JP4259066B2 - モータの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，モータ（電動機）の製造方法に関し，特に，コイルの形成方法及びコイルのモータコアへの挿入方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
モータコアとしてのステータコア又はロータコアのスロットにコイルを挿入してなるモータを製造するに当たっては，そのコイルの形成方法及びコイルのモータコアへの挿入方法が非常に重要である。
従来のコイル挿入方法は，例えば，特開２０００−１２５５２２号公報，特開２０００−１１６０７８号公報，特開平９−３２２４９２号公報等にも開示されているような，いわゆるインサーター工法が主流である。
【０００３】
この従来のインサーター工法の一例を簡単に説明すると，リング状のステータコアを水平状に配置すると共に，その軸方向下方においてコイルも略水平状に配置する。そして，治具をコイルの下方から上記ステータコアの内部を通って上昇させると共に，治具によってコイルの内側端を引っかけて上方に移動させる。これにより，コイルは，徐々に水平状から垂直状に状態を変化させながらステータコアの内周面を撫でるように移動して，ステータコアのスロットに挿入される。
【０００４】
しかしながら，上記従来のインサーター工法を用いたモータ製造方法には次のような問題がある。
即ち，従来のインサーター工法においては，上記のごとくコイルの状態を変化させながらステータコアのスロットに挿入するので，その途中においてコイルが斜めに挿入された状態が発生する。そのため，コイルの寸法は，少なくともその上下方向の長さに余裕を持たせておく必要がある。その結果，挿入が完了した際には，コイルの上端部分又は下端部分が必要以上にステータコアからはみ出した状態になってしまう。
【０００５】
このコイルのはみ出しは，ステータコアにコイルを組み込んだ部品全体，ひいてはモータ全体の軸方向の寸法の大型化につながる。この問題は，コイルを挿入するモータコアがステータコアである場合だけでなくロータコアである場合も同様である。
近年，自動車における電動モータの採用，ハイブリッドシステムの採用等が積極的に検討され，モータの軸方向の短尺化が強く望まれている。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，モータコアからのコイルのはみ出し量を少なくすることができ，モータの軸方向の長さを短くすることができるモータの製造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
本発明は，リング状のモータコアを有し，該モータコアの内周面に設けたスロットにコイルを挿入配置してなるモータを製造する方法において，
巻枠を有する巻き取り治具を用いて，該巻枠に電線を巻回することにより，単極コイルを形成するコイル形成工程と，
上記コイルを保持した上記巻き取り治具を上記モータコアの内部に配置すると共に，上記各単極コイルを上記巻枠から直接上記モータコアの上記スロットに移動させるコイル挿入工程とを含み，
上記コイル形成工程は，上記巻き取り治具として，ベースホルダーと，該ベースホルダーの外周面に配設された複数の上記巻枠とを有し，該巻枠が上記ベースホルダーに対して移動可能に配設された巻き取り治具を用い，
上記複数の巻枠のうち１つの巻枠を他の巻枠よりも突出するよう移動させる巻枠突出工程と，
上記突出した巻枠に電線を一方向から供給すると共に，上記巻枠の軸線又は該軸線に略平行な線を中心に上記巻き取り治具全体を回転させて上記巻枠に上記電線を巻回して単極コイルを形成する巻回工程とを含み，
上記巻枠突出工程と上記巻回工程とを隣接する巻枠に順次繰り返し行うことを特徴とするモータの製造方法にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の製造方法においては，上記コイル形成工程において，巻枠を有する巻き取り治具を用いて上記単極コイルを形成する。そして，上記コイル挿入工程においては，この巻き取り治具をモータコアの内部に配置し，単極コイルを挿入すべきスロットに対面させる。これにより，巻き取り治具から他の移載装置等に単極コイルを移すことなく，巻枠から直接上記モータコアのスロットに単極コイルを移動させることができる。
【０００９】
また，上記巻き取り治具からモータコアへの直接的な移動は，上記のごとく，巻き取り治具をモータコアの内部に配置して行う。そのため，上記コイル形成工程によって予め成形するコイルにおける単極コイル形状を，モータコアに装着した際に最適な状態に合わせることができる。そのため，単極コイルのコイルのはみ出し部分であるコイルエンド部をコンパクト化することができ，ひいては，モータ全体の軸方向の長さを短くすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記コイル挿入工程は，上記単極コイルを上記巻枠から上記スロットに向けて略直線的に移動させることにより行うことが好ましい（請求項２）。この場合には，単極コイルを，モータコアの内周側から外周側への略直線状の移動させるという，いわゆる直線挿入工法を実施する。これにより，さらに，予め成形する単極コイル形状を，無駄の少ない形状にすることができ，コイルのはみ出し部分であるコイルエンド部をより一層コンパクト化することができる。
【００１１】
また，上記コイル形成工程においては，上記巻き取り治具として上記巻枠を複数有する巻き取り治具を用い，隣接する上記巻枠への巻き方向を交互に逆転させて電線を巻回することにより，複数の単極コイルを交互に巻き方向が異なるように連ねて設けたコイルを形成することが好ましい（請求項３）。この場合には，巻き方向が異なる単極コイルを連ねて構成してなるコイルを容易に形成することができる。
【００１２】
また，上記コイル形成工程は，上記巻き取り治具として，ベースホルダーと，該ベースホルダーの外周面に配設された複数の上記巻枠とを有し，該巻枠が上記ベースホルダーに対して移動可能に配設された巻き取り治具を用い，
上記複数の巻枠のうち１つの巻枠を他の巻枠よりも突出するよう移動させる巻枠突出工程と，
上記突出した巻枠に電線を一方向から供給すると共に，上記巻枠の軸線又は該軸線に略平行な線を中心に上記巻き取り治具全体を回転させて上記巻枠に上記電線を巻回して単極コイルを形成する巻回工程とを含み，
上記巻枠突出工程と上記巻回工程とを隣接する巻枠に順次繰り返し行う。
【００１３】
この場合には，上記コイル形成工程において，上記ベースホルダーと巻枠とを有する独特の構成の巻き取り治具を用いる。そして，上記のごとく，巻枠突出工程，巻回工程を，上記巻枠ごとに順次行う。
ここで，上記巻回工程は，上記巻き取り治具全体を上記突出した巻枠の軸線周りに回転させて行う。そのため，上記のごとく，電線を一方向から供給することができ，従来のように電線自体を回す必要がない。それ故，電線に捩りを発生させることなく巻枠に単極コイルを形成することができる。
【００１４】
また，上記巻回工程は上記巻枠突出工程の後に行う。すなわち，巻回工程を行う対象の巻枠を変更する場合には，上記巻枠突出工程を行って変更することができ，隣り合う巻枠の間に，電線供給のためのスペースを特別に設ける必要がない。それ故，得られる単極コイル間の渡り線の長さも十分に短く抑えることができる。
【００１５】
また，上記巻枠は，その軸線方向に略直線状に進退可能に配設しておき，上記巻枠突出工程においては，１つの巻枠を前進させることにより他の巻枠よりも突出させることが好ましい（請求項４）。この場合には，上記巻枠の移動機構を簡単にすることができると共に突出動作を容易に行うことができる。
【００１６】
なお，上記巻枠突出工程における巻枠の突出方法としては，上記のごとく直線的に巻枠をその軸方向に前進させて軸方向に突出させる方法のほか，その軸線が他の巻枠の軸線と略直交する方向に向くよう巻枠を旋回させて，他の巻枠の側方に突出させる方法等をとることもできる。即ち，上記巻枠突出工程においては，その後の巻回工程において巻き取り治具全体を回転させた際に，突出した巻枠に供給される電線が他の巻枠に干渉しない状態が得られるならば，巻枠の突出方向及び突出方法としては種々の方法を適用することができる。
【００１７】
また，上記巻回工程の後には，上記単極コイルを形成した上記巻枠を後退させる巻枠後退工程を行うことが好ましい（請求項５）。この場合には，その後の他の巻枠の突出工程を容易に行うことができる。
【００１８】
また，上記巻回工程は，上記巻枠ごとに順次巻き取り治具の回転方向を逆転させて行うことが好ましい（請求項６）。この場合には，巻き方向が異なる単極コイルを連ねたコイルを容易に形成することができる。
【００１９】
また，上記ベースホルダーは円盤形状を呈しており，上記複数の巻枠は，上記ベースホルダーの中心点から放射状に伸びる軸線に沿って進退可能に配設されていることが好ましい（請求項７）。この場合には，上記コイル形成工程において，巻き取り治具全体を回転させる場合の回転中心を巻枠ごとに変更する場合に，上記ベースホルダーの中心点を中心に，巻き取り治具全体を少し回動させればよい。そのため，巻き取りを行う巻枠を交代させた際の回転中心の変更作業が容易となる。
【００２０】
また，上記各巻枠は，上記軸線に沿って幅が広がる扇形形状を有していることが好ましい（請求項８）。この場合は，各巻枠に形成される単極コイルの形状を，上記軸線に沿って幅が広がる形状とすることができる。そのため，モータコアの内周面から装着する場合に適したコイル形状を容易に得ることができる。
【００２１】
また，上記各巻枠は，巻回される単極コイルの形状を整えるための成形ブロックを着脱可能に備えていることが好ましい（請求項９）。この場合には，異なる形状の成形ブロックを使用することにより，単極コイルの形状の変更を容易に行うことができる。
【００２２】
また，上記巻き取り治具は，上記巻枠のすべてを後退させた状態における該巻枠の先端が形成する外形線が，上記ベースホルダーの中心点を中心とする円形状となることが好ましい（請求項１０）。この場合には，リング状のモータコアの内面側に上記巻き取り治具を配置する際に，巻き取り治具とモータコアの内面との間隙を小さくすることができ，コイルの移動をよりスムーズに行うことができる。
【００２３】
また，上記各巻枠の両側には，上記ベースホルダーの外周面から延設されたセパレートプレートが配設されており，該セパレートプレートと上記巻枠との間には所定の間隔が保持されていることが好ましい（請求項１１）。この場合には，巻枠に単極コイルを形成した後に巻枠を後退させた際に，上記セパレートプレートと巻枠との間の所定間隔のスペースにコイルを配置することができ，コイル形状を良好に維持した状態で巻き取り治具にコイルを保持することができる。
【００２４】
また，上記コイル挿入工程は，上記モータコアの内部に配置された上記巻き取り治具に保持された上記単極コイルにコイル挿入手段を当接させ，その当接部を上記巻き取り治具から上記スロットに向かう方向に前進させることにより，上記単極コイルを上記巻枠から上記モータコアの上記スロットに移動させることが好ましい（請求項１２）。この場合には，上記コイル挿入手段によってコイルが直線的に押されて，対面するモータコアのスロット内に姿勢を変えることなく押し込まれる。即ち，上記コイル挿入手段を用いることにより，コイルの直線的な移動を容易に実施することができる。
【００２５】
また，上記コイル挿入手段は，上記単極コイルにおける上記スロットに挿入される部分であるコイル挿入部に当接する挿入ブレードであることが好ましい（請求項１３）。この場合には，上記コイル挿入部を上記挿入ブレードによって押圧することにより，安定してコイルを移動させることができる。
【００２６】
また，上記単極コイルの上記スロットへの移動と同時あるいはその後に，上記単極コイルにおける上記モータコアの外部に配置されるコイルエンド部に仮整形手段を当接させ，その当接部を上記モータコアの内周側から外周側へ前進させることにより上記コイルエンド部を押圧し変形させる仮整形工程を行うことが好ましい（請求項１４）。この場合には，コイルをモータコアに装着するたびに上記仮整形手段によってコイルのはみ出し部分を外方に押圧して変形させる仮整形を容易に行うことができる。これによりはみ出し部分がモータコアの表面に近づき，はみ出し部分の軸方向の長さをさらに小さくすることができる。
【００２７】
また，上記巻き取り治具の上記巻枠に仮整形用溝を設けておき，上記仮整形手段としては上記仮整形用溝に挿入可能な仮整形ブレードを用い，該仮整形ブレードを上記仮整形用溝に挿入して中心から外周に向かう方向に前進させることにより上記仮整形工程を行うことが好ましい（請求項１５）。この場合には，上記仮整形用溝と上記仮整形ブレードとの組み合わせにより，装置構成を簡単にすることができる。
【００２８】
また，上記コイル挿入工程と上記仮整形工程を複数回繰り返した後，上記コイルを所望形状に整えるための型面を有するフォーマーを上記モータコアに押圧することにより上記コイルを整形する本整形工程を行うことが好ましい（請求項１６）。この場合には，上記フォーマーをモータコアに押圧するだけで，仮整形されたコイル全体を一度に所望形状に整形することができる。それ故，本整形工程を簡単に行うことができる。そして，この本整形によって，モータコアからはみ出しているコイル全体をモータコアに近づくように整形することができるので，より一層上記の軸方向寸法を小さくすることができる。
【００２９】
また，上記フォーマーには，上記コイル挿入手段及び上記仮整形手段との干渉を防止する切り欠き部が設けられており，上記コイル挿入手段及び上記仮整形手段を前進させた状態を維持したまま上記フォーマーを上記モータコアに押圧することが好ましい（請求項１７）。この場合には，上記コイル挿入手段及び仮整形手段の存在によって，コイルの本整形時にコイルを固定することができ，安定して本整形を行うことができる。また，上記仮整形完了後に連続的に本整形を行うこともできるので，さらに製造工程の合理化を図ることができる。
【００３０】
また，上記モータコアは，ステータコアであることが好ましい（請求項１８）。即ち，モータコアとしては，ステータコアとロータコアとがあるが，特にステータコアの場合には軸方向の長さをコンパクトにする要求が強く，本発明の作用効果が非常に有効である。
【００３１】
【実施例】
実施例１
本発明の実施例に係るモータの製造方法につき，図１〜図１９を用いて説明する。
本例は，リング状のモータコアとしてのステータコアを有し，該モータコアの内周面に設けたスロットにコイルを挿入配置してなるモータを製造する方法である。特に本例では，コイル形成工程とコイル挿入工程について説明する。
【００３２】
本例のコイル形成工程は，複数の巻枠３を放射状に設けた巻き取り治具２を用いて，隣接する上記巻枠３への巻き方向を交互に逆転させて電線を巻回することにより，複数の単極コイル９０を交互に巻き方向が異なるように連ねて設けたコイル９を形成する。
【００３３】
上記巻き取り治具２としては，図１〜図３に示すごとく，ベースホルダー２０と，該ベースホルダー２０の外周面に配設された複数の巻枠３とを有する巻き取り治具を用いる。各巻枠３はベースホルダー２０に対して進退可能に配設されており，いずれか１つの巻枠３が他の巻枠よりも突出した状態が得られるよう構成されている。
【００３４】
巻き取り治具２においては，図３に示すごとく，ベースホルダー２０が円盤形状を呈している。すなわち，ベースホルダー２０は，上下一対のリング状プレート２１，２２を有しており，それぞれ中央貫通穴２１０，２２０及びその周囲に複数の位置決め穴２１２，２２２を有している。この中央貫通穴２１０，２２０及びその周囲の位置決め穴２１２，２２２は，後述する回転装置４との係合位置を決定するためのものである。
【００３５】
また，上下一対のリング状プレート２１，２２は，これらの中心から放射線状に伸びる方向に沿って配設されたセパレートプレート２９を介して連結されている。本例では，内角３０°のピッチで４枚のセパレートプレート２９を配設し，さらに，これらに対向する位置にも内角３０°ピッチで４枚のセパレートプレート２９を配設した。そして，隣り合うセパレートプレート２９の間に設けられた内角約３０°の空間に，それぞれ巻枠３を配置した。本例では，対向する位置にそれぞれ３つの巻枠３を隣接させ，合計６つの巻枠３を設けてある。
【００３６】
なお，図３に示すごとく，本例の巻き取り治具２は，円盤状の上記ベースホルダー２０の外周面において空いている位置に，さらにセパレートプレート２９及び巻枠３を配設することができるよう構成してあり，最大１２個の巻枠３を備えることができる。
【００３７】
また，巻枠３は，図３に示すごとく，ベースホルダー２０の中心点から放射線状に伸びる軸線に沿って進退可能に配設されている。また，各巻枠３は，上記軸線に沿って幅が広がる扇形形状を有している。
すなわち，図３に示すごとく，各巻枠３は，上記ベースホルダー２０のリング状プレート２１，２２に平行な面をそれぞれ表面及び裏面とすると，その表面及び裏面から見た全体形状が略扇形であると共に，その中央部に切り欠き部３２０を設けた枠本体部３２を有する。また，枠本体部３２の両側面には，段部３２５を設けてあり，単極コイル９０を形成した場合にその位置決めがなされるようにしてある。
【００３８】
また，枠本体部３２の表面及び裏面には，巻回される単極コイルの形状を整えるための，成形ブロック３３，３４が着脱可能に配設されている。この成形ブロック３３，３４も略扇形を呈しており，中央部に切り欠き部３３０，３４０を有している。なお，成形ブロック３３，３４の枠体部３２への固定は，図示していないビスのねじ込みにより行っている。
また，本例の成形ブロック３３，３４は，図３に示すごとく，外周側から内周側に近づくにつれて，厚みを厚くしてあり，成形される単極コイルの高さが内周側に来るほど高くなるようにしてある。
【００３９】
また，図３に示すごとく，上記枠本体部３２は，上記切り欠き部３２０からベースホルダー２０に向かう軸方向に，長方形状の貫通穴３２９を有している。また，貫通穴３２９の上下には，円形状の貫通穴であるロッド穴３２８が設けられている。そして，巻枠３は，上記貫通穴３２９を通したガイドプレート３１をベースホルダー２０に固定することによって，ベースホルダー２０に進退可能に配設される。
【００４０】
より具体的には，ガイドプレート３１は，図３に示すごとく，ベースホルダー２０に固定される基端部３１５と，巻枠３の前進位置を規制するために略Ｔ字状に上下方向の寸法を大きくした先端部３１０とを有している。そして，このガイドプレート３１の基端部３１５を，上記枠本体部３２の切り欠き部３２０の底部に開口している上記貫通穴３２９に通し，かつ，スプリング３６を装着したロッド３５を枠本体部３２の貫通穴３２９の上下に設けられたロッド穴３２８に通す。そして，ガイドプレート３１の基端部３１５をベースホルダー２０の上下一対のリング状プレート２１，２２間に挟持して固定し，また，２本のロッド３５の一端をリング状プレート２１，２２に固定すると共に他端をガイドプレート３２の先端部１０に固定する。これにより，巻枠３は，ベースホルダー２０の中心点から放射状に伸びる軸線に沿って進退可能に固定される。
【００４１】
また，図１５〜図１７に示すごとく，巻枠３には，ピン頭部３８０を摘んで操作することによってピン先端部３８１を進退させることができる位置決め用ピン３８を上下に有している。また，ガイドプレート３１には，上記ピン先端部３８１と係合可能なピン穴３１８，３１９を有している。そして，図１５に示すごとく，位置決めピン３８のピン先端部３８１をピン穴３１８に係合させている状態においては，巻枠３が後退してベースホルダー２０に近づいた状態が維持される。また，巻枠３を前進させる場合には，位置決めピン３８を後退させて，そのピン先端部３８１とピン穴３１８との係合状態を解除し，巻枠３をスプリング３６に抗して前進させる。そして，図１７に示すごとく，再び位置決めピン３８を前進させてピン先端部３８１をピン穴３１９に係合させる。これにより，巻枠３は，その軸方向に前進してベースホルダー２０から離れた位置に固定させるように構成されている。
【００４２】
上記のごとく配設された各巻枠３の両側には，ベースホルダー２０の外周面から延設されたセパレートプレート２９が存在している。そして，セパレートプレート２９と巻枠３との間には，後述するコイル保持溝として機能する所定の間隔が保持されている。
【００４３】
また，本例の巻き取り治具２は，上記巻枠３のすべてを後退させた状態における巻枠３の先端が形成する外形線が，ベースホルダー２０の中心点を中心とする円形状となっている。すなわち，本例の巻き取り治具２は，後述するモータコアの内周面に各巻枠３を対面させて配置できる形状となっている。
【００４４】
次に，本例では，上記巻き取り治具２を回転させる装置として，図１，図２に示す回転装置４を用いる。
回転装置４は，図示しない駆動軸から延設されたストレート部４１と該ストレート部４１にフランジ４１５，４１６を介して接続された屈曲部４２とを有し，屈曲部４２の先端に巻き取り治具２との接続用フランジ４２５を有している。
【００４５】
屈曲部４２は，同図に示すごとく，ストレート部４１と同軸線上に伸びる第１部位４２１と，この第１部位から９０度折れ曲がって延設された第２部位４２２と，さらに第２部位４２２から９０度折れ曲がり上記ストレート部４１と平行な第３部位４２３と，さらに第３部位４２３から９０度折れ曲がった第４部位４２４とを有する。そして，第４部位４２４の先端に上記接続用フランジ４２５が配設されている。
【００４６】
接続用フランジ４２５は，図１，図２に示すごとく，巻き取り治具２のベースホルダー２０と接続した場合に，ベースホルダー２０の厚み方向及び径方向の中心点が，上記ストレート部４１の軸線上に来るように位置調整されている。
また，上記接続用フランジ４２５と，巻き取り治具２の周方向の固定位置は，巻枠３の軸線Ｃと回転装置４のストレート部４１の回転中心Ｃ２とが一致する位置において適宜変更可能に構成されている。
【００４７】
次に，上記巻き取り治具２及び回転装置４を用いて，単極コイル９０を複数連ねてなるモータ用のコイル９を形成する方法について，図４〜図１４を用いて説明する。なお，これらの図においては，回転装置４の記載を省略してある。
【００４８】
まず，図４に示すごとく，巻き取り治具２におけるすべての巻枠３を後退させた状態で，巻き取り治具２を回転装置４に固定し，その回転中心Ｃ２（図１，図２参照）と第１の巻枠３ａの軸線Ｃとを一致させる。
次に，この状態から，図５に示すごとく，第１の巻枠３ａを他の巻枠３よりも突出するよう前進させる巻枠突出工程を行う。このとき，巻枠３ａを後退位置で固定していた位置決めピン３８（図１５〜図１７）による固定を解除して，巻枠３ａをスプリング３６に抗して前進させ，再び位置決めピン３８によりその前進位置で固定する。
【００４９】
そして，図５に示すごとく，電線９９を上方の一方向から供給すると共に，その先端を巻き取り治具２に固定する。固定方法は，特別な固定装置を用いて決められた位置に固定しても良いし，巻き取り治具２の任意の位置に結びつける方法をとることもできる。本例では，後者の方法をとった。
【００５０】
次に，図５，図６に示すごとく，突出した巻枠３ａに電線９９を一方向から供給すると共に，回転装置４を駆動して，巻枠３ａの軸線Ｃを中心に巻き取り治具２全体を回転させる巻回工程を行う。これにより，図７に示すごとく，突出した巻枠３ａに電線９９が巻回されて第１の単極コイル９０の形成が完了する。
【００５１】
次に，図８に示すごとく，単極コイル９０を形成した上記第１の巻枠３ａを後退させる巻枠後退工程を行う。このとき，巻枠３ａは，再び位置決めピン３８（図１５〜図１７）を操作して，後退位置で固定する。
同図に示すごとく，巻枠３ａの周囲に形成された単極コイル９０は，そのループの上下に位置するコイルエンド部９０２を巻枠３の表裏にむき出しにし，かつ，左右に位置するコイル挿入部９０１をセパレートプレート２９と巻枠３との間の空隙に収容した状態となる。
【００５２】
次に，図９に示すごとく，単極コイル９０を形成した第１の巻枠３ａの隣の第２の巻枠３ｂを軸線Ｃに沿って前進させ，他の巻枠３よりも外方に突出させ，上記と同様に前進位置で固定する。
また，この巻枠突出工程の前後いずれかにおいて，巻き取り治具２と回転装置４との係合位置を変更し，回転装置４の回転中心と，第２の巻枠３ｂの軸線とを一致させる。
また，同図に示すごとく，第１の巻枠３ａが保持する単極コイル９０から繋がっている渡り線９９５は，第２の巻枠３ｂの下方に渡し，これに続く電線９９を先程と同様上方の一方向から供給する。
【００５３】
次に，図９，図１０に示すごとく，突出した巻枠３ｂに電線９９を一方向から供給すると共に，巻枠３ｂの軸線Ｃを中心に巻き取り治具２全体を回転させる巻回工程を行う。このときの回転方向は，第１の巻枠３ａの場合と逆方向とする。これにより，図１０に示すごとく，突出した巻枠３ｂに電線９９が巻回されて，第１の単極コイル９０とは巻き方向が逆の第２の単極コイル９０の形成が完了する。
【００５４】
次に，図１１に示すごとく，単極コイル９０を形成した上記第２の巻枠３ｂを後退させ，上記と同様に後退位置で固定させる。
同図に示すごとく，巻枠３ｂの周囲に形成された第２の単極コイル９０も，そのループの上下に位置するコイルエンド部９０２を巻枠３の表裏にむき出しにし，かつ，左右に位置するコイル挿入部９０１をセパレートプレート２９と巻枠３との間の空隙に収容した状態となる。
【００５５】
次に，図１２に示すごとく，第２の巻枠３ｂの隣の第３の巻枠３ｃを軸線Ｃに沿って前進させ，他の巻枠３よりも外方に突出させ，上記と同様に前進位置で固定する。また，この場合にも，巻枠突出工程の前後いずれかにおいて，巻き取り治具２と回転装置４との係合位置を変更し，回転装置４の回転中心Ｃ２（図１，図２）と，第３の巻枠３ｃの軸線Ｃとを一致させる。
また，同図に示すごとく，第２の巻枠３ｂが保持する単極コイル９０から伸びる渡り線９９５に続く電線９９を，上記と同様に上方の一方向から供給する。
【００５６】
次に，図１２，図１３に示すごとく，突出した巻枠３ｃに電線９９を一方向から供給すると共に，巻枠３ｃの軸線Ｃを中心に巻き取り治具２全体を回転させる巻回工程を行う。このときの回転方向は，第２の巻枠３ｃの場合と逆方向とする。これにより，図１３に示すごとく，突出した巻枠３ｃに電線９９が巻回されて，第２の単極コイル９０と巻き方向が逆の第３の単極コイル９０の形成が完了する。
【００５７】
次に，図１４に示すごとく，単極コイル９０を形成した上記第３の巻枠３ｃを後退させ，上記と同様に後退位置で固定させる。
同図に示すごとく，巻枠３ｃの周囲に形成された第３の単極コイル９０のコイル挿入部９０１もセパレートプレート２９と巻枠３との間の空隙に収容した状態となる。
これにより，３つの単極コイル９０を交互に巻き方向が逆となるように連ねたコイル９が完成する。
【００５８】
次に，図１４に示すごとく，上記コイル９を形成した３つの巻枠３ａ〜３ｃに対向する３つの巻枠３ｄ〜３ｆに対しても，上記と同様の手順によって，３つの単極コイル９０を交互に巻き方向が逆となるように連ねたコイル９を形成することができる。
【００５９】
次に，上記のコイル形成工程において形成したコイルを，上記巻き取り治具２から直接的にモータコアに挿入するコイル挿入工程について説明する。
本例では，図１８，図１９にすごとく，リング状のモータコアとしてのステータコア８１の内周面に設けたスロット８１０にコイル９（図１４参照）を挿入配置する。なお，図１８，図１９では，後述する挿入ブレード７３４等の動きを明確化するため，コイル９（単極コイル９０）の図示を省略する。
【００６０】
上記ステータコア８１を用いて構成するモータは三相ＤＣブラシレスモータである。そして本例におけるステータコア８１は，リング状の電磁鋼板を積層して作製したものであり，図１８，図１９に示すごとく，その内周面にコイルを挿入するためのスロット８１０を有している。
【００６１】
本例では，ステータコア８１に対して，合計３６個の単極コイル９０を配設すべく，７２のスロット８１０を設けてある。そして，一相を担う単極コイル９０は１２個ずつである。本例では，実施例１に示すごとく，３個の単極コイル９０を連ねたコイル９を１つの巻き取り治具２によって２組作製し，これらを同時にステータコア８１に装着する。この作業を６回行うことにより，必要なすべての単極コイル９０がステータコア８１に装着される。
【００６２】
この作業をさらに具体的に説明すると，まず，図１８に示すごとく，巻き取り治具２における巻枠３とセパレートプレート２９との間に形成されるコイル保持溝２９０がステータコア８１のスロット８１０に対面するように，巻き取り治具２をステータコア８１の内部に配置する。
【００６３】
また，図１８に示すごとく，巻き取り治具２の上記コイル保持溝２９０には挿入ブレード７３を挿入する。また，巻き取り治具２における巻枠３の枠本体部３２に設けた切り欠き部３２０とその上下の成形ブロック３３，３４に設けた切り欠き部３３０，３４０（図３参照）は，仮整形ブレード７３４を挿入するための仮整形溝２９５となる。
【００６４】
そして，図１９に示すごとく，挿入ブレード７３をコイル保持溝２９０内において中心から外周に向かう方向に前進させると同時に，仮整形ブレード７３４を仮整形用溝２９５内において中心から外周に向かう方向に前進させる。これにより，単極コイル９０は上記挿入ブレード７３に押されて，コイル保持溝２９０から上記ステータコア８１のスロット８１０に略直線的に移動する。また，単極コイル９０におけるステータコア８１からはみ出ている上下のコイルエンド部９０２（図１４）は，上記仮整形ブレード７３４により押圧され外方に変形する仮整形が施される。
【００６５】
このような挿入ブレード７３及び仮整形ブレード７３４の前進動作は，６個の単極コイル９０に対してすべて同時に行われ，６個の単極コイル９０が同時にステータコア８１のスロット８１０に挿入される。
【００６６】
次に，本例では，上下一対のフォーマーという工具（図示略）を用いて，第２の仮整形を行う。フォーマーは，リング形状を有し，ステータコア８１に対面する側に，コイルを所望形状に整えるための型面を有する。具体的には，上下の各フォーマーは，その内周部分がステータコア８１に向かって突出するようなテーパ形状の型面を有する。そして，フォーマーをステータコア８１に向かって前進させることにより上記コイル９を型面のテーパ形状に沿って外方へ整形するように構成されている。
【００６７】
また，各フォーマーには，上記挿入ブレード７３及び上記仮整形ブレード７３４との干渉を防止する切り欠き部が設けられている。そして，挿入ブレード７３及び仮整形ブレード７３４を前進させた状態を維持したままフォーマーをステータコア８１に押圧することができるようになっている。
【００６８】
このような構造の上下一対のフォーマーを，ステータコア８１に向けて上下からそれぞれ前進させ，ステータコア８１に押圧する。これにより，上記のごとくステータコア８１に配設されている６個の単極コイル９０のステータコア８１の上下からからはみ出しているコイルエンド部９０２がステータコア８１に向かって倒れるように，第２の仮整形がなされる。
【００６９】
次に，本例では，上述した実施例１に示したコイル形成装置１を用い，巻き取り治具２上にあらたに３個の単極コイル９０を連ねたコイル９を２組形成する。そして，上記と同様に，巻き取り治具２から直接的にステータコア８１へのコイル９の移動と仮整形及び第２の仮整形を行う。この作業を合計６回繰り返すことにより，合計３６個の単極コイル９０がステータコア８１に装着される。そして，最後の第２の仮整形として行うフォーマーによる整形は，３６個すべての単極コイル９０に対して行われ，コイル全体の形を整える本整形工程となる。
【００７０】
このようにして，ステータコア８１には，合計３６個の単極コイル９０が挿入配置される。
なお，本例では，６個の単極コイルの形成から第２の仮整形までを一連の作業として行い，これを６回繰り返したが，複数組の巻き取り治具２を用いて，効率を上げることもできる。さらに，上記巻き取り治具２における巻枠３の数を６個から１２個に増やして，１２個の単極コイル９０を一度にステータコア８１へ移動させることにより工程の合理化を図ることも可能である。
【００７１】
以上のように，本例では，上記巻き取り治具２及び挿入ブレード７３を利用することによって，容易かつ安定的に，直線的にコイルを移動させる，いわゆる直線挿入工法を実施できる。即ち，単極コイル９０の姿勢を変えることなく直線的にスロット８１０に挿入することができる。そのため，コイル９の上下方向の長さを必要以上に長くする必要がない。
【００７２】
さらに，本例では，上記のごとく，コイル形成を行った巻枠３から直接ステータコア８１へとコイルの移動を行うことができる。そして，コイルを形成した後，巻枠から他のコイル移載機へとコイルを移す必要がなく，非常に効率的にステータコアへのコイルの装着を行うことができる。これは，実施例１に詳説するごとく，巻き付け治具２の構造が上記のごとく優れた構造を有しているためである。
そして，巻き取り治具２から直接ステータコア８１へコイルを挿入できるので，単極コイル９０同士を繋ぐ渡り線の長さが短くてもコイルの移動を容易に実施することができる。
【００７３】
実施例２
本例は，図２０〜図２２に示すごとく，実施例１において巻き取り治具２からステータコア８１にコイルを挿入する際に使用するコイル挿入装置の一例をより詳細に示したものである。
本例のコイル挿入装置６は，図２０，図２１に示すごとく，底板部６１に，支点６４１を中心に揺動可能に配設された複数の第１アーム６４と，支点６５１を中心に揺動可能に配設された複数の第２アーム６５とを設けてある。各第１アーム６４は，同図に示すごとく，その上端に２枚の挿入ブレード７３を有しており，一方，各第２アーム６５は，その上端に２枚の仮整形ブレード７３４を有している。
【００７４】
第１アーム６４は，昇降プレート６６１に設けたピン６６３に係合可能な長穴部６４２を有している。また，第２アーム６５も，同図に示すごとく，昇降プレート６６１に設けたピン６６４に係合可能な長穴部６５２を有している。
また，上記昇降プレート６６１は，底板部６１上に配設された，シリンダ６７１，昇降ロッド６７２，ベースプレート６７３，連結ロッド６７４等と連結されており，シリンダ６７１によって駆動される昇降ロッド６７２の昇降に伴って昇降するように構成されている。
【００７５】
また，上記第１アーム６４及び第２アーム６５に設けた長穴部６４２，６５２は，傾斜した長穴部分を有している。そして，ピン６６３，６６４の垂直方向の移動によってピン６６３，６６４と長穴部６４２，６５２との係合位置がずれることにより，第１アーム６４及び第２アーム６５は，支点６４１及び６５１を中心に揺動するように構成されている。なお，第１アーム６４の長穴部６４２と第２アーム６５の長穴部６５２の形状は若干変更してあり，第１アーム６４と第２アーム６５の揺動量等に違いを持たせてある。
【００７６】
また，図２２に示すごとく，各第１アーム６４には，２枚の挿入ブレード７３が平行に配設されており，２枚の挿入ブレード７３が一緒に第１アーム６４の揺動方向に平行に移動するように構成されている。なお，すべての第１アーム６４の揺動方向は，ステータコア８１の２つのスロット８１０間に位置するティース１５の中央を通る半径方向Ａに沿った方向である。
【００７７】
また，同様に，各第２アーム６５には，２枚の仮整形ブレード７３４が平行に配設されており，２枚の仮整形ブレード７３４が一緒に第２アーム６５の揺動方向に平行に移動するように構成されている。また，すべての第２アーム６５の揺動方向は，ステータコア８１の２つのスロット８１０間に位置するティース１５の中央を通る半径方向Ｂに沿った方向である。
【００７８】
以上のような構成のコイル挿入装置６を用いることによって，上述した巻き取り治具２からステータコア８１へ，直接，コイル９（単極コイル９０）を直線的に移動させることを容易に実現することができる。それ故，上述した作用効果を確実に発現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，コイル形成装置の構成を示す説明図。
【図２】実施例１における，コイル形成装置によりコイルを形成している状態を示す説明図。
【図３】実施例１における，巻き取り治具の構造を示す展開説明図。
【図４】実施例１における，巻き取り治具の巻枠をすべて後退させた状態を示す説明図。
【図５】実施例１における，巻き取り治具の第１の巻枠を前進させた状態を示す説明図。
【図６】実施例１における，巻き取り治具を第１の巻枠の軸線を中心に回転させて電線を巻回している状態を示す説明図。
【図７】実施例１における，第１の巻枠への電線の巻回が完了した状態を示す説明図。
【図８】実施例１における，第１の巻枠を後退させた状態を示す説明図。
【図９】実施例１における，巻き取り治具の第２の巻枠を前進させた状態を示す説明図。
【図１０】実施例１における，巻き取り治具を第２の巻枠の軸線を中心に回転させて電線の巻回が完了した状態を示す説明図。
【図１１】実施例１における，第２の巻枠を後退させた状態を示す説明図。
【図１２】実施例１における，巻き取り治具の第３の巻枠を前進させた状態を示す説明図。
【図１３】実施例１における，巻き取り治具を第３の巻枠の軸線を中心に回転させて電線の巻回が完了した状態を示す説明図。
【図１４】実施例１における，第３の巻枠を後退させた状態を示す説明図。
【図１５】実施例１における，巻枠の後退位置での固定構造を示す説明図。
【図１６】実施例１における，巻枠の位置決めピンのガイドプレートへの係合を解除した状態を示す説明図。
【図１７】実施例１における，巻枠の前進位置での固定構造を示す説明図。
【図１８】実施例１における，巻き取り治具をステータコアの内部に配置した状態を示す説明図。
【図１９】実施例１における，巻き取り治具に挿入した挿入ブレード及び仮整形ブレードを前進させた状態を示す説明図。
【図２０】実施例２における，コイル挿入装置を示す斜視図。
【図２１】実施例２における，コイル挿入装置における挿入ブレード及び仮整形ブレードを前進させた状態を示す説明図。
【図２２】実施例２における，挿入ブレード及び仮整形ブレードの前進方向を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．コイル形成装置，
２．．．巻き取り治具，
２０．．．ベースホルダー，
３．．．巻枠，
４．．．回転装置，
９．．．コイル，
９０．．．単極コイル，

Claims (18)

1. リング状のモータコアを有し，該モータコアの内周面に設けたスロットにコイルを挿入配置してなるモータを製造する方法において，
   巻枠を有する巻き取り治具を用いて，該巻枠に電線を巻回することにより，単極コイルを形成するコイル形成工程と，
   上記コイルを保持した上記巻き取り治具を上記モータコアの内部に配置すると共に，上記各単極コイルを上記巻枠から直接上記モータコアの上記スロットに移動させるコイル挿入工程とを含み，
   上記コイル形成工程は，上記巻き取り治具として，ベースホルダーと，該ベースホルダーの外周面に配設された複数の上記巻枠とを有し，該巻枠が上記ベースホルダーに対して移動可能に配設された巻き取り治具を用い，
   上記複数の巻枠のうち１つの巻枠を他の巻枠よりも突出するよう移動させる巻枠突出工程と，
   上記突出した巻枠に電線を一方向から供給すると共に，上記巻枠の軸線又は該軸線に略平行な線を中心に上記巻き取り治具全体を回転させて上記巻枠に上記電線を巻回して単極コイルを形成する巻回工程とを含み，
   上記巻枠突出工程と上記巻回工程とを隣接する巻枠に順次繰り返し行うことを特徴とするモータの製造方法。
2. 請求項１において，上記コイル挿入工程は，上記単極コイルを上記巻枠から上記スロットに向けて略直線的に移動させることにより行うことを特徴とするモータの製造方法。
3. 請求項１又は２において，上記コイル形成工程においては，上記巻き取り治具として上記巻枠を複数有する巻き取り治具を用い，隣接する上記巻枠への巻き方向を交互に逆転させて電線を巻回することにより，複数の単極コイルを交互に巻き方向が異なるように連ねて設けたコイルを形成することを特徴とするモータの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において，上記巻枠は，その軸線方向に略直線状に進退可能に配設しておき，上記巻枠突出工程においては，１つの巻枠を前進させることにより他の巻枠よりも突出させることを特徴とするモータの製造方法。
5. 請求項４において，上記巻回工程の後には，上記単極コイルを形成した上記巻枠を後退させる巻枠後退工程を行うことを特徴とするモータの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において，上記巻回工程は，上記巻枠ごとに順次巻き取り治具の回転方向を逆転させて行うことを特徴とするモータの製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において，上記巻き取り治具における上記ベースホルダーは円盤形状を呈しており，上記複数の巻枠は，上記ベースホルダーの中心点から放射状に伸びる軸線に沿って進退可能に配設されていることを特徴とするモータの製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において，上記巻き取り治具における上記各巻枠は，上記軸線に沿って幅が広がる扇形形状を有していることを特徴とするモータの製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において，上記巻き取り治具における上記各巻枠は，巻回される単極コイルの形状を整えるための成形ブロックを着脱可能に備えていることを特徴とするモータの製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１項において，上記巻き取り治具は，上記巻枠のすべてを後退させた状態における該巻枠の先端が形成する外形線が，上記ベースホルダーの中心点を中心とする円形状となることを特徴とするモータの製造方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項において，上記各巻枠の両側には，上記ベースホルダーの外周面から延設されたセパレートプレートが配設されており，該セパレートプレートと上記巻枠との間には所定の間隔が保持されていることを特徴とするモータの製造方法。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項において，上記コイル挿入工程は， 上記モータコアの内部に配置された上記巻き取り治具に保持された上記単極コイルにコイル挿入手段を当接させ，その当接部を上記巻き取り治具から上記スロットに向かう方向に前進させることにより，上記単極コイルを上記巻枠から上記モータコアの上記スロットに移動させることを特徴とするモータの製造方法。
13. 請求項１２において，上記コイル挿入手段は，上記単極コイルにおける上記スロットに挿入される部分であるコイル挿入部に当接する挿入ブレードであることを特徴とするモータの製造方法。
14. 請求項１２又は１３において，上記単極コイルの上記スロットへの移動と同時あるいはその後に，上記単極コイルにおける上記モータコアの外部に配置されるコイルエンド部に仮整形手段を当接させ，その当接部を上記モータコアの内周側から外周側へ前進させることにより上記コイルエンド部を押圧し変形させる仮整形工程を行うことを特徴とするモータの製造方法。
15. 請求項１４において，上記巻き取り治具の上記巻枠に仮整形用溝を設けておき，上記仮整形手段としては上記仮整形用溝に挿入可能な仮整形ブレードを用い，該仮整形ブレードを上記仮整形用溝に挿入して中心から外周に向かう方向に前進させることにより上記仮整形工程を行うすることを特徴とするモータの製造方法。
16. 請求項１４において，上記コイル挿入工程と上記仮整形工程を複数回繰り返した後，上記コイルを所望形状に整えるための型面を有するフォーマーを上記モータコアに押圧することにより上記コイルを整形する本整形工程を行うことを特徴とするモータの製造方法。
17. 請求項１６において，上記フォーマーには，上記コイル挿入手段及び上記仮整形手段との干渉を防止する切り欠き部が設けられており，上記コイル挿入手段及び上記仮整形手段を前進させた状態を維持したまま上記フォーマーを上記モータコアに押圧することを特徴とするモータの製造方法。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項において，上記モータコアは，ステータコアであることを特徴とするモータの製造方法。

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