JP5768305B1 - 固定子の製造方法および装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のコイルを同一導線により成形する際の加工スペースをコンパクトにするとともに、その後の所用相数のコイルユニットのコイルを渡り線の交差が生じないようにモータ配設順に配列する配列作業が容易で、効率的な固定子の製造方法およびその装置を提供する。【解決手段】1本の導線により成形された複数のコイル21及び渡り線22を順次配列した相毎のコイルユニット20から配列順序に基づいてコイルを取り出して配列することで配列コイル群を形成する配列工程と、配列コイル群と取り出すコイルとの間の渡り線が配列コイル群と他のコイルユニットとの間の渡り線に対して同じ側に配置されるようにコイルを取り出すコイルユニットを他のコイルユニットに対して配置する配置工程と、コイルユニットのすべてのコイルを配列順序に基づいて配列した配列コイル群を配列順序が維持された状態で配設して固定子を製造する配設工程とを備えている。【選択図】図4

Description

本発明は、複数のコイル及び渡り線が構成されたコイルユニットを、必要相数用いて回転機器を製造する、固定子の製造方法および装置に関するものである。
電気自動車やハイブリッド自動車用モータは、小型化、高出力化が求められている。コイル間の結線処理にともなう電気抵抗の上昇を抑えるため、1相分の複数コイルを1本のコイル素線により成形した多連巻きコイルを利用することで、性能向上が見込まれる。多連巻きの製造方法および製造装置に関する従来技術として、特許文献1および特許文献2がある。
特許文献1には、コイル、スロットレスモータ及びコイルの製造方法についての技術が開示されている。
具体的には、導線を固定する固定具と、導線を直角方向に押圧する押圧具とを備えた折り曲げ装置を用い、素材である導線を所定長さ突出させて根元を前記固定具で固定した状態で、前記押圧具で導線の突出部を平面上で直角方向に押圧して当該導線を直角に折り曲げた後、さらに、固定具から導線を所定長さ突出させて直角に折り曲げる操作を順次繰り返すことにより、角形渦巻状の渦巻体を形成することを特徴とするコイルの製造方法が開示されている。
特許文献2には、電動機の突極集中巻ステータの製造方法についての技術が開示されている。
具体的には、渡り部14Tを介して同一の巻線14によって巻回され、1階層L1からn階層Lnまで、高さ位置が次第に低くなるように階段状に配列された複数のコイル13からなる3相分のコイル群18を、各階層において3相の並び順が一致するように配置する。いずれかを基準階層として、基準階層に近いコイル13から順に、基準階層の高さと同じ高さとなるように、他相の渡り部14Tを迂回して移動する作業を、すべてのコイル13が同一の高さになるまで続けて1列に整列させ、ステータコア11のティース11bに挿入するステータの製造方法が開示されている。
特許文献3には、集中巻線式ステータの製造方法及びその製造方法についての技術が開示されている。
具体的には、複数の集中巻線部を同一の導線にて連続成形することでコイルユニットを形成し、所定相とする前記コイルユニットを、他相とする前記コイルユニットが有する前記集中巻線部毎に一回転させて、前記他相のコイルユニットの前記集中巻線部間に、前記所定相のコイルユニットの前記集中巻線部を配置する動作を繰り返すことで、各相の前記コイルユニットの前記集中巻線部を、ステータへの配置順序にしたがって整列配置させ、各相全ての前記コイルユニットを整列配置させることで形成されたコイルユニット群が有する前記集中巻線部に、前記ステータが備えるティース部を嵌装するコイルの製造方法が開示されている。
特開2009−71939号公報 特開2012−19575号公報 特許第5304058号公報
しかし、特許文献1から特許文献3には以下に説明する課題がある。
特許文献1は、線材(導線)を所定長さ突出させ、固定具で線材を固定した状態で押圧具を押圧し、線材を外周面が丸いガイド22に沿うように曲げる。
加工が進むに連れ、既に加工が完了し、コイルを構成する加工済み線材が多くなる。そのため、線材を所定長さ送り出す工程や曲げる工程において、加工済み素線を保持しながら各工程に応じて平行移動あるいは回転運動させる必要がある。これにより、同相のコイル数が多くなるほど加工済み素線が装置等と干渉しないように十分なスペースを確保する必要がある。
特許文献2は、所定相の未配列コイルの位置関係を固定した状態で、他相の渡り線を迂回して移動する作業が必要である。つまり、所定相のコイルユニットの未配列のコイルの位置関係を固定した状態で、他相のコイルユニットの未配列コイルを乗り越える、「各相のコイルユニットの中心軸の相対的移動」が必要となる。
この配列作業は、コイルユニット内のコイル数が増えるほど移動作業が複雑で困難になる。
特許文献3は、コイルユニットを複数相分形成し、所定相とするコイルユニットが他相とするコイルユニットの集中巻線部毎に一回転させられることにより、他相のコイルユニットの集中巻部間に所定相のコイルユニットの集中巻部が配置される。
この方法は、所定相の集中巻線部の動作を統一しなければ、渡り線にネジレが発生する。また、前進動作中において所定相とするコイルユニットの渡り線と他相のコイルユニットの渡り線との干渉が発生する。そのためコイルユニット内のコイル数が多くなるほど、特許文献2以上に作業が複雑で困難となる。
そこで本発明は、このような課題を解決するために、複数のコイルを同一導線により成形する際の加工スペースをコンパクトにするとともに、その後の所用相数のコイルユニットのコイルを渡り線の交差が生じないようにモータ配設順に配列する配列作業が容易で、効率的な固定子の製造方法およびその装置を提供することを目的とする。
(1)複数相に対応する複数のコイルを相毎に渡り線で接続するとともに所定の配列順序で当該コイルを配設して構成された固定子の製造方法であって、
1本の導線により成形された複数の前記コイル及び前記渡り線を順次配列した相毎のコイルユニットから前記配列順序に基づいて前記コイルを取り出して配列することで配列コイル群を形成する配列工程と、
前記配列コイル群と取り出す前記コイルとの間の前記渡り線が前記配列コイル群と他の前記コイルユニットとの間の前記渡り線に対して同じ側に配置されるように前記コイルを取り出す前記コイルユニットを他の前記コイルユニットに対して配置する配置工程と、
前記コイルユニットのすべての前記コイルを前記配列順序に基づいて配列した前記配列コイル群を前記配列順序が維持された状態で配設して固定子を製造する配設工程とを備えている固定子の製造方法。
(2)1本の導線を用いて、前記コイルを成形するコイル成形及び前記コイルの中心軸を周回するように前記渡り線を成形する渡り線成形を繰り返すことで、前記コイルユニットを成形する成形工程を備えている(1)に記載の固定子の製造方法。
(3)前記配置工程は、前記コイルユニットを回動させて配置する(1)又は(2)に記載の固定子の製造方法。
(4)前記配置工程は、前記コイルユニットをそれぞれ回転させながら回動させる(3)に記載の固定子の製造方法。
(5)前記配置工程は、前記コイルユニットをコイルユニット支持体で支持して、前記配列工程では、前記配列コイル群をコイル支持体で支持する(4)に記載の固定子の製造方法。
(6)複数相に対応する複数のコイルを相毎に渡り線で接続するとともに所定の配列順序で当該コイルを配設して構成された固定子の製造装置であって、
1本の導線により成形された複数の前記コイル及び前記渡り線を順次配列した相毎のコイルユニットから前記配列順序に基づいて前記コイルを取り出して配列することで配列コイル群を形成する配列手段と、
前記配列コイル群と取り出す前記コイルとの間の前記渡り線が前記配列コイル群と他の前記コイルユニットとの間の前記渡り線に対して同じ側に配置されるように前記コイルを取り出す前記コイルユニットを他の前記コイルユニットに対して配置する配置手段と、
前記コイルユニットのすべての前記コイルを前記配列順序に基づいて配列した前記配列コイル群を前記配列順序が維持された状態で配設して固定子を製造する配設手段とを備えている固定子の製造装置。
(7)1本の導線を用いて前記コイルを成形するとともに前記コイルの中心軸を周回するように前記渡り線を成形して前記コイルユニットを成形する成形手段を備えている(6)に記載の固定子の製造装置。
(8)前記配置手段は、前記コイルユニットを支持して回動させる回動手段を備えている(6)又は(7)に記載の固定子の製造装置。
(9)前記回動手段は、前記コイルユニットをそれぞれ回転させる回転手段を備えている(8)に記載の固定子の製造装置。
(10)前記配置手段は、前記コイルユニットを支持するコイルユニット支持体を備えており、前記配列手段は、前記コイルユニット支持体と連接するコイル支持体により前記配列コイル群を支持するコイル支持体を備えているとともに当該コイル支持体を前記コイルユニット支持体に連接して前記コイルを取り出す(8)又は(9)に記載の固定子の製造装置。
(11)前記コイルユニット支持体及び前記コイル支持体は、分割支持体を組み合せて構成されている(10)に記載の固定子の製造装置。
このような特徴を有する本発明の固定子の製造方法は以下のような作用、効果が得られる。
1本の導線により成形された複数のコイル及び渡り線を順次配列した相毎のコイルユニットから固定子の配列順序に基づいてコイルを取り出して配列するようにしているので、様々な配列順序の固定子に対応することができる。また、コイルユニットからコイルを一旦取り出して配列し直すようにしているので、コイルの数が増加しても同じ配列処理を繰り返して行うことで確実に固定子の配列順序で配列することができる。
コイルを取り出して配列する際に、配列コイル群と取り出すコイルとの間の渡り線が配列コイル群と他のコイルユニットとの間の渡り線に対して同じ側に配置されるようにコイルを取り出すコイルユニットを他のコイルユニットに対して配置するようにしているので、渡り線を交差させることなく配列コイル群にコイルを追加して配列することができる。また、コイルユニット同士を配置しなおすことで渡り線を交差しないようにしているので、取り出すコイルを配列コイル群に追加する処理が単純化でき、作業効率の向上を図ることが可能となる。
従来は、1本の導体で複数のコイルおよび渡り線からなるコイルユニットを成形する際に、成形済みコイルユニットを成形加工に応じて回転する必要がある。成形済みコイルユニットが回転する回転軸から最大コイルユニット長さだけ作業スペースを確保する必要があった。本発明によれば、回転軸方向に成形済みコイルが進展するため作業スペースをコンパクトにできる。
また、必要相数のコイルユニットを各相の渡り先同士が交差することなく配列するためには、従来では、所定相のコイルユニット内のコイル毎に、所定相のコイルユニットの中心軸を他相のコイルユニットの中心軸に対して相対的に移動させる必要があった。本発明によれば、コイルユニット中心軸を相対的に移動させることなく、回転電機への配設順に従ってコイルを配列した配列コイル群を得ることもできる。これにより装置の簡素化するとともに作業効率を大幅に向上させることができる。
本発明に係る加工部のXY平面図である。 本発明に係る加工中の加工部の斜視図およびXY平面図である。 本発明に係るガイドを備えた加工部の斜視図である。 本発明に係るコイルユニットの斜視図である。 本発明に係るコイルユニットの平面図である。 本発明に係る配列部の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態のコイルユニット支持体の動きの概要を示すXY平面図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の動きを示すXY平面図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度0度でコイル配設前の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度0度でコイル配設後の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度120度でコイル配設前の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度120度でコイル配設後の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度240度でコイル配設前の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度240度でコイル配設後の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度360度でコイル配設前の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度360度でコイル配設後の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の保持部の回動テーブルの回動角度360度でコイル配設後のYZ平面図である。 本発明に係る第1実施形態の配列コイル群のZX平面図および斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の分割固定子コアおよび絶縁物の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の嵌装工程の全体概要図である。 本発明に係る第1実施形態の嵌装工程の概要図である。 本発明に係る第1実施形態の直線状に配列した固定子の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態のインナーロータ用固定子の斜視図および平面図である。 本発明に係る第1実施形態のアウターロータ用固定子の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態のインナーロータ用固定子の断面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係るコイルユニットの斜視図およびYZ平面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係るコイルユニットのZX平面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係る配列部の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係る保持部の動きを示すXY平面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係る保持部の初期状態の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係る保持部の回動テーブルの回動角度0度のときの斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係る保持部の回動テーブルの回動角度120度のときの斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係る保持部の回動テーブルの回動角度240度のときの斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例1に係る保持部の回動テーブルの回動角度360度のときの斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係るコイルユニットの斜視図およびYZ平面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係るコイルユニットのZX平面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る配列部の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る保持部の動きを示すXY平面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る保持部の初期状態の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る保持部の回動テーブルの回動角度0度のときの斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る保持部の回動テーブルの回動角度120度のときの斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る保持部の回動テーブルの回動角度240度のときのコイル挿入前の斜視図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る保持部の回動テーブルの回動角度240度のときのコイル挿入前のZX平面図である。 本発明に係る第1実施形態の変形例2に係る保持部の回動テーブルの回動角度240度のときのコイル挿入後の斜視図である。 拘束具を用いないときの保持部の回動テーブルの回動角度240度のときのコイル挿入前の斜視図である。 拘束具を用いないときの保持部の回動テーブルの回動角度240度のときのコイル挿入前のZX平面図である。 拘束具を用いないときの保持部の回動テーブルの回動角度240度のときのコイル挿入後の斜視図である。 本発明に係る第2実施形態のコイルユニット支持体に用いる分割支持体の斜視図である。 本発明に係る第2実施形態の配列部の斜視図である。 本発明に係る第2実施形態の配列部の動きを示す斜視図である。 本発明に係る第3実施形態のコイルユニットの斜視図である。 本発明に係る第3実施形態のコイルユニットの斜視図である。 本発明に係る第4実施形態の配列部の斜視図、YZ平面図およびXY平面図である。 本発明に係る第4実施形態の保持体およびカップリングの斜視図である。 本発明に係る第4実施形態の回動テーブルが1回転したときのコイルユニット支持体の位置関係を示す概略図である。 本発明に係る第4実施形態の回動テーブルが1回転したときの貫通バーの位置関係を示すYZ平面である。 本発明に係る第4実施形態の回動テーブル1回転毎のコイルユニットの位置関係を示す概略図である。
以下、本発明に係る固定子の製造方法の実施形態について3相12コアの固定子を例に製造方法を詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
(第1実施形態)
第1実施形態の固定子の製造方法について、図1から図25を参照しながら説明する。本発明の固定子の製造方法は成形工程、配列工程、配置工程および組立工程を備えている。
本発明を適用するコイルとして空芯コイルがある。空芯コイルの成形工程の例を図1から図3に示す。空芯コイルの成形工程では、加工部においてコイル素線を設計形状となるように曲げ加工を行う。加工部は、図1に示すように、搬送部3、変形部4を備えている。搬送部3は、駆動ロール12aおよび駆動ロール12aに対向配置された従動ロール12bを有し、コイル素線2を駆動ロール12aおよび駆動ロール12bの間に狭持して駆動ロール12aを回転駆動することで、コイル素線2を図示せぬ供給部から繰り出していき、長手方向に直線状になるように整形しながら変形部4へ搬送する。
変形部4は、押さえロール13、支持ロール14および押込みロール15を備えている。支持ロール14は、コイル素線2の搬送経路の一方の側に配置され、押込みロール15はコイル素線2の搬送経路の他方の側に配置されて搬送経路に交差する方向に移動するようになっている。そして、押込みロール15によりコイル素線2を押圧する押込み動作によりコイル素線2を所望の曲率に変形させる。
図2に示すように、変形部4を通過したコイル素線2は成形体17となる。成形体17と各ロールとの干渉を防ぐため、図3に示すように、適宜ガイド16を設置することが望ましい。成形体17は、ガイド16に案内されながら、Z軸方向に螺旋状に進展していく(図2の斜視図では螺旋形状を強調して描画している。)。成形体17が、被加工中のコイル素線2の曲率に悪影響を低減するため成形体17を支持する支持体18を成形体17の空芯部に設置することが望ましい。
空芯コイルの成形工程では上述した加工部を用いて、成形体17が所要数のコイル21と渡り線22を順次配列したコイルユニット20を形成するように加工を行う。図4に示すように、3相12コアの固定子の場合は、コイルユニット20は4個の集中巻きコイル21と5個の渡り線22で構成される。
コイル21は、直線部と曲線部を交互に成形した多層α巻コイルである。次工程の配列工程において、コイル21が中心軸TT方向に広がらないようにするとともに、コイル21を構成する渡り線22近傍のコイル素線2が変形しないようにするため、コイル部21の少なくとも2箇所以上を仕付けテープPで拘束しておくことが望ましい。
コイルユニットの渡り線22はコイル21の中心軸TTを周回するように形成される。渡り線22はコイル21をモータに配設したときに同相のコイル21間を接続するために必要な長さを有するように設計する。
また、配列工程や配置工程において中心軸TTを貫通する治具によりコイルユニット20を回転させる。そのため治具がコイルユニット20のコイル21全てを貫通できるように、渡り線22は、コイル21の空芯部を交差しないように形成することが望ましい。
渡り線22の中心軸TTに対する望ましい周回はコイル21の内周形状の対称性に依存し、具体的にはコイル21が概長方形の場合は1/2周の整数倍、コイル21が概正方形の場合は1/4周の整数倍である。これに限らず渡り線22の中心軸TTに対する周回を任意に設定してもよい。
このようにして、1本のコイル素線2により形成されたコイルユニット20を3相分用意する。以降の工程の説明では図4に示すように渡り線22が中心軸TTを360度周回しているコイルユニット20の場合で説明する。
また、3相をU相、V相、W相とし、図5に示すように、U相のコイルユニットを20U、コイルを紙面下側から順番に21U1、21U2、21U3、21U4、コイル間の渡り線を22U1、22U2、22U3と記述する。V相、W相も同様に記述する。
単にコイルと記載した場合は、21U1から21WU4の少なくとも一つ以上のコイル21を指すか、もしくは全部のコイル21を指す。
単に渡り線と記載した場合は、22U1から22WU3の少なくとも一つ以上の渡り線22を指すか、もしくは全部の渡り線22を指す。
単にコイルユニットと記載した場合は、U相、V相、W相の少なくとも一つ以上のコイルユニット20を指すか、もしくは全部のコイルユニット20を指す。
コイルユニット両端の渡り線22の一方は電源への接続線に、もう一方は中性点への接続線となるため必要な構成部分である。しかし、これ以後の図では見やすくするために、コイルユニット両端の渡り線22の描画は省略する。
配置工程および配列工程を図6から図17を参照しながら説明する。配置工程および配列工程により、配列部において各相のコイルユニット20のコイル21を、モータの配列順かつモータ形状に応じて組立て後に渡り線22同士の交差が生じないように一列に配列する。
図6に配列部の斜視図を示す。配列部30は、未配列のコイルユニットを保持する保持部31と、配列後のコイルを保持する受け部32とを備える。保持部31は、必要相数のコイルユニット支持体33と、コイルユニット支持体33が接続する回動テーブル34とを備える。コイルユニット支持体33はそれぞれが回転することができる。
図7に受け部32から初期状態の保持部31を見たXY平面図を示す。
コイルユニット支持体33の中心軸は、回動テーブル34を時計とみなしたとき、0時、4時、8時の位置にあり、概ね120度間隔となっている。また、0時の位置にあるコイルユニット支持体33の角度を90度とすると、4時は30度、8時は150度の関係で回動テーブル34と接続されている。
図7の2点鎖線矢印で示すように コイルユニット支持体33と回動テーブル34との接続箇所は、回動テーブル34の径方向に調整可能となっている。
受け部32は、コイル支持体35とコイル支持体35が接続される回動テーブル36とを備える。保持部31と同様に、コイル支持体35は回転することができる。また、コイル支持体35と回動テーブル36との接続箇所は、回動テーブル36の径方向に調整可能となっている。
コイル支持体35とコイルユニット支持体33とは、渡り線22が通過できるようZ方向にギャップを有している。
以上のように、回動テーブル34および回動テーブル36の少なくともどちらかが回動することで、保持部31と受け部32は相対的に回動する。保持部31のコイルユニット支持体33およびコイル支持体35は任意の回転方向および回転速度で回転することができる。
保持部31の動きは、遊星歯車機構で実現できる。遊星歯車の内歯ギアを固定し、遊星歯車キャリアの回転を回動テーブル34の回動に、遊星歯車の自転をコイルユニット支持体33の回転に用いればよい。
そのほか、コイルユニット支持体33と回動テーブル34それぞれに独立したモータにより駆動させてもよい。
配置工程および配列工程について、保持部31のコイルユニット支持体33を回転させつつ回動テーブル34を回動させ、受け部32のコイル支持体35および回動テーブル36を固定する場合を例に説明する。
最初に保持部31のみの動きを説明する。図8に、受け部32から動作中の保持部31をZ方向に見たXY平面図の変化を示す。動作を分かりやすくするためにコイルユニット支持体33に△印を記入している。コイルユニット支持体33は一点鎖線矢印で示す反時計方向に回転速度ω2で回転し、回動テーブル34は破線矢印で示す時計方向に回動速度ω1で回動する。ω1とω2の関係は、ω2=−2×ω1に設定されている。
そのため回動テーブル34が90度回動したとき、初期状態において0時の位置にあったコイルユニット支持体33に注目すると、コイルユニット支持体33は3時の位置に移動する。このとき、△印は回動テーブル34の中心側にくる。
回動テーブル34が120度回動すると、初期状態において0時の位置にあったコイルユニット支持体33は4時の位置にくる。このとき初期状態の4時の位置のコイルユニット支持体33と角度が一致する。
このように、回動テーブル34が120度回動するごとに、コイルユニット支持体33の位置が異なるものの初期状態と同じ配置となる。また、回動テーブル34が時計回りに1回転すると、コイルユニット支持体33は反時計回りに2回転するが、見かけ上は公転(回動テーブル34の回動)の1回転を差し引いた反時計回りに1回転する。
このような動きをする保持部31のコイルユニット支持体33に、3相分のコイルユニット20をセットした初期状態を図9に示す。成形工程で作成したコイルユニット20を図4のy軸+側のコイルエンドが図8の△印側となるようにコイルユニット支持体33に設置する。このとき回動テーブル34が時計周りに回動したとき0時の位置を配列順序であるU相→V相→W相の順序で通過するように設置する。
配列工程は、回動テーブル34の回動によりコイルユニット20が回動テーブル34の特定の位置にきたとき、当該コイルユニット20のコイル21のうち、コイルユニット支持体33に支持されるZ軸方向先端側にあるコイル21をコイル支持体35に被嵌させることで、所定の配列順序にコイル21が配列された配列コイル群を得る。以降の説明では、特定の位置は回動テーブル34の0時の位置で説明する。
モータの所要形状に配列コイル群を組み立てたとき、渡り線22同士の交差が生じることなく、渡り線22が他相の渡り線22に対して同じ側となるようにするため、並行して配列工程と配置工程を交互に行う。
配置工程は、コイルユニット20の渡り線22の中心軸TTに対する周回量に応じて、コイルユニット20を配列コイルユニット群や他相のコイルユニット20に対して、回動させつつ回転させる。
図10に示すように、図9の状態から、コイルユニット20Uのコイル21U1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。次に図11に示すように、図10の状態から、回動テーブル34を時計回りに120度回転させて回転角度120度の位置にする配置工程を行う。次に図12に示すように、図11の状態からコイルユニット20Vのコイル21V1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。このとき渡り線22U1は、コイル21V1の上側(Y軸のプラス方向側)を通過してコイル21U1とコイル21U2を繋ぐ状態となる。
図13に示すように、図12の状態から、回動テーブル34を時計回りにさらに120度回動させて回動角度240度の位置にする配置工程を行う。次に図14に示すように、図13の状態からコイルユニット20Wのコイル21W1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。図12から回動テーブル34が120度回動しても渡り線22U1はコイル支持体35からみて、+X側を経由して、コイル21U2に接続される。
図15に示すように、図14の状態から、回動テーブル34を時計回りにさらに120度回動させて回動角度360度の位置にする配置工程を行う。次に図16に示すように、図15の状態からコイル支持体35に被嵌させたコイル21U1をZ方向におくりながら、コイルユニット20Uのコイル21U2をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。
回動テーブル34の回動角度が240度から360度になる過程で、渡り線22U1は、保持部31の回動テーブル34の回動およびコイルユニット支持体33の回転により、コイル21W1の−Z側を通過し、さらに、コイルユニット支持体33とコイル支持体35のZ方向のギャップを通過する。
図17に示すように、回動テーブル34の回動角度が360度になったとき、渡り線22U1は、渡り線22V1および渡り線22W1に対して−Y方向側をくぐる。
これにより、全てのコイル21を上述の作業を繰り返してコイル支持体35へ被嵌させると、図18に示す配列コイル群23を得る。図18(a)に示すように配列コイル群23の渡り線22は渡り線22同士が交差することなく、他相の渡り線22に対して同じ側に位置することになる。具体的には、
渡り線22U(n)は渡り線22W(n−1)と渡り線22V(n)の間にあり、
渡り線22V(n)は渡り線22U(n)と渡り線22W(n)の間にあり、
渡り線22W(n)は渡り線22V(n)と渡り線22V(n+1)の間にある。
このように、配列順序に一列に配列され、かつ、渡り線22同士が交差することなく、他相の渡り線22に対して同じ側に配置した配列コイル群23を得ることができる。
従来技術では、コイルユニットの中心軸同士を相対移動させる必要があったが、第1実施例によれば、コイルユニット支持体33の中心軸同士の相対的位置関係が一定となる。そのため、装置の構造を簡略化できるとともに、主要な運動は回転運動であるため運転を高速化しやすいというメリットがある。
次に組立工程について図19から図25を参照しながら説明する。組立工程は、固定子のティース部にコイル21を嵌装して一体化する嵌装工程と、一体化したコイルをモータ形状に円環状に配設して固定する配設工程とを有する。
嵌装工程では、配置工程および配列工程で得た配列コイル群23を、モータの固定子のティース部に絶縁部材を介して嵌装する。
図19は、回転子が内側にあるモータの固定子を構成する分割固定子コア811の斜視図である。分割固定子コア811はプレス等で成形した電磁鋼板を積層して形成されており、一部がカシメ加工あるいは溶接されることで一体となっている。また、コイル21を配設するティース部811(a)とヨーク部811(b)で構成され、図19(b)に示すように、コイル21をティース部811(a)に配設する前に、絶縁部材812を予め被嵌させる。
図20に嵌装工程の概要図を示す。絶縁部材812を被嵌された分割固定子コア811を、配列コイル群23の空芯部を貫通するコイル支持体35の端面に当接させ、配列コイル群23のコイル21を分割固定子コア811に嵌装する。コイル21が嵌装された分割固定子コアは、配列コイル群23を支持するコイル支持体35軸方向と交差する方向へスライドさせることで、連続して嵌装工程を行うことができる。
1個のコイル21に着目してコイル21を分割固定子コア811に嵌装する詳細な工程を図21に示す。図21(a)の初期状態から図21(b)に示すように、絶縁部材812を被嵌された分割固定子コア811と配列コイル群23を支持するコイル支持体35とを当接さる。その後、図21(c)に示すように、コイル支持体35および分割固定子コア811が一体となるように、また、絶縁部材812の少なくとも一部を含むようにガイドテープ71を巻きつけ、図21(d)に示すようにコイル21を分割固定子コア811に嵌装する。
以上の作業を繰り返えして配列コイル群23の全てのコイル21を分割固定子コア811に嵌装することで、図22に示すような直線状の固定子810を得る。
配設工程では、嵌装工程で得た直線状の固定子810を円環状に並べて焼きバメリング等により固定することで、図23に示すような固定子を得る。本発明は、図24に示すような回転子が外側にくるアウターロータタイプの固定子820にも適用することができる。また、図25(a)は図23の固定子を断面図であるが、隣接するコイル形状の断面を図25(b)に示すようにコイル24→コイル25と交互に変えることで占積率を高めることができる。
(第1実施形態の変形例1)
次に、本発明に係る第1実施形態の変形例1について図26から図34を参照しながら説明する。第1実施形態の変形例1は、渡り線22の中心軸TTの周回数が1/2周である他は第1実施形態と同様の構成を備えている。渡り線の長さが短く、中心軸TTに対して1周させることが困難な場合に有効である。第1実施形態と同様の構成については、一部詳細な説明を省略する。
図26に第1実施形態の変形例1に用いるコイルユニット120を示す。コイルユニット120は、4個のコイル121と、中心軸TTを1/2周回する5個の渡り線122がコイル素線2により構成される。コイル121は次工程の配列工程において、コイル121が中心軸TT方向に広がらないようにするとともに、コイル121を構成する渡り線122近傍のコイル素線2が変形しないようにするため、コイル部121と渡り線121が接続する近傍2箇所を仕付けテープPで拘束している。渡り線122の前後のコイル121同士は、中心軸TTを軸に180度回転した位置関係で接続される。
このようにして、1本のコイル素線2により形成されたコイルユニット120を3相分用意する。また、3相をU相、V相、W相とし、図27に示すように、U相のコイルユニットを120U、コイルを紙面下側から順番に121U1、121U2、121U3、121U4、コイル間の渡り線を122U1、122U2、122U3と記述する。V相、W相も同様に記述する。
配置工程および配列工程により、配列部において各相のコイルユニット120のコイル121を、モータの配列順かつモータ配列後に渡り線122同士の交差が生じないように一列に配列する。
図28に第1実施形態の変形例1に用いる配列部の斜視図を示す。図29に受け部32から動作中における第1実施形態の変形例1の保持部31をZ方向に見たXY平面図の変化を示す。
図29の左図に示すように、コイルユニット支持体33の中心軸は、回動テーブル34を時計とみなしたとき、0時、4時、8時の位置にあり、概ね120度間隔となっている。また、回動テーブル34の回動角度が0度のとき、0時の位置にあるコイルユニット支持体33の角度を90度とすると、4時は150度、8時は30度の関係で回動テーブル34と接続されている。
コイルユニット支持体33は一点鎖線矢印で示す反時計方向に回転速度ω2で回転し、回動テーブル34は破線矢印で示す時計方向に回動速度ω1で回動する。ω1とω2の関係は、ω2=−1.5×ω1に設定されている。
そのため回動テーブル34が90度回動したとき、初期状態において0時の位置にあったコイルユニット支持体33に注目すると、コイルユニット支持体33は3時の位置に移動する。このとき、コイルユニット支持体33は−135度回転するため見かけ上は−45度半時計回りに回転する。
回動テーブル34が120度回動すると、初期状態において0時の位置にあったコイルユニット支持体33は4時の位置にくる。このとき初期状態の4時の位置のコイルユニット支持体33と角度が一致する。回動テーブル34が時計回りに1回転すると、コイルユニット支持体33は反時計回りに3/2回転する。このとき見かけ上は、公転(回動テーブル34の回動)の1回転を差し引いて反時計回りに1/2回転することになる。
このような動きをする保持部31のコイルユニット支持体33に、3相分のコイルユニット120をセットした配列工程の初期状態を図30に示す。各コイルユニット120の初期状態は次のとおりである。
コイルユニット120Uを0時の位置にあるコイルユニット支持体33に、コイル121U1の渡り線122が接続されるコイルエンドが回動テーブル34の外径側になるように設置する。コイルユニット120Vを8時の位置にあるコイルユニット支持体33に、コイル121V1の渡り線122が接続されるコイルエンドが回動テーブル34の中心側になるように設置する。コイルユニット120Wを4時の位置にあるコイルユニット支持体33に、コイル121W1の渡り線122が接続されるコイルエンドが回動テーブル34の外径側になるように設置する。
配列工程は、第1実施形態同様、回動テーブル34の回動により0時に位置するコイルユニット120のコイル121うち、コイルユニット支持体33に支持されるZ軸方向先端側にあるコイル121をコイル支持体35に被嵌させることで、所定の配列順序にコイル121が配列された配列コイル群を得る。
モータの所要形状に配列コイル群を組み立てたとき、渡り線122同士の交差が生じることなく、渡り線122が他相の渡り線122に対して同じ側となるようにするため、配列工程と平行して配置工程を行う。
配置工程は、コイルユニット120の渡り線122の中心軸TTに対する周回量に応じて、コイルユニット120を配列コイルユニット群や他相のコイルユニット120に対して、回動させつつ回転させる。第1実施形態の変形例1の具体的な配置工程について配列工程も含めて図31から図34を参照しながら説明する。
図31に示すように、図30の初期状態から、コイルユニット120Uのコイル121U1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。次に図32に示すように、図31の状態から、回動テーブル34を時計回りに120度回動させて回動角度120度の位置にする配置工程とともに、コイルユニット120Vのコイル121V1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。このとき次にコイル支持体35に被嵌することになるコイルユニット120Vのコイル121V1および4時の位置にあるコイルユニット支持体33の先端に位置するコイル121U2は、渡り線122が接続される側のコイルエンドが回動テーブル34の外径側となる。また、8時の位置にあるコイルユニット支持体33の先端にあるコイル121W1は、渡り線122が接続される側のコイルエンドが回動テーブル34の中心側となる。また、渡り線122U1は、コイル121V1の上側(Y軸のプラス方向側)を通過してコイル121U1とコイル121U2を繋ぐ状態となる。
次に図33に示すように、図32の状態から、回動テーブル34を時計回りにさらに120度回動させて回動角度240度の位置にする配置工程とともに、コイルユニット120Wのコイル121W1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。このとき渡り線122U1がコイル121W1の背面側(Z方向のマイナス側)を経由して、コイル121U2に接続されるようにする。
次に図34に示すように、図33の状態から、回動テーブル34を時計回りにさらに120度回動させて回動角度360度の位置にする配置工程とともに、コイル支持体35に被嵌させたコイル121U1をZ方向におくりながら、コイルユニット120Uのコイル121U2をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。
回動テーブル34の回動角度が240度から360度になる過程で、渡り線122U1は、保持部31の回動テーブル34の回転およびコイルユニット支持体33の回転により、コイル121W1の背面側(Z方向のマイナス側)を通過し、さらに、コイルユニット支持体33とコイル支持体35のZ方向のギャップを通過する。
回動テーブル34が1回転するごとに、コイルユニット120は見かけ上反時計回りに1/2回転するため、コイル支持体35に被嵌するコイル121は全て同じ向きとなる。そのため、全てのコイル121を上述の作業を繰り返してコイル支持体35へ被嵌させることで、図18と同様な、渡り線122が交差することなく、ステータへの配列順に一列に配列された配列コイル群23を得ることができる。
(第1実施形態の変形例2)
次に、本発明に係る第1実施形態の変形例2について図35から図44を参照しながら説明する。第1実施形態の変形例2は、コイルユニット220のコイル221の向きが同じであるとともに配列部に拘束具を備えている他は、第1実施形態の変形例1と同じ構成を備えている。第1実施形態の変形例1と同様の構成については、詳細な説明を一部省略する。
図35に第1実施形態の変形例2に用いるコイルユニット220を示す。コイルユニット220は、4個のコイル221と、中心軸TTを1/2周回する5個の渡り線222がコイル素線2により構成される。コイル221は次工程の配列工程において、コイル221が中心軸TT方向に広がらないようにするとともに、コイル221を構成する渡り線222近傍のコイル素線2が変形しないようにするため、コイル部221と渡り線221が接続する近傍2箇所を含む3箇所を仕付けテープPで拘束している。渡り線222の前後のコイル221同士は、中心軸TTを軸に同じ位置関係で接続される。これ以後の図では見やすくするために、仕付けテープPの描画は省略する。
このようにして、1本のコイル素線2により形成されたコイルユニット220を3相分用意する。また、3相をU相、V相、W相とし、図36に示すように、U相のコイルユニットを220U、コイルを紙面下側から順番に221U1、221U2、221U3、221U4、コイル間の渡り線を222U1、222U2、222U3と記述する。V相、W相も同様に記述する。
配置工程および配列工程により、配列部において各相のコイルユニット220のコイル221を、モータの配列順かつモータ配列後に渡り線222同士の交差が生じないように一列に配列する。
図37に第1実施形態の変形例2に用いる配列部の斜視図を示す。図38に受け部32から動作中における第1実施形態の変形例2の保持部31をZ方向に見たXY平面図の変化を示す。
図38の左図に示すように、コイルユニット支持体33の中心軸は、回動テーブル34を時計とみなしたとき、0時、4時、8時の位置にあり、概ね120度間隔となっている。また、コイルユニット支持体33は全て同じ角度で回動テーブル34と接続されている。
コイルユニット支持体33は一点鎖線矢印で示す反時計方向に回転速度ω2で回転し、回動テーブル34は破線矢印で示す時計方向に回動速度ω1で回動する。ω1とω2の関係は、ω2=−ω1に設定されている。
そのため回動テーブル34が90度回動したとき、初期状態において0時の位置にあったコイルユニット支持体33に注目すると、コイルユニット支持体33は3時の位置に移動する。このとき、コイルユニット支持体33は−90度回転するため見かけ上は同じ角度を維持する。
回動テーブル34が120度回動すると、初期状態において0時の位置にあったコイルユニット支持体33は、初期状態において4時の位置にあったコイルユニット支持体33の位置が一致することになる。回動テーブル34が時計回りに1回転すると、コイルユニット支持体33は反時計回りに1回転するため見かけ上は同じ向きを維持しつづける。
このような動きをする保持部31のコイルユニット支持体33に、3相分のコイルユニット220をセットした配列工程の初期状態を図39に示す。各コイルユニット220の初期状態は次のとおりである。
コイルユニット220Uを0時の位置にあるコイルユニット支持体33に、コイル221U1の渡り線222が接続されるコイルエンドが回動テーブル34の外径側になるように設置する。コイルユニット220Uと同じ向きとなるように、コイルユニット220Vを8時、コイルユニット220Wを4時の位置にあるコイルユニット支持体33に設置する。
配列工程は、第1実施形態同様、回動テーブル34の回動により0時に位置する該コイルユニット220のコイル221うち、コイルユニット支持体33に支持されるZ軸方向先端側にあるコイル221をコイル支持体35に被嵌させることで、所定の配列順序にコイル221が配列された配列コイル群を得る。
モータの所要形状に配列コイル群を組み立てたとき、渡り線222同士の交差が生じることなく、渡り線222が他相の渡り線222に対して同じ側となるようにするため、配列工程と平行して配置工程を行う。
配置工程は、コイルユニット220の渡り線222の中心軸TTに対する周回量に応じて、コイルユニット220を配列コイルユニット群や他相のコイルユニット220に対して、回動させつつ回転させる。第1実施形態の変形例2の具体的な配置工程について配列工程も含めて図40から図47を参照しながら説明する。
図40に示すように、図39の初期状態から、コイルユニット220Uのコイル221U1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。次に図41に示すように、図40の状態から、回動テーブル34を時計回りに120度回動させて回動角度120度の位置にする配置工程とともに、コイルユニット220Vのコイル221V1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行う。このとき渡り線222U1は、コイル221V1の上側(Y軸のプラス方向側)を通過してコイル221U1とコイル221U2を繋ぐ状態となる。
次に図42に示すように、図41の状態から、回動テーブル34を時計回りにさらに120度回動させて回動角度240度の位置にするとともに、拘束具39を用いてコイル221U1とコイル221U2をつなぐ渡り線222U1を拘束する配置工程を行う。図43に示すように、拘束具39に拘束された渡り線222U1はコイル221W1に対してX方向プラス側を周回することになる。これにより図44に示すように、コイル221W1をコイル支持体35に被嵌させる配列工程を行ったとき、渡り線222U1はコイル221W1の背面側(Z方向のマイナス側)を経由して、コイル221U2に接続される。
次に図44の状態から、回動テーブル34の回動角度が240度から360度になる配置工程過程で、渡り線222U1は、保持部31の回動テーブル34の回動およびコイルユニット支持体33の回転により、コイル221W1の背面側(Z方向のマイナス側)を通過し、さらに、コイルユニット支持体33とコイル支持体35のZ方向のギャップを通過する。全てのコイル221を上述の作業を繰り返してコイル支持体35へ被嵌させることで、図18と同様な、渡り線222が交差することなく、ステータへの配列順に一列に配列された配列コイル群23を得ることができる。
拘束具39を用いず渡り線同士の交差が生じる例を図45から図47で示す。図45は、回動テーブル34の回動角度が240度でコイル221W1をコイル支持体35に挿入前の斜視図である。拘束具39に拘束されないため渡り線222U1は、図43に示したような大きな円弧を描くことなく、コイル支持体35の紙面上側(Y方向プラス側)を通過してコイル221U2に接続する。
図46に示すように、この状態でコイル221W1をコイル支持体35に被嵌めする配列工程を行うと図47に示すように、渡り線222U1は渡り線222W1の前面(Z方向プラス側)を経由してコイル221U2に接続する状態となる。
図47の状態から、回動テーブル34の回動角度が240度から360度になる過程で渡り線222U1はコイル221W1の背面側(Z方向のマイナス側)を通過しない。この方法により作られた配列コイル群では、配列順序どおりにコイル221が配列されるものの、渡り線222U1と渡り線222W1とで交差が生じる。
以上のように、3相のコイルユニットの中心軸を維持した状態で単純に回動させるだけでは渡り線同士の交差が生じ、図18に示すような所要の配列コイル群を得ることができない。
第1実施形態、第1実施形態の変形例1および第1実施形態の変形例2で示したように、成形工程で成形したコイルユニットの渡り線の周回に応じて、回動デーブル34の回動およびコイルユニット支持体33の回転を適宜調整することで、配列工程および配置工程により、渡り線の周回を解除しつつコイルをコイル支持体35に被嵌させることで、渡り先同士が交差することなく同じ側に配置され、かつ、コイルが配列順序に配列されたコイル群を得ることができる。
本発明に係る第1実施形態によれば、成形工程において渡り線を中心軸に対して周回させることで、成形時に必要な加工スペースや、配列コイル群を得る際の保持部31に必要なZ軸方向長さを低減することができる。
また、コイルユニットのコイル数に関係なく、保持部31の特定の位置のコイルユニットのコイルをコイル支持体35に被嵌させる配列工程の反復作業とすることができるとともに、配置工程は、コイルユニット同士の中心軸は相対的に移動しない回動運動のため簡単な機構により実施できる。
従来技術では、コイルユニットのコイル数に応じた把持機構が必要であるとともに、工程の進行に応じて、把持するコイル数を減らしていく必要があった。また、コイルユニットの中心軸は相対的に移動させる必要があった。
以上、第1実施形態の変形例1および変形例2の説明では、回動テーブル34が回動し、コイル支持体35および回動テーブル36を固定する場合で、モータの配列順序にコイルを並べたときに、渡り線同士が交差することなく同じ側に配置させるための配列工程および配置工程の例を示したが、これに限るものではない。
例えば、配列工程と配置工程を同時進行させてもよい。このほかにも、回動テーブル34を固定して回動テーブル36を回動させてもよい。また、保持部31から受け部32にコイルを被嵌させる特定の位置を0時の場合で説明したが、例えば0時と6時など、複数箇所に設定してもよい。
また、回動テーブル34と回動テーブル36の相対回転の1回転に対して、コイルユニット支持体33の回転割合が維持されていれば、コイルユニット支持体33の回転速度ω1が変動してもよい。
コイルユニットの渡り線の中心軸に対する周回量は、成形工程で任意に設定できるが、コイルユニット内で異なる周回数の渡り線があってもよい。この場合は、配置工程で当該コイルユニットを支持するコイユニット支持体33の回転量を適宜調整することで対応することができる。
(第2実施形態)
本発明に係る第2実施形態の固定子の製造方法について、図48から図50を参照しながら説明する。第2実施形態は第1実施形態と比較して配列部の構成が異なる点以外は、第1実施形態と同一の構成を備えている。第1実施形態との相違点について説明する。
図48は第2実施形態に用いる分割支持体である。分割支持体37は他の分割支持体37と連続して係合できる構造となっているとともに、少なくとも1つ以上の貫通口を有している。第2実施形態では、図49に示すように分割支持体37を組み合わせることで、コイルユニット支持体33およびコイル支持体35を構成する。コイル支持体35は、保持部31が回転したときに、コイルユニット支持体33と0時の位置で対面するように設定されている。また、受け部32は、分割支持体37の貫通口を貫通するガイドバー38を備えている。
図50(a)に示すように、コイル支持体35とコイルユニット支持体33が対面すると、退避していたガイドバー38が実線矢印方向に移動して、コイルユニット支持体33の最先端に位置する分割支持体37の貫通口に到達する。
その後、図50(b)に示すように、ガイドバー38にガイドされながら先端の分割支持体37を白抜き矢印方向移動させてコイル支持体35に接続する。分割支持体37とコイル支持体35との接続が完了すると、ガイドバー38は、保持部31の回転を妨げないように、実線矢印方向に退避する。
このとき、回動テーブル36は、コイル支持体35と次に対面するコイルユニット支持体33との間隔に応じて、図50(c)の黒塗り矢印方向へ移動する。保持部31を−Z方向に移動させてもよい。
このようにコイルユニット支持体33およびコイル支持体35を分割支持体37で構成し、ガイドバー38に分割支持体37を案内させることで、保持部31から受け部32へ安定して確実に移動させることができる。この移動する分割支持体37に伴いコイル21を移動させることで、第1実施形態と比較して、コイルとコイルユニット支持体33やコイル支持体35とのスライドによる摩擦を低減することができる。そのため、コイル内周側のコイル素線の絶縁被覆破壊を防ぐことができる。
(第3実施形態)
本発明に係る第3実施形態の固定子の製造方法について、図51および図52を参照しながら説明する。第3実施形態は第1実施形態と比較して配列工程の前に嵌装工程を行う点以外は、第1実施形態と同一の構成を備えている。第1実施形態との相違点について説明する。
図51に第3実施形態に用いるコイルユニット320を示す。コイルユニット320は、4個のコイル321と、中心軸を1周回する5個の渡り線322がコイル素線2により構成されている。コイル321は、図20に示した第1実施形態の嵌装工程と同様の方法をコイルユニットに適用することにより、絶縁部材812を被嵌された分割固定子コア811に嵌装されている。
筒状のコイルユニット支持体333を用いることで、第1実施例と同様に、分割固定子コアを有するコイルユニット320を回動させつつ回転させることができる。
図52に示すように、筒状のコイルユニット支持体を用いることで、コイルの中心軸がコイルユニット支持体333の長手方向と交差するようにして実施することもできる。
筒状のコイルユニット支持体333は、所定のコイル321を送り出し、もしくは固定することができるように、コイルユニット支持体333の断面は開口部を有することが望ましい。図示しないがコイル支持体35もコイルユニット支持体333と同様な筒状のものを利用することが望ましい。
この他、分割固定子コアの材料が強磁性体であることを利用して、棒状の磁性体によりコイルユニット320を支持および回転させてもよい。
これにより、通常のボビン巻により作られた集中巻であっても空芯部分を有するコイル同様の操作が可能となる。
(第4実施形態)
本発明に係る第4実施形態の固定子の製造方法について、図53から図55を参照しながら説明する。第4実施形態は、コイルユニット支持体を1本ずつ動かして配置工程および配列工程を行う点が第1実施形態と異なる。第1実施形態との相違点について説明する。
コイルユニットは図4のコイルユニット20を3個用いて、回動テーブル34の回動により0時に位置するコイルユニット20のコイル21のうち、コイルユニット支持体33に支持されるZ軸方向先端側にあるコイル21をコイル支持体35に被嵌させることで、所定の配列順序にコイル21が配列された配列コイル群を得る場合で説明する。
図53に、第4実施形態に用いる配列部の斜視図、YZ平面図およびXY平面図を示す。保持体41は図示せぬ基台に固定されており、コイルユニット支持体33が接続するカップリング42を保持する。保持体41は、図53(c)に示すXY平面図において、カップリング42の保持体41を通過する軌跡と、回動テーブル34の回動にともなう回転体43の回動する軌跡とが一致するように設置することが望ましい。
図54に示すように保持体41は、保持体41に入れられるカップリング42が逆行することを防ぐため、逆行防止具411を備えている。逆行防止具411は、保持具41に固定した軸受け413に軸支される回転軸414を中心に回転する。また、ストッパ412により逆行防止具411は回転を制限される。これにより、逆行防止具411は、カップリング42が保持体41に入れられることを妨げないが、逆行することを防止する。
カップリング42および回転体43は、接続バー44が通過するための貫通口を2個以上備えている。貫通バー44は、Z方向に往復可能で、貫通バー44がカップリング42および回転体43を貫通することで、カップリング42と接続しているコイルユニット支持体33を回動および回転させる。
カップリング42は、保持部41に安定して保持されるよう、スリットが設けられていることが望ましい。
以降の図では、逆行防止具411関連の描画は省略する。
コイルユニット支持体33の動きについて説明する。初期状態は、図55(a)に示すようにコイルユニット支持体33を9時の位置を中心に隣り合う状態で3本とも保持体41に保持させる。
図56(a)に示すように、図55(a)の状態から回動テーブル34を回動および回転体43を回転させて、0時の位置に近いほうのカップリング42と回転体43の貫通口を一致させて接続バー44を貫通させる。
コイルユニット支持体33は一点鎖線矢印で示す反時計方向に回転速度ω2で回転し、回動テーブル34は破線矢印で示す時計方向に回動速度ω1で回動する。ω1とω2の関係は、概ねω2=−2×ω1に設定されている。
図55(b)および図55(c)に示すように、図56(a)の状態から貫通バー44を介して回動する回動テーブル34の回動およびコイルユニット支持体33の回転によりコイルユニット20が0時から4時の位置に回動しつつ回転する。その後、保持部41に保持される他のコイルユニット20を押し上げながら、8時の位置まで回動される。
図56(b)は図55(b)の、図56(c)は図55(c)のYZ平面図である。図56(d)は回動するコイルユニット20が他のコイルユニット20を押し上げて8時の位置に回動されたときのXY平面図である。
図56(e)に示すように、8時の位置で貫通バー44を−Z方向に移動させて回動テーブル34との接続を解除する。
その状態で図56(f)に示すように、回動テーブル34を回動および回転体43を回転させて、0時に近いほうのカップリング42に回転体43の貫通口を一致させる。
図55(a)に示すように、0時に近いほうのコイルユニット支持体33からU相、V相、W相の順番でコイルユニット20を設置する。第4実施形態では、図55(a)→図55(b)→図55(c)→図55(a)のように、貫通バー44を介して1本ずつコイルユニット支持体33を回動および回転させる配置工程を行う。
このとき回動テーブル34の回動により、0時に位置するコイルユニット20のコイル21のうち、コイルユニット支持体33に支持されるZ軸方向先端側にあるコイル21をコイル支持体35に被嵌させる配列工程により、所定の配列順序にコイル21が配列された配列コイル群を得る。
第4実施形態は、配置工程で回動させるコイルユニット支持体33が一つであるため、配置工程中の渡り線の取り扱いが容易となる。そのためモータの相数が多い場合でも、確実に配列コイル群を得ることができる。
2 コイル素線
3 搬送部
4 変形部
12 駆動ロールおよび従動ロール
13 押さえロール
14 支持ロール
15 押込みロール
16 ガイド
17 成形体
20 コイルユニット
21 コイル
22 渡り線
23 配列コイル群
30 配列部
31 保持部
32 受け部
33 コイルユニット支持体
34 回動テーブル
35 コイル支持体
36 回動テーブル
37 分割支持体
38 ガイドバー
39 拘束具
41 保持体
42 カップリング
43 回転体
44 貫通バー
411 逆行防止具
412 ストッパ
413 軸受け
414 回転軸
71 ガイドテープ
120 コイルユニット
121 コイル
122 渡り線
220 コイルユニット
221 コイル
222 渡り線
320 分割固定子コアを含むコイルユニット
321 コイル
322 渡り線
333 コイルユニット支持体
810 固定子
811 分割固定子コア
812 絶縁部材
820 アウターロータ用固定子
821 アウターロータ用固定子コア
P 仕付けテープ
TT 中心軸

Claims (5)

  1. 複数相に対応する複数のコイルを相毎に渡り線で接続するとともに所定の配列
    順序で当該コイルを配設して構成された固定子の製造方法であって、1本の導線に
    より成形された複数の前記コイル及び前記渡り線を順次配列した相毎のコイルユ
    ニットから前記配列順序に基づいて前記コイルを取り出して配列することで配列
    コイル群を形成する配列工程と、前記配列コイル群と取り出す前記コイルとの間の
    前記渡り線が前記配列コイル群と他の前記コイルユニットとの間の前記渡り線に
    対して同じ側に配置されるように前記コイルを取り出す前記コイルユニットを他
    の前記コイルユニットに対して配置する配置工程と、前記コイルユニットのすべて
    の前記コイルを前記配列順序に基づいて配列した前記配列コイル群を前記配列順
    序が維持された状態で配設して固定子を製造する配設工程とを備えている固定子
    の製造方法。
  2. 1本の導線を用いて、前記コイルを成形するコイル成形及び前記コイルの中心軸
    を周回するように前記渡り線を成形する渡り線成形を繰り返すことで、前記コイル
    ユニットを成形する成形工程を備えている請求項1に記載の固定子の製造方法。
  3. 前記配置工程は、前記コイルユニットを回動させて配置する請求項1又は2に記
    載の固定子の製造方法。
  4. 前記配置工程は、前記コイルユニットをそれぞれ回転させながら回動させる請求
    項3に記載の固定子の製造方法。
  5. 前記配置工程は、前記コイルユニットをコイルユニット支持体で支持して、前記
    配列工程では、前記配列コイル群をコイル支持体で支持する請求項4に記載の固定
    子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP5304058B2 (ja) * 2008-07-03 2013-10-02 トヨタ自動車株式会社 集中巻線式ステータの製造方法、及び集中巻線式ステータ
JP2012019575A (ja) * 2010-07-06 2012-01-26 Honda Motor Co Ltd 電動機の突極集中巻きステータの製造方法
JP5481307B2 (ja) * 2010-08-02 2014-04-23 本田技研工業株式会社 電動機の突極集中巻きステータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5942236B1 (ja) * 2015-07-06 2016-06-29 福井県 コイルユニット配列装置
JP2017017935A (ja) * 2015-07-06 2017-01-19 福井県 コイルユニット配列装置

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