JPH07118887B2 - 回転電機のステータコイル巻装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、乗用車、バス、トラツク、自動二輪車の車両
に搭載される車両用発電機等の回転電機のステータコイ
ル巻装装置に係るものである。

［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ 一般に、この種回転電機においては、ロータコアの外周
側に、ステータコイルが波巻状に巻装された円環状のス
テータコアを用いるものがある。ところでこのステータ
コイルは、円環状の基部から径方向内側に向けて略Ｔ字
形のテイースが突設されていて幅狭な入口を有した蟻溝
状のスロツト（溝部）に巻線を幾重にも嵌入するように
して波（ジグザグ）状に巻装する必要がある。そしてこ
れが、例えば三相式の発電機である場合には、三相分の
ステータコイルをいちいち巻装しなければならないこと
となり、これを手作業でした場合には作業が極めて煩雑
かつ面倒であつて、著しく作業性が劣ることとなる。

そこで従来、例えば特開昭54−99901号公報に示す如
く、ステータコイルを自動的に巻装するようにしたもの
が提案されているが、このものは、予め巻枠に輪状に巻
回した巻線を、先ず軸芯方向に押し込んで花形にし、次
いで、該花形状の巻線を、降下する挿入案内治具に引掛
けて上下波状に変形せしめつつ外方に押しやつてステー
タコアの溝部に嵌入するようにしている。ところがこの
ものでは、花形状の巻線が波状に変形しつつ溝部に嵌入
する際に、挿入案内治具が巻線の折返し部に強く擦れて
しまうこととなつて、該部の絶縁皮膜が剥がれて絶縁不
良を生じる等の欠点がある。

これに対し、特開昭55−94567号公報に示される如く、
予めステータコイルを治具に波状に巻掛けてコイル束を
形成し、該コイル束を径方向外方に押し出してスロツト
に嵌入させるようにしたものもあるが、このものは、巻
線を単に巻掛けるだけであるから、コイル束が太くなつ
て幅狭なスロツト入口を通して嵌入させることができ
ず、そのため、テイースを棒状としてスロツト入口の幅
を広くした状態でコイル束を嵌入し、その後、テイース
先端部を周方向に広げる工程が必要になつて、作業工程
が増加してしまうという問題がある。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃す
ることができる回転電機のステータコイル巻装装置を提
供することを目的として創案されたものであつて、円環
状の基部から径方向内側に向けて略Ｔ字形に突設された
テイース間に形成されるスロツトに波巻巻線のステータ
コイルを巻装するための巻駒を備えた巻装装置であつ
て、該巻駒は、上部および下部の駒体からなり、該上下
部の駒体には、回動軸が貫通セツトされるボス部から大
径状に突出する巻掛け部と小径状に突出する非巻掛け部
とがそれぞれ交互に等角度毎に放射状に設けられ、該巻
掛け部と非巻掛け部との対向面間は、ステータコイルが
遊嵌でき、かつスロツト入口部の開口幅に略対応する間
隙を有して径線と平行に設定され、巻掛け部の非巻掛け
部よりも外径方向に突出した部位の表面には、線ガイド
がボス部側ほど高くなるように段階状に傾斜しながら径
方向に並列状に位置ズレして形成されており、前記両駒
体同志は、上部駒体の巻掛け部と下部駒体の非巻掛け部
とが軸方向に対応するよう一体的に組合せられると共
に、さらに、回動軸に対する上下左右方向の相対移動に
よりステータコイルを両駒体の隣接巻掛け部間の間隙に
径方向を向いて一列状に整列して嵌合し、かつ線ガイド
に波巻巻線に対応して順次巻掛ける巻線繰り出し器と、
両駒体の隣接巻掛け部間の間隙に配され、該間隙に嵌合
するステータコイルのコイル束を外径方向に押し出して
スロツトに嵌入させる送り込み体とを備えていることを
特徴とするものである。

そして本発明は、この構成によつて、ステータコイル
を、略Ｔ字形のテイースが形成された幅狭なスロツト入
口から確実に嵌入できる様にしたものである。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図
面において、１は車両用の発電機であつて、該発電機１
は、コア軸２に圧入されるロータコア３、該ロータコア
３に内装されるコイルボビン４、コイルボビン４に巻装
されるロータコイル５、ロータコア３の外周に配される
円環状のステータコア６、ステータコア６に巻装される
後述のステータコイル７、スリツプリング８に弾圧状に
摺接する刷子９、発電された交流電流を整流するレクチ
フアイア10等の部材によつて構成されていること等は何
れも従来通りである。

前記ステータコア６は、円環状の基部から所定間隔を存
して略Ｔ字形のテイース（歯部）6aが径方向内側に向け
て複数突出している。そしてこれら各隣接するテイース
6a間に形成される入口が幅狭になつた蟻溝状のスロツト
6bにステータコイル７を構成する巻線12の束が波状に巻
装されることとなる。そして本実施例では三相のステー
タコイル方式であるため、ステータコイル７は、それぞ
れの相のコイルは、互いにスロツト6bが位置ずれた状態
で、二個おきのスロツト6bごとに巻装されることになる
が、このステータコイル７は、同一相については都合九
本の巻線12を一つの束として成るものである。しかも該
九本の巻線束は、ステータコア６の両側縁から突出して
おり、その突出量は段階的となるように変化し、かつ各
巻線12の突出端部であるコイルエンドが略一列状となる
ように構成されている。しかもこの突出量は、外側三本
のコイルエンド群7aと内側六本のコイルエンド群7bとの
間には巻線の略二本分程度に相当する間隙7cを開けた状
態で離間していて、ロータコア３に設けた冷却フアン3a
による冷却風がここを通過してステータコイル７等の積
極的な冷却が計られるようになつている。

次いで、この様なステータコイル７の巻装手順について
説明する。ここで、11は巻線12を巻装する巻駒であつ
て、該巻駒11は、ステータコア６の軸芯方向両側に対応
すべく上部および下部の駒体13、14と、その中間に介装
されるスペーサ駒15とによつて構成されている。上部駒
体13は、第５図に示す如く、中心のボス部13aから巻掛
け部13bと非巻掛け部13cとが、交互に等角度θ（本実施
例ではθ＝30度）毎に放射状に突出している、しかも巻
掛け部13bと非巻掛け部13cとの対向面は、互いに所定の
間隙Ｘ（巻線12の直径よりやや大きく巻線12が遊嵌でき
る隙間）を存して径線と平行になるように設定されてい
る。そして巻掛け部13bの、非巻掛け部13cよりも径方向
に突出した部位の上面には、都合九条の線ガイド13d
が、ボス部13a側ほど高くなるよう階段状に傾斜した状
態で径方向に位置ズレする並列状態で形成されている
が、さらにこのものは、下から六番目と７番目との線ガ
イド13dの間は、他のものよりも大きい段差となつてお
り、前記巻線群7a、7b間の間隙7cに対応するようになつ
ている。

一方、下部駒体14も上部駒体13と略同様、巻掛け部14
b、非巻掛け部14cがボス部14aから放射状に交互に突出
しており、かつ巻掛け部14bには同様の線ガイド14dが形
成されている。そして両駒体13、14は、あいだにスペー
サ部が放射状に突出したスペーサ駒15を介在する状態
で、上部駒体13の巻掛け部13bと下部駒体14の非巻掛け
部14cとが対応するように組合せ、上部駒体13側から挿
入した緊締ボルト16をスペーサ駒15を貫通して下部駒体
14に螺装することによつて一体的に組付けられるように
なつており、これによつて巻駒11は、巻掛け部13b、14b
が軸芯方向両側でかつ軸芯回りに交互に配されるように
なつている。尚、下部駒体14には回り止めと位置決めを
兼ねたキー溝14eが形成されている。

次に、この巻駒11に巻線12を巻き付けるには、先ず巻駒
11を、所定ピツチ毎に正逆間歇回動するよう設定された
回動軸17にセツトする一方、巻線12を、縦向きの螺旋軸
18の正逆駆動制御によつて上下移動し、かつ横向きの螺
旋軸18aの正逆駆動によつて左右移動する巻線繰り出し
器19にセツトする。さらに回動軸17の周りには送り込み
体20が放射状に設けられているが、該送り込み体20は、
径方向移動自在に構成されており、かつ前記巻駒11を回
動軸17にセツトした場合に、最も軸芯側に位置した状態
で、巻駒11に形成された各間隙Ｘに嵌入するようになつ
ている。そして回動軸17、巻線繰り出し器19、並びに送
り出し体20は、各種センサを有しマイクロコンピユータ
等を用いて構成される電子制御によつて互いに連繋して
作動するように設定されているものであるが、その作動
手順は次のようになつている。

即ち、巻線12は、先端部が巻駒11に掛け渡された状態で
セツトされる。そして巻駒11が回動軸17の回動によつて
回動すると、巻線12のコイルエンドに相当する部位が例
えば巻掛け部13bの最も軸芯側である最上段の線ガイド1
3dに巻きつく。次ぎに、巻線繰り出し器19が下動してス
ペーサ駒15位置に達すると、回動軸17が前記とは逆回動
して巻線繰り出し器19は下部駒体14の巻掛け部14bから
回避された位置に位置し、この状態で、さらに巻線繰り
出し器19が最下段の線ガイド14d位置まで下降する。そ
してこれにタイミングを合せて回動軸17が正回動をし、
巻線12のコイルエンドに相当する部位を最下段の線ガイ
ド14dに巻き付ける。次ぎに、巻線繰り出し器19がスペ
ーサ駒15位置まで上昇した後、回動軸17が逆回動して巻
線繰り出し器19の巻掛け部13bからの回避が成された
後、巻線繰り出し器19が上動して前記巻掛け部13bの隣
りの巻掛け部13b位置に達し、ここで回動軸17を正回動
させて巻線12を隣りの巻掛け部13bの線ガイド13dに巻き
付けることとなり、これを繰り返すことによつて巻線12
は、交互波状に巻装されることとなる。そして、一周の
巻線12の巻装が成されると、巻線繰り出し器19が次段の
線ガイド13d、14dに巻装されるべく、横向きの螺旋軸18
aの作動で一段差分だけ後退し、以降、前記と同じよう
にして巻装作動が成され、このようにして全段における
巻装が完了都合九本の波巻状の巻線束となる。そして、
この様に巻装された巻線12の、上下両側巻掛け部13b、1
4b間に形成されるスロツト嵌入部12aのコイル束は、間
隙Ｘ内において、押し込み体20の外側に、径方向を向い
て略一列状に整列されている。

この様に駒体11に巻線12が巻装された後、今度はステー
タコア６を、スロツト6bが間隙Ｘに対向するよう駒体11
の外周にセツトし、次いで、送り込み体20が外方向に放
射状に移動して、前記一列状に整列するスロツト嵌入部
12aのコイル束を外方に押し出してスロツト6bに嵌入せ
しめることとなり、これによつて一相分のステータコイ
ル７の波巻巻線の巻装作業が終了することとなる。そし
て、これをさらに二度繰り返すことによつて残りの相の
ステータコイル７が巻装されることになる。ここで実施
例においては、次相のステータコイル７を巻装する際
に、既に巻装されたステータコイル７のステータコア６
からの突出部が、次巻装作業の邪魔にならないよう押圧
部材21によつて外径方向に押し広げておくことが好まし
い。そして、全相のステータコイル７の巻装が終了した
ところで、今度はステータコイル７のステータコア６か
ら突出している部位を内方に向けてやや折曲するように
成形してステータコイル７のフオーミングが完了するこ
ととなる。

この様に、本発明が実施されたものにおいては、ステー
タコイル７は、軸方向両側に交互に巻掛け部13b、14bが
配された巻駒11に巻線12を巻き付けることによつてステ
ータコア６に巻装される波巻状の波形状となり、しかも
このものの、両巻掛け部13b、14b間に形成される略一列
状に整列したスロツト嵌入部12aを外径方向に押し出し
てそのままスロツト6bに嵌入させることによつて形成さ
れることとなり、このため巻線12のコイル束は、従来の
如く治具に引掛けるようにして変形させつつ挿入するよ
うな必要はなく、線束を単に外方に押し出すという極め
て単純な作動で幅狭なスロツト入口から確実に嵌入する
ことになり、従つて線束が治具に擦れて絶縁皮膜が剥離
したり、コイル嵌入後にテイース先端部をＴ字形に加工
するような不具合が確実に回避されることになつて、ス
テータコイル７の絶縁性が高度に保持され、極めて信頼
性の高いものを、テイースが既にＴ字形になつていて後
加工が全く不要の状態でにできる。

そのうえ、巻線12のコイルエンド部位を、巻始めが最も
軸芯側で巻終わり側ほど外径側となるよう線ガイド13
d、14dに順次波状に巻掛けることでコイル束は自動的に
一列状になるため、一列状にすることが簡単かつ確実に
なつて作業性が何ら煩雑になることがない。

しかもこのものは、巻掛け部13b、14bに巻き掛けられた
巻線部位、つまりステータコイル７のステータコア６か
ら突出するコイルエンド部位は、スロツト嵌入部12aが
ステータコア６のスロツト6bに嵌入する際に、線ガイド
13d、14dから外方に向けてそのまま外れるものであるた
め、線ガイド13d、14dでの巻装形状が略そのまま維持さ
れることとなり、従つて、突出部を一列状に整列させた
り、あるいは巻線間に間隙を形成するような所望状態で
の成形が自由に行なわれることとなる。

［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成されたものであ
るから、予め巻駒に波状に巻き付けられた巻線をスロツ
トに嵌入せしめるにあたり、両巻掛け部間に形成される
ステータコイルのスロツト嵌入部のコイル束は、径方向
を向いて略一列状に整列し、これを径方向外方にそのま
ま押し出してスロツトに嵌入することで行われるから、
略Ｔ字形のテイースによつて入口幅が幅狭な蟻溝状をし
たスロツトであつても、簡単かつ確実にスロツトに嵌入
させることができる。従つて、溝部へのコイル束の嵌入
が、従来の如く巻線束を治具に引掛けるようにして変形
させつつ挿入させたり、コイル束の嵌入後にテイース先
端部を略Ｔ字形になるよう後加工するような必要がな
く、一列状のコイル束を単に外方に押し出すという単純
な手順でよいことになつて、線束が治具に擦れて絶縁皮
膜が剥離したり、加工工程が増えたりする不具合が回避
されてステータコイルの絶縁性が保持され、信頼性の高
いものにできる。

しかも、巻線を巻駒に巻掛けるにあたり、巻始めが最も
軸芯側で巻終わり側ほど外径側となるようコイルエンド
に相当する部位を線ガイドに順次巻掛けることによつて
コイル束は自動的に一列状に配列され、これによつて一
列状に配列することが簡単かつ確実になつて作業性が改
善する。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る回転電機のステータコイル巻装装
置の実施例を示したものであつて、第１図は車両用発電
機の一部断面側面図、第２図はステータコアの概略正面
図、第３図は巻駒の平面図、第４図は巻駒の縦断面図、
第５図A,Bは上部駒体の平面図、縦断面図、第６図Ａ〜
Ｆはステータコイルの巻装手順を示す概略図、第７図は
巻線が巻駒に巻き付けられた状態を示す展開図、第８図
A,Bはステータコイルのステータコアからの突出部の正
面図、断面図、第９図はステータコイル巻装装置の概略
図である。 図中、１は車両用発電機、６はステータコア、6bは溝
部、７はステータコイル、11は巻駒、12は巻線、12aは
スロツト嵌入部、13、14は駒体、13a、14aはボス部、13
b、14bは巻掛け部、13c、14cは非巻掛け部、13d、14dは
線ガイド、19は巻線繰り出し器、20は送り込み体であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円環状の基部から径方向内側に向けて略Ｔ
   字形に突設されたテイース間に形成されるスロツト（6
   b）に波巻巻線のステータコイル（７）を巻装するため
   の巻駒（11）を備えた巻装装置であつて、該巻駒は、上
   部および下部の駒体（13、14）からなり、該上下部の駒
   体には、回動軸（17）が貫通セツトされるボス部（13
   a、14a）から大径状に突出する巻掛け部（13b、14b）と
   小径状に突出する非巻掛け部（13c、14c）とがそれぞれ
   交互に等角度毎に放射状に設けられ、該巻掛け部と非巻
   掛け部との対向面間は、ステータコイルが遊嵌でき、か
   つスロツト入口部の開口幅に略対応する間隙を有して径
   線と平行に設定され、巻掛け部の非巻掛け部よりも外径
   方向に突出した部位の表面には、線ガイド（13d、14d）
   がボス部側ほど高くなるように段階状に傾斜しながら径
   方向に並列状に位置ズレして形成されており、前記両駒
   体（13、14）同志は、上部駒体の巻掛け部（13b）と下
   部駒体の非巻掛け部（14c）とが軸方向に対応するよう
   一体的に組合せられると共に、さらに、回動軸に対する
   上下左右方向の相対移動によりステータコイル（７）を
   両駒体の隣接巻掛け部（13b、14b）間の間隙に径方向を
   向いて一列状に整列して嵌合し、かつ線ガイド（13d、1
   4d）に波巻巻線に対応して順次巻掛ける巻線繰り出し器
   （19）と、両駒体の隣接巻掛け部（13b、14b）間の間隙
   に配され、該間隙に嵌合するステータコイルのコイル束
   を外径方向に押し出してスロツトに嵌入させる送り込み
   体（20）とを備えていることを特徴とする回転電機のス
   テータコイル巻装装置。