JP4793327B2 - 巻線装置および巻線方法 - Google Patents

Description

本発明は、巻線装置および巻線方法に関し、特に、巻芯が軸線方向に傾斜したテーパ状巻芯である場合に、線材を巻芯の外周面に巻き付けながら軸線方向に往復移動して層状に巻き付ける場合に、線材が傾斜面上で滑ることなく、正確に巻き付けることができるようにするものである。

従来より、巻芯を回転させながら線材を巻芯に巻き付けていく巻線装置が多数提供されている。巻芯は、通常、線材を巻き付ける外周面が傾斜していない円筒形状、楕円筒形状、角筒形状の場合が多く、その場合には巻芯の外周面に線材を巻き付けながら、巻芯の軸線方向に往復移動させることで線材を層状に巻き付けている。

この種のコイルにおいて、巻芯に線材を巻き付けて形成するコイルの最外層面を軸線方向に傾斜したテーパ状とする場合がある。
例えば、特許第３７８６９３１号公報（特許文献１）で絶縁ボヒンが提供されている。該絶縁ボビン１は、図１３に示すように、ヨーク部２から突出する互いに平行面とした断面矩形状のティース部３と該ティース部３端部からヨーク部２内面に沿って突出している延出部４とを備え、該ティース部３に平角線５を層状に整列巻きしていき、コイル６の最外層の平角線５ではヨーク部２から延出部４に向かって層数を減らして平角線５をティース部３に階段状に巻き付けている。

前記のように、コイル６の最外層面を傾斜面とする必要がある場合、絶縁ボビン１のティース部３の外周面が平行な面であると、コイル６の最外層では平角線５を階段状に巻き付けざるを得ず、階段状の段部には空間が生じ、コイル６の占積率が低下する。該コイルの占積率とはコイル配置空間の断面における線材面積の比率を指す。
コイルの占積率を向上させるために、コイル最外層を連続した傾斜面とする必要がある場合は、巻芯の外周面をコイル最外層の傾斜面と同角度で傾斜させてテーパ状にする対策が講じられている。

特許第３７８６９３１号公報

しかしながら、巻芯の外周面を大径部から小径部の方向に傾斜するテーパ状とすると、小径部から大径部の方向に巻き上がる場合は、下層の線材および隣接する列の線材との接触面積が大きいため、線材の巻き付け位置から滑ることはなく巻き崩れが生じにくい。しかし、大径部から小径部の方向に巻き下がる場合には、下層の線材との接触面積が小さいため、線材の張力の影響で線材が小径部の方向へ滑ってしまい、巻き崩れが生じやすい問題がある。
また、下層の線材で形成する断面三角形状の溝に上層の線材を嵌合して積層していく断面六角形あるいは断面扁平六角形の線材の場合でも、巻芯の外周面の傾斜角度が１０度以上となると、線材嵌合溝との接触面積が小さくなり、巻き滑りが生じやすくなる。

コイルがステータコアに巻き付けられるモータにおいて、コイルの占積率が低下するとモータ特性が低下するため、コイルを形成する巻線装置の改良が強く要望されている。
ロータの外周に配置されるステータは、巻き線のしやすさ等の理由から、リング状のステータを所定角度に分割した分割ステータとされ、該分割ステータを環状に配置して締結して構成される場合が多い。よって、分割ステータの場合、線材が巻き付けられる巻芯は分割ステータのコアとなり、コイルの最外層は傾斜面とする必要がある。該コアは、ティース部の外周面で、外周側のバックヨーク部と内周側の鍔部とからなる軸線方向両側の両側壁に囲まれた環状凹部（スロット部）に線材が整列巻きされることになるが、コイルの占積率を向上させるために、コアのティース部をバックヨーク部から鍔部にかけてテーパ状にするのが好ましい。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、巻芯に線材を巻き付けてコイルを形成する巻線装置において、巻芯に対する線材の巻き付け角度を調整することで、線材を巻芯に巻き付ける際の線材の巻き崩れを防止して、線材を確実に整列巻きできるようにし、分割ステータのコイルの形成に有効な巻線装置を提供することを課題としている。

前記課題を解決するために、第１の発明として、
巻芯に線材を巻き付けてコイルを形成する巻線装置であって、
前記巻芯を着脱自在に固定する巻芯取付部材と、
前記巻芯取付部材を巻芯中心の回りに回転させる回転手段と、
前記巻芯取付部材を巻芯の軸線方向と直交方向に揺動させ、前記線材の張力方向と前記巻芯の巻付面との角度を調整する揺動手段と、
前記線材を前記巻芯へと供給する線材供給手段とを備え、
前記巻芯取付部材は前記巻芯の軸線方向の一端側の両側面を着脱自在に狭持するセットブロックからなり、
前記揺動手段は前記セットブロックから突出した連結片と連結する連結部材を本体ケース内に備えたセットホルダからなり、前記連結部材を揺動駆動手段で揺動させ、かつ、前記セットホルダの本体ケースは前記回転手段に連結し、該セットホルダを介して前記セットブロックを回転させていることを特徴とする巻線装置を提供している。

本発明の巻線装置は、前記したように、巻芯を揺動させることで、線材の張力方向と巻芯の巻付面との角度を巻き滑ることがない角度に調整しているため、線材を巻芯に巻き滑りすることなく確実に巻き付けることができる。よって、例えば、断面六角形等の異形電線を整列巻きする際には、線材を隙間なく確実に巻き付けることができるため、コイルの占積率を向上させることができる。また、線材の張力方向や巻芯の巻付面とに合わせて、線材の張力方向と巻芯の巻付面との角度を調整することができるため、様々な巻芯へ応用することができる。

前記線材供給手段は、プーリが好ましく、該プーリを軸線方向に移動させることで、巻芯の軸線方向に連続的に巻き付けることができる。この場合、線材を巻芯の軸線方向に一端まで巻きつけた後に、上層へと巻き付け位置を変えて逆方向の軸線方向に巻き付けていく際には、プーリを軸線方向と直交する方向に軸直角方向へ移動させて巻芯から離反させることで、スムーズに層を変えて巻き付けていくことができる。

前記のように、巻芯取付部材は前記巻芯の軸線方向の一端側の両側面を着脱自在に狭持するセットブロックからなり、
前記揺動手段は、前記セットブロックから突出した連結片と連結する連結部材を本体ケース内に備えたセットホルダからなり、前記連結部材を揺動駆動手段で揺動させ、かつ、 前記セットホルダの本体ケースは前記回転手段に連結し、該セットホルダを介して前記セットブロックを回転させている。

前記構成とすると、セットブロックで巻芯を保持して回転させると同時に、セットブロックから突出した連結片でセットブロックに対して巻芯を揺動させることができ、巻芯を回転させながら巻芯を揺動させることができる。

第２の発明として、
前記した本発明の巻線装置を用い、巻芯を回転させながら線材を巻き付けてコイルを形成する巻線方法であって、
前記巻芯を巻芯取付部材で保持し、前記巻芯取付部材で保持した巻芯を回転手段で回転させ、前記線材を前記巻芯の外周面である巻付面に軸方向に巻き付けていき、前記巻芯取付部材で巻芯を軸直交方向に揺動させて、前記線材の張力方向と前記巻芯の巻付面との角度を調整していることを特徴とする巻線方法を提供している。

本発明の巻線方法は、前記したように、巻線の張力方向と巻付面との角度が下層の線材列に対して巻き付ける線材が滑る角度となったとき、前記巻芯を揺動させることで、前記線材の張力方向と前記巻芯の巻付面との角度を巻き滑ることのない角度に調整することができ、線材を巻芯に巻き滑りすることなく確実に巻き付けることができる。
また、断面六角形等の異形電線を整列巻きする際には、巻き滑りなく線材を巻き付けることができるため、線材を隙間がなく巻き付けることができ、コイルの占積率を向上させることができる。

前記線材は断面円形、断面正六角形、断面扁平六角形または断面矩形の多角形状とし、前記巻芯の巻付面は軸線方向の一端から他方に向けて傾斜する傾斜面とし、
前記線材の張力方向と前記巻付面における線材の巻付方向とがなす角度が９０度未満となる範囲では、前記巻芯取付部材を軸直交方向に揺動させ、前記角度を９０度以上に調整しているのが好ましい。

前記線材の張力方向と前記巻付面における線材の巻付方向とがなす角度が９０度未満となる範囲では、下層の線材との接触面が小さくなり、線材の張力によって線材が巻き付け方向に滑りやすくなる。一方、前記線材の張力方向と前記巻付面における線材の巻付方向とがなす角度が９０度以上とすると、下層の線材および隣接する列の線材との接触面が増え、線材の巻き滑りを防止することができる。
線材を断面正六角形、断面扁平六角形の場合は、下層の線材間で形成される断面三角形状の溝に上層の線材を嵌合させることで、線材を整列巻きしていく。

前記巻芯は断面矩形状で、前記傾斜面の傾斜角度を１０度以上とし、該傾斜面により一端側から他端側に向けて該巻芯の断面積を次第に縮小させており、
前記線材を巻芯の一端側から他端側に向けて前記線材を前記傾斜面を滑り落ちる軸線方向に巻き付けていく往路と、前記他端側から一端側へと巻き付けていく復路とを往復させて層状に巻き付けており、前記往路において前記揺動手段により巻芯を揺動させて前記角度を９０度以上とする一方、前記復路では巻芯位置を原状位置に戻しているのが好ましい。

前記傾斜面の傾斜角度を１０度以上とすると、下層の線材で形成している溝に上層の線材を嵌合して整列巻きしていく断面正六角形、断面扁平六角形の線材においても、巻き滑りが発生する。前記往路のときだけ、前記巻心を揺動させて線材を巻芯に巻き付けていき、復路のときには、巻き付ける線材が下層の線材および隣接する列の線材との接触面積が大きいため、巻芯を揺動させなくても線材の巻き滑りは生じない。

また、本発明の巻線方法では、前記巻芯の揺動は、該巻芯に対して巻き付ける線材の巻列を移動させる時点で行い、
前記揺動は回転時に同時に行い、あるいは、
回転を停止して揺動させ、所定角度だけ揺動後に揺動を停止し、再回転しているのが好ましい。

前記巻芯への線材の巻き付けは、１本または複数本の線材を同時に巻き付けているのが好ましい。
線材を複数本同時に巻き付けると、線材をコイルに巻き付ける時間を短縮することができるため、作業工数を低減することができる。
線材を複数設ける場合は前記プーリも複数設けるのが好ましい。複数のプーリを個別に軸直角方向に移動可能とし、かつ、軸線方向のプーリ間のピッチも調整可能とすると、巻芯へ供給する複数の線材を個別に巻付位置を制御することができる。
また、本発明は、前記巻線装置を用いて、前記線材を巻芯に巻き付けている前記巻線方法を提供している。

さらに、前記巻芯は、ステータを構成する分割ステータのコアからなり、前記巻線方法を用いて、前記回転手段で前記コアを回転させて、該コアのティース部に前記線材を巻き付けてコイルを形成している分割ステータの製造方法を提供している。
本発明の分割ステータの製造方法により、モータの分割ステータのコアに線材を巻き付けてコイルを形成すると、線材を巻き滑りなく正確に整列巻きすることができ、コイルの占有率を高めることができ、モータ特性を向上させることができると共に、絶縁信頼性の高いモータを作製することができる。

前述したように、第１発明および第２の発明によれば、前記巻芯を揺動させることで、前記線材の張力方向と前記巻芯の巻付面との角度を巻き滑ることがない角度に調整し、線材を巻芯に巻き滑りすることなく確実に巻き付けることができるため、特に、断面六角形等の異形電線を整列巻きする際には、線材を隙間なく巻き付けることができる、コイルの占積率を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図１２に本発明の巻線装置の実施形態を示す。
本実施形態の巻線装置は、図１に示すモータの分割ステータ５０のステータコア５１（以下、コア５１と略称する）を軸直交方向Ｘに揺動させながら、線材６０を巻き付けてコイル５２を形成している。即ち、分割ステータコアを巻芯とし、該巻芯は軸線方向が傾斜したテーパ状となっている。

まず、コイル５２が形成される分割ステータ５０を図１により説明する。
前記コア５１は、断面矩形状のティース部５１ａと、該ティース部５１ａの軸線方向の両端にバックヨーク部５１ｂと鍔部５１ｃが突設し、ティース部５１ａの外周面とバックヨーク部５１ｂと鍔部５１ｃに囲まれた環状凹部がコイル形成用のスロット部５５となり、該スロット部５３の表面を絶縁樹脂カバー５３で被覆している。
前記ティース部５１ａの両側面は、バックヨーク部５１ｂから鍔部５１ｃにかけて傾斜する傾斜面５１ｅ、５１ｆとしており、分割数が18の場合、傾斜角度を片側１０度としている。

コイル５２を形成する線材６０は、本実施形態では断面正六角形状の六角線としており、コア５１には２本の線材６０（６１、６２）を同時に巻き付けている。前記絶縁樹脂カバー５３には断面三角形状の線材嵌合溝５３ａを設けており、１層目の線材６０は該線材嵌合溝５３ａに沿わせながら巻き付けている。
なお、線材６０の形状は特に限定されないが、整列巻時に上下層間での隙間を発生させない断面矩形の異形状が好ましい。
前記線材６１、６２は整列巻きしており、ティース部５１ａの上面をトラバース面５１ｄとして、該トラバース面５１ｄで線材６０を隣の列へと移行させている。該トラバース面５１ｄは傾斜面としていない。なお、矩形状のティース部５１ａの一隅部でトラバースさせてもよい。
前記コイル５２を備えた分割ステータ５０を円環状に順次配置して締結して一体化している。

図２〜図８に前記コア５１を揺動させながら線材を巻き付けて、コイル５２を形成する巻線装置１０を示す。

全体構成を概略的に示す図２の平面図において、Ａはコア５１を着脱自在に固定する巻芯取付部材となるセットブロック２０を回転中心Ｌ２の回りに回転させる回転手段、Ｂはセットブロック２０を回転手段Ａの軸線方向Ｙと直交方向Ｘに揺動させる揺動手段、Ｃは線材６０（６１、６２）を夫々コア５１へと供給する第１プーリ３１、第２プーリ３２からなる線材供給手段である。
コア５１を揺動させていない図２に示す状態では、コア５１の中心軸線Ｌ１は、回転手段Ａの回転中心Ｌ２と同一線上としている。

前記揺動手段Ｂは、図２（Ｂ）に示すように、コア５１のバックヨーク部５１ｂの両側面を着脱自在に挟持するセットブロック２０に連結するセットホルダ２１を備え、該セットホルダ２１の本体ケース２１ａを回転手段Ａに連結して、セットブロック２０に回転力を伝達している。

前記セットホルダ２１は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、略断面コの字形状の本体ケース２１ａの側面から回転手段Ａと連結する連結軸２１ｂを軸線方向Ｙに突設させ、該連結軸２１ｂを後述する回転手段Ａの回転主軸２２に連結固定している。
前記本体ケース２１ａは、上下両側端から矩形状の突出片２１ｍ、２１ｇを突出させ、該突出片２１ｍ、２１ｇに挟まれた空間Ｓ１に後述するセットブロック２０の本体部２０ｇを配置していると共に、本体ケース２１ａ側の空間Ｓ２には後述する連結片２０ｄを配置している。

該突出片２１ｍ、２１ｇの中央には同心とした貫通孔２１ｐ、２１ｒを設け、該上下の貫通孔２１ｐ、２１ｒと空間Ｓ１に配置しているセットブロック２０の本体部２０ｇとにガイドピンＰ２を挿通し、該セットホルダ２１とセットブロック２０とを連結している。また、本体ケース２１ａの空間Ｓ２の上下面には軸直交方向Ｘに延在する長円形状の摺接穴を２１ｈ、２１ｉを設け、図６（Ａ）に示すように、上下の摺接穴２１ｈ、２１ｉと空間Ｓ２に配置しているセットブロック２０の連結片２０ｄにガイドピンＰ１を挿通している。

前記空間Ｓ２には、さらに、側面に矩形溝２１ｆを設けた直方体形状の可動アーム２１ｅを配置し、該ガイドピンＰ１を可動アーム２１ｅの貫通孔２１ｋに挿通している。このように、ガイドピンＰ１は、セットホルダ２１の摺接穴２１ｈ、セットブロック２０の連結片２０ｄ、可動アーム２１ｅの貫通孔２１ｋの順に挿通している。

セットホルダ２１の本体ケース２１ａには、図６（Ｂ）に示すように、軸直交方向Ｘにネジ穴Ｈ１を穿設し、該ネジ穴Ｈ１には可動ネジＮ１を螺嵌し、該可動ネジＮ１に固定しているローレットノブ２１ｄを回転させることで、可動ネジＮ１とローレットノブ２１ｄとを軸直交方向Ｘに移動している。該ローレットノブ２１ｄの一側部は、可動アーム２１ｅの矩形溝２１ｆに嵌合している。ローレットノブ２１ｄはモータ２７で回転制御している。

セットホルダ２１上面には、図６（Ｂ）に示すように、ネジＮ２を連結した揺動固定ノブ２１ｊを設け、セットホルダ２１の揺動を固定したい場合には揺動固定ノブ２１ｊを回転させ、揺動固定ノブ２１ｊに連結しているネジＮ２をネジ穴Ｈ２に対して下方に移動させ、該ローレットノブ２１ｄに連結している可動ネジＮ１を上方から押さえ付けることで、可動ネジＮ１の軸直交方向Ｘの動きを規制している。

図６（Ａ）に示すように、前記摺接穴２１ｈの左右両側にはネジ穴Ｈ３、Ｈ４を設けており、ネジ穴Ｈ３、Ｈ４には位置決めネジＮ２、Ｎ３を螺嵌させると共に、摺接穴２１ｈの両側壁から該位置決めネジＮ２、Ｎ３の先端を突出させて、該位置決めネジＮ２、Ｎ３の先端で、ガイドピンＰ１の軸直交方向Ｘの移動を規制している。

前記セットブロック２０は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、左右両側にコア狭持片２０ａ、２０ｂを備え、該コア狭持片２０ａと２０ｂとでコア５１のバックヨーク部５１ｂの周方向の両端を狭持している。一方のコア狭持片２０ｂはセットブロック２０から突設すると共に、他方のコア狭持片２０ａをネジＮ４で固定し、該コア狭持片２０ａによる締結でコア５１のバックヨーク部５１ｂを着脱自在にセットブロック２０に狭持固定している。

セットブロック本体部２０ｇのセットホルダ側側面からは、連結片２０ｄを突設し、該連結片２０ｄでセットブロック２０をセットホルダ２１に連結させている。該連結片２０ｄは、先端に上下方向に円弧状凹部２０ｃを設けると共に、左右方向に矩形状凹部２０ｅを設けている。
図６（Ａ）に示すように、円弧状凹部２０ｃにセットホルダ２１の摺接穴２１ｈ、２１ｉに挿通させているガイドピンＰ１を嵌合させていると共に、前記矩形状凹部２０ｅに左右方向に延在する可動アーム２１ｅを挿通させ、セットホルダ２１と揺動可能に嵌合している。
セットブロック２０の中央には上下に貫通する貫通孔２０ｆを設け、セットホルダ２１の突出片２１ｍ、２１ｇの貫通孔２１ｐ、２１ｒに挿通しているガイドピンＰ２を前記貫通孔２０ｆに挿通させ、該ガイドピンＰ２を揺動支点としてセットホルダ２１に対してセットブロック２０を揺動させている。

図７にコア５１の揺動機構を示す。
前記ローレットノブ２１ｄを回転させてネジＮ１を軸直交方向ＸのＸ２方向に移動させると、ローレットノブ２１ｄの矩形溝２１ｆに嵌合している可動アーム２１ｅもローレットノブ２１ｄと共にＸ２方向に移動する。
可動アーム２１ｅがＸ２方向に移動すると、可動アーム２１ｅの貫通孔２１ｋに挿通しているガイドピンＰ１がＸ２方向に移動し、ガイドピンＰ１が突出片２１ｍ、２１ｇの摺接穴２１ｈ、２１ｉを摺接しながら移動する。
このように、ガイドピンＰ１がＸ２方向に移動すると、該ガイドピンＰ１に揺動可能に嵌合しているセットブロック２０から突出した連結片２０ｄがセットブロック２０と共にＸ１方向に揺動し、コア５１もＸ１方向に揺動する。

前記回転手段Ａは、該セットホルダ２１から突出させた回転主軸２２を背面支持フレーム１１に回転自在支持したスプロケット２３に連結している。該スプロケット２３はモータ２６で回転駆動されるスプロケット２４によりベルト２５を介して回転している。回転主軸２２の回転で、セットブロック２０に着脱自在に固定するコア５１を回転中心Ｌ２で回転させる構成としている。

前記線材供給手段Ｃは第１、第２プーリ３１、３２からなり、該第１、第２プーリ３１、３２は図２および図３に示すように、第１プーリ取付板３３、第２プーリ取付板３４に回転自在に軸支しており、第１プーリ取付板３３、第２プーリ取付板３４は該第１、第２ガイドアーム４６、４７で支持している。第１、第２プーリ３１、３２の外周面には、断面正六角形の線材６０（６１、６２）の形状に沿わせた断面五角形状の線材嵌合溝３１ａ、３２ａを設けており、該線材嵌合溝３１ａ、３２ａに沿わせて線材６１、６２をコア５１へと供給している。
前記第１、第２プーリ３１、３２へ供給する線材６１、６２は、図８の概略正面図に示すように、ボビン６８より繰り出す線材６１、６２をバックテンション装置６５、６６を通して張力を調整して第１、第２プーリ３１、３２へと供給している。

次に、コア５１を揺動させながら線材６０を整列巻きしていく巻線方法について説明する。

まず、コア５１をセットブロック２０のコア狭持片２０ａ、２０ｂで狭持固定する。ついで、コア５１を固定したセットブロック２０をモータ２６で回転させ、バックヨーク側巻付端５２Ａから鍔部側巻付端５２Ｂに向けて傾斜面を滑り落ちる軸線方向（往路）Ｙ１に、第１プーリ３１と第２プーリ３２とから供給された線材６１、６２を絶縁樹脂カバー５３の嵌合溝５３ａに沿わせて巻き付け始める。

コア５１の巻付面が傾斜面５１ｅ、５１ｆとなる直前に、回転手段Ａのモータ２６を停止して、コア５１の回転を停止させる。このとき、図７（Ａ）に示すように、線材６１、６２の張力方向Ｄ１と前記巻付面における線材の巻付方向Ｄ２とがなす角度αを８０度としている。その後、ローレットノブ２１ｄをモータ２７で回転させて可動アーム２１ｅをＸ２方向に移動させることで、ガイドピンＰ１をＸ２方向へと移動させ、セットブロック２０の連結片２０ｃをＸ１方向側に揺動させて、該セットブロック２０に挟持しているコア５１をＸ１方向に揺動させていく。

その後、図７（Ｂ）に示すように、線材６１、６２の張力方向Ｄ１と巻付面における線材６１、６２の巻付方向Ｄ２とがなす角度αが１００度となると、ローレットノブ２１ｄの回転を停止し、回転手段Ａのモータ２６を始動させてコア５１を回転させて傾斜面５１ｅに線材を巻き付けていく。線材６１、６２の傾斜面５１ｅへの巻き付けが終了すると、ローレットノブ２１ｄを今度は逆側に回転させて可動アーム２１ｅをＸ１方向に移動させて、コア５１をＸ２方向に揺動させコア５１の中心軸線Ｌ１を回転手段の回転中心Ｌ２と同一線上として、元の位置に戻す。往路方向Ｙ１では、コア５１の巻付面が傾斜面５１ｅ、５１ｆとなるときに、前述したコア５１の揺動を繰り返し、コア５１に線材６１、６２を巻き付けていく。
なお、コア５１の揺動は、コア５１の回転と同時に行ってもよい。

線材６１、６２の巻列の軸線方向Ｙへの移動はコア５１のトラバース面５１ｄで行っており、図９に示すように、巻付面がトラバース面５１ｄとなる前にも、同様にコア５１の回転を停止させた後コア５１をＸ１方向に揺動させて、線材６１、６２の張力方向Ｄ１と巻付面における線材の巻付方向Ｄ２とがなす角度αを１１０度として、線材６１、６２をトラバース面５１ｄで列を移動させて巻き付けていく。

ついで、前記線材６１、６２を鍔部側巻付端５２Ｂまで巻き付けると層上がりさせ、図１０に示すように、今度は鍔部側巻付端５２Ｂからバックヨーク側巻付端５２Ａに向けて巻き上がる方向（復路）Ｙ２へと２層目を巻き付けていく。このとき、線材６１、６２の張力方向Ｄ１と巻付面における線材の巻付方向Ｄ２とがなす角度αは１００度となっており、復路Ｙ２ではコア５１を揺動させず、巻芯の中心軸線Ｌ１を回転中心Ｌ２と同一線上とし、線材６１、６２を巻き付けていく。
このように、往路Ｙ１と復路Ｙ２を繰り返して層状とし、図１１に示すように、最上層まで線材６１、６２を巻き付けてコイル５２を形成する。

図１２に巻線方法の第１変形例を示し、線材６０の張力方向Ｄ１がＸ１方向となる場合では、ローレットノブ２１ｄを回転させて可動アーム２１ｅをＸ１方向に移動させることで、ガイドピンＰ１をＸ１方向へと移動させ、セットブロック２０の連結片２０ｃをＸ２方向側に揺動させて、該セットブロック２０に挟持しているコア５１をＸ２方向に揺動させる。この状態で、コアの傾斜面５１ｅ、５１ｆに線材６１、６２を巻き付けていく。

前記線材６１、６２の張力方向Ｄ１とコア５１の巻付面における線材６１、６２の巻付方向Ｄ２とがなす角度が９０度未満となる範囲では、下層の線材６０または絶縁樹脂層５３の嵌合溝５３ａとの接触面積が小さくなり、線材６１、６２の張力によって線材６１、６２が巻き付け方向Ｄ２に滑りやすくなる。一方、前記構成からなる巻線装置では、コア５１を揺動させることで、線材６１、６２の張力方向Ｄ１と傾斜面５１ｅ、５１ｆにおける線材６０の巻付方向Ｄ２とがなす角度が９０度以上とすることができるため、下層の線材６０および隣接する列の線材６０との接触面積を増加させることができ、線材６０の巻き滑りを防止することができる。また、線材６０を隙間なく確実に巻き付けることができるため、コイル５１の占積率を向上させることができる。
このように、巻線装置では、コア５１のティース部５１ａの角度や線材６０の延在方向に応じて、線材６０の張力方向Ｄ１と巻付面における線材６０の巻付方向Ｄ２とがなす角度を調整することができため、様々な巻芯へ応用することができる。

なお、本発明の巻線装置はモータの分割ステータにコイルを形成する場合に限らず、他の用途のコイル形成にも好適に用いることができる。
本発明は前記実施形態は限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。

本発明の巻線装置で形成するコイルを備えた分割ステータの斜視図である。 （Ａ）は巻線装置を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図である。 巻線装置の正面図である。 （Ａ）はセットホルダの左側面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は正面図である。 （Ａ）はセットブロックの平面図、（Ｂ）は右側面図である。 （Ａ）は図２（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（Ｂ）はＥ−Ｅ線断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は巻線装置の揺動機構を示す平面図である。 プーリへの線材の供給部分を示す概略図である。 線材をコアのトラバース面に巻き付ける状態を示す平面図である。 コアに対して線材が巻き上がる状態を示している平面図である。 コアへの配線の巻き付け状況を示す図面である。 巻線方法の変形例を示す図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

２０ セットブロック
２１ セットホルダ
５１ コア
５１ａ ティース部
５２ コイル
６０（６１、６２） 線材
Ａ 回転手段
Ｂ 揺動手段
Ｃ 線材供給手段
Ｄ１ 線材の張力方向
Ｄ２ 線材の巻付方向

Claims (7)

1. 巻芯に線材を巻き付けてコイルを形成する巻線装置であって、
   前記巻芯を着脱自在に固定する巻芯取付部材と、
   前記巻芯取付部材を巻芯中心の回りに回転させる回転手段と、
   前記巻芯取付部材を巻芯の軸線方向と直交方向に揺動させ、前記線材の張力方向と前記巻芯の巻付面との角度を調整する揺動手段と、
   前記線材を前記巻芯へと供給する線材供給手段とを備え、
   前記巻芯取付部材は前記巻芯の軸線方向の一端側の両側面を着脱自在に狭持するセットブロックからなり、
   前記揺動手段は前記セットブロックから突出した連結片と連結する連結部材を本体ケース内に備えたセットホルダからなり、前記連結部材を揺動駆動手段で揺動させ、かつ、前記セットホルダの本体ケースは前記回転手段に連結し、該セットホルダを介して前記セットブロックを回転させていることを特徴とする巻線装置。
2. 請求項１に記載の巻線装置を用いて、巻芯を回転させながら線材を巻き付けてコイルを形成する巻線方法であって、
   前記巻芯を巻芯取付部材で保持し、前記巻芯取付部材で保持した巻芯を回転手段で回転させ、前記線材を前記巻芯の外周面である巻付面に巻芯の軸線方向に巻き付けていき、前記巻芯取付部材で巻芯を軸直交方向に揺動させて、前記線材の張力方向と前記巻芯の巻付面との角度を調整していることを特徴とする巻線方法。
3. 前記線材は断面円形、断面正六角形、断面扁平六角形または断面矩形の多角形状とし、前記巻芯の巻付面は軸線方向の一端から他方に向けて傾斜する傾斜面とし、
   前記線材の張力方向と前記巻付面における線材の巻付方向とがなす角度が９０度未満となる範囲では、前記巻芯取付部材を軸直交方向に揺動させ、前記角度を９０度以上に調整している請求項２に記載の巻線方法。
4. 前記巻芯は断面矩形状で、前記傾斜面の傾斜角度を１０度以上として該傾斜面により一端側から他端側に向けて該巻芯の断面積を次第に縮小させており、
   前記線材を巻芯の一端側から他端側に向けて前記線材を前記傾斜面を滑り落ちる軸線方向に巻き付けていく往路と、前記他端側から一端側へと巻き付けていく復路とを往復させて層状に巻き付け、前記往路において前記揺動手段により巻芯を揺動させて前記角度を９０度以上とする一方、前記復路では巻芯位置を原状位置に戻している請求項３に記載の巻線方法。
5. 前記巻芯の揺動は、該巻芯に対して巻き付ける線材の巻列を移動させる時点で行い、
   前記揺動は回転時に同時に行い、あるいは、
   回転を停止して揺動させ、所定角度だけ揺動後に揺動を停止し、再回転している請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の巻線方法。
6. 前記巻芯への線材の巻き付けは、１本または複数本の線材を同時に巻き付けている請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の巻線方法。
7. 前記巻芯は、ステータを構成する分割ステータのコアからなり、請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の巻線方法を用いて、前記回転手段で前記コアを回転させて、該コアのティース部に前記線材を巻き付けてコイルを形成している分割ステータの製造方法。

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