JPH09322492A - コイル挿入・成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、装置全体の小形化および軽量化を
図る。 【解決手段】 コイル挿入機構３およびコイル成形機構
３は、そのコイル挿入機構３が鉄心７の上半部のスロッ
ト群と軸方向でほぼ対向し、且つコイル成形機構４が鉄
心７の下半部のスロット群と軸方向でほぼ対向する形態
となるようにユニット化して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の固定子
鉄心へコイルを挿入すると共にコイルを成形するコイル
挿入・成形装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この種の装置として
は、実公昭６１−４５７３２号公報に示されるように、
機台に、ベースを左右方向に移動可能に設け、このベー
スにコイル挿入治具とコイル成形治具とを左右に並べて
設け、一方、鉄心受け台をこれら各治具の前方に前後方
向に移動可能に設け、前記ベースを移動させることによ
り各治具を選択的に前記鉄心受け台に対峙させ得るよう
になっている。

【０００３】このものでは、まず、コイル挿入治具に予
めコイルを懸架すると共に、鉄心受け台に予め鉄心を予
めセットしておき、コイル挿入治具が鉄心受け台に対峙
する位置へ至るようにベースを移動させ、このコイル挿
入治具により、コイルを、鉄心受け台の鉄心のスロット
に挿入する。この後、コイル成形治具が前記鉄心受け台
と対峙する位置へ至るようにベースを移動させ、コイル
成形治具により、鉄心のコイルを成形する。しかしなが
ら、上記従来構成では、装置全体が大形で重量も重く、
その設置スペースが大きくなり、また、設置レイアウト
が容易ではなく、特に鉄心が大きいほどこれらの不具合
が増大する。

【０００４】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、装置全体の小形化および軽量化を
図り得るコイル挿入・成形装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、スロットを有
する鉄心を保持する鉄心保持具と、鉄心のスロットにコ
イルを挿入するコイル挿入機構と、スロットに挿入され
たコイルを成形するコイル成形機構とを備え、これらコ
イル挿入機構およびコイル成形機構を、そのコイル挿入
機構が鉄心のスロット群の所定領域部分と軸方向でほぼ
対向し、且つコイル成形機構が鉄心のスロット群の他の
所定領域部分と軸方向でほぼ対向する形態となるように
ユニット化して構成したところに特徴を有する。

【０００６】上記構成においては、コイル挿入機構が鉄
心のスロット群のうち所定領域部分と軸方向でほぼ対向
し、且つコイル成形機構が鉄心のスロット群の他の所定
領域部分と軸方向でほぼ対向する形態であるから、一つ
の鉄心に対して、コイル挿入とコイル成形とを同時に行
なうことが可能となる。すなわち、最初に、一つの鉄心
のスロット群のうち所定領域部分のスロットにコイル挿
入機構によりコイルを挿入する。そして、鉄心のスロッ
ト位置を変えるべく鉄心を鉄心保持具にセットし直し
て、コイルが挿入されたスロット部分をコイル成形機構
に対向させると共に、鉄心のスロット群のうちコイルが
挿入されていないスロット（空きスロット）部分をコイ
ル挿入装置に対向させる。この状態で、コイル挿入機構
により空きスロットにコイルを挿入し、同時に、先にス
ロットに挿入されたコイルをコイル成形機構により成形
する。

【０００７】この後、新たなコイルを挿入すると共に、
先に挿入したコイルを成形するが、今回のコイル挿入時
に先のコイルが成形されているから、コイル挿入が容易
となる。上述の手順を繰り返して、スロットに所要数の
コイルを挿入しつつ成形する。特に多極回転電機の鉄心
の場合、コイル挿入回数も多くなるが、挿入したコイル
は順次成形するから、次のコイル挿入が非常に容易とな
る。

【０００８】また、コイル挿入機構およびコイル成形機
構を、鉄心と軸方向において対向する形態にユニット化
して構成しているから、装置全体を小形化できるように
なると共に重量も軽くなる。また、その設置スペースが
小さくて済み、さらに、設置レイアウトも容易となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例につ
き図１ないし図１４を参照しながら説明する。図１およ
び図２において、基台１の右側には、鉄心保持具２が設
けられ、ほぼ中央部にはコイル挿入機構３およびコイル
成形機構４が設けられており、左側にはこれら各機構３
および４の駆動部５が設けられている。

【００１０】さて、鉄心保持具２は、図１の左右方向
（矢印ＡおよびＡ′で示す方向）に移動可能に設けられ
ており、これは図２に示すボールねじ６を図示しないモ
ータにより回転駆動させることにより、上記矢印Ａ方向
あるいは矢印Ａ′方向へ移動されるようになっている。
なお、この鉄心保持具３は、鉄心７をその軸方向が矢印
Ａ方向と合致するように保持するものである。

【００１１】上記コイル挿入機構３およびコイル成形機
構４は、基台１に取付けられた共通の保持部材８により
保持されている。まず、コイル成形機構４について述べ
る。このコイル成形機構４の主体をなす案内筒９は、上
面が平坦な半円筒形をなし、前記保持部材８に取付けら
れており、その先端部であるガイド部１０は矢印Ａ′方
向に指向しており、砲弾の上半部をカットしたような形
状をなす。そして、このガイド部１０の基端側には、拡
張機構１１が設けられている。

【００１２】この拡張機構１１は、コイルエンドを外側
へ拡開するためのものであり、図３に示すように、例え
ば４個の拡張片１２を径方向に出没自在に設けると共
に、各拡張片１２を出没させるための矢板１３を軸方向
に移動可能に設けている。この矢板１３は、駆動部５の
取付けブラケット１４に固定されたシリンダ１５によ
り、下部カップリング１６およびロッド１７を介して矢
印Ａ方向および矢印Ａ′方向へ作動されるものであり、
このシリンダ１５の作動に伴う矢板１３の矢印Ａ′方向
への作動により、各拡張片１２を図３に二点鎖線で示す
ように案内筒９から突出させ、矢印Ａ方向への作動によ
り実線で示すように案内筒９とほぼ面一となる位置まで
後退させる。また、案内筒９の基端側には、片方のコイ
ルエンドを拡開する成形型部１８が設けられている。

【００１３】一方、コイル挿入機構３について述べる
と、ブレードホルダ１９には、所要数のブレード２０の
一端部が固着されており、このブレードホルダ１９は、
駆動部５の二軸同心形のシリンダユニット２１のうちの
メインシリンダ２２に上部カップリング２３および中空
のロッド２４を介して連結されており、そしてこのメイ
ンシリンダ２２の作動により矢印Ａ方向および矢印Ａ′
方向へ移動されるようになっている。

【００１４】ブレードホルダ１９の右側には、外周部に
ブレード２０が嵌合する溝を有するストリッパ２５が移
動可能に設けられている。このストリッパ２５は、前記
中空のロッド２４を通されたロッド２６を介してシリン
ダユニット２１のうちのサブシリンダ２７に連結されて
おり、このサブシリンダ２７の作動により矢印Ａおよび
矢印Ａ′方向へ移動されるようになっている。

【００１５】上記ブレード２０の外側には、ウェッジガ
イド２８が配置されており、このウェッジガイド２８の
一端部は半円環状のウェッジホルダ２９に固着されてい
る。ストリッパ２５の左側にはロッド３０が連結されて
いて、このロッド３０は、ブレードホルダ１９に形成さ
れた貫通孔を通つており、その先端部（左端部）には、
ウェッジガイド２８の内側に位置するウェッジプッシャ
３１が取付けられている。

【００１６】上記ブレード２０の先端側において、案内
筒９上面には、アライメントツール３２が設けられてお
り、これは手作業により取付け・取外しができるように
なっている。このアライメントツール３２は、ブレード
２０の間隔を一定に保つためのブレードガイド３３を有
すると共に、鉄心のスロット開口部と嵌合して鉄心の回
り止めをするコアガイド３４を有し、さらにスロット内
を挿通する突起３５を有し、さらにまたハンドル３６を
有する構成である。なお、このアライメントツール３２
とは別に、上記突起３５を形成していない補助アライメ
ントツールが備えられており、これらは選択的に用いら
れるものである。

【００１７】しかして、これらコイル挿入機構３および
コイル成形機構４は、そのコイル挿入機構３が鉄心７の
スロット群のうち所定領域部分（この場合ほぼ鉄心の上
半部のスロット群）と軸方向でほぼ対向し、且つコイル
成形機構４が鉄心７のスロット群の他の所定領域部分
（鉄心の下半部のスロット群）と軸方向でほぼ対向する
形態となるようにユニット化して構成されているもので
ある。なお、このユニット構成体３７は、前述の下部カ
ップリング１６および上部カップリング２３部分で駆動
部５と分離できるようになっている。またコイル挿入機
構３は、全極数の１／２の極数に相当するコイル群を同
時に挿入するようになっている。この場合、４極であ
り、２極に相当するコイル群を同時に挿入するようにな
っている。つまり、図４に示すように、Ｕ相コイルでい
うとＵ１およびＵ２からなるコイル群が同時に挿入さ
れ、この後Ｕ３およびＵ４からなるコイル群が同時に挿
入されるものであり、以下Ｖ相、Ｗ相についても同様で
ある。

【００１８】次に上記構成において、鉄心７に、図４に
示すような４極４８スロットの巻線パターンでコイルを
挿入・成形する場合について述べる。まず、第１層目コ
イルＵ１，Ｕ２を挿入・成形する場合について述べる。
最初に、図１に示したように、鉄心保持具２に鉄心７を
取付ける。この時、鉄心保持具２の位置は図１の位置Ｈ
とする。また、前もって切断・成形したウェッジ（図示
せず）をウェッジガイド２８相互間に挿入配置してお
く。続いて、図５に示すように、別行程で巻回したコイ
ルＵ１，Ｕ２を、移載治具もしくは手作業でブレード２
０間に移載し、アライメントツール３２を案内筒９上に
載置する。

【００１９】この後、鉄心保持部２を、図示しないモー
タの駆動によるボールねじ６の回転に基づいて矢印Ａ方
向に移動させて図６の位置Ｓ３にまで移動させる。この
時、コアガイド３４が鉄心７のスロット開口部に嵌合す
ると共にブレード２０の一部が鉄心７のティース部先端
に嵌合する。

【００２０】この状態で、メインシリンダ２２を作動さ
せてブレードホルダ１９を矢印Ａ′方向へ移動させ、ブ
レード２０の先端が鉄心７の右側の端面から若干突出す
る位置で停止させる。なお、これに伴ってストリッパ２
５も移動する。続いて、サブシリンダ２７を作動させて
ストリッパ２５を矢印Ａ′方向へ移動させ、これが鉄心
７の右端面から若干突出する位置で停止する。これによ
りコイルＵ１，Ｕ２がスロットに挿入され、同時に、図
示しないウェッジがウェッジプッシャ３１によって押さ
れてウェッジガイド２８に沿って移動し、スロットに挿
入される（図７参照）。この後、アライメントツール３
２を手作業により取り外す。

【００２１】次いで、鉄心保持部２を図８で示す元の位
置まで戻す。この位置で、鉄心７を１８０度回転させて
コイルをコイル成形機構４に対向させる。この後、前述
と同様に、コイルＵ３，Ｕ４をブレード２０に移載する
と共に、ウェッジをウェッジガイド２８に配置し、突起
３５を有するアライメントツール３２を配置し、鉄心保
持具２を図９に示す第１の成形位置Ｓ１に移動させる。
つまり、左側のコイルエンドを拡張機構１１の拡張片１
２外側に被せる位置まで移動させる。

【００２２】この後、シリンダ１５を作動させて矢板１
３を矢印Ａ′方向へ移動させ、もって、拡張片１２を拡
開させる。これにて、左側のコイルエンドが外側へ押し
広げられて開き状態に成形される。次いで、矢板１３を
戻して拡張片１２を後退させ、そして鉄心保持具７を図
１０に示す第２の成形位置Ｓ２まで移動させる。つま
り、右側のコイルエンドが拡張機構１１に被さる位置ま
で移動させる。この後、前述と同様に、拡張片１２を拡
開させ、右側のコイルエンドも成形する。

【００２３】そして、拡張片１２を後退させた後、鉄心
保持部２を、図１１に示すように第３の成形位置Ｓ３に
移動させる。つまり、左側のコイルエンドを成形型部１
８に押し当ててさらに所定の開き形状に成形する。そし
て、この第３の成形位置Ｓ３のときに、前述と同様のコ
イル挿入動作を行なってコイルＵ３，Ｕ４をスロットに
挿入する。このようにして、コイル挿入とコイル成形と
同時に進行させて、コイルＵ３，Ｕ４がスロットに挿入
されたところで、鉄心保持具２を元位置Ｈに戻す。

【００２４】この後、コイルＵ３，Ｕ４の成形を行なう
が、この場合、コイル挿入およびウェッジ挿入動作は行
なわないから、突起３５のない補助アライメントツール
を使用する。いま、コイルＵ３，Ｕ４の位置を下方側へ
１８０度回転させるべく、鉄心７を回転させる。これに
て、コイルＵ３，Ｕ４がコイル成形機構４と軸方向で対
向する。しかる後、前述コイルＵ１，Ｕ２の成形動作と
同様の手順にて行なうものである。

【００２５】次に、第２層目のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ４について挿入・成形動作を同様に行なうが、こ
の場合鉄心７を、それぞれ挿入するスロットに合わせて
回動して角度調整しておくものである。また、第３層目
のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４についてＮＯ挿入・成
形動作を同様に行なう。

【００２６】上述したコイルの挿入・成形の手順を模擬
的に示すと図１２ないし図１４のようになる。図１２は
コイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４の挿入・成形の様子を示
し、図１３はコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の挿入・成
形の様子を示し、図１４はコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ
４の挿入・成形の様子を示している。

【００２７】上述から理解できるように、本実施例によ
れば、コイル挿入機構３が鉄心７のスロット群のうち所
定領域部分と軸方向でほぼ対向し、且つコイル成形機構
４が鉄心７のスロット群の他の所定領域部分と軸方向で
ほぼ対向する形態であるから、一つの鉄心７に対して、
コイル挿入と、コイル成形とを同時に行なうことができ
る。すなわち、最初に、一つの鉄心７のスロット群のう
ち上半部領域部分のスロットにコイル挿入機構３により
コイルを挿入する。その後、鉄心７のスロット位置を変
えて、コイルが挿入されたスロット部分をコイル成形機
構４に対向させると共に、鉄心７の空きスロット部分を
コイル挿入装置３に対向させる。この状態では、コイル
挿入機構３により空きスロットにコイルを挿入しつつ、
同時に、スロットに挿入されているコイルをコイル成形
機構４により成形することができる。これを順次行なう
ことにより、所要数のコイルを同時に挿入・成形でき
る。従って、コイル挿入時に先のコイルが成形されてい
るから、コイル挿入が容易となる。

【００２８】また、コイル挿入機構３およびコイル成形
機構４を、鉄心７と軸方向において対向する形態にユニ
ット化して構成しているから、装置全体を小形化できる
と共に重量も軽くなる。また、その設置スペースが小さ
くて済み、さらに、設置レイアウトも容易となる。

【００２９】特に、これらコイル挿入機構３およびコイ
ル成形機構４は、そのコイル挿入機構３が鉄心７のスロ
ット群のうち鉄心の上半部のスロット群と軸方向でほぼ
対向し、且つコイル成形機構４が鉄心７の下半部のスロ
ット群と軸方向でほぼ対向するから、鉄心７を１８０度
回動させるといった簡単な段取り作業でコイル挿入と成
形との切換えができ、作業効率が良い。

【００３０】さらに、コイル挿入機構３は、全極数の１
／２の極数に相当するコイル群を同時に挿入するように
なっているから、コイル挿入機構３を、全極数のコイル
群を同時に挿入する構成に比して１／２の構成部品で構
成でき、これに伴って、コイル成形機構４も１／２の構
成部品で構成できて、いわゆる全極数を同時に挿入し成
形する構成の物に比して、全体構成の簡略化に寄与でき
る。

【００３１】図１５は本発明の第２の実施例を示してお
り、この実施例においては、第１の実施例におけるコイ
ル挿入機構３とコイル成形機構４とのユニット構成体３
７と同様の構成のユニット構成体４１，４２を、可動ベ
ース４３に平行状態に取付け、この可動ベース４３は、
鉄心７の軸方向とほぼ直交する方向に移動し得るように
基台１に取付けられている。この場合、ボールねじ４４
が図示しないモータにより回転されることにより可動ベ
ース４３が矢印Ｂ方向および矢印Ｂ′方向へ移動される
ものである。なお、上述のユニット構成体４１，４２
は、異なる鉄心機種に対応するように構成されている。
このユニット構成体４１，４２は、第１の実施例の下部
カップリング１６および上部カップリング２３と同様の
下部カップリング（図示せず）および上部カップリング
４５により駆動部２と選択的に連結されるようになって
いる。

【００３２】この第２の実施例においては、回転電機の
固定子の機種が異なる場合に、その段取り作業として
は、下部カップリングおよび上部カップリング４５に
て、ユニット構成体４１を駆動部５から分離し、可動ベ
ース４３を矢印Ｂ方向へ移動させてユニット構成体４２
を鉄心保持具２と軸方向で対向させる。この後、このユ
ニット構成体４２を下部カップリングおよび上部カップ
リング４５にて駆動部５に連結する。この後、第１の実
施例の場合と同様にしてコイル挿入・成形を行なうもの
である。なお、この場合、作業者４６は、向い側に移動
してコイル挿入・成形の作業を行なえば良い。

【００３３】この第２の実施例によれば、異なる機種の
固定子の鉄心にも対応できると共に、各機種ごとのコイ
ル挿入・成形のユニット構成体について、それぞれ、小
形化できると共に重量も軽くなる。また、その設置スペ
ースが小さくて済み、可動ベースの小形化も図ることが
でき、さらに、設置レイアウトも容易となる。

【００３４】図１６および図１７は本発明の第３の実施
例を示している。図１６には、鉄心５１が４極３８スロ
ットで、２層巻の巻線パターンである場合を示してお
り、この実施例では、コイル成形機構５２の拡張機構５
３の拡張片５４を図１７に示す斜め下向きとしている。
この場合、作業者は斜め上からこの部分を見ることにな
るので、人間工学的に見やすいものである。そして、こ
の実施例においては、コイル挿入・成形動作は１コイル
のみの挿入および成形動作となる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、次の効果を得ることができる。請求項１の発明によ
れば、コイル挿入機構およびコイル成形機構を、そのコ
イル挿入機構が鉄心のスロット群のうち所定領域部分と
軸方向でほぼ対向し、且つコイル成形機構が鉄心のスロ
ット群の他の所定領域部分と軸方向でほぼ対向する形態
となるようにユニット化して構成したから、コイル挿入
とコイル成形とを同時に行なうことができ、特に、複数
巻の巻線パターンの場合には、最初に挿入したコイルを
成形しながら次層のコイルを挿入することができ、製造
性の向上を図り得、しかも、装置全体を小形化できると
共に重量も軽くでき、また、その設置スペースが小さく
て済み、さらに、設置レイアウトも容易となる。

【００３６】請求項２の発明によれば、コイル挿入機構
が鉄心のほぼ上半部のスロット群と対向し、コイル成形
機構が鉄心のほぼ下半部のスロット群と対向するように
したから、簡単な段取り作業でコイル挿入と成形との切
換えができ、作業効率がさらに良くなる。請求項３の発
明によれば、コイル挿入機構が、全極数の１／２の極数
に相当するコイル群を挿入するようになっているから、
全体構成の簡略化にさらに寄与できる。請求項４の発明
によれば、鉄心保持具に保持された鉄心の軸方向と交差
する方向に移動可能な可動ベースを設け、この可動ベー
スに、コイル挿入機構およびコイル成形機構をユニット
化したユニット構成体を複数平行状態に設け、このベー
スの移動により複数のユニット構成体を択一的に鉄心と
軸方向で対向するようにしたから、異なる機種の固定子
の鉄心にも対応できると共に、各機種ごとのコイル挿入
・成形のユニット構成体について、それぞれ、小形化お
よび軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す一部破断の側面図

【図２】平面図

【図３】要部の縦断正面図

【図４】巻線パターンを示す図

【図５】挿入・成形動作説明のための一部破断の側面図

【図６】挿入・成形動作説明のための一部破断の側面図

【図７】挿入・成形動作説明のための一部破断の側面図

【図８】挿入・成形動作説明のための一部破断の側面図

【図９】挿入・成形動作説明のための一部破断の側面図

【図１０】挿入・成形動作説明のための一部破断の側面
図

【図１１】挿入・成形動作説明のための一部破断の側面
図

【図１２】Ｕ相コイルの挿入・成形の手順を示すための
鉄心の概略正面図

【図１３】Ｖ相コイルの挿入・成形の手順を示すための
鉄心の概略正面図

【図１４】Ｗ相コイルの挿入・成形の手順を示すための
鉄心の概略正面図

【図１５】本発明の第２の実施例を示す平面図

【図１６】本発明の第３の実施例を示す巻線パターンの
図

【図１７】要部の縦断正面図

【符号の説明】

１は基台、２は鉄心保持部、３はコイル挿入機構、４は
コイル成形機構、５は駆動部、７は鉄心、９は案内筒、
１１は拡張機構、１２は拡張片、１８は成形型部、１９
はブレードホルダ、２０はブレード、２５はストリッ
パ、２８はウェッジガイド、２９はウェッジホルダ、３
１はウェッジプッシャ、３２はアライメントツール、３
７はユニット構成体、４１，４２はユニット構成体、４
３は可動ベース、５１は鉄心、５２はコイル成形機構、
５３は拡張機構、５４は拡張片を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットを有する鉄心を保持する鉄心保
   持具と、 鉄心のスロットにコイルを挿入するコイル挿入機構と、 スロットに挿入されたコイルを成形するコイル成形機構
   とを備え、 これらコイル挿入機構およびコイル成形機構を、そのコ
   イル挿入機構が鉄心のスロット群のうち所定領域部分と
   軸方向でほぼ対向し、且つコイル成形機構が鉄心のスロ
   ット群の他の所定領域部分と軸方向でほぼ対向する形態
   となるようにユニット化して構成したことを特徴とする
   コイル挿入・成形装置。
2. 【請求項２】 コイル挿入機構が鉄心のほぼ上半部のス
   ロット群と対向し、コイル成形機構が鉄心のほぼ下半部
   のスロット群と対向することを特徴とする請求項１記載
   のコイル挿入・成形装置。
3. 【請求項３】 コイル挿入機構は、全極数の１／２の極
   数に相当するコイル群を挿入するようになっていること
   を特徴とする請求項１記載のコイル挿入・成形装置。
4. 【請求項４】 鉄心保持具に保持された鉄心の軸方向と
   交差する方向に移動可能な可動ベースを設け、この可動
   ベースに、コイル挿入機構およびコイル成形機構をユニ
   ット化したユニット構成体を複数平行状態に設け、この
   ベースの移動により複数のユニット構成体を択一的に鉄
   心と軸方向で対向するようにしたことを特徴とする請求
   項１記載のコイル挿入・成形装置。