JP6246048B2 - 固定子の製造方法およびコイル挿入装置 - Google Patents
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コイル束を装着する固定子鉄心のティースの内周側先端の周方向の幅と同じ幅を有し、前記固定子鉄心のそれぞれの前記ティースの内周側先端とそれぞれの外周面が対向可能に環状に配置された、前記ティースの数と同数の棒状のブレードと、
それぞれの前記ブレードを独立又はグループ単位で前記ブレードの長手方向に移動させるブレード駆動機構と、
複数の前記ブレードの内側面に沿って配置される円筒状の部材であって、全ての前記ブレードと連動又は独立して、前記固定子鉄心の内周側を軸方向に相対的に移動するストリッパと、
2本の前記ブレードの先端に装着する、先端の前記周方向の幅が前記ブレードの前記周方向の幅より狭く、前記ブレードに装着する側の基部の前記周方向の幅が前記ブレードの前記周方向の幅と同じであるサブブレードと、
前記サブブレードを前記ブレードに脱着するサブブレード脱着機構とを備えたものである。
環状のヨークと、前記ヨークから径方向内側に突出する複数のティースを備える固定子鉄心の、隣り合う前記ティースの間に形成されるスロット内にコイル束を装着する固定子の製造方法において、
マグネットワイヤを巻回して前記コイル束を製造するコイル製造工程と、
前記固定子鉄心の前記ティースの内周側先端の周方向の幅と同じ幅を有し、前記ティースの数と同数の棒状のブレードが環状に、前記固定子鉄心のティースの内周側先端と複数の前記ブレードの外周面が対向可能に配置され、
前記ブレードは独立して前記ブレードの長手方向に移動可能であり、
複数の前記ブレードの内側面に沿って配置される部材であって、全ての前記ブレードと連動又は独立して、前記固定子鉄心の内周側を軸方向に相対的に移動するストリッパを備えるコイル挿入装置の2本の前記ブレードを降下させ、2本の前記ブレードの先端に、前記ブレードの前記周方向の幅より狭い幅を有するサブブレードを装着するサブブレード装着工程と、
各前記サブブレードと隣り合う前記ブレードの間に、前記コイル束の2箇所のブレード間挿入部を通して引っ掛け、前記サブブレードと隣り合う前記ブレードにガイドさせて前記サブブレードを装着した前記ブレードと、隣り合う前記ブレードの間に前記コイル束を挿入するブレード間コイル束挿入工程と、
前記ブレード間コイル束挿入工程の後、前記固定子鉄心の軸方向の端部から、前記固定子鉄心の内周側に、軸方向に、前記ブレードに引っ掛けたままの状態で前記ストリッパによって前記コイル束を前記スロット内に押し込んで前記固定子鉄心の両端面にコイルエンド部を形成するコイル整形工程とを備えたものである。
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
本明細書において、特に断らずに「周方向」、「径方向」、「軸方向」という場合は、固定子の「周方向」、「径方向」、「軸方向」を指すものとする。
図1は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子100の平面図である。
図2は、図1の固定子のA−A線での断面図である。
図3は、固定子100を軸方向に垂直に2分割した断面図である。
図4は、図3に示す固定子100の要部拡大図である。
図1〜図4に示すように、固定子100は、環状のヨーク10及びこのヨーク10から径方向内側に突出する複数のティース12を備えた固定子鉄心1と、4種類のコイル2a〜2dからなる。外側のコイル2aと内側のコイル2cは、大コイルであり、それぞれ5つのティース12を跨いだコイル収納用のスロット11に収納されている。
図6(a)は、コイル2bの一部を切断した斜視図である。
図6(b)は、図6(a)の丸印Bを付した部分の拡大図であり、矢印はコイルの巻回順序を示している。
図8は、巻線終了後のコイル2bを巻枠7a、7bから取り外す状態を示す斜視図である。
図7に示すように、コイル巻線機7は、回転軸52を中心として旋回可能なフライヤ5と、フライヤ5に設けたノズル51から供給されるマグネットワイヤ6を巻回して(マグネットワイヤ巻回工程を指す)コイル2bを形成する巻枠7a、7bからなる。巻枠7a、7bは、コイルの周長変更が可能であり、マグネットワイヤ6の巻回を完了したコイル2bを取り出す時には、巻枠7a、7bの間の間隔を図7のX方向に相互に近接させる巻枠縮小機能を備える。
コイル挿入装置8は、固定子鉄心1のスロット11内にコイル2a〜2dを挿入するために使用する器具である。コイル挿入装置8は、固定子鉄心1に装着前の束状のコイル2a〜2dを引っ掛けて装着する複数の棒状のブレード81と、コイル2a〜2dのスロット11内への挿入と同時に、ウェッジ32をコイル2a〜2dの内周側に装着するウェッジプッシャ(図9では見えない)と、ウェッジプッシャを外周側からガイドするウェッジガイド85と、ブレード81の内側に沿って上下動し、コイル2a〜2dを固定子鉄心1のスロット11内に押し上げながら挿入する円筒状のストリッパ(図9では見えない)を備える。
サブブレード83a、83bは、ブレード81に装着する側の基部の横幅(周方向の幅)がブレード81の横幅とほぼ同等である。
図12は、コイル2bがブレード81に装着された状態を示す斜視図である。図12では、ブレード81とコイル2bのみを示し、その他の部材は省略している。
図13は、準備段階にあるコイル挿入装置8の斜視図である。コイル挿入装置8のブレード81の数は、コイル2a〜2dを装着しようとする固定子鉄心1のティース12の数(スロット11の数)と同数あり、複数のブレード81が環状に配置される。
コイル2bの2つのブレード間挿入部22bは、図14の状態から、サブブレード83a、83bの傾斜面83a1、83a2、曲面83a2、83b2とブレード81a、81bとにガイドされて、最終的に図12、図16に示すように、ブレード81a、81cの間、及びブレード81b、81dの間に挟まれる(ブレード間コイル束挿入工程を指す)。この時、コイル2bの巻装状態は、ブレード81間の間隔を通過可能な形状になるまで崩れて図の上下方向にばらけるが、コイル2bの装着には問題無い。このことは後述で説明する。
コイル挿入装置8への固定子鉄心1の装着は、図9に示すように全てのブレード81の外周面が、それぞれ、ティース12の内周側端面と対向し、ブレード81の周囲に被せるように挿入する。
図18は、コイル挿入装置8の中心軸を通る面で切断したコイル挿入装置8の断面模式図である。
図18(a)は、コイル挿入装置8のブレード81の内で、コイル挿入装置8の中心に対して相対する位置にあるブレード81に引っ掛けた状態の2つのコイル2bを示している。
コイル2bは、当初はストリッパ86と同期して上方に上昇するブレード81に引っ掛けられているので、ストリッパ86の上昇により固定子鉄心1のスロット11内に次第に挿入されていく。また、同時にブレード81の外周側から、コイル2bとブレード81の間にウェッジ32を押し上げて挿入する。ウェッジ32は、ウェッジガイド85にガイドされ、ストリッパ86と同期して上昇するウェッジプッシャ82によって押し上げられる(ウェッジ装着工程を指す)。
ストリッパ86が完全に上昇すると、図に示すように、コイル2bの図の上側端部(渡り線の無い側)にはコイルエンド部24bが形成され、コイル2bの図の下側端部にはコイルエンド部25bが形成され、スロット収納部21bがスロット11内に収納される(コイル整形工程を指す)。このとき、当初ストリッパ86と同期して上昇したブレード81は、固定子鉄心1の上端面から僅かに上方に抜け出た所で、同期が解除され、図18(c)に示すように、ブレード81は停止している。これは、コイルエンド部24bに無用なテンションが掛かることを防止するためである。
以下、本発明の実施の形態2に係る固定子の製造方法およびコイル挿入装置を、図を用いて実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図19は、コイル2bの製造に用いるコイル巻線機207の巻線開始の状態を表す斜視図である。
図20は、巻線終了後のコイル2bを巻枠207a、207bから取り外す状態を示す斜視図である。
実施の形態1のコイル巻線機7では、フライヤ5が巻枠7a、7bの周囲を旋回してマグネットワイヤ6を巻枠7a、7bに巻回していたのに対して、本実施の形態2のコイル巻線機207では、ノズル251の位置は固定されている。そして、実施の形態1とは反対に、2つの巻枠207a、207bが巻枠固定部207cによって固定されていて、巻枠固定部207cが回転軸207dに接続されている。また、回転軸207dは、図20のZ方向に移動可能であるので、巻枠207a、207bを回転させながら、実施の形態1と同様にスロット11の深さ相当の幅(径方向の幅を指す)を有するコイル列23を形成しつつ、コイル層24を形成できる。マグネットワイヤ6を巻回した後の巻枠207a、207bからの取り出しについては、実施の形態1と同様である。
31 スロットセル、32 ウェッジ、5 フライヤ、6 マグネットワイヤ、
7,207 コイル巻線機、7a,207a,7b,207b 巻枠、
207c 巻枠固定部、207d 回転軸、8 コイル挿入装置、
81,81a〜81d ブレード、82 ウェッジプッシャ、
83,83a,83b サブブレード、83a1,83b1 傾斜面、
83a2,83b2 曲面、83a3,83b3 側面、
84a,84b サブブレード脱着アーム、85 ウェッジガイド、
86 ストリッパ、87a,87b ブレード駆動機構、89 固定部、
11 スロット、12 ティース、21a,21b スロット収納部、
22b ブレード間挿入部、24a〜24d,25b コイルエンド部、
23 コイル列、24 コイル層、51,251 ノズル、52 回転軸、
71a,71b 上蓋、72a,72b 下蓋。
Claims (11)
- コイル束を装着する固定子鉄心のティースの内周側先端の周方向の幅と同じ幅を有し、前記固定子鉄心のそれぞれの前記ティースの内周側先端とそれぞれの外周面が対向可能に環状に配置された、前記ティースの数と同数の棒状のブレードと、
それぞれの前記ブレードを独立又はグループ単位で前記ブレードの長手方向に移動させるブレード駆動機構と、
複数の前記ブレードの内側面に沿って配置される円筒状の部材であって、全ての前記ブレードと連動又は独立して、前記固定子鉄心の内周側を軸方向に相対的に移動するストリッパと、
2本の前記ブレードの先端に装着する、先端の前記周方向の幅が前記ブレードの前記周方向の幅より狭く、前記ブレードに装着する側の基部の前記周方向の幅が前記ブレードの前記周方向の幅と同じであるサブブレードと、
前記サブブレードを前記ブレードに脱着するサブブレード脱着機構とを備えたコイル挿入装置。 - 前記サブブレードの先端側の前記周方向の側面は、前記サブブレードの先端が細くなるように斜めに削り込まれた傾斜面を有する請求項1に記載のコイル挿入装置。
- 前記傾斜面の下部は、軸方向の断面が2次曲線状の滑らかな曲面を経て、平らな側面へと繋がる請求項2に記載のコイル挿入装置。
- 2本の前記サブブレードは、前記傾斜面が互いに向き合うように装着される請求項2又は請求項3に記載のコイル挿入装置。
- 2本の前記サブブレードは、前記傾斜面が互いに反対を向くように装着される請求項2又は請求項3に記載のコイル挿入装置。
- 前記ストリッパの動作に連動して、隣り合う前記ティース間に形成されるスロットに挿入された前記コイル束と前記固定子鉄心の間に、前記コイル束と前記固定子鉄心の間を絶縁しつつ前記スロットの開口部を塞ぐウェッジを押し入れるウェッジプッシャと、前記ウェッジをガイドするウェッジガイドとを備える請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のコイル挿入装置。
- 環状のヨークと、前記ヨークから径方向内側に突出する複数のティースを備える固定子鉄心の、隣り合う前記ティースの間に形成されるスロット内にコイル束を装着する固定子の製造方法において、
マグネットワイヤを巻回して前記コイル束を製造するコイル製造工程と、
前記固定子鉄心の前記ティースの内周側先端の周方向の幅と同じ幅を有し、前記ティースの数と同数の棒状のブレードが環状に、前記固定子鉄心のティースの内周側先端と複数の前記ブレードの外周面が対向可能に配置され、
前記ブレードは独立して前記ブレードの長手方向に移動可能であり、
複数の前記ブレードの内側面に沿って配置される部材であって、全ての前記ブレードと連動又は独立して、前記固定子鉄心の内周側を軸方向に相対的に移動するストリッパを備えるコイル挿入装置の2本の前記ブレードを降下させ、2本の前記ブレードの先端に、前記ブレードの前記周方向の幅より狭い幅を有するサブブレードを装着するサブブレード装着工程と、
各前記サブブレードと隣り合う前記ブレードの間に、前記コイル束の2箇所のブレード間挿入部を通して引っ掛け、前記サブブレードと隣り合う前記ブレードにガイドさせて前記サブブレードを装着した前記ブレードと、隣り合う前記ブレードの間に前記コイル束を挿入するブレード間コイル束挿入工程と、
前記ブレード間コイル束挿入工程の後、前記固定子鉄心の軸方向の端部から、前記固定子鉄心の内周側に、軸方向に、前記ブレードに引っ掛けたままの状態で前記ストリッパによって前記コイル束を前記スロット内に押し込んで前記固定子鉄心の両端面にコイルエンド部を形成するコイル整形工程とを備えた固定子の製造方法。 - 前記スロットに挿入される前記コイル束と前記固定子鉄心間に、前記コイル束と前記固定子鉄心の間を絶縁しつつ前記スロットの開口部を塞ぐウェッジを押し入れるウェッジ装着工程を備えた請求項7に記載の固定子の製造方法。
- 前記コイル製造工程は、前記コイル束を形成するコイル列の幅を、前記スロットの深さ相当の幅に両側から規制する巻線ガイドを有する2つ1組の巻枠に、マグネットワイヤを巻回するマグネットワイヤ巻回工程と、
前記巻線ガイドの外径を前記コイル束の内径より小さく縮めるガイド縮小工程とを備えた請求項7又は請求項8に記載の固定子の製造方法。 - 前記マグネットワイヤ巻回工程は、前記マグネットワイヤを供給するノズルを備えたフライヤを1組の前記巻枠の周囲に回転させて前記マグネットワイヤを巻回する請求項9に記載の固定子の製造方法。
- 前記マグネットワイヤ巻回工程は、前記マグネットワイヤを供給するノズルに対して1組の前記巻枠を回転させて前記マグネットワイヤを巻回する請求項9に記載の固定子の製造方法。
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