JP4456886B2 - モータのコアに対するコイル巻線装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータのコアに対するコイル巻線装置、特にコアの間の巻線空間に対する巻線部材が占める容積の比率である占積率を高める場合に生じる問題を解決するようにしたコアに対するコイル巻線装置に関する。

コアの両側に形成した凹溝内に比較的太い線部材を巻き付た複数のティース組立体を、凹溝が形成されるコアの側面が互いに接合されるようにして環状に組み付けたモータにおいて、線部材の占積率を高める手段としては、例えば特許文献１に示すように、ボビン（インシュレータ）を被せたステータコアに巻き付けられるコイルの第１層目はボビン上に所定ピッチで隙間なく整列して巻き付け、第２層目は第１層目の各線部材の間に載るように整列して巻き付け、以下同様にして１つ前の層の各線部材の間に載るように整列して巻き付け、外側に近い層はボビンにより形成される断面台形のコイル巻装領域から突出しないようにしたものがある。
特開２００２−２０９３５６号公報（段落〔００１２〕〜〔００１４〕、図１、図２、図４）。

例えば電気式パワーステアリング装置などにおいては、ラックシャフトを移動させるために細長い電気モータを使用したものがある。この電気モータのステータは円周方向に分割した複数の細長いコアに巻線したティース組立体を環状に連結したもので、各コアは中心線に向かう方向すなわち長手方向と直交する方向に磁化されるようになっている。図９〜図１１に、インシュレータ１２を被せたこのような細長いコア１１に上述した従来技術を適用して巻線したティース組立体１を比較例として示す。この比較例では、線部材２は巻き始め線２ａで始まり巻き終わり線２ｂで終わる３層で各層が４巻き（図１０において線部材２の断面に記入した数字１〜２４は巻き順を示す）であり、各巻きを形成する線部材２は、図９に示すように両側の凹溝１２ａ内に位置する部分はコア６１の長手方向と平行に隙間なく密着するように所定ピッチで配置されている。最初に巻き付けられる第１層目の線部材２は巻き順が１〜８であり、第２層目の線部材２は巻き順が９〜１６であり、第３層目の線部材２は巻き順が１７〜２４である。第１層目の巻き順８の線部材２の末端と第２層目の巻き順９の線部材２の始端及び第２層目の巻き順１６の線部材２の末端と第３層目の巻き順１７の線部材２の始端は、巻き始め及び巻き終わり線２ａ，２ｂ側において磁化方向Ｂ（図１０参照）と直交する平面に対し傾斜した円弧状の線部材２により連結されている。なお以下においてはコア１１とインシュレータ１２は一体のものとして取り扱い、インシュレータ１２を被せたコア１１を単にコア１１と言い、コア１１の両側の凹溝に被せたインシュレータ１２の外面に形成される凹溝１２ａをコア１１の凹溝と言う。

この比較例では、図１０に示すように、第３層の最後の巻きを構成する巻き順が２３及び２４の線部材１３（破線で示す）は、コア１１の基部１１ａの側面１１ｃの延長面１１ｄから突出している。コア１１に巻線した複数のティース組立体１は、巻き方向を逆向きとしたものを交互に配置し、コア１１の側面１１ｃを互いに接合させ環状に連結して電気モータのステータを形成するが、そのように連結しようとした場合、上述のように基部１１ａの側面１１ｃの延長面１１ｄから突出している巻き順が２４の線部材１３同士（反対側の側面１１ｃに連結する場合は巻き順が２３の線部材１３同士）は、図１１に示すように互いに干渉するので、巻き順が２３及び２４の線部材１３を除かないとモータのステータを組み立てることができない。このように巻き順が２３及び２４の線部材１３を除いて組み立てたモータのステータは、１対のティース組立体１の巻き順が１０同士と１２同士の線部材１３の間に隙間が生じるので占積率が低下するという問題がある。

本発明は、互いに隣接する１対のティース組立体のいずれか一方の線部材のうちコアの側面の延長面から部分的に突出するものを所定ピッチまたはその整数倍だけ位置をずらして配置するようにして、このような各問題を解決することを目的とする。また、上述のように線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらして配置すると、場合によってはずらすことにより生じた空間のためにコア１１に線部材２を巻き付ける際に巻き崩れを生じるおそれがあるが、本発明はそのような問題を解決することをも目的とする。

本発明によるモータのコアに対するコイル巻線装置は、回転軸線回りに旋回するフライヤと、モータのコアをその両側に形成した凹溝が回転軸線と直交するように回転軸線の延長線上に支持して回転軸線と直交する第２の回転軸線回りに回動するコア支持装置を備えてなり、フライヤの半径方向に突出する先端部により導かれて供給される線部材を同フライヤの旋回により、コアの凹溝内に所定ピッチで整列し、かつ凹溝内に位置される線部材のうち凹溝が形成されるコアの側面の延長面から部分的に突出するものは所定ピッチまたはその整数倍だけ位置をずらして巻き付けるモータのコアに対するコイル巻線装置において、コアに向かって突出する突縁を有するクランパとこのクランパを作動させる作動機構よりなるクランプ装置を備えてなり、作動機構はクランパを、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の開始時点付近において、クランパの突縁が所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の線部材の巻き方向において後側となる一側に当接して同線部材を加わる外力に抗して所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の位置に保持する作動位置に移動させるとともに、期間の終了時点付近またはそれ以後において他の部材の作動と干渉しない待機位置に戻すように作動させることを特徴とするものである。
前項に記載のモータのコアに対するコイル巻線装置は、クランパの突縁の一端にはコア側にさらに延びて、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の前半において、コアに斜めに巻き付けられる線部材を案内する突起部を設けることが好ましい。

コアの凹溝内に位置する線部材の１巻きの末端と次の１巻きの始端は、コアの一方の端部において磁化方向と直交する平面に対し傾斜した円弧状の線部材により連結されるが、凹溝内に位置される線部材の間に空間を形成するために線部材を所定ピッチの複数倍ずらした部分では、その前後の線部材の末端と始端を連結する円弧状の線部材は磁化方向と直交する平面に対する傾斜角が増大するので、巻き線方向において形成される空間の直前に位置する凹溝内の線部材は、巻き付けの際に線部材に加わる外力により、この空間内に引き込まれて巻き崩れを生じるおそれがある。しかしながら、本発明の請求項１に記載のモータのコアに対するコイル巻線装置によれば、コアに向かって突出する突縁を有するクランパとこのクランパを作動させる作動機構よりなるクランプ装置を備え、作動機構はクランパを、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の開始時点付近において、クランパの突縁が所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の線部材の巻き方向において後側となる一側に当接して線部材を加わる外力に抗して所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の位置に保持する作動位置に移動させるとともに、期間の終了時点付近またはそれ以後において他の部材の作動と干渉しない待機位置に戻すように作動させるので、巻き付けの際に線部材に加わる外力により生じる巻き崩れは、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の開始時点付近において、所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の線部材の巻き方向において後側となる一側に当接されるクランパの突縁により防止される。

クランパの突縁の一端にはコア側にさらに延びて、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の前半において、コアに斜めに巻き付けられる線部材を案内する突起部を設けた請求項２に記載の発明によれば、巻き付けの際に線部材に加わる外力により生じる巻き崩れは、フライヤが線部材を所定ピッチまたはその整数倍だけずらすようにコアに斜めに巻き付ける期間の前半において、コアに斜めに巻き付けられる線部材を案内する突起部によっても防止されるので、巻き崩れの防止は一層確実になる。

以下に、図１〜図８により、本発明によるモータのコアに対するコイル巻線装置を実施するための最良の形態の説明をする。先ず図１〜図４により本発明の第１実施形態によるモータのコアに対するコイル巻線装置の説明をする。

複数のものが互いに接合されてモータのステータを形成する各ティース組立体１０Ａ，１０Ｂは、図９〜図１１に示す比較例と同様、モータの中心軸線方向に細長いものである。この１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂは、図１及び図２に示すように、何れも磁化方向Ｂと直交する方向に細長いコア１１の外側にインシュレータ１２を被せ、この両者１１，１２に線部材１３を巻き付けたものである。コア１１はその長手方向に磁性材料よりなる多数の一定断面形状の板材を積み重ねたもので、基部１１ａと、その一側の中央から突出する突極部１１ｂと、突極部１１ｂの先端から両側に突出する張り出し部よりなる形状で、両側には凹溝が形成されている。突極部１１ｂと反対側となる基部１１ａの背面と突極部１１ｂの先端面は、互いに同心の凸円弧状及び凹円弧状に形成されている。この細長いコア１１には、長手方向の両端面から中央まで互いに同一形状の合成樹脂成型品よりなるインシュレータ１２が被せられて、コア１１の両端面及び両側の凹溝は覆われている。コア１１及びインシュレータ１２は各ティース組立体１０Ａ，１０Ｂに共通であり、以下特に断らない限り、インシュレータ１２を被せたコア１１を単にコア１１と略称し、コア１１の凹溝を覆うインシュレータ１２の外側に形成される凹溝１２ａをコア１１の凹溝と呼ぶ。なおこの実施形態のコア１１の両側面１１ｃの延長面１１ｄが形成する中心角は３０度である。

１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂのコア１１に巻き付ける線部材１３は線径が１．５６mmと太いもので、図１に示すように渡り線１３ｂにより互いに連結されているが、その巻き方は第１のティース組立体１０Ａと第２のティース組立体１０Ｂとで異なっている。第１のティース組立体１０Ａ巻き付けられる線部材１３は、巻き始め線１３ａで始まり渡り線１３ｂで終わる３層で各層が４巻きとなっており、図１及び図２において線部材１３の断面に記入した数字１〜２４は巻き順を示している。各巻きを形成する線部材１３のうちコア１１の両側の凹溝１２ａ内に位置する部分は、図９〜図１１に示す比較例と同様、コア１１の長手方向すなわちモータの軸線方向と平行に隙間なく密着するように所定ピッチで配置されている。

最初に巻き付けられる第１層目の線部材１３は巻き順が１〜８で、コア１１の凹溝１２ａ上に整列され互いに密着されるように所定ピッチで配置されて、コア１１の基部１１ａ側から突極部１１ｂの先端側に向かって巻かれ、凹溝１２ａ内に位置する各線部材１３は、巻き順が１と２、３と４などの同一巻き目同士が磁化方向Ｂと直交する平面（以下単に直交面という）上に整列され、巻き始め線１３ａは巻き順が１の線部材１３の開始端に接続されている。そして、巻き順が１と２、３と４などの同一巻き目の線部材１３同士は、巻き始め及び渡り線１３ａ，１３ｂ（以下単に巻き始め線１３ａという）と反対側の端部で、直交面と平行な半円弧状の線部材１３により接続され、また巻き順が２から３、４から５などの次の巻き目には、巻き始め線１３ａ側の端部で、直交面に対し傾斜する半円弧状の線部材１３により接続されている。第１層はこのようにしてコア１１上に巻き付けられる。

第２層目の線部材１３は巻き順が９〜１６で、各巻きを形成する線部材１３の両側の凹溝１２ａ内に位置する部分は、コア１１の長手方向すなわちモータの軸線方向と平行で第１層目の各線部材１３の間（または第１層目の各線部材１３と凹溝１２ａの内側面の間）に載るように整列され互いに密着されるように所定ピッチで配置されて、コア１１の突極部１１ｂの先端側から基部１１ａ側に向かって巻かれている。第１層の最後の巻きを構成する巻き順が８の線部材１３の最終端は、巻き始め線１３ａ側で直交面に対し傾斜した半円弧状の線部材１３により、巻き順が９の線部材１３の開始端に接続されている。そして第１層の場合と同様、同一巻き目の線部材１３同士は巻き始め線１３ａと反対側の端部で、直交面と平行な半円弧状の線部材１３により接続され、また次の巻き目には、巻き始め線１３ａ側の端部で、直交面に対し傾斜（傾斜の向きは第１層の場合とは逆である）する半円弧状の線部材１３により接続されている。

また第３層目の線部材１３は巻き順が１７〜２４で、コア１１の基部１１ａ側から突極部１１ｂの先端側に向かって巻かれる点を除き、第２層目の線部材１３と同様に巻き付けられる。第２層の最後の巻きを構成する巻き順が１６の線部材１３の最終端は、巻き始め線１３ａ側で直交面に対し傾斜した半円弧状の線部材１３により、巻き順が１７の線部材１３の開始端に接続され、巻き順が２４の線部材１３の最終端は渡り線１３ｂに接続されている。この第１のティース組立体１０Ａの最後の巻きを構成する巻き順が２３と２４の線部材１３は、モータのステータを形成するために第２のティース組立体１０Ｂと接合されるコア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから部分的に突出されている。またこの巻き順が２３と２４の線部材１３と凹溝１２ａの内側面の間には、１つの線部材１３を収容可能な空間（隙間）１４Ａが設けられている。

次に第２のティース組立体１０Ｂは、コア１１に対する線部材１３の巻き付けの向きが逆であり、第３層の巻き方が部分的に異なる点を除きティース組立体１０Ａと同じである。巻き順が１７〜２４の線部材１３からなる第３層は、巻き順が１７〜２２の線部材１３までは第１のティース組立体１０Ａと同じであるが、コア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから部分的に突出される巻き順が２３及び２４の線部材１３を、凹溝１２ａ内に密着して設けられる線部材１３の所定ピッチの１ピッチ分だけ位置をずらして、巻き順が２１及び２２の線部材１３との間に１つの線部材１３を収容可能な空間（隙間）１４Ｂを設けた点だけが、第１のティース組立体１０Ａと異なっている。この第２のティース組立体１０Ｂでは、巻き順が２３と２４の線部材１３がコア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから突出する量は、第１のティース組立体１０Ａの場合よりも大となるが、この巻き順が２３と２４の線部材１３の延長面１１ｄからの突出も部分的でなければならず、完全に突出することは許されない。

次に図３及び図４は、コア１１に線部材１３を巻き付けて上述したティース組立体１０Ａ，１０Ｂとするのに使用される巻線機３０及びその前側に設けられるコア支持装置４０の要部を示すものである。ベッドに取り付けられたフレーム（何れも図示省略）に回転軸線Ｏ１回りに旋回自在に支持されたフライヤ軸３１は、制御装置により制御されて回転駆動及び軸線方向の進退駆動がなされ、フライヤ軸３１の先端部には半径方向に延びるフライヤ３２が固定され、このフライヤ３２の先端部にはトップローラ３５が回転自在に軸支されている。線部材１３はフライヤ軸３１の中心に形成した孔から導入され、フライヤ軸３１とフライヤ３２に設けた第１及び第２中間ローラ３３，３４を介してトップローラ３５に導かれ、フライヤ３２の旋回によりコア支持装置４０に支持されたコア１１に巻き付けられる。

コア支持装置４０は、ベッド上に固定した基台４１に回転軸線Ｏ１と直交する垂直な第２の回転軸線Ｏ２回りに回動自在に設けた回動台４２を、軸４２ａを介してサーボモータ４３により回動するもので、回動台４２の中央にはサブパレット４５を支持する支持台４４が起立して設けられている。このサブパレット４５には、図１に示すように１対のコア１１が斜め背中合わせに、かつ各コア１１の長手方向が回転軸線Ｏ１と直交する上下方向となるように装着されている。コア支持装置４０のサーボモータ４３は制御装置により制御されて、各コア１１をフライヤ３０と対向する回転軸線Ｏ１の延長線上に順次割り出すとともに、フライヤ３０の旋回に応じて各コア１１を回動させて、トップローラ３５に導かれて供給される線部材１３が、前述ように各コア１１に巻き付けられるようにするものである。

次に巻線機３０により各コア１１に線部材１３を巻き付ける場合の作動の説明をする。ボビン（図示省略）から引き出した線部材１３は、予め張力付与装置を通してフライヤ軸３１の中心孔に差し込み、各ローラ３３，３４，３５の外周部を通して、コア支持装置４０側に引き出しておく。そして１対のコア１１を斜め背中合わせに取り付けたサブパレット４５を支持台４４の上端に装着し、サーボモータ４３により回動台４２を回動して第１のティース組立体１０Ａとなる一方のコア１１をフライヤ３２と対向する回転軸線Ｏ１の延長線上に割り出して、トップローラ３５の外周部から導き出した線部材１３の先端を上述した一方のコア１１の所定箇所に係止する。

この状態において操作器を操作して巻線機３０の作動を開始させれば、制御装置はサーボモータ（図示省略）を介してフライヤ軸３１及びフライヤ３２を所定方向に旋回させ、フライヤ３２の旋回に応じてトップローラ３５の外周部により導かれる線部材１３をコア１１に供給して巻き付け始める。これと同時に制御装置は、フライヤ３２の進退方向位置を制御し、サーボモータ４３によりサブパレット４５を第２の回転軸線Ｏ２回りに回動制御する。フライヤ３２の進退方向位置の制御及びサブパレット４５の第２の回転軸線Ｏ２回りの回動制御は、トップローラ３５により導かれる線部材１３が、コア１１の両側の凹溝１２ａ内と巻き始め線１３ａと反対側の端部に巻き付けられる際には、線部材１３が直交面（磁化方向Ｂと直交する平面）と平行に整列されるようにコア１１の磁化方向Ｂをフライヤ軸３１の回転軸線Ｏ１と平行とし、巻き始め線１３ａ側となるコア１１の端部に巻き付けられる際には、ある巻き目から次の巻き目に接続する半円弧状の線部材１３を直交面に対し傾斜させるために、その半円弧状の線部材１３を含む面が回転軸線Ｏ１と直交するように制御する。

第１のティース組立体１０Ａとなる一方のコア１１に対し線部材１３を所定回数巻き付けて巻き付けを終了すれば、制御装置はサーボモータ４３により回動台５２を回動させて、第２のティース組立体１０Ｂとなる他方のコア１１をフライヤ３０と対向する回転軸線Ｏ１の延長線上に割り出して、前述と同様にして他方のコア１１に対する線部材１３の巻き付けを行う。この場合は、フライヤ３０は前述した第１のティース組立体１０Ａの場合とは逆向きに旋回させるが、フライヤ３２の進退方向位置の制御及びサブパレット４５の第２の回転軸線Ｏ２回りの回動制御は、第１のティース組立体１０Ａの場合と同様に行う。第２のティース組立体１０Ｂとなる他方のコア１１に対する線部材１３の巻き付けが完了すれば、渡り線１３ｂにより連結された１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂが得られる。なお第２のティース組立体１０Ｂの場合は、トップローラ３５により導かれる線部材１３が巻き終わり線１３ｃ側となるコア１１の端部に巻き付けられる際で、第３層目の巻き順が２２の線部材１３を巻き順が２３の線部材１３に接続する場合には、この両巻き順の部分を接続する円弧状の線部材１３は磁化方向Ｂと直交する平面に対する傾斜角が大きいので、サブパレット４５の回動角もそれ以外の場合よりも多少大となる。

上述した第１実施形態による１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂを、図２に示すように、それぞれのコア１１の側面１１ｃが互いに当接されるように接合すれば、第１のティース組立体１０Ａの巻き順２４の線部材１３は、第２のティース組立体１０Ｂの空間１４Ｂ内に部分的に入り込み、第２のティース組立体１０Ｂの巻き順２４の線部材１３は、第１のティース組立体１０Ａの空間１４Ａ内に部分的に入り込むので、各ティース組立体１０Ａ，１０Ｂの線部材１３のうちコア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから部分的に突出するものが互いに干渉することはなく、コア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから部分的に突出する線部材１３をそれぞれ有する１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂを接合することができ、複数対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂを順次接合することにより、モータのステータとすることができる。従って、コア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから部分的に突出する線部材１３をそれぞれ有する１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂを接合することができない前述した比較例に比して、コア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから部分的に突出する線部材１３の分だけ占積率が増大して線部材１３の巻き数を増大させることができ、これによりこのような１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂを使用したモータは、従来に比して性能を高めることができ、あるいは性能を同一に保持してモータを小形化することができる。

上述した第１実施形態では、線部材１３のコア１１の凹溝１２ａ内に位置する部分は、コア１１の長手方向すなわちモータの軸線方向と平行に整列されており、このようにすれば第２のティース組立体１０Ｂの巻き順２３（及び２４）の線部材１３を所定ピッチの１ピッチ分ずらすことにより生じた空間１４Ｂと、この空間１４Ｂ内に位置させる第１のティース組立体１０Ａの巻き順２３（及び２４）の線部材１３とは、位置及び角度において完全に整列されるので、１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂはコア１１の側面１１ｃ同士を確実に接合させて組み立てることができる。

また上述した第１実施形態では、コア１１をモータの軸線方向に細長い形状としており、このようにすればモータの外形を、電気式パワーステアリング装置などに適した細長いものとすることができる。

上述した第１実施形態では、図２に示すように１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂを接合させた状態で、巻き順が１８同士と２０同士の線部材１３の間には隙間が空いている。従って第１のティース組立体１０Ａには巻き順が１７及び１８の線部材１３の間の位置に破線で示す１巻きの第４層（巻き順は２５及び２６）を追加し、第２のティース組立体１０Ｂには第１のティース組立体１０Ａとは所定ピッチの１ピッチ分ずらした巻き順が１９及び２０と２１及び２２となる各線部材１３の間の位置に破線で示すような１巻きの第４層（巻き順は２５及び２６）を追加しても、図２に示すように、１対のティース組立体１０Ａ，１０Ｂを隙間なく接合することができる。この場合、第１のティース組立体１０Ａの巻き順２６の線部材１３は第２のティース組立体１０Ｂの巻き順１８及び２０の各線部材１３の間の外側に形成される空間内に入り込み、第２のティース組立体１０Ｂの巻き順２６の線部材１３は第１のティース組立体１０Ａの巻き順２０及び２２の各線部材１３の間の外側に形成される空間内に入り込む。このようにすれば、占積率を一層増大して線部材１３の巻き数を一層増大させることができ、これによりモータの性能を一層高め、あるいは性能を同一に保持してモータを一層小形化することができる。

上述した第１実施形態では、コア１１の側面１１ｃの延長面１１ｄから部分的に突出する第３層の線部材１３は２巻き（巻き順が２３及び２４とその１つ先のもの）であり、第１のティース組立体１０Ａは巻き順が２３及び２４の各線部材１３は延長面１１ｄから突出しない各線部材１３に連続させ、第２のティース組立体１０Ｂは巻き順が２３及び２４の各線部材１３を所定ピッチの１ピッチ分だけ外側にずらすようにして実施している。しかしながら、コア１１の両側面１１ｃの延長面１１ｄが形成する中心角が小さい場合には、延長面１１ｄから部分的に突出する最外層の線部材１３の数が増大する。そのような場合には、第１のティース組立体１０Ａは延長面１１ｄから部分的に突出する最外層の線部材１３の半数（端数は切り捨て）を延長面１１ｄから突出しない各線部材１３に連続させ、第２のティース組立体１０Ｂは延長面１１ｄから部分的に突出する最外層の線部材１３の半数を所定ピッチの整数（半数と同じ値）倍だけ外側にずらすようにして実施することも可能である。この場合はまた、第１のティース組立体１０Ａは延長面１１ｄから部分的に突出する最外層の線部材１３の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置（最初の線部材１３は延長面１１ｄから突出しない各線部材１３に連続して配置）させ、第２のティース組立体１０Ｂは延長面１１ｄから部分的に突出する最外層の線部材１３の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置（最初の線部材１３は延長面１１ｄから突出しない各線部材１３から所定ピッチ間をおいて配置）させるようにして実施することも可能である。

次に図５〜図８により、本発明の第２実施形態によるモータのコアに対するコイル巻線装置の説明をする。この第２実施形態では、複数のものが互いに接合されてモータのステータを形成する各ティース組立体１５Ａ，１５Ｂは、第１実施形態のティース組立体１０Ａ，１０Ｂと同様、モータの中心軸線方向に細長いものであり、細長いコア１６の外側にインシュレータ１７を被せ、この両者１６，１７に線部材１８を巻き付けたものである。コア１６及びインシュレータ１７は具体的寸法形状を除き、第１実施形態のコア１１及びインシュレータ１２と同様な形状である。この第２実施形態でも、インシュレータ１７を被せたコア１６を単にコア１６と略称し、コア１６の凹溝を覆うインシュレータ１７の外側に形成される凹溝１７ａをコア１６の凹溝と呼ぶ。

第１のティース組立体１６Ａに巻き付けられる線部材１８は、巻き始め線１８ａで始まり渡り線１８ｂで終わる４層で、第３層が４巻き、その他の層が３巻きとなっており、図５及び図６において線部材１８の断面に記入した数字１〜２６は巻き順を示している。第１実施形態と同様、各巻きを形成する線部材１８のうちコア１６の両側の凹溝１７ａ内に位置する部分は、コア１１の長手方向と平行に所定ピッチで配置されている。

第１のティース組立体１５Ａに巻き付けられる線部材１８のうち第１〜第３層は、巻き数が異なるのを除き第１実施形態の第１のティース組立体１０Ａと同じである。第４層は、先ずコア１６の側面１６ｃの延長面１６ｄから部分的に突出される巻き順が２１及び２２の線部材１８が、第３層の巻き順１９及び２０の線部材１８とインシュレータ１７の内側面の間に巻かれ、続く巻き順が２３〜２６の２巻きの線部材１８は、巻き順が２１及び２２の線部材１８から所定ピッチの１ピッチ分だけ位置をずらして、第３層の各線部材１３の間に載せられて巻き付けられる。これにより巻き順が２１及び２２の線部材１３と巻き順が２３及び２４の線部材１３の間には１つの線部材１８を収容可能な空間（隙間）１９Ａが形成され、また巻き順が２３〜２６の線部材１８はコア１６の側面１６ｃの延長面１６ｄ内に位置している。

第２のティース組立体１５Ｂに巻き付けられる線部材１８は、コア１６に対する線部材１８の巻き付けの向きが逆であり、第４層の巻き方が部分的に異なる点を除きティース組立体１５Ａと同じである。巻き順が２１〜２６の各線部材１３からなる第４層は、第３層目の各線部材１８の間に載るように互いに密着され整列されて所定ピッチで配置されて巻き付けられている。第４層の最初となる巻き順が２１及び２２の各線部材１３とインシュレータ１７の内側面の間には１つの線部材１８を収容可能な空間（隙間）１９Ｂが形成されている。巻き順が２１及び２２の線部材１８はコア１６の側面１６ｃの延長面１６ｄから部分的に突出しているが、巻き順が２３〜２６の線部材１８は側面１６ｃの延長面１６ｄ内に位置している。

各ティース組立体１５Ａ，１５Ｂに対する線部材１８の巻き付けは、第１実施形態の場合と同様、図３及び図４に示す巻線機３０を用いて行う。ただし図５及び図７に示すように、張力Ｆが与えられて巻き付けられている線部材１８ｘは、第１のティース組立体１５Ａの線部材１８の間に空間１９Ａを形成するために線部材１８を所定ピッチの１ピッチ分だけずらした位置では、巻き方向で空間１９Ａの前側となる巻き順が２２の線部材１８の末端は、後側となる巻き順が２３の線部材１８の始端に向かって磁化方向Ｂと直交する面と傾斜する方向に引っ張られており、しかもこの傾斜角は他の部分よりも大きくなるので、巻き順が２２の線部材１８は空間１９Ａ内に引き込まれて巻き崩れを生じるおそれがあり、このような巻き崩れが生じると互いに隣接するティース組立体１５Ａ，１５Ｂを接合してモータのステータとすることができなくなる。

このような巻き崩れを防ぐために、この第２実施形態では、図７及び図８に示すように、コア１１に向かって突出する突縁２１ａを有するクランパ２１と、このクランパを作動させるシリンダ装置（作動機構）２２よりなるクランプ装置２０を備えている。シリンダ装置２２は巻線機３０のベッド上に起立して固定された支柱２３の上部に取り付けられ、クランパ２１はシリンダ装置２２のピストンロッド２２ａの先端に取り付けられて、サブパレット４５に取り付けられたコア１６に向かって進退されるものであり、通常は実線で示す待機位置Ｄにある。クランパ２１はコア１１に向かって突出する突縁２１ａを有しており、この突縁２１ａの上端部にはコア１１側にさらに延びる突起部２１ｂが形成されている。

図５及び図７に示すように、巻線機３０のフライヤ３２によりコア１６に巻き付けられる線部材１８が巻き順２２の位置に巻き付けられた時点で、さらに巻き順２３位置に向かって斜めに巻き付けられる期間の開始時点において、クランプ装置２０のシリンダ装置２２が作動しクランパ２１を待機位置Ｄから二点鎖線２１Ａで示す作動位置Ｃに前進させて、クランパ２１の突縁２１ａを巻き順２２の線部材１８の空間１９Ａ側すなわち線部材１８の巻き方向において後側となる一側に当接する。次いで線部材１８はフライヤ３２の旋回によりコア１６の端部の外側から巻き順２３の位置に向かって斜めに巻き付けられ、この際に張力Ｆが与えられて巻き付けられている線部材１８ｘは巻き順２２の位置の線部材１８を磁化方向Ｂと直交する面と傾斜する斜め後方向に引っ張るが、巻き順２２の位置の線部材１８は巻き方向において後側となる一側に当接されたクランパ２１の突縁２１ａによりその位置に保持されるので、空間１９Ａ内に引き込まれて巻き崩れを生じることは防止される。なお、線部材１８がフライヤ３２の旋回によりコア１６の端部の外側から巻き順２３の位置に向かって斜めに巻き付けられる期間の前半においては、斜めに巻き付けられる線部材１８はクランパ２１の突縁２１ａの上端部に形成されてコア１１側にさらに延びる突起部２１ｂによっても案内されるので、巻き崩れの防止は一層確実になる。線部材１８がフライヤ３２の旋回によりコア１６の端部の外側から巻き順２３の位置に向かって斜めに巻き付けられた後は、シリンダ装置２２はクランパ２１を、他の部材の作動と干渉しない待機位置Ｄに戻す。

上述した第２実施形態にによれば、第１実施形態と同様、各ティース組立体１５Ａ，１５Ｂの線部材１８のうちコア１６の側面１６ｃの延長面延長面１６ｄから部分的に突出するものが互いに干渉することはなく、コア１６の側面１６ｃの延長面１６ｄから部分的に突出する線部材１８をそれぞれ有する１対のティース組立体１５Ａ，１５Ｂを接合することができる。従って前述した比較例に比して、占積率が増大して線部材１８の巻き数を増大させることができ、これによりこのような１対のティース組立体１５Ａ，１５Ｂを使用したモータは、従来に比して性能を高めることができ、あるいは性能を同一に保持してモータを小形化することができる。

この第２実施形態でも第１実施形態と同様、コア１６の両側面１６ｃの延長面１６ｄが形成する中心角が小さい場合には、延長面１６ｄから部分的に突出する最外層の線部材１８の数が増大する。そのような場合には、第１実施形態の場合と同様、第１のティース組立体１５Ａは延長面１６ｄから部分的に突出する最外層の線部材１８の半数を延長面１６ｄから突出しない各線部材１８に連続させ、第２のティース組立体１５Ｂは延長面１６ｄから部分的に突出する最外層の線部材１８の半数を所定ピッチの整数倍だけ外側にずらすようにして実施することも可能である。また、第１のティース組立体１５Ａは延長面１６ｄから部分的に突出する最外層の線部材１８の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置（最初の線部材１８は延長面１６ｄから突出しない各線部材１８に連続して配置）させ、第２のティース組立体１５Ｂは延長面１６ｄから部分的に突出する最外層の線部材１８の半数を所定ピッチずつ間をおいて配置（最初の線部材１８は延長面１６ｄから突出しない各線部材１８から所定ピッチ間をおいて配置）させるようにして実施することも可能である。

また上述した第２実施形態のモータのコアに対するコイル巻線装置によれば、コア１６に巻き付けた線部材１８に形成した空間１９Ａの位置において、巻き付けの際に線部材１８に加わる外力により生じる巻き崩れは、シリンダ装置２２により作動されて空間１９Ａの位置に当接されるクランパ２１の突縁２１ａにより防止される。

本発明の第１の実施形態に使用するモータの１対のティース組立体をサブパレットに取り付けた状態を示す断面図である。 図１に示す１対のティース組立体を接合した状態を示す断面図である。 サブパレットに取り付けた１対のコアに線部材を巻き付けるのに使用する巻線機の要部を示す側面図である。 図３の４−４断面図である。 本発明の第２の実施形態に使用するモータの１対のティース組立体をサブパレットに取り付けた状態を示す断面図である。 図５に示す１対のティース組立体を接合した状態を示す断面図である。 線部材の巻き崩れを防止するためのクランプ装置およびその作動を説明する平面図である。 図７のＡ視図である。 比較例のティース組立体の側面図である。 図９に示す比較例のティース組立体の断面図である。 図１０に示す比較例を２個接合しようとした状態を示す断面図である。

符号の説明

１１，１６…コア、１１ｃ，１６ｃ…側面、１１ｄ，１６ｄ…延長面、１２ａ，１７ａ…凹溝、１３，１８…線部材、２０…クランプ装置、２１…クランパ、２１ａ…突縁、２１ｂ…突起部、３２…フライヤ、４０…コア支持装置、Ｃ…作動位置、Ｄ…待機位置、Ｏ１…回転軸線、第２の回転軸線。

Claims (2)

1. 回転軸線回りに旋回するフライヤと、モータのコアをその両側に形成した凹溝が前記回転軸線と直交するように同回転軸線の延長線上に支持して同回転軸線と直交する第２の回転軸線回りに回動するコア支持装置を備えてなり、前記フライヤの半径方向に突出する先端部により導かれて供給される線部材を同フライヤの旋回により、前記コアの凹溝内に所定ピッチで整列し、かつ前記凹溝内に位置される前記線部材のうち前記凹溝が形成される前記コアの側面の延長面から部分的に突出するものは前記所定ピッチまたはその整数倍だけ位置をずらして巻き付けるモータのコアに対するコイル巻線装置において、前記コアに向かって突出する突縁を有するクランパとこのクランパを作動させる作動機構よりなるクランプ装置を備えてなり、前記作動機構は前記クランパを、前記フライヤが前記線部材を前記所定ピッチまたはその整数倍だけずらすように前記コアに斜めに巻き付ける期間の開始時点付近において、前記クランパの突縁が前記所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の前記線部材の巻き方向において後側となる一側に当接して同線部材を加わる外力に抗して前記所定ピッチまたはその整数倍だけずれる前の位置に保持する作動位置に移動させるとともに、前記期間の終了時点付近またはそれ以後において他の部材の作動と干渉しない待機位置に戻すように作動させることを特徴とするモータのコアに対するコイル巻線装置。
2. 請求項１に記載のモータのコアに対するコイル巻線装置において、前記クランパの突縁の一端には前記コア側にさらに延びて、前記フライヤが前記線部材を前記所定ピッチまたはその整数倍だけずらすように前記コアに斜めに巻き付ける期間の前半において、前記コアに斜めに巻き付けられる前記線部材を案内する突起部を設けたことを特徴とするモータのコアに対するコイル巻線装置。

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