JP2010200547A - コイル籠製造方法、コイル籠、コイル籠製造装置、及びステータ - Google Patents

Abstract

【課題】 編み上げ工程を必要としないで効率的に波巻きコイルを製造する方法を提供すること。
【解決手段】 巻枠１１に１２本の導線ＵＡ、ＵＢ、ＶＡ、ＶＢ、ＷＡ、ＷＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＶＣ、ＶＤ、ＷＣ、ＷＤを、コイルエンド部に形成した段差部Ｋを密着させながら、螺旋状に巻き付け、螺旋状導線を形成する第１工程と、螺旋状導線を巻枠１１から取り外す第２工程と、螺旋状導線を平面状に潰して平面状導線を形成する第３工程と、平面状導線を環状に巻き取ることによりコイル籠Ｇを形成する第４工程と、を有する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、モータ等に使用されるコイル籠に関し、さらに詳細には、導体を波状に巻いてゆく波巻きコイルを有するコイル籠の製造方法に関するものである。

特許文献１には、導体を波状に巻装した波巻きコイルを複数個用意し、ピッチをずらして重ね合わせてコイル籠を形成する技術が開示されている。特許文献１の図１９に示されるように、コイルエンド部の一方と他方において、導線の上下（紙上の表裏方向）が入れ替わっている。そのためには、２本の波巻き導線を順次編み上げる工程を必要とする。
編み上げ工程は複雑な作業を必要とし、効率が悪いので、編み上げ工程をなくすために、特許文献２では、コイルエンド拘束部を備える特許文献２の図８、図９に示されるように、平板状巻枠に、コイルエンド部では、コイルエンド拘束部に沿って巻き付け、スロット内導線部では、スロット拘束部に沿って巻き付ける方法が記載されている。その後、特許文献２の図４に示されるように、１周分巻くと、巻く方向を反転して４回重ねて巻き付けている。その後、コイルエンド拘束部及びスロット拘束部を抜き取り、さらに巻枠を抜き取った後、全体を環状に成形している。
また、特許文献３では、平板状の巻枠に位置決めピンを備えさせ、位置決めピンによりコイルを位置決めすることが記載されている。

特開2000-139048号公報 図１９ 特開2002-171705号公報 図４、図８、図９ 特開2009-011116号公報 図３

しかしながら、特許文献２及び特許文献３の発明では、確かに編み上げ工程は不要となるが、次のような問題があった。
（１）特許文献２では、コイルエンド拘束部及びスロット拘束部を必要とするため、巻枠を抜き取る前に、コイルエンド拘束部及びスロット拘束部を、先に抜き取る必要があり、工程が複雑となる問題があった。また、巻枠を抜き取った後、そのまま環状に成形しているため、スロット内導線部のピッチを正確に成形することが困難であるという問題があった。
また、特許文献３では、位置決めピンを外すために、巻枠を複雑な構成としなければならず、さらに分解する工程を必要とする問題があった。
（２）また、特許文献２では、１周分巻き付ける毎に、巻き方向を反転させる必要があるため、反転時の導線の保持手段や巻き付け反転装置が必要となり、工程及び装置が複雑となる問題があった。また、反転させるときに、スロット内導線部のピッチを合わせることは、極めて困難であった。
また、特許文献３では、１周目から２周目に移るレーンチェンジの場合について、特別な処置がなされていないので、最終端が円周の外にはみ出すため、コイルが全体として大きくなる問題があった。仮に、巻き終わった後、成形により外にはみ出した導線を内側に押し込む場合には、コイルエンド部に余裕を持たせなければならず、コイルエンド部が大きくなり、モータ全体も大型化する問題があった。

この発明は上記問題点を解決するためのものであって、編み上げ工程を必要としないで効率的に波巻きコイルを製造する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のコイル籠製造方法は、次の工程を有している。
（１）巻枠に複数の導線を、コイルエンド部に形成した段差部を密着させながら、螺旋状に巻き付け、螺旋状導線を形成する第１工程と、前記螺旋状導線を前記巻枠から取り外す第２工程と、前記螺旋状導線を平面状に潰して平面状導線を形成する第３工程と、前記平面状導線を環状に巻き取ることによりコイル籠を形成する第４工程と、を有する。
（２）（１）に記載するコイル籠製造方法において、前記巻枠が、断面が矩形状の平板巻枠であること、前記第１工程で前記平板巻枠を回転させながら、前記複数の導線を巻き付けること、前記第４工程で環状に巻き取るとき必要となる、第Ｎ周目から第Ｎ＋１周目に変化するレーンチェンジ部を形成するために、前記第１工程で前記複数の導線を前記巻枠に巻き付けないことにより、前記レーンチェンジ部を形成することを特徴とする。
また、本発明のステータは、次の特徴を有する。

（３）（２）に記載するコイル籠製造方法において、前記導線が、スロット内導線部、円周導線部、リード線部を備え、前記各円周導線部に段差部が形成され、前記リード線部側に位置するリード線側段差部と、前記リード線部側と反対側の反リード線側段差部との段差が、原則、反対向きに形成され、例外として、リード線側に形成される前記レーンチェンジ部の前記円周導線部に形成されたレーンチェンジ段差部の段差が、反リード線側と同じ方向に形成されていることを特徴とする。
また、本発明のコイル籠は、次の構成を有している。
（４）（１）乃至（３）のコイル籠製造方法のいずれか１つにより製造されたことを特徴とする。
また、本発明のステータは、次の構成を有している。
（５）（１）乃至（３）のコイル籠製造方法のいずれか１つにより製造されたコイル籠を有することを特徴とする。
また、本発明のコイル籠製造装置は、次の構成を有している。
（６）巻枠に複数の導線を、コイルエンド部に形成した段差部を密着させながら、螺旋状に巻き付け、螺旋状導線を形成する巻枠手段と、前記螺旋状導線を前記巻枠から取り外す巻枠取外し手段と、前記螺旋状導線を平面状に潰して平面状導線を形成する潰し手段と、前記平面状導線を環状に巻き取ることによりコイル籠を形成する巻取り手段と、を有する。
（７）（６）に記載するコイル籠製造装置において、前記巻枠が、断面が矩形状の平板巻枠であること、前記巻枠手段が前記平板巻枠を回転させながら、前記複数の導線を巻き付けること、前記巻取り手段が環状に巻き取るとき必要となる、第Ｎ周目から第Ｎ＋１周目に変化するレーンチェンジ部を形成するために、前記巻枠手段が、前記複数の導線を前記巻枠に巻き付けないことにより、前記レーンチェンジ部を形成するレーンチェンジ手段を有することを特徴とする。

次に、上記構成を有する本発明のステータ、及びコイル籠の作用・効果について説明する。
（１）本発明のステータ、及びコイル籠は、巻枠に複数の導線を、コイルエンド部に形成した段差部を密着させながら、螺旋状に巻き付け、螺旋状導線を形成する第１工程と、前記螺旋状導線を前記巻枠から取り外す第２工程と、前記螺旋状導線を平面状に潰して平面状導線を形成する第３工程と、前記平面状導線を環状に巻き取ることによりコイル籠を形成する第４工程と、を有するので、コイルエンド部において、段差部で位置決めされるため、特許文献１のような、エンドコイル拘束部及びスロット拘束部を必要とせず、巻枠を抜き取る前に、エンドコイル拘束部及びスロット拘束部を、先に抜き取る必要もないため、工程を単純化することができる。また、第３工程で螺旋状導線を一度潰してスロット内導線部間のピッチを正確に形成した後、第４工程で環状に巻き取っているので、特許文献２と比較して、スロット内導線のピッチを、容易かつ正確に成形することができる。

（２）また、本発明のステータ、及びコイル籠は、前記巻枠が、断面が矩形状の平板巻枠であること、前記第１工程で前記平板巻枠を回転させながら、前記複数の導線を巻き付けること、前記第４工程で環状に巻き取るとき必要となる、第Ｎ周目から第Ｎ＋１周目に変化するレーンチェンジ部を形成するために、前記第１工程で前記複数の導線を前記巻枠に巻き付けないことにより、前記レーンチェンジ部を形成することを特徴とするので、特許文献２のように、１周分巻き付ける毎に、巻き方向を反転させる必要がなく、反転時の導線の保持手段や巻き付け反転装置が不要となり、工程及び装置を単純化することができる。また、特許文献２のように、１周毎に導線を反転させる必要がないため、スロット内導線部Ｓ間のピッチを正確に形成することができる。

（３）特に、前記導線が、スロット内導線部、円周導線部、リード線部を備え、前記各円周導線部に段差部が形成され、前記リード線部側に位置するリード線側段差部と、前記リード線部側と反対側の反リード線側段差部との段差が、原則、反対向きに形成され、例外として、リード線側に形成される前記レーンチェンジ部の前記円周導線部に形成されたレーンチェンジ段差部の段差が、反リード線側と同じ方向に形成されていることを特徴とするので、特許文献２のように、１周分巻き付ける毎に、巻き方向を反転させる必要がなく、反転時の導線の保持手段や巻き付け反転装置が不要となり、工程及び装置を単純化できる。また、特許文献２のように、１周毎に導線を反転させる必要がないため、スロット内導線部Ｓ間のピッチを正確に形成することができる。

巻枠１１にＵ相の第１導線ＵＡを螺旋状に巻き付けた状態を示す図である。 巻枠１１にＵ相の第１導線ＵＡと、Ｕ相の第２導線ＵＢとを順次巻き付けた状態を示す図である。 図２の状態から、巻枠１１を引き抜いた状態を仮に示す図である。 １２本の導線を、順次巻枠１１に巻き付けた状態を示す図である。 図４の状態から、巻枠１１を引き抜いた状態を示す図である。 図５の状態から潰された状態を示す図である。 レーンチェンジ部ＬＣの説明図である。 第１巻き付け工程を示す図である。 図８のうち、巻付けを行う導線のみを表した状態を示す図である。 第２巻き付け工程を示す図である。 図１０のうち、巻付けを行う導線のみを表した状態を示す図である。 第３巻き付け工程を示す図である。 図１２のうち、巻付けを行う導線のみを表した状態を示す図である。 第４巻き付け工程を示す図である。 図１４のうち、巻付けを行う導線のみを表した状態を示す図である。 潰し工程を示す図である。 図６の状態の重ね合わせ導線Ｚを５周巻き上げた状態のコイル籠Ｆを示す平面図である。 ステータＧを示す平面図である。 第２実施例の巻枠１２、１３、１４、１５にＵ相の第１導線ＵＡを巻き付けた状態を示す図である。 第２実施例の巻枠１２、１３、１４、１５にＵ相の第１導線ＵＡ、第２導線ＵＢを巻き付けた状態を示す図である。 １２本の導線を、巻枠１２、１３、１４、１５に巻き付けた状態を示す図である。 図２１の状態から、巻枠１２、１３、１４、１５を引き抜いた状態を示す図である。

以下、本発明におけるステータ、及びコイルを具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、平板状の巻枠１１にＵ相の第１導線ＵＡを螺旋状に巻き付けた状態を示す。巻枠１１は、断面が矩形状であり、短辺１１ｂ、１１ｄは、長辺１１ａ、１１ｃと比較してかなり短くしている。巻枠１１は、矩形断面の重心を中心として回転可能に保持され、図示しない回転手段により回転される。巻枠１１を薄くしているのは、後で説明する巻枠１１の取外し工程において、巻枠１１を取り外したときに、コイルが平面状に戻りやすくするためである。
図１においては、Ｕ相の第１導線ＵＡは、正規の周回数ではなく、説明用に簡略化して表現している。

図１に示すように、導線ＵＡは、先端にあるリード線部ＵＡＳＳに連続するスロット内導線部ＵＡＳが、巻枠の長辺１１ａ、１１ｃに巻き付けられ、コイルエンドを構成する円周導線部ＵＡＥが巻枠の短辺１１ｂ、１１ｄに巻き付けられている。円周導線部ＵＡＥの中央には、段差部ＵＡＫが形成されている。
スロット内導線部ＵＡＳ１、ＵＡＳ３、ＵＡＳ５、ＵＡＳ７（奇数番号のスロット内銅線部Ｓ）は、巻枠の長辺１１ａの位置にあり、スロット内導線部ＵＡＳ２、ＵＡＳ４、ＵＡＳ６（原則として、偶数番号のスロット内導線部Ｓ）は、巻枠の長辺１１ｃの位置にある。しかし、例外的に、スロット内導線部ＵＡＳ８、ＵＡＳ１６、ＵＡＳ２４、ＵＡＳ３２、ＵＡＳ４０は、スロット内導線部ＵＡＳ７及びスロット内導線部ＵＡＳ９と同じ長辺１１ｃ側にある。

次に、本実施例のステータについて説明する。本実施例のステータは、一周４８箇所のスロットを有している。したがって、コイル籠は、４８箇所のスロットに収納される４８個のスロット内導線部群を備えている。
ここで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各第１導線ＵＡ、ＶＡ、ＷＡと、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各第３導線ＵＣ、ＶＣ、ＷＣの各スロット内導線部Ｓは、同じスロット内に装着される。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各第２導線ＵＢ、ＶＢ、ＷＢと、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各第４導線ＵＤ、ＶＤ、ＷＤの各スロット内導線部Ｓは、同じスロット内に重ね合わされた状態で装着される。
したがって、スロット内導線部ＵＡＣＳ１（ＵＡＳ１＋ＵＣＳ１）が、第１スロットに装着されると、スロット内導線部ＵＡＣＳ２は、第７スロットに装着され、スロット内導線部ＵＡＣＳ３は、第１３スロットに装着され、スロット内導線部ＵＡＣＳ４は、第１９スロットに装着され、スロット内導線部ＵＡＣＳ５は、第２５スロットに装着され、スロット内導線部ＵＡＣＳ６は、第３１スロットに装着され、スロット内導線部ＵＡＣＳ７は、第３７スロットに装着され、スロット内導線部ＵＡＣＳ８は、第４３スロットに装着される。そして、スロット内導線部ＵＡＣＳ９は、再び第１スロットに装着され、スロット内導線部ＵＡＣＳ１と重ね合わせられる。

スロット内導線部ＵＡＳＣ１からＵＡＣＳ８までは、コイル籠において、Ｕ相の第１及び第３導線のスロット内導線部Ｓの１周目を構成し、スロット内導線部ＵＡＣＳ９からＵＡＣＳ１６までは、コイル籠において、２周目を構成し、スロット内導線部ＵＡＣＳ１７からＵＡＣＳ２４までは、３周目を構成し、スロット内導線部ＵＡＣＳ２５からＵＡＣＳ４２までは、４周目を構成し、スロット内導線部ＵＡＣＳ４３からＵＡＣＳ４８までは、５周目を構成している。
したがって、スロット内導線部ＵＡＳ８、ＵＡＳ１６、ＵＡＳ２４、ＵＡＳ３２、ＵＡＳ４０に連続する円周導線部ＵＡＥ８、ＵＡＥ１６、ＵＡＥ２４、ＵＡＥ３２、ＵＡＥ４０において、前の周の導線部を乗り越えるためのレーンチェンジ部ＬＣを必要とする。レーンチェンジ部ＬＣについては、後で詳細に説明する。

図２に、巻枠１１に既に巻かれているＵ相の第１導線ＵＡの上に密着して位置決めされ、Ｕ相の第２導線ＵＢを巻き付けた状態を示す。図３に、図２の状態から、巻枠１１を引き抜いた状態を仮に示す。実際の工程では、図２の状態では、巻枠１１を引き抜いていない。
図２及び図３に示すように、巻枠１１の周囲に、Ｕ相の第１導線ＵＡとＵ相の第２導線ＵＢが、密着して巻かれた状態となる。
円周導線部ＵＥについて見ると、段差部ＵＡＫ１と段差部ＵＢＫ１の位置関係は、第１導線ＵＡの段差部ＵＡＫ１が、第２導線ＵＢの段差部ＵＢＫ１の上側（図２において、紙の表面側）に密着して位置決めされている。同様に、段差部ＵＡＫ３が、段差部ＵＢＫ３の上側に密着して位置決めされており、段差部ＵＡＫ５が、段差部ＵＢＫ５の上側に密着して位置決めされており、段差部ＵＡＫ７が、段差部ＵＢＫ７の上側に密着して位置決めされている。

ここで、図３に示すように、段差部ＵＡＫ１は、円周導線部前部ＵＡＥＭ１側において段差がなく、円周導線部後部ＵＡＥＮ１側において段差が形成されており、その段差は、図３の紙面の表方向に折り曲げられている。
それに対して、段差部ＵＡＫ２は、円周導線部前部ＵＡＥＭ２側において段差がなく、円周導線部後部ＵＡＥＮ２側において段差が形成されており、その段差は、図３の紙面の裏方向に折り曲げられている。すなわち、段差部ＵＡＫ１と段差部ＵＡＫ２とでは、段差の方向が逆向きになっている。
一方、段差部ＵＡＫ２と段差部ＵＢＫ２の位置関係は、第１導線ＵＡの段差部ＵＡＫ２が、第２導線ＵＢの段差部ＵＢＫ２の下側（図２において、紙の裏面側）に密着して位置決めされている。同様に、段差部ＵＡＫ４が、段差部ＵＢＫ４の下側に密着して位置決めされており、段差部ＵＡＫ６が、段差部ＵＢＫ６の下側に密着して位置決めされている。
しかし、段差部ＵＡＫ８は、ＵＡＫ２・ＵＢＫ２の位置関係とは逆に、段差部ＵＢＫ８の下側に密着して位置決めされている。

また、図３に示すように、段差部ＵＡＫ８の段差は、段差部ＵＡＫ２、ＵＡＫ４、ＵＡＫ６の段差（図３の紙面の裏方向に折り曲げられている）とは、逆方向の段差（図３の紙面の表方向に折り曲げられている）になっている。すなわち、段差部ＵＡＫ８は、円周導線部前部ＵＡＥＭ８側において段差がなく、円周導線部後部ＵＡＥＮ８側において段差が形成されており、その段差は、図３の紙面の表方向に折り曲げられている。同様に、段差部ＵＢＫ８は、円周導線部前部ＵＢＥＭ８側において段差がなく、円周導線部後部ＵＢＥＮ８側において段差が形成されており、その段差は、図３の紙面の表方向に折り曲げられている。
このことは、段差部ＵＡＫ１６、ＵＡＫ２４、ＵＡＫ３２、ＵＡＫ４０において、同様である。

そして、段差部ＵＡＫ９は、ＵＡＫ１・ＵＢＫ１の位置関係と同じく、段差部ＵＢＫ９の上側に密着して位置決めされている。段差部ＵＡＫ１０は、ＵＡＫ２・ＵＢＫ２の位置関係と同じく、段差部ＵＢＫ１０の下側に密着して位置決めされている。
１周目に示すように、段差部Ｋは、コイルエンドを構成する円周導線部において、リード線ＵＡＳＳ・ＵＢＳＳの位置するリード側では、段差部ＵＡＫが段差部ＵＢＫの上側に密着して位置決めされており、反リード側では、段差部ＵＡＫが段差部ＵＢＫの下側に密着して位置決めされている。この状態は、特許文献１の編み上げた状態と同じである。
しかし、コイル籠の１周目から２周目にレーンチェンジするときには、図７に示すように、レーンチェンジ部ＬＣを必要とする。レーンチェンジ部ＬＣは、前の導線を回避するためのレーン段差を有する。図７には、３周目までのみ表示している。
スロット内導線部ＵＡＳ１・ＵＢＳ１からＵＡＳ７・ＵＢＳ７までを巻枠１１に巻き付け、スロット内導線部ＵＡＳ８・ＵＢＳ８を巻枠１１に巻き付けず、再びスロット内導線部ＵＡＳ９・ＵＢＳ９から巻枠１１に巻き付けることにより、図２の状態となる。
このように、円周導線部ＵＡＥ８・ＵＢＥ８を巻枠１１に、１回だけ巻き付けないこと、及び段差部ＵＡＫ８・ＵＢＫ８の段差を、段差部ＵＡＫ２・ＵＢＫ２、ＵＡＫ４・ＵＢＫ４、ＵＡＫ６・ＵＢＫ６と逆向きとすることにより、レーンチェンジ部ＬＣの段差を形成することができるのである。
このように、レーンチェンジ部ＬＣを形成することにより、導線同士の干渉や、導線間の空隙を生じることなく、除変していくレーンチェンジを形成することができる。

次に、図４に、Ｕ相の第１導線ＵＡ、Ｕ相の第２導線ＵＢ、Ｖ相の第１導線ＶＡ、Ｖ相の第２導線ＶＢ、Ｗ相の第１導線ＷＡ、Ｗ相の第２導線ＷＢ、Ｕ相の第３導線ＵＣ、Ｕ相の第４導線ＵＤ、Ｖ相の第３導線ＶＣ、Ｖ相の第４導線ＶＤ、Ｗ相の第３導線ＷＣ、及びＷ相の第４導線ＷＤで構成される１２本の導線を、順次巻枠１１に巻き付けた状態を示す。実際の１２本の導線は、正規の周回数はもっと多いのであるが、省略して表現している。
図１に示すＵ相の第１導線ＵＡに、図２に示すように、Ｕ相の第２導線ＵＢを重ねて巻き付けたように、順次、Ｖ相の第１導線ＶＡ、Ｖ相の第２導線ＶＢ、Ｗ相の第１導線ＷＡ、Ｗ相の第２導線ＷＢ、Ｕ相の第３導線ＵＣ、Ｕ相の第４導線ＵＤ、Ｖ相の第３導線ＶＣ、Ｖ相の第４導線ＶＤ、Ｗ相の第３導線ＷＣ、及びＷ相の第４導線ＷＤを重ねて巻き付けた状態を示している。
１周目のレーンチェンジ部ＬＣを形成するために、１２本の円周導線部ＵＡＥ８・ＵＢＥ８・ＶＡＥ８・ＶＢＥ８・ＷＡＥ８・ＷＢＥ８・ＵＣＥ８・ＵＤＥ８・ＶＣＥ８・ＶＤＥ８・ＷＣＥ８・ＷＤＥ８を、巻枠１１に巻き付けていない。ＵＡＥ１６〜ＷＤＥ１６、ＵＡＥ２４〜ＷＤＥ２４、ＵＡＥ３２〜ＷＤＥ３２、ＵＡＥ４０〜ＷＤＥ４０も同様に、巻枠１１に巻き付けていない。

次に、図４の状態を完成させるための製造方法である、図１の状態、図２の状態と順次巻き付ける製造方法のうち、導線の巻き付け工程を説明する。本実施例では、導線の巻き付け工程は、４工程に分かれている。本実施例では、導線の巻き付け工程を、４工程で行っているが、各工程を同時に行うことにより、１工程、２工程、３工程で行っても良い。
図８に第１巻き付け工程を示す。図８は、いくつ目かの導線を、既に巻き付けられている導線に重ねて巻き付ける状態を示しているが、巻き付けを行う導線のみを表した状態を図９に示す。
図８及び図９においては、Ｕ相の第２導線ＵＢのスロット内導線部ＵＢＳを巻枠１１に巻き付けた状態で、巻枠１１は停止している。そして、導線を供給するための図示しない導線供給装置から供給された導線が、図示しない導線折り曲げ装置により、図９に示すように、導線ＵＢを紙面と同じ平面上で２度折り曲げ加工されて、円周導線部前部ＵＢＥＭが形成される。Ｕ相の第２導線ＵＢの円周導線部前部ＵＢＥＭは、Ｕ相の第１導線ＵＡの円周導線部前部ＵＡＥＭの下に密着している。

次に、図１０に第２巻き付け工程を示す。図１０は、いくつ目かの導線を、既に巻き付けられている導線に重ねて巻き付ける状態を示しているが、巻き付けを行う導線のみを表した状態を図１１に示す。
図１１に示すように、導線折り曲げ装置が、導線ＵＢに段差部ＵＢＫを曲げ加工している。図１１のＡ部は、段差部ＵＢＫを図中矢印Ｂ方向から見た図である。段差部ＵＢＫは、導線の厚み分だけ、紙の裏面側に向かって２度折り曲げられ段差が形成されている。
段差部ＵＢＫは、図１０に示すように、既に巻枠１１に巻き付けられているＵ相の第１導線ＵＡを回避するためのものである。
段差部ＵＢＫ、ＶＡＫ、ＶＢＫ、ＷＡＫ、ＷＢＫ、ＵＣＫ、ＵＤＫ、ＶＣＫ、ＶＤＫ、ＷＣＫ、ＷＤＫを設けることにより、１２本の円周導線部ＵＢＥ、ＶＡＥ、ＶＢＥ、ＷＡＥ、ＷＢＥ、ＵＣＥ、ＵＤＥ、ＶＣＥ、ＶＤＥ、ＷＣＥ、ＷＤＥを重ね合わせたときに、導線の２本分の厚みとすることができる。また、段差部Ｋを密着して位置決めしているため、特許文献３のような、位置決めピンを必要とせず、巻枠１１を単純な形状とすることができる。

次に、図１２に第３巻き付け工程を示す。図１２は、いくつ目かの導線を、既に巻き付けられている導線に重ねて巻き付ける状態を示しているが、巻き付けを行う導線のみを表した状態を図１３に示す。
図１３に示すように、段差部ＵＢＫにおいて、紙面と同じ平面状で１度折り曲げ、再び折り曲げて、円周導線部後部ＵＢＥＮを形成している。
段差の形成方向は、原則として、リード線側と反リード線側とで逆方向とされている。すなわち、図３に示すように、リード線側では、例えば、段差部ＵＡＫ２は、円周導線部前部ＵＡＥＭ２側において段差がなく、円周導線部後部ＵＡＥＮ２側において段差が形成されており、その段差は、図３の紙面の裏方向に折り曲げられている。それに対して、反リード線側では、例えば、段差部ＵＡＫ１は、円周導線部前部ＵＡＥＭ１側において段差がなく、円周導線部後部ＵＡＥＮ１側において段差が形成されており、その段差は、図３の紙面の表方向に折り曲げられている。すなわち、段差部ＵＡＫ１と段差部ＵＡＫ２とでは、段差の方向が逆向きになっている。

しかし、段差部ＵＡＫ８の段差は、段差部ＵＡＫ２、ＵＡＫ４、ＵＡＫ６の段差（図３の紙面の裏方向に折り曲げられている）とは、逆方向の段差（図３の紙面の表方向に折り曲げられている）になっている。すなわち、段差部ＵＡＫ８は、円周導線部前部ＵＡＥＭ８側において段差がなく、円周導線部後部ＵＡＥＮ８側において段差が形成されており、その段差は、図３の紙面の表方向に折り曲げられている。
次に、図１４に第４巻き付け工程を示す。図１４は、いくつ目かの導線を、既に巻き付けられている導線に重ねて巻き付ける状態を示しているが、巻き付けを行う導線のみを表した状態を図１５に示す。
図１３に示す状態から、段差部ＵＢＫにおいて、円周導線部ＵＢＥをさらに折り曲げて、次のスロット内導線部ＵＢＳが巻枠１１に巻き付く位置まで折り曲げる。これにより、導線は図１５に示す状態となる。
本実施例では、図１２の第３巻き付け工程と、図１４の第４巻き付け工程とを別の巻き付け工程としたが、一度の工程で行っても良い。

次に、図１５の矢印Ｂで示すように、巻枠１１を右から見て反時計回りに１８０度回転させる。このとき、スロット内導線部ＵＢＳがねじれないように、導線供給部を適宜回転させている。
１８０度回転させることにより、図８の状態に戻るため、また、図８から図１５に示す巻き付け工程を行い、回転させることを、繰り返し行う。
ただし、レーンチェンジ部ＬＣとなる、スロット内導線部Ｓ８、Ｓ１６、Ｓ２４、Ｓ３２、Ｓ４０においては、図１５の巻き付け工程が終了した後、回転を行わずに、再び、第１巻き付け工程から第４巻き付け工程を行っている。
以上で、巻き付け工程の説明を終わり、元の工程に戻って、図４の状態から説明を再開する。

図４の状態から、巻枠１１を引き抜いた状態を図５に示す。
図１６（ａ）に、図５を下側から見た図を示す。全体の位置関係は、違いを強調して表現している。
図１６（ａ）に示すように、巻枠１１の長辺１１ａ側に巻かれたスロット内導線ＵＡＳ１、ＵＡＳ３、ＵＡＳ５、・・・と、長辺１１ｃ側に巻かれたスロット内導線ＵＡＳ２、ＵＡＳ４、・・・とは、巻枠１１の板厚分位置がずれている。図では、スロット内導線部が順次、三角波状に位置している。
図１６（ａ）の矢印Ｔで示す方向から、押圧部材で１２本の導線を一度に潰して、図１６（ｂ）の状態とする。図１６（ｂ）の状態を図６に斜視図で示す。図１６（ａ）では、スロット内導線部間のピッチＰａは、ステータのスロットピッチ間よりも狭い。しかし、押し潰されることにより、スロット内導線部間のピッチは広がって、Ｐｂとなる。このピッチＰｂは、ステータのスロット間ピッチと同じ長さである。

図６に示すように、図５の状態から潰されることにより、１２本の導線が編み上げられた状態の重ね合わせ導線Ｚが完成する。
図６の状態の重ね合わせ導線Ｚを５周巻き上げた状態のコイル籠Ｆを図１７に平面図として示す。この状態では、４８箇所のスロット内導線部群を有し、各スロット内導線部群は、各々１０本のスロット内導線部Ｓを有している。図１７及び図１８に示す平面図は、本発明の一例であり、他の形状もあり得る。
４８箇所のスロット内導線部群の間に形成された４８箇所の空間に、外側から４８本のティースＨを装着して固定することにより、図１８に示すステータＧが完成する。この後、樹脂により成形を行っても良い。

以上、詳細に説明したように、本実施例のステータ及びコイル籠によれば、巻枠１１に１２本の導線ＵＡ、ＵＢ、ＶＡ、ＶＢ、ＷＡ、ＷＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＶＣ、ＶＤ、ＷＣ、ＷＤを、コイルエンド部に形成した段差部ＵＡＫ、ＵＢＫ、ＶＡＫ、ＶＢＫ、ＷＡＫ、ＷＢＫ、ＵＣＫ、ＵＤＫ、ＶＣＫ、ＶＤＫ、ＷＣＫ、ＷＤＫを密着させながら、螺旋状に巻き付け、螺旋状導線を形成する第１工程と、螺旋状導線を巻枠１１から取り外す第２工程と、螺旋状導線を平面状に潰して平面状導線を形成する第３工程と、平面状導線を環状に巻き取ることによりコイル籠Ｇを形成する第４工程と、を有するので、密着して構成される段差部Ｋにより位置決めがされるため、特許文献２のような、エンドコイル拘束部及びスロット拘束部を必要とせず、巻枠を抜き取る前に、エンドコイル拘束部及びスロット拘束部を、先に抜き取る必要もないため、工程を単純化することができる。また、特許文献３のように、巻枠を複雑にする必要がない。
また、第３工程で螺旋状導線を一度潰してスロット内導線部間のピッチを正確に形成した後、第４工程で環状に巻き取っているので、特許文献２と比較して、スロット内導線のピッチを、容易かつ正確に成形することができる。

また、本実施例のステータ、及びコイル籠は、巻枠１１が、断面が矩形状の平板巻枠であること、第１工程で巻枠１１を回転させながら、１２本の導線を巻き付けること、第４工程で環状に巻き取るとき必要となる、第Ｎ周目から第Ｎ＋１周目に変化するレーンチェンジ部ＬＣを形成するために、第１工程で１２本の導線を巻枠１１に巻き付けないこと、及び巻きつけない円周導線部Ｅの段差部Ｋの段差の方向を通常と逆向きとすることにより、レーンチェンジ部ＬＣを形成することを特徴とするので、特許文献２のように、１周分巻き付ける毎に、巻き方向を反転させる必要がなく、反転時の導線の保持手段や巻き付け反転装置が不要となり、工程及び装置を単純化することができる。また、特許文献２のように、１周毎に導線を反転させる必要がないため、スロット内導線部Ｓ間のピッチを正確に形成することができる。

次に、第２の実施例について説明する。
第２実施例の基本的な方法は、第１実施例と同じなので、同じ構成については、同じ符号を付して、説明を省略し、相違する点のみ詳細に説明する。図６に示す潰した状態では、第１実施例と第２実施例は、全く同じとなる。第２実施例が第１実施例と相違するのは、巻き付け方法である。
図１９に、Ｕ相の第１導線ＵＡを巻枠１２、１３、１４、１５に巻き付けた状態を示す。巻枠１２は、断面が六角形状であり、隣に巻枠１３、その隣に巻枠１４、その隣に巻枠１５が配置されている。巻枠１３、１４、１５も断面形状は、巻枠１２と同じである。
導線ＵＡは、リード線部ＵＡＳＳを一端として、巻枠１２に螺旋状に巻き付けられる。巻き付ける方向は、反時計回りである。このとき、スロット内導線部Ｓは、六角形の平行な両面に沿って巻き付けられる。円周導線部Ｅは、段差部Ｋが上部頂点、また下部頂点に位置するように、配置される。段差部Ｋや円周導線部Ｅの折り曲げ加工は、第１実施例とほぼ同じである。巻枠１２に導線ＵＡを巻き付けるときに、本実施例では、巻枠１２を回転させている。同時に導線ＵＡにねじれが生じないように、図示しない導線供給装置により、導線ＵＡを適宜ねじりながら供給している。

段差部ＵＡＳ７まで、巻枠１２に巻き付けた後、段差部ＵＡＳ８を備える円周導線部ＵＡＥ８は、レーンチェンジ部ＬＣを形成するために、巻枠１３に巻き付ける。巻枠１３に巻き付ける方向は、巻枠１２に巻き付ける方向（反時計回り方向）と逆向き（時計回り方向）である。
円周導線部ＵＡＥ８を巻枠１３に巻き付けただけで、円周導線部ＵＡＥ９は、次の巻枠１４に反時計回りに巻き付けられる。円周導線部ＵＡＥ１５まで、反時計回りに螺旋状に、巻枠１４に巻き付ける。
そして、巻枠１４に巻き付けた後、段差部ＵＡＳ１６を備える円周導線部ＵＡＥ１６は、レーンチェンジ部ＬＣを形成するために、巻枠１５に巻き付ける。巻枠１５に巻き付ける方向は、巻枠１４に巻き付ける方向（反時計回り方向）と逆向き（時計回り方向）である。この後、連続して巻き付けるのであるが、図及び説明を割愛する。

図２０に、巻枠１２、１３、１４、１５に既に巻かれているＵ相の第１導線ＵＡの横に密着して重ねて、Ｕ相の第２導線ＵＢを巻き付けた状態を示す。
導線ＵＡと同じく、円周導線部ＵＢＡＥ８は、巻枠１３に時計回りに巻き付けられ、円周導線部ＵＢＥ１６は、巻枠１５に時計回りに巻き付けられる。
図２１に、Ｕ相の第１導線ＵＡ、Ｕ相の第２導線ＵＢ、Ｖ相の第１導線ＶＡ、Ｖ相の第２導線ＶＢ、Ｗ相の第１導線ＷＡ、Ｗ相の第２導線ＷＢ、Ｕ相の第３導線ＵＣ、Ｕ相の第４導線ＵＤ、Ｖ相の第３導線ＶＣ、Ｖ相の第４導線ＶＤ、Ｗ相の第３導線ＷＣ、及びＷ相の第４導線ＷＤで構成される１２本の導線を、順次巻枠１２、１３、１４、１５に巻き付けた状態を示す。実際の１２本の導線は、もっと長いのであるが、省略して表現している。
導線ＵＡ、ＵＢと同じく、円周導線部ＶＡＥ８，ＶＢＥ８，ＷＡＥ８，ＷＢＥ８，ＵＣＥ８，ＵＤＥ８，ＶＣＥ８，ＶＤＥ８，ＷＣＥ８，ＷＤＥ８は、巻枠１３に時計回りに巻き付けられ、円周導線部ＶＡＥ１６，ＶＢＥ１６，ＷＡＥ１６，ＷＢＥ１６，ＵＣＥ１６，ＵＤＥ１６，ＶＣＥ１６，ＶＤＥ１６，ＷＣＥ１６，ＷＤＥ１６は、巻枠１５に時計回りに巻き付けられる。

図２２に、図２１の状態から、巻枠１２、１３、１４、１５を引き抜いた状態を示す。この状態において、実施例１の図１６と同様に、押し潰すことにより、図６の状態となる。すなわち、１２本の導線が編み上げられた状態の重ね合わせ導線Ｚが完成する。
図６の状態の重ね合わせ導線Ｚを５周巻き上げた状態のコイル籠Ｆを図１７に示す。この状態では、４８箇所のスロット内導線部群を有し、各スロット内導線部群は、各々１０本のスロット内導線部Ｓを有している。
４８箇所のスロット内導線部群の間に形成された４８箇所の空間に、外側から４８本のティースＨを装着して固定することにより、図１８に示すステータＧが完成する。
第２実施例によれば、巻枠１２、１３、１４、１５等が六角形断面を有しているので、螺旋状に巻き付けるときに巻付けしやすい利点がある。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、１２本の導線を順次巻枠１１に巻き付けているが、複数本同時に折り曲げながら、巻枠１１に巻き付けても良い。
第２実施例では、巻枠１２、１３、１４、１５等を回転させているが、巻枠の周りを導線供給装置が回って巻き付けても良い。

１１ 巻枠
１１ａ、１１ｃ 長辺
１１ｂ、１１ｄ 短辺
１２、１３、１４、１５ 巻枠
ＵＡ Ｕ相第１導線
ＵＢ Ｕ相第２導線
ＵＣ Ｕ相第３導線
ＵＤ Ｕ相第４導線
ＶＡ Ｖ相第１導線
ＶＢ Ｖ相第２導線
ＶＣ Ｖ相第３導線
ＶＤ Ｖ相第４導線
ＷＡ Ｗ相第１導線
ＷＢ Ｗ相第２導線
ＷＣ Ｗ相第３導線
ＷＤ Ｗ相第４導線
Ｓ スロット内導線部
ＳＳ リード線部
Ｅ 円周導線部
ＥＭ 円周導線部前部
ＥＮ 円周導線部後部
Ｋ 段差部
ＬＣ レーンチェンジ部

Claims (7)

1. 巻枠に複数の導線を、コイルエンド部に形成した段差部を密着させながら、螺旋状に巻き付け、螺旋状導線を形成する第１工程と、
   前記螺旋状導線を前記巻枠から取り外す第２工程と、
   前記螺旋状導線を平面状に潰して平面状導線を形成する第３工程と、
   前記平面状導線を環状に巻き取ることによりコイル籠を形成する第４工程と、
   を有することを特徴とするコイル籠製造方法。
2. 請求項１に記載するコイル籠製造方法において、
   前記巻枠が、断面が矩形状の平板巻枠であること、
   前記第１工程で前記平板巻枠を回転させながら、前記複数の導線を巻き付けること、
   前記第４工程で環状に巻き取るとき必要となる、第Ｎ周目から第Ｎ＋１周目に変化するレーンチェンジ部を形成するために、前記第１工程で前記複数の導線を前記巻枠に巻き付けないことにより、前記レーンチェンジ部を形成することを特徴とするコイル籠製造方法。
3. 請求項２に記載するコイル籠製造方法において、
   前記導線が、スロット内導線部、円周導線部、リード線部を備え、
   前記各円周導線部に段差部が形成され、
   前記リード線部側に位置するリード線側段差部と、前記リード線部側と反対側の反リード線側段差部との段差が、原則、反対向きに形成され、例外として、リード線側に形成される前記レーンチェンジ部の前記円周導線部に形成されたレーンチェンジ段差部の段差が、反リード線側と同じ方向に形成されていることを特徴とするコイル籠製造方法。
4. 請求項１乃至請求項３のコイル籠製造方法のいずれか１つにより製造されたことを特徴とするコイル籠。
5. 請求項１乃至請求項３のコイル籠製造方法のいずれか１つにより製造されたコイル籠を有することを特徴とするステータ。
6. 巻枠に複数の導線を、コイルエンド部に形成した段差部を密着させながら、螺旋状に巻き付け、螺旋状導線を形成する巻枠手段と、
   前記螺旋状導線を前記巻枠から取り外す巻枠取外し手段と、
   前記螺旋状導線を平面状に潰して平面状導線を形成する潰し手段と、
   前記平面状導線を環状に巻き取ることによりコイル籠を形成する巻取り手段と、
   を有することを特徴とするコイル籠製造装置。
7. 請求項６に記載するコイル籠製造装置において、
   前記巻枠が、断面が矩形状の平板巻枠であること、
   前記巻枠手段が前記平板巻枠を回転させながら、前記複数の導線を巻き付けること、
   前記巻取り手段が環状に巻き取るとき必要となる、第Ｎ周目から第Ｎ＋１周目に変化するレーンチェンジ部を形成するために、前記巻枠手段が、前記複数の導線を前記巻枠に巻き付けないことにより、前記レーンチェンジ部を形成するレーンチェンジ手段を有することを特徴とするコイル籠製造装置。

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