JP2009240018A - 環状蛇行巻線の製造方法および環状蛇行巻線の成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】円環状の環状蛇行巻線を適切かつ容易に形成する。
【解決手段】永久磁石式交流同期モータの環状ステータ内に配置される複数の蛇行部（Ｕ相蛇行部またはＷ相蛇行部）を有する環状蛇行巻線（Ｕ相環状蛇行巻線またはＷ相環状蛇行巻線）を製造する環状蛇行巻線の成形機であって、巻型１５に導線１９を巻回して略楕円形状の多角形の環状の環状巻線２１を形成する巻線機３と、環状巻線を回転軸方向にプレス成形することによって複数の蛇行部（Ｕ相蛇行部またはＷ相蛇行部）を形成する上型ユニットおよび下型ユニットとを備え、巻型１５は略楕円形状の多角形の軸方向断面を有する柱状体である。
【選択図】図３

Description

この発明は、環状蛇行巻線の製造方法および環状蛇行巻線の成形機に関する。

従来、例えば平角線を円形の巻枠に巻線することで、コイル外周部に端末線部（引き出し線部）が配置された円環状のコイルを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１８１３０３号公報

ところで、上記従来技術に係るコイルの製造方法により形成される円環状のコイルに対して、径方向および軸方向にプレス成形をおこなうことで、複数の蛇行部を有する円環状の環状蛇行巻線を形成する場合には、コイル外周部の２つの引き出し線部間と他の部位とにおいて、コイルの巻線数が異なることに起因して、プレス成形の実行時における弾性変形および塑性変形に差異が生じ、円環状のコイルが楕円形状などに変形してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、円環状の環状蛇行巻線を適切かつ容易に形成することが可能な環状蛇行巻線の製造方法および環状蛇行巻線の成形機を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る環状蛇行巻線の製造方法は、電動機（例えば、実施の形態での永久磁石式交流同期モータ）のステータ（例えば、実施の形態での環状ステータ２）内に配置される複数の蛇行部（例えば、実施の形態での蛇行部８３、Ｕ相蛇行部２４、Ｗ相蛇行部２８）を有する環状蛇行巻線（例えば、実施の形態でのＵ相環状蛇行巻線２２、Ｗ相環状蛇行巻線２６）の製造方法であって、巻線（例えば、実施の形態での導線１９）を巻回することによって環状巻線（例えば、実施の形態での環状巻線２１）を形成する第１工程と、前記第１工程により形成された前記環状巻線を前記電動機の回転軸方向にプレス成形することによって前記蛇行部を形成する第２工程とを含み、前記第１工程は前記環状巻線を略楕円形状の環状に形成する。

さらに、本発明の第２態様に係る環状蛇行巻線の製造方法では、前記第１工程は前記環状巻線を略楕円形状の多角形の環状に形成する。

さらに、本発明の第３態様に係る環状蛇行巻線の製造方法では、前記第１工程は前記巻線の両端部（例えば、実施の形態でのコイル始端２３およびコイル終端２５）からなる前記環状巻線の２つの引き出し部を、略楕円形状の環状の前記環状巻線のうち相対的に曲率が小さい部位に設ける。

さらに、本発明の第４態様に係る環状蛇行巻線の製造方法では、前記第２工程は前記２つの引き出し部を、前記蛇行部のうち前記電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位（例えば、実施の形態での部位８３ａ）に設ける。

また、本発明の第５態様に係る環状蛇行巻線の成形機は、電動機（例えば、実施の形態での永久磁石式交流同期モータ）のステータ（例えば、実施の形態での環状ステータ２）内に配置される複数の蛇行部（例えば、実施の形態での蛇行部８３、Ｕ相蛇行部２４、Ｗ相蛇行部２８）を有する環状蛇行巻線（例えば、実施の形態でのＵ相環状蛇行巻線２２、Ｗ相環状蛇行巻線２６）を製造する環状蛇行巻線の成形機（例えば、実施の形態での環状蛇行巻線の成形機１）であって、巻型（例えば、実施の形態での巻型１５）に巻線（例えば、実施の形態での導線１９）を巻回して略楕円形状の環状の環状巻線（例えば、実施の形態での環状巻線２１）を形成する環状巻線形成手段（例えば、実施の形態での巻線機３）と、前記環状巻線を前記電動機の回転軸方向にプレス成形することによって前記蛇行部を形成する蛇行部形成手段（例えば、実施の形態での上型ユニット３０および下型ユニット６０）とを備え、前記巻型は略楕円形状の軸方向断面を有する柱状である。

さらに、本発明の第６態様に係る環状蛇行巻線の成形機では、前記巻型は略楕円形状の多角形の軸方向断面を有する柱状である。

さらに、本発明の第７態様に係る環状蛇行巻線の成形機では、前記環状巻線形成手段は、前記巻線の両端部（例えば、実施の形態でのコイル始端２３およびコイル終端２５）からなる前記環状巻線の２つの引き出し部を、略楕円形状の環状の前記環状巻線のうち相対的に曲率が小さい部位に設ける。

さらに、本発明の第８態様に係る環状蛇行巻線の成形機では、前記蛇行部形成手段は、前記２つの引き出し部を、前記蛇行部のうち前記電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位（例えば、実施の形態での部位８３ａ）に設ける。

本発明の第１態様に係る環状蛇行巻線の製造方法によれば、環状巻線をプレス成形することによって蛇行部を形成する第２工程の実行に先立って、予め第１工程において環状巻線を略楕円形状の環状に形成することにより、環状巻線の外周部の２つの引き出し部間の部位と他の部位とにおいて環状巻線の巻線数が異なることに起因してプレス成形の実行時における弾性変形および塑性変形に差異が生じ、略楕円形状の環状巻線を円環状の環状巻線に変形させることができる。これにより、蛇行部を有する環状巻線（つまり環状蛇行巻線）の真円度を向上させることができ、電動機の出力特性を向上させることができる。

さらに、本発明の第２態様に係る環状蛇行巻線の製造方法によれば、環状巻線を略楕円形状の多角形の環状に形成することにより、プレス成形により形成される蛇行部のうち電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位が弧状に湾曲してしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第３態様に係る環状蛇行巻線の製造方法によれば、巻線の両端部からなる２つの引き出し部を、環状巻線のうち相対的に曲率が小さい部位に設けることにより、引き出し部の所望の配置形状および位置精度を確保することができる。

さらに、本発明の第４態様に係る環状蛇行巻線の製造方法によれば、巻線の両端部からなる２つの引き出し部を、蛇行部のうち電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位に設けることにより、引き出し部の所望の配置形状および位置精度を容易に確保することができる。

また、本発明の第５態様に係る環状蛇行巻線の成形機によれば、巻線を巻回する巻型を略楕円形状の軸方向断面を有する柱状とすることで、略楕円形状の環状の環状巻線を形成することができ、この環状巻線を電動機の回転軸方向にプレス成形することよって、環状巻線の外周部の２つの引き出し部間の部位と他の部位とにおいて環状巻線の巻線数が異なることに起因して弾性変形および塑性変形に差異が生じ、略楕円形状の環状巻線を円環状の環状巻線に変形させることができる。これにより、蛇行部を有する環状巻線（つまり環状蛇行巻線）の真円度を向上させることができ、電動機の出力特性を向上させることができる。

さらに、本発明の第６態様に係る環状蛇行巻線の成形機によれば、巻線を巻回する巻型を略楕円形状の多角形の軸方向断面を有する柱状とすることで、環状巻線を略楕円形状の多角形の環状に容易に形成することができ、プレス成形により形成される蛇行部のうち電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位が弧状に湾曲してしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第７態様に係る環状蛇行巻線の成形機によれば、巻線の両端部からなる２つの引き出し部を、環状巻線のうち相対的に曲率が小さい部位に設けることにより、引き出し部の所望の配置形状および位置精度を確保することができる。

さらに、本発明の第８態様に係る環状蛇行巻線の成形機によれば、巻線の両端部からなる２つの引き出し部を、蛇行部のうち電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位に設けることにより、引き出し部の所望の配置形状および位置精度を容易に確保することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る環状蛇行巻線の成形機および環状蛇行巻線の製造方法について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、本実施の形態による環状蛇行巻線の成形機１について説明する前に、図１〜図３を参照して、本発明の環状蛇行巻線の成形機１で成形した環状蛇行巻線が装着されるステータについて説明する。

環状ステータ２は、例えば内燃機関と共に車両の駆動源としてハイブリッド車両に搭載される永久磁石式交流同期モータ（ブラシレスＤＣモータ又はクローポール型モータともいう）を構成し、例えば、内燃機関とクローポール型モータとトランスミッションとを直列に連結した構造のパラレルハイブリッド車両では、少なくとも内燃機関又はクローポール型モータのいずれか一方の駆動力は、トランスミッションを介して車両の駆動軸に伝道されるようになっている。

また、車両の減速時に駆動軸側からクローポール型モータに駆動力が伝達されると、クローポール型モータは発電機として機能して所謂回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。更に、内燃機関の出力がクローポール型モータに伝達された場合にも、クローポール型モータは発電機として機能して発電エネルギーを発生する。

図１を参照すると、環状蛇行巻線が装着される環状ステータ２の分解斜視図が示されている。図２は組立て後のステータ２の斜視図である。
図１に示すように、環状ステータ２は、Ｕ相ステータリング（ティースリング）４とＶ相ステータリング（ティースリング）６と、Ｗ相ステータリング（ティースリング）８と、Ｕ相環状蛇行巻線２２と、Ｗ相環状蛇行巻線２６とから構成されている。

Ｕ相ステータリング４は、円周方向に等間隔で離間された複数個（本実施形態では、例えば１０個）のＵ相ティース（Ｕ相クローポール）１０と、円周方向に離間された複数個の結合部１２を有している。各Ｕ相ティース１０は軸方向一方側（例えば図１での右側）に突出している。
Ｖ相ステータリング６は円周方向に等間隔で離間された複数（本実施形態では、例えば１０個）のＶ相ティース１４と、円周方向に離間された複数個の結合部１６を有している。各Ｖ相ティース１４は軸方向両側に突出している。

Ｗ相ステータリング８は円周方向に等間隔で離間された複数（本実施形態では、例えば１０個）のＷ相ティース１８と、円周方向に離間された複数の結合部２０を有している。各Ｗ相ティース１８は軸方向他方側（例えば図１での左側）に突出している。即ち、Ｕ相ティース１０とＷ相ティース１８は互いに近づく方向に突出している。
ここで、Ｕ相ティース１０、Ｖ相ティース１４及びＷ相ティース１８は、各結合部１２，１６，２０でＵ相ステータリング４、Ｖ相ステータリング６及びＷ相ステータリング８を積層結合したとき、互いに重ならないように相対的にずれた位置に配置されている。

Ｕ相環状蛇行巻線２２は導線を環状に巻いて構成され、ステータ２の軸方向に蛇行する複数（本実施形態では、例えば１０個）の蛇行部２４を有している。同様に、Ｗ相環状蛇行巻線２６もステータ２の軸方向に蛇行する複数（本実施形態では、例えば１０個）の蛇行部２８を有している。
各ステータリング４，６，８の結合部１２，１６，２０を揃え、Ｕ相環状蛇行巻線２２及びＷ相環状蛇行巻線２６を周方向の所定の位置に配置して、各ステータリング４，６，８をボルト止め固定すると、図２に示すような環状ステータ２が完成する。

図１及び図２から明らかなように、各ティース１０，１４，１８は円周方向に所定順序（Ｕ相ティース１０，Ｗ相ティース１８，Ｖ相ティース１４，Ｕ相ティース１０，…）で配置され、周方向で隣り合うティース１０，１４間にＵ相環状蛇行巻線２２の蛇行部２４が配置され、周方向で隣り合うティース１４，１８間にＷ相環状蛇行巻線２６の蛇行部２８が配置される。
即ち、Ｕ相蛇行部２４には一つのＵ相ティース１０が配置され、Ｗ相蛇行部２８には一つのＷ相ティース１８が配置され、周方向で隣り合うＵ相蛇行部２４とＷ相蛇行部２８との間には―つのＶ相ティース１４が配置されている。

Ｕ相環状蛇行巻線２２の蛇行部２４とＷ相環状蛇行巻線２６の蛇行部２８は互いに異なる方向に向かい突出するように設けられ、Ｕ相環状蛇行巻線２２とＷ相環状蛇行巻線２６とは、電気角で２４０°の位相差を有するようにして周方向に沿って相対的にずれた位置に配置されている。
これにより、周方向で隣り合う各ティース１０，１４間又は１４，１８間を縫うようにして配置される２相の各環状蛇行巻線２２，２６は所謂電気角で１２０°以下の短節巻きを成すように形成されている。

以下に、環状蛇行巻線の成形機１について図３〜図１３を参照して詳細に説明する。
図３は導線が環状に巻き付けられる巻型および巻型により形成される環状巻線の平面図である。図４は加工前の上型ユニット（第１金型ユニット）の底面図、図５は加工前の下型ユニット（第２金型ユニット）の平面図である。上型ユニットと下型ユニットでダイセットを構成する。図６は加工前の上型ユニット（第１金型ユニット）及び下型ユニット（第２金型ユニット）の断面図であり、上型ユニットが図４のＡ−Ｏ−Ａ線断面図であり、下型ユニットが図５のＢ−〇−Ｂ線断面図である。図７は加工を開始する直前の上型ユニット及び下型ユニットの断面図である。

まず、図３を参照して、導線が環状に巻き付けられる巻型１５および巻型１５により形成される環状巻線２１について説明する。
例えば図３（Ａ）に示すように、巻型１５は、外周面上に軸方向に伸びる溝１７を具備し、略楕円形状の多角形の軸方向断面を有する柱状体とされている。
導線１９は適宜の巻線機３によって巻型１５に巻き付けられて、例えば３列３層の略楕円形状の多角形（本実施形態では、例えば最大対辺間距離Ｒａかつ最小対辺間距離Ｒｂ（＜Ｒａ）の２０角形）の環状の環状巻線２１が形成される。ここで、この３列３層以外の配列パターンを自由に採用できる。尚、導線１９は平角断面（長方形断面）形状の部材で、面取りが施してある線材である。
巻線機３は、導線１９の一方側が巻き付けられた第１リング３ａと導線１９の他方側が巻き付けられた第２リング３ｂとを備え、各リング３ａ，３ｂは、導線１９を繰り出しつつ、巻型１５の周方向において互いに異なる方向に回転移動することによって、導線１９を巻型１５に巻き付けるようになっており、この巻線機３に形成される環状巻線２１のコイル始端２３およびコイル終端２５は環状巻線２１の外周部に配置されることになる。
また、環状巻線２１のコイル始端２３およびコイル終端２５からなる２つの引き出し線は、図３（Ｂ）に示すように、略楕円形状の多角形の環状の環状巻線２１の角部２１ａおよび直辺部２１ｂのうち、略楕円形状での曲率が相対的に小さい部位の直辺部２１ｂから引き出されている。

次に、図４及び図６を参照して、プレス成形に用いられる上型ユニット（第１金型ユニット）３０の構造について説明する。
上型ユニット３０のベース３２には互いに円周方向に等間隔離間されて複数（本実施形態では１０個）の金型支持部３４が固定されている。
各金型支持部３４には一対のブラケット３６，３８によりガイドレール４０が取り付けられている。このガイドレール４０に沿ってプレス成形すべき環状巻線８２の半径方向に摺動可能にスライダー４２が取り付けられている。尚、プレス成形前の環状巻線８２は実質的には環状巻線２１と同様の構成であるが、金型内にセットされて形状が変化する部材であるので環状巻線８２として説明する。
各スライダー４２には、第１金型（成形部）４４が取り付けられている。各第１金型４４は金型ベース４６と押さえ部４８から構成される。押さえ部４８は、例えば図１２に示すように、環状巻線８２の厚さａより長い長さｂ（ｂ＞ａ）を有することで環状巻線８２を的確に保持する。金型ベース４６には一対のブラケット５０を介してローラ５２が回転可能に取り付けられている。

本実施形態では、上型ユニット３０は互いに円周方向に等間隔で離間された１０個の第１金型４４を有しているため、各第１金型４４は円周方向に互いに３６°離間されて設けられていることになる。
上型ユニット３０には更に、円周方向に等間隔で離間され、各々が隣接する第１金型４４，４４の中間に配置された複数（本実施形態では、例えば１０個）のローラガイド５４が固定されている。
各ローラガイド５４の先端には曲面形状のローラ転動面５６が形成されている。ローラ転動面５６は、半径方向外側に設けられた傾斜が急な概略直線状部分５６ａと、半径方向内側に設けられた傾斜が緩やかな概略直線状部分５６ｃを円弧状部分５６ｂで結んで構成されている。

次に、図５及び図６を参照して、下型ユニット（第２金型ユニット）６０の構造について説明する。下型ユニット６０のベース６２には、円周方向に等間隔で離間された複数（本実施形態では１０個）の金型支持部６４が固定されている。
各金型支持部６４にはガイドレール６６が設けられており、このガイドレール６６に沿って第２金型（成形部）６８がセットされた環状巻線８２の半径方向に摺動可能なように取り付けられている。

各第２金型６８はガイドレール６６に沿って摺動可能な金型ベース７０と、コイル押さえ部材７２とから構成される。特に図示しないが、コイル押さえ部材７２は第２金型６８で環状巻線８２を保持した後、金型ベース７０にボルト止めされる。
金型ベース７０には一対のブラケット７４を介してローラ７６が回転可能に取り付けられている。各第２金型６８のローラ７６は上型ユニット３０に設けられたローラガイド５４のローラ転動面５６を転動するように適合しているため、各第２金型６８は円周方向に３６°離間され、隣接する第１金型４４，４４の円周方向中間に配置されている。

下型ユニット６０には更に、円周方向に等間隔で離間され、各々が隣接する第２金型６８，６８の円周方向中間に配置された複数（本実施形態では、例えば１０個）のローラガイド７８が固定されている。
各ローラガイド７８の先端には曲面状のローラ転動面８０が形成されている。ローラ転動面８０は、半径方向外側の傾斜が急な概略直線状部分８０ａと、半径方向内側の傾斜が緩やかな概略直線状部分８０ｃを円弧状部分８０ｂで結んで構成されている。
各ローラガイド７８は上型ユニット３０に取り付けられた各ローラ５２に対向して設けられており、上型ユニット３０の各ローラ５２が下型ユニット６０の各ローラガイド７８のローラ転動面８０を転動可能なように構成されている。

以下、上述した本実施形態の環状蛇行巻線の成形機１による環状蛇行巻線の成形方法について説明する。
先ず、第１工程において、適宜の巻線機３によって巻型１５に導線１９が巻き付けられ、環状巻線２１（プレス成形に用いられる環状巻線８２）が形成される。
この第１工程において、環状巻線２１のコイル始端２３およびコイル終端２５からなる２つの引き出し線は、略楕円形状の多角形の環状の環状巻線２１の角部２１ａおよび直辺部２１ｂのうち、略楕円形状での曲率が相対的に小さい部位の直辺部２１ｂから引き出される。
そして、導線１９が巻型１５に巻き付けられて環状巻線群が成形された後、溝１７に結束バンドが挿入され、環状巻線群が結束されることで、環状巻線２１が成形される。この後、治具が挿入されて環状巻線２１が巻型１５から取り外される。そして、図３（Ｂ）に示すように、コイル始端２３及びコイル終端２５が成形され、環状巻線２１（プレス成形に用いられる環状巻線８２）が完成する。

次に、第２工程において、プレス成形が実行され、環状巻線８２に複数の蛇行部８３が形成される。
第２工程では、図６に示すように、環状巻線８２を下型ユニット６０の各第２金型６８の金型ベース７０で保持し、コイル押さえ部材７２を金型ベース７０にボルト止めする。これにより、環状巻線８２が下型ユニット６０の第２金型６８によって保持されたことになる。
この状態から、上型ユニット３０を図７に示すように下降させて、環状巻線８２のプレス成形を開始する。図７に示すプレス成形開始時点においては、上型ユニット３０のローラ５２は下型ユニット６０のローラガイド７８のローラ転動面８０の傾斜が急な概略直線状部分８０ａに当接し、下型ユニット６０のローラ７６は上型ユニット３０のローラガイド５４のローラ転動面５６の傾斜が急な概略直線状部分５６ａに当接するため、プレス成形初期においては、図１１に示すように環状巻線８２はその軸方向変位量に対し半径方向に僅かばかり縮小されるだけである。

上型ユニット３０が軸線方向に更に移動すると、ローラ５２がローラ転動面８０の円弧状部分８０ｂを転動し、ローラ７６がローラ転動面５６の円弧状部分５６ｂを転動するため、上型ユニット３０の軸方向変位量に対して環状巻線８２の半径方向への縮小変位量が徐々に増大し、更にプレス成形が進むと、ローラ５２はローラ転動面８０の傾斜が緩やかな概略直線状部分８０ｃを転動し、ローラ７６はローラ転動面５６の傾斜が緩やかな概略直線状部分５６ｃを転動するため、環状巻線８２の軸方向変位量に対する径方向変位量は図１１に示すような曲線を描くことになる。

このように、特殊形状の曲面状ローラ転動面５６，８０を採用することにより、環状巻線８２の軸方向変位量に対して、環状巻線８２の径方向変位量の比率を連続的に変化させることができるため、環状巻線８２に無理なストレスを与えることなく、図１３に示すように環状巻線８２に複数の蛇行部８３（Ｕ相蛇行部２４またはＷ相蛇行部２８に相当）を容易に自動的に形成することができる。

図８はプレス成形終了後の上型ユニット３０の底面図を、図９はプレス成形終了後の下型ユニット６０の平面図をそれぞれ示している。図４及び図５に示したプレス成形前に比較して、各ローラ５２，７６が半径方向内側に移動されている様子が示されている。
図１０はプレス成形終了時の上型ユニット３０及び下型ユニット６０の断面図を示しており、上型ユニット３０は図８のＡ−Ｏ−Ａ線断面図、下型ユニット６０は図９のＢ−Ｏ−Ｂ線断面図である。

上型ユニット３０および下型ユニット６０によるプレス成形の実行時において、環状巻線２１のコイル始端２３およびコイル終端２５からなる２つの引き出し線間の部位と他の部位とでは、導線１９の巻数が異なることに起因して、プレス成形の実行時における弾性変形および塑性変形に差異が生じる。このため、略楕円形状での曲率が相対的に小さい部位にコイル始端２３およびコイル終端２５からなる２つの引き出し線間の部位が設けられている場合には、例えば図１４に示すように、プレス成形の実行前での略楕円形状の環状巻線８２は、プレス成形の実行後に略円形状の環状蛇行巻線（つまり複数の蛇行部８３を有する環状巻線８２）に成形され、略円形状の設計値にほぼ等しい形状となる。

また、環状巻線２１は、複数の角部２１ａおよび直辺部２１ｂからなる多角形の環状に形成されており、上型ユニット３０および下型ユニット６０によるプレス成形の実行時には、プレス成形の実行後に形成される環状巻線８２の複数の蛇行部８３のうち、回転軸方向に略平行に延びる部位（例えば、図１３に示す部位８３ａ）が直辺部２１ｂにより構成されるように設定される。これにより、蛇行部８３のうち、回転軸方向に略平行に延びる部位（例えば、図１３に示す部位８３ａ）が、例えば弧状などに湾曲してしまうことが防止され、環状ステータ２の組み立て時に各環状蛇行巻線２２，２６（つまり複数の蛇行部８３を有する環状巻線８２）が各ステータリング４，６，８に装着される際の所望の配置を容易に確保することができる。

しかも、環状巻線２１のコイル始端２３およびコイル終端２５からなる２つの引き出し線は直辺部２１ｂから引き出されており、上型ユニット３０および下型ユニット６０によるプレス成形の実行時には、プレス成形の実行後に形成される環状巻線８２の複数の蛇行部８３のうち、適宜の蛇行部８３の回転軸方向に略平行に延びる部位（つまり、直辺部２１ｂにより構成される部位）から引き出し線が引き出されるように設定される。これにより、引き出し線の所望の配置形状および位置精度を容易に確保することができる。

上述したように、本実施の形態による環状蛇行巻線の成形機１および環状蛇行巻線の製造方法によれば、導線１９を巻回する巻型１５を略楕円形状の軸方向断面を有する柱状体とすることで、略楕円形状の環状の環状巻線２１を形成することができ、この環状巻線２１を、上型ユニット３０および下型ユニット６０により回転軸方向にプレス成形することよって、環状巻線２１の外周部の２つの引き出し線間の部位と他の部位とにおいて環状巻線２１の巻数が異なることに起因して弾性変形および塑性変形に差異が生じ、略楕円形状の環状巻線２１を円環状の環状巻線８２に変形させることができる。

つまり、例えば、プレス成形の実行前での環状巻線が円形状となるように形成して、この円形状の環状巻線に回転軸方向にプレス成形をおこなって複数の蛇行部を形成すると、環状巻線の外周部の２つの引き出し線間の部位と他の部位とにおいて環状巻線の巻数が異なることに起因して弾性変形および塑性変形に差異が生じ、楕円形状などに変形してしまい、所望の真円度を確保することができなくなるという問題が生じることに対して、本願発明では、プレス成形の実行前での環状巻線２１を、予め略楕円形状とすることで、プレス成形の実行後において、所望の真円度を確保することができる。
これにより、蛇行部８３を有する環状巻線８２（つまり各環状蛇行巻線２２，２６）の真円度を向上させることができ、この環状巻線８２を備える環状ステータ２および環状ステータ２を備える永久磁石式交流同期モータの出力特性を向上させることができる。

さらに、巻型１５を略楕円形状の多角形の軸方向断面を有する柱状体とすることにより、環状巻線２１を略楕円形状の多角形の環状に容易に形成することができ、プレス成形により形成される蛇行部８３のうち回転軸方向に略平行に延びる部位（例えば、図１３に示す部位８３ａ）が、例えば弧状などに湾曲してしまうことを防止することができ、環状ステータ２の組み立て時に各環状蛇行巻線２２，２６（つまり複数の蛇行部８３を有する環状巻線８２）が各ステータリング４，６，８に装着される際の所望の配置を容易に確保することができる。

さらに、巻型１５により環状巻線２１が形成される際に、環状巻線２１のコイル始端２３およびコイル終端２５からなる２つの引き出し線は略楕円形状での曲率が相対的に小さい部位から引き出されるように設定されることにより、プレス成形の実行前での略楕円形状の環状巻線８２は、プレス成形の実行後に略円形状の環状蛇行巻線（つまり複数の蛇行部８３を有する環状巻線８２）に成形され、略円形状の設計値にほぼ等しい形状となる。

さらに、巻型１５により環状巻線２１が形成される際に、環状巻線２１のコイル始端２３およびコイル終端２５からなる２つの引き出し線は直辺部２１ｂから引き出されており、上型ユニット３０および下型ユニット６０によるプレス成形の実行時には、プレス成形の実行後に形成される環状巻線８２の複数の蛇行部８３のうち、適宜の蛇行部８３の回転軸方向に略平行に延びる部位（つまり、直辺部２１ｂにより構成される部位）から引き出し線が引き出されるように設定されることにより、引き出し線の所望の配置形状および位置精度を容易に確保することができる。

なお、上述した実施の形態では、巻型１５を略楕円形状の多角形の軸方向断面を有する柱状体として、環状巻線２１を多角形の環状に形成するとしたが、これに限定されず、例えば、単に、巻型１５を楕円形状の軸方向断面を有する柱状体として、環状巻線２１を楕円形状の環状に形成してもよい。また、例えば、環状巻線２１を弧状部と直辺部とにより構成されるように形成し、プレス成形の実行後に形成される環状巻線８２の複数の蛇行部８３のうち、回転軸方向に略平行に延びる部位（例えば、図１３に示す部位８３ａ）のみが直辺部により構成され、他の部位（例えば、周方向に延びる部位など）が弧状部により構成されるように設定してもよい。

本発明の実施形態の蛇行環状巻線コイルを有するステータの分解斜視図である。 組立てられたステータの斜視図である。 巻型による環状巻線の形成方法を説明する図である。 プレス成形前の上型ユニットの底面図である。 プレス成形前の下型ユニットの平面図である。 プレス成形前の上型ユニット及び下型ユニットの断面図であり、上型ユニットは図４のＡ−Ｏ−Ａ線断面図、下型ユニットは図５のＢ−〇−Ｂ線断面図である。 プレス成形開始直前の上型ユニット及び下型ユニットの断面図である。 プレス成形終了後の上型ユニットの底面図である。 プレス成形終了後の下型ユニットの平面図である。 プレス成形終了後の上型ユニット及び下型ユニットの断面図であり、上型ユニットは図８のＡ−Ｏ−Ａ線断面図、下型ユニットは図９のＢ−Ｏ−Ｂ線断面図である。 環状巻線の軸方向変位量に対する径方向変位量の関係を示す図である。 押さえ部と環状巻線の関係を示す拡大断面図である。 各環状蛇行巻線の斜視図である。 プレス成形前の環状巻線（略楕円形状）と環状蛇行巻線（プレス成形後）との内径の一例、および環状蛇行巻線（略円形）の内径の設計値を示す図である。

符号の説明

２ 環状ステータ（ステータ）
３ 巻線機（環状巻線形成手段）
１９ 導線（巻線）
２１ 環状巻線
２２ Ｕ相環状蛇行巻線（環状蛇行巻線）
２３ コイル始端（両端部）
２４ Ｕ相蛇行部（蛇行部）
２５ コイル終端（両端部）
２６ Ｗ相環状蛇行巻線（環状蛇行巻線）
２８ Ｗ相蛇行部（蛇行部）
３０ 上型ユニット（蛇行部形成手段）
６０ 下型ユニット（蛇行部形成手段）
８２ 環状巻線
８３ 蛇行部
８３ａ 部位

Claims (8)

1. 電動機のステータ内に配置される複数の蛇行部を有する環状蛇行巻線の製造方法であって、
   巻線を巻回することによって環状巻線を形成する第１工程と、
   前記第１工程により形成された前記環状巻線を前記電動機の回転軸方向にプレス成形することによって前記蛇行部を形成する第２工程とを含み、
   前記第１工程は前記環状巻線を略楕円形状の環状に形成することを特徴とする環状蛇行巻線の製造方法。
2. 前記第１工程は前記環状巻線を略楕円形状の多角形の環状に形成することを特徴とする請求項１に記載の環状蛇行巻線の製造方法。
3. 前記第１工程は前記巻線の両端部からなる前記環状巻線の２つの引き出し部を、略楕円形状の環状の前記環状巻線のうち相対的に曲率が小さい部位に設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の環状蛇行巻線の製造方法。
4. 前記第２工程は前記２つの引き出し部を、前記蛇行部のうち前記電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位に設けることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の環状蛇行巻線の製造方法。
5. 電動機のステータ内に配置される複数の蛇行部を有する環状蛇行巻線を製造する環状蛇行巻線の成形機であって、
   巻型に巻線を巻回して略楕円形状の環状の環状巻線を形成する環状巻線形成手段と、
   前記環状巻線を前記電動機の回転軸方向にプレス成形することによって前記蛇行部を形成する蛇行部形成手段とを備え、
   前記巻型は略楕円形状の軸方向断面を有する柱状であることを特徴とする環状蛇行巻線の成形機。
6. 前記巻型は略楕円形状の多角形の軸方向断面を有する柱状であることを特徴とする請求項５に記載の環状蛇行巻線の成形機。
7. 前記環状巻線形成手段は、前記巻線の両端部からなる前記環状巻線の２つの引き出し部を、略楕円形状の環状の前記環状巻線のうち相対的に曲率が小さい部位に設けることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の環状蛇行巻線の成形機。
8. 前記蛇行部形成手段は、前記２つの引き出し部を、前記蛇行部のうち前記電動機の回転軸方向に略平行に延びる部位に設けることを特徴とする請求項５から請求項７の何れか１つに記載の環状蛇行巻線の成形機。

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