JP5290731B2 - 電機子の巻線方法及び電機子 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の電機子の巻線方法及びその電機子に関するものである。

回転電機の回転子として用いられる電機子は、例えば特許文献１にて示されている巻線巻回装置により、径方向外側に複数本の延びる電機子コアのティースに導線を巻回することで製造されている。この巻線巻回装置は、電機子コアを所定位置で保持するとともに、保持した電機子コアに対してフライヤを回転させ、この回転によりフライヤ先端部から導線を送出しながら対象ティース、即ち対象スロット間に該導線を巻回する。そして、巻線巻回装置は、電機子コアの回転位置を変更して対象ティースを順次変更しつつ各ティースへの導線の巻回を行い、電機子コアの全てのティースへの導線の巻回を行って全コイルを巻装させている。

また、特許文献１の巻線巻回装置のように、巻回対象のスロット近傍にてフライヤ先端部から送出される導線に接触し、該スロット内の好適な位置への導線の案内を図るフォーマが備えられるものもある。このようなフォーマによる導線の案内を行うことで、スロット内における導線の占積率向上や、巻回した導線の電機子コア端面からの高さ（コイルエンド高さ）の低減が図られている。
特開２００４−３０４９５２号公報

ところで、電機子コアの軸方向両側において、ティース間のスロットはその軸方向両側にも開口しているが、導線を巻回する際、軸方向一方側で対象の一対のスロットの内の一方のスロットの開口が導線の入口、他方のスロットの開口が導線の出口となる。上記の巻線巻回装置に備えられるフォーマは、電機子コアの軸方向両側にそれぞれ備えられ、軸方向各側で対象の一対のスロットの入口と出口とにおいて、導線の巻回軸線（フライヤの回転軸線）に対する対称形状をなし、入口側と出口側とのスロット内への導線の案内が同様に行われるようになっている。これにより、コイルは、電機子コアの軸方向視で径方向に直交するように導線が巻回され構成される。

そのため、複数本のティースに跨って導線を巻回する分布巻き採用の電機子では特に、後に巻回されるコイルが先に巻回されたコイルとの干渉を避ける必要があって、導線を案内するフォーマが後に巻回するコイルほど径方向外側に退避して導線の巻回が行われる。これにより、コイルは、電機子コアの径方向に直交して巻回されつつ、後に巻回されるほど電機子コアの径方向外側に順次オフセットして巻装されることになる。つまり、後に巻回されるコイルほど、コイル単体での重心位置が電機子コアの径方向外側に位置することになるため、このことが電機子の回転バランスの悪化に繋がり、更なる改善が望まれていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電機子の回転バランスを向上させ、回転電機の駆動時の振動低減を図ることができる電機子の巻線方法、及び電機子を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、径方向外側に延びる電機子コアのティースに導線を巻回してなるコイルが複数構成される電機子において、前記電機子コアのその時々の巻回対象となる一対のスロット内に前記導線をフォーマにて案内するその巻線方法であって、前記フォーマは、前記一対のスロットのうちの一方のスロット内への導線の案内を行う第１可変フォーマと、他方のスロット内への導線の案内を行う第２可変フォーマとを備え、それら各可変フォーマの動作量を個別に制御して前記各コイルの巻回態様が制御され、前記電機子においては、先に巻回するコイルに後に巻回するコイルの一部が重なるように構成され、前記各コイルにおいて前記導線の１ターン長が短い側から巻回されるように前記可変フォーマによる案内が行われ、前記各コイルのうち、直前に巻回したコイルの後に巻回するコイルにおいては、直前に巻回したコイルの一部と重なりが生じる側の前記可変フォーマを、前記電機子コアの中心方向に向けて進出させることで、巻回当初は前記ティースに直接巻回され巻回途中で直前に巻回したコイルに乗り上げるように導線の１ターン長が短い側から巻回されることをその要旨とする。

この発明では、その時々で巻回対象となる一対のスロットのうち、一方のスロット内への導線の案内を行う第１可変フォーマと、他方のスロット内への導線の案内を行う第２可変フォーマとの動作量が個別に制御され、各コイルの巻回態様（形状や姿勢等）が好適となるように制御される。これにより、各コイル単体の重心位置をより電機子コアの中心寄りにシフトでき、特に分布巻きを採用する電機子では各コイルに重なりが生じ、各コイル単体の重心位置が径方向外側になりがちなのを効果的に電機子コアの中心寄りにシフトできるため、電機子の回転バランスを向上することが可能である。これにより、回転電機の駆動時の振動低減に寄与できる。また、可変フォーマによる案内にて、各コイルにおいて導線の１ターン長が短い側から巻回されるため、巻回途中の積層状態にある導線の崩落が未然に防止される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電機子の巻線方法において、前記電機子コアの軸線を挟んだ両側から前記導線の巻回が同時に行われることをその要旨とする。
この発明では、電機子コアの軸線を挟んだ両側から導線の巻回が同時に行われる巻線方法では、その時々のコイルの適正な巻回態様が変化しやすいため（分布巻きを採用する電機子では特に）、各可変フォーマの導線の案内によるコイルの巻回態様の制御の効果は大である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電機子の巻線方法において、前記一対のスロットの一方にて、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、その重なりが生じる側の前記可変フォーマを、重なりが生じない側の前記可変フォーマよりも径方向外側に退避させて前記導線の巻回が行われることをその要旨とする。

この発明では、一対のスロットの一方にて、先に巻回したコイルの一部と重なりが生じると、その重なりが生じる側の可変フォーマが、重なりが生じない側の可変フォーマよりも径方向外側に退避されて導線の巻回が行われる。つまり、その重なりの生じた側では先に巻回のコイルに対する干渉等の配慮がなされ、重なりの生じていない側では極力ティースの根元部分（スロットの底部）に導線が巻回され、コイルが傾斜した形状で構成される。これにより、一方のスロットにてコイル同士の重なりが生じる場合であっても、確実にコイル単体の重心位置を電機子コアの中心寄りとでき、電機子の回転バランスの向上に繋がる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電機子の巻線方法において、前記一対のスロットの他方においても、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、既に重なりが生じている側の前記可変フォーマよりも、新たに重なりが生じた側の前記可変フォーマの径方向外側への退避量を大きくし前記導線の巻回が行われることをその要旨とする。

この発明では、一対のスロットの他方においても、先に巻回したコイルの一部と重なりが生じると、既に重なりが生じている側の可変フォーマよりも、新たに重なりが生じた側の可変フォーマの径方向外側への退避量が大きくされて導線の巻回が行われる。つまり、一方側が先の巻回のコイルとの重なりでコイルを傾斜形状としていたものを、他方側でも重なりが生じることでそれに合わせて可変フォーマを動作させることでその傾斜形状が確実に矯正され、その他方側での先の巻回のコイルに対する干渉等の配慮がなされる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電機子の巻線方法による導線の巻回にてコイルが構成された電機子である。

この発明では、上記請求項に記載の巻線方法により導線が巻回された電機子では、回転バランスが向上されるため、これを用いる回転電機では、回転駆動時の振動低減を図ることが可能となる。

本発明によれば、電機子の回転バランスを向上でき、回転電機の駆動時の振動低減を図ることができる電機子の巻線方法、及び電機子を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の巻線巻回装置２０を示す。本実施形態の巻線巻回装置２０にて製造される電機子１０は、回転軸１１に固定される電機子コア１２に１０本のティース１３が径方向外側に延びるように設けられ、２本のティース１３に跨って（１つ置いた一対のスロット１４間に）導線１５を巻回する分布巻きにて１０個のコイル１６（図６参照）が巻装されるものである。

巻線巻回装置２０は、電機子コア１２の回転軸１１をその中心軸線Ｌ１方向が水平方向に向くように保持手段（図示略）にて保持し、このような姿勢での電機子コア１２の保持に対して、水平方向且つ電機子コア１２の軸線Ｌ１と直交する方向に回転軸線Ｌ２が設定されたフライヤ２１の回転により電機子コア１２への導線１５の巻回を行う。フライヤ２１は、一対のアーム２１ａを有する二股状をなしており、一方のアーム２１ａの先端部に備えられるプーリ２２にはそのアーム２１ａ内を挿通された導線１５が掛装され、その時々で巻回対象となる２本のティース１３の径方向外側位置で周回するようにして該ティース１３（スロット１４）の導線１５の巻回及び送出が行われる。このフライヤ２１は、駆動モータを駆動源とした各種の駆動機構（ともに図示略）にて、導線１５の巻回のための回転と、フライヤ２１の回転軸線Ｌ２（巻回対象のティース１３間の中心線Ｌ３）に沿った往復動作とを行い、電機子コア１２に対して回転及び進退動作するように構成されている。

フライヤ２１の一対のアーム２１ａ間には、フォーマ機構部２３が設置されている。フォーマ機構部２３は、固定フォーマ２４、第１可変フォーマ２５及び第２可変フォーマ２６を備えてなる。

固定フォーマ２４は、電機子コア１２への導線１５の巻回時には、フォーマ機構部２３とともに該電機子コア１２側に進出し、巻回対象の２本のティース１３の先端面（径方向外側端面）に対して該ティース１３（電機子コア１２）の軸線Ｌ１方向全体に亘って当接し、その２本のティース１３の外側の各スロット１４内に導線１５を案内する機能を有している。尚、固定フォーマ２４は、後述の第１可変フォーマ２５の駆動プレート２７に組み付けられており、駆動プレート２７の動作ストローク分は少なくとも電機子コア１２に常に当接するように付勢機構（図示略）にて電機子コア１２側に付勢されている。

第１可変フォーマ２５は、電機子コア１２の軸線Ｌ１方向の両側にそれぞれ配置されるように一対備えられ、その一対が固定フォーマ２４に支持されている（図１では、手前側の１つのみ図示）。第１可変フォーマ２５は、巻回対象の２本のティース１３の内の一方側（図１において、反時計回り側）に対応させて該ティース１３の延出方向（前記フライヤ２１の回転軸線Ｌ２と傾斜する方向）に沿って進退可能に支持されている。そして、第１可変フォーマ２５は、駆動プレート２７とリンク２８を介して連結されており、そのフライヤ２１の回転軸線Ｌ２方向に沿った駆動プレート２７の往復動作に基づきリンク２８を介して対応するティース１３の延出方向に進退動作される。

第２可変フォーマ２６は、電機子コア１２の軸線Ｌ１方向の両側にそれぞれ配置されるように一対備えられ、その一対が固定フォーマ２４に支持されている（図１では、手前側の１つのみ図示）。第２可変フォーマ２６は、巻回対象の２本のティース１３の内の他方側（図１において、時計回り側）に対応させて該ティース１３の延出方向（前記フライヤ２１の回転軸線Ｌ２に対して第１可変フォーマ２５とは反対側の傾斜方向）に沿って進退可能に支持されている。そして、第２可変フォーマ２６は、前記第１可変フォーマ２５の駆動プレート２７と独立して動作する駆動プレート２９とリンク３０を介して連結されており、そのフライヤ２１の回転軸線Ｌ２方向に沿った駆動プレート２９の往復動作に基づきリンク３０を介して対応するティース１３の延出方向に進退動作される。尚、この駆動プレート２９及び前記駆動プレート２７は、駆動モータを駆動源とした各駆動機構（図示略）にてそれぞれ動作される。

このような第１及び第２可変フォーマ２５，２６は、前記固定フォーマ２４とともに、電機子コア１２のスロット１４内に導線１５を案内し、また巻回時の進退動作により導線１５の巻回位置を制御してコイル１６の巻回態様（形状や姿勢等）を制御するように機能するものである。因みに、図１において、第１可変フォーマ２５側のスロット１４の軸方向開口が導線１５の入口側であり、第２可変フォーマ２６側のスロット１４の軸方向開口が導線１５の出口側となっている。

そして、本実施形態の巻線巻回装置２０では、上記したフライヤ２１及びフォーマ機構部２３が電機子コア１２を挟んだ左右両側にそれぞれ設置され、電機子コア１２の１８０°反対位置それぞれから同時に導線１５の巻回が行われるダブルフライヤ方式にて構成されている。従って、第１及び第２可変フォーマ２５，２６は、電機子コア１２の軸方向一方側を示す図１では左右両側で手前側の４つが示されているが、図示しない軸方向他方側（奥側）にも同様に備えられるため、本実施形態の巻線巻回装置２０には全部で８つ備えられている。因みに、右側及び左側のフォーマ機構部２３では、第１及び第２可変フォーマ２５，２６の電機子コア１２に対する周方向の位置関係は同じであるが、上下関係は逆となっている。

このような構成の巻線巻回装置２０にて、１０本のティース１３に対する導線１５の分布巻きが施される本実施形態の電機子１０の具体的な巻回方法について説明する。因みに、本実施形態の電機子１０は、２本のティース１３に跨る導線１５の巻回にて構成される１０個のコイル１６（図６参照）が巻装されるものであり、各フライヤ２１及びフォーマ機構部２３にて５個ずつのコイル１６が巻装される。この場合、分布巻きよりなるため、先に巻回するコイル１６に後に巻回するコイル１６の一部が重なるように巻装される。従って、先に巻回されるコイル１６から順に、１層目、２層目、・・・、５層目とする。

図２に示すように、電機子コア１２（ワーク）が１層目の巻回対象となっている２本のティース１３の中心線Ｌ３がフライヤ２１の回転軸線Ｌ２と同軸となるように保持され、１層目のコイル１６の巻き始めにおいては、第１及び第２可変フォーマ２５，２６がその動作ストロークの中で最も進出した位置に配置されるとともに、電機子コア１２の中心（中心軸線Ｌ１）と可変フォーマ２５，２６との距離（ワーク中心とフォーマの距離）が同じ距離に設定されている。そして、図７に示すように、第１及び第２可変フォーマ２５，２６は、導線１５の巻回が１ターン進むに連れて（時間経過とともに）次第に電機子コア１２の中心から同様に退避していき、この１層目の巻回では最終的に図２に示す位置まで退避する。

従って、このような可変フォーマ２５，２６の動作及びその案内により巻回される１層目のコイル１６は、巻回対象の２本のティース１３の根元部分、即ち対象のスロット１４の最底部から電機子コア１２の径方向に対して直交するように次第に径方向外側に巻回されてなる。従って、１層目のコイル１６は、巻回対象のティース１３間の中心線Ｌ３と直交する上下方向直線Ｌ４に対して平行となるように構成される。

次に１層目のコイル１６の巻装後において、電機子コア１２が２層目の巻回対象となっている２本のティース１３の中心線Ｌ３がフライヤ２１の回転軸線Ｌ２と同軸となる位置、即ち図３に示す位置まで回転されて保持される。また、第２可変フォーマ２６は、前記１層目の巻き終わり位置よりも若干退避した位置に配置される一方、第１可変フォーマ２５は、その第２可変フォーマ２６よりも所定量大きく退避した位置に配置され、この２層目のコイル１６の巻き始めにおいては図３に示す位置に配置される。そして、図７に示すように、第１可変フォーマ２５は、導線１５の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線１５の巻回が１ターン進むに連れて電機子コア１２の中心方向に向けて進出する。一方、第２可変フォーマ２６は、導線１５の巻回が進んでも同位置に止まっている。

従って、このような可変フォーマ２５，２６の動作及びその案内にて巻回される２層目のコイル１６は、前記１層目のコイル１６の一部と重なる第１可変フォーマ２５側がその１層目のコイル１６に乗り上げるように径方向外側にオフセットする一方、第２可変フォーマ２６側はティース１３の根元部分（スロット１４の底部）に巻回されてなる。このように２層目のコイル１６は、１層目のコイル１６側が拡開するように上下方向直線Ｌ４に対して傾斜して構成される。

また、この２層目のコイル１６は、導線１５の巻回が進むに連れて第１可変フォーマ２５を電機子コア１２の中心方向に向けて進出させることで、２層目の巻回当初はティース１３に直接巻回されるが、途中で１層目のコイル１６に乗り上げていくことになる。先に巻回のコイル１６への乗り上げにより、次第に導線１５の１ターン長が長くなっていく。つまり、本実施形態ではこれを考慮し、導線１５の１ターン長が短い側から順に巻回させるようにしており、これにより巻回途中の積層状態にある導線１５の崩落が未然に防止されている。尚、３層目以降も同様にして巻回途中の導線１５の崩落が防止されている。また、１層目においても導線１５の１ターン長が短い側から（径方向内側から外側に）順に巻回されるため、巻回途中の導線１５の崩落が同様に防止されている。

次に２層目のコイル１６の巻装後において、電機子コア１２が３層目の巻回対象となっている２本のティース１３の中心線Ｌ３がフライヤ２１の回転軸線Ｌ２と同軸となる位置、即ち図４に示す位置まで回転されて保持される。また、第２可変フォーマ２６は、前記２層目の巻き始め位置よりも若干退避した位置に配置される一方、第１可変フォーマ２５は、前記２層目の巻き始め位置と同位置に配置され、この３層目のコイル１６の巻き始めにおいては図４に示す位置に配置される。そして、図７に示すように、第１可変フォーマ２５は、導線１５の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線１５の巻回が１ターン進むに連れて電機子コア１２の中心方向に向けて進出する。尚、この進出量は、前記１層目の時よりも小さい。また、第２可変フォーマ２６においても、導線１５の巻回が所定ターン数は同位置に止まり（この場合、第１可変フォーマ２５よりも長く止まる）、その後は導線１５の巻回が１ターン進むに連れて電機子コア１２の中心方向に向けて若干進出する。

従って、このような可変フォーマ２５，２６の動作及びその案内にて巻回される３層目のコイル１６は、前記２層目のコイル１６の一部と重なる第１可変フォーマ２５側がその２層目のコイル１６に乗り上げるように径方向外側にオフセットする一方、第２可変フォーマ２６側はティース１３の根元部分（スロット１４の底部）に巻回されてなる。また、この３層目のコイル１６では、第１可変フォーマ２５側における２層目の重なる部分が更に１層目のコイル１６とも重なっているため、第１可変フォーマ２５の進出量が抑えられ２層目以前のコイル１６への荷重を小とする等の配慮がなされる反面、第２可変フォーマ２６側では巻き後わり付近でその第２可変フォーマ２６を進出させ、第２可変フォーマ２６側でのティース１３の根元部分（スロット１４の底部）への巻回を行っている。このように３層目のコイル１６は、２層目のコイル１６側が拡開するように上下方向直線Ｌ４に対して傾斜して構成される。

次に３層目のコイル１６の巻装後において、電機子コア１２が４層目の巻回対象となっている２本のティース１３の中心線Ｌ３がフライヤ２１の回転軸線Ｌ２と同軸となる位置、即ち図５に示す位置まで回転されて保持される。また、第１及び第２可変フォーマ２５，２６は、前記３層目の巻き始め位置からぞれぞれ所定量退避した位置に配置され、この４層目のコイル１６の巻き始めにおいては図５に示す位置に配置される。そして、図７に示すように、第１可変フォーマ２５は、導線１５の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線１５の巻回が１ターン進むに連れて電機子コア１２の中心方向に向けて進出し、前記２層目の巻き始め位置付近まで進出する。また、第２可変フォーマ２６においても、導線１５の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線１５の巻回が１ターン進むに連れて電機子コア１２の中心方向に向けて進出し、前記２層目の巻き始め位置付近まで進出する。

従って、このような可変フォーマ２５，２６の動作及びその案内にて巻回される４層目のコイル１６は、前記３層目のコイル１６の一部と重なる第１可変フォーマ２５側がその３層目のコイル１６に乗り上げるように径方向外側にオフセットし、第２可変フォーマ２６側においても、反対側の可変フォーマ２５，２６等にて巻回された１層目のコイル１６の一部と重なるようになるため、その反対側の１層目のコイル１６に乗り上げるように径方向外側にオフセットするように巻回されてなる。つまり、この４層目のコイル１６では、第１可変フォーマ２５側における３層目の重なる部分が２層目のコイル１６とも重なり、また第２可変フォーマ２６側においても反対側の１層目のコイル１６が重なるようになるため、この４層目のコイル１６は、３層目のコイル１６側が若干拡開するが上下方向直線Ｌ４に対して平行に近い状態で傾斜して構成される。

次に４層目のコイル１６の巻装後において、電機子コア１２が５層目の巻回対象となっている２本のティース１３の中心線Ｌ３がフライヤ２１の回転軸線Ｌ２と同軸となる位置、即ち図６に示す位置まで回転されて保持される。また、第１可変フォーマ２５は、前記４層目の巻き始め位置と同位置に配置される一方、第２可変フォーマ２６は、前記４層目の巻き始め位置から所定量退避した位置に配置され、この５層目のコイル１６の巻き始めにおいては図６に示す位置に配置される。そして、図７に示すように、第１可変フォーマ２５は、導線１５の巻回が所定ターン数は同位置に止まり、その後は導線１５の巻回が１ターン進むに連れて電機子コア１２の中心方向に向けて若干進出する。また、第２可変フォーマ２６においても、導線１５の巻回が所定ターン数は同位置に止まり（この場合、第１可変フォーマ２５よりも短い止まりとなる）、その後、導線１５の巻回が１ターン進むに連れて電機子コア１２の中心方向に向けて進出し、巻き後わり付近では再び止まる。

従って、このような可変フォーマ２５，２６の動作及びその案内にて巻回される５層目のコイル１６は、前記４層目のコイル１６の一部と重なる第１可変フォーマ２５側がその４層目のコイル１６に乗り上げるように径方向外側にオフセットし、第２可変フォーマ２６側においても、反対側の可変フォーマ２５，２６等にて巻回された２層目のコイル１６の一部と重なるようになるため、その反対側の２層目のコイル１６に乗り上げるように径方向外側にオフセットするように巻回されてなる。つまり、この５層目のコイル１６では、第１可変フォーマ２５側における４層目の重なる部分が３層目のコイル１６とも重なるとともに、第２可変フォーマ２６側においても反対側の２層目のコイル１６が更に１層目のコイル１６とも重なっているため、この５層目のコイル１６は、４層目のコイル１６よりも上下方向直線Ｌ４に対しより平行に近い状態で若干傾斜して構成される。

このように本実施形態の巻線巻回装置２０では、巻回対象の一方側のスロット１４に導線１５を案内する第１可変フォーマ２５と、他方側のスロット１４に導線１５を案内する第２可変フォーマ２６とを独立させ、各層のコイル１６に適した巻回態様となるように個別に位置及び動作量が制御されている。これにより、先に巻回した下層のコイル１６との干渉等に配慮しつつ、後に巻回の上層のコイル１６を極力ティース１３の根元部分（スロット１４の底部）に巻回するように２層目以降は傾斜させて巻回されるため、２層目以降のコイル１６単体の重心位置がより電機子コア１２の中心寄りにシフトされるとともに、コイル１６の位置も安定し、電機子１０の回転バランスの向上、ひいては回転電機の駆動時の振動低減に寄与できる。また、導線１５の占積率向上やコイルエンド高さ低減にも寄与でき、回転電機の小型・高出力化を図ることも可能となる。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、その時々で巻回対象となる一対のスロット１４うち、一方のスロット１４内への導線１５の案内を行う第１可変フォーマ２５と、他方のスロット１４内への導線１５の案内を行う第２可変フォーマ２６との動作量が個別に制御され、各コイル１６の巻回態様（形状や姿勢等）が好適となるように制御されている。これにより、各コイル１６単体の重心位置をより電機子コア１２の中心寄りにシフトでき、特に分布巻きを採用する本実施形態の電機子１０では各コイル１６に重なりが生じ、各コイル１６単体の重心位置が径方向外側になりがちなのを効果的に電機子コア１２の中心寄りにシフトできるため、電機子１０の回転バランスを向上することができる。これにより、回転電機にこの電機子１０を用いれば、回転駆動時の振動低減を図ることができる。

（２）本実施形態では、電機子コア１２の軸線Ｌ１を挟んだ両側から導線１５の巻回が同時に行われるダブルフライヤ方式を採用しているため、本実施形態のように分布巻きを採用する電機子１０では特にその時々のコイル１６の適正な巻回態様が変化しやすい。そのため、各可変フォーマ２５，２６の導線１５の案内によるコイル１６の巻回態様の制御の効果は大である。

（３）本実施形態では、２層目及び３層目の巻回時のように、その時の巻回対象となる一対のスロット１４の一方で先に巻回したコイル１６の一部と重なりが生じる場合では、その重なりが生じる側である第１可変フォーマ２５が、重なりが生じない側の第２可変フォーマ２６よりも径方向外側に退避されて導線１５の巻回が行われている。つまり、その重なりの生じた側では先に巻回のコイル１６に対する干渉等の配慮がなされ、重なりの生じていない側では極力ティース１３の根元部分（スロット１４の底部）に導線１５が巻回され、コイル１６が傾斜した形状で構成するようにしている。これにより、一方のスロット１４にてコイル１６同士の重なりが生じる２層目及び３層目の場合であっても、確実にコイル１６単体の重心位置を電機子コア１２の中心寄りとでき、電機子１０の回転バランスの向上に繋がる。

（４）本実施形態では、４層目の巻回時のように、一対のスロット１４の他方においても先に巻回したコイル１６の一部と重なりが生じる場合では、既に重なりが生じている側である第１可変フォーマ２５よりも、新たに重なりが生じた側の第２可変フォーマ２６の径方向外側への退避量が大きくされて導線１５の巻回が行われている。つまり、２層目と３層目では一方側が先の巻回のコイル１６との重なりでコイル１６が傾斜形状となっていたものを、４層目では他方側でも反対側の１層目のコイル１６にて重なりが生じることでそれに合わせて可変フォーマ２５，２６を動作させることでその傾斜形状を確実に矯正でき、その他方側での先の巻回のコイル１６に対する干渉等の配慮がなされている。

（５）本実施形態では、可変フォーマ２５，２６による案内にて、各コイル１６において導線１５の１ターン長が短い側から巻回されるため、巻回途中の積層状態にある導線１５の崩落を未然に防止することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各層での可変フォーマ２５，２６の動作を図７のように設定したが、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、巻線巻回装置２０を図１のような構成としたが、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、ダブルフライヤ方式に適用したが、シングルフライヤ方式に適用してもよい。

・上記実施形態では、１０本のティース１３を有する電機子コア１２を用い、２本のティース１３に跨って導線１５を巻回する分布巻きの電機子１０の巻線方法の具体例を示したが、これに限定されるものではなく、例えばティースの数（コイルの数）や分布巻きの際のティース１３を跨ぐ数等を適宜変更してもよい。また、巻回方法も分布巻きでなく、例えば集中巻きの電機子に適用してもよい。

本実施形態における巻線巻回装置を示す概略構成図である。 電機子の１層目のコイルの巻回を説明する説明図である。 電機子の２層目のコイルの巻回を説明する説明図である。 電機子の３層目のコイルの巻回を説明する説明図である。 電機子の４層目のコイルの巻回を説明する説明図である。 電機子の５層目のコイルの巻回を説明する説明図である。 各層での可変フォーマの動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１０…電機子、１２…電機子コア、１３…ティース、１４…スロット、１５…導線、１６…コイル、２５…第１可変フォーマ、２６…第２可変フォーマ、Ｌ１…軸線。

Claims (5)

1. 径方向外側に延びる電機子コアのティースに導線を巻回してなるコイルが複数構成される電機子において、前記電機子コアのその時々の巻回対象となる一対のスロット内に前記導線をフォーマにて案内するその巻線方法であって、
   前記フォーマは、前記一対のスロットのうちの一方のスロット内への導線の案内を行う第１可変フォーマと、他方のスロット内への導線の案内を行う第２可変フォーマとを備え、それら各可変フォーマの動作量を個別に制御して前記各コイルの巻回態様が制御され、
   前記電機子においては、先に巻回するコイルに後に巻回するコイルの一部が重なるように構成され、
   前記各コイルにおいて前記導線の１ターン長が短い側から巻回されるように前記可変フォーマによる案内が行われ、
   前記各コイルのうち、直前に巻回したコイルの後に巻回するコイルにおいては、直前に巻回したコイルの一部と重なりが生じる側の前記可変フォーマを、前記電機子コアの中心方向に向けて進出させることで、巻回当初は前記ティースに直接巻回され巻回途中で直前に巻回したコイルに乗り上げるように導線の１ターン長が短い側から巻回されることを特徴とする電機子の巻線方法。
2. 請求項１に記載の電機子の巻線方法において、
   前記電機子コアの軸線を挟んだ両側から前記導線の巻回が同時に行われることを特徴とする電機子の巻線方法。
3. 請求項１又は２に記載の電機子の巻線方法において、
   前記一対のスロットの一方にて、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、その重なりが生じる側の前記可変フォーマを、重なりが生じない側の前記可変フォーマよりも径方向外側に退避させて前記導線の巻回が行われることを特徴とする電機子の巻線方法。
4. 請求項３に記載の電機子の巻線方法において、
   前記一対のスロットの他方においても、先に巻回した前記コイルの一部と重なりが生じる場合、既に重なりが生じている側の前記可変フォーマよりも、新たに重なりが生じた側の前記可変フォーマの径方向外側への退避量を大きくし前記導線の巻回が行われることを特徴とする電機子の巻線方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電機子の巻線方法による導線の巻回にてコイルが構成されたことを特徴とする電機子。

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