JP2007215272A - ステータの製造方法及びステータ - Google Patents

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Abstract

【課題】分割コアのティースへのコイルの巻回をより容易とすると共に、渡り線の長さをより短くすることが可能なステータの製造方法を提供する。
【解決手段】ステータを製造するには、巻線工程において、ティース6bを径方向内側として分割コア6が環状に配置された場合に周方向に隣り合わない分割コア6同士を、互いに離間した位置に隣り合わせて配置する。そして、一方の分割コア6のティースにコイル41を巻回した後に、渡り線43でコイル41と連結しつつ他方の分割コア6のティース6bにコイル42を巻回する。次いで、組立て工程において、コイル41,42が巻回された分割コア6を、ティース6bが放射状となるように環状に配列してコアを形成する。更に、渡り線成型工程において、渡り線43を、コアの軸方向の一端面上に収まるように整形する。
【選択図】図6

Description

本発明はステータの製造方法、及び該製造方法にて製造されたステータに関する。
従来、インナロータ型の回転電機に備えられるステータは、ハウジングケースの内周面に固定される環状部と外嵌上部から径方向内側に延びる複数のティースとを有するステータコアを備えている。このコアには、巻線の占積率を向上させるべく、ティース毎に分割された形状の分割コアをティースが内側となるように円環状に配列して構成されたものが提案されている。
例えば、特許文献1に記載されているステータの製造方法では、ティースに巻線を巻回する際には、コアを構成する複数個の分割コアを、ティースが平行となるように一列に配列する。この時、隣り合う分割コア同士は、各ティースの基端側で周方向の両側に延びるフィルム状絶縁材が互いに重なり合う程度の隙間を空けて配置される。この状態で、連続して複数のティースに導線を巻回してコイルを形成する。また、特許文献1には、隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共に、ティースが外側となるように円環状に配置した状態で、連続して複数のティースに導線を巻回してコイルを形成する方法も記載されている。そして、コイルが巻回された後に、コアを構成する複数の分割コアを同時に移動させてティースが内側となるように当該分割コア環状に整形してステータを完成させる。
特開2002−176753号公報
ところで、特許文献1に記載されているように、コアを構成する複数の分割コアをティースが平行となるように一列に配列した状態で各ティースにコイルを巻回する場合、隣り合う分割コア間に設けられる前記隙間は、フィルム状絶縁材の周方向の長さに依存することから、それほど大きな隙間ではない。そのため、分割コアがティースを内側として円環状に整形された場合よりはティースの両側の空間は広くなるが、ティースに導線を巻回する際に、隣に配置された分割コアや隣に配置された分割コアに巻回されたコイルが邪魔になり、各ティースへのコイルの巻回が妨げられる虞がある。また、隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態で各ティースにコイルを巻回する場合、分割コアを一列に配列する場合よりもティースの両側の空間は広くなるが、各ティースの両側には、隣り合う分割コアのティースが配置されることになる。従って、隣り合う分割コアのティースや、該ティースに巻回されたコイルによって、各ティースへのコイルの巻回が妨げられる虞がある。このように、導線を巻回するためのスペースが十分であるとは言い難く、コイルの巻回が容易に行えない虞があった。
また、コイルの巻回後、コアを構成する複数の分割コアを同時に移動させて当該分割コアを環状に配列することから、その際の分割コアの移動を可能にするために、連続して巻回された2個のコイルを連結する渡り線は、当該2個のコイルがそれぞれ巻回された2個の分割コア間の周方向の距離よりも長い長さとされる。更に、ティースが平行となるように複数の分割コアを一列に配列してコイルを巻回する場合には、隣り合う分割コア同士は、互いの間に間隙を空けて配置されていることから、その隙間の分だけ渡り線はより長くなってしまう。そして、渡り線の長さが長くなると、その分だけ渡り線における抵抗が大きくなることから巻線抵抗の増大を招くと共に、分割コアを環状に配列した後に、渡り線を整形する工程が煩雑となってしまう。更に、長い渡り線によって、ステータの軸方向の長さが長くなってしまう虞がある。尚、バスバー(電流供給線)を用いてコイル同士を電気的に接続することにより、渡り線を省略することが可能であるが、部品点数の増加及び工程数の増加を招いてしまう。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、分割コアのティースへのコイルの巻回をより容易とすると共に、渡り線の長さをより短くすることが可能なステータの製造方法、及びステータを提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ティースを有する複数の分割コアを前記ティースが放射状となるように環状に配列してなるコアと、前記ティースに巻回され同一相のコイル同士が渡り線にて連結された複数のコイルとを備えたステータの製造方法であって、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に隣り合わない前記分割コア同士を、互いに離間した位置に隣り合わせて配置し、一方の前記分割コアの前記ティースに前記コイルを集中巻にて巻回した後に、一方の前記分割コアの前記コイルと前記渡り線で連結しつつ他方の前記分割コアの前記ティースに前記コイルを集中巻にて巻回する巻線工程と、前記コイルが巻回された前記分割コアを、前記ティースが放射状となるように環状に配列して前記コアを形成する組立て工程と、前記渡り線を、前記コアの軸方向の一端面上に収まるように整形する渡り線整形工程と、を備えたことをその要旨としている。
同方法によれば、巻線工程では、分割コアがティースを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に互いに隣り合わない分割コア同士が、互いに離間した位置に隣り合わせて配置される。従って、従来のように複数の分割コアがコアとして環状に配列された場合の分割コアの順序と同じ順序で配列された状態で各ティースにコイルを巻回するのではなく、コアとして環状に配列された場合に周方向に隣り合わない分割コア同士を隣り合わせた状態で各ティースにコイルを巻回する。そのため、巻線工程では、渡り線で連結される2個のコイルがそれぞれ巻回される分割コア以外の分割コアによって、2個の当該分割コア同士を離間させる距離が制約されない。従って、巻線工程において隣り合う分割コア同士を離間させる距離を調整することが可能であり、これらの分割コアのティースに巻回されたコイル同士を連結する渡り線が長くなることを抑制することが可能となる。
また、巻線工程において離間して配置される分割コア間の距離は、従来のようにフィルム状絶縁材の周方向の長さによって制約されない。従って、ティースにコイルを巻回するためのスペースを従来よりも広くすることができる。その結果、隣り合わせて配置された分割コアによってコイルの巻回を妨げられることが抑制され、分割コアのティースへのコイルの巻回をより容易に行うことができる。
更に、従来のようにコアとして環状に配列された場合の分割コアの順序と同じ順序で配列された分割コアの各ティースにコイルを巻回するわけではないため、組立て工程では、ティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態から複数の分割コアを同時に移動させなくてもよい。従って、ティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態で各ティースにコイルを巻回する場合に比べて、渡り線の長さを短くすることが可能となる。
尚、本発明の巻線工程において、「隣り合わせる」とは、隣り合わせて配置される分割コアはどのような向きに配置されていてもよく、配置された分割コア間に、その他の分割コアが配置されないことを意味する。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のステータの製造方法において、前記組立て工程では、前記渡り線を径方向外側に傾斜したアーチ状にしつつ、複数の前記分割コアを環状に配列することをその要旨としている。
同方法によれば、組立て工程において複数の分割コアを環状に配列する際に、渡り線を、径方向外側に傾斜したアーチ状とすると、渡り線は、コアの一端面に沿う形状に近くなる。従って、渡り線整形工程において、より容易に渡り線をコアの軸方向の一端面上に収まるように整形することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のステータの製造方法において、前記渡り線整形工程では、前記コアの径方向中央部に、一端から他端に向かうにつれて徐々に拡径された整形工具を、該整形工具の一端側から挿入して前記渡り線を径方向外側に移動させることをその要旨としている。
同方法によれば、コアの径方向中央部に、一端から他端に向かうに連れて拡径された整形工具を該整形工具の一端側から挿入すると、渡り線は、整形工具の外周面に沿って径方向外側に移動される。即ち、渡り線は、コアの径方向中央部に整形工具を挿入するだけで、コアの軸方向の一端面上に配置される。このように、コアの径方向中央部に整形工具を挿入するだけで渡り線が整形されることから、渡り線の整形を更に容易に行うことができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記巻線工程では、前記渡り線にて連結される同一相の前記コイルを巻回した複数の前記分割コアよりなる複数の分割ユニットを形成し、前記組立て工程では、複数の前記分割ユニットを組み立てて複数の前記分割コアを環状に配列することをその要旨としている。
同方法によれば、巻線工程では、複数の分割ユニットが形成されると共に、各分割ユニットは、渡り線にて連結される同一相の前記コイルを巻回した複数の分割コアよりなる。従って、巻線工程中において、巻回中のコイルを連結する渡り線に、他の相のコイルを連結する渡り線が絡まることが無いため、巻線工程をより円滑に行うことができる。また、組立て工程においても、複数の分割ユニットを組み立てて分割コアを環状に配列するため、従来のようにティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態から複数の分割コアを同時に移動させるわけではない。従って、渡り線同士が絡まり難く、組立て工程を円滑に行うことができる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のステータの製造方法において、前記巻線工程では、全ての前記渡り線を、前記渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さに形成することをその要旨としている。
同方法によれば、全ての渡り線が同じ形態となることから、全ての分割ユニットは、2個の分割コアのティースに対して同じようにコイルを巻回して形成される。従って、巻線工程において、分割ユニット毎にコイルの巻回の仕方を変更する必要が無いことから、分割ユニットの形成が煩雑となることが抑制される。
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載のステータの製造方法において、前記巻線工程では、第1の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線を、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルを跨ぐ長さに形成し、第2の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線及び第3の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線を、当該渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さに形成することをその要旨としている。
同方法によれば、各渡り線にて連結される2個のコイル間に配置されるコイルの数が同じである場合には、第1の相のコイル同士を連結する渡り線よりも、第2の相のコイル同士を連結する渡り線及び第3の相のコイル同士を連結する渡り線の方が、その長さが短くなる。従って、全ての分割ユニットが第1の相の分割ユニットと同じように形成される場合に比べて、第2及び第3の相の分割ユニットにおける渡り線の長さが短い分だけ、巻線抵抗を小さく抑えることができる。また、全ての分割ユニットが第1の相の分割ユニットと同じように形成される場合に比べて、長さの短い渡り線が形成されることから、渡り線整形工程において、渡り線の整形をより一層容易に行うことができる。更に、長さの短い渡り線は、コアの軸方向の一端面上に収まりやすいことから、製造されたステータの軸方向の長さを短くすることができる。
請求項7に記載の発明は、請求項4乃至請求項6の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記コアは、12個の分割コアから構成され、前記巻線工程では、3つの前記相毎に前記分割ユニットを2個ずつ形成し、前記組立て工程では、前記渡り線を径方向外側に傾斜したアーチ状にしつつ、同一相の2個の前記分割ユニットが周方向に隣り合うように、且つ、同一相の2個の前記分割ユニットにおける2本の前記渡り線の一端側の2個の前記分割コアと他端側の2個の前記分割コアとが径方向に対向するように、6個の前記分割ユニットを組み立てることをその要旨としている。
同方法によれば、組立て工程において、周方向に隣合わせて配置された同一相の2個の分割ユニットにおける2本の渡り線の一端側の2個の分割コアと、他端側の2個の分割コアとが径方向に対向するように配置されることから、6本の渡り線が一部に偏在することが抑制される。その結果、ステータの軸方向の長さが長くなることが抑制される。
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記巻線工程では、第1の分割コアと前記第1の分割コアの次に前記コイルが巻回される第2の分割コアとを、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合における前記第1の分割コアと前記第2の分割コアとの間の周方向の距離と等しい間隔を空けて配置した状態で、前記ティースに前記コイルを巻回すると共に、全ての前記分割コアの前記ティースに連続して前記コイルを巻回し、前記組立て工程では、前記各渡り線を径方向外側に傾斜したアーチ状としつつ、前記分割コアを、最初に前記コイルが巻回された前記分割コアから前記コイルが巻回された順に若しくは最後に前記コイルが巻回された前記分割コアから前記コイルが巻回された順と逆順に、時計方向及び反時計方向の何れかの方向に沿って前記周方向の距離と等しい距離毎に配列することをその要旨としている。
同方法によれば、全ての分割コアのティースに対して、連続してコイルが巻回されることから、巻線工程にかかる時間を短縮することができる。
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記巻線工程では、前記渡り線は、前記ステータを軸方向から見た場合に、前記ステータの中心をその中心とする円に沿った形状となる長さに形成されることをその要旨としている。
同方法によれば、巻線工程の後に行われる渡り線整形工程において、渡り線を、ステータの中心をその中心とする円に沿った形状とすることができる。そして、渡り線は、ステータの軸方向から見た形状がステータの中心をその中心とする円に沿った形状とされると、コアの軸方向の一端面上で該コアの軸方向と直交する平面に沿うようになるため、当該渡り線をコアの端面上に収めやすい。
請求項10に記載の発明は、請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記渡り線整形工程では、複数の前記渡り線は、径方向に並ぶように整形されることをその要旨としている。
同方法によれば、渡り線整形工程において、複数の渡り線は、径方向に並ぶように整形される。即ち、複数の渡り線は、軸方向に重ならないように整形される。従って、渡り線によるステータの軸方向の長さの延長は、渡り線の直径の長さ分だけになる。よって、ステータの軸方向の長さが長くなることがより抑制される。
請求項11に記載の発明は、請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記組立て工程では、周方向に隣り合わせて配列された前記分割コア同士は、前記分割コア及び前記分割コアに装着されるインシュレータの少なくとも一方に設けられた係止部が互いに係合されることにより、前記係止部によって互いに径方向に移動不能に係止されることをその要旨としている。
同方法によれば、組立て工程の後に行われる渡り線整形工程において、複数の分割コアが径方向に移動することが防止されることから、渡り線整形工程を一層円滑に行うことができる。
請求項12に記載の発明は、請求項1乃至請求項11の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記渡り線整形工程では、環状に配列された複数の前記分割コアよりなる前記コアの外周に、前記分割コアの径方向の移動を阻止する仮固定リングを装着することをその要旨としている。
同方法によれば、コアの外周に仮固定リングを装着するだけの簡単な構成で、各分割コアの径方向の移動が確実に防止され、渡り線整形工程をより一層円滑に行うことができる。
請求項13に記載の発明は、請求項5に記載のステータの製造方法で製造されたステータであって、全ての前記渡り線は、前記渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さであることをその要旨としている。
同構成によれば、全ての渡り線が同じ形態であることから、全ての分割ユニットは、2個の分割コアのティースに対して同じようにコイルを巻回して形成される。分割ユニット毎にコイルの巻回の仕方を変更する必要が無いことから、分割ユニットの形成が煩雑となることが抑制される。その結果、ステータの生産性が向上し、ひいてはステータの製造コストの低減を図ることができる。
請求項14に記載の発明は、請求項6に記載のステータの製造方法で製造されたステータであって、第1の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線は、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルを跨ぐ長さであり、第2の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線及び第3の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線は、当該渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さであることをその要旨としている。
同構成によれば、各渡り線にて連結される2個のコイル間に配置されるコイルの数が同じである場合には、第1の相のコイル同士を連結する渡り線よりも、第2の相のコイル同士を連結する渡り線及び第3の相のコイル同士を連結する渡り線の方が、その長さが短くなる。従って、全ての分割ユニットが第1の相の分割ユニットと同じように形成される場合に比べて、第2及び第3の相の分割ユニットにおける渡り線の長さが短い分だけ、巻線抵抗を小さく抑えることができる。また、全ての分割ユニットが第1の相の分割ユニットと同じように形成される場合に比べて、長さの短い渡り線が形成されることから、渡り線整形工程において、渡り線の整形をより一層容易に行うことができる。更に、長さの短い渡り線は、コアの軸方向の一端面上に収まりやすいことから、製造されたステータの軸方向の長さを短くすることができる。
請求項15に記載の発明は、請求項13又は請求項14に記載のステータにおいて、
前記渡り線にて連結される同一相の前記コイルを巻回した2個の前記分割コアよりなる分割ユニットを、3つの相毎に2個ずつ備え、同一相の2個の前記分割ユニットは、周方向に隣り合うと共に、同一相の2個の前記分割ユニットにおける2本の前記渡り線の一端側の2個の前記分割コアと他端側の2個の前記分割コアとが径方向に対向するように配置されており、前記渡り線は、前記コアの周方向に沿って湾曲していることをその要旨としている。
同構成によれば、周方向に隣合わせて配置された同一相の2個の分割ユニットにおける2本の渡り線の一端側の2個の分割コアと、他端側の2個の分割コアとが径方向に対向するように配置されていることから、6本の渡り線が一部に偏在することが防止される。その結果、ステータの軸方向の長さが長くなることが抑制される。
請求項16に記載の発明は、請求項13乃至請求項15の何れか1項に記載のステータにおいて、複数の前記渡り線は、径方向に並んでいることをその要旨としている。
同構成によれば、複数の渡り線は、径方向に並んでいる。即ち、複数の渡り線は、軸方向に重ならない。従って、渡り線によるステータの軸方向の長さの延長は、渡り線の直径の長さ分だけになる。よって、ステータの軸方向の長さが長くなることがより抑制される。
本発明によれば、分割コアのティースへのコイルの巻回をより容易とすると共に、渡り線の長さをより短くすることが可能なステータの製造方法、及びステータを提供することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1(a)は、本実施形態のブラシレスモータ(モータ)1を示す。図1(a)に示すように、ブラシレスモータ1を構成する有底円筒状のハウジングケース2の内周面には、略円筒状のステータ3が圧入固定されている。そして、ステータ3の内側には、ロータ4(図1(a)の一点鎖線参照)が配置されている。ロータ4は、周方向に並設された複数のマグネット(図示略)を備えており、該マグネットがステータ3と対向するようにしてステータ3の内側に回転可能に配置されている。
ステータ3を構成するコアとしてのステータコア5は、軸方向から見た形状が略T字状をなす12個の分割コア6を周方向に配列してなると共に、前記ハウジングケース2の内周面に圧入固定されている。
図1(a)及び図2(a)に示すように、各分割コア6(図2(a)では1個のみ図示)は、ステータコア5の軸方向から見た形状が円弧状をなす分割環状部6aと、ステータコア5の軸方向から見て前記分割環状部6aの周方向の中央から該分割環状部6aに対して略直角をなすように延びるティース6bとが一体に形成されて構成されている。また、ティース6bの先端には、周方向両側に突出形成された突出部6cが一体に設けられている。更に、分割環状部6aにおけるティース6bと逆側の面(即ち径方向外側の面)には、ステータコア5の軸方向に沿って延びる係合溝6dが形成されている。そして、各分割コア6は、略T字状をなす第1積層部材11と、第1積層部材11と対称形状をなす第2積層部材12との2種類の積層部材が交互に積層されて形成されている。
図2(b)に示すように、板状の第1積層部材11は、積層されて分割環状部6aとなる円弧状の積層分割環状部11aと、該積層分割環状部11aに対して略直角をなすように延びる略長方形状の積層ティース部11bと、該積層ティース部11bの先端部から周方向両側に突出した略三角形状の積層突出部11cとが一体に形成されてなる。
積層分割環状部11aの周方向の一端(図2(b)における左側の端部)には、周方向に円弧状に突設されてなる円弧凸部11dが形成されていると共に、周方向の他端(図2(b)における右側の端部)には、周方向に略円弧状に凹設されてなる円弧凹部11eが形成されている。そして、隣り合う第1積層部材11においては、一方の第1積層部材11の円弧凹部11e内へ、他方の第1積層部材11の円弧凸部11dを径方向外側から挿入可能となっている。また、積層分割環状部11aにおいて、円弧凸部11d及び円弧凹部11eが設けられる部位よりも径方向内側の部分には、隣り合う分割コア6の回動の終端位置で当接する周方向当接面11fがそれぞれ形成されている。周方向当接面11fは、分割環状部6aを組み立てて形成される円筒状の環状部5a(図1(a)参照)の径方向に延びる直線に沿った平面状をなしている。更に、積層分割環状部11aにおける積層ティース部11bと逆側の面には、その周方向中央部に矩形状に凹設された係合凹部11kが形成されている。
上記のように構成された第1積層部材11においては、円弧凸部11dが、隣り合う第1積層部材11の円弧凹部11eに嵌り、円弧凸部11d及び円弧凹部11eによって隣り合う第1積層部材11同士の回動が案内される。そして、分割コア6の回動の終端位置で、隣り合う第1積層部材11の周方向当接面11f同士が当接する。
図2(c)に示すように、前記第2積層部材12は、前記第1積層部材11と線対称となっている。板状の第2積層部材12は、積層されて分割環状部6aとなる円弧状の積層分割環状部12aと、該積層分割環状部12aに対して略直角をなすように延びる略長方形状の積層ティース部12bと、該積層ティース部12bの先端部から周方向両側に突出した略三角形状の積層突出部12cとが一体に形成されてなる。
積層分割環状部12aの周方向の他端(図2(c)において右側の端部)には、周方向に円弧状に突設されてなる円弧凸部12dが形成されていると共に、周方向の他端(図2(c)において左側の端部)には、周方向に略円弧状に凹設されてなる円弧凹部12eが形成されている。そして、隣り合う第2積層部材12においては、一方の第2積層部材12の円弧凹部12e内へ、他方の第2積層部材12の円弧凸部12dを径方向外側から挿入可能となっている。また、積層分割環状部12aにおいて、円弧凸部12d及び円弧凹部12eが設けられる部位よりも径方向内側の部分には、隣り合う分割コア6の回動の終端位置で当接する周方向当接面12fがそれぞれ形成されている。周方向当接面12fは、前記環状部5a(図1(a)参照)の径方向に延びる直線に沿った平面状をなしている。更に、積層分割環状部12aにおける積層ティース部12bと逆側の面には、その周方向中央部に矩形状に凹設された係合凹部12kが形成されている。
上記のように構成された第2積層部材12においては、円弧凸部12dが、隣り合う第2積層部材12の円弧凹部12eに嵌り、円弧凸部12d及び円弧凹部12eによって隣り合う第2積層部材12同士の回動が案内される。そして、分割コア6の回動の終端位置で、隣り合う第2積層部材12の周方向当接面12f同士が当接する。
図2(a)に示すように、前記各分割コア6は、上記の第1積層部材11と第2積層部材12とが板厚方向に交互に積層されてかしめられることにより形成されている。そして、積層された積層分割環状部11a,12aにより分割環状部6aが形成されると共に、積層された積層ティース部11b,12bによりティース6bが形成される。更に、積層された積層突出部11c,12cにより突出部6cが形成されると共に、板厚方向に並ぶ係合凹部11k,12kによって係合溝6dが形成される。
図1(a)に示すように、前記ステータコア5においては、12個の分割コア6は、ティース6bの先端が径方向内側を向くように且つティース6bが放射状となるように周方向に配列されていると共に、周方向に配列された分割環状部6aによって円筒状の環状部5aが形成されている。そして、周方向に隣り合うティース6bによって12個のスロット13が形成されていると共に、周方向に隣り合う突出部6c間には間隙が設けられている。これら分割コア6には、分割コア6におけるティース6bの先端面及び分割環状部6aの径方向外側の面以外の部分を覆うインシュレータ21が軸方向の両側から装着されると共に、各ティース6bには、インシュレータ21の上からコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4がそれぞれ集中巻にて巻回されている。
各インシュレータ21は、分割コア6と該分割コア6に巻回されるコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4とを絶縁するためのものであり、絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。図3(a)及び図3(b)に示すように、各インシュレータ21は、分割環状部6aの軸方向の端面上に配置される弧状端面部21aと、分割環状部6aの内周面を覆う内周側被覆部21bと、ティース6bの軸方向の端面を覆う端面被覆部21cと、ティース6bの両側面を覆う一対の側面被覆部21dとが一体に形成されてなる。
前記弧状端面部21aは、各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4の径方向外側へのはみ出しを防止すべく軸方向に突出して形成されていると共に、該弧状端面部21aには、その先端から基端に向かって延び各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4の端部を係止可能に構成された一対の係止溝21eが形成されている(図1(a)参照)。また、前記端面被覆部21cにおける弧状端面部21aと逆側の端部(ティース6bの先端側の端部)には、各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4の径方向内側へのはみ出しを規制する内側規制壁21fが軸方向に立設されている(図1(a)参照)。
また、弧状端面部21aにおける前記分割環状部6aの周方向の他端(図3(b)において右側の端部)と対応した位置であって該弧状端面部21aの周方向の他端には、ステータコア5の軸方向に延びる円柱状の連結挿入部21gが設けられている。この連結挿入部21gは、その中心軸線が、前記円弧凸部12dの円弧の中心を通る位置に設けられていると共に、その半径は、円弧凹部12eの曲率半径よりも小さく形成されている。
更に、弧状端面部21aにおける前記分割環状部6aの周方向の一端(図3(b)において左側の端部)と対応した位置であって該弧状端面部21aの周方向の一端には、前記連結挿入部21gの外周面に対応した円弧状の連結凹部21hを有する連結係合部21kが設けられている。連結係合部21kは、軸方向から見ると、中心角が180°よりも若干大きい円弧状をなしている。そして、連結係合部21kの円弧の中心は、前記円弧凹部11eの円弧の中心を通り軸方向に延びる直線上に位置していると共に、連結係合部21kの外径の曲率は、円弧凸部11dの曲率と等しく形成されている。
図3(b)に示すように、隣り合う分割コア6にそれぞれ装着されたインシュレータ21同士は、一方の分割コア6に装着されたインシュレータ21の連結係合部21kの連結凹部21h内に、該連結凹部21hの開口部から、他方の分割コア6に装着されたインシュレータ21の連結挿入部21gが連結係合部21kを弾性変形させながら嵌め込まれることにより連結されている(図1(b)参照)。尚、このインシュレータ21同士の連結挿入部21g及び連結係合部21kによる連結は、強固なものではなく、容易に切り離し可能である。また、隣り合うインシュレータ21同士は、連結挿入部21gの中心軸線を中心として互いに回動可能である。
図1(a)に示すように、前記各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4は、各ティース6bに導線25を複数回巻回して形成されている。尚、導線25の外周面には、絶縁被膜が形成されている。コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4は、ステータ3を軸方向から見ると、コイルU1(図1(a)中左上に配置されている)から時計方向に、コイルU2,W2,W1,V2,V1,U4,U3,W3,W4,V3,V4の順に12個のティース6bにそれぞれ巻回されている。そして、コイルU1〜U4は同一相(U相)のコイルであると共に、コイルV1〜V4が同一相(V相)のコイルであり、更に、コイルW1〜W4が同一相(W相)のコイルである。
図4に示すように、全てのコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4は、ティース6bの先端側から見て半時計方向に巻回されている。12個のコイルのうちコイルU1とコイルU3とは、渡り線Uaによって連結されている。この渡り線Uaは、コイルU1からコイルV4,V3,W4,W3を跨いでコイルU3まで延びると共に、連結するコイルU1及びコイルU3を含む6個のコイルを跨いでいる。同様に、コイルU2とコイルU4とは、渡り線Ubによって連結されている。渡り線Ubは、コイルU4からコイルV1,V2,W1,W2を跨いでコイルU2まで延びると共に、連結するコイルU4及びコイルU2を含む6個のコイルを跨いでいる。そして、図5に示すように、渡り線Ua,Ubは、それぞれ、ステータ3の軸方向から見て、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間でステータ3の中心O1をその中心とする円C1に沿った円弧状をなしている。尚、図5においては、渡り線Ua,Ubを誇張して太めに図示している。
また、図4に示すように、コイルV1とコイルV3とは、渡り線Vaによって連結されている。渡り線Vaは、コイルV1からコイルV2,W1,W2,U2,U1,V4を跨いでコイルV3まで延びると共に、連結するコイルV1及びコイルV3を含む8つのコイルを跨いでいる。同様に、コイルV2とコイルV4とは、渡り線Vbによって連結されている。渡り線Vbは、コイルV4からコイルV3,W4,W3,U3,U4,V1を跨いでコイルV2まで延びると共に、連結するコイルV4及びコイルV2を含む8つのコイルを跨いでいる。そして、各渡り線Va,Vbは、ステータ3の軸方向から見た形状が、前記渡り線Ua,Ubと同様に、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間でステータ3の中心O1をその中心とする円に沿った円弧状をなしている。尚、図5には、渡り線Va,Vbの図示を省略している。
更に、コイルW1とコイルW3とは、渡り線Waによって連結されている。渡り線Waは、コイルW1からコイルW2,U2,U1,V4,V3,W4を跨いでコイルW3まで延びると共に、連結するコイルW1及びコイルW3を含むに8つのコイルを跨いでいる。同様に、コイルW2とW4とは、渡り線Wbによって連結されている。渡り線Wbは、コイルW4からコイルW3,U3,U4,V1,V2,W1を跨いでコイルW2まで延びると共に、連結するコイルW4及びコイルW2を含む8つのコイルを跨いでいる。そして、各渡り線Wa,Wbは、ステータ3の軸方向から見た形状が、前記渡り線Ua,Ubと同様に、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間でステータ3の中心O1をその中心とする円に沿った円弧状をなしている。尚、図5には、渡り線Wa,Wbの図示を省略している。
そして、周方向に並ぶ6個のコイルV2,V1,U4,U3,W3,W4における渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbと逆側の端部は、互いに電気的に接続されて中性点とされている。一方、周方向に並ぶ6個のコイルV3,V4,U1,U2,W2,W1における渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbと逆側の端部は、外部電源に接続される給電用ターミナルに電気的に接続される。尚、ステータ3においては、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、ステータコア5における軸方向の片側端面上に配置されている(図5参照)。また、各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4における渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbと逆側の端部は、ステータコア5において、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbが配置された側と同じ側の軸方向の端部から引き出されている。
上記のように構成されたブラシレスモータ1においては、コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4のうち所定のコイルに電流が供給されると、ステータ3にて回転磁界が発生し、該回転磁界によってロータ4が回転される。そして、ロータ4の回転位置に応じて電流が供給されるコイルが順次切り替えられていく。尚、図4に図示する各ティース6bにおいて、太い矢印が付されたティース6bに巻回されるコイルには、コイルの巻回方向と同方向の電流が供給される。一方、白抜きの矢印が付されたティース6bに巻回されるコイルには、コイルの巻回方向と同じ方向の電流が供給される。
次に、上記のように構成されたブラシレスモータ1に備えられるステータ3の製造方法について説明する。
まず、分割コア6を形成する分割コア形成工程が行われる。この分割コア形成工程では、まず、金属板をプレス機(図示略)にて打ち抜いて第1積層部材11及び第2積層部材12を形成し、形成した第1積層部材11及び第2積層部材12を、板厚方向に交互に積層する。そして、積層された第1積層部材11及び第2積層部材12を軸方向にかしめて一体化することにより分割コア6が完成する。完成した分割コア6には、軸方向(第1積層部材11及び第2積層部材12の板厚方向と同じ方向)の両側からインシュレータ21が装着される。
次に、ティース6bに導線25を巻回して各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4を形成する巻線工程が行われる。巻線工程では、図6(a)に示すスピンドル式の巻線機31を用いて各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4がティース6bにそれぞれ巻回される。
ここで、巻線機31について説明する。
図6(a)に示すように、巻線機31は、駆動機構32によって回転される回転軸33を備えていると共に、該回転軸33の先端には、分割コア6を保持するための回転軸側保持部34が一体回転可能に設けられている。回転軸側保持部34の先端面34aは、分割コア6の分割環状部6aにおける径方向外側の面に応じた円弧状をなしている。そして、この先端面34aには、回転軸33の軸方向に突出すると共に回転軸33の径方向に沿って延びる係合突条部34bが形成されている。この係合突条部34bは、分割コア6の係合溝6dに応じた形状をなしている。
また、巻線機31は、前記回転軸33と同軸となるように配置されると共に回転軸33と同期して回転される補助軸35を備えている。この補助軸35の前記回転軸側保持部34側の先端には、補助軸側保持部36が補助軸35と一体回転可能に設けられている。補助軸側保持部36は、回転軸側保持部34と同様に、その先端面36aが、分割コア6の分割環状部6aにおける径方向外側の面に応じた円弧状をなしており、該先端面36aには、補助軸35の軸方向に突出すると共に補助軸35の径方向に沿って延びる係合突条部36bが形成されている。
更に、巻線機31は、前記回転軸側保持部34と前記補助軸側保持部36との間に、中間保持部37を備えていると共に、中間保持部37における回転軸33の軸方向の両端面は、ティース6bの先端に応じた円弧形状をなしている。この中間保持部37も、補助軸35と同様に、回転軸33と同期して回転される。また更に、図6(b)に示すように、巻線機31は、コイルU1〜U4、V1〜V4,W1〜W4を形成するための導線25を順次供給する導線供給部38を備えている。尚、巻線機31の動作は、制御装置39によって制御される。
上記のような巻線機31を用いてティース6bに導線25を巻回するには、まず、回転軸側保持部34と中間保持部37との間に、インシュレータ21が装着された分割コア6がティース6bの先端を中間保持部37に向けて配置される。また、補助軸側保持部36と中間保持部37との間に、インシュレータ21が装着された分割コア6がティース6bの先端を中間保持部37に向けて配置される。即ち、2個の分割コア6が、ティース6bの先端面を対向させて離間した位置に配置される。この時、回転軸側保持部34と中間保持部37との間、及び補助軸側保持部36と中間保持部37との間の距離は、それぞれ分割コア6の径方向(ティース6bの延びる方向に同じ)の長さよりも若干長くなっている。そして、補助軸35及び中間保持部37が回転軸33側に向かってスライド移動され、回転軸側保持部34、補助軸側保持部36及び中間保持部37によって2個の分割コア6が回転軸33と一体回転可能に挟持される(図6(a)参照)。尚、この時、中間保持部37における回転軸33の軸方向の両端面に、各ティース6bの先端面がそれぞれ当接していると共に、ティース6bの先端面の中心と回転軸33の回転軸線とが一致している。更に、回転軸側保持部34側の分割コア6の係合溝6dに回転軸側保持部34の係合突条部34bが係合すると共に、補助軸側保持部36側の分割コア6の係合溝に補助軸側保持部36の係合突条部36bが係合している。これにより、回転軸側保持部34、補助軸側保持部36及び中間保持部37による2個の分割コア6の挟持力が小さくとも、2個の分割コア6は回転軸33と一体回転可能となる。
上記のように回転軸側保持部34、補助軸側保持部36及び中間保持部37によって保持された2個の分割コア6は、ステータ3として組み立てられた場合に、周方向に隣り合うことが無い分割コアであると共に、本巻線工程において、当該2個の分割コア6のティース6bには、同一相のコイルが巻回される。
次いで、図6(b)に示すように、回転軸33側の分割コア6に装着されたインシュレータ21の係止溝21eに、弧状端面部21aにおけるティース6bと逆側からティース6b側に向かって導線25が係止される。尚、係止溝21eに係止された導線25において、ティース6bと逆側に延びる導線25は、所定の長さとなるように切断されて引出し線25aとされる。そして、回転軸33が回転されて、まず、回転軸33側の分割コア6のティース6bに導線25が巻回される。この時、図6(c)に示すように、回転軸33は、回転軸33側の分割コア6のティース6bの先端側から見て時計方向に回転され、回転軸33側の分割コア6のティース6bには、該ティース6bの先端側から見て反時計方向に導線25が巻回される。そして、回転軸33側の分割コア6のティース6bへの導線25の巻回が完了してコイル41が形成されると、回転軸33の時計方向の回転が停止される。
次いで、回転軸33側の分割コア6に巻回されたコイル41の巻終わりを切断することなく連続して補助軸35側の分割コア6のティース6bに導線25が巻回される。この時、回転軸33側の分割コア6に巻回されたコイル41から補助軸35側の分割コア6に巻回されるコイル42に延びる導線25が渡り線43となる。この渡り線43は、これら2個の分割コア6がステータ3として組み立てられた場合に、ステータ3の中心O1を中心とすると共に弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間を通る円に沿った円弧状とすることが可能な長さとされる。詳しくは、コイル41,42がU相のコイルである場合には、渡り線43は、分割コア6がティース6bを内側として環状に配列された場合に、コイル41,42を含む6個のコイルを跨ぐと共に、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間でステータ3の中心O1をその中心とする円C1(図5参照)に沿った円弧状をなすことが可能な長さとされる。また、コイル41,42がV相若しくはW相のコイルである場合には、渡り線43は、分割コア6がティース6bを内側として環状に配列された場合に、コイル41,42を含む8個のコイルを跨ぐと共に、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間でステータ3の中心O1をその中心とする円に沿った円弧状をなすことが可能な長さとされる。
そして、補助軸35側の分割コア6に導線25が巻回される際には、回転軸33は、回転軸33側の分割コア6のティース6bに導線25を巻回する際とは逆方向、即ち反時計方向に回転される。従って、補助軸35側の分割コア6と回転軸33側の分割コア6とはティース6bの先端が互いに対向するように回転軸側保持部34、補助軸側保持部36及び中間保持部37によって保持されていることから、補助軸35側の分割コア6のティース6bには、該ティース6bの先端側から見て反時計方向に導線25が巻回される。そして、補助軸35側の分割コア6のティース6bへの導線25の巻回が完了してコイル42が形成されると、回転軸33の反時計方向の回転が停止される。その後、コイル42の巻終わりの部分の導線25は、補助軸35側の分割コア6に装着されたインシュレータ21の係止溝21eに係止されると共に、該係止溝21eからコイル42と逆側に引き出されて切断される。そして、係止溝21eからコイル42と逆側に引き出された導線25は、引出し線25aとなる。
次いで、回転軸33に対して補助軸35及び中間保持部37が軸方向に遠ざかるようにスライド移動され、2個の分割コア6が巻線機31から取り外される。こうして、渡り線43にて連結された2個のコイル41,42と、これらコイル41、42がそれぞれティース6bに巻回された2個の分割コア6とを備えて構成される分割ユニット51が形成される。図7に示すように、分割ユニット51の2個の分割コア6を、各分割コア6のティース6bの先端側から見ると、コイル41,42は何れも反時計方向に巻回されている。また、図8に示すように、コイル41とコイル42とは、ティース6bの両側面上における導線25の配列の態様が異なっている。例えばコイル41が図8における右側の配列パターンAとなる場合には、コイル42は図8における左側の配列パターンBとなるように巻回されている。尚、配列パターンAとなるように巻回されたコイル41(若しくはコイル42)を有する分割コア6と、配列パターンBとなるように巻回されたコイル42(若しくはコイル41)を有する分割コア6とが周方向に隣り合わせて配置された場合、コイル41及びコイル42の対向する部分の凹凸が噛み合う。
本巻線工程では、2個の分割コア6を巻線機31にて保持し、これら2個の分割コア6にコイル41,42を巻回した後に取り外す動作を6回繰り返し、6個の分割ユニット51を形成する。因みに、渡り線43にて連結される同一相のコイル41,42は、例えば、渡り線43が渡り線Uaである場合には、コイル41がコイルU1でコイル42がコイルU3であってもよいし、その逆に、コイル41がコイルU3でコイル42がコイルU1であってもよい。コイルU1,U3以外のコイルU2,U4,V1〜V4,W1〜W4についても同様である。
次に、6個の分割ユニット51を組み立てる組立て工程が行われる。本実施形態では、組立て工程は、相ごとの相分割ユニットを形成する第1の組立て工程と、相分割ユニットを組み立てて円環状に整形する第2の組立て工程とを備えている。
第1の組立て工程では、図9(a)に示すように、渡り線Uaにて連結されたコイルU1,U3が巻回された2個の分割コア6よりなる分割ユニット51と、渡り線Ubにて連結されたコイルU2,U4が巻回された2個の分割コア6よりなる分割ユニット51とが組み立てられて4個の分割コア6を備えたU相の相分割ユニット52uが形成される。詳述すると、コイルU1を有する分割コア6とコイルU2を有する分割コア6とが周方向に隣り合うように組付けられると共に、コイルU3を有する分割コア6とコイルU4を有する分割コア6とが周方向に隣り合うように組付けられる。この時、コイルU1を有する分割コア6とコイルU2を有する分割コア6とは、コイルU1から延びる引出し線25aの基端(コイルU1側の端部)とコイルU2から延びる引出し線25aの基端との間に、渡り線UaのコイルU1側の端部及び渡り線UbのコイルU2側の端部が配置されるように隣り合わせて配置される。また、コイルU3を有する分割コア6とコイルU4を有する分割コア6とは、コイルU3から延びる引出し線25aの基端とコイルU4から延びる引出し線25aの基端との間に、渡り線UaのコイルU3側の端部及び渡り線UbのコイルU4側の端部が配置されるように隣り合わせて配置される。そして、周方向に隣り合う分割コア6の互いに対向する部位において、円弧凹部11eに円弧凸部11dが嵌め込まれると共に、円弧凹部12eに円弧凸部12dが嵌め込まれる。同時に、周方向に隣り合う2個の分割コア6に装着されたインシュレータ21において、周方向に対向する連結挿入部21gと連結係合部21kとが係合されて(即ち連結係合部21kの連結凹部21h内に連結挿入部21gが嵌め込まれて)、隣り合うインシュレータ21同士が回動可能に連結される。これにより、周方向に隣り合う分割コア6同士が間接的に回動可能に連結される。
また、第1の組立て工程では、図9(b)に示すように、渡り線Vaにて連結されたコイルV1,V3が巻回された2個の分割コア6よりなる分割ユニット51と、渡り線Vbにて連結されたコイルV2,V4が巻回された2個の分割コア6よりなる分割ユニット51とが組み立てられて4個の分割コア6よりなるV相の相分割ユニット52vが形成される。詳述すると、コイルV1を有する分割コア6とコイルV2を有する分割コア6とが周方向に隣り合うように組付けられると共に、コイルV3を有する分割コア6とコイルV4を有する分割コア6とが周方向に隣り合うように組付けられる。この時、コイルV1を有する分割コア6とコイルV2を有する分割コア6とは、渡り線VaのコイルV1側の端部と渡り線VbのコイルV2側の端部との間に、コイルV1から延びる引出し線25aの基端及びコイルV2から延びる引出し線25aの基端が配置されるように隣り合わせて配置される。また、コイルV3を有する分割コア6とコイルV4を有する分割コア6とは、渡り線VaのコイルV3側の端部と渡り線VbのコイルV4側の端部との間に、コイルV3から延びる引出し線25aの基端及びコイルV4から延びる引出し線25aの基端が配置されるように隣り合わせて配置される。そして、周方向に隣り合う分割コア6の互いに対向する部位において、円弧凹部11eに円弧凸部11dが嵌め込まれると共に、円弧凹部12eに円弧凸部12dが嵌め込まれる。同時に、2個の分割コア6に装着されたインシュレータ21において、周方向に対向する連結挿入部21gと連結係合部21kとが係合されて、隣り合うインシュレータ21同士が回動可能に連結され、周方向に隣り合う分割コア6同士が間接的に回動可能に連結される。
更に、第1の組立て工程では、図9(c)に示すように、渡り線Waにて連結されたコイルW1,W3が巻回された2個の分割コア6よりなる分割ユニット51と、渡り線Wbにて連結されたコイルW2,W4が巻回された2個の分割コア6よりなる分割ユニット51とが組み立てられて4個の分割コア6よりなるW相の相分割ユニット52wが形成される。W相の相分割ユニット52wは、V相の相分割ユニット52vと同様の構成をなすように形成される。詳述すると、コイルW1を有する分割コア6とコイルW2を有する分割コア6とが周方向に隣り合うように組付けられると共に、コイルW3を有する分割コア6とコイルW4を有する分割コア6とが周方向に隣り合うように組付けられる。この時、コイルW1を有する分割コア6とコイルW2を有する分割コア6とは、渡り線WaのコイルW1側の端部と渡り線WbのコイルV2側の端部との間に、コイルW1から延びる引出し線25aの基端及びコイルV2から延びる引出し線25aの基端が配置されるように隣り合わせて配置される。また、コイルW3を有する分割コア6とコイルW4を有する分割コア6とは、渡り線WaのコイルW3側の端部と渡り線WbのコイルW4側の端部との間に、コイルW3から延びる引出し線25aの基端及びコイルW4から延びる引出し線25aの基端が配置されるように隣り合わせて配置される。そして、周方向に隣り合う分割コア6の互いに対向する部位において、円弧凹部11eに円弧凸部11dが嵌め込まれると共に、円弧凹部12eに円弧凸部12dが嵌め込まれる。同時に、2個の分割コア6に装着されたインシュレータ21において、周方向に対向する連結挿入部21gと連結係合部21kとが係合されて、隣り合うインシュレータ21同士が回動可能に連結され、周方向に隣り合う分割コア6同士が間接的に回動可能に連結される。
尚、U,V,W相の相分割ユニット52u,52v,52wの何れの相分割ユニットにおいても、周方向に隣り合うコイル同士は、ティース6bの両側面上における導線25の配列が図8に示す2つの配列パターンA,Bのうち互いに異なる配列パターンとなっている。
次に、U,V,W相の相分割ユニット52u,52v,52wを組み立てて分割コア6を円環状に整形する第2の組立て工程が行われる。この第2の組立て工程では、図10に示すように、まず、U相の相分割ユニット52uとV相の相分割ユニット52vとを一体化すべく、コイルU1を有する分割コア6とコイルV4を有する分割コア6とが周方向に隣り合うと共に、コイルU4を有する分割コア6とコイルV1を有する分割コア6とが隣り合うように配置される。そして、周方向に隣り合う分割コア6の互いに対向する部位において、円弧凹部11eに円弧凸部11dが嵌め込まれると共に、円弧凹部12eに円弧凸部12dが嵌め込まれる。また同時に、隣り合う分割コア6に装着されたインシュレータ21において、周方向に対向する連結挿入部21gと連結係合部21kとが係合されて、隣り合うインシュレータ21同士が回動可能に連結され、周方向に隣り合う分割コア6同士が間接的に回動可能に連結される。
次いで、一体化されたU,V相の相分割ユニット52u,52vに対してW相の相分割ユニット52wを組付けるべく、コイルU2を有する分割コア6とコイルV2を有する分割コア6との間にコイルW1,W2がそれぞれ巻回された2個の分割コア6が配置される。また、コイルU3を有する分割コア6とコイルV3を有する分割コア6との間にコイルW3,W4がそれぞれ巻回された2個の分割コア6が配置される。即ち、各相分割ユニット52u,52v,52wは、周方向に隣り合わせて配置された同一相の2個の分割ユニット51における2本の渡り線(渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbのうち同一相の渡り線2本)の一端側の2個の分割コア6と、他端側の2個の分割コア6とが径方向に対向するように配置される。この時、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、環状に配列された12個の分割コア6の軸方向の片側端面から突出するように湾曲したアーチ状とされる。詳しくは、渡り線Ua,Ubは径方向に互いに離間する方向に若干傾斜したアーチ状とされ、渡り線Va,Vb同士、及び渡り線Wa,Wb同士は、互いに交差すると共に径方向に傾斜いしたアーチ状とされる。
そして、周方向に隣り合う分割コア6の互いに対向する部位において、円弧凹部11eに円弧凸部11dが嵌め込まれると共に、円弧凹部12eに円弧凸部12dが嵌め込まれる。また同時に、隣り合う分割コア6に装着されたインシュレータ21において、周方向に対向する連結挿入部21gと連結係合部21kとが係合されて、隣り合うインシュレータ21同士が回動可能に連結され、周方向に隣り合う分割コア6同士が間接的に回動可能に連結される。
こうして、12個の分割コア6がティース6bの先端が径方向内側を向くように且つティース6bが放射状となるように周方向に配列されると共に、周方向に配列された分割環状部6aによって円筒状の環状部5aが形成される。
円環状に組み立てられた12個の分割コア6においては、隣り合う分割コア6同士が、インシュレータ21に設けられた連結挿入部21g及び連結係合部21kによって連結されていることから、その後の工程において12個の分割コア6がばらばらになることが防止されている。また、本第2の組立て工程においては、各相分割ユニット52u,52v,52wの2本の渡り線の一端側の2個の分割コア6と他端側の2個の分割コア6とが径方向に対向するように配置されると共に、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは径方向外側に傾斜したアーチ状に形成される。従って、図10に示すように、円環状に配列された12個の分割コア6よりなるステータコア5には、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbによって、ステータコア5の径方向の中央部に整形孔53が形成される。尚、コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4のうち周方向に隣り合うコイル同士は、図8に示すように、ティース6bの両側面上における導線25の配列の態様が異なっている。
次に、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを整形する渡り線整形工程が行われる。この渡り線整形工程では、図11(a)に示す渡り線整形装置61を用いて渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbの整形が行われる。尚、図11(a)(b)においては、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを、符号「43」にて図示し、各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4を符号「41」若しくは符号「42」にて図示している。
ここで、渡り線整形装置61について説明する。
図11(a)に示すように、渡り線整形装置61は、ティース6bを内側として円環状に配列された12個の分割コア6が固定される固定台62と、駆動装置63によって駆動される整形工具64とを備えて構成されている。
固定台62は、水平に配置された固定板62aと、該固定板62aから突出するように設けられた円筒状の固定部62bとが一体に形成されたものである。この固定部62bの内径は、12個の分割コア6を円環状に配列して形成されるステータコア5の外径と略等しく形成されている。
前記整形工具64は、略円柱状をなしその中心軸線が前記固定部62bの中心軸線と一致するように配置された挿入整形部64aを有すると共に、該挿入整形部64aにおける固定台62と逆側の端部には、径方向外側に突出する円環状の整形鍔部64bが一体に設けられている。挿入整形部64aは、その外径が、ステータコア5の内径と等しいか若干小さい大きさに形成されていると共に、その先端側(固定台62側の端部側)は、先端から軸方向の中央部に向かうに連れて徐々に拡径された円錐台形状をなしている。そして、挿入整形部64aにおける先端の直径は、配列された12個の分割コア6の径方向中央部に渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbによって形成される整形孔53内に挿入可能な大きさとなっている。
前記整形鍔部64bは、その外径がステータコア5の外径よりも若干小さく且つ前記環状部5aの内径よりも大きく形成されている。そして、整形鍔部64bの中心軸線と挿入整形部64aの中心軸線とは、一致している。
このような整形工具64は、駆動装置63によって、該整形工具64の中心軸線(挿入整形部64aの中心軸線に同じ)に沿って移動される。整形工具64は、駆動装置63によって固定部62bから最も遠ざかった位置に配置された場合には、その先端は固定部62bの開口部との間に所定の間隔を有しており、固定部62bに最も近い位置に配置された場合には、その先端は固定部62bの内部に配置される。
上記のような渡り線整形装置61を用いて渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを整形する際には、まず、組立て工程にて円環状に配列された12個の分割コア6が、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbが整形工具64側を向くように固定台62の固定部62b内に挿入される。円環状に配列された12個の分割コア6は、固定部62bの中心軸線とステータコア5の中心軸線とが一致するように固定部62b内に挿入されると、固定部62bによって軸方向及び周方向に移動不能に固定される。この時、整形工具64は、固定部62bから最も遠ざかった位置に配置されている。そして、図11(b)に示すように、駆動装置63によって整形工具64が、該整形工具64の中心軸線に沿って固定部62bに向かって移動され、挿入整形部64aの先端が整形孔53(図10参照)内に挿入される。挿入整形部64aの先端側は、該挿入整形部64aの先端から軸方向の中央部に向かうに連れて徐々に拡径された円錐台形状をなしていることから、挿入整形部64aが整形孔53内に挿入されるに伴って、整形孔53は、その内径を拡径するように変形される。即ち、挿入整形部64aが整形孔53内に挿入されるに伴って、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、挿入整形部64aによって整形孔53を拡径するように径方向外側に移動される。そして、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、挿入整形部64aによって、整形孔53がステータコア5の内径と略等しくなるまで径方向外側に移動される(図12参照)。同時に、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、整形鍔部64bによってコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4側へ移動される(図13参照)。これにより、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、ステータ3の軸方向から見て、インシュレータ21の弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間でステータ3の中心O1をその中心とする円に沿った円弧状とされる。挿入整形部64aは、整形鍔部64bとコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4とによって、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを一時的に挟扼するまで移動された後、固定部62bから遠ざかるように移動されて停止される。その後、完成したステータ3が固定部62bから取り出される。
上記したように、本第1実施形態によれば、以下の作用・効果を有する。
(1)巻線工程では、分割コア6がティース6bを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に互いに隣り合わない分割コア6が、ティース6bの先端面を対向させて離間した位置に配置される。即ち、従来のように複数の分割コアがコアとして環状に配列された場合の分割コアの順序と同じ順序で配列された状態で各ティースにコイルを巻回するのではなく、ステータコア5として環状に配列された場合に周方向に隣り合わない分割コア6同士を隣り合わせた状態で各ティース6bにコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4を巻回する。そのため、巻線工程では、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbにてそれぞれ連結されるコイル(コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4のうち2個のコイル)が巻回される2個の分割コア6以外の分割コア6によって、2個の当該分割コア6同士を離間させる距離が制約されない。従って、巻線工程において隣り合う分割コア6同士を離間させる距離を調整することが可能であり、これらの分割コア6のティース6bに巻回されたコイル同士を連結する渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbが長くなることを抑制することが可能となる。
また、巻線工程において離間して配置される分割コア6間の距離は、従来のようにフィルム上絶縁材の周方向の長さによって制約されない。従って、ティース6bにコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4を巻回するためのスペースを従来よりも広くすることができる。その結果、巻線工程において隣り合わせて配置された分割コア6によってコイルU1〜U4,V1〜V4の巻回を妨げられることが抑制され、分割コア6のティース6bへのコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4の巻回をより容易に行うことができる。そして、ティース6bにコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4を巻回するためのスペースを従来よりも広くすることができるため、導線25の巻回速度を高速化することが可能となる。
更に、従来のようにコアとして環状に配列された場合の分割コアの順序と同じ順序で配列された分割コアの各ティースにコイルを巻回するわけではない。従って、従来のように、組立て工程では、ティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態から複数の分割コアを同時に移動させなくてもよい。よって、ティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態で各ティースにコイルを巻回する場合に比べて、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbの長さを短くすることが可能となる。
(2)第2の組立て工程において12個の分割コア6を環状に配列する際に、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを、径方向外側に傾斜したアーチ状とすると、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、ステータコア5の一端面に沿う形状に近くなる。従って、渡り線整形工程において、より容易に渡り線をステータコア5の軸方向の一端面上に収まるように整形することができる。
(3)渡り線整形工程において、ステータコア5の径方向中央部に、一端から軸方向の中央部に向かうに連れて拡径された整形工具64を該整形工具64の先端側(一端側)から挿入すると、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、整形工具64の外周面に沿って径方向外側に移動される。即ち、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbは、ステータコア5の軸方向の一端面上に配置される。このように、ステータコア5の径方向中央部に整形工具64を挿入するだけで渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbが整形されることから、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbの整形を更に容易に行うことができる。
(4)巻線工程では、6個の分割ユニット51が形成されると共に、各分割ユニット51は、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbにて連結される同一相の対応するコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4を巻回した複数の分割コア6よりなる。従って、巻線工程中において、巻回中のコイルを連結する渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbに、他の相のコイルを連結する渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbが絡まることが無いため、巻線工程をより円滑に行うことができる。また、組立て工程においても、6個の分割ユニット51を組み立てて分割コア6を環状に配列することから、従来のようにティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態から複数の分割コア6を同時に移動させるわけではない。従って、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wb同士が絡まり難く、組立て工程を円滑に行うことができる。
(5)巻線工程では、渡り線43は、12個の分割コア6がティース6bを径方向内側として環状に配置された場合に当該渡り線43にて連結されるコイル41,42間に配置される複数のコイルを跨ぐように、コイル41からコイル42まで延びる長さに形成されている。このため、全ての渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbが同じ形態となることから、全ての分割ユニット51は、2個の分割コア6のティース6bに対して、同じようにコイル41,42を巻回して形成される。従って、巻線工程において、分割ユニット51毎にコイル41,42の巻回の仕方を変更する必要が無いことから、分割ユニット51の形成が煩雑となることが抑制される。
(6)第2の組立て工程では、周方向に隣り合わせて配置された同一相の2個の分割ユニット51における2本の渡り線(渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbのうち同一相の渡り線2本)の一端側の2個の分割コア6と、他端側の2個の分割コア6とが径方向に対向するように配置される。従って、6本の渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbが一部に偏在することが抑制され、その結果、ステータ3の軸方向の長さが長くなることが抑制される。
また、第2の組立て工程では、各相分割ユニット52u,52v,52wを構成する2個の分割ユニット51における2本の渡り線の一端側の2個の分割コア6と、他端側の2個の分割コア6とが径方向に対向するように配置すると共に、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを径方向外側に傾斜したアーチ状に形成している。そのため、環状に配列された12個の分割コア6の径方向中央部には、整形孔53が形成される。従って、渡り線整形工程において、整形孔53内に整形工具64を挿入することにより、更に容易に渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbの整形を行うことができると共に、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wb一部に偏在することがより抑制され、ステータ3の軸方向の長さが長くなることがより抑制される。
(7)巻線工程では、渡り線43は、完成したステータ3を軸方向から見た場合に、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間で、ステータ3の中心O1をその中心とする円に沿った形状となる長さに形成される。従って、巻線工程の後に行われる渡り線整形工程において、渡り線43を、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間で、ステータ3の中心O1をその中心とする円に沿った形状とすることができる。そして、渡り線43は、ステータ3の軸方向から見た形状がステータ3の中心O3をその中心とする円に沿った形状とされると、ステータコア5の軸方向の一端面上で該ステータコア5の軸方向と直交する平面に沿うようになるため、当該渡り線43をステータコア5の端面上に収めやすい。
(8)組立て工程では、周方向に隣り合わせて配列された分割コア6同士は、各分割コア6に装着されたインシュレータ21において、周方向に対向する連結挿入部21gと連結係合部21kとが係合されることにより、インシュレータ21によって回動可能に連結される。従って、組立て工程の後に行われる渡り線整形工程において、12個の分割コア6が径方向に移動することが防止されることから、渡り線整形工程を一層円滑に行うことができる。
(9)ステータ3においては、周方向に隣り合うコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4同士は、ティース6bの両側面上における導線25の配列の態様が互いに異なっている。即ち、図8に示す配列パターンAで巻回されたコイルと配列パターンBで巻回されたコイルとが周方向に交互に配置されている。従って、コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4のうち周方向に隣り合う2個のコイル同士は、その対向する部分の凹凸形状が噛み合う。その結果、全てのコイルが同じ配列パターンで巻回された場合に比べて、各スロット13において、導線25が配置されない無駄な空間を減少させることができる。よって、占積率を向上させることができる。
(第2実施形態)
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図14に、本実施形態のステータ101を示す。本実施形態のステータ101は、上記第1実施形態のステータ3に備えられるコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4に替えて、コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14を備えている。詳述すると、コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14は、ステータ101を軸方向から見ると、コイルU11(図14中左上に配置されている)から時計方向に、コイルU12,W12,W11,V12,V11,U14,U13,W13,W14,V13,V14の順に12個のティース6bにそれぞれ巻回されている。そして、コイルU11〜U14は同一相(U相)のコイルであると共に、コイルV11〜V14が同一相(V相)のコイルであり、更に、コイルW11〜W14が同一相(W相)のコイルである。
図15に、ステータ101の展開図を示す。図15に示すように、コイルU11〜U14,V11〜V14、W11〜W14は、何れも、ティース6bの先端側から見て、反時計方向に導線25が巻回されている。
また、コイルU13とコイルU11とは、渡り線Ucによって連結されていると共に、この渡り線Ucは、コイルU13からコイルU14,V11,V12,W11,W12,U12を跨いでコイルU11まで延びている。同様に、コイルU12とコイルU14とは、渡り線Udによって連結されていると共に、この渡り線Udは、コイルU12からコイルU11,V14,V13,W14,W13,U13を跨いでコイルU14まで延びている。
また同様に、コイルV11とコイルV13とは、渡り線Vcによって連結されていると共に、この渡り線Vcは、コイルV11からコイルV12,W11,W12,U12,U11,V14を跨いでコイルV13まで延びている。また、コイルV14とコイルV12とは、渡り線Vdによって連結されていると共に、この渡り線Vdは、コイルV14からコイルV13,W14,W13,U13,U14,V11を跨いでコイルV12まで延びている。
更に同様に、コイルW11とコイルW13とは、渡り線Wcによって連結されていると共に、この渡り線Wcは、コイルW11からコイルW12,U12,U11,V14,V13,W14を跨いでコイルW13まで延びている。また、コイルW14とW12とは、渡り線Wdによって連結されていると共に、この渡り線Wdは、コイルW14からコイルW13,U13,U14,V11,V12,W11を跨いでコイルW12まで延びている。
そして、周方向に並ぶ6個のコイルV12,V11,U14,U13,W13,W14における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部は、互いに電気的に接続されて中性点とされている。一方、周方向に並ぶ6個のコイルV13,V14,U11,U12,W12,W11における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部は、外部電源に接続される給電用ターミナルに電気的に接続される。尚、ステータ101においては、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdは、ステータコア5における軸方向の片側他面上に配置されている。また、各コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部は、ステータコア5において、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdが配置された側と同じ側の軸方向の端部から引き出されている。そして、これらの渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdは、図14に示すように、それぞれ、ステータ101の軸方向から見て、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間でステータ101の中心O2をその中心とする円に沿った円弧状をなしている(図14には渡り線Udのみを図示している)。尚、図14においては、渡り線Udを誇張して大きめに図示している。
次に、本第2実施形態のステータ101の製造方法について説明する。
まず、上記第1実施形態と同様に、分割コア形成工程が行われる。その後、巻線工程、及び組立て工程が行われる。尚、本実施形態では、巻線工程と組立て工程とは同時進行で行われる。
巻線工程では、図16に示すように、フライヤ111を用いて導線25がティース6bに巻回される。本実施形態では、コイルU12から順に、完成したステータ101において反時計方向に210°ずつ離れた位置に配置されるコイルを形成していく。例えば、フライヤ111は、図14に示すように、コイルU12,U14,V14,V12,W14,W12,U13,U11,V11,V13,W11,W13の順にコイルをティース6bに巻回していく。
詳しくは、図16に示すように、導線25が巻回されるべくフライヤ111と対向して配置される分割コア6は、ティース6bの先端をフライヤ111側に向けた状態で保持用の治具によって保持されている。この治具は、図6に示した回転軸側保持部34と同様に、例えば、係合溝6dに係合される係合突条部を有し、該係合突条部を係合溝6dに係合すると共に分割環状部6aを軸方向の両側から挟持することにより分割コア6を保持するものである。この時、次に導線25が巻回される分割コア6は、そのティース6bが、フライヤ111に対向して配置された先に導線25が巻回される分割コア6のティース6bと平行となるように、同様の保持用の治具によって保持されている。先に導線25が巻回される分割コア6(第1の分割コア)と、次に導線25が巻回される分割コア6(第2の分割コア)とは、装着されたインシュレータ21の連結挿入部21g及び連結係合部21kによって連結されていない。また、先に導線25が巻回される分割コア6と次に導線25が巻回される分割コア6とは、ティース6bを径方向内側として環状に配列した場合における、当該2個の分割コア6間の周方向の距離と等しい間隔を空けて配置されている。即ち、先に導線25が巻回される分割コア6と次に導線25が巻回される分割コア6とは、完成したステータ101における210°分の周方向の距離と等しい間隔を空けて配置されている。
このように保持用の治具によって保持されてフライヤ111と対向配置された分割コア6のティース6bに、フライヤ111によって導線25が複数回巻回されて、まず、コイルU12が形成される。コイルU12の形成時には、フライヤ111は反時計方向に回転され、導線25はティース6bの先端側から見て反時計方向に巻回される。
次いで、導線25を切断することなく、コイルU12が巻回された分割コア6及び次に導線25が巻回される分割コア6が、ティース6bの延設方向と直交する方向に沿って移動され、次に導線25を巻回する分割コア6がフライヤ111に対向される。この時、コイルU12が巻回された分割コア6と、次に導線25が巻回される分割コア6との間の間隔は一定に保たれている。また、フライヤ111の正面に配置された分割コア6におけるコイルU12が巻回された分割コア6と逆側には、この次に導線25が巻回される分割コア6が配置されている。この次に導線25が巻回される分割コア6は、そのティース6bが、フライヤ111に対向して配置された分割コア6のティース6bと平行となるように保持用の治具によって保持されている。フライヤ111に対向された分割コア6(第1の分割コア)と、この次に導線25が巻回される分割コア6(第2の分割コア)とは、装着されたインシュレータ21の連結挿入部21g及び連結係合部21kによって連結されていない。また、フライヤ111に対向された分割コア6とこの次に導線25が巻回される分割コア6とは、ティース6bを径方向内側として環状に配列した場合における、当該2個の分割コア6間の周方向の距離と等しい間隔を空けて配置されている。即ち、フライヤ111に対向された分割コア6とこの次に導線25が巻回される分割コア6とは、完成したステータ101における210°分の周方向の距離と等しい間隔を空けて配置されている。
この状態で、フライヤ111に対向配置された分割コア6のティース6bに、フライヤ111によって導線25が複数回巻回されて、コイルU14が形成される。コイルU14の形成時には、フライヤ111は反時計方向に回転され、導線25はティース6bの先端側から見て反時計方向に巻回される。尚、コイルU12の形成後、導線25は切断されないことから、コイルU12とコイルU14とは、各コイルU12,U14が巻回された分割コア6間の間隔と略等しい長さの導線25、即ち渡り線Udによって連結された状態となっている。
以後同様に、フライヤ111に対向配置された分割コア6のティース6bに導線25が巻回されてコイルが形成される度に、ティース6bが平行となるように配置された分割コア6がティース6bの延設方向と直交する方向に沿って移動される動作が繰り返される。これにより、コイルU14が形成された後、コイルV14,V12,W14,W12,U13,U11,V11,V13,W11,W13の順に分割コア6にコイルが巻回されていく。即ち、本巻線工程においては、フライヤ111にて導線25を巻回する際に隣り合う分割コア6同士は、完成したステータ101においては周方向に隣り合うことがない。
尚、12個のコイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14が全て形成されるまで導線25は切断されず、最後のコイルW13が分割コア6に巻回された後に、フライヤ111から延びている導線25が切断される。従って、連続して巻回されたコイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14は、導線25によって接続された状態となっている。
次に、本第2実施形態の組立て工程について説明する。
巻線工程が終了した分割コア6は、図17に示すように、フライヤ111から離れた位置に配置されたターンテーブル121へ向かって保持用の治具と共に移動される。このターンテーブル121上で組立て工程が行われる。
ここで、ターンテーブル121について詳述すると、円板状のターンテーブル121は、その外径が、完成したステータ101の外径と等しく形成されていると共に、該ターンテーブル121の上面中央部には、円柱状のガイド部121aが一体に設けられている。ガイド部121aは、その中心軸線がターンテーブル121の中心軸線と一致するように配置されていると共に、その外径がステータ101の内径と等しく形成されている。このようなターンテーブル121は、その中心軸線を中心に例えばモータ(図示略)によって図17における時計方向に回転されると共に、ターンテーブル121の回転と、巻線工程において各分割コア6を保持する保持用の治具の移動とは、同期して行われる。そして、ターンテーブル121は、巻線工程において導線25が巻回された後にティース6bの延設方向と直交する方向に移動される分割コア6の移動方向の前方側で、移動してきた分割コア6のティース6bの先端面がガイド部121aの外周面に当接する位置に配置されている。
次に、上記のターンテーブル121を用いて行う組立て工程について説明する。
フライヤ111にてコイルU12が巻回された分割コア6は、保持用の治具に保持されたまま該治具と共にターンテーブル121に向かって移動される。コイルU12が巻回された分割コア6の当該移動は、巻線工程において、導線25が巻回された分割コア6に替えて次に導線25が巻回される分割コア6をフライヤ111に対向させるための移動と同じものである。そして、コイルU12が巻回された分割コア6がガイド部121aの外周側でターンテーブル121上に配置されると共に、当該分割コア6のティース6bの先端面がガイド部121aの外周面に当接されることにより、コイルU12が巻回された分割コア6の組立てが完了する。尚、コイルU12を有する分割コア6が、ターンテーブル121上においてガイド部121aの外周面にティース6bの先端面が当接する位置に配置されると、分割コア6を保持していた治具は、その保持を解除し、その他の分割コア6を保持している治具の移動に同期してフライヤ111側へ移動していく。
次いで、先に導線25が巻回された分割コア6に替えて次に導線25が巻回される分割コア6をフライヤ111に対向させるために複数の分割コア6が移動されるのと同期して、ターンテーブル121が時計方向に210°回転される。すると、コイルU12の次に巻回されたコイルU14を有する分割コア6が、ターンテーブル121の回転前にコイルU12を有する分割コア6が配置されていた位置に配置される。即ち、コイルU14が巻回された分割コア6は、ガイド部121aの外周側でターンテーブル121上に配置されると共に、当該分割コア6のティース6bの先端面がガイド部121aの外周面に当接される。こうして、コイルU14が巻回された分割コア6の組立てが完了する。この時、コイルU12とコイルU14とを連結する導線25は、ターンテーブル121の軸方向に該ターンテーブル121から遠ざかるように湾曲して突出すると共にターンテーブル121の径方向外側に向かって若干傾斜したアーチ状とされる。
以後同様に、先に導線25が巻回された分割コア6に替えて次に導線25が巻回される分割コア6をフライヤ111に対向させるために複数の分割コア6が移動される度に、この移動と同期してターンテーブル121が時計方向に210°ずつ回転される。そして、コイルが巻回された順に、即ち、図18に示すように、コイルV14が巻回された分割コア6、コイルV12が巻回された分割コア6、…、コイルW11が巻回された分割コア6、コイルW13が巻回された分割コア6の順に、ガイド部121aの外周に配置されていく。図18には、環状に配置される12個の分割コア6の周囲に、組立て工程において各分割コア6が組み立てられる順序を図示している。この時、連続して巻回されたコイル同士を連結する導線25は、何れも、ターンテーブル121の軸方向に該ターンテーブル121から遠ざかるように湾曲して突出すると共にターンテーブル121の径方向外側に向かって若干傾斜したアーチ状とされる。また、ターンテーブル121上で周方向に隣り合う分割コア6同士においては、第1積層部材11の円弧凸部11dが隣り合う第1積層部材11の円弧凹部11eに嵌め込まれると共に、第2積層部材12の円弧凸部12dが隣り合う第2積層部材12の円弧凹部12eに嵌め込まれる。そして、それと同時に、隣り合う分割コア6に装着されたインシュレータ21において、周方向に対向する連結挿入部21gと連結係合部21kとが係合されて、隣り合うインシュレータ21同士が回動可能に連結され、周方向に隣り合う分割コア6同士が間接的に回動可能に連結される。こうして、12個の分割コア6がティース6bの先端が径方向内側を向くように且つティース6bが放射状となるように周方向に配列されると共に、周方向に配列された分割環状部6aによって円筒状の環状部5aが形成される。
巻線工程及び組立て工程の終了後、異なる相のコイル同士を連結している導線25を切断する切断工程が行われる。この切断工程にて切断された導線25は、図15に示すように、引出し線25aとされる。そして、周方向に並ぶ6個のコイルV12,V11,U14,U13,W13,W14における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部は、互いに電気的に接続されて中性点とされる。一方、周方向に並ぶ6個のコイルV13,V14,U11,U12,W12,W11における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部は、外部電源に接続される給電用ターミナルに電気的に接続される。尚、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wb、及び各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4における渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbと逆側の端部は、円環状に整形された12個の分割コア6、即ちステータコア5における軸方向の片側端部に配置されている。
次に、上記第1実施形態と同様の渡り線整形工程が行われてステータ101が完成する。尚、組立て工程において、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdは、ターンテーブル121の軸方向に該ターンテーブル121から遠ざかるように湾曲して突出すると共にターンテーブル121の径方向外側に向かって若干傾斜したアーチ状に形成されている。従って、12個の分割コア6よりなるステータコア5の径方向中央部には、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdによって、上記実施形態の整形孔53と同様の整形孔(図示略)が形成される。そして、渡り線整形工程では、渡り線整形装置61を用いて、整形孔53内に整形工具64を挿入することにより、ステータコア5の軸方向から見て、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdが、ステータコア5の中心O3(ステータ101の中心O2に同じ)を中心とする円に沿った形状に一度に整形される。
上記したように、本第2実施形態によれば、上記第1実施形態の(3)及び(8)の作用・効果に加えて、以下の作用・効果を有する。
(1)巻線工程では、ティース6bを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に互いに隣り合わない分割コア6が、ティース6bが平行となるように互いに離間した位置に隣り合わせて配置される。即ち、従来のように複数の分割コアがコアとして環状に配列された場合の分割コアの順序と同じ順序で配列された状態で各ティースにコイルを巻回するのではなく、ステータコア5として環状に配列された場合に周方向に隣り合わない分割コア6同士を隣り合わせた状態で各ティース6bにコイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14を巻回する。そのため、巻線工程では、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdにてそれぞれ連結されるコイル(コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14のうち2個のコイル)が巻回される2個の分割コア6以外の分割コア6によって、2個の当該分割コア6同士を離間させる距離が制約されない。従って、巻線工程において隣り合う分割コア6同士を離間させる距離を調整することが可能であり、これらの分割コア6のティース6bに巻回されたコイル同士を連結する渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdが長くなることを抑制することが可能となる。
また、巻線工程において離間して配置される分割コア6間の距離は、従来のようにフィルム上絶縁材の周方向の長さによって制約されない。従って、ティース6bにコイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14を巻回するためのスペースを従来よりも広くすることができる。その結果、巻線工程において隣り合わせて配置された分割コア6によってコイルU11〜U14,V11〜V14の巻回を妨げられることが抑制され、分割コア6のティース6bへのコイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14の巻回をより容易に行うことができる。そして、ティース6bにコイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14を巻回するためのスペースを従来よりも広くすることができるため、導線25の巻回速度を高速化することが可能となる。
更に、従来のようにコアとして環状に配列された場合の分割コアの順序と同じ順序で配列された分割コアの各ティースにコイルを巻回するわけではない。従って、従来のように、組立て工程では、ティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態から複数の分割コアを同時に移動させなくてもよい。よって、ティースが平行となるように一列に配列した状態若しくは隣り合う分割コア同士を互いに回動可能に連結すると共にティースが外側となるように円環状に配置した状態で各ティースにコイルを巻回する場合に比べて、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdの長さを短くすることが可能となる。
(2)巻線工程では、全ての分割コア6のティース6bに対して、連続してコイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14が巻回されることから、巻線工程にかかる時間を短縮することができる。
(3)巻線工程と組立て工程とが同時進行で行われるため、巻線工程終了後に組立て工程を行う場合に比べて、製造時間の短縮を図ることができる。
(4)組立て工程では、コイルU11〜U14,コイルV11〜V14,コイルW11〜W14のうち連続して巻回された2個のコイルを連結する導線25は、ターンテーブル121の軸方向に該ターンテーブル121から遠ざかるように湾曲して突出して共にターンテーブル121の径方向外側に向かって若干傾斜したアーチ状とされる。従って、渡り線整形工程において、より容易に渡り線をステータコア5の軸方向の一端面上に収まるように整形することができる。
(5)巻線工程では、連続して巻回される2個のコイルを連結する導線25は、ティース6bを径方向内側として環状に配列した場合における、当該2個のコイルを有する2個の分割コア6間の周方向の距離と等しい長さに形成される。即ち、連続して巻回されるコイルを連結する導線25は、ステータコア5を軸方向から見た場合に、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間で、ステータコア5の中心O3をその中心とする円に沿った形状となる長さに形成される。従って、巻線工程の後に行われる渡り線整形工程において、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdを、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間で、ステータコア5の中心O3をその中心とする円に沿った形状とすることができる。そして、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdが、ステータコア5の中心O3をその中心とする円に沿った形状とされると、ステータコア5の軸方向の一端面上で該ステータコア5の軸方向と直交する平面に沿うようになるため、当該渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdをステータコア5の端面上に収めやすい。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態のインシュレータ21に替えて、図19(a)に示すインシュレータ131を各分割コア6に装着してもよい。尚、図19(a)(b)においては、インシュレータ21と同一の構成については同一の符号を付している。図19(a)に示すように、インシュレータ131は、弧状端面部21aにおける分割環状部6aの周方向の他端側(図19(a)において左側の端部)と対応した位置であって弧状端面部21aの周方向の他端に、軸方向に延びる略円柱状の連結係合部131kを備えている。この連結係合部131kは、その中心軸線が、円弧凸部12dの円弧の中心を通る位置に設けられていると共に、その半径は、円弧凸部12dの曲率半径と等しく形成されている。そして、連結係合部131kの径方向中央部には、軸方向に貫通する係合孔131hが形成されている。一方、弧状端面部21aにおける分割環状部6aの周方向の一端(図19(a)において右側の端部)と対応した位置であって弧状端面部21aの周方向の一端には、円弧凸部11dとの間に前記連結係合部131kの軸方向の長さ分だけ間隔を空けた位置に、軸方向に延びる円柱状の連結係入部131gが形成されている。この連結係入部131gは、その中心軸線が、円弧凸部11dの円弧の中心を通る位置に設けられていると共に、その半径は、円弧凸部11dの曲率半径と等しく形成されている。そして、連結係入部131gおける円弧凸部11d側の面の中央には、円弧凸部11d側に突出した略半球状の係合凸部131mが設けられている。この係合凸部131mの最大外径は、係合孔131hの内径と等しく形成されている。
そして、図19(b)に示すように、隣り合う分割コア6にそれぞれ装着されたインシュレータ131同士は、一方のインシュレータ131の連結係入部131gと円弧凸部11dとの間に、他方のインシュレータ131の連結係合部131kが挿入されると共に、連結係入部131gが弾性変形して係合凸部131mが係合孔131h内に係合されることにより、互いに回動可能に連結される。このように構成しても、上記第1実施形態の(8)と同様の作用・効果を得ることができる。
尚、図19(a)に示す例では、連結係合部131kには軸方向に貫通する係合孔131hが形成されているが、係合孔131hに替えて軸方向に貫通しない穴を設けても良い。更に、インシュレータ131においては、連結係合部131kを分割コア6から軸方向に離れた位置に設け、連結係入部131gが連結係合部131kと分割コア6との間に挿入される構成としてもよい。
・上記各実施形態では、周方向に隣り合う分割コア6同士は、各分割コア6に装着されたインシュレータ21の連結挿入部21g及び連結係合部21kによって連結されている。しかしながら、周方向に隣り合う分割コア6同士が直接連結される構成であってもよい。この場合、インシュレータ21の連結挿入部21g及び連結係合部21kは省略してもよい。このように構成しても、上記第1実施形態の(8)と同様の作用・効果を得ることができる。
・上記各実施形態の渡り線整形工程では、インシュレータ21の連結挿入部21g及び連結係合部21kによって、隣接する分割コア6同士が回動可能に連結されている。しかしながら、インシュレータ21の連結挿入部21g及び連結係合部21kによって隣り合う分割コア6同士が連結されない構成であってもよい。この場合、インシュレータ21は、連結挿入部21g及び連結係合部21kを備えない。そして、組立て工程が終了した後であって渡り線整形工程を行う前に、図20(a)(b)に示すように、ステータコア5の外周に仮固定リング141が装着される。このようにしても、ステータコア5の外周に仮固定リング141を装着するだけの簡単な構成で、各分割コア6の径方向の移動が確実に防止され、渡り線整形工程をより一層円滑に行うことができる。
尚、上記各実施形態において、渡り線整形工程の際に、更に仮固定リング141を用いて12個の分割コア6を固定してもよい。このようにすると、連結挿入部21g及び連結係合部21kによる隣り同士の分割コア6の連結が外れた場合であっても、12個の分割コア6がばらばらになったり、隣り合う分割コア6同士が径方向にずれたりすることが防止される。また、仮固定リング141を用いる他、レーザ溶接を施して12個の分割コア6を一体化させた状態で渡り線整形工程を行っても良い。
・上記各実施形態では、分割コア6を構成する第1積層部材11及び第2積層部材12は、円弧凸部11d,12d及び円弧凹部11e,12eをそれぞれ有している。しかしながら、第1積層部材11及び第2積層部材12は、円弧凸部11d,12d及び円弧凹部11e,12eを備えない構成であってもよい。例えば、図21(a)及び図21(b)に示すような構成の分割コアであってもよい。図21(a)に示す分割コア161を構成する第1積層部材162の積層分割環状部162aは、積層ティース部162bを基準としてその一端側(図21(a)において左側)が他端側(図21(a)において右側)に比べて周方向に長く形成されている。一方、第2積層部材163の積層分割環状部163aは、積層ティース部163bを基準としてその一端側(図21(a)において左側)が他端側(図21(a)において右側)に比べて周方向に短く形成されている。そして、各積層分割環状部162a,163aの周方向の両端は、分割コア161を環状に配列して形成されるステータコアの径方向に沿った平面状をなしている。これらの第1及び第2積層部材,162,163を積層ティース部162b,163bが板厚方向に重なるように交互に積層して形成された分割コア161においては、その分割環状部161aの周方向の両端部に、積層分割環状部162a,163aによって板厚方向に連続する凹凸形状が形成される。そして、複数の分割コア161が環状に配列される際には、周方向に隣り合う分割コア161同士は、分割環状部161aの周方向の端部に形成された凹凸形状を噛み合わせて配列される。
また、図21(b)に示す分割コア171は、1種類の積層部材172を積層して形成されている。各積層部材172の積層分割環状部172aにおける周方向の両端は、分割コア171を環状に配列して形成されるステータコアの径方向に沿った平面状をなしている。従って、積層部材172を板厚方向に積層して形成された分割コア171の分割環状部171aにおける周方向の両端は、径方向に沿った平面状をなしている。そして、複数の分割コア171が環状に配列される際には、周方向に隣り合う分割コア171同士は、分割環状部171aの周方向の端面を互いに当接させて配列される。このようにすると、1種類の積層部材172から分割コア171が形成されることから、分割コア171をより容易に形成することができる。
・上記各実施形態では、インシュレータ21の連結挿入部21g及び連結係合部21kによって、隣接する分割コア6同士は、回動可能に連結される。しかしながら、上記各実施形態の分割コア6は、完成したステータ3,101において周方向に隣り合う分割コア6同士が連結された状態でティース6bに導線25が巻回されるものではないため、組立て工程を行うことができる形状であれば、隣接する分割コア6同士は回動可能に構成されなくてもよい。
・上記第2実施形態では、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wd、及び各コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部は、全てステータ101における軸方向の片側端部、即ちステータコア5の軸方向の片側端面上に配置されている。しかしながら、図22に示すように、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdをステータ101における軸方向の一端側に配置し、各コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部をステータ101における軸方向の他端側に配置してもよい。このようにすると、渡り線整形工程において、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdの整形が、各コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14における渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdと逆側の端部(引出し線25a)によって邪魔されない。従って、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdの整形をより円滑に行うことができる。また、整形後の各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdを、より各コイルU11〜U14,V11〜V14,W11〜W14に密着した形状とすることができ、ステータ101の軸方向の小型化に貢献することができる。
・上記第1実施形態では、各渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbにて連結されるコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4は、それぞれ図7に示すように巻回されている。しかしながら、図23(a)(b)に示すように、U相のコイルU1〜U4と、V相のコイルV1〜V4及びW相のコイルW1〜W4とで導線25の巻回方法を異ならせてもよい。図23(a)に示すように、コイルU1,U3を連結する渡り線Ua及びコイルU2,U4を連結する渡り線Ubは、それぞれ連結する2個のコイル及び該2個のコイル間に配置された複数のコイルを跨ぐ長さとなっている。一方、図23(b)に示すように、コイルV1,V3を連結する渡り線Va、コイルV2,V4を連結する渡り線Vb、コイルW1,W3を連結する渡り線Wa、及びコイルW2,W4を連結する渡り線Wbは、各々が連結する2個のコイルは跨がず、連結する2個のコイル間に配置された複数のコイルを跨ぐ長さとなっている。このようにすると、渡り線Va,Vb,Wa,Wbは、図7に示す上記第1実施形態の方法で導線25が巻回された場合よりも、渡り線Va,Vb,Wa,Wbの長さを短くすることができる。その結果、上記第1実施形態に比べて、渡り線Va,Vb,Wa,Wbの長さが短い分だけ、巻線抵抗を小さく抑えることができる。また、上記第1実施形態に比べて、渡り線Va,Vb,Wa,Wbの長さが短くなることから、渡り線整形工程において、渡り線Va,Vb,Wa,Wdの整形をより一層容易に行うことができる。更に、上記第1実施形態によりも長さの短い渡り線Va,Vb,Wa,Wbは、ステータコア5の軸方向の一端面上に収まりやすいことから、製造されたステータ3の軸方向の長さを短くすることができる。尚、上記第1実施形態のステータ3においても、同様に構成してもよい。
また、上記のように、U相の渡り線Ua,Ubのみ、V,W相の渡り線Va,Vb,Wa,Wbと長さを異ならせて導線25をティース6bに巻回すると、図24に示すように、周方向に並ぶ6個のコイルV2,V1,U4,U3,W3,W4における渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbと逆側の端部を中性点とすることができる。同時に、周方向に並ぶ6個のコイルV3,V4,U1,U2,W2,W1における渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbと逆側の端部を、外部電源に接続される給電用ターミナルに電気的に接続する構成とすることができる。そのため、中性点とされるコイルの端部と、給電用ターミナルに接続されるコイルの端部とが、図24に示すステータ151の半周分ずつにまとめられるため、中性点を形成する工程、及びコイルの端部を給電用ターミナルに接続する工程を容易に行うことができる。尚、V,W相の渡り線Va,Vb,Wa,Wbを図23(a)に示すように構成し、U相の渡り線Ua,Ubを図23b(b)に示すように構成しても、同様の理由から、中性点を形成する工程、及びコイルの端部を給電用ターミナルに接続する工程を容易に行うことができる。
また、全ての渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを図23(b)に示すように構成すると、全ての渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbの長さを上記第1実施形態の渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wbよりも短くすることができ、巻線抵抗を減少させることができる。
・上記第1実施形態では、組立て工程は、第1の組立て工程と第2の組立て工程とを備えている。しかしながら、巻線工程終了後、相毎の相分割ユニット52u,52v,52wを形成することなく、6個の分割ユニット51を順に組み立てて12個の分割コア6を円環状に配列してもよい。
・上記各実施形態の渡り線整形工程では、整形孔53内に整形工具64を挿入することにより、ステータコア5の軸方向から見て、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wb若しくは渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdが、ステータコア5の中心(ステータの中心に同じ)を中心とする円に沿った形状に一度に整形される。しかしながら、渡り線整形工程では、整形孔53内に整形工具64を挿入するのではなく、各相(U相,V相,W相)の渡り線毎に、ステータコア5の中心(ステータ3の中心O1及びステータ101の中心O2に同じ)をその中心とする円に沿った形状に順に整形していってもよい。例えば、図25(a)に示すように、W相の渡り線Wa,Wbをステータコア5の中心O3をその中心とする円C11に沿った形状に整形した後に、V相の渡り線Va,Vbをステータコア5の中心O3をその中心とする円C13に沿った形状に整形し、最後にU相の渡り線Ua,Ubをステータコア5の中心O3をその中心とする円C12に沿った形状に整形する。第2実施形態の渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdについても、同様に、W相の渡り線Wc,Wdを円C11に沿った形状に整形し、次いで、V相の渡り線Vc,Vdを円C13に沿った形状に整形し、最後に、U相の渡り線Uc,Udを円C12に沿った形状に整形する。尚、円C11,C12,C13は、何れも、弧状端面部21aと内側規制壁21fとの間を通る円である。このようにすると、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wb(若しくは渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wd)が径方向に並ぶように、即ち軸方向に重ならないように容易に整形される(図25(b)参照)。従って、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wb(若しくは渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wd)によるステータ3,101による該ステータ3,101の長さの延長は、渡り線Ua,Ub,Va,Vb,Wa,Wb(若しくは渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wd)直径の長さ分だけになる。その結果、ステータ3,101の軸方向の長さが長くなることが更に抑制され、より軸方向に短いステータ3,101を製造することができる。
・上記第1実施形態では、完成したステータ3において、周方向に隣り合うコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4は、ティース6bの両側面上における導線25の配列の態様が互いに異なっている(図8参照)。しかしながら、各コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4における配列の態様(即ち配列パターンA,B)は、図8における右側の配列パターンAのみであってもよいし、左側の配列パターンBのみであってもよい。また、図8に示す2つの配列パターンA,Bが不規則に用いられてもよい。
・上記第2実施形態では、巻線工程及び組立て工程の終了後に、切断工程が行われる。しかしながら、巻線工程中、若しくは組立て工程中に切断工程を行ってもよい。
・上記第2実施形態では、巻線工程と組立て工程とは、同時進行で行われる。しかしながら、巻線工程の終了後に、組立て工程を行ってもよい。この場合、組立て工程において、複数の分割コア6は、上記第1実施形態のように最初にコイルが巻回された分割コア6からコイルが巻回された順に、ターンテーブル121上で、時計方向及び反時計方向の何れかの方向に等角度間隔を空けて配置されていってもよい。逆に、複数の分割コア6は、最後にコイルが巻回された分割コア6からコイルが巻回された順と逆順に、ターンテーブル121上で、時計方向及び反時計方向の何れかの方向に等角度間隔を空けて配置されていってもよい。
・上記第2実施形態では、巻線工程において、複数の分割コア6を保持する保持用の治具は、フライヤ111と対向配置されたティース6bの延設方向と直交する方向に沿って移動され、複数の分割コア6をターンテーブル121に向かって移動させる。しかしながら、保持用の治具は、円環状に移動されるものであってもよい。この場合、ターンテーブル121は、円環状に移動する治具の軌跡の外周側に配置される。
・上記第2実施形態では、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdは、何れも6個のコイルを跨ぐように構成されている。しかしながら、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vdは、それぞれ4個のコイルを跨ぐように構成されてもよい。即ち、渡り線Ucを、コイルU13からコイルW13,W14,V13,V14を跨いでコイルU11まで延びるように構成し、渡り線Udを、コイルU12からコイルW12,W11,V12,V11を跨いでコイルU14まで延びるように構成する。また、渡り線Vcを、コイルV11からコイルU14,U13,W13,W14を跨いでコイルV13まで延びるように構成し、渡り線Vdを、コイルV14からコイルU11,U12,W12,W11を跨いでコイルV12まで延びるように構成する。更に、渡り線Wcを、コイルW11からコイルV12,V11,U14,U13を跨いでコイルW13まで延びるように構成し、渡り線Wdを、コイルW14からコイルV13,V14,U11,U12を跨いでコイルW12まで延びるように構成する。このようにすると、各渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdの長さを上記第2実施形態の渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdよりも短くすることができる。その結果、渡り線Uc,Ud,Vc,Vd,Wc,Wdの整形をより行いやすくなると共に、巻線抵抗をより減少させることができる。
・上記第1実施形態の巻線工程では、スピンドル式の巻線機31を用いてティース6bに導線25が巻回される。また、上記第2実施形態の巻線工程では、導線25は、フライヤ111にてティース6bに巻回される。しかしながら、第1実施形態の巻線工程において、導線25をフライヤ111にてティース6bに巻回してもよいし、第2実施形態の巻線工程において、導線25をスピンドル式の巻線機31にて巻回してもよい。また、各実施形態において、ノズル式の巻線機を用いて、ティース6bに導線25を巻回してもよい。
・上記第1実施形態では、巻線工程において、ティース6bを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に隣り合わない2個の分割コア6は、ティース6bの先端面を互いに対向させて離間した位置に配置されている。また、上記第2実施形態では、巻線工程において、隣り合わせて配置される分割コア6同士は、ティース6bを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に隣り合わないと共に、ティース6bが平行となるように離間した位置に配置されている。しかしながら、巻線工程で隣り合わせて配置される分割コア6同士は、ティース6bを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に隣り合わない分割コア6であると共に、互いに離間した位置に配置されるのであれば、上記各実施形態の配置に限らない。但し、隣り合わせて配置される2個の分割コア6は、渡り線(若しくは導線25)にて連結される2個のコイルが巻回されるものであり、当該2個の分割コア6間に、その他の分割コア6は配置されない。例えば、上記第1実施形態の巻線工程では、2個の分割コア6は、分割環状部6aを互いに対向させて離間して配置されてもよい。
・上記各実施形態では、ステータコア5を構成する分割コア6は、12個である。しかしながら、ステータコア5を構成する分割コア6の数は、12個より少なくても良いし、多くてもよい。この場合、ステータに備えられるコイルの数は、分割コア6の数に応じて変更される。
上記各実施形態、及び上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ)請求項4に記載のステータの製造方法において、前記巻線工程では、全ての前記渡り線を、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルを跨ぐ長さに形成することを特徴とするステータの製造方法。
(ロ)請求項1乃至請求項12及び前記(イ)の何れか1項に記載のステータの製造方法において、前記巻線工程では、前記渡り線が、前記コアの軸方向の一端側に配置され、且つ、前記各コイルにおける前記渡り線と逆側の端部が、前記コアの軸方向の他端側に配置されるように、前記コイルを前記ティースに巻回することを特徴とするステータの製造方法。
(a)はブラシレスモータの径方向断面図、(b)は図1(a)における部分拡大図。 (a)は分割コアの斜視図、(b)は第1積層部材の平面図、(c)は第2積層部材の平面図。 (a)はインシュレータを装着した分割コアの斜視図、(b)は連結した分割コアの平面図。 第1実施形態のステータの展開図。 第1実施形態のステータの平面図。 (a)〜(c)は第1実施形態における巻線工程を説明するための概念図。 第1実施形態における導線の巻回の仕方を示す概念図。 コイルにおける導線の配列パターンを示す断面図。 (a)〜(c)は相分割ユニットの平面図。 第1実施形態における組立て工程終了後の分割コアを示す平面図。 (a)は渡り線整形装置を示す概念図、(b)は渡り線整形工程を説明するための概念図。 渡り線整形工程終了後のステータの平面図。 渡り線整形工程終了後のステータの側面図。 第2実施形態のステータの平面図。 第2実施形態のステータの展開図。 第2実施形態における巻線工程を説明するための概念図。 第2実施形態における組立て工程を説明するための概念図。 第2実施形態における組立て工程終了後の分割コアを示す平面図。 (a)は別の形態のインシュレータが装着された分割コアの側面図、(b)は別の形態のインシュレータ同士の連結部付近の拡大図。 (a)は別の形態における分割コアの仮固定の様子を示す平面図、(b)は別の形態における分割コアの仮固定の様子を示す断面図。 (a)(b)は別の形態の分割コアの斜視図。 別の形態におけるステータの展開図。 (a)及び(b)は別の形態における導線の巻回の仕方説明するための説明図。 別の形態のステータの展開図。 (a)は別の形態のステータの平面図、(b)は図25(a)におけるX−X線断面図。
符号の説明
3,101,151…ステータ、5…コアとしてのステータコア、6,161,171…分割コア、6b…ティース、21,131…インシュレータ、21g…係止部としての連結挿入部、21k…係止部としての連結係合部、51…分割ユニット、64…整形工具、131g…係止部としての連結係入部、131k…係止部としての連結係合部、141…仮固定リング、C1,C11,C12,C13…円、O1,O2…中心、U1〜U4,V1〜V4,W1〜W4,U11〜U14,V11〜V14,W11〜W14,41,42…コイル、Ua〜Ud,Va〜Vd,Wa〜Wd,43…渡り線。

Claims (16)

  1. ティースを有する複数の分割コアを前記ティースが放射状となるように環状に配列してなるコアと、前記ティースに巻回され同一相のコイル同士が渡り線にて連結された複数のコイルとを備えたステータの製造方法であって、
    前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に周方向に隣り合わない前記分割コア同士を、互いに離間した位置に隣り合わせて配置し、一方の前記分割コアの前記ティースに前記コイルを集中巻にて巻回した後に、一方の前記分割コアの前記コイルと前記渡り線で連結しつつ他方の前記分割コアの前記ティースに前記コイルを集中巻にて巻回する巻線工程と、
    前記コイルが巻回された前記分割コアを、前記ティースが放射状となるように環状に配列して前記コアを形成する組立て工程と、
    前記渡り線を、前記コアの軸方向の一端面上に収まるように整形する渡り線整形工程と、を備えたことを特徴とするステータの製造方法。
  2. 請求項1に記載のステータの製造方法において、
    前記組立て工程では、前記渡り線を径方向外側に傾斜したアーチ状にしつつ、複数の前記分割コアを環状に配列することを特徴とするステータの製造方法。
  3. 請求項2に記載のステータの製造方法において、
    前記渡り線整形工程では、前記コアの径方向中央部に、一端から他端に向かうにつれて徐々に拡径された整形工具を、該整形工具の一端側から挿入して前記渡り線を径方向外側に移動させることを特徴とするステータの製造方法。
  4. 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のステータの製造方法において、
    前記巻線工程では、前記渡り線にて連結される同一相の前記コイルを巻回した複数の前記分割コアよりなる複数の分割ユニットを形成し、
    前記組立て工程では、複数の前記分割ユニットを組み立てて複数の前記分割コアを環状に配列することを特徴とするステータの製造方法。
  5. 請求項4に記載のステータの製造方法において、
    前記巻線工程では、全ての前記渡り線を、前記渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さに形成することを特徴とするステータの製造方法。
  6. 請求項4に記載のステータの製造方法において、
    前記巻線工程では、第1の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線を、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルを跨ぐ長さに形成し、第2の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線及び第3の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線を、当該渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さに形成することを特徴とするステータの製造方法。
  7. 請求項4乃至請求項6の何れか1項に記載のステータの製造方法において、
    前記コアは、12個の分割コアから構成され、
    前記巻線工程では、3つの前記相毎に前記分割ユニットを2個ずつ形成し、
    前記組立て工程では、前記渡り線を径方向外側に傾斜したアーチ状にしつつ、同一相の2個の前記分割ユニットが周方向に隣り合うように、且つ、同一相の2個の前記分割ユニットにおける2本の前記渡り線の一端側の2個の前記分割コアと他端側の2個の前記分割コアとが径方向に対向するように、6個の前記分割ユニットを組み立てることを特徴とするステータの製造方法。
  8. 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のステータの製造方法において、
    前記巻線工程では、第1の分割コアと前記第1の分割コアの次に前記コイルが巻回される第2の分割コアとを、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合における前記第1の分割コアと前記第2の分割コアとの間の周方向の距離と等しい間隔を空けて配置した状態で、前記ティースに前記コイルを巻回すると共に、全ての前記分割コアの前記ティースに連続して前記コイルを巻回し、
    前記組立て工程では、前記各渡り線を径方向外側に傾斜したアーチ状としつつ、前記分割コアを、最初に前記コイルが巻回された前記分割コアから前記コイルが巻回された順に若しくは最後に前記コイルが巻回された前記分割コアから前記コイルが巻回された順と逆順に、時計方向及び反時計方向の何れかの方向に沿って前記周方向の距離と等しい距離毎に配列することを特徴とするステータの製造方法。
  9. 請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載のステータの製造方法において、
    前記巻線工程では、前記渡り線は、前記ステータを軸方向から見た場合に、前記ステータの中心をその中心とする円に沿った形状となる長さに形成されることを特徴とするステータの製造方法。
  10. 請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載のステータの製造方法において、
    前記渡り線整形工程では、複数の前記渡り線は、径方向に並ぶように整形されることを特徴とするステータの製造方法。
  11. 請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載のステータの製造方法において、
    前記組立て工程では、周方向に隣り合わせて配列された前記分割コア同士は、前記分割コア及び前記分割コアに装着されるインシュレータの少なくとも一方に設けられた係止部が互いに係合されることにより、前記係止部によって互いに径方向に移動不能に係止されることを特徴とするステータの製造方法。
  12. 請求項1乃至請求項11の何れか1項に記載のステータの製造方法において、
    前記渡り線整形工程では、環状に配列された複数の前記分割コアよりなる前記コアの外周に、前記分割コアの径方向の移動を阻止する仮固定リングを装着することを特徴とするステータの製造方法。
  13. 請求項5に記載のステータの製造方法で製造されたステータであって、
    全ての前記渡り線は、前記渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さであることを特徴とするステータ。
  14. 請求項6に記載のステータの製造方法で製造されたステータであって、
    第1の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線は、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルを跨ぐ長さであり、
    第2の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線及び第3の相の前記コイル同士を連結する前記渡り線は、当該渡り線にて連結される2個の前記コイルと、前記分割コアが前記ティースを径方向内側として環状に配列された場合に当該渡り線にて連結される2個の前記コイル間に配置される複数の前記コイルとを跨ぐ長さであることを特徴とするステータ。
  15. 請求項13又は請求項14に記載のステータにおいて、
    前記渡り線にて連結される同一相の前記コイルを巻回した2個の前記分割コアよりなる分割ユニットを、3つの相毎に2個ずつ備え、
    同一相の2個の前記分割ユニットは、周方向に隣り合うと共に、同一相の2個の前記分割ユニットにおける2本の前記渡り線の一端側の2個の前記分割コアと他端側の2個の前記分割コアとが径方向に対向するように配置されており、
    前記渡り線は、前記コアの周方向に沿って湾曲していることを特徴とするステータ。
  16. 請求項13乃至請求項15の何れか1項に記載のステータにおいて、
    複数の前記渡り線は、径方向に並んでいることを特徴とするステータ。
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