JP2000083357A - ステータコイルの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環状をなすアウタヨークの内周部に複数の磁
極ティースが突設されたステータコアにおいて、磁極テ
ィースの周りにマグネットワイヤーを直接的に巻き付け
る場合であっても、隙間なくマグネットワイヤーを巻き
付けることができるようにする。 【解決手段】 展開コア１７の状態で、磁極ティース１
４に対してマグネットワイヤー２６を巻き付けることに
よりステータコイル１６を形成する。このとき、磁極テ
ィース１４のうち単位ヨーク部２０近傍部分では、マグ
ネットワイヤー２６をステータコアの外周側に引き寄せ
ながら巻き付ける。一方、磁極ティース１４のうち単位
ヨーク部２０近傍を除く部分では、リード送りパターン
でノズル２９を移動させながらマグネットワイヤー２６
を巻き付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステータコアの磁
極ティースにステータコイルを形成するための方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、展開コアを環状に変形させるこ
とによりステータコアを形成する方法がある。図５は、
このような展開コア１の一例を示している。即ち、展開
コア１は、複数の単位コア２をつなぎ部３により一体に
連結した構成となっている。各単位コア２は、ステータ
コアのうちのアウタヨークに対応する単位ヨーク部４
と、この単位ヨーク部４の凹面状部４ａに突設された磁
極ティース５とを備えている。

【０００３】このような構成の展開コア１を環状に変形
させることにより、環状をなすアウタヨークの内周部に
複数の磁極ティース５が突設されてなるステータコアが
構成される。

【０００４】この場合、各磁極ティース５に巻装される
ステータコイルは、展開コア１の状態で、磁極ティース
５の周りにマグネットワイヤーを直接的に巻き付けるこ
とにより形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁極ティース
５の周りのうち単位ヨーク部４近傍の領域は、前記凹面
状部４ａの両端部に遮られてマグネットワイヤーを巻き
付けにくく、隙間が生じてしまうという問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、ヨークから突出
する磁極ティースにマグネットワイヤーを巻き付ける場
合に、隙間なくマグネットワイヤーを巻き付けることが
できるステータコイルの形成方法を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のステ
ータコイルの形成方法は、ヨークから突出する磁極ティ
ースにマグネットワイヤーを巻き付けることによりステ
ータコイルを形成する方法であって、前記アウタヨーク
近傍部分に対しては、前記マグネットワイヤーを前記ヨ
ーク側に引き寄せながら前記磁極ティースに巻き付ける
ようにしたことを特徴とする。この方法によれば、磁極
ティースのうちのヨーク近傍部分であってもマグネット
ワイヤーを隙間なく巻き付けることができる。

【０００８】この場合、磁極ティースのヨーク近傍部分
のうち前記磁極ティースの周方向両端面ではマグネット
ワイヤーを前記磁極ティースの延びる方向に移動させる
ことを中止して巻き付け、前記磁極ティースの軸方向両
端面では前記マグネットワイヤーを前記ヨーク側に移動
させて巻き付けると良い（請求項２の発明）。

【０００９】また、磁極ティースのうちヨーク近傍部分
に対してマグネットワイヤーを前記ヨーク側に引き寄せ
ながら巻き付ける回数は、ステータコイルの外層部より
も内層部の方が多いことが好ましい（請求項３の発
明）。

【００１０】このような構成によれば、磁極ティースの
うちヨーク近傍部分に対してより多くのマグネットワイ
ヤーを巻き付けることができる。

【００１１】また、磁極ティースのうちヨーク近傍を除
く部分に対して、マグネットワイヤーを、該マグネット
ワイヤーの外径寸法と略同一ピッチで前記磁極ティース
の延びる方向に移動させながら前記磁極ティースの周り
を一回転させることにより巻き付けたり（請求項４の発
明）、マグネットワイヤーを前記磁極ティースの周りを
一回転させた後、前記マグネットワイヤーの外径寸法と
略同一ピッチで前記磁極ティースの延びる方向に移動さ
せることにより巻き付けたりすることも良い方法である
（請求項５の発明）。

【００１２】これらの方法によれば、磁極ティースのう
ちのヨーク近傍を除く部分に対してマグネットワイヤー
を隙間なく且つ整列状態で巻き付けることができるの
で、磁極ティース全体に対してより一層、多くのマグネ
ットワイヤーを巻き付けることができる。

【００１３】また、請求項６の発明は、ヨークから突出
する磁極ティースにマグネットワイヤーを巻き付けるこ
とによりステータコイルを形成する方法であって、前記
磁極ティースのうち内周部分及び外周部分では、前記マ
グネットワイヤーを前記磁極ティースの周りを一回転さ
せた後、前記マグネットワイヤーの外径寸法と略同一ピ
ッチで前記磁極ティースに沿う方向に移動させることに
より巻き付けるようにし、残りの部分では、前記マグネ
ットワイヤーを該マグネットワイヤーの外径寸法と略同
一ピッチで前記磁極ティースに沿う方向に移動させなが
ら前記磁極ティースの周りを一回転させることにより巻
き付けるようにしたところに特徴を有する。この方法に
よれば、磁極ティースに対してマグネットワイヤーを隙
間なく且つ整列状態に巻き付けることができる。

【００１４】そして、上記した各方法においては、単位
ヨーク部及び磁極ティースを有する複数の単位コアがそ
れぞれ一体のつなぎ部により連結して構成された展開コ
アの前記磁極ティースにマグネットワイヤーを巻き付け
た後、前記展開コアを環状に変形させるようにすると良
い（請求項７の発明）。この方法によれば、磁極ティー
スにマグネットワイヤーを巻き付ける作業が比較的容易
になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１な
いし図４を参照して説明する。まず、図４には、本発明
が適用されたステータ１１が示されている。このステー
タは、例えば３相ＤＣブラシレスモータを構成するもの
で、そのステータコア１２は、環状をなすアウタヨーク
１３と、このアウタヨーク１３の内周部に突設された例
えば６個の磁極ティース１４とから構成されている。ま
た、前記磁極ティース１４には、絶縁体１５を介してス
テータコイル１６が巻装されている。前記絶縁体１５及
び前記ステータコイル１６については後述する。

【００１６】前記ステータコア１２は、図１に示す展開
コア１７を環状に変形させることにより構成されてい
る。前記展開コア１７は、「ポキポキ鉄心」と称される
もので、６個の単位コア１８がつなぎ部１９により連結
されて構成されている。また、各単位コア１８は、円弧
状をなす単位ヨーク部２０と、この単位ヨーク部２０の
凹面状部２０ａに一体に形成された磁極ティース１４と
から構成されている。尚、前記凹面状部２０ａは、アウ
タヨーク１３の内周面に相当する部分である。

【００１７】また、前記展開コア１７は、図２に示す帯
状の打抜鋼板２１が多数枚積層されて構成されている。
前記打抜鋼板２１は、６個の単位コア片部２２がつなぎ
部２３により連結されている。そして、各単位コア片部
２２は、円弧状をなす単位ヨーク片部２４と磁極ティー
ス片部２５とから構成されている。

【００１８】このとき、各単位ヨーク片部２４の両端辺
部のうち一方の辺部は磁極ティース片部２５の延びる方
向と略平行で、他方の辺部は外周側から内周側に向かっ
て磁極ティース片部２５側に傾斜するように構成されて
いる。また、前記単位ヨーク片部２４の一方の辺部は、
先端部のうち内周側の三角形状をなす部分ｔ（図２中、
破線で示す）が切り取られたような形状をなしている。
そして、このような打抜鋼板２１を例えば１枚毎に表裏
反転させて積層することにより上記展開コア１７が構成
されている。

【００１９】従って、前記展開コア１７の各単位ヨーク
部２０の両端面は凸凹状になっており、展開コア１７を
環状に変形させたときに、隣接する単位ヨーク部２０の
端面部に交互に入り込むようになっている。また、展開
コア１７の単位ヨーク部２０の凹面上部２０ａの両端部
２０ｂは、磁極ティース１４と略直交するようになって
いる。

【００２０】さて、前記絶縁体１５は、展開コア１７の
状態で例えば射出成型により前記磁極ティース１４の周
り及び前記単位ヨーク部２０の凹面状部２０ａの表面に
直接的に形成されている。このとき、図１及び図２に示
すように、前記絶縁体１５のうち単位ヨーク部側２０の
端部には、単位ヨーク部２０の軸方向端面の一部を覆う
覆い部１５ａが設けられている。また、前記絶縁体１５
のうち磁極ティース１４の先端部側の端部に、磁極ティ
ースの軸方向端面に対して略直角に立ち上がる立上がり
部１５ｂが設けられている。

【００２１】また、前記ステータコイル１６は、絶縁体
１５で覆われた各磁極ティース１４に対して展開コア１
７の状態でマグネットワイヤー２６を巻回することによ
り巻装される。以下、ステータコイル１６の形成方法に
ついて図１及び図３を参照しながら説明する。

【００２２】図１に示すように、前記マグネットワイヤ
ー２６の巻回装置２７は、マグネットワイヤー２６が巻
回されたドラム２８と、このドラム２８から送られるマ
グネットワイヤー２６を前記磁極ティース１４の周りに
巻回するノズル２９とから主に構成されている。前記ノ
ズル２９は、図示しない駆動装置により磁極ティース１
４の周囲を旋回移動されると共に、磁極ティース１４の
延びる方向（図１に矢印Ａで示す方向）に移動されるよ
うに構成されている。

【００２３】このようなノズル２９の移動により、マグ
ネットワイヤー２６は前記ノズル２９の吐出口２９ａか
ら順次送り出され、磁極ティース１４の周りに順次巻回
される。このとき、各巻回層のうち単位ヨーク部２０近
傍を除く部分においては、前記ノズル２９は、磁極ティ
ース１４の周りを１回旋回する間にマグネットワイヤー
２６の外径寸法と略同一ピッチで矢印Ａ１或いはＡ２方
向に移動するという所謂リード送りパターンで移動され
る。これにより、マグネットワイヤー２６は、磁極ティ
ース１４の周りに隙間なく且つ整然と巻回される。

【００２４】さらに、図１に示すように、本実施例にお
いては、ステータコイル１６の最外面の磁極ティース１
４に対する傾斜角度が約３０°となるようにマグネット
ワイヤー２６が巻回されている。これにより、展開コア
１７を環状に変形したとき、即ち、ステータ１１の完成
状態において、各磁極ティース１４に巻装されたステー
タコイル１６が互いに干渉しない最大量のステータコイ
ル１６を各磁極ティース１４に巻装することができる。

【００２５】一方、磁極ティース１４のうち単位ヨーク
部２０近傍部分では、図３に示すようにノズル２９を移
動させてマグネットワイヤー２６を磁極ティース１４に
巻回している。ここで、単位ヨーク部２０近傍とは、概
ね、単位ヨーク部２０の凹面状部２０ａ両端部を通る平
面よりも単位ヨーク部２０側の領域である。

【００２６】ここで、図３は、図１に示す展開コア１７
の一個の磁極ティース１４を取り出して示したもので、
（ａ）は、磁極ティースを周方向一方側から見た図（図
１中、Ｘ−Ｘ線に沿う断面図）、（ｂ）は磁極ティース
１４を軸方向一方側から見た図（平面図）である。ま
た、図３中、折れ線Ｐ１は磁極ティース１４のうち単位
ヨーク部２０近傍部分におけるノズル２９の吐出口２９
ａの移動軌跡を、直線Ｐ２は、磁極ティース１４のうち
単位ヨーク部２０近傍を除く部分におけるノズル２９の
吐出口２９ａの移動軌跡を示している。さらに、図３に
おいて、上側はステータ１１の内周側、下側はステータ
１１の外周側を示している。尚、図示はしないが、磁極
ティース１４の周方向他方側の面及び軸方向他方側の面
における移動軌跡も同様である。

【００２７】即ち、磁極ティース１４の周りのうち周方
向側の面にマグネットワイヤー２６を巻き付けるとき
は、図３（ａ）に示すように、ノズル２９の吐出口２９
ａは、まず、線分ａｂに示すように外周側から内周側に
向かって移動し、次いで線分ｄｃに示すように磁極ティ
ース１４と直交する方向に移動され、最後に、線分ｃｄ
に示すように内周側から外周側に向かって移動する。

【００２８】一方、磁極ティース１４の周りのうち軸方
向側の面にマグネットワイヤー２６を巻き付けるとき
は、図３（ｂ）に示すように、ノズル２９の吐出口２９
ａは、線分ｂｃに示すように、磁極ティース１４と直交
する方向に移動される。

【００２９】尚、以上の方法によって磁極ティース１４
のうち単位ヨーク部２０近傍部分にマグネットワイヤー
２６を巻き付けるターン数は、ステータコイル１６の最
内層部及びその次の層では例えば４ターンとし、外層部
にいくにつれて適宜減らしていき、最外層部では１ター
ンとすると良い。

【００３０】このような本実施例によれば、磁極ティー
ス１４にマグネットワイヤー２６を巻き付けるとき、単
位ヨーク部２０近傍部分に対しては、マグネットワイヤ
ー２６をステータコア１２の外周側に引き寄せながら巻
き付けるようにした。従って、磁極ティース１４のうち
単位ヨーク部２０（アウタヨーク１３）近傍部分にもマ
グネットワイヤー２６を巻き付けることができる。

【００３１】しかも、本実施例においては、単位ヨーク
部２０近傍部分に対してマグネットワイヤー２６をステ
ータコア１２の外周側に引き寄せながら巻き付ける回数
をステータコイル１６の最内層部に対応する部分で多く
し、外層部にいくにつれて徐々に少なくした。従って、
単位ヨーク部２０の凹面状部２０ａのうちより窪んでい
るところに対してより多くのマグネットワイヤー２６を
入り込ませることができる。

【００３２】また、本実施例においては、磁極ティース
１４のうち単位ヨーク部２０近傍を除く部分ではリード
送りパターンでノズル２９を移動させてマグネットワイ
ヤー２６を巻回した。従って、磁極ティース１４のうち
単位ヨーク部２０近傍を除く部分に、マグネットワイヤ
ー２６を隙間なく且つ整列状態で巻き付けることができ
る。そのため、磁極ティース１４全体として、多くのマ
グネットワイヤー２６を巻き付けることができるので、
このようなステータからモータを構成したときに、その
モータ効率の向上を図ることができる。

【００３３】さらに、本実施例では、展開コア１７を環
状に変形させることによりステータコア１２構成し、前
記展開コア１７の状態で磁極ティース１４にマグネット
ワイヤー２６を巻き付けるようにした。そのため、環状
のステータコア１２の状態で磁極ティース１４にマグネ
ットワイヤー２６を巻き付ける場合に比べて作業性が向
上する。

【００３４】尚、上記実施例では、磁極ティース１４の
うち単位ヨーク部２０近傍を除く部分では、リード送り
パターンでマグネットワイヤー２６を磁極ティース１４
に巻回するようにしたが、これに代えて、ピッチ送りパ
ターンでマグネットワイヤー２６を巻回するよにしても
良い。このピッチ送りパターンは、マグネットワイヤー
２６を、前記磁極ティース１４の周りを一回転させた
後、前記マグネットワイヤー２６の外径寸法と略同一ピ
ッチで前記磁極ティース１４の延びる方向に移動させる
パターンである。

【００３５】また、磁極ティース１４のうち単位ヨーク
部２０近傍を除く部分に対してマグネットワイヤー２６
を巻き付けるとき、ステータコア１２の内周側及び外周
側ではピッチ送りパターンで巻き付け、その他の部分で
はリード送りパターンで巻き付けるようにしても良い。
これらの方法でマグネットワイヤー２６を巻き付けた場
合でも、磁極ティース１４に対してマグネットワイヤー
２６を隙間なく且つ整列状態で巻き付けることができ
る。

【００３６】さらに、上記実施例では、単位コアがつな
ぎ部で連結された構成の展開コアを環状に変形させるこ
とによりステータコアを構成したが、これに限定される
ものではなく、それぞれ独立した単位コアを環状に配置
して単位コア間を溶接することによりステータコアを形
成しても良い。この場合、独立した単位コアの状態で、
磁極ティースにマグネットワイヤーを巻き付けた後、前
記単位コアを環状にしてステータコアを形成すると良
い。

【００３７】また、本発明の方法は、環状のステータコ
アに対して各磁極ティースにマグネットワイヤーを巻き
付ける場合にも適用できる。磁極ティースの数は６個に
限られるものではない。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のステータコイルの形成方法によれば、磁極ティースの
うちアウタヨーク近傍部分においても、より多くのマグ
ネットワイヤーを巻き付けることができ、ステータのス
ロット内のステータコイルの占有率を高めることができ
るので、このような方法で構成されたステータをロータ
と組み合わせてモータを構成したときにモータ効率の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、展開コアの状
態で磁極ティースにマグネットワイヤーを巻き付ける様
子を説明するための図

【図２】打抜鋼板の平面図

【図３】ノズルの吐出口の移動軌跡を示す図（（ａ）は
磁極ティースを図１中、Ｘ方向から見たとき、（ｂ）は
磁極ティースを軸方向から見たとき）

【図４】ステータの平面図

【図５】従来構成を説明するための図

【符号の説明】

図中、１１はステータ、１２はステータコア、１３はア
ウタヨーク（ヨーク）、１４は磁極ティース、１５は絶
縁体、１６はステータコイル、１７は展開コア、１８は
単位コア、１９はつなぎ部、２１は打抜鋼板、２６はマ
グネットワイヤーを示す。

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 敏一 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 株 式会社東芝三重工場内 Ｆターム(参考） 5H603 AA09 BB01 BB12 CA01 CB02 CB26 CC05 CC07 CC17 CD21 CE01 EE10 FA01 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP07 PP10 PP11 PP13 QQ02 QQ19 RR01 SS03 SS05 SS11 SS44

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨークから突出する磁極ティースにマグ
   ネットワイヤーを巻き付けることによりステータコイル
   を形成する方法において、 前記ヨーク近傍部分に対しては、前記マグネットワイヤ
   ーを前記ヨーク側に引き寄せながら前記磁極ティースに
   巻き付けるようにしたことを特徴とするステータコイル
   の形成方法。
2. 【請求項２】 磁極ティースのヨーク近傍部分のうち前
   記磁極ティースの周方向両端面ではマグネットワイヤー
   を前記磁極ティースの延びる方向に移動させることを中
   止して巻き付け、前記磁極ティースの軸方向両端面では
   前記マグネットワイヤーを前記ヨーク側に移動させて巻
   き付けることを特徴とする請求項１記載のステータコイ
   ルの形成方法。
3. 【請求項３】 磁極ティースのうちヨーク近傍部分に対
   してマグネットワイヤーを前記ヨーク側に引き寄せなが
   ら巻き付ける回数は、ステータコイルの外層部よりも内
   層部の方が多いことを特徴とする請求項１または２記載
   のステータコイル形成方法。
4. 【請求項４】 磁極ティースのうちヨーク近傍を除く部
   分に対して、マグネットワイヤーを、該マグネットワイ
   ヤーの外径寸法と略同一ピッチで前記磁極ティースの延
   びる方向に移動させながら前記磁極ティースの周りを一
   回転させることにより巻き付けるようにしたことを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれかに記載のステータコ
   イルの形成方法。
5. 【請求項５】 磁極ティースのうちヨーク近傍を除く部
   分に対して、マグネットワイヤーを前記磁極ティースの
   周りを一回転させた後、前記マグネットワイヤーの外径
   寸法と略同一ピッチで前記磁極ティースの延びる方向に
   移動させることにより巻き付けるようにしたことを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれかに記載のステータコ
   イルの形成方法。
6. 【請求項６】 ヨークから突出する磁極ティースにマグ
   ネットワイヤーを巻き付けることによりステータコイル
   を形成する方法において、 前記磁極ティースのうち内周部分及び外周部分では、前
   記マグネットワイヤーを前記磁極ティースの周りを一回
   転させた後、前記マグネットワイヤーの外径寸法と略同
   一ピッチで前記磁極ティースに沿う方向に移動させるこ
   とにより巻き付けるようにし、残りの部分では、前記マ
   グネットワイヤーを該マグネットワイヤーの外径寸法と
   略同一ピッチで前記磁極ティースに沿う方向に移動させ
   ながら前記磁極ティースの周りを一回転させることによ
   り巻き付けるようにしたことを特徴とするステータコイ
   ルの形成方法。
7. 【請求項７】 単位ヨーク部及び磁極ティースを有する
   複数の単位コアがそれぞれ一体のつなぎ部により連結し
   て構成された展開コアの前記磁極ティースにマグネット
   ワイヤーを巻き付けた後、前記展開コアを環状に変形さ
   せるようにしたことを特徴とする請求項１ないし６のい
   ずれかに記載のステータコイルの形成方法。