CN111033983B - 线圈的制造方法、线圈的制造装置、线圈以及马达 - Google Patents

Abstract

线圈(10)的制造方法包含如下工序：将线材(导线)(11)多层多列地卷绕，形成剖面形状为梯形形状的线圈(10A)；将线圈(10A)配置于被多个分割模包围的成型空间；以及向缩窄成型空间的方向移动而对线圈(10A)的剖面形状进行成型。在对剖面形状进行成型的工序中，使多个分割模中的至少一个分割模移动，利用形成于分割模的面将剖面形状成型为扇形形状。

Description

线圈的制造方法、线圈的制造装置、线圈以及马达

技术领域

本发明涉及线圈的制造方法、线圈的制造装置、线圈以及马达。

背景技术

近年来，要求马达的小型化和高输出化。为了实现马达的小型化和高输出化，需要提高马达的扭矩密度。而且，为了提高马达的扭矩密度，提高定子的槽内的线圈的占空系数是有效的。占空系数是指配置于马达的定子的槽内的线圈的截面积的总和相对于该槽的截面积的比例。

在专利文献1中公开了为了提高线圈的占空系数而使用剖面形状为梯形的线材(导线)的内容。该线材是剖面的梯形形状在相当于线圈的一匝的每个区域中不同的线材。以下，将这样具有尺寸不同的多个梯形剖面的线材称为“复合梯形线”。专利文献1中公开了如下的内容：将这样的线材呈梯形多层多列地卷绕之后，沿着定子表面使线圈的外形整体弯曲，成为实质上为扇形的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3652348号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1所记载的技术中，没有明确公开如何将复合梯形线多层多列地卷绕而形成的线圈整形为剖面实质上为扇形的线圈。

因此，本发明的目的在于，提供能够容易且适当地制造具有扇形形状的剖面形状的多层多列的高占空系数线圈的制造方法以及通过该制造方法而得到的线圈。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一个方式的线圈的制造方法包含如下工序：将线材多层多列地卷绕，形成剖面形状为梯形形状的线圈；将所述线圈配置于被多个分割模包围的成型空间；以及向缩窄所述成型空间的方向移动而对所述剖面形状进行成型，在对所述剖面形状进行成型的工序中，使所述多个分割模中的至少一个分割模移动，利用形成于所述分割模的面将所述剖面形状成型为扇形形状。

另外，本发明的一个方式的线圈的制造装置具有：卷绕装置，其具有用于供线材多层多列地卷绕而形成剖面形状为梯形形状的线圈的卷芯部；以及成型装置，其对通过所述卷绕装置而形成的所述线圈的剖面形状进行成型，所述成型装置具有：多个分割模，它们按照形成成型空间的方式配置，该成型空间供通过所述卷绕装置而形成的所述线圈以卷绕于所述卷芯部的状态配置；以及移动机构，其使所述多个分割模中的至少一个分割模向缩窄所述成型空间的方向移动，利用形成于所述分割模的面，将所述线圈的剖面形状成型为扇形形状。

并且，本发明的一个方式的线圈通过上述线圈的制造方法来制造，并安装于定子，其中，所述定子的槽内的所述线圈的剖面形状为扇形形状。

另外，本发明的一个方式的马达具有：轴，其以沿规定的方向延伸的中心轴线为中心；转子，其固定于所述轴；以及定子，所述定子具有：

环状的铁芯背部；齿，其从所述铁芯背部沿径向突出；以及线圈，其卷绕于所述齿，所述线圈是上述线圈。

发明效果

根据本发明的一个方式，能够容易且适当地制造具有扇形形状的剖面形状的多层多列的高占空系数线圈。另外，具有这样的线圈的马达能够成为实现小型化和高输出化的马达。

附图说明

图1是本实施方式中的线圈的结构例。

图2是示出线圈的剖面形状的图。

图3是构成线圈的线材的一例。

图4是示出线圈的卷绕装置的一例的整体结构图。

图5是卷绕装置的第一夹具的结构例。

图6是卷绕装置的第二夹具的结构例。

图7是示出第二夹具的第一卷芯部的图。

图8是示出绕组序列的图。

图9是用于说明第一层的卷绕方法的图。

图10是用于说明从第一层向第二层转移的方法的图。

图11是用于说明第二层的卷绕方法的图。

图12是示出线圈的另一例的图。

图13是示出线圈的另一例的图。

图14是示出线圈的成型装置的一例的整体结构图。

图15是示出分割模的避让部的图。

图16是示出成型前的线圈的图。

图17是示出成型后的线圈的图。

图18是示出固定线圈的方法的图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。

另外，本发明的范围并不限于以下的实施方式，可以在本发明的技术思想的范围内任意地变更。另外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使实际的构造与各构造中的比例尺或数量等不同。

图1是示出本实施方式中的线圈10的结构例的立体图。

线圈10是通过卷绕线材(线状的导线)11而形成的。线圈10是在以沿规定的方向延伸的中心轴线为中心而进行旋转的马达中使用的定子线圈。这里，该马达例如是能够搭载于汽车、电动汽车、电动辅助设备、电动飞行机、多平面机等移动体、机器人等工业设备、使信息记录介质旋转的信息记录再现设备、家电产品、办公设备、医疗设备等各领域的搭载对象物的马达。

另外，在本说明书中，为了便于说明，以马达的中心轴线的方向作为上下方向而进行说明，但并不限定使用马达时的姿势。另外，将马达的中心轴线的方向简称为“轴向”，将以中心轴线为中心的径向和周向简称为“径向”和“周向”。

本实施方式的线圈10是通过将一根导线11沿一个方向多层多列地卷绕并在最外周放出引出线的方法而形成的。在本实施方式中，对线圈10具有导线11呈2层5列(2×5＝10匝)卷绕且从第1列的外周部和第2列的外周部引出导线11的端部的结构的情况进行说明。

线圈10构成为包含：槽收纳部12，其收纳于马达的定子铁芯的槽中；引出线侧的线圈端部13；以及与引出线相反的一侧的线圈端部14。槽收纳部12和线圈端部14的导线11按照完全对齐卷绕的方式卷绕，导线11的交叉(转移)在线圈端部13处进行。

图2是示出用设定于槽收纳部12的切断面A将线圈10切断时的剖面形状的图。该图2示出了线圈10用于内转子型马达的情况。内转子型马达具有：轴，其以沿规定的方向(上下方向)延伸的中心轴线为中心；转子，其固定于轴；以及定子，其配置于转子的径向外侧。定子的内周面与固定于轴的转子磁铁在径向上隔着间隙而对置配置。

定子具有定子铁芯20和线圈10。定子铁芯20具有环状的铁芯背部21以及从铁芯背部21向径向内侧突出的多个齿22。线圈10卷绕于齿22。在图2中，对导线11的剖面标注的“1T”、“2T”等标号表示线圈10的卷绕顺序。

如该图2所示，在定子的槽内，线圈10具有扇形形状(包含大致扇形形状)的剖面形状。这里，槽内的线圈10的剖面形状能够成为由中心与定子的铁芯背部21不同的两个同心的圆弧10a、10b和分别将该两个圆弧的端部连结的直线10c、10d构成的扇形形状。在该情况下，上述将两个圆弧的齿22侧端部连结的直线10c成为沿着齿22的形状的直线。即，导线11沿着齿22的直线部分卷绕。

另外，导线11的剖面形状按照每列而不同。具体而言，导线11的剖面形状成为越是配置于马达的径向外侧的列则高度越低且底边的长度较长的梯形形状。另外，导线11的电阻值的大小由导线11的截面积最小的部分决定，各列的导线11的截面积是相同的，因此能够使导线11的电阻值恒定。

这样的线圈10是实现了高占空系数的线圈，能够通过将复合梯形线按照剖面形状为梯形形状(包含大致梯形形状。)的方式卷绕而成的线圈以剖面形状为扇形形状的方式成型而得到。

图3的(a)是示出复合梯形线的一例的图。如图3的(a)所示，作为复合梯形线的导线11在两端部具有作为线圈的引出线的区域(引出线部)。被引出线部夹持的中央部成为连续地形成多匝与线圈10的一匝的长度对应的卷绕对应区域的区域。多个卷绕对应区域分别具有梯形形状的剖面，该梯形形状的尺寸按照每个卷绕对应区域而不同。

图3的(b)是与匝数1T和2T对应的卷绕对应区域(梯形1部)的剖面形状。图3的(c)是与匝数3T和10T对应的卷绕对应区域(梯形2部)的剖面形状。图3的(d)是与匝数4T和9T对应的卷绕对应区域(梯形3部)的剖面形状。图3的(e)是与匝数5T和8T对应的卷绕对应区域(梯形4部)的剖面形状。图3的(f)是与匝数6T和7T对应的卷绕对应区域(梯形5部)的剖面形状。另外，图3的(b)～图3的(f)的比例尺是相同的。

这样，在本实施方式中，导线11是具有五个图案的梯形剖面的线材。

另外，引出线部的剖面形状可以为圆形状、矩形状等任意形状。例如引出线部的剖面形状可以成为对复合梯形线进行加工前的裸线的剖面形状。作为该裸线，例如可以使用直径1mm左右的圆线。另外，导线11的全长可以根据定子的槽形状、线圈10的匝数等而适当设定。例如在线圈10是配置于12槽的定子的10匝线圈的情况下，可以使导线11的全长为780mm左右。

并且，虽未特别图示，但可以在引出线部与梯形部之间、梯形部与梯形部之间等剖面形状发生变化的部分分别设置有剖面形状逐渐变化的长度1mm～2mm左右的连接部。

另外，复合梯形线不限于图3的(a)～图3的(f)所示的形状。例如，也可以是，各卷绕对应区域分别具备具有梯形形状的剖面的第一区域以及具有矩形状的剖面的第二区域。这里，第一区域是与线圈10的槽收纳部12对应的区域，第二区域是与线圈10的线圈端部13、14对应的区域。第二区域的矩形状能够在各卷绕对应区域中成为相同形状。

在该情况下，线圈端部13、14的线圈剖面为矩形状。使线圈端部13、14的剖面形状为矩形状的优点在于，能够抑制线圈端部的高度、以及在卷绕时导线11不容易倾斜因而容易形成线圈。

接下来着，对本实施方式中的线圈10的制造方法进行具体地说明。

线圈10通过卷绕装置和成型装置来制造，该卷绕装置将导线11多层多列地卷绕而形成剖面形状为梯形形状的线圈10A，该成型装置将通过卷绕装置而形成的线圈10A的剖面形状成型为扇形形状。

图4是示出用于形成扇形成型前的线圈10A的卷绕装置100的结构的图。

卷绕装置100具有第一夹具110、第二夹具120以及第三夹具130。如图5所示，第一夹具110具有主体部111、第一卷芯部112以及第二卷芯部113。图5中的上下方向对应于图4的Y方向。

在主体部111设置有凹部114，该凹部114供导线11中的卷绕开始端部配置。第一卷芯部112是用于对线圈10A的第一列从最外周至最内周依次呈螺旋状进行卷绕的阶梯状的台阶部。第二卷芯部113是用于对线圈10A的第二列及以后的各层进行卷绕的部件。从Y方向观察的第二卷芯部113的外形形成为与卷绕有线圈10的齿22的从径向观察的形状相同。

在本实施方式中，线圈10A是双层线圈。因此，第一卷芯部112由外形比第二卷芯部113大一级的台阶部构成。

第二卷芯部113例如由金属构成，构成为能够相对于主体部111进行装卸。

在形成线圈10A时，导线11如图5的箭头所示那样，首先从主体部111的凹部114向第一卷芯部112卷绕，接着向第二卷芯部113卷绕。由此，形成线圈10A的第一列。然后，导线11直接向第二卷芯部113呈螺旋状卷绕。由此，形成线圈10A的第二列及以后的最内周。即，在到此为止的工序中，能够形成线圈10A的从第1T匝到第6T匝的绕组。

另外，主体部111和第一卷芯部112中的第二卷芯部113侧的面(在图5中为上表面)构成旋涡状并且沿周向倾斜的面。因此，能够容易且适当地将导线11呈螺旋状卷绕。

如图6所示，第二夹具120具有在主体部121形成有能够与第一夹具110的第二卷芯部113嵌合的贯通孔122的结构。这里，图6中的上下方向对应于图4的Y方向。在主体部121上，在与Y方向垂直的方向上设置有螺纹孔123。第二夹具120能够以嵌合于第二卷芯部113的状态，通过插入螺纹孔123的螺钉(不图示)而螺纹紧固于第二卷芯部113。

另外，在主体部121的Y方向的一个端面(在图6中为上表面)上，在贯通孔122附近设置有凸部124。如图7所示，第二夹具120以使设置有凸部124的端面与第一夹具110的主体部111对置的朝向嵌合于第二卷芯部113，并被螺钉紧固。

如图4所示，第一夹具110和第二夹具120相对于第三夹具130配置于Z方向的一侧(在图4中为上侧)。该第一夹具110和第二夹具120构成为能够以Y方向的轴线为中心进行旋转，并且能够沿Y方向(旋转轴线方向)往复移动。另外，第一夹具110和第二夹具120也可以构成为能够沿X方向往复移动。第一夹具110和第二夹具120的上述旋转以及移动通过未图示的旋转移动机构来进行。

第三夹具130是向第一夹具110和第二夹具120的规定的卷绕位置提供导线11的线材供给机构。第三夹具130具有用于压弯导线11的承受部131、用于将导线11引导至第一夹具110的规定的卷绕位置的引导部132以及用于对导线11赋予张力的保持部133。承受部131和引导部132沿X方向延伸。

但是，第三夹具130的结构并不限于上述。例如，在导线11比较粗的情况下，容易通过按压导线11而使其弯曲，因此优选设置承受部131。另外，在导线11比较细的情况下，能够在对导线11赋予张力的状态下进行卷绕，因此优选设置保持部133。

图8是示出绕组序列的图。

首先，卷绕装置100将导线11配置于第一夹具110的凹部114，并使第一夹具110和第二夹具120以Y方向的轴线为中心进行旋转，使第1T匝从比第2T匝低一级的位置起开始卷绕。此时，卷绕装置100将导线11卷绕于第一夹具110的第一卷芯部112。由此，如图9所示，成为卷绕开始的导线11a向线圈外周部伸出。

而且，关于从第2T匝到第6T匝，卷绕装置100使第一夹具110和第二夹具120一边旋转一边沿Y方向移动，从而将导线11呈螺旋状卷绕于第一夹具110的第二卷芯部113。由此，如图10所示，形成从第2T匝的绕组11b到第6T匝的绕组11c。

接下来，卷绕装置100从第一层(第一段)的绕组转移到第二层(第二段)的绕组。此时，卷绕装置100开始卷绕第7T匝的绕组，该第7T匝绕组重叠在作为第一段的最终匝的第6T匝的绕组11c的正上方而作为第二段的开始匝。即，在线圈10A的轴向端部绕线方向反转，从而从第6T匝向第7T匝转移的线圈端部11d与从第5T匝向第6T匝转移的线圈端部交叉。通过该导线11的转移，在层间形成间隙11e。

因此，在本实施方式中，卷绕装置100使设置于第二夹具120的凸部124插入上述间隙11e中并卷绕导线11。这样，从第一段的绕组向第二段的绕组顺畅地转移。这样，通过将凸部124插入间隙11e中并进行卷绕，能够抑制导线11落入该间隙11e中而发生偏移，从而适当地卷绕导线11。

图11所示，在第二段中，第7T匝的绕组11f以位于第6T匝的绕组11c的正上方的方式进行卷绕。然后，关于从第8T匝到第10T匝，卷绕装置100使第一夹具110和第二夹具120一边旋转一边沿Y方向移动，从而在第一段的绕组(从第5T匝到第3T匝)的正上方分别进行卷绕。这样，卷绕装置100通过使第一夹具110和第二夹具120一边旋转一边沿Y方向往复移动，使一根导线11沿一个方向多层多列地卷绕。

由此，如图8所示，形成剖面形状为梯形形状的线圈10A(扇形成型前的线圈)。该线圈10A构成为从第一列的最外周引出卷绕开始的导线11a，并从第二列的最外周引出卷绕结束的导线11g。

另外，在本实施方式中，对形成10匝(两层五列)的线圈10A的情况进行了说明，但匝数并不限于上述。例如，如图12所示，也可以形成15匝(三层五列)的线圈10B。另外，如图13所示，也可以形成12匝(三层四列)的线圈10C。

并且，如图13所示，在形成三层线圈的情况下，也可以在中央部插入卷绕间隔件141和142。在该情况下，与第一夹具110的第一卷芯部112同样地，在卷绕间隔件141设置有阶梯状的台阶部。另外，与第二夹具120的凸部124同样地，在卷绕间隔件142设置有用于使导线11从第一段向第二段顺畅地转移的台阶部(凸部)。

接下来，对将通过卷绕装置100而形成的线圈10A的剖面形状成型为扇形形状的成型装置进行说明。

图14是示出用于成型线圈10A的成型装置200的结构的图。另外，该图14示出了梯形剖面的线圈10A成型为扇形剖面的线圈10的状态。

成型装置200具有能够相对进退移动的一对V形块201、202以及多个(在本实施方式中为四个)分割模203a～203d。一对V形块201、202按照使V形槽201a、202a对置的方式配置。另外，四个分割模203a～203d按照形成成型空间的方式配置，该成型空间供成型前的线圈10A以卷绕于卷芯部113的状态配置。

四个分割模203a～203d中的第一分割模203a固定于V形块201的一方的V形槽201a，第二分割模203b固定于V形块202的另一方的V形槽202a。另外，第三分割模203c与V形槽201a、202a的一个面分别滑动接触，第四分割模203d与V形槽201a、202a的另一个面分别滑动接触。

V形块201、202被螺栓紧固夹具221向彼此接近的方向施加冲压载荷，经由间隔件222而固定。间隔件222是用于限制V形块201、202向接近方向移动，从而使四个分割模彼此不相互接触的限制部件。

间隔件222是配置于V形块201和202之间的平板部件，固定于V形块201和202中的任意一方。V形块201和202向彼此接近的方向移动，V形块201和202的另一方与间隔件222抵接，由此限制了两者向接近方向移动。

第一分割模203a和第二分割模203b分别具有成型面，该成型面成型出与构成扇形形状的圆弧对应的面(圆弧面)，该扇形形状成为线圈10的剖面形状。另外，第三分割模203c和第四分割模203d分别具有成型面，该成型面成型出与构成扇形形状的直线对应的面(平面)，该扇形形状成为线圈10的剖面形状。

例如，当固定V形块202，并通过螺栓紧固夹具221从V形块201的上方施加冲压载荷时，固定于V形块201的第一分割模203a向图14中的下方向移动，而按压线圈10A的上表面。另外，固定于V形块202的第二分割模203b按压线圈10A的下表面。此时，第三分割模203c在V形槽201a、202a中滑动，向按压线圈10A的左侧面的方向移动。另外，第四分割模203d也同样地向按压线圈10A的右侧面的方向移动。

这样，通过来自一个方向的冲压载荷，能够使四个分割模203a～203d从四个方向与线圈10A抵接。因此，能够通过一个工序使梯形剖面的线圈10A成型为扇形剖面的线圈10。

另外，第一分割模203a和第二分割模203b的成型面构成为分别与线圈10A中的导线11按照完全对齐卷绕的方式卷绕的区域、即槽收纳部12和线圈端部14接触。

如上所述，线圈10A的引出线侧的线圈端部13的导线11没有对齐卷绕。因此，当从上下左右对该线圈端部13施加压力时，各导线11未被均等地施加压力，从而有可能导致导线11的一部分嵌入其他导线11而引起绝缘不良。

因此，在本实施方式中，如图15所示，在第一分割模203a和第二分割模203b中的与线圈10A对置的面设置有避让部211和212。而且，仅对用虚线表示的完全对齐卷绕的线圈区域213从上下左右施加均等的压力，从而将该区域213成型为扇形。这样，避开未完全对齐卷绕的区域而进行基于分割模的成型加工。由此，能够避免上述那样的因导线11的嵌入而产生绝缘不良。

接下来，对扇形成型工序的过程进行说明。

在通过卷绕装置100形成线圈10A之后，若从卷芯部113拔出线圈10A，则线圈10A可能会散开。因此，如图16所示，在卷绕后，将线圈10A以卷绕于卷芯部113的状态从卷绕装置100取下，并设置于成型装置200。另外，在图16中，仅示出了成型装置200的主要部件。

在第一分割模203a和第二分割模203b分别形成有能够供卷芯部113的端部嵌合的贯通孔204a和204b。通过卷芯部113的两端部分别嵌合于贯通孔204a、204b，卷绕于卷芯部113的状态的线圈10A配置于在成型装置200形成的成型空间。

当线圈10A配置于成型空间时，像上述那样，使用螺栓紧固夹具221向一对V形块201、202接近的方向施加载荷，从而使四个分割模203a～203d向缩窄成型空间的方向移动。如图15所示，螺栓紧固夹具221具有配置于V形块201、202和分割模203a～203d的外部的螺栓，通过紧固该螺栓，能够对V形块201、202施加上述载荷。由此，如图14所示，形成剖面形状成型为扇形形状的线圈10。另外，螺栓的数量和配置位置可以适当设定。

然后，为了防止成型为扇形的线圈10散开，进行用于固定线圈10的固定工序。作为固定线圈10的方法，能够采用如下方法：使用被称为自熔合线的漆包线，施加热从而使线圈线彼此熔接。在该固定线圈10的工序中，在像图14所示那样利用螺栓紧固夹具221固定V形块201、202的状态下，对线圈10施加热。这样，在本实施方式中，在成型之后，为了固定线圈10而施加热。因此，不使用冲压机而使用螺栓紧固夹具221来施加载荷。

在固定线圈10之后，解除由螺栓紧固夹具221施加的冲压载荷，并如图17所示那样按照每个卷芯部113取出线圈10。

另外，固定线圈10的方法并不限于上述。在上述使用自熔合线的方法中，占空系数会下降自熔合线的熔接层的厚度的量，因此也可以通过粘接剂来固定线圈10。在该情况下，在卷绕工序中，预先在图18的虚线所示的线圈内部区域涂敷少量有机硅粘接剂15，并在扇形成型工序中成型为扇形之后，使上述有机硅粘接剂15固化。在卷绕工序中，只要在形成第7T匝的绕组之后，在第一段的绕组的外周面涂敷有机硅粘接剂即可。由此，能够进一步提高占空系数。

如上所述，在本实施方式中，经过卷绕工序、扇形成型工序以及固定工序，制造出使用了复合梯形线的剖面扇形的线圈10。在卷绕工序中，将导线11多层多列地卷绕而形成剖面形状成为梯形形状的线圈10A。在扇形成型工序中，将线圈10A配置于由多个分割模包围的成型空间，并从一个方向施加冲压载荷，使多个分割模中的至少一个分割模向缩窄成型空间的方向移动，将线圈10A的剖面形状成型为扇形形状。这样，在本实施方式中，通过使用了多个分割模的成型加工，能够制造出具有扇形形状的剖面形状的高占空系数线圈。

另外，在卷绕工序中，将一根导线11向一个方向多层多列地卷绕，并将引出线配置在最外周。此时，导线11的交叉(转移)在引出线侧的线圈端部13中进行，从而至少在槽收纳部12中是完全对齐卷绕的。

在该卷绕工序中使用的卷绕装置100具有：旋转移动机构，其使构成卷芯部的第一夹具110和第二夹具120一边旋转一边沿旋转轴线方向往复移动；以及线材供给机构，其向卷芯部的规定的卷绕位置提供导线11。另外，第一夹具110具有：凹部114，其供导线11中的卷绕开始端部配置；阶梯状的第一卷芯部112，其用于对线圈10A的第一列从最外周至最内周依次进行卷绕；以及的第二卷芯部113，其用于对线圈10A的第二列及以后的各层进行卷绕。

即，卷绕装置100首先形成线圈10A的第一列。接下来，卷绕装置100形成第二列及以后的最内周的层(第一层)。这时，卷绕装置100使第一夹具110和第二夹具120一边旋转一边沿旋转轴线方向移动，将第二列及以后的第一层呈螺旋状卷绕于第二卷芯部113。然后，当绕组位置到达与线圈10A的轴向端部对应的位置时，卷绕装置100使第一夹具110和第二夹具120的旋转轴线方向的移动反转，将第二列及以后的第二层呈螺旋状卷绕于第二卷芯部113。然后，重复进行上述操作，直到形成第二列及以后的最外周的层为止。

通过这样的结构，卷绕装置100能够在一个工序中形成将卷绕开始部和卷绕结束部向线圈的外周部引出的串行卷绕的线圈10A。

另外，卷绕装置100在与线圈10A的轴向端部对应的位置具有凸部124，该凸部124能够插入可能产生在线圈10A的层间的间隙11e中。而且，卷绕装置100在线圈10A的轴向端部处，使凸部124插入上述间隙11e中并卷绕导线11。因此，能够从第一层的绕组向第二层的绕组顺畅地转移，从而能够适当地使绕线方向反转。

并且，在扇形成型工序中，利用四个分割模203a～203d分别具有的成型面，分别成型出与构成扇形形状的两个圆弧和两个直线对应的面，该扇形形状成为线圈10的剖面形状。因此，线圈10的被成型面成为没有台阶的精度良好的面。

而且，在该扇形成型工序中，能够通过卷芯部113和四个分割模203a～203d对线圈10A施加均等的压力。例如，在想要仅通过卷芯和上下的分割模对线圈进行成型的情况下，无法适当地进行多层多列的线圈成型，从而只能够对应多层1列或1层多列的线圈成型。在本实施方式中，通过使用卷芯部113和四个分割模203a～203d，能够适当地进行多层多列的线圈成型。

在扇形成型工序中使用的成型装置200具有一对V形块201、202、四个分割模203a～203d、以及作为使四个分割模203a～203d向缩窄成型空间的方向移动的移动机构的螺栓紧固夹具221。这里，第一分割模203a固定于V形块201的V形槽201a，第二分割模203b固定于V形块202的V形槽202a。另外，第三分割模203c与V形槽201a、202a的一个面分别滑动接触，第四分割模203d与V形槽201a、202a的另一个面分别滑动接触。

通过这样的结构，在V形块201、202向相互接近的方向移动的情况下，能够与V形块201、202的移动联动，使四个分割模203a～203d向缩窄成型空间的方向移动。即，通过来自一个方向的冲压载荷，能够分别使四个分割模203a～203d从四个方向与线圈10A接触。因此，能够通过一个工序适当地成型出剖面为扇形的线圈10。另外，能够以V形块201、202的V形槽201a、202a为基准面而配置四个分割模203a～203d，因此能够高精度地成型出线圈10。

并且，第一分割模203a和第二分割模203b在与线圈10A对置的面上分别具有不与线圈10A接触的避让部211和212。而且，第一分割模203a和第二分割模203b的成型面与线圈10A中的导线11按照完全对齐卷绕的方式进行卷绕的区域接触。

即，成型装置200将线圈10A的完全对齐卷绕的部分从剖面梯形成型为剖面扇形。在本实施方式中，引出线侧的线圈端部13是未完全对齐卷绕的区域，因此成型装置200避开该线圈端部13而进行基于分割模的成型加工。由此，能够避免线圈端部13中的线圈线的嵌入，从而避免产生绝缘不良这样的不良情况。

另外，成型装置200具有间隔件222，该间隔件222是限制一对V形块201、202向接近方向移动的限制部件，也能够限制一对V形块201、202不会比规定的距离近。由此，能够使向缩窄成型空间的方向移动的分割模彼此不接触。向缩窄成型空间的方向移动的分割模间的最接近距离例如为50μm。

其结果是，能够缓和分割模彼此的对置的面的公差。另外，能够抑制因分割模彼此无意的接触而在与其他分割模之间形成不期望的间隙，因此能够高精度地成型具有期望的形状的线圈。

另外，在本实施方式中，在从卷绕工序向扇形成型工序转移时，在卷绕工序后，按照每个卷芯部113从卷绕装置100拆下线圈10A，并设置于成型装置200，从而进行扇形成型工序。这样，将卷芯部113作为独立部件在卷绕工序和扇形成型工序这两个工序中进行使用。由此，能够在不从卷芯拔出线圈10A的情况下向扇形成型工序转移，因此能够防止线圈10A散开。

并且，卷芯部113是由金属构成的部件，因此能够避免像例如通过3D树脂造型来制作卷芯部的情况那样，在卷绕导线11时导线11咬入卷芯部从而拔不出的问题。

(变形例)

在上述实施方式中，对卷绕装置100使用使第一夹具110和第二夹具120以Y方向的轴线为中心进行旋转来卷绕导线11的所谓轴向转动方式的情况进行了说明。但是，导线11的卷绕方法并不限于上述，例如，也可以使用使作为导线11的保持侧的第三夹具130侧旋转来卷绕导线11的所谓的翼锭并线(flyer)方式。

另外，在成型装置200中，第一分割模203a也可以与一个V形块201一体形成。同样地，第二分割模203b也可以与另一个V形块202一体形成。在该情况下，能够防止例如因温度变化等影响而产生两者的偏移。因此，能够高精度地成型具有期望的形状的线圈10。

并且，成型装置200也可以还具有对第三分割模203c和第四分割模203d分别向扩展成型空间的方向施力的施力部件。例如，也可以将第三分割模203c和第四分割模203d分别固定于能够沿对应于图14的左右方向的方向滑动移动的滑块，并在该滑块上固定上述施力部件的一端。在该情况下，施力部件的另一端固定于V形块201和202中的任意一方，或者固定于与V形块201和202中的任意一方连结的其他部件。

通过这样的结构，在一对V形块201、202向彼此远离的方向移动的情况下，能够与V形块201、202的移动联动，通过施力部件使第三分割模203c和第四分割模203d向彼此远离的方向移动。因此，容易取出成型后的线圈10。

另外，成型装置200也可以采用如下结构：在多个分割模203a～203d中的至少两个以上的分割模移动的移动对象模具中，使该移动对象模具分别以不同的速度向缩窄成型空间的方向移动。即，成型装置200也可以构成为使分割模的成型面与线圈10A抵接的时机各不相同。

例如，将第三分割模203c和第四分割模203d分别固定于能够沿对应于图14的左右方向的方向滑动移动的滑块。而且，在使V形块201向对应于图14的下方向的方向移动时，使设置于上述滑块的凸轮面与设置于V形块201或与V形块201连结的其他部件的凸轮面卡合，从而使上述滑块移动，以使得第三分割模203c和第四分割模203d彼此接近。此时，通过适当设定凸轮面的倾斜角，能够使V形块201的移动速度(第一分割模203a的移动速度)与第三分割模203c和第四分割模203d的移动速度为不同的速度。

这样，通过调整使分割模的成型面与线圈10A抵接的时机，能够高精度地成型具有期望的形状的线圈10。

另外，在上述实施方式中，对成型装置200具有一对V形块和四个分割模的情况进行了说明，但成型装置200的结构并不限于上述。成型装置200只要具有如下的多个分割模和移动机构即可，多个分割模按照形成成型空间的方式配置，该成型空间供通过卷绕装置100而形成的线圈10A以卷绕于卷芯部113的状态配置，该移动机构使多个分割模中的至少一个分割模向缩窄成型空间的方向移动。

例如，成型装置200也可以构成为具有能够相对进退移动的一对分割模，并且该一对分割模的至少一方能够分解成多个部件。即，成型装置200只要采用能够将线圈10的剖面形状成型为期望的形状并且能够将成型加工后的线圈10容易地从分割模取下的结构即可。

标号说明

10：线圈；10A：线圈(成型前)；11：线材(导线)；20：定子铁芯；21：铁芯背部；22：齿；100：卷绕装置；110：第一夹具；112：第一卷芯部；113：第二卷芯部；114：凹部；120：第二夹具；124：凸部；130：第三夹具；200：成型装置；201：V形块；202：V形块；203a～203d：分割模；221：螺栓紧固夹具；222：间隔件。

Claims (18)

1.一种线圈的制造方法，其特征在于，

该线圈的制造方法包含如下工序：

将线材多层多列地卷绕，形成剖面形状为梯形形状的线圈；

将所述线圈配置于被多个分割模包围的成型空间；以及

向缩窄所述成型空间的方向移动而对所述剖面形状进行成型，

在对所述剖面形状进行成型的工序中，使所述多个分割模中的至少一个分割模移动，利用形成于所述分割模的面将所述剖面形状成型为扇形形状，

在对所述剖面形状进行成型的工序中，

使用四个分割模作为所述多个分割模，

利用所述四个分割模各自具有的成型面，分别成型出与构成所述扇形形状的两个圆弧和两个直线对应的面。

2.根据权利要求1所述的线圈的制造方法，其特征在于，

在形成所述线圈的工序中，

将一根所述线材多层多列地卷绕。

3.根据权利要求2所述的线圈的制造方法，其特征在于，

在形成所述线圈的工序中，

将所述一根线材向一个方向多层多列地卷绕，并将引出线配置于最外周。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的线圈的制造方法，其特征在于，

在对所述剖面形状进行成型的工序中，

将所述线圈中的所述线材按照完全对齐卷绕的方式卷绕的区域的剖面形状成型为所述扇形形状。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的线圈的制造方法，其特征在于，

在对所述剖面形状进行成型的工序中，

从一个方向施加冲压载荷，使所述多个分割模中的至少一个分割模向缩窄所述成型空间的方向移动。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的线圈的制造方法，其特征在于，

在对所述剖面形状进行成型的工序中，

在所述分割模中的至少两个以上的分割模移动的移动对象模具中，使该移动对象模具分别以不同的速度向缩窄所述成型空间的方向移动。

7.一种线圈的制造装置，其特征在于，

该线圈的制造装置具有：

卷绕装置，其具有用于供线材多层多列地卷绕而形成剖面形状为梯形形状的线圈的卷芯部；以及

成型装置，其对通过所述卷绕装置而形成的所述线圈的剖面形状进行成型，

所述成型装置具有：

多个分割模，它们按照形成成型空间的方式配置，该成型空间供通过所述卷绕装置而形成的所述线圈以卷绕于所述卷芯部的状态配置；以及

移动机构，其使所述多个分割模中的至少一个分割模向缩窄所述成型空间的方向移动，

利用形成于所述分割模的面，将所述线圈的剖面形状成型为扇形形状，

该线圈的制造装置还具有将V形槽对置配置的一对V形块，该一对V形块能够相对地进退移动，

所述多个分割模包含：

第一分割模，其固定于所述一对V形块的一方的所述V形槽；

第二分割模，其固定于所述一对V形块的另一方的所述V形槽；

第三分割模，其分别与所述一对V形块的所述V形槽的一个面滑动接触；以及

第四分割模，其分别与所述一对V形块的所述V形槽的另一个面滑动接触。

8.根据权利要求7所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述一对V形块的一方与所述第一分割模一体形成，

所述一对V形块的另一方与所述第二分割模一体形成。

9.根据权利要求7或8所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述第一分割模和所述第二分割模分别具有成型面，该成型面成型出与构成所述扇形形状的圆弧对应的圆弧面，

所述成型面与所述线圈中的所述线材按照完全对齐卷绕的方式卷绕的区域接触。

10.根据权利要求7或8所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述成型装置还具有施力部件，该施力部件对所述第三分割模和所述第四分割模分别向扩展所述成型空间的方向施力。

11.根据权利要求7或8所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述成型装置还具有限制部件，该限制部件限制所述一对V形块向接近方向移动。

12.根据权利要求7所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述多个分割模是能够相对进退移动的一对分割模，

所述一对分割模中的至少一方构成为能够分解成多个部件。

13.根据权利要求7或8所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述卷绕装置还具有：

旋转移动机构，其使所述卷芯部一边旋转一边沿旋转轴线方向往复移动；以及

线材供给机构，其向所述卷芯部的规定的卷绕位置提供所述线材。

14.根据权利要求13所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述卷芯部具有：

凹部，其配置于所述线材中的卷绕开始端部；

阶梯状的第一卷芯部，其用于对所述线圈的第一列从最外周至最内周依次进行卷绕；以及

第二卷芯部，其用于对第二列及以后的各层进行卷绕。

15.根据权利要求13所述的线圈的制造装置，其特征在于，

所述卷芯部还在与所述线圈的轴向端部对应的位置具有能够插入可能产生在所述线圈的层间的间隙中的凸部。

16.一种线圈，其通过权利要求1至6中的任意一项所述的线圈的制造方法来制造，并安装于定子，其特征在于，

所述定子的槽内的所述线圈的剖面形状为扇形形状。

17.根据权利要求16所述的线圈，其特征在于，

所述槽内的所述线圈的剖面形状为由中心与所述定子的铁芯背部不同的两个同心的圆弧以及将该两个圆弧的端部分别连结的直线构成的扇形形状，

上述将两个圆弧的齿侧端部连结的直线是沿着齿的形状的直线。

18.一种马达，其特征在于，

该马达具有：

轴，其以沿规定的方向延伸的中心轴线为中心；

转子，其固定于所述轴；以及

定子，

所述定子具有：

环状的铁芯背部；

齿，其从所述铁芯背部沿径向突出；以及

线圈，其卷绕于所述齿，

所述线圈是权利要求16或17所述的线圈。

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