JPH0526422B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は、回転電機の固定子コアにコイルを挿
入する方法および装置に係り、特に小形電動機等
の固定子コアにコイルを挿入するのに適したコイ
ルの装置に関するものである。 〔従来技術〕 たとえば、電動機においては、固定子や電機子
のスロツトに挿入されたコイルの占積率（スロツ
トの断面積に対するスロツト内に挿入されたコイ
ルの線材の断面積が占める割合）が、その性能
（入力エネルギに対する出力エネルギの割合）や
大きさを決める上での大きな要因になつている。 一般に、高電圧、大電流によつて駆動される大
形の電動機（たとえば、電車の主電動機等）で
は、コイルを形成する線材が太く、かつ絶縁処理
等の工程が入るため、通常は、予じめ所要の形状
に形成したコイルを、１個づつ固定子コアのスロ
ツトにはめ込むようにしている。このため、固定
子コアのスロツトは、その内部と開口部の巾がほ
ぼ同一のオープンスロツトになつている。 このような大形の電動機では、スロツト内のコ
イルの占積率は70〜80％程度と比較的高い値が得
られる反面、手作業が多くなり生産が悪い欠点が
ある。 一方、低電圧、小電流によつて駆動される小形
の電動機（たとえば、産業用の汎用電動機等）で
は、生産性を重視した設計および製造が行なわれ
ている。 このため、小形の電動機の固定子コアは、第１
図に示すように、固定コア１に形成されたスロツ
ト２の開口部５の一部を、テース３の先端部４で
覆つたセミクローズドスロツトになつている。そ
して、このような固定子コア１に、第２図および
第３図に示すようなコイルの挿入装置を用いてコ
イルを自動挿入している。このコイル挿入装置６
は、ベース７上に固定されたホルダ８に、ウエツ
ジガイド９を介して支持され、かつ中央に配置さ
れたインナーガイド１０によつて位置決めされた
ブレード１１と、前記ベース７にブラケツト１２
を介して支持された油圧シリンダ（以下単にシリ
ンダという）１３のロツド１４の上端に支持され
たストリツパ１５とを備えている。このストリツ
パ１５には、前記ブレード１１の間に突出する突
起１６が形成されている。したがつて、ブレード
１１間にコイル１７を挿入し、固定子コア１ブレ
ード１１の上端に外嵌させたのち、シリンダ１３
を作動させて、ストリツパ１５を上昇させること
により、ブレード１１の間に挿入されたコイル１
７を押上げて、固定子コア１のスロツト２の中に
挿入することができる。 このようなコイル挿入装置６を使用することに
より、固定子コア１に、固定子として必要な数の
コイル１７を１度に挿入することができるので、
生産性は良好である。しかし、コイル１７の挿入
時にスロツト２の開口部５を通つてスロツト２内
に挿入されたコイル１７が、巻線時および挿入時
の応力によつて任意の方向に動くため、コイル１
７の整列性が乱れる。このため、スロツト２にお
けるコイル１７の占積率が60〜67％程度と低くな
る欠点がある。また、むりに占積率を上げると、
スロツト内での線材の重りによつて起る線材の部
分的な潰れなどにより、コイル１７の絶縁不良、
断線、抵抗の増大などの問題が多発する。 一般に、小形の電動機では、固定子コアのスロ
ツトに対するコイルの占積率が60％程度の場合、
電動機の効率（入力に対する出力の割合）は、60
〜70％程度（電動機の型式によつて差がある）で
ある。前記占積率を90％にすると、電動機の効率
を約10％向上させることができることが知られて
いる。しかし、生産性を低下させることなく、占
積率を向上させる方法や装置がなく、効率の低い
電動機を使用せざるを得なかつた。また、従来技
術として、特開昭57−20151号公報が知られてい
た。この従来技術は、ブレードの間〓を通して固
定子のスロツトの入口に入る形状を２段階にし
て、このストリツパを上昇運動させるだけで、コ
イルをスロツト内に滑り現象でむりやり押込む方
法であるため、前記の通り、むりに占積率を上げ
る場合と同様に、線材の部分的な潰れ現象などに
より、コイルの絶縁不良、断線、抵抗の増大が生
じるという課題を有するものである。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決す
べく、コイルの絶縁不良、断線、抵抗の増大等を
発生することなく、しかも生産性を低下させるこ
となく、高占積率の回転占を得て、高性能で且つ
小形の電動機を製造することができるようにした
コイルの挿入装置を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するため、本発明は、上記目的
を達成するために、内部とほぼ同じ幅の入口を有
するスロツトを形成した固定子コアの前記各スロ
ツトにコイルを挿入する装置であつて、ベース
と、所定の間に多層整列巻きしたコイルを支持
し、更に上端部に固定子コアを嵌めて位置決め
し、固定子コアのスロツトに対応させて所定の間
隔で前記ベース上に植設されたブレードと、前記
ベースの下部に設けられたストリツパ用シリンダ
駆動源と、該ストリツパ用シリンダ駆動源の出力
軸に連結され、前記ブレード内を上下に移動自在
に支持された中空軸と、前記所定のブレード間に
多層整列巻きされたコイルのブレードの内側に位
置する部分がブレードの先端を乗越るまで前記コ
イルを押上げて前記固定子コアのスロツト内空間
に挿入するように前記中空軸の上端に取付けられ
たストリツパと、前記固定子コアの各スロツトに
対向させて前記ストリツパに半径方向に移動可能
に支持され、前記各スロツト空間に位置するコイ
ルを各スロツト内に押込んで、圧縮成形すると押
駒と、前記中空軸内を上下に出力させるように前
記ストリツパ用シリンダ駆動源の出力軸上に設け
られた押駒駆動用シリンダ駆動源と、前記中空軸
内において前記押駒駆動用シリンダ駆動源の出力
を連結し、前記各押駒の内側端と係合して各押駒
を半径方向に移動させて前記各プレード間〓及び
各スロツトの入口を通して各スロツト内に押込む
ように移動させるカム機構とを備えたことを特徴
とするコイルの挿入装置である。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面にしたがつて説
明する。 第４図は、本発明を適用する固定子コアを示す
もので、同図において、固定子コア１８には、略
台形のテース１９が中心に向けて突出するように
形成され、各テース１９の間に矩形のスロツト２
０が形成されている。前記スロツト２０の開口部
２１は、スロツト２０の内部と同じ巾で形成され
ている。 なお、固定子コア１８のテース１９の先端を切
欠いて、挿入装置のブレードの外側面を嵌合させ
るようにしてもよい。 第５図ないし第８図は、本発明によるコイルの
挿入装置の一例を示すもので、同図において、第
２図と同じものは、同じ符号を付けて示してあ
る。ベース７とブラケツト１２の間に、所定の間
隔で配置された一対のガイドバ２２には、可動板
２３が摺動可能に嵌合している。この可動板２３
の下面に支持された油圧シリンダ（以下単にシリ
ンダという）２４の下端には、シリンダ１３のロ
ツド１４が結合されている。前記可動板２３の上
面には、前記ベース７とインナーガイド１０を摺
動可能に貫通する中空の軸２５が固定され、その
上端にストリツパ２６が支持されている。このス
トリツパ２６は、ブレード１１の内側に配置され
た本体２７と、前記ブレード１１間および固定子
コア１８のスロツト２０に摺動可能に嵌合する大
きさの押駒２８とによつて構成されている。この
押駒２８は、前記本体２７に放射状に摺動可能に
支持されている。そして、図示していないが、押
駒２８の上面と下面、および本体２７の対応する
位置には、それぞれ溝が形成され、この溝を通し
て環状のゴムを組付けることにより、押駒２８が
本体の中央へ向けて移動するように付勢してい
る。前記シリンダ２４のロツド２９は、前記軸２
５の中心に位置し、その上端に円錐台状のカム３
０が固定されている。このカム３０の円錐面が、
前記押駒２８の１面に接し、カム３０の上昇によ
つて押駒２８を本体２７から固定子コア１８側へ
押出す。 上記の構成において、第５図に示す如く、整列
巻きされた所要数のコイル１７を、整列性を乱さ
ないように所定のブレード１１間に挿入したの
ち、固定子コア１８をブレード１１の上端部に外
嵌させて位置決めする。この状態でシリンダ１３
を作動させ、ストリツパ２６を押上げる。する
と、ブレード１１間に挿入されたコイルは、スト
リツパ２６によつて押上げられ、ブレード１１に
沿つて上昇する。そして、コイル１７は、ストリ
ツパ２６と共に上昇する間に、固定子コア１８の
スロツト２０に挿入される。さらに、シリンダ１
３の作動により、ストリツパ２６がブレード１１
の上端より突出し、ブレード１１の内側にあるコ
イル１７を、ブレード１１の外側へ押出す。この
とき、コイル１７は、第６図に示すように、固定
子コア１８のスロツト２０と、ブレード１１およ
び押駒２８によつて形成される空間、すなわち、
スロツト２０とブレード１１およびストリツパ２
６で形成される空間に挿入される。このとき、前
記空間に対するコイル１７の占積率は、コイル１
７を形成する線材が、その応力によつて任意に移
動しない程度、たとえば、線材をスロツト２０の
底部から整列状態で密着させて並べたとき、スト
リツパ２６と線材の間のすき間が線材の直径分よ
り小さく（望ましくは、直径の半分以下）なるよ
うに設定する。この状態で、シリンダ２４を作動
させ、第７図に示すようにカム３０を押上げる
と、カム３０によつて押駒２８が押され、押駒２
８は、固定コア１８のスロツト２０に向けて突出
する。すると、前記空間に位置するコイル１７は
押駒２８に押され、第８図に示すように、スロツ
ト２０内に押込まれ、圧縮整形される。このと
き、コイル１７を形成する線材は、断面が円形か
ら非円形になるまで圧縮整形される。このように
して、コイル１７がスロツト２０内に挿入される
と、シリンダ２４が逆方向に作動して、カム３０
を下降させる。すると、押駒２８は、固定子コア
１８のスロツト２０から離脱して元の位置へ戻
る。ついで、シリンダ１３を作動させ、ストリツ
パ２６を固定子コア１８の中から引抜いて下降さ
せたのち、コイル１７が挿入された固定子３１を
ブレード１１ら抜き取る。 このようにした、固定子コア１８のスロツト２
０にコイル１７を挿入することができる。 上記実施例においては、コイル１７を形成する
線材の断面形状を変形させる場合について述べた
が、変形させる必要のない場合には、単にコイル
１７をスロツト２０に押込むだけでよい。線材の
圧縮率と占積率の関係を実験で求めた結果を表１
に示す。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、コイルの絶
縁不良、断線、抵抗の増大等を発生することな
く、しかも生産性を低下させることなく、84％以
上（従来技術の最大67％に比べ25％以上高く）の
高占積率の回転子を得て、高性能で、且つ小形の
電動機を製造することができる効果を奏する。特
に本発明によれば、高占積率を得ることができる
ので、固定子コアを小さくすることができ、電動
機の小形化、資材の節減等の効果が得られ、更に
スロツト内に収納されたコイルの線材の圧縮成形
されるので、線材同志が密着して、熱の伝導性能
の増大により放熱性性能の大幅な向上を図ること
ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の小形の電動機に使用されてい
る固定子コアの一部を示す平面図、第２図は従来
のコイル挿入装置の一例を示す正面部分断面図、
第３図は第２図における挿入時の一部を示す拡大
平面図、第４図は本発明を適用する固定子コアの
一部を示す平面図、第５図は本発明による挿入装
置の一例を示す正面断面図、第６図はコイル挿入
過程を示す要部の拡大平面図、第７図はコイルの
挿入完了状態を示す正面断面図、第８図は第７図
の要部を示す拡大平面図である。 １７……コイル、１８……固定子コア、２０…
…スロツト、２３……可動板、２４……シリン
ダ、２６……ストリツパ、２７……本体、２８…
…押駒、２９……ロツド、３０……カム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部とほぼ同じ幅の入口を有するスロツトを
   形成した固定子コアの前記各スロツトにコイルを
   挿入する装置であつて、ベースと、所定の間に多
   層整列巻きしたコイルを支持し、更に上端部に固
   定子コアを嵌めて位置決めし、固定子コアのスロ
   ツトに対応させて所定の間隔で前記ベース上に植
   設されたブレードと、前記ベースの下部に設けら
   れたストリツパ用シリンダ駆動源と、該ストリツ
   パ用シリンダ駆動源の出力軸に連結され、前記ブ
   レード内を上下に移動自在に支持された中空軸
   と、前記所定のブレード間に多層整列巻きされた
   コイルのブレードの内側に位置する部分がブレー
   ドの先端を乗越るまで前記コイルを押上げて前記
   固定子コアのスロツト内空間に挿入するように前
   記中空軸の上端に取付けられたストリツパと、前
   記固定子コアの各スロツトに対向させて前記スト
   リツパに半径方向に移動可能に支持され、前記各
   スロツト空間に位置するコイルを各スロツト内に
   押込んで、圧縮成形すると押駒と、前記中空軸内
   を上下に出力させるように前記ストリツパ用シリ
   ンダ駆動源の出力軸上に設けられた押駒駆動用シ
   リンダ駆動源と、前記中空軸内において前記押駒
   駆動用シリンダ駆動源の出力を連結し、前記各押
   駒の内側と係合して各押駒を半径方向に移動させ
   て前記各プレード間〓及び各スロツトの入口を通
   して各スロツト内に押込むように移動させるカム
   機構とを備えたことを特徴とするコイルの挿入装
   置。