JP5290718B2 - 電機子の製造方法 - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電機子の製造方法において、前記電機子コアにおいては、複数の前記ティースが前記ヨーク部の内周面から径方向内側に向かって延びるとともに、周方向に隣り合う前記ティースの先端部間が周方向に離間しており、前記巻線隙間は、周方向に隣り合う前記ティースの先端部間に形成され、前記巻線工程では、前記コイルを形成する導線を供給する筒状のノズルを備えた巻線機にて、前記ティースの先端側から前記ティースにコイルを巻回することをその要旨としている。
請求項6に記載の発明は、環状のヨーク部と該ヨーク部から径方向に沿って延びる複数のティースとを有し、それぞれ前記ティースを有する複数の分割コアを環状に配置してなる電機子コアと、各前記ティースに集中巻にて巻回された複数のコイルとを備える電機子の製造方法であって、周方向に隣り合う前記分割コアの間に前記ティースへの前記コイルの巻回を可能とする巻線隙間が形成されるように、且つ前記ティースの向きが前記電機子コアにおける前記ティースの向きと同じ向きとなるように、複数の前記分割コアを前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置する配置工程と、前記配置工程の後に、前記巻線隙間から前記ティースに前記コイルを巻回するとともに、少なくとも2つの前記コイルを渡り線で連結して連続して巻回する巻線工程と、前記巻線工程の後に、前記巻線隙間が周方向に小さくなるように複数の前記分割コアを縮径して前記電機子コアを形成する縮径工程とを有し、前記巻線工程では、前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置された複数の前記分割コアの軸方向の一端側に前記渡り線を保持する保持ホルダが配置された状態で、前記ティースへの前記コイルの巻回が行われ、前記渡り線は、前記保持ホルダ上を通り該保持ホルダ上に載置されるように形成され、前記分割コアには、前記コイルと前記分割コアとを絶縁するインシュレータが装着され、前記渡り線は、少なくとも一箇所が前記保持ホルダに係止され、前記電機子コアに対して前記保持ホルダを周方向に相対回転させて前記渡り線のたるみを吸収し、前記保持ホルダを前記インシュレータに固定するホルダ固定工程を備えたことをその要旨としている。
同発明によれば、配置工程において隣り合う分割コア間に形成される巻線隙間は、ティースにコイルの巻回を施すことができるだけの幅(周方向の幅)を最低限有するものであればよいため、周方向に隣り合う分割コア同士は、周方向に大きく離間されなくてもよい。そして、縮径工程では、電機子コアよりも外径の大きい環状に配置された複数の分割コアを縮径して電機子コアを形成するため、巻線工程において形成される渡り線は、従来のように連結された複数の分割コアの移動を考慮して長めに形成されなくてもよい。そして、渡り線が短く形成されると、従来のように渡り線の両端部を折り畳んで該渡り線を整形する工程を行わなくてもよいため、渡り線の処理が簡単になる。更に、渡り線の長さを従来よりも短くできることから、配置工程において複数の分割コアを縮径する際に分割コアの移動に伴って渡り線同士が絡むことが抑制されるため、電機子コアを形成するための分割コアの移動を円滑に行うことができる。また、少なくとも2つのコイルは渡り線にて連結されるため、全てのコイルがそれぞれ巻き終わりと巻き始めの端末線を有する場合に比べて端末線の数が減少するため、端末線の処理を簡単に行うことができる。
まず、本実施形態のブラシレスモータの構成を説明する。
図1に示すように、ブラシレスモータMは、有底円筒状のハウジング1の内周面に固定された円環状のステータ2と、該ステータ2の内側に周方向に回転可能に配置されたロータ3(図1では一点鎖線で示す)とを備えている。ロータ3は、周方向に配置される複数のマグネット(図示略)を備えており、該マグネットがステータ2と径方向に対向配置されるようにステータ2の内側に配置されている。
まず、図5(a)及び図5(b)に示すように、隣り合う分割コア12同士が若干離間するように12個の分割コア12を環状に配置する配置工程を行う。配置工程で環状に配置される12個の分割コア12には、それぞれ軸方向の両側から第1及び第2のインシュレータ21,22が装着されている。尚、図5(a)では第1及び第2のインシュレータ21,22を省略して図示している。12個の分割コア12は、ステータコア11を構成したときと同様にティース11bの先端が径方向内側を向くように、且つティース11bが径方向に沿って延びるように環状に配置される。更に、12個の分割コア12は、周方向に隣り合う分割コア12の分割ヨーク部12aが周方向に若干離間するように配置され、ステータコア11よりも外径が大きくなるように拡径された状態となる。このように、周方向に隣り合う分割コア12が周方向に若干離間して配置されることにより、周方向に隣り合うティース11bの先端部間に、ステータコア11におけるティース11bの先端部間の隙間よりも周方向の幅が広い巻線隙間Sが形成される。この巻線隙間Sは、ティース11bにコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4を巻回するための巻線機31に備えられるノズル32を、ティース11bの先端側から周方向に隣り合うティース11b間に挿入可能な大きさに設定されている。即ち、12個の分割コア12は、ティース11bの径方向内側の先端側から周方向に隣り合うティース11b間にノズル32の挿入を可能とする巻線隙間Sが形成されるように周方向に離間して環状に配置されている。尚、図5(b)には、ステータコア11に装着された第1及び第2のインシュレータ21,22を二点鎖線にて図示している。
(1)配置工程において隣り合う分割コア12間に形成される巻線隙間Sは、各ティース11bにコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4の巻回を施すことができるだけの幅(周方向の幅)を最低限有するものであればよいため、周方向に隣り合う分割コア12同士は、周方向に大きく離間されなくてもよい。そして、縮径工程では、ステータコア11よりも外径の大きい環状に配置された複数の分割コア12を縮径してステータコア11を形成するため、巻線工程において形成される渡り線24は、従来のように連結された複数の分割コアの移動を考慮して長めに形成されなくてもよい。そして、渡り線24が短く形成されると、従来のように渡り線24の両端部を折り畳んで該渡り線24を整形する工程を行わなくてもよいため、渡り線24の処理(即ち渡り線の整形)が簡単になる。更に、渡り線24の長さを従来よりも短くできることから、配置工程において複数の分割コア12を縮径する際に分割コア12の移動に伴って渡り線24同士が絡むことが抑制されるため、ステータコア11を形成するための分割コア12の移動を円滑に行うことができる。また、同相の4個ずつのコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4は、それぞれ渡り線24で連結しつつ連続して巻回されるため、全てのコイルU1〜U4がそれぞれ巻き終わりと巻き始めの端末線を有する場合に比べて端末線25の数が少ない。従って、端末線25の処理(即ちバスバー端子への接続)を簡単に行うことができる。
・上記実施形態では、巻線工程において、渡り線24は、渡り線案内部21f上を通り該渡り線案内部21f上に載置されるように形成され、渡り線案内部21fにてガイドされる。しかしながら、巻線工程において渡り線24を保持する方法はこれに限らない。例えば、図7に示す例では、配置工程において環状に配置された12個の分割コア12には、それぞれ軸方向の両側から第2のインシュレータ22が装着されている。そして、巻線工程では、環状に配置された12個の分割コア12の軸方向の一端側(図7において上側)に、渡り線24を保持するための保持治具51が配置される。この保持治具51は、分割コア12との間に、コイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4のティース11bへの巻回が可能な間隔を空けて配置される。また、保持治具51における径方向内側の端部には、径方向内側への渡り線24の移動を規制するための規制凸部51aが形成されている。そして、巻線機31によって、上記実施形態と同様の順序でコイルU1〜U4,V1〜V4,W1〜W4がティース11bに巻回される。このとき、連続して巻回される2つのコイルを連結する渡り線24は、一方のコイル(例えばコイルU1)から他方のコイル(例えばコイルU2)まで保持治具51上を通るように形成され該保持治具51によって保持される。巻線工程の終了後、保持治具51が除去されて保持治具51による渡り線24の保持が解除される。そして、縮径工程の前、若しくは縮径工程の後に、渡り線24を分割コア12側に押し当てる押し当て工程が行われる。このようにすると、巻線工程では、渡り線24が保持治具51によって保持されるため、先に形成された渡り線24によって後のコイルの巻回が妨げられることが抑制される。また、渡り線24の長さが従来に比べて短く形成されているため、渡り線24の処理は、押当て工程において渡り線24を分割コア12側に押し当てるだけの簡単な処理で済ませることができる。
・渡り線案内部21fの形状は上記実施形態のものに限らない。渡り線案内部21fは、分割コア12の軸方向の一端側(渡り線24が配置される側)に形成されて、渡り線24を載置可能な形状に形成されればよい。従って、例えば、渡り線案内部21fは、規制壁21gを備えない構成であってもよい。また、第1のインシュレータ21は、渡り線案内部21fを備えない構成であってもよい。
・上記実施形態では、インナロータ型のブラシレスモータMに備えられるステータ2を例に、本発明にかかる電機子の製造方法を詳述した。しかしながら、アウタロータ型のブラシレスモータに備えられるステータ(電機子)に本発明の電機子の製造方法を適用してもよい。また、ブラシレスモータに備えられるステータ以外に、円筒状のヨーク部と該ヨーク部から径方向に沿って延びる複数のティースとを有しそれぞれ前記ティースを有する複数の分割コアを環状に配置してなる電機子コアと、各ティースに集中巻にて巻回された複数のコイルとを備える電機子(例えばロータに備えられる電機子)を製造する際に、本発明の電機子の製造方法を適用してもよい。
Claims (8)
- 環状のヨーク部と該ヨーク部から径方向に沿って延びる複数のティースとを有し、それぞれ前記ティースを有する複数の分割コアを環状に配置してなる電機子コアと、
各前記ティースに集中巻にて巻回された複数のコイルと
を備える電機子の製造方法であって、
周方向に隣り合う前記分割コアの間に前記ティースへの前記コイルの巻回を可能とする巻線隙間が形成されるように、且つ前記ティースの向きが前記電機子コアにおける前記ティースの向きと同じ向きとなるように、複数の前記分割コアを前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記巻線隙間から前記ティースに前記コイルを巻回するとともに、少なくとも2つの前記コイルを渡り線で連結して連続して巻回する巻線工程と、
前記巻線工程の後に、前記巻線隙間が周方向に小さくなるように複数の前記分割コアを縮径して前記電機子コアを形成する縮径工程と
を有し、
前記分割コアには、前記コイルと前記分割コアとを絶縁するインシュレータが装着されるとともに、前記インシュレータは、前記分割コアの軸方向の一端側で前記渡り線をガイドする渡り線案内部と、該渡り線案内部における径方向の内側部分及び外側部分のそれぞれに軸方向に沿って前記分割コアと反対側に延びるように設けられ前記渡り線の径方向の移動を規制する規制部とを備え、
前記巻線工程では、前記渡り線は、前記渡り線案内部上であって且つ径方向の内側及び外側の前記規制部の間を通るように形成されることにより該渡り線案内部にてガイドされることを特徴とする電機子の製造方法。 - 請求項1に記載の電機子の製造方法において、
前記電機子コアにおいては、複数の前記ティースが前記ヨーク部の内周面から径方向内側に向かって延びるとともに、周方向に隣り合う前記ティースの先端部間が周方向に離間しており、
前記巻線隙間は、周方向に隣り合う前記ティースの先端部間に形成され、
前記巻線工程では、前記コイルを形成する導線を供給する筒状のノズルを備えた巻線機にて、前記ティースの先端側から前記ティースにコイルを巻回することを特徴とする電機子の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の電機子の製造方法において、
前記巻線工程では、前記渡り線は、該渡り線が連結する2つの前記コイルの間で、前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置された複数の前記分割コアの周方向に沿うように円弧状に形成されることを特徴とする電機子の製造方法。 - 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の電機子の製造方法において、
前記インシュレータは、前記渡り線案内部と軸方向に対向するように形成された浮上防止部を備え、
前記巻線工程では、前記渡り線は、前記渡り線案内部上で、該渡り線案内部と前記浮上防止部との間、且つ前記径方向の内側及び外側の前記規制部の間を通るように形成されることを特徴とする電機子の製造方法。 - 環状のヨーク部と該ヨーク部から径方向に沿って延びる複数のティースとを有し、それぞれ前記ティースを有する複数の分割コアを環状に配置してなる電機子コアと、
各前記ティースに集中巻にて巻回された複数のコイルと
を備える電機子の製造方法であって、
周方向に隣り合う前記分割コアの間に前記ティースへの前記コイルの巻回を可能とする巻線隙間が形成されるように、且つ前記ティースの向きが前記電機子コアにおける前記ティースの向きと同じ向きとなるように、複数の前記分割コアを前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記巻線隙間から前記ティースに前記コイルを巻回するとともに、少なくとも2つの前記コイルを渡り線で連結して連続して巻回する巻線工程と、
前記巻線工程の後に、前記巻線隙間が周方向に小さくなるように複数の前記分割コアを縮径して前記電機子コアを形成する縮径工程と
を有し、
前記巻線工程では、前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置された複数の前記分割コアの軸方向の一端側に前記渡り線を保持する保持ホルダが配置された状態で、前記ティースへの前記コイルの巻回が行われように構成され、
前記保持ホルダは、複数の前記分割コアの軸方向の一端側に該保持ホルダが配置された状態における該分割コアと反対側に突出し前記渡り線の径方向外側への移動を規制する外側規制部と、複数の前記分割コアの軸方向の一端側に該保持ホルダが配置された状態における該分割コアと反対側に突出し前記渡り線の径方向内側への移動を規制する内側規制部とを備え、
前記巻線工程において、前記渡り線は、前記保持ホルダ上であって且つ前記外側規制部と前記内側規制部との間を通り該保持ホルダ上に載置されるように形成されることを特徴とする電機子の製造方法。 - 環状のヨーク部と該ヨーク部から径方向に沿って延びる複数のティースとを有し、それぞれ前記ティースを有する複数の分割コアを環状に配置してなる電機子コアと、
各前記ティースに集中巻にて巻回された複数のコイルと
を備える電機子の製造方法であって、
周方向に隣り合う前記分割コアの間に前記ティースへの前記コイルの巻回を可能とする巻線隙間が形成されるように、且つ前記ティースの向きが前記電機子コアにおける前記ティースの向きと同じ向きとなるように、複数の前記分割コアを前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記巻線隙間から前記ティースに前記コイルを巻回するとともに、少なくとも2つの前記コイルを渡り線で連結して連続して巻回する巻線工程と、
前記巻線工程の後に、前記巻線隙間が周方向に小さくなるように複数の前記分割コアを縮径して前記電機子コアを形成する縮径工程と
を有し、
前記巻線工程では、前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置された複数の前記分割コアの軸方向の一端側に前記渡り線を保持する保持ホルダが配置された状態で、前記ティースへの前記コイルの巻回が行われ、前記渡り線は、前記保持ホルダ上を通り該保持ホルダ上に載置されるように形成され、
前記分割コアには、前記コイルと前記分割コアとを絶縁するインシュレータが装着され、
前記渡り線は、少なくとも一箇所が前記保持ホルダに係止され、
前記電機子コアに対して前記保持ホルダを周方向に相対回転させて前記渡り線のたるみを吸収し、前記保持ホルダを前記インシュレータに固定するホルダ固定工程を備えたことを特徴とする電機子の製造方法。 - 環状のヨーク部と該ヨーク部から径方向に沿って延びる複数のティースとを有し、それぞれ前記ティースを有する複数の分割コアを環状に配置してなる電機子コアと、
各前記ティースに集中巻にて巻回された複数のコイルと
を備える電機子の製造方法であって、
周方向に隣り合う前記分割コアの間に前記ティースへの前記コイルの巻回を可能とする巻線隙間が形成されるように、且つ前記ティースの向きが前記電機子コアにおける前記ティースの向きと同じ向きとなるように、複数の前記分割コアを前記電機子コアよりも外径の大きい環状に配置する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記巻線隙間から前記ティースに前記コイルを巻回するとともに、少なくとも2つの前記コイルを渡り線で連結して連続して巻回する巻線工程と、
前記巻線工程の後に、前記巻線隙間が周方向に小さくなるように複数の前記分割コアを縮径して前記電機子コアを形成する縮径工程と
を有し、
前記巻線工程では、環状に配置された複数の前記分割コアの軸方向の一端側に前記渡り線を保持するための保持治具が配置され、前記渡り線は、前記保持治具によって保持されるように形成され、
前記巻線工程の後に、前記保持治具による保持が解除された前記渡り線を前記分割コア側に押し当てる押当て工程を備えたことを特徴とする電機子の製造方法。 - 請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の電機子の製造方法において、
前記電機子は、ブラシレスモータに備えられるステータであることを特徴とする電機子の製造方法。
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