JP2002247790A - 回転界磁型電気機器のステータコイル構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ステータコアの磁極歯にインシュレータを介し
て巻線を直接巻き付ける集中巻き方式のコイルにおい
て、ニードル径がスロット開口幅より太い場合に、スロ
ット外部からスロット内を通してステータの磁極歯に巻
線を巻回可能とし、巻線の整列性を高めてスロット内に
巻線を揃えて巻回し、占積率を高める。 【解決手段】円形コア部と、該円形コア部と一体でその
内周または外周に突出してロータ４に対向する複数の磁
極歯２７からなるステータコア１１を備え、ステータコ
アを覆うインシュレータ１２ａ，１２ｂを設け、該イン
シュレータを介して前記磁極歯の巻芯部に巻線を巻回し
て前記コイル１８を形成したステータコイル構造におい
て、前記磁極歯の巻芯部のインシュレータ１２ａ，１２
ｂは、前記鍔部側が根元部側より高く傾斜し、この高い
側の上端部に、前記磁極歯２７のロータ側端面よりさら
にロータ側に突出する巻線ガイド部４０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルが巻回され
たステータとマグネットが固定されたロータからなる回
転界磁型電気機器に関し、特にそのステータのコイル構
造及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転界磁型の電気機器（ブラシレスモー
タや交流発電機等）においては、磁界を形成するための
マグネットを備えたロータが、コイルを有するステータ
の内側または外側で回転する。このステータは、磁極歯
を有する磁性材からなるステータコアに絶縁物（インシ
ュレータ）を介してコイルを巻回して形成される。

【０００３】このような回転界磁型電気機器のステータ
にコイルを直接巻回する集中巻き方式の場合、そのコイ
ル製造方法として以下の５つの方法がある。すなわち、 一体構造のステータコアの磁極歯に、巻線（エナメ
ル線）を通したニードルを用いて、この巻線を磁極歯近
傍で巻き回し、この巻き回された巻線を交互に摺動する
上下各２本のガイドまたはフォーマと称する巻線ガイド
によって巻き落すトラバース揺動式、あるいはニードル
を磁極歯間のスロット内で往復動作させるニードル揺動
式による直接巻き方法； インナーロータ型の場合、ステータコアを、内径の
連なった放射状突出部を有するコアとそれに嵌合される
外周コアの２つに分割し、

【０００４】（１）ボビンに巻線を巻き付けてコイルコ
ンプリートを形成し、これを外周から突出部に嵌合した
後、さらに外周コアを嵌合するボビン巻き方法；

【０００５】（２）内径の連なった放射状突出部を有す
るコアに絶縁物を介して直接巻線を巻回し、その後外周
コアを嵌合するアウター巻き方法； 上記と同じインナーロータ型の場合で、ステータ
コアを磁極歯ごとに複数のコアピースに分割し、各コア
ピースごとに絶縁物を介して巻線を巻き付け、その後レ
ーザにより溶接合体する極分割コア方法； 上記と同じ一体構造のステータコアにおいて、各
磁極歯間のスロットに針縫いの要領でニードルを順次縫
うように通して巻線を巻き回す通し縫い方法； 最終的に円筒形状とするステータコアをリニアモー
タのように一旦直動形状に展開し、この展開状態で絶縁
物を介して巻線を巻回した後、円筒形状に戻して境界部
を接合するアルマジロ方法（例えば特開平9-191588号公
報）；の５つの方法である。

【０００６】また、インナーロータ型の回転界磁型電気
機器のステータコアにコイルを巻回する巻線装置とし
て、 ａ． 一体構造のステータコアに、絶縁物を介して内径
側から直接巻線を巻回する際、巻線を通したニードルを
スロット内部に送り込み、このニードルを揺動させて、
または巻線を落し込むガイドを揺動させて巻線を巻回す
るように構成した巻線装置（例えば特許第2813556
号）；および ｂ． ニードルをステータコアの内径側スロット外部に
止め（ニードルをスロット内部に入れず）、絶縁物を介
したステータコアの上下端部において、巻線を所定位置
まで往復移送する機構が設けられたカム状の部材により
巻線を把持および解除してコア上に巻き落すように構成
した巻線装置（特開2000-270524号公報）が知られてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のステータコアのコイル製造方法においては以下のよ
うな問題がある。

【０００８】上記の場合、スロット内へスロット開口
部からニードルを入れなければならず、スロットのコイ
ル収容断面積のうちニードルを通すスペースがデッドス
ペースとなって、巻線密度が制約され、従って占積率を
低下させる。また、フォーマによる巻線ガイドを用いた
場合においても、巻線の整列性に欠け巻線密度を高めに
くく、数の多い磁極歯構成のステータや、内転界磁型ス
テータの内径の小さいものには対応しにくく、また構造
が複雑になって装置が大型化する。

【０００９】上記の場合、分割されたステータコアを
嵌合しなければならず、寸法精度の維持や抜け止め及び
ステータ外周部へのコイルの飛び出し防止についての対
策が必要となり、ステータ構造が複雑となり生産性も低
下する。特に上記（１）の場合には、巻線によってボビ
ンフランジの変形を生じ、外周コアとの干渉やフランジ
部のデッドスペースにより巻線密度を高くできないとい
う問題がある。また、上記（２）の場合には、上記と
同様占積率低下等の不具合を生じる。

【００１０】上記の場合、各コアピースごとにレーザ
などによる溶接を行わなければならず、寸法精度や巻線
の接続信頼性に問題がある。上記の場合、工数が多く
なり、生産性に問題がある。上記の場合、上記と同
様に寸法精度の問題および巻線へのストレスの問題や断
線の問題があり接続の信頼性が高められない。

【００１１】また、前述の従来の巻線装置においては、
上記ａの装置の場合、スロット開口部からスロットの奥
までニードルの通過部分のスペースがデッドスペースと
なって、この部分に巻線を施すことができず、したがっ
て、巻線密度（占積率）を大きくできない。また、ニー
ドルがスロット内を往復移動するため、スロット内でニ
ードルと先に巻かれている巻線とが接触して絶縁の信頼
性を低下させるおそれがある。

【００１２】また、上記ｂの装置の場合には、巻線を把
持および解除する機構が複雑になり、巻線のターンごと
にその機構により巻回動作を繰返さなければならず、高
速化ができず生産性を低下させる。また、カム状部材に
よる巻線の把持および解除の繰返しのため、磁極歯への
巻線の整列性が低下する。また、ニードルがスロット内
に全く入らないため、巻線をスロット内に導入する機構
または部材が必要であり、この導入の際、巻線とコアが
接触して巻線が傷つき絶縁の信頼性が低下するおそれが
ある。

【００１３】特に従来の回転界磁型電気機器のステータ
構造において、高出力化のために低電圧大電流に対応し
た線径の太い巻線を用いてコイルを巻回したステータ
や、コギングを低減して円滑な回転動作を得るために磁
極歯数を多くしたステータが要求されている。このよう
なステータのコイルを製造する場合、スロット開口の幅
がニードル径より狭くなりニードル動作が制約されスロ
ット内に巻線を円滑に導入できなくなる場合がある。

【００１４】また、従来の巻線巻回装置を用いたコイル
製造方法において、特に太い巻線を用いた場合等に、簡
単な構成でニードルをスロット内の奥まで挿入すること
なくコイルを磁極歯上に巻回して、スロット内にニード
ル通過用のデッドスペースを設けることなく巻線を傷付
けず円滑に磁極歯に巻回できるコイル製造方法が望まれ
ている。

【００１５】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、一体構造のステータコアの磁極歯にインシュレー
タを介して巻線を直接巻き付ける集中巻き方式のコイル
において、ニードル径がスロット開口幅より太い場合
に、スロット外部からスロット内を通してステータの磁
極歯に巻線を巻回可能とし、かつ巻線の整列性を高めて
スロット内に巻線を揃えて巻回し、占積率を高めるとも
に、生産性を向上させ、巻線の絶縁を保護し断線のおそ
れを軽減させた回転界磁型電気機器のステータコイル構
造及びその製造方法の提供を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、磁性材からなる円形コア部と、該円形
コア部と一体でその内周または外周に突出してロータに
対向する複数の磁極歯とからなるステータコアを備え、
前記各磁極歯は、コイルの巻線が巻回される巻芯部と、
該巻芯部のロータ側の端部の鍔部とからなり、隣接する
磁極歯間にスロットが形成され、隣接する鍔部間に各ス
ロットの開口が形成され、前記ステータコアを覆うイン
シュレータを設け、該インシュレータを介して前記磁極
歯の巻芯部に巻線を巻回して前記コイルを形成した回転
界磁型電気機器のステータコイル構造において、前記磁
極歯の巻芯部のインシュレータは、前記鍔部側が根元部
側より高くなるように傾斜しているとともに、この高い
側の上端部に、前記磁極歯のロータ側端面よりさらにロ
ータ側に突出する巻線ガイド部を有することを特徴とす
る回転界磁型電気機器のステータコイル構造を提供す
る。

【００１７】この構成によれば、インシュレータが磁極
歯端面よりロータ側に突出し、この突出部の上端に巻線
ガイド部が形成されるため、磁極歯の側面に形成される
スロットの外部からニードルをスロット開口を通すこと
なく、この巻線ガイド部に巻線を巻き回して各磁極歯ご
とにコイルが形成可能となる。したがって、ニードル径
がスロット開口幅より大きくなるような太い径の巻線が
巻回可能となり、低電圧大電流のコイル形成が容易に可
能となる。巻線ガイド部によりインシュレータ上に導入
された巻線は、インシュレータの傾斜に沿って、順次滑
落しながら磁極歯の奥方向に送られてコイルが形成され
る。したがって、スロット内に巻線を押込んだり、送り
込むためのガイド機構等が不要であり、巻線が傷ついた
り断線するおそれが軽減され、簡単な構成で順次整列さ
せて高密度で巻線を巻回し、占積率を高めるとともに巻
線速度を速めて生産性を向上させることができる。

【００１８】すなわち、インシュレータの傾斜方向が磁
極歯の端部側から根元側に向けて低くなるように傾斜し
ているため、磁極歯間に形成されるスロットの開口部側
から奥側に向けて巻線が順次押出されて傾斜に沿って滑
落しながら形成される。これにより、上記のように巻線
が引出されるニードルの先端部をスロット開口の外部に
維持したまま、これをスロット内に挿入することなく、
ニードルを磁極歯の外部（磁極歯のロータ側端面よりさ
らにロータ側）の周囲で巻回動作させてコイルを形成す
ることができる。この場合、磁極歯の外部のニードル先
端から引出された巻線は、このロータ側に突出するイン
シュレータの巻線ガイド部に引っ掛って磁極歯側に導入
され傾斜面上に引き落とされてそのまま傾斜面上を滑落
する。

【００１９】インシュレータの傾斜部は、他の部分と一
体的にモールド成形等により形成してもよいし、または
傾斜した部材を別体としてこれを他の部分に接着剤等に
より接合して形成してもよい。

【００２０】このような本発明のコイル構造を有するス
テータは、内周側にロータが配設され磁極歯が内周側に
形成されたインナーロータ型および外周側にロータが配
設され外周側に磁極歯が形成されたアウターロータ型の
電気機器のいずれにも適用可能である。

【００２１】ステータコアは、磁性材からなるリング状
や円板状等の円形部と、その内周側（インナーロータ
型）または外周側（アウターロータ型）に一体部材で形
成された複数の磁極歯とからなる。この磁極歯は、平面
視（円形部の中心軸に対し垂直方向から見た場合）にお
いて、端部（ロータに対向する側）の両側に突出する鍔
部と巻線が巻回される巻芯部からなり、ほぼＴ字形状で
あって、コイルエンド部（Ｔ字状磁極歯の表面に突出す
る部分のコイル）を形成する巻芯部のインシュレータが
傾斜している。

【００２２】このようなステータコアは、例えばインナ
ーロータ型の場合、リング状の外周部コアとこれと一体
部材の内周側の磁極歯からなる同一形状の薄板のコア片
を複数枚積層して全体として円筒形状のステータコアを
形成する。この円筒状ステータコアの内面側の各磁極歯
にコイルが巻回される。この円筒状コアの両端面から出
ている部分のコイルがコイルエンドである。このコイル
エンド部分の突出量はなるべく小さいことが望ましい。
本発明では、このコイルエンド部の巻線が傾斜に沿って
順次整列して層状に巻回されるため、コイルエンド部の
巻線を整列させて突出量を小さくしステータの形状をコ
ンパクトにすることができる。

【００２３】さらに前記目的を達成するため、上記ステ
ータコイルの製造方法として、本発明では、ニードル先
端から引出される巻線を前記磁極歯の巻芯部に巻回して
コイルを形成する回転界磁型電気機器のステータコイル
構造の製造方法において、前記ニードル先端を、前記磁
極歯のロータ側端面よりさらにロータ側で巻回動作させ
て、巻線を前記巻線ガイド部を介して前記巻芯部のイン
シュレータの傾斜面に導入し、これを傾斜面に沿って滑
落させることにより、前記ニードル先端が前記スロット
開口を挿通することなく、前記巻芯部にコイルを巻回す
ることを特徴とする回転界磁型電気機器のステータコイ
ル製造方法を提供する。

【００２４】この構成によれば、前述のように、巻線が
引出されるニードルの先端部をスロット開口の外部に維
持したまま、これをスロット内に挿入することなく、ニ
ードルを磁極歯の外部（磁極歯のロータ側端面よりさら
にロータ側）の周囲で巻回動作させてコイルを形成する
ことができる。したがって、太い径のニードルを用いて
巻線の巻き回し動作が可能になる。また、巻き回し動作
が簡素化しコイル形成作業の信頼性が高まるとともに、
ニードル移動のためのデッドスペースがなくなり占積率
が向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係るインナーロータ型のブラシレスモータの断面図で
ある。このブラシレスモータ１は、ケース本体２内に固
定された円筒状ステータ３およびこのステータ３の内周
側に装着されたロータ４からなり、ケース本体２は蓋５
で覆われる。ロータ４は、円筒状ヨーク６の外周に複数
のマグネット７が放射状の位置に固定され、その頭部４
ａが蓋５にベアリング８で回転可能に支持されるととも
に、出力軸９がケース本体１０に回転可能に支持されこ
のケース本体１０から突出する。

【００２６】ステータ３は、鉄板等の磁性体材料からな
る複数枚のコア片を積層して一体構造としたステータコ
ア１１と、このステータコア１１を覆うインシュレータ
１２とにより構成される。ステータコア１１は、後述
（図３）のようにリング状の外周コア２６と、この外周
コア２６の内周側に放射状に一体に設けられた磁極歯２
７からなり、磁極歯２７がロータ４のマグネット７に対
向する。各磁極歯２７間にスロット１３が形成される。

【００２７】インシュレータ１２は、上側インシュレー
タ１２ａ（図では左側）および下側インシュレータ１２
ｂからなり、それぞれ後述のようにステータコア１１の
スロット１３に上下（円筒状ステータコア１１の両端
面、図では左右）から差込まれて取付けられる。各イン
シュレータ１２ａ，１２ｂには、絶縁材からなるテーパ
部材１６が接合され、その傾斜面上に巻線（エナメル
線）１７が、両インシュレータ１２ａ，１２ｂ間に掛け
渡って巻回されコイル１８が形成される。上側インシュ
レータ１２ａの外周側には、後述のように、各コイル１
８を連続させる渡り線１９が配設される。

【００２８】ステータ３の下面側（図では右の蓋側）に
は、コイル１８への通電制御用のリング状配線板３２が
設けられる。この配線板３２は、例えば下側インシュレ
ータ１２ｂに取付けられてケース本体２内に固定され
る。

【００２９】各インシュレータ１２ａ，１２ｂは、これ
と一体の又は一体に接合したテーパ部材１６を有し、後
述のように、この傾斜面上を巻線１７が滑落してコイル
１８が形成される。

【００３０】本実施形態では、テーパ部材１６の高い側
の端面（ロータ４に対向する側の端面）のインシュレー
タ１２ａ，１２ｂの頂部に巻線ガイド部４０が形成され
る。この巻線ガイド部４０は、磁極歯２７のロータ側端
面よりさらに内周側（ロータ側）に突出して設けられ
る。巻線１７は、後述のように、磁極歯端面より内周側
で巻回動作するニードルから引出されて巻線ガイド部４
０上に巻き回され、この巻線ガイド部４０からテーパ部
材１６上に巻線１７が導入され、さらにテーパ部材１６
上を滑落してコイル１８が形成される。

【００３１】巻線ガイド部４０は、コイル形成時に内周
側に大きく突出する形状とし、コイル形成後に切除する
ようにしてもよい。ロータ４の軸方向長さにより、ロー
タ４の外周面がインシュレータ１２の内周面に対向する
場合、巻線ガイド部４０の突出量が磁極歯端面とロータ
外周面との隙間に収まる長さであれば、コイル形成後に
そのままロータを組込んでもロータの回転に支障を与え
ないため、切除する必要はない。つまり、巻線ガイド部
４０は、コイル形成作業時に、ニードルをスロット外部
の内周側で巻回してコイルを巻き回すために必要なもの
であり、したがって、この巻線ガイド部４０は、コイル
形成後は、これがロータの回転や他の部材干渉する場合
には、切除すればよいし、ロータの回転に支障がなく他
の部材にも干渉しない場合にはそのままつけたままモー
タを組立ててよい。

【００３２】図２は、インシュレータ１２の部分斜視図
である。インシュレータ１２は、外周のリング状外縁部
２０と、この外縁部２０の内側に突出するボビン部２１
と、ボビン部２１の先端のコイルフランジ部２２と、コ
イルフランジ部２２の下側のスロットフランジ部２３
と、外縁部２０およびボビン部２１の下側に形成したス
ロット差込み部２４と、ボビン部２１の根元側の外縁部
２０に設けた壁状の突起２５とからなり、絶縁樹脂材料
により一体モールド成形したものである。テーパ部材１
６は、各ボビン部２１の上面に接着剤等により固着され
る。テーパ部材１６は、インシュレータ１２と一体にモ
ールド成形して形成してもよい。部品点数の削減や組立
て工数の削減の点からテーパ部材１６は、インシュレー
タ１２と一体成形することが好ましい。突起２５は、渡
り線係止用としてあるいはコイル巻線の受け止め用とし
て用いることができる。このような突起２５は、外縁部
２０の必要な数だけ適当な位置に設けられる（図４参
照）。

【００３３】図３は、ステータコア１１の形状を示し、
（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は下面図であ
る。ステータコア１１は、円筒リング状の外周コア２６
と、こ外周コア２６の内周側に放射状に突出する複数の
磁極歯２７からなる。各磁極歯２７は、コイルが巻回さ
れる巻芯部２８と、この巻芯部２８の先端で左右両側に
突出する鍔部２９とにより形成される。各隣接する磁極
歯２７間にスロット１３が形成される。各隣接する磁極
歯２７の鍔部２９間にスロット１３の開口３０が形成さ
れる。円筒リング状の外周コア２６の側面には位置合わ
せ用の基準溝３１が形成される。

【００３４】図４は、上記ステータコア１１に前述のイ
ンシュレータ１２を装着して組立てたステータ３の形状
を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は下
面図である。

【００３５】前述の図３のステータコア１１の上下両面
から、各スロット１３にインシュレータ１２ａ，１２ｂ
のスロット差込み部２４（図２参照）が嵌め込まれ、ス
テータ３の組立て体が形成される。この例では、上側イ
ンシュレータ１２ａの外縁部２０に渡り線係止用の突起
２５ａが形成される。下側インシュレータ１２ｂの外縁
部２０には配線板３２（図１）を取付けるための突起２
５ｂが設けられ、その先端に配線板（不図示）が係止保
持される。各インシュレータ１２ａ，１２ｂのボビン部
２１（図３の磁極歯２７の巻芯部２８）上に前述のテー
パ部材１６が設けられるが図は省略してある（図では上
下それぞれ１ヵ所だけその位置を斜線で示す）。

【００３６】図５は、上記実施形態のコイル配線説明図
である。この実施形態は、９本の磁極歯２７のそれぞれ
３本ずつに巻き始めＣを共通として正逆正のコイル１８
を連続して形成し、ＵＶＷの３相モータを構成したもの
である。（Ａ）に示すように、ＵＶＷの各相のコイル
は、巻き始めのコイル巻線（矢印Ｃ）から隣接するコイ
ルに渡り線１９を介して連続して形成され、各巻き終り
コイルの巻線がＵＶＷのコイル端子として取出される。
渡り線１９は、インシュレータ１２ａの外縁部２０に形
成された突起２５ａの背面側（外周側）を通して配設さ
れる。（Ｂ）は（Ａ）のコイルの配線図である。

【００３７】図６は、本発明のテーパ部材１６（インシ
ュレータ１２と一体成形された構成を含む）の形状例を
示す。各例において、インシュレータ１２のコイルフラ
ンジ部２２の上端部（頂部）には、磁極歯の内周側端面
４１よりさらに内周側に突出する巻線ガイド部４０が形
成されている。この巻線ガイド部４０の上面の内部側
（ステータの外周側）には丸みを帯びた又は傾斜面から
なる面取り４０ａが形成される。このような面取り加工
を施すことにより、巻線ガイド部４０の先端側に巻かれ
た巻線が円滑にテーパ部材１６上にガイドされる。

【００３８】（Ａ）は、テーパ部材１６の断面（傾斜方
向の断面）が凸曲線からなる形状であり、その傾斜端部
がコイル受け止め用の突起２５に達している形状であ
る。凸曲線は円弧状またはその他適当な曲線形状であ
る。

【００３９】（Ｂ）は、テーパ部材１６の縦断面（傾斜
方向の断面）が凹曲線からなる形状であり、その傾斜端
部がコイル受け止め用の突起２５に達している形状であ
る。凹曲線は円弧状またはその他適当な曲線形状であ
る。

【００４０】（Ｃ）は、テーパ部材１６の縦断面（傾斜
方向の断面）が直線からなる形状であり、その傾斜端部
がコイル受け止め用の突起２５の手前で終り、傾斜面と
突起２５との間に平坦部３３が形成される。

【００４１】各例において、横断面（傾斜方向に直角な
断面）は、（Ｄ）に示すように、円弧状またはその他適
当な凸曲線であり、ａ，ｂ，ｃで示すように、傾斜方向
に高さが低くなるにしたがって、曲率（湾曲度）が小さ
くなって平面に近づく。

【００４２】なお、（Ａ）（Ｂ）の場合にも、（Ｃ）と
同様に平坦部３３を設けてもよい。また、（Ｃ）の場合
に、図１に示したように、傾斜端部を突起２５に達する
ように形成してもよい。

【００４３】また、コイルの巻線はスロットを通して巻
き回されるため、コイル受け止め用の突起２５がなくて
も、スロットの奥の壁面（スロット差込み部２４の奥側
の壁面）がコイル巻線の押え部材となって、コイルエン
ド部（テーパ部材に巻かれる部分のコイル）の巻線が大
きく崩れることはない。しかしながら、テーパ面上に巻
線を層状に揃えて高密度に巻回するためには、コイル受
け止め用の突起２５が有効であり、この突起２５をすべ
ての磁極歯の巻芯部に設けることが望ましい。

【００４４】図７は、コイルエンド部の形状説明図であ
る。コイル１８は、ステータコアの各磁極歯２７（図
３）に対し、その両側のスロット１３および磁極歯の表
面に突出するインシュレータ１２のテーパ部材１６を通
して巻線１７を巻き回すことにより形成される。スロッ
ト１３からはみ出た部分のコイル１８、すなわちテーパ
部材１６上を通過する部分のコイル１８がコイルエンド
（円筒状ステータの両端面から突出する部分のコイル）
である。

【００４５】本実施形態では、図のＡ−Ａ断面部で示す
ように、テーパ部材１６の傾斜面の上側でコイルフラン
ジ部２２と突起２５間のコイルエンド形成部の面積（磁
極歯表面に垂直な面の断面積）をＳcとし、スロット１
３の面積（磁極歯表面に平行な面の断面積）をＳsとし
たとき、Ｓc≧Ｓs／２となるように、コイルフランジ部
２２の高さを設定している。これにより、コイルフラン
ジ部２２により巻線が磁極歯端部から内周側に脱落する
ことが防止されるとともに、コイルエンド部の巻線面積
がスロット通過部の巻線面積より大きくなるため、コイ
ルエンドで無理な力を作用させることなく巻線を余裕を
もって巻き回して、層状に揃ったコイルエンドを高密度
で形成することができる。

【００４６】図８、図９及び図１０は、上記本発明のス
テータにコイルを形成するための巻線装置の動作を示す
説明図である。図８は、ステータを正面から見た図、図
９は磁極歯を内周面側から見た図、図１０はステータの
中心を通る断面図を示す。

【００４７】前述のコイルをステータ３の磁極歯上に巻
回するための巻線装置（全体の構成は不図示）は、図１
０に示すように、巻線１７を供給するパイプ状のニード
ル３６を有する。この実施形態においては、ニードル３
６の内径は巻線１７が挿通する径であり、外径は磁極歯
２７間の各スロットの開口３０の幅以上の径であって、
ニードル３６がスロット開口３０を挿通できない径であ
る。このニードル３６は、ステータ３の内周をその軸方
向に往復する往復パイプ３７の先端部に取付けられる。
巻線１７は、巻線ロール３８から巻出されて供給され、
往復パイプ３７内の挿通孔３９内を通り、コイル巻回動
作に伴いニードル３６の先端から引出される（矢印
Ｒ）。この巻線１７の先端は、不図示のクランプ手段に
より、コイルを巻回する磁極歯の根元側（ステータ３の
外周側、図の×印で示すクランプ位置）で固定支持され
て巻線動作中保持される。

【００４８】往復パイプ３７は、その軸Ｃ方向にステー
タ３の内周を矢印Ｑのように往復移動可能であり、ステ
ータ３の軸方向長さに応じて、ニードル３６が下側のコ
イルフランジ部２２より下側となる下端位置（図１０実
線）と、ニードル３６が上側のコイルフランジ部２２よ
り上側となる上端位置（図１０一点鎖線）間を往復動作
する。この往復パイプ３７は、その軸Ｃ廻りに矢印Ｐの
ように回転可能であり、ニードル３６がステータ３の上
下外側に出た上記上端位置および下端位置で、図８のＷ
で示すように、各磁極歯の幅の分だけ回転動作する。

【００４９】ニードル３６は、コイル巻回動作中、スロ
ット１３の奥行き方向（磁極歯２７の端部から根元への
放射方向）に関しては一定位置に保持されて移動しな
い。このニードル３６の先端は、各磁極歯２７間の開口
（スロット１３の開口）３０の内周側の外部で、磁極歯
２７の端部近傍に保持される。

【００５０】コイルの巻回動作は、図９に示すように、
各磁極歯２７の周りを、ニードル３６が矢印Ｐ，Ｑのよ
うに周って巻線１７を巻き回すものである。このとき、
巻線１７は、巻線ガイド部４０の周りの一定位置で巻き
回される。巻線１７の先端がテーパ部材１６の低い側
（ステータ３の外周側）の外部にクランプされているた
め、ニードル３６の巻き回し動作に伴い巻線１７が順次
ニードル先端から引出され、巻線ガイド部４０から磁極
歯上のテーパ部材１６上に巻回される。テーパ部材１６
上に巻かれた巻線は、このテーパ面の外周側（低い側）
と内周側（高い側）との間で張力を受けるため、傾斜面
に沿った張力の分力および後から巻かれる巻線による押
圧力によって、傾斜面に沿って滑落する。これにより、
順次巻線がテーパ面上に押出されて１層目のコイルが形
成され、さらに巻線動作を続けることにより、１層目の
コイル上を２層目の巻線が滑落して２層目のコイルが形
成され、順次層状にコイルが巻き回されて形成される。
テーパ部材１６の傾斜角度は、巻線１７の径やターン数
等に応じて滑落しやすい角度に設定する。

【００５１】なお、ニードルを複数本設けて同時に複数
ヵ所でコイル形成動作を行うように構成してもよい。例
えば、３本のニードルを１２０°の間隔で放射状に配設
して３つの磁極歯に対し同時にコイルを巻き回してもよ
い。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、インシュレータが磁極歯端面よりロータ側に突出
し、この突出部の上端に巻線ガイド部が形成されるた
め、磁極歯の側面に形成されるスロットの外部からニー
ドルをスロット開口を通すことなく、この巻線ガイド部
に巻線を巻き回して各磁極歯ごとにコイルが形成可能と
なる。したがって、ニードル径がスロット開口幅より大
きくなるような太い径の巻線が巻回可能となり、低電圧
大電流のコイル形成が容易に可能となる。巻線ガイド部
によりインシュレータ上に導入された巻線は、インシュ
レータの傾斜に沿って、順次滑落しながら磁極歯の奥方
向に送られてコイルが形成される。したがって、スロッ
ト内に巻線を押込んだり、送り込むためのガイド機構等
が不要であり、巻線が傷ついたり断線するおそれが軽減
され、簡単な構成で順次整列させて高密度で巻線を巻回
し、占積率を高めるとともに巻線速度を速めて生産性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るブラシレスモータの
断面構成図。

【図２】 図１のモータのインシュレータの部分斜視
図。

【図３】 図１のモータのステータコアの構成図。

【図４】 図１のモータのステータ組立て体の構成図。

【図５】 図１のモータのコイル配線説明図。

【図６】 本発明のテーパ部材の形状説明図。

【図７】 コイルエンド部の巻線面積の説明図。

【図８】 ステータ上面から見た本発明の巻線方法の説
明図。

【図９】 磁極歯内周面から見た本発明の巻線方法の説
明図。

【図１０】 ステータ断面での本発明の巻線方法の説明
図。

【符号の説明】

１：ブラシレスモータ、２：ケース本体、３：ステー
タ、４：ロータ、４ａ：頭部、５：蓋、６：ヨーク、
７：マグネット、８：ベアリング、９：出力軸、１０：
ベアリング、１１：ステータコア、１２：インシュレー
タ、１２ａ：上側インシュレータ、１２ｂ：下側インシ
ュレータ、１３：スロット、１６：テーパ部材、１７：
巻線、１８：コイル、１９：渡り線、２０：外縁部、２
１：ボビン部、２２：コイルフランジ部、２３：スロッ
トフランジ部、２４：スロット差込み部、２５，２５
ａ，２５ｂ：突起、２６：外周コア、、２７：磁極歯、
２８：巻芯部、２９：鍔部、３０：開口、３１：基準
溝、３２：配線板、３３：平坦部、３６：ニードル、３
７：往復パイプ、３８：巻線ロール、３９：挿通孔、４
０：巻線ガイド部、４０ａ：面取り、４１：磁極歯の内
周側端面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA09 BB01 BB09 BB10 BB12 CA01 CA05 CA10 CB02 CC11 CD01 CD21 CD31 CE01 FA16 5H604 AA08 BB01 BB10 BB14 BB17 CC01 CC05 CC16 DB01 PB03 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 BB16 PP13 PP14 QQ02 QQ19 RR02 SS09 SS11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性材からなる円形コア部と、該円形コア
   部と一体でその内周または外周に突出してロータに対向
   する複数の磁極歯とからなるステータコアを備え、 前記各磁極歯は、コイルの巻線が巻回される巻芯部と、
   該巻芯部のロータ側の端部の鍔部とからなり、 隣接する磁極歯間にスロットが形成され、隣接する鍔部
   間に各スロットの開口が形成され、 前記ステータコアを覆うインシュレータを設け、該イン
   シュレータを介して前記磁極歯の巻芯部に巻線を巻回し
   て前記コイルを形成した回転界磁型電気機器のステータ
   コイル構造において、 前記磁極歯の巻芯部のインシュレータは、前記鍔部側が
   根元部側より高くなるように傾斜しているとともに、こ
   の高い側の上端部に、前記磁極歯のロータ側端面よりさ
   らにロータ側に突出する巻線ガイド部を有することを特
   徴とする回転界磁型電気機器のステータコイル構造。
2. 【請求項２】ニードル先端から引出される巻線を前記磁
   極歯の巻芯部に巻回してコイルを形成する請求項１に記
   載の回転界磁型電気機器のステータコイル構造の製造方
   法において、 前記ニードル先端を、前記磁極歯のロータ側端面よりさ
   らにロータ側で巻回動作させて、巻線を前記巻線ガイド
   部を介して前記巻芯部のインシュレータの傾斜面に導入
   し、これを傾斜面に沿って滑落させることにより、前記
   ニードル先端が前記スロット開口を挿通することなく、
   前記巻芯部にコイルを巻回することを特徴とする回転界
   磁型電気機器のステータコイル製造方法。