいて植設した複数のブレードを有するコイル挿入治具に預けた後、上記コイル挿入治具に装着された固定子の所定のスロットに挿入して移し換える方法及び装置が広く用いられている。
図13は、従来から用いられている周知のコイル挿入治具40に、図示しないコイル巻線機により巻線された複数組の1周目,2周目,3周目,4周目,5周目のコイル10a,10b,10c,10d,10eをそれぞれ複数のブレード41間に預けた状態を模式的に示す正面図であり、1周目〜5周目のコイル10a〜10eの周長はすべて同一になっていた。
この状態で、コイル挿入治具40の外周部に設けたウエッジガイド44の上部に固定子1を装着し、ストリッパ43を上昇させて1周目〜5周目のコイル10a〜10eを所定のスロット1a間に挿入する。図14は、スロット1a内のコイル挿入状態を示すもので、スロット外径側から内径側に向かって順次5周目〜1周目のコイル10e〜10aが位置している。
【0003】
このような固定子の製造装置を用いて、複数組例えば3相のコイルを順次所定のスロットに挿入するようにした8極の固定子を製造した場合には、コイル挿入治具40に預けられた8組の1相目のコイル11(いずれも1周目〜5周目のコイル11a〜11eからなる)がまず所定のスロットにそれぞれ挿入される(図15及び図16参照)。
この状態では挿入された1相目のコイル11が、次のコイル挿入用のスロットを塞いでいるので、1相目のコイル11のコイルエンドをスロット外径側へ図17及び図18に示すように拡張成形した後、図19に示すように2相目のコイル12が所定のスロットに挿入され、同様に2相目のコイル12のコイルエンドを拡張成形した後、図示しない3相目のコイルが残りのスロットに挿入される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の固定子の製造方法及び製造装置にあっては、各相のコイル周長を、そのコイルの挿入及び成形に際して最も長いコイルを必要とする部位に合わせて1周目から5周目まで全て同一の長さに巻線されていた。そのため、最初に挿入される1相目のコイル11では、図16に示すように、スロット内径側に挿入された1周目のコイル11aとスロット外径側に挿入された5周目のコイル11eは同一の長さを有していた。
したがって、この1相目のコイル11のコイルエンドを成形した図17及び図18に示す状態では、スロット内径側の1周目のコイル11aのコイルエンドを拡張成形して、2相目のコイル12が挿入されるスロットを開放させた状態では、スロット外径側の5周目のコイル11eは必要以上にスロット外径側に膨出して弛緩状態になっていた。
【0005】
また、先に挿入された1相目のコイル11を跨ぐように挿入される2相目のコイル12も、図19に示すように、スロット内径側の1周目のコイル12aとスロット外径側の5周目のコイル12eの周長が同一であった。ところが、先に挿入され且つ成形された1相目のコイル11は、スロット内径側が低くスロット外径側が高くなっているため、1相目のコイル11を跨いで成形される2相目のコイル12は、スロット外径側の5周目のコイル12eに合わせた周長を持つスロット内径側の1周目のコイル12aが弛緩状態になっていた。
なお、図示は省略するが、先に挿入及び成形された1相目及び2相目のコイル11,12を共に跨いで最後に挿入される3相目のコイルについても2相目のコイル12と同様に、スロット外径側の5周目のコイルに合わせた周長を持つスロット内径側の1周目のコイルが弛緩状態になっていた。
【0006】
このように、従来の固定子の製造方法及び製造装置では、スロットに挿入されるコイルの周長を、コイルの挿入及び成形に際して最も長さを必要とする部位に合わせてすべて同一に設定していたため、挿入するスロットの部位によっては必要以上の長さのコイルが挿入されていたことになり、コイルエンドの寸法が大きくなって固定子が大形化すると同時に、余分な銅損が発生してモータの効率が低下するという問題点があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、スロットの挿入部位に応じてコイル長さを1巻き毎に任意に設定することにより、合計した固定子全体のコイル長さを短くしてモータをコンパクト化すると共に銅損を減少させ、モータの効率を向上させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、複数の極からなる複数相のコイルを複数回に分割して固定子の所定のスロットに順次挿入する固定子の製造方法であって、上記固定子のスロットに挿入される各相のコイルを、該コイルの巻数に応じた数の段差を形成した巻き枠を使用して、そのコイルが挿入されるスロットの径方向の部位に応じて1巻き毎にその周長を順次変えて巻線する固定子の製造方法を提供するものである。
そして、上記の固定子の製造方法において、最初に挿入される1相目のコイルは、そのコイルが挿入されるスロット内径側のコイルの周長を、スロット外径側のコイルの周長より長くし、2回目以降に挿入される2相目以降のコイルは、そのコイルが挿入されるスロット内径側のコイルの周長を、スロット外径側のコイルの周長より短くするのが好ましい。
【0008】
また、この発明による固定子の製造装置は、旋回するフライヤから供給されるワイヤを順次下降する巻枠に螺旋状に巻き付けて形成される複数周のコイルを、コイル挿入治具を介して固定子の所定のスロットに挿入するようにした固定子の製造装置において、上記巻枠を固定巻枠と可動巻枠とから構成し、この可動巻枠に、上記固定巻枠からの距離がそれぞれ可変な複数の可動枠と、これらの複数の可動枠をそれぞれ駆動可能な駆動手段とを設け、その駆動手段が、上記巻枠の軸心に所定角度回動可能に設けたカム軸と、このカム軸に固定され上記複数の可動枠をそれぞれ上記固定巻枠から遠ざける方向へ駆動可能な複数のカムと、上記複数の可動枠をそれぞれ上記固定巻枠に近付ける方向へ付勢する付勢手段とからなるものである。
【0009】
さらに、上記の固定子の製造装置において、上記複数のカムは、外形が同一で軸孔の位置のみが異なるのがよく、外形が長円形であり、その軸孔の位置は上記複数のカムの長軸方向に沿ってそれぞれ異なるのが好ましい。
また、上記の固定子の製造装置において、上記複数の可動枠は、巻枠固定部に摺動可能に装着した複数のガイド部材を介して上記複数のカムに当接するようにするのがよく、上記複数のガイド部材は、それぞれ同一の形状であるようにするとさらによい。
この発明は上記のように構成することにより、その固定子の製造方法においては、固定子に挿入される合計のコイル長さを短くして銅損を減少させると共に、コイルエンドをコンパクトにすることが可能になる。
また、この発明による固定子の製造装置においては、簡単な構成で1巻き毎のコイル周長を複数のパターンに亘って変化させることが可能になると共に、巻枠に巻き付けたコイルをコイル挿入治具に預ける際には、各可動枠を縮退させることによりコイルを弛緩させて預け易くすることが可能になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、この発明による固定子の製造装置の一実施形態を模式的に示す正面図、図2は、そのコイル巻線機の巻枠の構成を示す図3のX−X線に沿う縦断面図、図3は、その下面図、図4は、その巻枠に段差を付けた状態の一例を示す縦断面図、図5は、その下面図、図6は、巻枠に段差を付けた状態の他の例を示す縦断面図、図7は、そのコイル巻線状状態を模式的に示す正面図である。
この固定子の製造装置は、図1に示すように、コイル巻線機20とコイル挿入治具40とからなり、コイル巻線機20は、巻枠30と、この巻枠30を保持して上下に移動可能な支持板21と、支持板21に上下に摺動可能に装着された複数のコイル落とし22と、コイル落とし22の下端部に固設され巻枠30に形成した複数の溝の内部を上下に移動することにより、巻枠30に巻線されたコイルを下方に放出する押板23とを有している。
【0011】
これらの外側には、コイルを形成する複数本のワイヤ2(図1では10本の帯状のもを示している)を挿通したフライヤ24が回転自在に設けてあり、このフライヤ24が高速で巻枠30の回りを旋回することにより、下降する巻枠30にワイヤ2を螺旋状に巻き付けることができる。
コイル巻線機20の下方には、巻線されたコイルを受け取ってそのまま固定子に挿入可能な従来から周知のコイル挿入治具40を配設している。このコイル挿入治具40は、コイルを挿入しようとする固定子1の内歯に対応して、同一円周上に所定の間隔をおいて交互に固定ブレードと可動ブレードからなる複数本のブレード41を配設し、固定,可動両ブレードの基部をそれぞれブレードベース42及びストリッパ43の外周部に設けた複数の溝部42a,43aに固設しており、その外周部をウエッジガイド44がウエッジガイドケース45に保持されてブレード41を囲繞している。
【0012】
ここで、この実施形態の主要部を構成する巻枠30について図2及び図3を参照して説明する。この巻枠30は、上下に移動可能な支持板21と、支持板21に固設された固定巻枠31と、この固定巻枠31との間隔を各巻段毎に調整し得る可動巻枠32とで構成し、螺旋状に巻線されたコイルの周長をそれぞれ任意に変更し得るようになっている。そして、これらの固定,可動両巻枠31,32の最上部には台座31a,32eをそれぞれ一体に設け、固定巻枠31には、コイル挿入治具40のブレード41及びウエッジガイド44が挿通するための間隙部31bを形成し、可動巻枠32の台座32eの固定巻枠31側には、巻枠固定部である基板部32fを垂設している。
【0013】
可動巻枠32は、下部側から第1,第2,第3,第4の可動枠32a,32b,32c,32dが互いに積層して相対移動可能に設けてある。これら第1〜第4の可動枠32a〜32dは、台座32eの基板部32fを挿通して水平方向に摺動可能な一対のガイド軸33,33を一体に突設し、その先端側にはガイド軸33と共にガイド部材を構成するガイド板34を固設している。そして、ガイド板34と基板部32fとの間にそれぞれ圧縮スプリング35を係着し、ガイド部材を介してそれと一体の第1〜第4の可動枠32a〜32dを固定巻枠31の方向へ付勢している。
【0014】
巻枠30の軸心Aには、巻枠30の上下方向の移動に同動し、軸心Aの回りに180度回動可能なカム軸36を設け、第1〜第4の可動枠32a〜32dに対応してカム軸36に長円形の第1〜第4のカム37a〜37dを一体的に固設している。そして、図2及び図3に示す状態からカム軸36を所定方向(図3で時計方向)に90度回動させることにより、第1〜第4の可動枠32a〜32dをそれぞれ圧縮スプリング35の付勢力に抗して外方へ駆動し、図4に示すように、可動巻枠32に段差を形成する。
また、図4及び図5に示す状態からカム軸36を反対方向に90度回動させると、第1〜第4のカム37a〜37dによるそれぞれのガイド板34の押圧が解除され、圧縮スプリング35の付勢力により各ガイド板34がそれぞれ第1〜第4の可動枠32a〜32dを伴って図2及び図3に示す縮退状態に復帰する。
【0015】
これまで述べた実施形態では、可動巻枠32の第1の可動枠32aを第1のカム37aによりガイド板34を介して最大に偏倚させ、第2,第3の可動枠32b,32cの偏倚量を順次減少させ、第4の可動枠32dを最小距離偏倚させるようにしたが、図6は、第1〜第4の可動枠32a〜32dの偏倚量を変更した他の例を示す縦断面図である。
この場合は、カム軸36を図4及び図5と反対の方向に90度回動させればよく、その切換えはきわめて容易である。
【0016】
なお、可動巻枠32の変形例はこれらに限定されるものではなく、カムの配列を変更することにより、同一の巻枠を用いてさらに数多くのパターンの組み合わせを実現させることが可能になる。
このとき、第1〜第4のカムの外形をいずれも同一の長円形として、カム軸に嵌合する軸孔の長軸方向の位置のみを異ならせるようにすると共に、第1〜第4の可動枠に突設するガイド軸及びガイド板からなるガイド部材及びこのガイド部材を介して第1〜第4の可動枠をそれぞれ第1〜第4のカムの方向へ付勢する圧縮スプリングの形状もすべて同一であるようにすれば、巻枠を構成する部品の生産性をきわめて良好にすることができる。
【0017】
次に、上記のようなコイル巻線機20及びコイル挿入治具40を有する固定子の製造装置を用いた固定子の製造方法を図7を参照して説明する。
図7は、図1に示したコイル巻線機20によるコイル巻線状態を模式的に示す正面図である。巻枠30の軸心Aの回りにフライヤ24を高速で旋回させ、その下端部から複数本(例えば10本)の銅線を帯状に配設したワイヤ2を、図1に示す上昇位置から図7に示す下降位置まで移動する巻枠30の固定巻枠31と可動巻枠32との間に巻線する。これにより、可動巻枠32の第1〜第4の可動枠32a〜32dと固定巻枠31との間に、図7に示すように、1周目から5周目までのコイル10a〜10eが形成される。このとき、1周目のコイル10aの周長は最大になり、2周目,3周目,4周目のコイル10b,10c,10dの周長は順次減少して5周目のコイル10eの周長が最小になる。
同時に、下降した固定巻枠31の間隙部31b内に、コイル挿入治具40のブレード41の上部が挿入された状態となる。
【0018】
この図7に示すコイル巻線終了状態で、カム軸36(図1参照)を90度逆転させて第1〜第4のカム37a〜37dによる各ガイド板34の押圧を解除すると、圧縮スプリング35の付勢力により第1〜第4の可動枠32a〜32dがそれぞれ内径側に縮退して図2及び図3に示す状態となり、可動巻枠32の段部がなくなって各可動枠に巻き付けられた1周目〜5周目のコイル10a〜10eが弛緩状態になる。
巻枠30をこの状態にして、図7に示すコイル落とし22を下降させると、その下端部に固定された押板23が5周目〜1周目までのコイル10e〜10aをそれぞれ下方に放出し、1周目のコイル10aがコイル挿入治具40のストリッパ43の上部に当接して停止し、1周目〜5周目のコイル10a〜10eが所定のブレード間に預けられて図13に示した状態と同様の状態となる。しかし、この実施形態では図7に示すように1周目のコイル10aの周長が最大で5周目のコイル10eの周長が最小である点が図13と相違している。
【0019】
このように、コイル挿入治具40に1周目〜5周目のコイル10a〜10eを預けた後、そのコイルを挿入すべき複数のスロットを有する固定子1を図13に示したように、複数のウエッジガイド44の上部に固定し、ストリッパ43を上昇させると、1周目〜5周目のコイル10a〜10eがストリッパ43の上面に押されて固定子1のスロット内にそれぞれ挿入される。
このとき、固定子1の所定のスロット1aに挿入されるコイルは、図14ですでに説明したように、スロット1aの外径側にまず5周目のコイル10eが挿入された後、内径方向に順次4周目,3周目,2周目のコイル10d,10c,10bが挿入され、もっとも内径側、すなわちスロット1aの入口側に1周目のコイル10aが挿入される。この場合、1周目のコイル10aの周長が最大であり、5周目のコイル10eの周長が最小であるため、固定子1の所定のスロット1aに挿入されたコイルのスロット内径側に挿入された1周目のコイル10aの周長が最大、スロット外径側に挿入された5周目のコイル10eの周長が最小となる。
一方、図6に示したように、可動巻枠32の第4の可動枠32dの偏倚量が最大で第1の可動枠32aの偏倚量が最小である場合には、固定子の所定のスロットの外径側に挿入された5周目のコイル10eの周長が最大でスロット内径側に挿入された1周目のコイル10aの周長が最小となる。
【0020】
ここで、コイルを複数回に分けて挿入する固定子において、1回目に挿入される1相目のコイル11は、前述したように、スロット内径側に挿入される1周目のコイル11aの周長が、スロット外径側に挿入される5周目のコイル11eの周長より長いことが要求される。そのため、図1〜図5に示すように、コイル巻線機20の第1の可動枠32aの偏倚量が最大で第4の可動枠32dの偏倚量が最小となるように、第1〜第4のカム37a〜37dを有するカム軸36を用いる。
また、次に挿入される2相目のコイル12は、前述したように、スロット内径側に挿入される1周目のコイル12aの周長が、スロット外径側に挿入される5周目のコイル12eの周長より短いことが要求される。そのため、図6に示すように、カム軸36を図2及び図3に示す状態から図4及び図5と反対方向に90度回動させることにより、コイル巻線機20の第1の可動枠32aの偏倚量が最小で第4の可動枠32dの偏倚量が最大となるように駆動することができる。
【0021】
図8及び図9は、第1の可動枠32aの偏倚量が最大で第4の可動枠32dの偏倚量が最小に設定した巻枠30を用いて巻線した1相目のコイル11を固定子1の所定のスロットに挿入した状態を示す平面図及び側断面図である。挿入された1相目のコイル11は、図9に示すように、スロット内径側に挿入された1周目のコイル11aの周長が最大で、スロット外径側に挿入された5周目のコイル11eの周長が最小となっている。
この状態から2相目以降のコイルを挿入するスロットを開放するため、1相目のコイル11のコイルエンドをスロット外径側に拡張成形すると、図10及び図11に示すように、スロット外径側の5周目のコイル11eは周長が短くても拡張成形が可能であり、これにより1周目から5周目までの合計した1相目のコイル長さを短くすることができる。
【0022】
次に、固定子1の開放されたスロットに2相目のコイル12を挿入する場合には、スロット内径側の1周目のコイル12aの周長が最小でスロット外径側の5周目のコイル12eの周長が最大のコイルを挿入する。図12は、1相目のコイル11を拡張成形した後に2相目のコイル12を所定のスロットに挿入した状態を示す断面図である。この状態では、2相目のコイル12が3相目のコイルが挿入されるスロットを塞いでいるので、そのコイルエンドもスロット外径側へ拡張成形する。このとき、2相目のコイル12は先に挿入されて拡張成形された1相目のコイル11を跨ぐ必要があるが、この1相目のコイル11は、図12から分かるように、内径側が低く外径側が高くなっているため、今回拡張成形される2相目のコイル12の内径側の1周目のコイル12aは周長の短いもので差支えない。その結果、この2相目のコイル12も合計したコイル長さを短くすることができる。
【0023】
さらに、図示は省略するが、最後に残りのスロットに挿入される3相目のコイルは、1相目及び2相目のコイル11,12と共に、そのコイルエンドが製品として必要な形に成形される。このとき、3相目のコイルは1相目及び2相目のコイル11,12を共に跨ぐ必要があるので、この3相目のコイルも2相目のコイル12と同様に、スロット内径側の1周目のコイルを短かくスロット外径側のコイルを長くすることにより合計した3相目のコイル長さを短くするのが好ましい。
このように、固定子に挿入する各相のコイルを、挿入する順序や成形する形状に応じて1巻き毎にその周長を必要最小限とすることにより、各相を合計したコイル長さを短くし、銅損を減少させて特性に優れ、且つコイルエンドの形成が小さな固定子の製造が可能になる。
なお、上記の実施形態においては、この発明を8個の極からなり3相のコイルを3回に分割して固定子のスロットに挿入する場合について説明したが、この発明はそれに限るものではなく、任意の複数極からなる複数相のコイルを複数回に分けてスロットに挿入する固定子の製造に実施することが可能である。また、この発明は、巻枠が回転してワイヤを巻き取ってコイルを形成する巻線機にも何等不都合なく実施することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば以下に記載する効果を奏する。
請求項1記載の固定子の製造方法によれば、固定子に挿入される各相のコイルを、それが挿入されるスロットの径方向の部位に応じて1巻き毎に必要最小限の長さに巻線することができ、合計のコイル長さを短くして銅損を減少させると共に、コイルエンドを小さくして固定子を小形化することが可能になる。
請求項2記載の固定子の製造方法によれば、最初に挿入される1相目のコイルの合計したコイル長さを短くし、拡張成形した場合のスロット外径側のコイルの弛緩を防止することができる。
請求項3記載の固定子の製造方法によれば、2回目以降に挿入される2相目以降のスロット内径側のコイル周長を短くして合計したコイル長さの短縮を計ることが可能になる。
【0025】
請求項4記載の固定子の製造装置によれば、きわめて簡単な構成で複数の可動枠を駆動することができ、コイルの周長を1巻き毎に任意に設定することができるので、合計したコイル長さを短くして性能の向上を図ることが可能になる。
請求項5記載の固定子の製造装置によれば、可動巻枠の複数の可動枠をそれぞれ駆動する複数のカムの外径を同一にしたので、安価に生産することができる。
請求項6記載の固定子の製造装置によれば、上記の複数のカムの外径を長円形とし、その軸孔の位置をその長軸方向に沿った位置としたので、一見してその駆動量を知ることができる。
請求項7記載の固定子の製造装置によれば、複数の可動枠は、巻枠固定部に摺動可能に装着した複数のガイド部材を介して複数のカムに当接するようにしたので、各可動枠の移動を円滑にすることが可能になる。
請求項8記載の固定子の製造装置によれば、上記複数のガイド部材をそれぞれ同一の形状としたので、部品構成の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を模式的に示す正面図である。
【図2】同じくそのコイル巻線機の巻枠の構成を示す図3のX―X線に沿う縦断面図である。
【図3】同じくその下面図である。
【図4】同じくその巻枠に段差を付けた状態の一例を示す縦断面図である。
【図5】同じくその下面図である。
【図6】同じくそのその巻枠に段差を付けた状態の他の例を示す縦断面図である。
【図7】同じくそのコイル巻線状態を模式的に示す正面図である。
【図8】1相目のコイルを挿入した状態を示す固定子の正面図である。
【図9】同じくその側断面図である。
【図10】1相目のコイルを拡張成形した状態を示す固定子の平面図である。
【図11】同じくその側断面図である。
【図12】2相目のコイルを挿入した状態を示す側断面図である。
【図13】従来から用いられている固定子の製造方法により巻線されたコイルをコイル挿入治具に預けた状態を模式的に示す正面図である。
【図14】同じくそのスロット内のコイル挿入状態を示す断面図である。
【図15】同じく1相目のコイルを挿入した状態を示す固定子の平面図である。
【図16】同じくその側断面図である。
【図17】同じく1相目のコイルを拡張成形した状態を示す固定子の平面図である。
【図18】同じくその側断面図である。
【図19】同じく2相目のコイルを挿入した状態を示す固定子の側断面図である。
【符号の説明】
1:固定子 2:ワイヤ
10a〜10e:1周目〜5周目のコイル
11a〜11e:1相目の1周目〜5周目のコイル
12a〜12e:2相目の1周目〜5周目のコイル
20:コイル巻線機 22:コイル落とし
24:フライヤ 30:巻枠
31:固定巻枠 32:可動巻枠
32a〜32d:第1〜第4の可動枠
32e:台座 32f:基板部
33:ガイド軸 34:ガイド板
35:圧縮スプリング 36:カム軸
37a〜37d:第1〜第4のカム
40:コイル挿入治具 41:ブレード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a stator of a motor used in household electrical appliances and automobiles.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method and apparatus for manufacturing this type of stator, a plurality of blades in which coils wound spirally around a winding frame of a coil winding machine are implanted in the same circumference at predetermined intervals. A method and apparatus are widely used in which a coil insertion jig having a coil insertion jig is inserted into a predetermined slot of a stator mounted on the coil insertion jig and transferred.
FIG. 13 shows a plurality of sets of first, second, third, fourth, and fifth windings wound by a coil winding machine (not shown) on a known
In this state, the
[0003]
When manufacturing an 8-pole stator in which a plurality of sets, for example, three-phase coils are sequentially inserted into predetermined slots using such a stator manufacturing apparatus, the coils are stored in the
In this state, the inserted first-
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional stator manufacturing method and manufacturing apparatus, the coil circumferential length of each phase is adjusted from the first round in accordance with the site that requires the longest coil for insertion and molding of the coil. All were wound to the same length until the fifth lap. Therefore, in the first-
Therefore, in the state shown in FIGS. 17 and 18 in which the coil end of the
[0005]
Further, as shown in FIG. 19, the second-
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, also about the 3rd-phase coil inserted last and straddling both the 1st-phase and 11th-
[0006]
Thus, in the conventional stator manufacturing method and manufacturing apparatus, the circumference of the coil inserted into the slot is all set to be the same in accordance with the portion that requires the longest length when inserting and forming the coil. Therefore, depending on the part of the slot to be inserted, a coil longer than necessary was inserted, and the size of the coil end was increased and the stator was enlarged, and at the same time, an extra copper loss occurred. There was a problem that the efficiency of the motor was reduced.
The present invention has been made in view of the above points, and by arbitrarily setting the coil length for each turn according to the slot insertion site, the total coil length of the stator can be shortened. The purpose is to reduce the copper loss and improve the efficiency of the motor while making the motor compact.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a stator in which a multi-phase coil composed of a plurality of poles is divided into a plurality of times and sequentially inserted into predetermined slots of the stator. For each phase coil inserted into the slot, a winding frame having a number of steps corresponding to the number of turns of the coil is used, and each coil is wound according to the radial position of the slot into which the coil is inserted. The present invention provides a method for manufacturing a stator in which winding is performed by changing the circumference sequentially .
In the stator manufacturing method described above, in the first-phase coil inserted first, the circumference of the coil on the slot inner diameter side into which the coil is inserted is longer than the circumference of the coil on the slot outer diameter side. In the second and subsequent coils inserted after the second time, the circumferential length of the coil on the inner diameter side of the slot into which the coil is inserted is preferably shorter than the circumferential length of the coil on the outer diameter side of the slot.
[0008]
Further, the stator manufacturing apparatus according to the present invention includes a stator having a plurality of coils formed by spirally winding a wire supplied from a swirling flyer around a winding frame that is sequentially lowered via a coil insertion jig. In the stator manufacturing apparatus to be inserted into the predetermined slot, the winding frame is composed of a fixed winding frame and a movable winding frame, and the distance from the fixed winding frame is variable to the movable winding frame. A plurality of movable frames and drive means capable of driving each of the plurality of movable frames are provided, and the drive means is provided on the axis of the winding frame so as to be rotatable at a predetermined angle. And a plurality of cams that can drive the plurality of movable frames in a direction away from the fixed winding frame, and a biasing unit that biases the plurality of movable frames in a direction approaching the fixed winding frame, respectively. Is .
[0009]
Further, in the stator manufacturing apparatus, the plurality of cams may have the same outer shape and differ only in the position of the shaft hole. The outer shape of the plurality of cams is oval, and the position of the shaft hole is the position of the plurality of cams. It is preferable that each differs along the major axis direction.
In the stator manufacturing apparatus, the plurality of movable frames may be in contact with the plurality of cams via a plurality of guide members slidably attached to the winding frame fixing portion. More preferably, the plurality of guide members have the same shape.
By configuring the present invention as described above, in the method of manufacturing the stator, the total coil length inserted into the stator is shortened to reduce copper loss and to make the coil end compact. Is possible.
In the stator manufacturing apparatus according to the present invention, the coil peripheral length for each winding can be changed over a plurality of patterns with a simple configuration, and the coil wound around the winding frame is coil inserted. When depositing in a tool, it is possible to make the deposit easier by relaxing each coil by relaxing each movable frame.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view schematically showing an embodiment of a stator manufacturing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line XX in FIG. 3 showing the configuration of the winding frame of the coil winding machine. 3 is a bottom view, FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of a state where a step is attached to the reel, FIG. 5 is a bottom view thereof, and FIG. 6 is a step attached to the reel. FIG. 7 is a front view schematically showing the coil winding state.
As shown in FIG. 1, the stator manufacturing apparatus includes a
[0011]
On these outer sides, a
Below the
[0012]
Here, the
[0013]
The movable winding
[0014]
The shaft center A of the winding
When the
[0015]
In the embodiments described so far, the first
In this case, the
[0016]
Note that the modified examples of the
At this time, the outer shapes of the first to fourth cams are all the same oval so that only the position of the axial hole of the shaft hole fitted to the cam shaft is different, and the first to fourth cams are also different. The shape of the guide member which consists of a guide shaft and a guide plate protruding from the movable frame and the compression spring which urges the first to fourth movable frames in the direction of the first to fourth cams through the guide member, respectively. If they are all the same, the productivity of the parts constituting the reel can be made extremely good.
[0017]
Next, a stator manufacturing method using the stator manufacturing apparatus having the
FIG. 7 is a front view schematically showing a coil winding state by the
At the same time, the upper portion of the
[0018]
When the cam winding 36 (see FIG. 1) is reversed 90 degrees to release the pressing of the
When the
[0019]
Thus, after depositing the
At this time, as already described with reference to FIG. 14, the coil inserted into the
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the displacement amount of the fourth
[0020]
Here, in the stator in which the coil is inserted in a plurality of times, the first-
In addition, as described above, the second-
[0021]
8 and 9, the first-
In this state, when the coil end of the
[0022]
Next, when inserting the
[0023]
Further, although not shown in the figure, the third-phase coil that is finally inserted into the remaining slot is formed into a shape necessary for the product together with the first-phase and second-
As described above, the coil length of each phase to be inserted into the stator is reduced to the minimum necessary for each turn according to the order of insertion and the shape to be molded. It is possible to manufacture a stator that is shortened, has reduced copper loss, has excellent characteristics, and has a small coil end.
In the above embodiment, the present invention has been described with respect to the case where the present invention is composed of eight poles and a three-phase coil is divided into three and inserted into the stator slot. However, the present invention is not limited thereto. It is possible to manufacture a stator in which a multi-phase coil composed of an arbitrary plurality of poles is divided into a plurality of times and inserted into a slot. The present invention can also be practiced without any inconvenience in a winding machine in which a winding frame rotates to wind a wire to form a coil.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the method for manufacturing a stator according to
According to the method for manufacturing a stator according to
According to the method for manufacturing a stator according to claim 3, it is possible to shorten the total coil length by shortening the coil circumferential length on the slot inner diameter side after the second phase inserted after the second phase. Become.
[0025]
According to the stator manufacturing apparatus according to claim 4 , the plurality of movable frames can be driven with a very simple configuration, and the circumferential length of the coil can be arbitrarily set for each turn. It becomes possible to improve performance by shortening the coil length .
According to the stator manufacturing apparatus of the fifth aspect, since the outer diameters of the plurality of cams that respectively drive the plurality of movable frames of the movable winding frame are made the same, they can be produced at low cost.
According to the stator manufacturing apparatus of claim 6, the outer diameters of the plurality of cams are oval, and the position of the shaft hole is the position along the long axis direction. You can know the amount.
According to the stator manufacturing apparatus of
According to the stator manufacturing apparatus of the eighth aspect , since the plurality of guide members have the same shape, it is possible to simplify the component configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view taken along the line XX of FIG. 3 showing the structure of the winding frame of the coil winding machine. FIG.
FIG. 3 is a bottom view of the same.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of a state in which a step is similarly provided on the winding frame.
FIG. 5 is a bottom view of the same.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of a state in which a step is similarly provided on the winding frame.
FIG. 7 is a front view schematically showing the coil winding state.
FIG. 8 is a front view of the stator showing a state where a first-phase coil is inserted.
FIG. 9 is a side sectional view of the same.
FIG. 10 is a plan view of a stator showing a state where a first phase coil is expanded.
FIG. 11 is a side sectional view of the same.
FIG. 12 is a side sectional view showing a state where a second-phase coil is inserted.
FIG. 13 is a front view schematically showing a state in which a coil wound by a conventionally used method for manufacturing a stator is placed in a coil insertion jig.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a coil insertion state in the slot.
FIG. 15 is a plan view of the stator showing a state where a first-phase coil is also inserted.
FIG. 16 is a sectional side view of the same.
FIG. 17 is a plan view of the stator showing a state in which the first-phase coil is similarly expanded.
FIG. 18 is a side sectional view of the same.
FIG. 19 is a side sectional view of the stator showing a state where a second-phase coil is inserted.
[Explanation of symbols]
1: Stator 2:
Claims (8)
前記固定子のスロットに挿入される各相のコイルを、該コイルの巻数に応じた数の段差を形成した巻き枠を使用して、該コイルが挿入されるスロットの径方向の部位に応じて1巻き毎にその周長を順次変えて巻線することを特徴とする固定子の製造方法。A stator manufacturing method in which a multi-phase coil comprising a plurality of poles is divided into a plurality of times and sequentially inserted into a predetermined slot of the stator,
Each phase of the coil inserted into the stator slot, using a winding frame having a number of steps corresponding to the number of turns of the coil, according to the radial position of the slot into which the coil is inserted A method for manufacturing a stator, wherein the winding is performed by sequentially changing the circumference for each winding.
前記巻枠を固定巻枠と可動巻枠とから構成し、該可動巻枠に、前記固定巻枠からの距離がそれぞれ可変な複数の可動枠と、該複数の可動枠をそれぞれ駆動可能な駆動手段とを設け、
該駆動手段が、前記巻枠の軸心に所定角度回動可能に設けたカム軸と、該カム軸に固定され前記複数の可動枠をそれぞれ前記固定巻枠から遠ざける方向へ駆動可能な複数のカムと、前記複数の可動枠をそれぞれ前記固定巻枠に近付ける方向へ付勢する付勢手段とからなることを特徴とする固定子の製造装置。A stator in which a plurality of coils formed by spirally winding a wire supplied from a swirling flyer around a winding frame is inserted into a predetermined slot of the stator via a coil insertion jig. In the manufacturing equipment of
The reel comprises a fixed reel and a movable reel, a plurality of movable frames each having a variable distance from the fixed reel and a drive capable of driving the plurality of movable frames. Means ,
The drive means is provided with a cam shaft provided at the axis of the winding frame so as to be rotatable by a predetermined angle, and a plurality of movable frames fixed to the cam shaft and capable of driving the plurality of movable frames away from the fixed winding frame. An apparatus for manufacturing a stator , comprising: a cam; and an urging unit that urges each of the plurality of movable frames in a direction approaching the fixed winding frame .
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