JP2016192831A - 巻線方法、巻線装置、および巻線対象物 - Google Patents

Abstract

【課題】分割片の形状に関わらず巻線の整列巻きを行うことができ、巻線の占積率を向上できる巻線方法、巻線装置、および巻線対象物を提供する。【解決手段】クランプ治具５１に分割コア１０を固定するクランプ工程と、クランプ治具５１に固定された分割コア１０のティース部３において対向する２つの側面に、それぞれ独立して移動可能な一対のガイド５２ａ，５２ｂを近づけるガイド移動工程と、巻線が繰出されるアーム部５６を、ティース部３の周囲を回るようにさせ、アーム部５６から繰出される巻線を、一対のガイド５２ａ，５２ｂを移動させながら、これら一対のガイド５２ａ，５２ｂを介してティース部３に整列巻きする巻線工程と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、巻線方法、巻線装置、および巻線装置を用いて製造された巻線対象物に関するものである。

例えば、一般的なブラシレスモータは、モータハウジングに内嵌固定されているステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を有している。ステータは、モータハウジングに内嵌される円筒状のコア本体と、このコア本体の内周面から径方向内側に向かって放射状に突設された複数のティース部と、を有している。各ティース部間には、径方向内側が開口されたスロットがそれぞれ形成される。このスロットを介して、各ティース部に巻線が巻回される。

ところで、モータの高効率化や小型化などを図るために、巻線の占積率を向上させることが有効である。しかしながら、インナロータ型のブラシレスモータのように、ステータの径方向内側が開口されているスロット形状にあっては、アウターロータ型のブラシレスモータのように径方向外側が開口されたスロット形状と比較して開口幅が小さく、巻線の占積率を向上させにくい。このため、コア本体をティース部ごとに周方向に分割して分割片（分割コア）を形成し、分割片ごとにティース部に巻線を巻回した後、再度分割片を組み付ける技術が提案されている。

ここで、分割片の各ティース部への巻線の巻線方法として、分割片を一列に配置し、これら分割片を並べた順に連続的に巻線の巻回作業を行う技術が開示されている。また、この時に用いられる装置としては、巻線が繰出されるアーム部を有するフライヤ式の巻線機が用いられる。

特開２０１１−２１７４７８号公報

ところで、一般的に、フライヤ式の巻線機において高速巻線を行う際には、アーム部から繰り出される線材を、順次、スロット内に落とし込みながら巻回することが多く、巻線を規則正しく並べて巻回する、いわゆる整列巻きを行うことが困難であるという課題があった。特に、上述の従来技術にあっては、各分割片を一列に並べた順で連続的に巻線を行うことになるため、さらに巻線が複雑となる課題があった。
また、例えば、分割片のコア本体の内周面が、周方向両端に向かうにしたがって、コア本体の外周面よりもティース部側に向かって偏倚しているようないわゆるオーバーハング形状の場合、ティース部の狙った位置に巻線を導くことがより一層困難で、巻線の占積率も向上しにくいという課題があった。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、分割片の形状に関わらず巻線の整列巻きを行うことができ、巻線の占積率を向上できる巻線方法、巻線装置、および巻線対象物を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る巻線方法は、巻線が巻回されるティース部を１つ含んだ分割片を、複数連結して成る巻線対象物の巻線方法において、クランプ治具に前記分割片を固定するクランプ工程と、前記クランプ治具に固定された前記分割片の前記ティース部において対向する２つの側面に、それぞれ独立して移動可能な一対のガイドを近づけるガイド移動工程と、前記巻線が繰出される繰出部を、前記ティース部の周囲を回るようにさせ、前記繰出部から繰出される前記巻線を、前記一対のガイドを移動させながら、該一対のガイドを介して前記ティース部に整列巻きする巻線工程と、を有することを特徴とする。

このように、ガイドを用いることにより、ティース部の狙ったところに巻線を導くことができ、容易に整列巻きさせることができる。このため、巻線の占積率を向上させることができる。

本発明に係る巻線方法は、前記クランプ治具をスライド移動可能に構成し、前記クランプ工程において、前記複数の分割片を前記スライド移動方向に沿って並べて配置し、前記巻線工程は、前記クランプ治具によって前記繰出部に対応する位置に、所定の順番で前記複数の分割片を移動させるクランプ移動工程を含み、前記クランプ移動工程は、１つの前記分割片の前記ティース部への整列巻きが完了するごとに前記分割片を移動させ、同相の前記ティース部への整列巻きが完了した後、他相の前記ティース部への整列巻きを行い、複数の前記ティース部に前記巻線が連続して整列巻きされることを特徴とする。

このような方法とすることで、複数の分割片に直線的に巻線の巻回作業を行うことができるので、この巻回作業を速やかに行うことができる。また、直線的に巻回作業を行える分、各ティース部間に跨る渡り線の引き回し作業も容易に行うことができる。

本発明に係る巻線方法において、前記クランプ移動工程は、同相間の前記ティース部に跨る同相渡り線の引き回し方向を第１方向としたとき、異相間の前記ティース部に跨る異相渡り線の引き回し方向が、前記第１方向とは逆の第２方向となるように、前記複数の分割片を移動させ、かつ、任意の２相間の前記ティース部の間に、前記異相渡り線が形成されないように、前記複数の分割片を移動させることを特徴とする。

このような方法とすることで、巻線の巻回作業時間を短縮でき、巻線対象物の生産効率を向上できる。

本発明に係る巻線方法において、前記巻線工程は、前記異相渡り線を切断する切断工程を含むことを特徴とする。

このような方法とすることで、相ごとに巻線を速やかに分割でき、巻線対象物を組み立てた後の次工程の作業を簡略化できる。このため、巻線対象物の生産効率を向上できる。

本発明に係る巻線方法は、前記巻線工程において、各前記ティース部に、全て同一方向で前記巻線が巻回されることを特徴とする。

ここで、例えば、巻線がＮ相で構成された巻線対象物にあっては、（Ｎ−１）個飛ばしで存在するティース部を同相とすることにより、巻線の巻回方向が同一となる。すなわち、例えば、３相構造の巻線にあっては、２つ飛ばしで存在するティース部を同相とすることで、巻線の巻回方向が同一となる。しかしながら、巻線対象物の構造は、これに限られるものではない。つまり、周方向に隣り合うティース部を同相として構成する場合もある。このような場合、例え同一相であっても巻線の巻回方向は互いに逆向きになる。ティース部の周囲を繰出部が回転するような巻線装置を用いる場合、巻線の巻回方向が逆向きになると、装置の負荷が大きくなってしまう。
このため、ティース部に全て同一方向で巻線が巻回されるような巻線方法とすることにより（巻線がＮ相で構成されているとした場合、（Ｎ−１）個飛ばしで存在するティース部を同相とすることにより）、巻線の巻回作業を簡略化でき、巻線装置の負荷も軽減できる。

本発明に係る巻線方法は、前記巻線工程において、各前記ティース部に巻回される前記巻線は、デルタ結線されることを特徴とする。

このような方法とすることで、複数のティース部に連続的に巻線を巻回することができると共に、Ｙ結線（スター結線）の中性点のように、余計な接続作業が必要なくなる。

本発明に係る巻線方法は、各前記ティース部に前記巻線が多層に巻回されており、前記巻線工程において、隣り合う層の前記巻線が、該巻線の半径分ずれて整列されるように前記一対のガイドを移動させることを特徴とする。

このような方法とすることで、ティース部に巻回された巻線同士の間の隙間を極力小さくすることができる。このため、巻線対象物の巻線の占積率を向上させることができる。

本発明に係る巻線装置は、巻線が巻回されるティース部を１つ含んだ分割片を、複数連結して成る巻線対象物に、前記巻線を巻回するための巻線装置において、前記分割片を固定するクランプ治具と、前記クランプ治具に固定された前記分割片の前記ティース部において対向する２つの側面に、それぞれ独立して接近、離間可能な一対のガイドと、前記クランプ治具に固定された前記分割片の前記ティース部の周囲を回るように回転し、前記巻線を繰出す繰出部と、を備え、前記巻線を、前記一対のガイドを移動させながら、該一対のガイドを介して、前記ティース部に整列巻きすることを特徴とする。

このように構成することで、ガイドを用いてティース部の狙ったところに巻線を導くことができ、容易に整列巻きさせることができる。このため、巻線の占積率を向上させることができる。

本発明に係る巻線装置において、前記クランプ治具は、スライド移動可能に構成され、前記複数の分割片は、前記クランプ治具に前記スライド移動方向に沿って並んで配置され、前記複数の分割片は、前記クランプ治具によって、所定の順番で前記繰出部に対応する位置に移動されることを特徴とする。

このように構成することで、複数の分割片に直線的に巻線の巻回作業を行うことができるので、この巻回作業を速やかに行うことができる。また、直線的に巻回作業を行える分、各ティース部間に跨る渡り線の引き回し作業も容易に行うことができる。

本発明に係る巻線装置は、複数の前記ティース部に、前記巻線が連続して巻回され、異相の前記ティース部間に跨る異相渡り線を切断するためのカッターを備えたことを特徴とする。

このように構成することで、相ごとに巻線を速やかに分割でき、巻線対象物を組み立てた後の次工程の作業を簡略化できる。このため、巻線対象物の生産効率を向上できる。

本発明に係る巻線対象物は、上記に記載の巻線装置を用いて製造された巻線対象物であって、円筒状のコア本体と、該コア本体から径方向内側に向かって延びる複数の前記ティース部と、を備え、前記コア本体を前記ティース部ごとに周方向に分割して前記複数の分割片を形成し、前記コア本体の前記ティース部側の内周面は、周方向両端に向かうにしたがって、前記コア本体の外周面よりも前記ティース部側に向かって偏倚していることを特徴とする。

このように、コア本体がいわゆるオーバーハング形状のものであっても、ティース部に容易に整列巻きを行うことができる。また、オーバーハング形状にすることにより、隣接するティース部間に形成されるスロットの面積を大きくすることができる。よって、巻線対象物の巻線の占積率を向上できる。

本発明によれば、ガイドを用いることにより、ティース部の狙ったところに巻線を導くことができ、容易に整列巻きさせることができる。このため、巻線の占積率を向上させることができる。
また、コア本体がいわゆるオーバーハング形状のものであっても、ティース部に容易に整列巻きを行うことができる。また、オーバーハング形状にすることにより、隣接するティース部間に形成されるスロットの面積を大きくすることができる。よって、巻線対象物の巻線の占積率を向上できる。

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を軸方向からみた平面図である。 本発明の実施形態における巻線装置の斜視図である。 本発明の実施形態におけるクランプ治具の平面図である。 本発明の実施形態における一対のガイドの機能説明図である。 本発明の実施形態における巻線の巻回手順を示す工程図であって、（ａ）〜（ｇ）は、各工程における巻線の状態を示す。 本発明の実施形態における各分割コアへの巻線の巻回順序を示す説明図である。 本発明の実施形態における各分割コアの組立工程を示す説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は各工程を示す。 本発明の実施形態における各分割コアの組み立て後の斜視図である。 本発明の実施形態における各コイルの結線図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（ステータ）
図１は、ステータ１の斜視図である。
同図に示すように、ステータ１は、ブラシレスモータを構成するものであって、不図示の略円筒状に形成されたヨークハウジングに圧入されて用いられる。
ステータ１のコア本体１１は、略円筒状のバックヨーク２を有し、バックヨーク２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部３と、このティース部３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４と、このインシュレータ４の上からティース部３に巻回される巻線５と、を備えている。そして、それぞれのティース部３に巻線５を巻回することにより、複数のコイル６が形成される。

また、ステータ１の径方向中央には、不図示のロータが回転自在に設けられる。複数のコイル６に通電すると、各ティース部３に磁界が発生し、この磁界とロータとの間に生じる磁気的な吸引力や反発力によってロータが回転する。
なお、以下の説明では、ステータ１の軸方向（ロータの回転軸方向）を単に軸方向と称し、ステータ１の径方向を単に径方向と称し、ステータ１の周方向を単に周方向と称して説明する。

本実施形態のステータ１では、ティース部３が６つ設けられており、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）構造になっている。各相のティース部３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に周方向に並んで配置されている。すなわち、２つのティース部３を間に挟んで両側に位置するティース部３同士が同相のティース部３となる。

（分割コア）
ここで、コア本体１１のバックヨーク２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、コア本体１１のバックヨーク２は、周方向に複数に分割された分割コア１０を環状に連結して構成されている。

図２は、分割コア１０の斜視図、図３は、分割コア１０を軸方向からみた平面図である。なお、図３においては、説明を分かり易くするために、ティース部３に形成されているコイル６を、軸方向に直交する断面で示している。
図２、図３に示すように、分割コア１０は、例えば金属板を複数積層してなるものであって、周方向に延びる分割バックヨーク３０を有している。分割バックヨーク３０は、分割コア１０を環状に連結したときにバックヨーク２の環状の磁路を形成する部分であり、かつヨークハウジングの内周面に固定される部分である。

分割バックヨーク３０の周方向の両端部は、他の分割バックヨーク３０と圧入によって連結される連結部１２ａ，１２ｂになっている。一方の連結部１２ａは凸形状を有し、他方の連結部１２ｂは連結部１２ａを受け入れ可能な凹形状を有している。
また、分割バックヨーク３０の内周面３０ａには、周方向略中央部からティース部３が径方向内側（ロータの回転中心側）に向かって突出形成されている。つまり、各分割コア１０は、それぞれティース部３を１つ備えている。

ティース部３は、径方向に沿って延びるティース本体１３と、ティース本体１３の径方向内側の端部、つまり、ティース本体１３の先端部に一体成形され、周方向両側に沿って延びる鍔部１４と、により構成されている。これらティース本体１３とコア本体１１と鍔部１４とに囲まれて、巻線５を巻回するためのスロット１５が形成されている。つまり、各分割コア１０には、ティース部３を挟んで一対のスロット１５が設けられる。

また、分割バックヨーク３０の内周面３０ａは、ティース部３の延在方向に対して直交しておらず、略弧状に形成されている。この内周面３０ａの弧状と、分割バックヨーク３０の外周面３０ｂの円弧形状は、若干異なる。
すなわち、外周面３０ｂは、ステータ１の径方向中央を中心にした円弧形状に形成されているのに対し、分割バックヨーク３０の内周面３０ａは、ティース本体１３の根元から周方向両端に向かうに従って外周面３０ｂよりも径方向内側（ティース部３側）に偏倚するように弧状に形成されている。つまり、分割バックヨーク３０の内周面３０ａは、周方向両端に向かうに従って径方向内側に張り出すように、いわゆるオーバーハングしている。そして、このように形成されたティース部３の周囲を被覆するようにインシュレータ４が装着されている。

インシュレータ４は、第１インシュレータ１６と、第２インシュレータ１７と、からなる。第１インシュレータ１６および第２インシュレータ１７は、それぞれティース部３を分割コア１０の軸方向の両端部１０ａ，１０ｂから挟み込むように装着されている。各インシュレータ１６，１７は、それぞれティース部３のスロット１５に面する部位、およびティース部３の端部（分割コア１０の端部１０ａ，１０ｂ）と、を被覆するインシュレータ本体１６ａ，１７ａを有している。インシュレータ本体１６ａ，１７ａは、分割バックヨーク３０の連結部１２ａ，１２ｂが露出するように形成されている。

また、インシュレータ本体１６ａ，１７ａには、分割コア１０の両端部１０ａ，１０ｂに対応する部位に、軸方向に沿って立設する外壁部１８ａおよび内壁部１８ｂが一体成形されている。
外壁部１８ａは、ティース部３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。外壁部１８ａには、２つのスリット１９ａ，１９ｂ（第１スリット１９ａ、第２スリット１９ｂ）が周方向に等間隔で形成されている。これらスリット１９ａ，１９ｂは、ティース部３に巻回された巻線５を径方向外側に引き出すためのものである。また、外壁部１８ａの周方向略中央には、後述の浮き防止リング７と係合する係合爪４ａが、径方向外側に向かって突出形成されている。

一方、内壁部１８ｂは、鍔部１４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１８ｂの周方向の長さよりも外壁部１８ａの周方向の長さが長く設定されている。内壁部１８ｂの周方向中央の大部分には、凹部２０が形成されている。この凹部２０の深さは、外壁部１８ａのスリット１９ａ，１９ｂの深さよりも浅く設定されている。
また、これら外壁部１８ａおよび内壁部１８ｂとの間に、ティース本体１３を被覆するティース被覆部１８ｃが一体成形されている。

このような構成のもと、各分割コア１０のティース本体１３における各インシュレータ１６，１７のティース被覆部１８ｃの上からそれぞれ巻線５が集中巻方式で巻回され、コイル６が形成される。巻線５は、複数層に巻回され、俵状に整列巻きされている。なお、俵状とは、隣り合う層の巻線５が、この巻線５の半径分だけずれて積層された状態をいう。
ここで、ティース部３の鍔部１４におけるスロット１５側の内側面１４ａは、各層の巻線５が俵状に積層されるよう傾斜形成されている。また、各インシュレータ１６，１７も、鍔部１４の内側面１４ａに沿うように形成されている。このため、巻線５は、確実に俵状に積層される。

（巻線装置）
次に、上述のように構成された分割コア１０に巻線５を巻回するための巻線装置５０について説明する。
図４は、巻線装置５０の斜視図である。
同図に示すように、巻線装置５０は、分割コア１０を固定するクランプ治具５１と、クランプ治具５１に固定された分割コア１０に接近、離間可能な一対のガイド５２ａ，５２ｂと、巻線５が繰出されるフライヤ５３と、分割コア１０に巻回された巻線５を切断するカッター５４と、を備えている。

図５は、クランプ治具５１の平面図である。
図４、図５に示すように、クランプ治具５１は、略直方体の板状に形成されたスライドプレート５１ａを有している。スライドプレート５１ａは、不図示の駆動装置によって、長手方向に沿ってスライド移動可能に設けられている。スライドプレート５１ａの短手方向の一辺には、クランプ本体５１ｂが設けられている。クランプ本体５１ｂは、長手方向に長い四角柱状に形成されている。クランプ本体５１ｂには、分割コア１０のコア本体１１を保持する複数の凹部５５が、長手方向に沿って等間隔に形成されている。

これにより、クランプ治具５１に保持された分割コア１０は、クランプ治具５１のスライド方向（以下、Ｘ方向という）に沿って横一列に並んで配置された状態になる。そして、クランプ治具５１に保持された分割コア１０は、ティース部３がスライドプレート５１ａとは反対側に向かって突出した状態になっている。
なお、本実施形態では、ステータ１は、ティース部３（分割コア１０）が６つ設けられているので、クランプ治具５１に形成される凹部５５も６つ形成されている。しかしながら、凹部５５の個数は６つに限られるものではなく、６つ以上であってもよい。

図６は、一対のガイド５２ａ，５２ｂの機能説明図である。
図４、図６に示すように、一対のガイド５２ａ，５２ｂは、ティース部３の所定位置に巻線５を導くためのものである（これについての詳細は後述する）。一対のガイド５２ａ，５２ｂは、クランプ治具５１の短手方向でクランプ本体５１ｂと対向するように設けられている。換言すれば、クランプ治具５１に保持された分割コア１０のティース部３と対向するように、設けられている。

一対のガイド５２ａ，５２ｂは、分割コア１０に接近、離間可能な方向、つまり、Ｘ方向に直交するＹ方向に沿ってスライド移動可能なだけでなく、一対のガイド５２ａ，５２ｂがＸ方向に互いに近接スライド移動可能に構成されている。これら一対のガイド５２ａ，５２ｂは、それぞれ駆動部５９によって独立して駆動できるようになっている。これにより、一対のガイド５２ａ，５２ｂは、それぞれの先端部が分割コア１０のスロット１５に入り込み、ティース本体１３の周方向に対向する２つの側面１３ａ（ティース被覆部１８ｃ）に沿ってスライド移動することができる。そして、このように構成された一対のガイド５２ａ，５２ｂに案内されながら、フライヤ５３から繰出される巻線５がティース部３に巻回される（詳細は後述する）。

図４に示すように、フライヤ５３は、巻線５が繰出されるアーム部（繰出部）５６を有している。フライヤ５３は、アーム部５６が分割コア１０の周囲を回るように回転可能に設けられている。より具体的には、フライヤ５３は、アーム部５６が分割コア１０の軸方向中央と一対のガイド５２ａ，５２ｂとの間を通り、かつＹ方向に沿って延びる軸線Ｌ１を軸として回転するように設けられている（矢印Ｃ参照）。

カッター５４は、クランプ治具５１に対してＸ−Ｙ平面に直交するＺ方向で対向するように設けられている。カッター５４は、クランプ治具５１に対して接近、離間可能に設けられている。つまり、カッター５４は、クランプ治具５１から離間した状態が待機状態になっており、クランプ治具５１に接近した際に巻線５を切断する。

（巻線方法）
次に、上述の巻線装置５０を用いた各分割コア１０への巻線５の巻回方法（巻線方法）について説明する。
図７は、ティース部３への巻線５の巻回手順を示す工程図であって、（ａ）〜（ｇ）は、各工程における巻線５の状態を示す。
ここで、各ティース部３に巻線５を巻回するにあたっての初期動作として、まず、図４に示すように、クランプ治具５１に分割コア１０を並べて配置し、それぞれクランプ治具５１に固定する（クランプ工程）。
続いて、所定の（巻線５を巻回したい）分割コア１０が、一対のガイド５２ａ，５２ｂに対向するようにクランプ治具５１をスライド移動させる（クランプ移動工程開始）。換言すれば、フライヤ５３に対応する位置に、所定の分割コア１０をスライド移動させる。

続いて、ティース部３に１層目の巻線５を巻回する（巻線工程開始）。
図７（ａ）に示すように、初めに、一対のガイド５２ａ，５２ｂと各インシュレータ１６，１７の分割バックヨーク３０側の内側面との隙間に、巻線５が各ガイド５２ａ，５２ｂに沿ってほぼ隙間なく摺動するように各ガイド５２ａ，５２ｂを移動する（ガイド移動工程開始）。さらに、一対のガイド５２ａ，５２ｂと、各インシュレータ１６，１７のティース本体１３側の内側面との隙間に、１層目に巻回される巻線５が入り込まないように各ガイド５２ａ，５２ｂを移動する。

そして、この状態でフライヤ５３を回転させ、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、ティース本体１３の根元に所定の巻線方向で所定ターン数だけ巻線５を導く。
続いて、図７（ｃ）に示すように、巻線５の１回目の巻回（以下、単に、１回目、２回目・・・という）が終了したら、最初に巻線５を導いた一方のガイド５２ａを、１本の巻線５分だけＹ方向に沿ってスライド移動させる（図７（ｃ）における矢印Ｙ１参照）。そして、引き続きフライヤ５３を回転させ、１回目の巻線５と一方のガイド５２ａとの間に巻線５を導く。これにより、１回目の巻線５に２回目の巻線５が並べて配置される。

その後、他方のガイド５２ｂも一方のガイド５２ａと同様に矢印Ｙ１方向にスライド移動させ、１回目の巻線５と他方のガイド５２ｂとの間に２回目の巻線５を導く。これを順次繰り返すことにより、図７（ｄ）に示すように、１層目の巻線５の整列巻きが完了する。なお、フライヤ５３は、一対のガイド５２ａ，５２ｂの動作に同期しつつ常時回転している。

続いて、２層目の巻線５を巻回する。
まず、図７（ｅ）に示すように、一方のガイド５２ａと１層目の巻線５との間に、１本の巻線５分の隙間が形成されるように一方のガイド５２ａをＸ方向に沿ってスライド移動させる（図７（ｅ）における矢印Ｘ１参照）。そして、ティース本体１３の先端（鍔部１４の根元）に、巻線５を導く。
さらに、他方のガイド５２ｂと１層目の巻線５との間に、１本の巻線５分の隙間が形成されるように、他方のガイド５２ｂをＸ方向に沿ってスライド移動させる（図７（ｅ）における矢印Ｘ２参照）。そして、ティース本体１３の先端（鍔部１４の根元）に、巻線５を導く。
これにより、２層目における１回目の巻線５の巻回が完了する（図７（ｆ）参照）。なお、１層目の巻線５と２層目の巻線５は、巻線５の半径分だけずれて積層されている。換言すれば、１層目の巻線５と２層目の巻線５は、俵状に積層されている。

続いて、図７（ｇ）に示すように、２層目の最初に巻線５を導いた一方のガイド５２ａを、１本の巻線５分だけＹ方向に沿ってスライド移動させる（図７（ｇ）における矢印Ｙ２参照）。そして、引き続きフライヤ５３を回転させ、１層目の巻線５と一方のガイド５２ａとの間に巻線５を導き、２層目における１回目の巻線５に２層目における２回目の巻線５を並べて配置する。

さらに、続けて、２層目の１回目の巻線５を導いた他方のガイド５２ｂを、１本の巻線５分だけＹ方向に沿ってスライド移動させる（図７（ｇ）における矢印Ｙ２参照）。そして、引き続きフライヤ５３を回転させ、１層目の巻線５と他方のガイド５２ｂとの間に巻線５を導き、２層目における１回目の巻線５に、２層目における２回目の巻線５を並べて配置する。これを順次繰り返すことにより、２層目の巻線５の整列巻きが完了する。さらに、各ガイド５２ａ，５２ｂを、１層目と２層目の動作を順次繰り返させることにより、３層目、４層目、・・・Ｎ層目（本実施形態では、８層目）の巻線５の整列巻きが完了する（１つ目の分割コア１０のガイド移動工程、巻線工程、およびクランプ移動工程終了）。

ここで、２層目の各ガイド５２ａ，５２ｂのＹ方向のスライド移動方向は、１層目の各ガイド５２ａ，５２ｂのＹ方向のスライド移動方向と逆になる。すなわち、１層目では、各ガイド５２ａ，５２ｂは、コア本体１１から徐々に離間するようにスライド移動したが、２層目では、各ガイド５２ａ，５２ｂは、コア本体１１に徐々に接近するようにスライド移動する。これは、３層目、４層目でも同様のことがいえる。すなわち、奇数層は、コア本体１１から徐々に離間するように、各ガイド５２ａ，５２ｂがスライド移動する。これに対し、偶数層は、コア本体１１に徐々に接近するように、各ガイド５２ａ，５２ｂがスライド移動する。また、奇数層の巻線５と偶数層の巻線５は、巻線５の半径分だけずれて積層されている。換言すれば、奇数層の巻線５と偶数層の巻線５は、俵状に積層されている。

上述のように、１つの分割コア１０への巻線５の巻回作業が完了すると、次の所定の分割コア１０への巻線５の巻回作業を始める。この順序について、以下に詳述する。

図８は、各分割コア１０への巻線５の巻回順序を示す説明図である。
本実施形態のステータ１は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）で構成され、各分割コア１０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に割り振られるので、図８に示すように、クランプ治具５１に各分割コア１０を固定する際もＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に並ぶ。図８では、左から順に１つ目のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の分割コア１０（Ｕ１），１０（Ｖ１），１０（Ｗ１）、次いで、２つ目のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の分割コア１０（Ｕ２），１０（Ｖ２），１０（Ｗ２）と並んでいる。

このような並びのもと、まず、１つ目のＷ相の分割コア１０（Ｗ１）に巻線５を引き込んで所定の巻線方向で所定ターン数だけ巻回し、Ｗ相のコイル６を形成する。このとき、分割コア１０の２つのインシュレータ１６，１７のうちの一方のインシュレータ（本実施形態では、第１インシュレータ１６）の外壁部１８ａに形成された２つのスリット１９ａ，１９ｂのうち、第１スリット１９ａを介して径方向外側からティース被覆部１８ｃに巻線５が引き込まれる。続いて、１つ目のＷ相の分割コア１０（Ｗ１）から第２スリット１９ｂを介して引き出した巻線５を、２つ目のＷ相の分割コア１０（Ｗ２）へ渡らせて同相渡り線５７を形成する。続いて、２つ目のＷ相の分割コア１０（Ｗ２）へ第１スリット１９ａを介して巻線５を引き込んで所定の巻線方向で所定ターン数だけ巻回し、Ｗ相のコイル６を形成する。

次に、２つ目のＷ相の分割コア１０（Ｗ２）の第２スリット１９ｂから引き出した巻線５を、１つ目のＶ相の分割コア１０（Ｖ１）へ渡らせて異相渡り線５８を形成する。この後、カッター５４（図４参照）により、異相渡り線５８の中間部分を切断する（切断工程）。
続いて、１つ目のＶ相の分割コア１０（Ｖ１）に巻線５を、第１スリット１９ａを介して引き込んで所定の巻線方向で所定ターン数だけ巻回し、Ｖ相のコイル６を形成する。続いて、１つ目のＶ相の分割コア１０（Ｖ１）から第２スリット１９ｂを介して引き出した巻線５を、２つ目のＶ相の分割コア１０（Ｖ２）へ渡らせて同相渡り線５７を形成する。続いて、２つ目のＶ相の分割コア１０（Ｖ２）へ巻線５を、第１スリット１９ａを介して引き込んで所定の巻線方向で所定ターン数だけ巻回し、Ｖ相のコイル６を形成する。

次に、２つ目のＶ相の分割コア１０（Ｖ２）から第２スリット１９ｂを介して引き出した巻線５を、１つ目のＵ相の分割コア１０（Ｕ１）へ渡らせて異相渡り線５８を形成する。この後、カッター５４（図４参照）により、異相渡り線５８の中間部位を切断する（切断工程）。
続いて、１つ目のＵ相の分割コア１０（Ｕ１）に巻線５を、第１スリット１９ａを介して引き込んで所定の巻線方向で所定ターン数だけ巻回し、Ｕ相のコイル６を形成する。続いて、１つ目のＵ相の分割コア１０（Ｕ１）から第２スリット１９ｂを介して引き出した巻線５を、２つ目のＵ相の分割コア１０（Ｕ２）へ渡らせて同相渡り線５７を形成する。そして、２つ目のＵ相の分割コア１０（Ｕ２）へ第１スリット１９ａを介して巻線５を引き込んで所定の巻線方向で所定ターン数だけ巻回してから巻線５を、第２スリット１９ｂを介して引出し、各分割コア１０への巻線５の巻回作業が完了する（全ガイド移動工程、巻線工程、およびクランプ移動工程終了）。

ここで、クランプ治具５１に、各分割コア１０がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に並べて配置されるので、各分割コア１０に形成されるコイル６は、全て同一方向に巻線５を巻回することにより形成される。
また、上記の順序で各相の分割コア１０に巻線５を巻回していくので、全ての同相渡り線５７における巻線５の引き回し方向が同一方向（第１方向）となる。また、全ての異相渡り線５８における巻線５の引き回し方向も同一方向（第２方向）となる。さらに、同相渡り線５７の引き回し方向（第１方向）に対する異相渡り線５８の引き回し方向（第２方向）が逆になる。そして、１つ目のＵ相の分割コア１０（Ｕ１）と２つ目のＷ相の分割コア１０（Ｗ２）との間には、同相渡り線５７および異相渡り線５８が引き回されない。

図９は、各分割コア１０への巻線５の巻回作業が完了した後の組立工程を示す説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は各工程を示す。図１０は、各分割コア１０の組み立てが完了した状態を示す斜視図である。
図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、各分割コア１０への巻線５の巻回作業が完了した時点では、各分割コア１０は、まだクランプ治具５１上で横並びになっている状態である。このため、これら分割コア１０を、円柱状の組立治具６１を用いて巻き取っていく。具体的には、組立治具６１の外周面に、各分割コア１０の鍔部１０ｂの内周面が当接するように、各分割コア１０を巻き取る。組立治具６１の直径は、ステータ１の鍔部１０ｂの内周面に沿う直径（ステータ１の内径）とほぼ同一か、または若干小さくなる程度に設定されている。

図９（ｃ）に示すように、組立治具６１を用いて巻き取った各分割コア１０は、略円環状になる。この状態で、各分割コア１０のコア本体１１の外周面１１ｂから径方向内側に向かって圧力をかける（図９（ｃ）における矢印Ｆ１参照）。

すると、図１０に示すように、分割バックヨーク３０の周方向両端に形成されている連結部１２ａ，１２ｂがそれぞれ連結され、各分割バックヨーク３０によって環状のバックヨーク２が形成される。そして、同相渡り線５７は、それぞれ第１インシュレータ１６の外壁部１８ａの外周面に沿わせて配線される。

ここで、外壁部１８ａは、ティース部３の根元部に対応する位置に配置されている。このため、第１インシュレータ１６のインシュレータ本体１６ａにおける軸方向端部と外壁部１８ａとの接続部（角部）に、同相渡り線５７、および切断された異相渡り線５８が収まる形になる。
また、各分割コア１０を略円環状に巻き取ることで、隣接する各分割コア１０の間に位置する同相渡り線５７に弛みが生じことになるが、その弛み分だけ同相渡り線５７を径方向内側に押し込む。このようにすることで、ステータ１の第１インシュレータ１６上に、後述の浮き防止リング７を取り付け易くすることができる。そして、これにより、ステータ１の組立が完了する。

（浮き防止リング）
図１に戻り、このように組み立てられたステータ１には、同相渡り線５７、および切断された異相渡り線５８が引き回されている第１インシュレータ１６上に（図１における軸方向上端側に）、浮き防止リング７が設けられている。浮き防止リング７は、コイル６や同相渡り線５７、および切断された異相渡り線５８の浮き上がりを防止するためのものであって、樹脂により形成されている。

なお、浮き防止リング７は、第２インシュレータ１７にも取り付け可能であるが、本実施形態では、第１インシュレータ１６上に同相渡り線５７、および切断された異相渡り線５８が引き回されているので、第１インシュレータ１６上に取り付けられる。しかしながら、第２インシュレータ１７上に同相渡り線５７、および切断された異相渡り線５８が引き回されれば、第２インシュレータ１７上に浮き防止リング７が取り付けられる。

浮き防止リング７は、各インシュレータ１６，１７における外壁部１８ａの周囲を取り囲むようにリング状に形成されている。浮き防止リング７の外径は、バックヨーク２の外径とほぼ同一に設定されている。すなわち、第１インシュレータ１６上に配線された同相渡り線５７、および切断された異相渡り線５８は、軸方向上側から浮き防止リング７によって覆われた形になる。これにより、同相渡り線５７、および切断された異相渡り線５８の浮き上がりが防止される。

さらに、浮き防止リング７の内周面には、隣接する各分割コア１０の間に対応する位置に、渡り線押え７３が一体成形されている。渡り線押え７３は、隣接する各分割コア１０の間に位置する同相渡り線５７の浮き（変位）を規制するためのものである。
渡り線押え７３は、浮き防止リング７から突出するように形成されている。渡り線押え７３は、軸方向でステータ１の端部に向かうに従って先細りとなるように三角状に形成されており、軸方向に対して傾斜する一辺７３ａで同相渡り線５７を押える。このため、同相渡り線５７は、径方向内側で、かつ軸方向で浮き防止リング７とは反対側（図１における軸方向下側）に押圧されながら渡り線押え７３によって変位を規制された形になる。

ここで、隣接する各分割コア１０の間に位置する同相渡り線５７は、各分割コア１０を連結した際、弛み分だけ径方向内側に押し込むようにしている（図１０参照）。このため、第１インシュレータ１６上に浮き防止リング７を取り付けた際、渡り線押え７３によって同相渡り線５７を無理に押し込むことがなく、容易に浮き防止リング７を取り付けることができる。

また、渡り線押え７３は、第１インシュレータ１６上に浮き防止リング７を載置した際、先端が分割コア１０の連結部１２ａ，１２ｂに当接するように形成され、浮き防止リング７と各分割コア１０との間に所定の隙間Ｓが形成される。すなわち、渡り線押え７３は、同相渡り線５７を押えるだけでなく、第１インシュレータ１６に対する浮き防止リング７の位置決めを行う機能も兼ね備えている。
さらに、浮き防止リング７には、第１インシュレータ１６の外壁部１８ａに突出形成されている係合爪４ａに対応する位置に、係合凹部７ａが形成されている。この係合凹部７ａは、係合爪４ａと係合可能になっている。これにより、第１インシュレータ１６上に浮き防止リング７がスナップフィット固定される。

また、浮き防止リング７の一側には、略直方体状のコネクタ部７１が一体成形されている。コネクタ部７１には、３相に対応するコネクタ端子７２が３つ突設されている。これらコネクタ端子７２に、対応する巻線５の端部（巻線の始線端と終線端、および切断された異相渡り線５８の各端部の計６本）が電気的に接続される。
具体的には、切断された異相渡り線５８のそれぞれが、浮き防止リング７と各分割コア１０の間に形成された隙間Ｓに沿って、かつ浮き防止リング７の渡り線押さえ７３の外周側を迂回するようにコネクタ部７１に導かれて、対応するコネクタ端子７２と電気的に接続される。

図１１は、各コイル６の結線図である。
同図に示すように、各相のコイル６（Ｕ１〜Ｗ２）は、デルタ結線される。コネクタ端子７２には、外部電源が電気的に接続され、各相のコイル６に選択的に電力が供給される。これにより、各ティース部３に不図示のロータを回転させるための磁界が発生する。

このように、上述の実施形態では、分割コア１０に巻線５を巻回する巻線装置５０は、クランプ治具５１に固定された分割コア１０に接近、離間可能な一対のガイド５２ａ，５２ｂと、分割コア１０の周囲を回るように回転可能に設けられたフライヤ５３と、を備えている。このため、一対のガイド５２ａ，５２ｂを用いてティース部３の狙ったところに巻線５を導くことができ、巻線５の整列巻きを容易に行うことができる。よって、ステータ１の巻線５の占積率を向上させることができる。

また、巻線装置５０は、スライド移動可能に設けられたクランプ治具５１を備えている。そして、このクランプ治具５１に各分割コア１０を並べて配置し、クランプ治具５１をスライド移動させながら各分割コア１０への巻線５の巻回作業を行っている。このため、各分割コア１０への巻回作業が直線的になり、この巻回作業を速やかに行うことができる。また、直線的に巻回作業を行える分、各ティース部３間に跨る同相渡り線５７、および異相渡り線５８の引き回し作業も容易に行うことができる。

さらに、巻線装置５０は、異相渡り線５７を切断するカッター５４を備えている。このため、各分割コア１０への巻線５の巻回作業を連続的に行いながら、相ごとにコイル６（巻線５）を速やかに分割できる。このため、巻線５の巻回作業後の各分割コア１０の組み立て作業を簡略化でき、ステータ１の生産効率を高めることができる。
また、各分割コア１０に巻回される巻線５は、俵状に巻回されてコイル６を形成している。このため、ティース部３に巻回された巻線５同士の間の隙間を極力小さくすることができ、巻線５の占積率を向上させることができる。

さらに、クランプ治具５１に、各分割コア１０がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に並べて配置されるので、各分割コア１０に形成されるコイル６は、全て同一方向に巻線５を巻回することにより形成される。
ここで、例えば、３相構造のステータ１であっても、同相の分割コアを並べて配置することも可能である。すなわち、周方向にＵ１，Ｕ２．Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ３相の順に分割コア１０を並べることも可能である。しかしながら、このような場合、隣り合う同相同士の分割コア１０における巻線５の巻回方向は、互いに逆向きになる。このため、全ての分割コア１０で同一方向の巻線５を巻回できるようにすることで、フライヤ５３の回転方向を一定にできる。よって、フライヤ５３の動作に起因する負荷を低減できると共に、巻線５の巻回作業効率を高めることができる。

また、巻線工程内におけるクランプ移動工程では、Ｗ１，Ｗ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｕ１，Ｕ２相の順番にコイル６が形成されるようにクランプ治具５１をスライド移動させる。このため、全ての同相渡り線５７における巻線５の引き回し方向を、同一方向（図８における第１方向）とすることができる。また、全ての異相渡り線５８における巻線５の引き回し方向も、同一方向（図８における第２方向）とすることができる。さらに、同相渡り線５７の引き回し方向（第１方向）に対する異相渡り線５８の引き回し方向（第２方向）が逆になり、１つ目のＵ相の分割コア１０（Ｕ１）と２つ目のＷ相の分割コア１０（Ｗ２）との間に、同相渡り線５７および異相渡り線５８を引き回さないようにすることができる。よって、巻線５の巻回作業時間を短縮でき、ステータ１の生産効率を向上できる。

さらに、各相のコイル６（Ｕ１〜Ｗ２）を、デルタ結線構造とするので、各分割コア１０に巻線５を連続的に巻回することができる。また、Ｙ結線（スター結線）の中性点のように、追加の結線作業が必要なくなるので、結線作業効率を高めることができる。
また、各分割コア１０の分割バックヨーク３０の内周面３０ａは、周方向両端に向かうに従って径方向内側に張り出すように、いわゆるオーバーハングしている。このため、ティース本体１３と分割バックヨーク３０と鍔部１４とに囲まれて形成されるスロット１５の面積を、できる限り大きくすることができる。よって、ステータ１の巻線５の占積率を向上できる。

なお、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、ステータ１は、ブラシレスモータを構成するものである場合について説明した。しかしながら、ブラシレスモータに限られるものではなく、さまざまな回転電機や電磁機器（巻線をティース巻回するような構造を有する機器）に上述の実施形態を採用することができる。

また、上述の実施形態では、ステータ１のコア本体１１は、略円筒状のバックヨーク２を有し、バックヨーク２から径方向内側に向かって複数のティース部３が突出形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、コア本体の外周面から放射状に複数のティース部が設けられているような構造の回転電機（例えば、アウターロータ型のモータ等）であって、コア本体からティース部のみが分割可能に構成されているものにも、上述の実施形態を採用することができる。この場合、クランプ治具５１に、ティース部３のみが並べて配置できるように構成する。

さらに、上述の実施形態では、ステータ１は、ティース部３を６つ有する３相構造のものである場合について説明した。しかしながら、ティース部３の数は６つに限られるものではなく、６つ以上であってもよい。また、コイル６の相数も３相に限らず、３相以上であってもよい。

１…ステータ（巻線対象物）
２…バックヨーク
３０…分割バックヨーク
３０ａ…内周面
３０ｂ…外周面
３…ティース部
１０…分割コア（分割片）
１１…コア本体
１３…ティース本体
５０…巻線装置
５１…クランプ治具
５２ａ，５２ｂ…ガイド（一対のガイド）
５３…フライヤ
５４…カッター
５６…アーム部（繰出部）

Claims (11)

1. 巻線が巻回されるティース部を１つ含んだ分割片を、複数連結して成る巻線対象物の巻線方法において、
   クランプ治具に前記分割片を固定するクランプ工程と、
   前記クランプ治具に固定された前記分割片の前記ティース部において対向する２つの側面に、それぞれ独立して移動可能な一対のガイドを近づけるガイド移動工程と、
   前記巻線が繰出される繰出部を、前記ティース部の周囲を回るようにさせ、前記繰出部から繰出される前記巻線を、前記一対のガイドを移動させながら、該一対のガイドを介して前記ティース部に整列巻きする巻線工程と、
   を有することを特徴とする巻線方法。
2. 前記クランプ治具をスライド移動可能に構成し、
   前記クランプ工程において、前記複数の分割片を前記スライド移動方向に沿って並べて配置し、
   前記巻線工程は、前記クランプ治具によって前記繰出部に対応する位置に、所定の順番で前記複数の分割片を移動させるクランプ移動工程を含み、
   前記クランプ移動工程は、１つの前記分割片の前記ティース部への整列巻きが完了するごとに前記分割片を移動させ、
   同相の前記ティース部への整列巻きが完了した後、他相の前記ティース部への整列巻きを行い、複数の前記ティース部に前記巻線が連続して整列巻きされることを特徴とする請求項１に記載の巻線方法。
3. 前記クランプ移動工程は、
   同相間の前記ティース部に跨る同相渡り線の引き回し方向を第１方向としたとき、異相間の前記ティース部に跨る異相渡り線の引き回し方向が、前記第１方向とは逆の第２方向となるように、前記複数の分割片を移動させ、
   かつ、任意の２相間の前記ティース部の間に、前記異相渡り線が形成されないように、前記複数の分割片を移動させることを特徴とする請求項２に記載の巻線方法。
4. 前記巻線工程は、前記異相渡り線を切断する切断工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の巻線方法。
5. 前記巻線工程において、各前記ティース部に、全て同一方向で前記巻線が巻回されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の巻線方法。
6. 前記巻線工程において、各前記ティース部に巻回される前記巻線は、デルタ結線されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の巻線方法。
7. 各前記ティース部に前記巻線が多層に巻回されており、
   前記巻線工程において、隣り合う層の前記巻線が、該巻線の半径分ずれて整列されるように前記一対のガイドを移動させることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の巻線方法。
8. 巻線が巻回されるティース部を１つ含んだ分割片を、複数連結して成る巻線対象物に、前記巻線を巻回するための巻線装置において、
   前記分割片を固定するクランプ治具と、
   前記クランプ治具に固定された前記分割片の前記ティース部において対向する２つの側面に、それぞれ独立して接近、離間可能な一対のガイドと、
   前記クランプ治具に固定された前記分割片の前記ティース部の周囲を回るように回転し、前記巻線を繰出す繰出部と、
   を備え、
   前記巻線を、前記一対のガイドを移動させながら、該一対のガイドを介して、前記ティース部に整列巻きすることを特徴とする巻線装置。
9. 前記クランプ治具は、スライド移動可能に構成され、
   前記複数の分割片は、前記クランプ治具に前記スライド移動方向に沿って並んで配置され、
   前記複数の分割片は、前記クランプ治具によって、所定の順番で前記繰出部に対応する位置に移動されることを特徴とする請求項８に記載の巻線装置。
10. 複数の前記ティース部に、前記巻線が連続して巻回され、
    異相の前記ティース部間に跨る異相渡り線を切断するためのカッターを備えたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の巻線装置。
11. 請求項８〜請求項１０の何れか１項に記載の巻線装置を用いて製造された巻線対象物であって、
    円筒状のコア本体と、
    該コア本体から径方向内側に向かって延びる複数の前記ティース部と、
    を備え、
    前記コア本体を前記ティース部ごとに周方向に分割して前記複数の分割片を形成し、
    前記コア本体の前記ティース部側の内周面は、周方向両端に向かうにしたがって、前記コア本体の外周面よりも前記ティース部側に向かって偏倚していることを特徴とする巻線対象物。

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