(57)【要約】【課題】コイルエンド部を小型化し、固定子鉄心スロット内のコイル密度低下させない固定子の製造方法およびコイル挿入装置を提供する。【解決手段】コイル束２ａ〜２ｄを装着する固定子鉄心１のティース１２の内周側先端の周方向の幅と同じ幅を有し、各ティース１２の内周側先端と各外周面が対向可能に環状に配置された、ティース１２の数と同数の棒状のブレード８１と、各ブレード８１を独立してブレード８１の長手方向に移動させるブレード駆動機構８７ａ、８７ｂと、複数のブレード８１の内側面に沿って配置され、全てのブレード８１と連動又は独立して、固定子鉄心１の内周側を軸方向に相対的に移動するストリッパ８６と、２本のブレード８１の先端に装着する、先端の周方向の幅がブレード８１の幅より狭く、ブレード８１に装着する側の基部の周方向の幅がブレード８１の幅と同じであるサブブレード８３ａ、８３ｂとを備えたコイル挿入装置。【選択図】図９
2015204647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の固定子鉄心に予め巻回したコイルを挿入する固定子の製造方法およびコイル挿入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
励磁コイルを有する回転電機の固定子において、一般的にコイルは固定子鉄心のスロット内に収納されている。複数の磁極を跨いで巻装する（実際には別の場所で周長に余裕を持たせて大きめに巻線し、これを後でスロットにはめ込む）場合、固定子鉄心の軸方向端部では、余ったコイルが、高く積み重なって無用の空間を有する形状となってしまう。
【０００３】
コイルエンド部の余ったコイル部分は、磁界の形成に寄与せず（性能の向上に寄与しない）、同じ大きさの固定子鉄心であれば、この部分の体積を小さくする方が望ましい。また、固定子鉄心のスロット内の体積に対しコイルの体積をより大きくすることが回転電機の性能向上のために求められている。
【０００４】
従来より行われている固定子の製造方法としては、予め巻枠を用いて巻回した周長が同じ複数のコイルを、コイル挿入装置のブレード間に装着し、ブレード間に装着したコイルをストリッパを用いて押し上げて固定子鉄心のスロット内に挿入して固定子を形成する方法が知られている。
【０００５】
そして、回転電機の固定子のコイルエンド部を小型化し、コイルの周長を短縮する方法の一つとして、コイルを巻回する際に巻線機の巻枠に段差部を設け、コイルの周長を段階的に変化させて周長差を持たせたコイルを固定子鉄心に挿入する方法が提案されている。これは、固定子のコイルエンド部を形成するコイルにおいて理想的な経路を考えた場合、外周を渡るコイルと内周を渡るコイルで周長が異なるためである。外周と内周を同じ長さにすると、どこかでコイルが余り、無用な空間ができるからである(例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３４５４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、固定子鉄心のティース間のスロットにコイルを挿入するためのコイル挿入装置のブレードは、固定子鉄心のティース形状に合わせて配列されており、隣接するブレード間の間隔は、一般的にコイル１本〜数本程度の幅しかない。このためブレード間に収める部分のコイル幅は、周長差を持たせたコイルでも、各層の周長が一定のコイルでも、ほぼ同様の形状となる。すなわち、ブレード間に挿入する部分は、巻き始めから巻き終わりまでが巻枠により形づくられたそのままの形となる。実際に特許文献１の図９では、ブレード側に当たる巻枠１１１Ｆには段差が図示されておらずコイルのマグネットワイヤがそのまま積み上げられている。その結果、コイルの固定子鉄心への挿入において、固定子鉄心のスロット部に順次挿入されるコイルは、最初と同じ形のまま固定子鉄心の反対側端部に押し出されてくる。
【０００８】
特許文献１の図９に記載のように、マグネットワイヤを１本ずつ積み上げているようなコイルであれば周長の長さの違うコイルの端部を適度に形成することは可能であるが、コイルの積層数が増え、スロットに挿入されるコイルの厚さ（マグネットワイヤの積層方向幅）が大きくなると、ブレード間の隙間にコイルを一度に通すことができないという課題があった。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、周長の異なる多くの層からなるコイルを一度にスロット部に挿入でき、コイルエンド部を小型化し、コイルの周長を全体として短くするとともに、固定子鉄心のスロット内のコイル密度を低下させない固定子の製造方法およびコイル挿入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るコイル挿入装置は、
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。
【００１１】
この発明に係る固定子の製造方法は、
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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る固定子の製造方法およびコイル挿入装置によれば、固定子のコイルエンド部に発生する無用な空間を抑制することができ、コイルの周長の短縮を図ることが可能になる。これにより固定子を利用する回転電機の性能向上と小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の平面図である。
【図２】図１の固定子のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】図１の固定子を軸方向に垂直に２分割した断面図である。
【図４】図３に示す固定子の要部拡大図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る固定子鉄心に装着前のコイルの斜視図である。
【図６】図５のコイルの一部断面斜視図と要部拡大模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るコイル巻線機の巻線開始の状態を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るコイルを巻枠から取り外す状態を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るコイル挿入装置にコイルを装着し、固定子鉄心に挿入する前の状態を示す斜視図である。
【図１０】図９のサブブレードの先端周辺部をＤ−Ｄ線で縦に切断した断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係るコイルの断面模式図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係るコイルがブレードに装着された状態を示す斜視図である。
【図１３】準備段階にあるコイル挿入装置の斜視図である。
【図１４】サブブレードを装着したコイル挿入装置の斜視図である。
【図１５】コイルをブレードに引っ掛けた状態にあるコイル挿入装置の斜視図である。
【図１６】コイル挿入装置のブレード間にコイルが挟まれた状態を示す斜視図である。
【図１７】サブブレードを退避させ、コイルの挿入準備をしているコイル挿入装置の斜視図である。
【図１８】コイル挿入装置を使って固定子鉄心にコイルを挿入する状態を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態２に係るコイル巻線機の巻線開始の状態を示す斜視図である。
【図２０】この発明の実施の形態２に係るコイルを巻枠から取り外す状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
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。
【００１５】
また、外側のコイル２ｂと内側のコイル２ｄは、小コイルであり、それぞれ３つのティース１２を跨いだスロット１１に収納されている。大コイルであるコイル２ａとコイル２ｃのスロット収納部２１ａ、２１ｃは、それぞれ単独でスロット１１内に収納され、小コイルであるコイル２ｂとコイル２ｄのスロット収納部２１ｂ、２１ｄは、同じ１つのスロット１１内の外周側と内周側に分かれて収納されている。なお、ここで示すコイルの並びは一例であって、他の構成でもよい。
【００１６】
２つのスロット収納部２１の、固定子鉄心１の軸方向端部から軸方向に延出し相互に接続されている部分におけるコイル２ａの当該部分が、コイルエンド部２４ａである。同様に、２つのスロット収納部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの固定子鉄心１の軸方向端部から延出し相互に接続されている部分におけるコイル２ｂ、２ｃ、２ｄの当該部分が、コイルエンド部２４ｂ、２４ｃ、２４ｄである。図１では、コイルエンド部２４ｂは、コイルエンド部２４ａの下に隠れている。同様にコイルエンド部２４ｄは、コイルエンド部２４ｃの下に隠れている。
【００１７】
固定子鉄心１のスロット１１と、コイル２ａ〜２ｄのスロット収納部２１ａ〜２１ｄとの間には、固定子鉄心１とコイル２ａ〜２ｄとの絶縁を保持する絶縁部材３としてスロットセル３１とウェッジ３２を備えている。
【００１８】
図５は、固定子鉄心１に装着前のコイル２ｂを示す斜視図である。
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。
【００１９】
以下、コイル２ｂを例に説明するが、他のコイル２ａ、２ｃ、２ｄについても同様であるため、その説明は適宜省略する。コイル２ｂは、図６（ｂ）に示すように予め１本のマグネットワイヤ６を矢印の方向に巻回して形成され、スロット１１の深さ相当の幅（固定子鉄心径方向の幅を指す）で複数の層を成してコイル束の形状に形成されている。このコイル２ｂは、予め後述する巻枠を利用して形成する。そして、固定子鉄心１に挿入される前のコイル形成段階では、マグネットワイヤ６の積層方向の厚さｔ１が、固定子鉄心１の隣接するティース１２の先端間の間隔Ｓ１よりも大きな束状のコイル２ｂである。具体的には、コイル２ｂの巻き始め線は内周側から始まり、所定のターン数のコイル列２３を形成した後、先程のコイル列２３の上に次のコイル列２３が形成される。そして、これを繰り返して密着した複数のコイル層２４が形成される。そして、コイル列２３の幅ｔ２が、スロット１１の径方向の深さＳ２と同等となる。そして、このコイル２ｂのスロット収納部２１ｂは、固定子鉄心１のスロット１１内に収納される部分である。
【００２０】
図７は、コイル２ｂの製造（コイル製造工程を指す）に用いるコイル巻線機７の巻線開始の状態を示す斜視図である。
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。
【００２１】
また、巻枠７ａ、７ｂの上下の面には、上蓋７１ａ、７１ｂと下蓋７２ａ、７２ｂを設けている。そして、これらは、マグネットワイヤ６を複数回巻回して、スロット１１の深さ相当の幅（径方向の幅）を有するコイル列２３を形成し、これを重ねてコイル層２４を形成するための巻線ガイドとなる。
【００２２】
なお、下蓋７２ａ、７２ｂには、コイル２ｂを取り出す時に、図８に示すＹ方向の幅を縮小する下蓋縮小機能を備える。図８に示すように、２分割された巻枠７ａ、７ｂの間隔を巻枠縮小機能により縮小させ、下蓋７２ａ、７２ｂの幅を下蓋縮小機能によりコイル２ｂの内径より下蓋７２ａ、７２ｂの幅（外径）を縮小させ（ガイド縮小工程を指す）、巻枠７ａ、７ｂの上側から図示しないプッシャで押し出すことにより、コイル巻線機７から巻枠７ａ、７ｂに巻回されたコイル２ｂは分離される。
【００２３】
図９は、コイル挿入装置８にコイル２ｂを装着し、固定子鉄心１に挿入する前の状態を示す斜視図である。
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。
【００２４】
また、コイル挿入装置８のブレード８１間に束状のコイル２ａ〜２ｄを装着するための補助機材として、コイル２ａ〜２ｄの１個に対し２つのサブブレード８３ａ、８３ｂを用いる。
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。
【００２５】
図１０は、図９のサブブレード８３ａの先端周辺部をＤ−Ｄ線で縦に切断した断面図である。サブブレード８３ａの上部の片面（周方向の面を指す）は、斜めに大きく削りこまれた傾斜面８３ａ１を有している。またこの傾斜面８３ａ１は、その下部の滑らかで軸方向の断面が２次曲線状の曲面８３ａ２を経て、平らな側面８３ａ３へと繋がる。サブブレード８３ｂについても同様である。このように、サブブレード８３ａ、８３ｂの先端の横幅（周方向の幅）は、基部の横幅より狭い。
【００２６】
図１１（ａ）は、コイル２ｂの断面模式図である。説明を簡単にするために、コイル２ｂを形成する１つの層のマグネットワイヤ６のターン数を３とし、積層も３層として示している。当然のことながら、コイル２ｂの１周あたりのマグネットワイヤ６の周長はコイル２ｂの内側から外側に向けて次第に長くなる。
【００２７】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すコイル２ｂが巻崩れた状態でブレード８１に装着された状態を示す図である。
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。
【００２８】
図５に示すコイル２ｂのブレード間挿入部２２ｂは、図１２に示すようにコイル挿入装置８の隣接するブレード８１の間に挿入される部分である。コイル２ｂをコイル挿入装置８のブレード８１間に収める時点では、ブレード間挿入部２２ｂの積層方向の厚さは、隣接するブレード８１の間隔以下となるようにコイル２ｂの束を平らに延ばす必要がある。図１２は、そのコイル２ｂのブレード間挿入部２２ｂが伸びた状態（巻崩れた状態を指す）を示している。
【００２９】
以下、コイル挿入装置８を使用したコイル２ｂの固定子鉄心１への具体的な装着方法について説明する。
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。
【００３０】
図１３において、ブレード８１を１本おきに段下げした状態で使用しているが、準備段階において各ブレード８１をどのような高さとするかは、装着するコイル２ａ〜２ｂの大きさによって適宜設定される。図１３において、ブレード８１ａ、８１ｂが、これからコイル２ｂを引っ掛けるためのブレード８１ａ、８１ｂである。また、ブレード８１ｃ、８１ｄは、この状態から更に下方に、図示しないブレード駆動機構（図１８（ｂ）、符号８７ａ、８７ｂ参照）によって移動され、サブブレード８３を先端上に積むように装着するブレード８１ｃ、８１ｄである。なお、ブレード駆動機構は、ブレード８１を個別に独立して又はグループ単位として各ブレード８１を長手方向に移動できる。
【００３１】
図１４は、図１３の状態からブレード８１ｃ、８１ｄをさらに下降させて、それぞれのブレード８１ｃ、８１ｄの上部にサブブレード脱着アーム８４ａ、８４ｂ（サブブレード脱着機構を指す）によってサブブレード８３ａ、８３ｂを装着した（サブブレード装着工程を指す）状態を示す斜視図である。この後の工程でコイル２ｂを挟むこととなる一方のブレード８１ｃ、８１ｄがサブブレード８３ａ、８３ｂに置き替わった状態となり、元のブレード８１間の隙間に加え、サブブレード８３ａ、８３ｂの基部から先端にかけて細くなっている削り込み量の分だけコイル２ｂの装着スペースを拡大して確保できる。
【００３２】
図１５は、コイル２ｂをブレード８１ａ、８１ｂに引っ掛けた状態を示す斜視図である。コイル２ｂの２つのブレード間挿入部２２ｂは、それぞれサブブレード８３ａの傾斜面８３ａ１とブレード８１ａの間、及びサブブレード８３ｂの傾斜面８３ｂ１とブレード８１ｂとの間に挟まれている。
【００３３】
図１６は、コイル２ｂがブレード８１ａ、８１ｃの間、及びブレード８１ｂ、８１ｄの間に挟まれた状態を示す斜視図である。
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。
【００３４】
図１７は、サブブレード８３ａ、８３ｂを退避させ、ブレード８１ｃ、８１ｄを図１３の位置まで再び上昇させ、固定子鉄心１の準備をしている状態を示す斜視図である。
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。
【００３５】
次に、コイル２ｂの２つのスロット収納部２１ｂを固定子鉄心１のスロット１１に収納させる方法について説明する。
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。
【００３６】
ストリッパ８６は、ブレード８１の内側面に沿って上下動できる円筒状の部材である。ストリッパ８６は、固定部８９で上方を固定された固定子鉄心１のスロット１１内にコイル２ｂを押し上げながら挿入する機能を有する。また、ストリッパ８６は、全てのブレード８１と連動又は独立して上下動できる。図１８（ａ）の状態では、ブレード８１の上端は、ストリッパ８６の上面より上方に突出して存在し、その突出した部分によってにコイル２ｂが引っ掛けられている。
【００３７】
図１８（ｂ）は、固定子鉄心１のスロット１１内に半分入った状態のコイル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）。
【００３８】
図１８（ｃ）は、コイル挿入装置８と、完全に固定子鉄心１に装着されたコイル２ｂを示す断面図である。
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。
【００３９】
なお、実際には、図３に示すように、コイル２ｂに引き続きコイル２ｄが同じスロット１１に挿入されるので、ウェッジ３２は、コイル２ｄを挿入するときに装着するが、説明に都合上、上述のように説明した。
【００４０】
次に、コイル２ｂを構成する周長の異なる一巻きのマグネットワイヤ６が、ブレード８１とサブブレード８３の間を通る時にばらけてしまっても、コイルエンド部２４ｂ、２５ｂを隙間無く形成できる理由を説明する。
【００４１】
まず、図１１（ａ）のように巻回したコイル２ｂが、図１１（ｂ）に示すようにばらけてブレード８１に引っ掛けられたとする。１番〜３番の一巻きのマグネットワイヤ６が一番周長が短く、４番〜６番の一巻きのマグネットワイヤ６は中間の長さであり、７番〜９番の一巻きのマグネットワイヤ６は周長が一番長い。
【００４２】
コイル挿入装置８を用いてコイル２ｂを固定子鉄心１へ挿入していくと、ブレード８１に引っ掛けられた部分と反対側の、コイルエンド部２５ｂとなる部分のうち、まず、１番〜３番のマグネットワイヤ６が固定子鉄心１の下端面（コイル挿入側端面を指す）に到達し２つのスロット１１間に引っ掛かり、それ以上上昇できなくなる。このため、１番〜３番のマグネットワイヤ６のブレード８１に引っ掛けた側に、図において下向きのテンションが掛かり、コイルエンド部２４ｂとなる部分では、それらのマグネットワイヤ６が、ブレード８１に引っ掛かった状態で、一番下側に集まる。次に、４番〜６番のマグネットワイヤ６が固定子鉄心１の下端面の１番から３番のマグネットワイヤ６の上に引っ掛かって１番〜３番のマグネットワイヤ６の上に積み重なり、同様に繰り返して最後に７番〜９番のマグネットワイヤ６がコイルエンド部２４ｂ、２５ｂの最上層に積み重なる。このように、予め巻回したコイル２ｂが、ばらけたとしても、コイル２ｂの固定子鉄心１への挿入過程において、自然と周長の短いマグネットワイヤ６から下層に再度積み重なって、隙間なくコイルエンド部２４ｂ、２５ｂを形成できる。
【００４３】
サブブレード８３の配置については、上述の位置、方向の他に、例えば、図９に示す連続して低−高−低と並ぶ３本のブレード８１の内、両端の低いブレード８１を更に降下させ、それらの上にサブブレード８３を装着し、それぞれのサブブレード８３の傾斜面８３ａ１が真ん中のブレード８１の側面とは反対側を向くように配置しても良い。コイル２ｂより大きなコイル２ａ、２ｃを固定子鉄心１に装着する時は、さらに２本のブレード８１を跨いでコイル２ａ、２ｃを引っ掛けることとなる。
【００４４】
また、サブブレード８３の形状は、上記に示した形状に限られるものではなく、サブブレード８３と隣り合うブレード８１との間に、隣り合うブレード８１間の間隔より広い間隔を確保でき、コイル２ｂを巻崩してガイドできる形状であれば良い。
【００４５】
また、本実施の形態では、固定子鉄心１を固定してストリッパ８６が移動する構成としたが、ストリッパ８６を固定して、固定子鉄心１がその周囲を軸方向に移動する構成としても良い。
【００４６】
本発明の実施の形態１に係る固定子の製造方法およびコイル挿入装置によれば、固定子１００のコイルエンド部２４ｂ、２５ｂに発生する無用な空間を抑制することができ、コイル２ｂの周長の短縮を図ることが可能になる。これにより固定子１００を利用する回転電機の性能向上と小型化を図ることができる。
【００４７】
実施の形態２．
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。
【００４８】
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によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  固定子、１  固定子鉄心、２ａ〜２ｄ  コイル、３  絶縁部材、
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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