JP2014166102A - 平角線の巻線構造 - Google Patents

Abstract

【課題】平角線を用いた場合の占積率を、効率よく、かつ十分に高めることができる平角線の巻線構造を提供する。
【解決手段】奇数層の平角線１２は、バックヨーク１０から鍔部３４に向かって巻回されると共に、偶数層の平角線１２は、鍔部３４からバックヨーク１０に向かって巻回され、各層のスロット６０へ平角線１２が巻き始められる位置をそれぞれ始線位置とし、各層の巻胴部３７を中心にして始線位置とは線対称の位置をそれぞれ終線位置としたとき、奇数層の終線位置に平角線１２一本分の空きスペースが形成されるように、平角線１２を多層に巻回してコイル８を形成する。
【選択図】図５

Description

この発明は、平角線の巻線構造に関するものである。

一般に、マグネットが設けられているロータと、巻線が巻回されているステータとにより構成されているブラシレスモータ等は、そのステータのティースに巻回されている巻線の密度（占積率）が高いほど性能を高めることができる。ここで、占積率を高めるために、断面略長方形のいわゆる平角線からなる巻線を用いる場合がある。平角線は、その形状の特徴から丸線と比較してステータ内での巻線間の隙間を小さくできるため、占積率をさらに向上させることができる。

また、近年、平角線を用いた場合の占積率をさらに高めるべく、さまざまな技術が提案されている。例えば、巻き初めだけ平角線を縦方向、つまり平角線の幅方向に巻回し、巻き進めるに従って、徐々に平角線を横方向、つまり平角線の厚み方向に移行しながら巻回する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−９４８０号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、ティースの根元部のうち、巻き始めの平角線が配置される側とは反対側に、この巻き始めの平角線と同様の厚みを有する凸部を形成し、２番目以降にティースに巻回される平角線が巻崩れしないようにする必要がある。このように、凸部を形成する無駄なスペースが必要になり、効率よく、且つ十分に巻線の占積率を高めることができないという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、平角線を用いた場合の占積率を、効率よく、かつ十分に高めることができる平角線の巻線構造を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る平角線の巻線構造は、周方向に沿って延在するコア本体を構成するバックヨークと、このバックヨークから径方向に沿って延出する複数の巻胴部と、これら巻胴部の先端から周方向に沿って延在する鍔部とを備え、前記バックヨークと前記巻胴部と前記鍔部とに囲まれて形成されるスロットに平角線を多層に巻回してコイルが形成される平角線の巻線構造であって、奇数層の前記平角線は、前記バックヨークから前記鍔部に向かって巻回されると共に、偶数層の前記平角線は、前記鍔部から前記バックヨークに向かって巻回され、各層の前記スロットへ前記平角線が巻き始められる位置をそれぞれ始線位置とし、各層の前記巻胴部を中心にして前記始線位置とは線対称の位置をそれぞれ終線位置としたとき、奇数層の終線位置に前記平角線一本分の空きスペースが形成されるように、前記平角線を多層に巻回して前記コイルを形成することを特徴とする。

このように構成することで、スロット内に無駄なスペースが形成されることを防止でき、平角線の占積率を効率よく、且つ十分に高めることができる。

本発明に係る平角線の巻線構造は、前記コア本体は、前記バックヨークを周方向に複数分割してなり、各コア本体に、前記巻胴部がそれぞれ１つずつ設けられ、前記スロットは、各コア本体と、このコア本体に設けられた巻胴部と、この巻胴部の先端に設けられた鍔部とに囲まれて形成されていることを特徴とする。

このように、バックヨークを周方向に分割することによりコア本体を構成した場合であっても、各コア本体から延びるティースに巻回される平角線の占積率を効率よく、且つ十分に高めることができる。

本発明に係る平角線の巻線構造は、前記奇数層の前記空きスペースには、この空きスペースが形成されている奇数層の上に巻回される偶数層の前記平角線のうち、最後から２番目に巻回される前記平角線が挿入され、さらに、この平角線の上に、最後に巻回される前記平角線が巻回されることを特徴とする。

このように構成することで、平角線の巻崩れを確実に防止しつつ、平角線の占積率を向上させることができる。

本発明に係る平角線の巻線構造は、前記コア本体の内周面は、前記巻胴部の根元から前記バックヨークの延在方向に沿うように断面弧状に形成されており、各層の最も前記コア本体側に配置されている前記平角線は、前記コア本体の内周面に当接した状態になっていることを特徴とする。

このように、コア本体の内周面が断面弧状に形成され、コア本体の内周面がいわゆるオーバーハングした状態であっても、平角線が巻回されるスペースを有効に活用することができ、平角線の占積率を向上させることができる。

本発明に係る平角線の巻線構造は、前記奇数層の前記空きスペースは、前記平角線による前記奇数層の巻回時に、前記空きスペースに対応する位置に治具を配置することにより形成されることを特徴とする。

このように構成することで、効率よく、確実に空きスペースを形成しつつ、この空きスペースに偶数層に巻回される平角線を挿入させることができる。

本発明に係る平角線の巻線構造は、ブラシレスモータのステータにおけるコイルの形成に適用されたことを特徴とする。

このように構成することで、占積率を、効率よく、かつ十分に高めることができるブラシレスモータを提供できる。

本発明によれば、スロット内に無駄なスペースが形成されることを防止でき、平角線の占積率を効率よく、且つ十分に高めることができる。

本発明の実施形態におけるブラシレスモータの断面図である。 本発明の実施形態におけるステータの斜視図である。 本発明の実施形態における分割コアの斜視図である。 本発明の実施形態における分割コアに平角線を巻回した状態を示す斜視図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における１層目の平角線の巻回状態を示す説明図であって、（ａ）は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は、図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｄ）は、図４のＥ矢視である。 本発明の実施形態における２層目の平角線の巻回状態を示す説明図であって、（ａ）は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は、図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｄ）は、図４のＥ矢視である。 本発明の実施形態における３層目の平角線の巻回状態を示す説明図であって、（ａ）は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は、図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｄ）は、図４のＥ矢視である。 本発明の実施形態における４層目の平角線の巻回状態を示す説明図であって、（ａ）は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は、図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｄ）は、図４のＥ矢視である。 本発明の実施形態における５層目の平角線の巻回状態を示す説明図であって、（ａ）は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は、図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｄ）は、図４のＥ矢視である。 本発明の実施形態における平角線成形装置の構成図である。 本発明の実施形態における平角線の成形方法の説明図である。 本発明の実施形態における巻線機の主要部を示す構成図であって、（ａ）、（ｂ）は、巻線機による平角線の巻回手順について示す。

（ブラシレスモータ）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ブラシレスモータ１の断面図、図２は、ステータ３の斜視図である。
図１、図２に示すように、ブラシレスモータ１は、ヨークハウジング２に圧入されたステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられたロータ４とを有し、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）の電動機として用いられるものである。
ヨークハウジング２は、略有底円筒形状を有し、筒状部分の内周にステータ３が圧入されている。ヨークハウジング２のエンド部（底部）２Ａは、径方向中央部に軸受５を圧入してある。この軸受５には、ロータ４の回転軸６の一端側が回転自在に支持されている。ヨークハウジング２の開口部は、ブラケット７で閉鎖されている。

ステータ３は、略円筒形状のバックヨーク１０を有し、バックヨーク１０から径方向内側に向かって、突出形成された複数のティース３３と、このティース３３の周囲を被覆するように装着された絶縁性のインシュレータ１１と、このインシュレータ１１の上からティース３３に巻回される断面略矩形状の平角線１２とを備えている。そして、それぞれのティース３３に平角線１２を巻回することにより、複数のコイル８が形成される。
ロータ４は、回転軸６に不図示のロータコアが圧入固定されており、このロータコアの外周面に設けられた複数の永久磁石１３と、回転軸６に圧入固定された位置検出用のレゾルバ１４を構成するレゾルバロータ１４Ａとから構成されている。永久磁石１３は、周方向に磁極が順番に変わるように配置されている。

ヨークハウジング２の開口部２Ｂには、この開口部２Ｂを閉塞するようにブラケット７が設けられている。ブラケット７は、略円板形状を有し、径方向中央部に厚さ方向に貫通する貫通孔２０が形成されている。貫通孔２０内には、軸受２１が圧入固定されており、軸受２１で回転軸６の他端側を回転自在に支持している。
さらに、レゾルバ１４を構成するレゾルバステータ１４Ｂがレゾルバロータ１４Ａの位置に合わせて固定されており、回転軸６と一体に回転するレゾルバロータ１４Ａの回転位置を検出可能になっている。

また、ブラケット７のヨークハウジング２側には、略円環状のターミナル２２ａが複数配設されたバスバーユニット２２が設けられている。バスバーユニット２２は、ステータ３側のそれぞれのコイル８と、ブラケット７の外周から引き込まれたリード線２３とを電気的に繋ぐ役割を有し、リード線２３を介して接続される外部の電源から各平角線１２に電流供給が可能になっている。この他にブラケット７の外周部には、ブラシレスモータ１を固定するときに使用されるボルト孔２４が穿設されている。

（分割コア）
ここで、バックヨーク１０は、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられている。すなわち、バックヨーク１０は、周方向に複数に分割された分割コア３０を環状に連結して構成されている。

図３は、分割コア３０の斜視図である。
同図に示すように、分割コア３０は、例えば金属板を複数積層してなるものであって、周方向に延びるコア本体３１を有している。コア本体３１は、分割コア３０を環状に連結したときにバックヨーク１０の環状の磁路を形成する部分であり、且つヨークハウジング２の内周面に固定される部分であって、断面略円弧状に形成されている。

コア本体３１の周方向の両端部は、他の分割コア３０に圧入によって連結される連結部３２Ａ，３２Ｂになっている。一方の連結部３２Ａは凸形状を有し、他方の連結部３２Ｂは連結部３２Ａを受け入れ可能な凹形状を有している。
また、コア本体３１の内周面３１Ａには、周方向略中央部からティース３３が径方向内側（回転中心側）に向かって突出形成されている。ティース３３は、径方向に沿って延びる巻胴部３７と、巻胴部３７の径方向内側の端部、つまり、巻胴部３７の先端部に一体形成され、周方向両側に沿って延びる鍔部３４とにより構成されている。

これら巻胴部３７とコア本体３１と鍔部３４とに囲まれて、平角線１２を巻回するためのスロット６０が形成されている。つまり、各分割コア３０にはティース３３を挟んで一対のスロット６０が設けられる。ここで、コア本体３１の周方向端部と鍔部３４の周方向端部とを結んだ仮想線（図５における二点鎖線）より内側がスロット６０におけるコイル収容部６１となる。

鍔部３４の径方向内側の端面には、２条の凹部３５が軸方向に沿って形成されており、２条の凹部３５によって一つの分割コア３０に対して三つの擬似ティースが形成された状態になる。一方、鍔部３４においてスロット６０に面する部位は、スロット６０の周方向の開口部に向かって徐々に広がるように斜壁部（スロット内側壁部）３４Ａが形成されている。これにより、スロット６０は、スロット底部６０Ａからスロット６０の周方向の開口側に向けて徐々にその開口幅が広がる末広がり形状に構成されている。

ここで、コア本体３１は、略円筒状のバックヨーク１０を周方向に分割したものであるから、スロット６０に面するスロット対向面（スロット外側壁部）３６が、ティース３３の延在方向に対して直交しておらず、断面円弧状に形成されている。つまり、コア本体３１のスロット対向面３６は、ティース３３の根元部３３Ａ、つまり、ティース３３とバックヨーク１０との接続部から周方向外側に向かうにしたがって径方向内側に向かって張り出すように、いわゆるオーバーハングした状態になっている。そして、このように形成されたティース３３の周囲を被覆するようにインシュレータ１１が装着されている。

（インシュレータ）
図４は、分割コア３０に平角線１２を巻回した状態を示す斜視図、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図３〜図５に示すように、インシュレータ１１は、第１インシュレータ１１ａと第２インシュレータ１１ｂとからなり、ティース３３を分割コア３０の長さ方向（軸方向）の両方の端部３０Ａ，３０Ｂから挟み込むように装着されている。各インシュレータ１１ａ，１１ｂは、ティース３３のスロット６０に面する部位、及びティース３３の端部３０Ａ（端部３０Ｂ）とを被覆するインシュレータ本体４０と、インシュレータ本体４０におけるティース３３の端部３０Ａ（端部３０Ｂ）に対応する部位から軸方向に沿って立設する外壁部４１Ａ及び内壁部４１Ｂとが一体成形されたものである。

外壁部４１Ａは、ティース３３の根元部に対応する位置に配置され、周方向に沿って延在するように断面弧状に形成されている。また、内壁部４１Ｂは、鍔部３４の径方向内側の端面に対応する部位に配置され、周方向に沿って延在するように断面弧状に形成されている。すなわち、内壁部４１Ｂの周方向の長さよりも外壁部４１Ａの周方向の長さが長く設定されている。
また、一対のインシュレータ１１のうち、分割コア３０の軸方向一端部３０Ａ側（図３、図４における上端側）に装着された第１インシュレータ１１ａの外壁部４１Ａには、ティース３３に巻回されている平角線１２の巻き始め端部１２Ａと巻き終わり端部１２Ｂとが引き出されるスリット４２Ａ，４２Ｂが形成されている。

（平角線の巻線構造）
次に、図５〜図１０に基づいて、平角線１２の巻回作業について説明しながら平角線１２の巻線構造について説明する。尚、以下の説明において、平角線１２に、ティース３３に巻回される順番に番号を付して説明する。また、図５〜図１０において、ティース３３の左側に形成されているスロット６０を単に左側のスロット６０と称し、ティース３３の右側に形成されているスロット６０を単に右側のスロット６０と称して説明する。

図４に示すように、平角線１２は、巻き始め端部１２Ａと巻き終わり端部１２Ｂとがそれぞれ分割コア３０の軸方向一端部３０Ａ側（図３、図４における上側）から引き出されるように巻回されている。すなわち、平角線１２は、分割コア３０の軸方向一端部３０Ａ側から左側のスロット６０に挿入され、ティース３３の軸方向他端部３０Ｂ側（図３、図４における下側）を通って右側のスロット６０から引き出されるように巻回されている。また、図５に示すように、平角線１２は、その巻線層が５層となるようにティース３３に巻回されている。

図６は、１層目の平角線１２の巻回状態を示す説明図、図７は、２層目の平角線１２の巻回状態を示す説明図、図８は、３層目の平角線１２の巻回状態を示す説明図、図９は、４層目の平角線１２の巻回状態を示す説明図、図１０は、５層目の平角線１２の巻回状態を示す説明図である。また、各図の（ａ）は、各層の状態における図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、各図の（ｂ）は、各層の状態における図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、各図の（ｃ）は、各層の状態における図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図、各図の（ｄ）は、各層の状態における図４のＥ矢視である。

まず、図６に基づいて、１層目について説明する。
同図に示すように、１層目の平角線１２は、１番目の平角線１２が左側のスロット６０におけるティース３３の根元部３３Ａ側に挿入される。この後、１番目の平角線１２は、右側のスロット６０から引き出される。このとき、右側のスロット６０におけるティース３３の根元部３３Ａには、ティース３３の軸方向一端部３０Ａ側に、平角線１２の一本分の第１空きスペースＳ１が形成されるように巻回される（図６（ａ）参照）。

この一本分の第１空きスペースＳ１は、ティース３３に平角線１２を巻回するための巻線機８０に設けられている治具５１により形成される。尚、巻線機８０及び治具５１の詳細については後述する。
そして、１番目の平角線１２を巻回した後、２番目、３番目、４番目、５番目の平角線１２をコア本体３１側から鍔部３４側に向かって巻回していく。このとき、右側のスロット６０には、ティース３３の根元部３３Ａに第１空きスペースＳ１が形成されているので、５番目の平角線１２が４番目の平角線１２の上に巻回される。

続いて、図７に基づいて、２層目について説明する。
同図に示すように、２層目の平角線１２は、６番目の平角線１２が左側のスロット６０におけるティース３３の鍔部３４側に挿入される。そして、鍔部３４側からコア本体３１側に向かって、６番目、７番目、８番目、９番目、１０番目の平角線１２を、この順番で巻回していく。ここで、右側のスロット６０には、ティース３３の根元部３３Ａに第１空きスペースＳ１が形成されているので、この第１空きスペースＳ１に９番目の平角線１２が挿入される（図７（ａ）参照）。
この後、右側のスロット６０では、９番目の平角線１２の上に１０番目の平角線１２が巻回された状態になる。また、１０番目の平角線１２は、インシュレータ１１を介してコア本体３１の内周面３１Ａに当接した状態になる。

続いて、図８に基づいて、３層目について説明する。
同図に示すように、３層目の平角線１２は、１１番目の平角線１２が左側のスロット６０におけるコア本体３１の内周面３１Ａ側に挿入される。この後、１１番目の平角線１２は、右側のスロット６０から引き出される。このとき、右側のスロット６０におけるコア本体３１の内周面３１Ａ側には、ティース３３の軸方向一端部３０Ａ側に、平角線１２の一本分の第２空きスペースＳ２が形成されるように巻回される（図８（ａ）参照）。この一本分の第２空きスペースＳ２も、巻線機８０に設けられている治具５１により形成される。

そして、１１番目の平角線１２を巻回した後、１２番目、１３番目、１４番目、１５番目の平角線１２をコア本体３１側から鍔部３４側に向かって巻回していく。このとき、右側のスロット６０には、コア本体３１の内周面３１Ａ側に第２空きスペースＳ２が形成されているので、１５番目の平角線１２が１４番目の平角線１２の上に巻回される。

続いて、図９に基づいて、４層目について説明する。
同図に示すように、４層目の平角線１２は、１６番目の平角線１２が左側のスロット６０におけるティース３３の鍔部３４側に挿入される。そして、鍔部３４側からコア本体３１側に向かって、１６番目、１７番目、１８番目、１９番目の平角線１２を、この順番で巻回していく。ここで、右側のスロット６０には、コア本体３１の内周面３１Ａ側に第２空きスペースＳ２が形成されているので、この第２空きスペースＳ２に１８番目の平角線１２が挿入される（図９（ａ）参照）。
この後、右側のスロット６０では、１８番目の平角線１２の上に１９番目の平角線１２が巻回された状態になる。また、１９番目の平角線１２は、インシュレータ１１を介してコア本体３１の内周面３１Ａに当接した状態になる。

続いて、図１０に基づいて、５層目について説明する。
同図に示すように、５層目の平角線１２は、２０番目の平角線１２が左側のスロット６０におけるコア本体３１の内周面３１Ａ側に挿入される。そして、コア本体３１側から鍔部３４側に向かって、２０番目、２１番目の平角線１２を、この順番で巻回していく。この後、平角線１２の巻き終わり端部１２Ｂを、ティース３３の軸方向一端部３０Ａ側から引き出し、平角線１２の巻回作業が完了する。

このように、ティース３３に平角線１２を巻回する際、奇数層である１層目と３層目の右側のスロット６０に、それぞれ第１空きスペースＳ１、第２空きスペースＳ２を形成している。そして、第１空きスペースＳ１に、偶数層である２層目における９番目の平角線１２を挿入すると共に、第２空きスペースＳ２に、偶数層である４層目における１８番目の平角線１２を挿入するようになっている。

換言すれば、図６（ａ）に示すように、奇数層である１層目の平角線１２が巻き始められる位置を始線位置Ｅ１１とし、この始線位置Ｅ１１とはティース３３の巻胴部３７を中心にして線対称の位置を終線位置Ｅ１２としたとき、この終線位置Ｅ１２に第１空きスペースＳ１が形成される。そして、この第１空きスペースＳ１に、１層目の上に巻回される２層目の最後から２番目（９番目、図７（ａ）参照）の平角線１２が挿入される。さらに、この９番目の平角線１２の上に、２層目の最後（１０番目）の平角線１２が巻回される。

また、図８（ａ）に示すように、奇数層である３層目の平角線１２が巻き始められる位置を始線位置Ｅ２１とし、この始線位置Ｅ２１とはティース３３の巻胴部３７を中心にして線対称の位置を終線位置Ｅ２２としたとき、この終線位置Ｅ２２に第２空きスペースＳ２が形成される。そして、この第２空きスペースＳ２に、３層目の上に巻回される４層目の最後から２番目（１８番目、図９（ａ）参照）の平角線１２が挿入される。さらに、この９番目の平角線１２の上に、２層目の最後（１９番目）の平角線１２が巻回される。
このように巻回された平角線１２は、各層の最もコア本体３１側に配置されているものが、それぞれインシュレータ１１を介してコア本体３１の内周面３１Ａに当接されている。

（平角線の成形方法）
次に、図１１、図１２に基づいて、平角線１２の成形方法について説明する。
図１１は、平角線成形装置７０の構成図、図１２は、平角線１２の成形方法の説明図である。
図１１、図１２に示すように、平角線成形装置７０は、断面円形の丸素線７１を巻回した巻線リール７２と、平角線を形成するための平角線成形ローラ７３を備えている。巻線リール７２は、回転自在に支持されている。平角線成形ローラ７３は、第１ローラ７４、第２ローラ７５、及び第３ローラ７６の３つのローラ７４，７５，７６で構成されている。

第１ローラ７４は、丸素線７１を上下方向から押し潰すためのもので、上下一対のローラ７４Ａ，７４Ｂが回転自在に設けられている。第２ローラ７５は、丸素線７１を横方向から押し潰すためのもので、左右一対のローラ７５Ａ，７５Ｂが回転自在に設けられている。第３ローラ７６は、丸素線７１を再び上下方向から押し潰すためのもので上下一対のローラ７６Ａ，７６Ｂが回転自在に設けられている。

これらローラ７６Ａ，７６Ｂは、それぞれ上下方向にスライド可能に設けられている。また、第３ローラ７６は不図示の制御部に電気的に接続されており、制御部の信号に基づいてローラ７６Ａ，７６Ｂ間の距離を適宜設定できるようになっている。また、平角線成形ローラ７３の下流側（図１１における右側）には、巻線機８０が設けられている。この巻線機８０に、分割コア３０が平角線１２の巻回方向に向かって回転可能にセットされている。

そして、巻線リール７２から引出された丸素線７１は、まず、第１ローラ７４を通過することによって上下方向に押し潰される。次に、第２ローラ７５を通過することによって横方向が押し潰され、扁平率の一番小さい断面略正方形の仮平角線１２Ａが形成される。
この後、第３ローラ７６によって仮平角線１２Ａが所定の厚さに押し潰され、仮平角線１２Ａから所定の扁平率の平角線１２に形成される。つまり、第３ローラ７６によって、平角線１２の扁平率を決定するようになっている。そして、所定の扁平率に形成された平角線１２は、分割コア３０のスロット６０へと巻回されていく。

尚、図４に詳示するように、分割コア３０に巻回された平角線１２の巻き始め端部１２Ａ、及び巻き終わり端部１２Ｂを、平角線１２に成形しないで丸素線７１のままにしておくと、これら巻き始め端部１２Ａ、及び巻き終わり端部１２Ｂをバスバーユニット２２等の接続部材に接続する際に、従来と同じ接続方法を採用することができ、製造設備等の変更を最小限なものとし、製造コストを抑えられるというメリットがある。

（巻線機）
次に、図１３に基づいて、巻線機８０について説明する。
図１３は、巻線機８０の主要部を示す構成図であって、（ａ）、（ｂ）は、巻線機８０による平角線１２の巻回手順について示す。
図１３（ａ）に示すように、巻線機８０は、分割コア３０のティース３３を挟んで両側のスロット６０に対してそれぞれ配置されている一対のガイド５０ａ，５０ｂからなるガイド装置５０と、ティース３３への平角線１２の巻回途中に空きスペースＳ１，Ｓ２（図６（ａ）、図８（ａ）参照）を形成するための治具５１とを有している。

各ガイド５０ａ，５０ｂは、コア本体３１のスロット対向面（スロット外側壁部）３６と略平行に延びるアーム５２を有している。このアーム５２において、スロット対向面（スロット外側壁部）３６と対向する側の面が、平角線１２を摺接して案内するガイド面５３となっている。
また、アーム５２がコア本体３１のスロット対向面（スロット外側壁部）３６と略平行に延びているので、コア本体３１がいわゆるオーバーハングした状態になっていても、スロット６０内に平角線１２をスムーズに案内することができる。

また、各ガイド５０ａ，５０ｂは、分割コア３０に対して、分割コア３０の径方向（図１３（ａ）におけるＸ方向）、及びこの径方向と直交する方向（図１３（ａ）におけるＹ方向）に独立して移動可能に設けられている。そして、各ガイド５０ａ，５０ｂを相互にを移動させることにより、アーム５２をスロット６０内に進入させたり、スロット６０の外に退避させたりすることができるようになっている。さらに、各ガイド５０ａ，５０ｂをＸ方向に移動させることにより層毎に巻回される平角線１２を案内し、各ガイド５０ａ，５０ｂをＹ方向に移動させることにより平角線１２の層の切り替わりに対応できるようになっている。

一方、治具５１は棒状に形成されており、分割コア３０の軸方向一端部３０Ａ上を径方向（Ｘ方向）に沿ってスライド移動自在に設けられている。また、治具５１は、コア本体３１の内周面３１Ａから平角線１２の一本分だけ突出可能に設けられている。

（巻線機の作用）
このような構成のもと、図１３（ａ）に示すように、１層目の平角線１２をティース３３に巻回するときには、初めに、左側のスロット６０において、ガイド５０ａのアーム５２のガイド面５３とコア本体３１のスロット対向面（スロット外側壁部）３６との隙間が、平角線１２がガイド面５３に沿ってほぼ隙間なく摺動可能な大きさとなるようにする。さらに、１層目の径方向最外側の平角線１２をインシュレータ１１に接触させて巻回したときに、アーム５２の先端部５４がこの平角線１２の側面の一部を径方向内側から受けるように、ガイド５０ａを配置する。また、右側のスロット６０においては、第１空きスペースＳ１に対応する位置に、治具５１の先端を突出させると共に、ガイド５０ｂのアーム５２の先端部５４と治具５１との隙間が、平角線１２の幅寸法と略等しくなるようにガイド５０ｂをセットする。

このように各ガイド５０ａ，５０ｂと治具５１とを配置させた状態から、１層目における１番目の平角線１２の巻回を開始し、ガイド５０ａ，５０ｂ及び治具５１を分割コア３０と共に回転させながらティース３３に巻回していく。このとき、分割コア３０が１回転する間に、各ガイド５０ａ，５０ｂを径方向内側に平角線１２の幅寸法分だけそれぞれ移動させる。この各ガイド５０ａ，５０ｂの移動と、治具５１とにより、図１３における右側のスロット６０に、第１空きスペースＳ１がスムーズに形成される。

同様にして、分割コア３０を１回転する毎に、各ガイド５０ａ，５０ｂを径方向内側に平角線１２の幅寸法分だけ移動させながら、１層目の平角線１２を順次巻回していく。このように、平角線１２はガイド面５３と１層目で既に巻回された平角線１２の径方向内側の壁面によりガイドされて５回巻回される。ここで、１層目の平角線１２を順次巻回している間、治具５１は、第１空きスペースＳ１に対応する位置に、突出したままの状態になっている。尚、５番目の平角線１２は、左側のスロット６０においては１層目の最内周側に巻回されるが、左側のスロット６０においては、４番目の平角線１２の上に巻回される（図１３（ｂ）参照）。

続いて、図１３（ｂ）に示すように、２層目の平角線１２をティース３３に巻回するときには、２層目における１周目の平角線１２、つまり、６番目の平角線１２を巻回するときには、左側のスロット６０において、ガイド５０ａのアーム５２の先端部５４が分割コア３０の鍔部３４にほぼ当接するように配置される。さらに、先端部５４におけるガイド面５３が鍔部３４の斜壁部３４Ａとほぼ面一となるように、ガイド５０ａを配置させる（図１３（ｂ）における二点鎖線参照）。また、右側のスロット６０においては、５番目の平角線に当接するように、ガイド５０ｂのアーム５２の先端部５４を配置する。さらに、アーム５２の先端部５４のガイド面５３が、５番目の平角線１２の径方向外側の側面とほぼ面一となるように、ガイド５０ｂを配置する。このようにガイド５０ａ，５０ｂを配置させた状態で、２層目における６番目の平角線１２の巻回を開始し、分割コア３０を回転させながら１層目の平角線１２の上に巻回していく。

このとき、６番目の平角線１２の巻回が終了した後、ガイド５０ａ，５０ｂを、７番目の平角線１２の巻回を案内する位置に移動させる。すなわち、ガイド５０ａ，５０ｂのアーム５２の先端部５４をスロット６０のコイル収容部６１内に進入させ、アーム５２の先端部５４を、６番目の平角線１２にそれぞれ当接させる。さらに、アーム５２の先端部５４のガイド面５３が、６番目の平角線１２の径方向外側の側面とほぼ面一となるように、ガイド５０ａを配置する。

このようにガイド５０ａを配置させた状態から、７番目の平角線１２の巻回を開始し、ガイド５０ａ，５０ｂを分割コア３０と共に回転させながら１層目の平角線１２の上に巻回していく。そして、分割コア３０が１回転する間に、ガイド５０ａ，５０ｂを径方向外側に平角線１２の幅寸法分だけそれぞれ移動させる。このとき、２層目の平角線１２をガイド面５３と２層目の平角線１２の径方向外側の壁面によりガイドして５回順次巻回していく。

ここで、９番目の平角線１２を半周巻回したところで、分割コア３０の回転を継続させつつ、治具５１をコア本体３１の径方向外側へと退避させる。すると、この治具５１が退避することにより形成された右側のスロット６０の第１空きスペースＳ１に９番目の平角線１２が挿入される。さらに、この上から１０番目の平角線１２が巻回される。
そして、これを順次繰り返すことにより、平角線１２の巻回作業が完了する。

尚、ガイド５０ａ，５０ｂの動き、及び治具５１の動きは、平角線１２を径方向外側から径方向内側に向かって移動しながら巻回していく奇数層のうち、１層目と３層目とでは、上述した１層目におけるガイド５０ａ，５０ｂの動きと同様となる。５層目は、ガイド５０ａ，５０ｂの動きのみ１層目におけるガイド５０ａ，５０ｂの動きと同様になり、治具５１は、コア本体３１の径方向外側に退避したままの状態になる。
一方、偶数層（２層目と４層目）のガイド５０ａ，５０ｂの動き、及び治具５１の動きは、互いに同様になる。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、ティース３３に平角線１２を巻回する際、奇数層である１層目と３層目の右側のスロット６０に、それぞれ第１空きスペースＳ１、第２空きスペースＳ２を形成し、第１空きスペースＳ１に、偶数層である２層目における９番目の平角線１２を挿入すると共に、第２空きスペースＳ２に、偶数層である４層目における１８番目の平角線１２を挿入するようになっているので、スロット６０内に無駄なスペースが形成されることを防止でき、平角線１２の占積率を効率よく、且つ十分に高めることができる。また、平角線１２の平角線の巻崩れを確実に防止できる。

とりわけ、ステータ３を、分割コア３０を環状に連結することにより構成した場合であっても、平角線１２の占積率を効率よく、且つ十分に高めることができる。
また、第１空きスペースＳ１及び第２空きスペースＳ２を形成するにあたって、巻線機８０にガイド装置５０と治具５１を設けている。さらに、この治具５１を、分割コア３０の軸方向一端部３０Ａ上を径方向（Ｘ方向）に沿ってスライド自在としている。このため、効率よく、確実に空きスペースＳ１，Ｓ２を形成しつつ、これら空きスペースＳ１，Ｓ２に偶数層に巻回される平角線１２を挿入させることができる。

さらに、ティース３３に巻回されている各層の最もコア本体３１側に配置されている平角線１２が、それぞれインシュレータ１１を介してコア本体３１の内周面３１Ａに当接されている。このため、コア本体３１がいわゆるオーバーハングした状態であっても、平角線１２が巻回されるスペースを有効に活用することができ、平角線１２の占積率を向上させることができる。

尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、平角線１２の巻線層の数を５層としたが、これに限るものではなく、４層以下であってもよいし、６層以上であってもよい。また、各層における平角線１２の巻回数も前述した実施形態のものに限るものではない。要するに、スロット６０の形状、大きさに応じて層数も巻回数も適宜設定されるものである。

さらに、上述の実施形態では、平角線１２の巻回途中で第１空きスペースＳ１及び第２空きスペースＳ２を形成するにあたり、巻線機８０に設けられたガイド装置５０と棒状の治具５１を用いた場合について説明した。また、治具５１は、分割コア３０の軸方向一端部３０Ａ上を径方向（Ｘ方向）に沿ってスライド自在に設けられている場合について説明した。しかしながら、ティース３３の軸方向一端部３０Ａ側に、平角線１２の一本分の空きスペースＳ１，Ｓ２が形成されればよく、治具５１の構成は適宜設計変更可能である。

そして、上述の実施形態では、平角線１２の扁平率を、丸素線７１を横方向に１回、上下方向に２回押し潰すことによって設定する場合について説明したが、横方向に２回、上下方向に１回押し潰すことによって平角線１２の扁平率を設定してもよい。また、１方向を２回押し潰すことによって平角線１２の扁平率を設定する場合に限らず、１方向を押し潰す回数は３回以上であってもよい。この場合、平角線成形装置７０の第３ローラ７６の下流側（図１１における右側）に、さらに第４ローラ、第５ローラ、…、を設ければよい。

また、上述の実施形態では、バックヨーク１０が周方向に分割された分割コア３０より構成されている、いわゆる分割コア方式の場合について説明したが、バックヨーク１０が分割されていないものであっても、この実施形態における平角線１２の巻線構造を適用することができる。また、バックヨーク１０からティース３３が径方向外側に向かって放射状に形成されるステータ３にも、本実施形態の平角線１２の巻線構造を採用することが可能である。

１ ブラシレスモータ
３ ステータ
８ コイル
１０ バックヨーク
１２ 平角線
２２ バスバーユニット
３０ 分割コア
３１ コア本体
３３ ティース
３４ 鍔部
３７ 巻胴部
５０ ガイド装置
５１ 治具
６０ スロット
Ｅ１１，Ｅ２１ 始線位置
Ｅ１２，Ｅ２２ 終線位置
Ｓ１ 第１空きスペース（空きスペース）
Ｓ２ 第２空きスペース（空きスペース）

Claims (6)

1. 周方向に沿って延在するコア本体を構成するバックヨークと、
   このバックヨークから径方向に沿って延出する複数の巻胴部と、
   これら巻胴部の先端から周方向に沿って延在する鍔部とを備え、
   前記バックヨークと前記巻胴部と前記鍔部とに囲まれて形成されるスロットに平角線を多層に巻回してコイルが形成される平角線の巻線構造であって、
   奇数層の前記平角線は、前記バックヨークから前記鍔部に向かって巻回されると共に、偶数層の前記平角線は、前記鍔部から前記バックヨークに向かって巻回され、
   各層の前記スロットへ前記平角線が巻き始められる位置をそれぞれ始線位置とし、各層の前記巻胴部を中心にして前記始線位置とは線対称の位置をそれぞれ終線位置としたとき、
   奇数層の終線位置に前記平角線一本分の空きスペースが形成されるように、前記平角線を多層に巻回して前記コイルを形成することを特徴とする平角線の巻線構造。
2. 前記コア本体は、前記バックヨークを周方向に複数分割してなり、
   各コア本体に、前記巻胴部がそれぞれ１つずつ設けられ、
   前記スロットは、各コア本体と、このコア本体に設けられた巻胴部と、この巻胴部の先端に設けられた鍔部とに囲まれて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の平角線の巻線構造。
3. 前記奇数層の前記空きスペースには、この空きスペースが形成されている奇数層の上に巻回される偶数層の前記平角線のうち、最後から２番目に巻回される前記平角線が挿入され、
   さらに、この平角線の上に、最後に巻回される前記平角線が巻回されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の平角線の巻線構造。
4. 前記コア本体の内周面は、前記巻胴部の根元から前記バックヨークの延在方向に沿うように断面弧状に形成されており、
   各層の最も前記コア本体側に配置されている前記平角線は、前記コア本体の内周面に当接した状態になっていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の平角線の巻線構造。
5. 前記奇数層の前記空きスペースは、前記平角線による前記奇数層の巻回時に、前記空きスペースに対応する位置に治具を配置することにより形成されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の平角線の巻線構造。
6. ブラシレスモータのステータにおけるコイルの形成に適用されたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の平角線の巻線構造。

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