JP5785117B2

JP5785117B2 - 巻線装置および巻線方法

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Publication number: JP5785117B2
Application number: JP2012046133A
Authority: JP
Inventors: 桐香吉川; 貴憲太田; 吉宏岡崎; 北村　学; 学北村; 渡辺　敦; 敦渡辺
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: JP2013183543A

Description

本発明は、自動車用回転電機などに使用されるコイルの製造にあたり、当該コイルを構成する巻線を成形する巻線装置および巻線方法に関する。

巻線装置および巻線方法に関する従来技術として、特許文献１には、線材を繰り出す線材源と、この線材源から繰り出された線材を回転駆動する巻型により巻き取ることにより、巻線を成形する技術が開示されている。

特開２００８−１６１０２５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、線材を回転駆動する巻型で巻き取るだけなので、巻線の角部（矩形断面形状の巻型の角部にて成形される部分）にて巻線の外周方向に膨らみが生じ、線材を巻型の形状に忠実に倣わして成形できないおそれがある。特に、巻線を角丸長方形などのオーバル形状に成形するときには、直線形状部と曲線形状部との境界部分にて巻線の外周方向に膨らみが生じ、線材を巻型の形状に忠実に倣わして成形できないおそれがある。すると、巻線を所望のオーバル形状に成形できなくなってしまう。このように、線材を回転駆動する巻型で巻き取るだけは、巻線を所望の形状に成形することができないと考えられる。

また、特許文献１の技術のように、ボビンなどの線材源から線材を繰り出しながら巻線を成形するときには、線材を直線化する装置や、巻き取り時に線材に張力を付加する装置や、巻き取り後に線材を切断する装置など、多くの装置が必要になってしまう。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、巻線を所望の形状に成形することができる巻線装置および巻線方法を提供すること、を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、周上に一対の直線形状部と前記一対の直線形状部の直線方向の端部にて前記一対の直線形状部の間を連結する一対の連結部とを備える巻線を成形する巻線装置において、前記一対の連結部のうちの一方の第１連結部を成形する第１巻型と、前記一対の連結部のうちの他方の第２連結部を成形する第２巻型と、を有し、前記第１巻型と前記第２巻型により断面矩形の平角導体を周状に巻き取った後、前記第１巻型と前記第２巻型の間の巻型間距離を拡げることにより前記平角導体に張力を加えて、周状に巻き取られた前記平角導体の外周方向の膨らみを小さくして、前記巻線を成形すること、を特徴とする。

この態様によれば、第１巻型と第２巻型の間の巻型間距離を拡げることにより、巻線に対し一対の連結部が互いに離れ合う方向に張力を加えることができる。これにより、第１巻型と第２巻型により平角導体を巻き取って巻線を成形したときに直線形状部と連結部との接続部分において巻線の外周方向に膨らみが発生していても、この膨らみを小さくすることができる。そのため、巻線を第１巻型と第２巻型の形状に忠実に倣わして成形することができる。したがって、巻線を所望の形状に成形することができる。

上記の態様においては、前記平角導体の両端部のうちの一方の第１端部を保持する固定部と、前記平角導体の両端部のうちの他方の第２端部を保持しながら移動可能な可動部と、前記可動部に対し前記第１巻型と前記第２巻型が配置される方向を送り方向とし、前記送り方向の反対方向を戻り方向とし、前記可動部が前記送り方向に移動しつつ前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取るときに、前記可動部に対し前記戻り方向に力を付与する戻り用アクチュエータと、前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取った後、前記巻型間距離を拡げるときに、前記可動部の移動を抑止して前記第２端部に対して前記第１巻型と前記第２巻型から離れる方向の力を付与することにより、周状に巻き取られた前記平角導体の外周方向の膨らみを小さくする抑止部と、を有すること、が好ましい。

この態様によれば、巻線の最初の周回および最終の周回の部分において、前記のような直線形状部と連結部との接続部分における巻線の外周方向の膨らみを確実に小さくすることができる。また、第１巻型と第２巻型により平角導体を巻き取って巻線を成形するときに、平角導体に張力を加えることができるので、巻線をより忠実に第１巻型と第２巻型の形状に倣わして成形することができる。

上記の態様においては、前記抑止部は、前記可動部と当接して前記可動部の移動を制止させるストッパであること、が好ましい。

この態様によれば、巻線の最終の周回の部分に張力を持たせる為のアクチュエータが不要となる。そのため、コストを低減できる。

上記の態様においては、前記巻線は、隣り合う前記平角導体の間に前記平角導体の幅の大きさの隙間を備えること、が好ましい。

この態様によれば、隣り合う平角導体の間に平角導体の幅の大きさの隙間を備える巻線を所望の形状に成形することができる。

上記の態様においては、前記第１巻型と前記第２巻型は、前記平角導体の幅の大きさの間隔を空けて設けられる複数の溝を備え、前記平角導体を前記溝に挿入しながら前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取ること、が好ましい。

この態様によれば、第１巻型と第２巻型に備わる溝に案内されながら平角導体が巻き取られて巻線を成形できる。そのため、隣り合う平角導体の間に平角導体の幅の大きさの均一な隙間を備えるようにして、巻線を成形できる。

上記の態様においては、前記第１巻型と前記第２巻型とに設けられた複数の溝は、前記平角導体の連結部を成形する部分に設けられていて、前記平角導体の直線形状部を成形する部分に設けられておらず、前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取って前記巻線を成形するときよりも前記巻型間距離を狭めることにより、前記溝に挿入された前記平角導体を前記溝から外すこと、が好ましい。

この態様によれば、成形された巻線を第１巻型と第２巻型から確実に取り外すことができる。

上記の態様においては、前記第１巻型と前記第２巻型に連結する巻型用トグル機構と、前記巻型用トグル機構を介して前記第１巻型と前記第２巻型を移動させて前記巻型間距離を変化させる巻型用アクチュエータと、を有すること、が好ましい。

この態様によれば、巻線に対して加える張力を増大させることができる。そのため、前記のような直線形状部と連結部との接続部分における巻線の外周方向の膨らみを確実に小さくすることができる。

上記の態様においては、前記一対の連結部にてレーンチェンジを行うように前記巻線を成形すること、が好ましい。

この態様によれば、コイルエンド部にてレーンチェンジを行うコイルを容易に製造することができる。

上記の態様においては、前記巻線はオーバル形状に成形され、前記直線形状部はステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当するスロット内予定部であり、前記連結部は前記スロットの外部に配置される部分に相当するコイルエンド予定部であること、が好ましい。

この態様によれば、巻線を所望のオーバル形状に成形することができる。そして、この巻線をもとに所望の形状に成形されたモータ用のコイルを製造することができる。

上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、周上に一対の直線形状部と前記一対の直線形状部の直線方向の端部にて前記一対の直線形状部の間を連結する一対の連結部とを備える巻線を成形する巻線方法において、前記一対の連結部のうちの一方の第１連結部を成形する第１巻型と、前記一対の連結部のうちの他方の第２連結部を成形する第２巻型と、を使用し、前記第１巻型と前記第２巻型により断面矩形の平角導体を周状に巻き取った後、前記第１巻型と前記第２巻型の間の巻型間距離を拡げることにより前記平角導体に張力を加えて、周状に巻き取られた前記平角導体の外周方向の膨らみを小さくして、前記巻線を成形すること、を特徴とする。

本発明に係る巻線装置および巻線方法によれば、巻線を所望の形状に成形することができる。

コイルの外観斜視図である。コイルの正面図である。コイルの上面図である。巻線工程による成形後における巻線の外観斜視図である。巻線工程による成形後における巻線の上面図である。凸成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。凸成形工程による成形後における巻線の上面図である。クランク成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。クランク成形工程による成形後における巻線の上面図である。９０°曲げ成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。９０°曲げ成形工程による成形後における巻線の上面図である。ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの正面図である。ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの上面図である。コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した正面図である。コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した上面図である。コイル籠の一部がステータコアに挿入される様子を表した斜視図である。ステータの斜視図である。巻線装置の上面図である。巻線ユニットの上面図である。リード側巻型の上面図である。図２０に示すリード側巻型の右側面図である。図２０に示すリード側巻型の下側面図である。反リード側巻型の上面図である。図２３に示す反リード側巻型の左側面図である。図２３に示す反リード側巻型の下側面図である。図１９に示す巻線ユニットの下側面図である。図１９のＡ−Ａ断面図である。フィーダにおいて平角導体の端部を保持する部分の構成図である。巻線方法のフロー図である。リード側巻型と反リード側巻型の間の距離を調整するトグル機構の動作図である。リード側巻型と反リード側巻型により平角導体を巻き取るときの上面図である。図３１のＢ−Ｂ断面図である。リード側巻型と反リード側巻型により平角導体を巻き取るときの巻線装置の上面図である。リード側巻型と反リード側巻型の間の距離を調整するトグル機構の動作図である。最終Ｒ部を成形する方法を示す図である。最終Ｒ部を成形する方法を示す図である。巻線装置の上面図である。フィーダにおいて平角導体の端部を保持する部分の構成図である。リード側巻型と反リード側巻型の間の距離を調整するトグル機構の動作図である。リード側巻型と反リード側巻型が閉じ位置に配置されるときの上面図である。図４０におけるＣ−Ｃ断面図である。図４０におけるＤ−Ｄ断面図である。図４０におけるＥ−Ｅ断面図である。変形例においてクランク成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。変形例においてクランク成形工程による成形後における巻線の上面図である。折り曲げ部を有さないコイルの外観斜視図である。折り曲げ部を有さないコイルの正面図である。折り曲げ部を有さないコイルの上面図である。

ここでは、まず、最終的に製造されるコイルの構造および当該コイルの製造方法、さらに製造されたコイルを使用するステータについての全体的な概要について説明する。そして、その後、巻線工程で使用する巻線装置について詳細に説明する。

〔コイルの構造〕
まず、最終的に製造されるコイル１の構造について説明する。ここで、図１はコイル１の外観斜視図であり、図２はコイル１の正面図であり、図３はコイル１の上面図である。なお、図１において色付け部分は、後述する開き円弧成形工程にて平角導体１０が変形する部分を示したものである。コイル１は、平角導体１０からなるものである。ここで、平角導体１０は、導電性の高い銅やアルミニウム等の金属を矩形断面のワイヤとして形成したものであり、その周囲はエナメル等の絶縁被覆材で覆われている。そして、この平角導体１０に対してエッジワイズ曲げ加工やフラットワイズ曲げ加工を行って、コイル１を製造する。ここで、「エッジワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における短辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を短辺側方向に曲げて成形することである。また、「フラットワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における長辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を長辺側方向に曲げて成形することである。

図１〜図３に示すように、コイル１は、平角導体１０を周状に巻きながら積層して成形されるものである。このコイル１は、隣り合う平角導体１０の間に平角導体１０の積層方向の隙間δを備える。この隙間δは、平角導体１０が挿入できる大きさとしており、詳しくは、平角導体１０の短辺幅分の大きさとしている。そして、コイル１は、端部１２、端部１４、スロット内配置部１６、リード側コイルエンド配置部１８、反リード側コイルエンド配置部２０、折り曲げ部２２などを備えている。

ここで、スロット内配置部１６は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときにスロット６６（図１６参照）の内部に配置される部分である。このスロット内配置部１６は、図１や図２に示すように、図面の上下方向について直線形状に成形されている。

また、リード側コイルエンド配置部１８は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときにスロット６６（図１６参照）の外部に配置される部分である。このリード側コイルエンド配置部１８は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部２４と、第１縁部２６と、第２縁部２８などを備えている。第１縁部２６と第２縁部２８は、各々、図３に示すように、平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に湾曲する円弧形状部分である。

そして、図３に示すように、レーンチェンジ部２４は、リード側コイルエンド配置部１８の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときのステータコア６２の径方向となる。

また、第１縁部２６と第２縁部２８は、図１と図２に示すように、各々、Ｒ形状部３０を備える。このＲ形状部３０は、第１縁部２６とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成され、第２縁部２８とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成される。なお、このリード側コイルエンド配置部１８は、ステータコア６２の軸方向の端面７６（図１６参照）に対し、電源供給用のリード線（不図示）が接続される側に配置される。

また、反リード側コイルエンド配置部２０は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときにスロット６６（図１６参照）の外部に配置される部分である。この反リード側コイルエンド配置部２０は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部３２と、第１縁部３４と、第２縁部３６などを備える。

そして、図２に示すように、レーンチェンジ部３２は、反リード側コイルエンド配置部２０の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときのステータコア６２の軸方向となる。

また、折り曲げ部２２は、コイル１を用いて環状のコイル籠６４（図１６参照）を形成したときの当該コイル籠６４の内側に向かって、反リード側コイルエンド配置部２０がスロット内配置部１６から突出させるために成形された部分である。そして、この折り曲げ部２２を有することにより、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向とが直交する。

このように、コイル１は、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを備える。そして、このコイル１は、リード側コイルエンド配置部１８に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４を備え、反リード側コイルエンド配置部２０に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部３２を備えている。これにより、詳しくは後述するように、ステータ６０のコイルエンドの小型化を可能とする。

〔コイルの製造方法〕
次に、以上のような構造のコイル１の製造方法の全体的な概要について説明する。コイル１の製造方法では、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、９０°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の順に行う。

（巻線工程）
まず、巻線工程について説明する。巻線工程では、図４と図５に示すような形状の巻線３８を成形する。このように成形された巻線３８は、図４と図５に示すように、端部１２と端部１４を除いて、角丸長方形状（オーバル形状）に成形されている。そして、巻線３８は、角丸長方形状に成形された部分において、直線形状のスロット内予定部４０と、円弧形状のリード側コイルエンド予定部４２と、円弧形状の反リード側コイルエンド予定部４４とを備える。また、巻線３８は、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを備える。この隙間δは、平角導体１０が挿入できる大きさとし、詳しくは、平角導体１０の短辺幅分の大きさとする。このように、巻線工程において、最終形状のコイル１に備わる隙間δが成形される。

また、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４の各々の部位でδの高さ分のレーンチェンジが行われており、一対のスロット内予定部４０は互いに平行かつ高さが互い違いに成形される一方、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４は図５に示すように傾いている。

そして、スロット内予定部４０は、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４の配置方向（図４の上下方向）について、直線形状に形成されており、かつ、前記のスロット内配置部１６として必要な長さが確保されている。ここで、スロット内配置部１６として必要な長さとは、ステータコア６２の軸方向（図１６の上下方向）についてのスロット６６（図１６参照）の長さである。よって、スロット内予定部４０は既に成形は完了しており、巻線工程の後の成形工程ではリード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４の成形をしさえすれば良い。よって、巻線工程の後のリード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４の成形時において、成形が完了したスロット内予定部４０を基準として成形することができるので、精度良く成形することができる。

スロット内予定部４０は、前記のコイル１のスロット内配置部１６（図１参照）に相当する部分である。そして、スロット内予定部４０は、巻線３８の周上にて、互いに対向するように１対備わる。図４や図５で示す例では、一例として、スロット内予定部４０は合計５対備わる。

また、リード側コイルエンド予定部４２は、前記のコイル１のリード側コイルエンド配置部１８（図１参照）に相当する部分である。そして、リード側コイルエンド予定部４２は、巻線３８における周上にて、反リード側コイルエンド予定部４４とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。図４や図５で示す例では、一例として、リード側コイルエンド予定部４２は合計４つ備わる。そして、リード側コイルエンド予定部４２の頂点部４６は、平角導体１０の積層方向（図４の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図４の上下方向）の位置が徐々に高くなっている。これにより、後述する９０°曲げ成形工程による成形後において、頂点部４６は、平角導体１０の積層方向について、巻線３８の外周方向の位置が同じ位置に揃う。

ここで、リード側コイルエンド予定部４２は、スロット内予定部４０との接続側端部にてＲ形状予定部５０を備える。このＲ形状予定部５０は、コイル１のＲ形状部３０（図１、図２参照）に相当する部分であり、巻線３８の周方向について円弧形状に形成される部分である。そして、Ｒ形状予定部５０は、その曲率がコイル１のＲ形状部３０の曲率と等しくなるように成形されている。そして、本実施例では、この後の各工程を通じてＲ形状予定部５０の曲率に変更を加えることなく、コイル１を製造する。

また、反リード側コイルエンド予定部４４は、前記のコイル１の反リード側コイルエンド配置部２０（図１参照）に相当する部分である。そして、反リード側コイルエンド予定部４４は、巻線３８における周上にて、リード側コイルエンド予定部４２とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。図４や図５で示す例では、一例として、反リード側コイルエンド予定部４４は合計５つ備わる。そして、反リード側コイルエンド予定部４４の頂点部４８は、平角導体１０の積層方向（図４の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図４の上下方向）の位置が同じ位置に揃っている。このように、巻線工程から後述する各工程を通して、反リード側コイルエンド予定部４４の頂点部４８の位置を同じ位置に揃えるように管理することにより、最終形状のコイル１における反リード側コイルエンド配置部２０の寸法精度が向上する。これにより、後述するコイル籠６４の組み立て性が向上する。なお、巻線工程で使用する巻線装置の詳細については、後述する。

（凸成形工程）
次に、凸成形工程について説明する。凸成形工程では、巻線３８を図６と図７に示すような形状に成形する。このように成形された巻線３８は、図６と図７に示すように、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４が各々、巻線３８の外周方向（図６の上下方向）に突出する凸形状に成形される。なお、図７に示すように、隣り合う平角導体１０の間に備わる隙間δを維持している。

リード側コイルエンド予定部４２は、その略中央部（中央部またはその近傍）に凸部５２を備え、この凸部５２を挟んで両側に第１縁部２６と第２縁部２８を備えるように成形される。なお、リード側コイルエンド予定部４２の頂点部４６は、平角導体１０の積層方向（図４の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図４の上下方向）の位置が徐々に高くなっている。

また、反リード側コイルエンド予定部４４は、その略中央部（中央部またはその近傍）に凸部５４を備え、この凸部５４を挟んで両側に第１縁部３４と第２縁部３６を備えるように成形される。なお、反リード側コイルエンド予定部４４の頂点部４８は、平角導体１０の積層方向（図６の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図６の上下方向）の位置が同じ位置に揃っている。

（クランク成形工程）
次に、クランク成形工程について説明する。クランク成形工程では、巻線３８を図８と図９に示すような形状に成形する。このように成形された巻線３８は、図８と図９に示すように、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４にて、各々、平角導体１０の積層方向（図９の上下方向）に平角導体１０の短辺幅の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４，３２が成形される。そして、リード側コイルエンド予定部４２にて、第１縁部２６と第２縁部２８との間にレーンチェンジ部２４が成形される。また、反リード側コイルエンド予定部４４にて、第１縁部３４と第２縁部３６との間にレーンチェンジ部３２が成形される。なお、図９に示すように、隣り合う平角導体１０の間において隙間δを維持している。また、図９に示すように、レーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２とは互いに反対方向に成形されている。このように、クランク成形工程において、最終形状のコイル１に備わるレーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２とが成形される。

（９０°曲げ成形工程）
次に、９０°曲げ成形工程について説明する。９０°曲げ成形工程では、巻線３８を図１０と図１１に示すような形状に成形する。このように成形された巻線３８は、図１０と図１１に示すように、リード側コイルエンド予定部４２での平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド予定部４４での平角導体１０の積層方向とが直交するように成形される。そして、リード側コイルエンド予定部４２の頂点部４６は、平角導体１０の積層方向（図１０の奥行方向、図１１の上下方向）について、巻線３８の外周方向（図１０の上下方向）の位置が同じ位置に揃っている。

このように、９０°曲げ成形工程を行うことにより、最終形状のコイル１において、スロット内配置部１６やリード側コイルエンド配置部１８での平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド配置部２０での平角導体１０の積層方向とが直交するように成形される。

（開き円弧成形工程）
次に、開き円弧成形工程について説明する。開き円弧成形工程は、開き成形工程と円弧成形工程とを同時に行う工程である。開き円弧成形工程では、巻線３８の周上における一対のスロット内予定部４０の間隔が平角導体１０の積層方向について徐々に広くなるように成形する開き成形を行う。すなわち、前記の図３に示すように、コイル１の周上における一対のスロット内配置部１６の間隔Ｌ１〜Ｌ５が平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に沿って、間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の順に徐々に広くなるように成形される。これにより、スロット内配置部１６をステータ６０（図１６参照）の径方向に放射状に形成されるスロット６６（図１６参照）内に確実に配置できる。

また、同時に、リード側コイルエンド予定部４２の第１縁部２６と第２縁部２８を、平角導体１０の積層方向に湾曲する円弧形状に成形する円弧成形を行う。これにより、前記の図３に示すように、リード側コイルエンド配置部１８の第１縁部２６と第２縁部２８が、平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に湾曲する円弧形状に成形される。そして、第１縁部２６と第２縁部２８を円弧形状に成形することにより、リード側コイルエンド配置部１８をステータ６０（図１６参照）の周方向に沿って配置することができる。

以上のようにして、前記の図１〜図３に示すコイル１を製造することができる。

〔ステータの製造方法〕
次に、以上のように製造されたコイル１を使用したステータ６０の製造方法について説明する。ここで、図１２はステータコア６２に配置するために追加工した後のコイル１の正面図であり、図１３はステータコア６２に配置するために追加工した後のコイル１の上面図である。また、図１４はコイル籠６４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した正面図であり、図１５はコイル籠６４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した上面図である。そして、図１６はコイル籠６４の一部がステータコア６２に挿入される様子を表した斜視図であり、図１７はステータ６０の斜視図である。

まず、コイル１をステータコア６２に配置するために、コイル１に対し追加工を行い、コイル１を図１２と図１３に示すような形状に成形する。具体的には、コイル１の一方の端部１２に渡し部６８とリード部７０を備え、コイル１の他方の端部１４に渡し部７２と接合部７４を備えるように成形する。次に、このように成形したコイル１を複数重ねてコイル籠６４を形成する。次に、図１６に示すように、ステータコア６２の軸方向からコイル籠６４をスロット６６に配置するようにしてステータコア６２に配置する。以上により、図１７に示すようなステータ６０を製造する。

ここで、コイル籠６４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した図を図１４と図１５に示す。図１４と図１５に示すように、２本のコイル１Ａ，１Ｂは、お互いの隙間δに入るように噛み合って組み合わされている。そして、リード側のレーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂが隣り合うように配置され、また、反リード側のレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂが隣り合うように配置されている。このように、レーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂとレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂは、各々、一本の平角導体１０をかわすようにして配置されている。

このように、コイル１を使用してステータ６０を製造するときには、隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂについて、一方のコイル１Ａにおける隣り合う平角導体１０の間の隙間δに他方のコイル１Ｂの平角導体１０を挿入することができる。これにより、コイル１Ａの平角導体１０とコイル１Ｂの平角導体１０とを交互に配置することができる。さらに、一方のコイル１Ａのリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０に備わるレーンチェンジ部２４，３２により、他方のコイル１Ｂの１本の平角導体１０の幅をかわすことができる。そのため、前記の従来技術のように複数の導体の幅をレーンチェンジ部でかわす必要がなく、複数の導体の幅分のレーンチェンジ部をステータコア６２の軸方向に逃がす必要はない。したがって、ステータ６０のコイルエンドの軸方向の高さを短縮できる。以上のようにして、ステータ６０におけるコイルエンドの小型化を図ることができる。また、同形状のコイル１を複数使用してステータ６０を製造することができるので、ステータ６０の組み立て性がよい。

〔巻線装置〕
次に、前記の巻線工程において使用する巻線装置８０について、詳しく説明する。まず、巻線装置８０の構成について説明する。ここで、図１８は巻線装置８０の上面図であり、平角導体１０をリード側巻型９０と反リード側巻型９２により巻き取る前の状態を示す。なお、図１８、および後述する図３３、図３５〜図３７では、リード側巻型９０と反リード側巻型９２の形状を簡略化して示しており、後述するトグル機構９４は省略して示している。

巻線装置８０は、図１８に示すように、巻線ユニット８２、キャリヤ８４、フィーダ８６、エアシリンダ８８などの構成部を有する。なお、巻線装置８０は、これらの構成部の駆動を制御する制御部（不図示）も有している。

巻線ユニット８２は、図１８や図１９、また、後述する図２６に示すように、リード側巻型９０、反リード側巻型９２、トグル機構９４、クランプ部９６、ガイドリング９８、シリンダ１００、シリンダ１０２などを備える。

リード側巻型９０は、第１巻型の一例であり、巻線３８のリード側コイルエンド予定部４２（第１連結部の一例）を成形する型である。このリード側巻型９０は、図２０〜図２２に示すように、互いに平角導体１０の幅の大きさの間隔を空けて設けられた複数の溝１０４を備える。溝１０４は、図２０に示すように、リード側コイルエンド予定部４２を成形する部分が円弧形状に形成されていて、その他の直線部には設けられていない。これにより、後述する成形後の平角導体１０をリード側巻型９０から取り外すときにリード側巻型９０の溝１０４が邪魔にならず容易に取り外すことができる。ここでは一例として、溝１０４は、合計４つ設けられている。そして、４つの溝１０４は、図２２に示すように、階段状に並んで配置されている。また、溝１０４は、図２１に示すように、図面左右方向に対して斜めに形成されている。これにより、リード側コイルエンド予定部４２においてレーンチェンジを行うように、巻線３８を成形することができる。ここで、レーンチェンジとは、環状に巻き取られたときに、第ｎ周目から第ｎ＋１周目（ｎは１以上の正の整数）に移すことをいう。

反リード側巻型９２は、第２巻型の一例であり、巻線３８の反リード側コイルエンド予定部４４（第２連結部の一例）を成形する型である。この反リード側巻型９２は、図２３〜図２５に示すように、溝１０６を備える。溝１０６は、図２３に示すように、反リード側コイルエンド予定部４４を成形する部分が円弧形状に形成されていて、その他の直線部には設けられていない。これにより、後述する成形後の平角導体１０を反リード側巻型９２から取り外すときに反リード側巻型９２の溝１０６が邪魔にならず容易に取り外すことができる。ここでは一例として、溝１０６は、合計５つ設けられている。そして、５つの溝１０６は、図２５に示すように、縦方向に並んで配置されている。また、溝１０６は、図２４に示すように、図面左右方向に対して斜めに形成されている。これにより、反リード側コイルエンド予定部４４においてレーンチェンジを行うように、巻線３８を成形することができる。

トグル機構９４は、巻型用トグル機構の一例であり、リード側巻型９０と反リード側巻型９２に連結する。このトグル機構９４は、図１９や図２６や図２７に示すように、シャフト１０８、リード側リンク１１０、反リード側リンク１１２、カムフォロア１１４などを備える。このトグル機構９４は、合計２つ設けられ、各々リード側巻型９０と反リード側巻型９２を挟んで両側に設けられている。そして、２つのトグル機構９４は、連結部１１６により連結されている。

リード側リンク１１０は、一方の端部１１０ａがシャフト１０８の上端部に連結し、他方の端部１１０ｂが連結部１１６（図１９参照）を介してリード側巻型９０に連結している。また、反リード側リンク１１２は、一方の端部１１２ａがシャフト１０８の上端部に連結し、他方の端部１１２ｂが連結部１１６（図１９参照）を介して反リード側巻型９２に連結している。さらに詳しくは、リード側リンク１１０は、一方の端部１１０ａを中心にシャフト１０８に対して相対的に回転可能な状態で、一方の端部１１０ａがシャフト１０８の上端部に連結している。また、反リード側リンク１１２は、一方の端部１１２ａを中心にシャフト１０８に対して相対的に回転可能な状態で、一方の端部１１２ａがシャフト１０８の上端部に連結している。このようにして、リード側リンク１１０と反リード側リンク１１２がなす角度θ１（図３０など参照）が、変更可能となっている。

そして、シリンダ１００やシリンダ１０２（巻型用アクチュエータの一例）によりガイドリング９８を介してシャフト１０８を軸方向（図２６の上下方向）に移動させると、リード側リンク１１０と反リード側リンク１１２がなす角度θ１が変更される。すると、リード側巻型９０と反リード側巻型９２が移動するので、巻型間距離αを変化させることができる。

ガイドリング９８は、円盤状に成形されており、周状に溝１１８が設けられている。巻型用アクチュエータの一例であるシリンダ１００とシリンダ１０２は、トグル機構９４を介してリード側巻型９０と反リード側巻型９２を移動させることにより、巻型間距離αを変化させる。そして、シリンダ１００のロッド１２０とシリンダ１０２のロッド１２２は、接続している。

このトグル機構９４は、カムフォロア１１４がガイドリング９８の溝１１８を転がることにより、ガイドリング９８に対して当該ガイドリング９８の中心軸を中心にして相対的に旋回させることができる。これにより、トグル機構９４に連結されるリード側巻型９０と反リード側巻型９２を旋回させることができる。

トグル機構９４は、動力機構であるシリンダ１００とシリンダ１０２が、旋回部分ではなく固定部分に配置されているので、シリンダ１００やシリンダ１０２への配線を容易に行うことができる。また、モータやシリンダなどの動力機構を旋回部と噛み合わせたり離したりするような仕様とすると巻線３８を成形するサイクルタイムにロスが多くなってしまうが、トグル機構９４を使用すると巻線３８を成形するサイクルタイムにロスが少なく、設備費も低減できる。

クランプ部９６（固定部の一例）は、図１８に示すように、平角導体１０の両端部のうちの一方の第１端部１２４（巻線ユニット８２側の端部）を保持する。

キャリヤ８４は、巻線３８を保持する手段である。このキャリヤ８４は、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、９０°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の各工程で使用する装置間にて巻線３８を搬送する役割も担っている。

フィーダ８６は、平角導体１０の両端部のうちの他方の第２端部１２６を保持しながら移動可能な可動部である。このフィーダ８６は、図２８に示すように、トグル機構１２８、シリンダ１３０、スプリング１３２、上部材１３４、第１中間部材１３６、第２中間部材１３８、下部材１４０などを備える。

トグル機構１２８は、保持用トグル機構の一例であり、上部材１３４と第１中間部材１３６を連結する。このトグル機構１２８は、図２８に示すように、可動部材１４２、第１リンク１４４、第２リンク１４６などを備える。そして、可動部材１４２は、シリンダ１３０のロッド１４８の先端に接続している。また、第１リンク１４４は、一方の端部１４４ａが可動部材１４２に連結し、他方の端部１４４ｂが上部材１３４の凸部１３４ａに連結している。また、第２リンク１４６は、一方の端部１４６ａが可動部材１４２に連結し、他方の端部１４６ｂが第１中間部材１３６の凸部１３６ａに連結している。

さらに詳しくは、第１リンク１４４は、一方の端部１４４ａを中心に可動部材１４２に対して相対的に回転可能な状態で、一方の端部１４４ａが可動部材１４２に連結している。また、第１リンク１４４は、他方の端部１４４ｂを中心に上部材１３４に対して相対的に回転可能な状態で、他方の端部１４４ｂが上部材１３４の凸部１３４ａに連結している。また、第２リンク１４６は、一方の端部１４６ａを中心に可動部材１４２に対して相対的に回転可能な状態で、一方の端部１４６ａが可動部材１４２に連結している。また、第２リンク１４６は、他方の端部１４６ｂを中心に第１中間部材１３６に対して相対的に回転可能な状態で、他方の端部１４６ｂが第１中間部材１３６の凸部１３６ａに連結している。このようにして、第１リンク１４４と第２リンク１４６がなす角度θ２が、変更可能となっている。

そして、保持用アクチュエータの一例であるシリンダ１３０によりロッド１４８の先端に接続する可動部材１４２を図２８の左右方向に移動させると、第１リンク１４４と第２リンク１４６がなす角度θ２が変更される。すると、第１中間部材１３６を図２８の上下方向に移動させることができる。これにより、図２８に示すようにスプリング１３２の付勢力に対向して平角導体１０の第２端部１２６を第２中間部材１３８と下部材１４０で保持したり、後述する図３８に示すように平角導体１０の第２端部１２６を解放することができる。

このように、シリンダ１３０は、トグル機構１２８を駆動させて、当該トグル機構１２８を介して第２中間部材１３８と下部材１４０を接近または退避させて、平角導体１０の第２端部１２６を保持または解放する。

スプリング１３２は、ここでは一例として、合計４つ設けられている。具体的には、第１中間部材１３６と第２中間部材１３８の間に２つのスプリング１３２が配置され、第２中間部材１３８と下部材１４０の間に２つのスプリング１３２が配置されている。

第２中間部材１３８と下部材１４０は、平角導体１０の第２端部１２６を挟んで両側に配置され、平角導体１０の第２端部１２６を挟んで保持することができる一対の保持部材である。

また、ここで、前記の図１８において、フィーダ８６に対してリード側巻型９０と反リード側巻型９２が配置される方向を送り方向とし、この送り方向の反対方向を戻り方向と定義する。そこで、戻り用アクチュエータの一例であるエアシリンダ８８は、フィーダ８６に対し戻り方向の力を付与する。このエアシリンダ８８は、図１８に示すように、レギュレータ１５０、ストッパ１５２などを備える。ストッパ１５２は、エアシリンダ８８における巻線ユニット８２側の端部に配置されている。このストッパ１５２は、フィーダ８６が当接してフィーダ８６の移動を制止する抑止部の一例である。

次に、このような構成の巻線装置８０の作用について説明する。ここで、図２９は、巻線装置８０を使用した巻線方法についてのフロー図である。

まず、キャリヤ８４を巻線ユニット８２に取り付ける（ステップＳ１）。次に、平角導体１０を巻線ユニット８２に取り付ける（ステップＳ２）。具体的には、予め所定の長さに切断され直線化された平角導体１０の一方の第１端部１２４を、手動で巻線ユニット８２のクランプ部９６にて保持させる。

次に、平角導体１０をフィーダ８６に取り付ける（ステップＳ３）。具体的には、平角導体１０の他方の第２端部１２６を、自動でフィーダ８６に保持させる。このとき、前記の図２８に示すように、シリンダ１３０により、トグル機構１２８の可動部材１４２を上部材１３４の凸部１３４ａや第１中間部材１３６の凸部１３６ａよりも図面左側に移動させておく。そして、このとき、スプリング１３２の付勢力に対抗して第２中間部材１３８と下部材１４０の間に平角導体１０の第２端部１２６を保持する力が加わっている。このように、トグル機構１２８により、前記の図２８に示すように第１リンク１４４と第２リンク１４６を図面の左側に反るようにさせてロックさせることにより、第２中間部材１３８と下部材１４０の間における平角導体１０の第２端部１２６の保持状態を確実にする。なお、シリンダ１３０のロッド１４８により可動部材１４２は行き過ぎない。これにより、フィーダ８６は、巻線装置８０が動力遮断状態となっても平角導体１０を保持することができる。

また、このようなトグル機構１２８を使用することにより、シリンダ１３０としてロック機能付きの大型のシリンダを使用する必要はなく小型のシリンダを使用できるので、フィーダ８６の重量を低減できる。そのため、フィーダ８６の始動時および停止時の慣性力が低減するので、後述する平角導体１０の巻き取り時の張力の変動を低減できる。

次に、巻型を巻線位置に移動させる（ステップＳ４）。具体的には、リード側巻型９０と反リード側巻型９２を、後述するように平角導体１０を巻き取って巻線３８を成形するときの位置に、自動で移動させる。このとき、シリンダ１００により、トグル機構９４の角度θ１を、図３０に示す状態にする。なお、図３０ではトグル機構９４を簡略化して示しており、連結部１１６（図１９参照）を省略して示している。

次に、巻型により平角導体１０を巻き取る（ステップＳ５）。具体的には、図３１や図３２に示すように、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を自動で巻き取って、巻線３８を成形する。このとき、リード側巻型９０と反リード側巻型９２を旋回および上昇させて、リード側巻型９０の溝１０４と反リード側巻型９２の溝１０６に平角導体１０を挿入しながら、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取る。また、フィーダ８６が送り方向（フィーダ８６に対してリード側巻型９０と反リード側巻型９２が配置される方向）に移動しつつ、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取って巻線３８を成形する。

このとき、図３３に示すように、レギュレータ１５０で圧力を制御しながらエアシリンダ８８によりフィーダ８６に対し戻り方向（送り方向と反対方向）の力を付与する。これにより、平角導体１０に張力を付加している。また、リード側巻型９０は溝１０４を備え、反リード側巻型９２は溝１０６を備えるので、隣り合う平角導体１０の隙間δが均一になる。また、トグル機構１２８により平角導体１０の端部を保持する力が増大するので、平角導体１０の端部をフィーダ８６で確実に保持することができる。また、前記のように、平角導体１０の巻き取り時の張力の変動を抑制して、巻線３８を良好なオーバル形状に成形できる。

次に、巻型を開き位置に移動させる（ステップＳ６）。具体的には、リード側巻型９０と反リード側巻型９２との間の距離である巻型間距離αをステップＳ５のときよりも拡げた位置に、リード側巻型９０と反リード側巻型９２を自動で移動させる。このとき、シリンダ１０２により、トグル機構９４の角度θ１を図３４に示すように、図３０に示す状態からさらに大きくする。なお、図３４ではトグル機構９４を簡略化して示しており、連結部１１６（図１９参照）や平角導体１０（巻線３８）を省略して示している。これにより、リード側巻型９０と反リード側巻型９２との間の距離である巻型間距離αを、ステップＳ５のときよりも拡げる。そして、これにより、巻線３８に対し、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４が互いに離れ合う方向に張力を加えることができる。そのため、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取り終えたときに、スロット内予定部４０とリード側巻型９０の接続部分やスロット内予定部４０と反リード側巻型９２の接続部分において巻線３８の外周方向に膨らみが発生していても、この膨らみを小さくすることができる。特に、トグル機構９４を使用するので、巻線３８に対し加える張力を増大させることができる。

ここで、最終Ｒ部１５４（図３５参照）はスプリングバックにより良好な円弧形状に成形できないおそれがある。そこで、反リード側巻型９２とフィーダ８６で平角導体１０を引っ張り合うことにより、最終Ｒ部１５４の形状を整える。具体的には、リード側巻型９０と反リード側巻型９２を開き位置に移動させる前においては、図３５に示すように、フィーダ８６とストッパ１５２との間に隙間βを設けておく。そして、ステップＳ５のときよりも巻型間距離αを拡げてリード側巻型９０と反リード側巻型９２を開き位置に移動させるときに、図３６に示すように、フィーダ８６をストッパ１５２に当接させてフィーダ８６の移動を制止させる。これにより、反リード側巻型９２とフィーダ８６とで平角導体１０を引っ張り合うことになるので、巻線３８の最終Ｒ部１５４を良好な円弧形状に成形することができる。

このように、従来のように導体をスプリングバック分だけ余分に曲げるといった作業が不要となり、作業工数を削減できる。なお、図３５に示すようにフィーダ８６とストッパ１５２との間に隙間βを設けておくことにより、巻き取り後のフィーダ８６の位置のばらつきを吸収することができる。

なお、（リード側巻型９０と反リード側巻型９２が巻線位置にあるときのフィーダ８６の位置のばらつきの大きさ）＜（隙間βの大きさ）＜（リード側巻型９０と反リード側巻型９２を巻線位置から開き位置まで移動させる量の大きさ）の関係が成立するようにしておく。

次に、図３７に示すように、カバー１５６を取り付ける（ステップＳ７）。具体的には、巻線装置８０の動力を遮断した状態で、カバー１５６を手動で取り付ける。このとき、前記のようにトグル機構１２８をロックさせることにより、フィーダ８６にて平角導体１０の第２端部１２６を確実に保持させておくことができる。なお、カバー１５６を取り付けた後に、巻線装置８０の動力を復帰させる。

次に、平角導体１０をフィーダ８６から取り外す（ステップＳ８）。具体的には、平角導体１０の他方の第２端部１２６を、自動でフィーダ８６から解放させる。このとき、図３８に示すように、トグル機構１２８により、平角導体１０の第２端部１２６を解放する。

次に、巻型を閉じ位置に移動させる（ステップＳ９）。具体的には、図３９に示すように、巻型間距離αをステップＳ４のときよりも狭めた位置に、リード側巻型９０と反リード側巻型９２を自動で移動させる。このとき、シリンダ１００とシリンダ１０２により、図３９〜図４３のように、リード側巻型９０と反リード側巻型９２を移動させる。なお、図３９ではトグル機構９４を簡略化して示しており、連結部１１６（図１９参照）や平角導体１０（巻線３８）を省略して示している。このように、前記の巻型間距離αをステップＳ５のときよりも狭めることにより、リード側巻型９０の溝１０４と反リード側巻型９２の溝１０６に挿入された平角導体１０をこれらの溝１０４と溝１０６から外す。そのため、巻線３８を巻線装置８０から取り出すことができる。なお、巻線３８は、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４にてレーンチェンジを行うように成形されている。

次に、エアシリンダ８８により自動で、フィーダ８６を原位置に戻す（ステップＳ１０）。次に、平角導体１０を巻線ユニット８２から取り外す（ステップＳ１１）。具体的には、平角導体１０の第１端部１２４を、巻線ユニット８２のクランプ部９６から手動で解放させる。次に、巻線３８をキャリヤ８４に取り付けたままの状態で、キャリヤ８４を巻線ユニット８２から取り外す（ステップＳ１２）。以上のようにして、前記の図４と図５に示すような巻線３８を成形する。

〔本実施例の効果〕
以上のような本実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。本実施例の巻線装置８０は、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取り終えた後に、リード側巻型９０と反リード側巻型９２との間の巻型間距離αを拡げる。このようにして、巻線３８に対しリード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４が互いに離れ合う方向に張力を加えることができる。これにより、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取り終えたときに、スロット内予定部４０とリード側コイルエンド予定部４２との接続部分やスロット内予定部４０と反リード側コイルエンド予定部４４との接続部分において巻線３８の外周方向に膨らみが発生していても、この膨らみを小さくできる。そのため、巻線３８を所望の形状に成形できる。

ここで、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取るときに平角導体１０に大きな張力を付与することにより、スロット内予定部４０とリード側コイルエンド予定部４２との接続部分やスロット内予定部４０と反リード側コイルエンド予定部４４との接続部分において巻線３８の外周方向に膨らみが発生しないようにすることも考えられる。しかし、平角導体１０が延びたり、平角導体１０の被膜部分が薄くなってしまうなど、巻線３８（コイル１や後述するコイル２）の品質に影響がでるおそれがある。これに対し、本実施例の巻線装置８０は、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取るときに平角導体１０に大きな張力を付与する必要はないので、巻線３８（コイル１や後述するコイル２）の品質を保証できる。

また、平角導体１０を直線化する装置や、巻き取り時に平角導体１０に張力を付加するための専用の装置や、巻き取り後に平角導体１０を切断する装置などが不要になる。そのため、巻線装置８０を小型化できる。

また、巻線装置８０は、クランプ部９６を有する。そして、このクランプ部９６は、平角導体１０の両端部のうちの一方の第１端部１２４を保持する。また、巻線装置８０は、平角導体１０の両端部のうちの他方の第２端部１２６を保持しながら移動可能なフィーダ８６を有する。さらに、巻線装置８０は、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取って巻線３８を成形した後、巻型間距離αを拡げるときに、フィーダ８６と当接してフィーダ８６の移動を制止することにより、第２端部１２６に対してリード側巻型９０と反リード側巻型９２から離れる方向の力を付与するストッパ１５２を有する。これにより、巻線３８の最初の周回および最終の周回の部分において発生しうる巻線３８の外周方向の膨らみを、確実に小さくすることができる。また、巻線の最終の周回の部分に張力を持たせる為のアクチュエータが不要となるので、コストを低減できる。

なお、ストッパ１５２をフィーダ８６側に移動させて当該フィーダ８６に押し当ててフィーダ８６の移動を抑止することにより、第２端部１２６に対してリード側巻型９０と反リード側巻型９２から離れる方向の力を付与してもよい。あるいは、エアシリンダ８８を抑止部として使用する一例として、エアシリンダ８８によりフィーダ８６に負荷を与えることにより、第２端部１２６に対してリード側巻型９０と反リード側巻型９２から離れる方向の力を付与してもよい。

また、フィーダ８６に対しリード側巻型９０と反リード側巻型９２が配置される方向を送り方向とし、当該送り方向の反対方向を戻り方向とするときに、巻線装置８０は、フィーダ８６に対し戻り方向に力を付与するエアシリンダ８８を有する。そして、エアシリンダ８８は、フィーダ８６が送り方向に移動しつつリード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取って巻線３８を成形するときに、フィーダ８６に対し戻り方向に力を付与する。これにより、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取って巻線３８を成形するときに、平角導体１０に張力を加えることができる。そのため、巻線３８をより忠実にリード側巻型９０と反リード側巻型９２の形状に倣わして成形することができる。

また、リード側巻型９０は平角導体１０の幅の大きさの間隔を空けて設けられる複数の溝１０４を備え、反リード側巻型９２は平角導体１０の幅の大きさの間隔を空けて設けられる複数の溝１０６を備えている。そして、平角導体１０を溝１０４と溝１０６に挿入しながら、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取る。このようにして、リード側巻型９０に備わる溝１０４と反リード側巻型９２に備わる溝１０６に案内されながら、平角導体１０が巻き取られて巻線３８を成形できる。そのため、隣り合う平角導体１０の間に平角導体１０の幅の大きさの均一な隙間δを備えるようにして、巻線３８を成形できる。

また、リード側巻型９０に備わる溝１０４と反リード側巻型９２に備わる溝１０６は、巻線３８のリード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４を成形する部分に設けられていて、巻線３８のスロット内予定部４０を成形する部分に設けられていない。そして、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取って巻線３８を成形するときよりも巻型間距離αを狭めることにより、溝１０４と溝１０６に挿入された平角導体１０を溝１０４と溝１０６から外す。そのため、成形された巻線３８をリード側巻型９０と反リード側巻型９２から確実に取り外すことができる。

また、リード側巻型９０と反リード側巻型９２に連結するトグル機構９４と、トグル機構９４を介してリード側巻型９０と反リード側巻型９２を移動させて巻型間距離αを変化させるシリンダ１００とシリンダ１０２と、を有する。これにより、巻線３８に対して加える張力を増大させることができる。そのため、スロット内予定部４０とリード側コイルエンド予定部４２との接続部分やスロット内予定部４０と反リード側コイルエンド予定部４４との接続部分において発生しうる巻線３８の外周方向の膨らみを、確実に小さくすることができる。

また、トグル機構９４を使用することにより、巻線３８を成形するサイクルタイムにロスが少なく、設備費も低減できる。

また、フィーダ８６は、平角導体１０の第２端部１２６を挟んで両側に配置される第２中間部材１３８と下部材１４０を有する。そして、フィーダ８６は、この中間部材１３８および下部材１４０に対して平角導体１０の第２端部１２６を保持する力を付与することができるトグル機構１２８と、トグル機構１２８を駆動するシリンダ１３０を有する。これにより、平角導体１０の第２端部１２６をフィーダ８６に確実に固定することができるので、リード側巻型９０と反リード側巻型９２により平角導体１０を巻き取って巻線３８を成形するときに、確実に平角導体１０に張力を加えることができる。

また、巻線装置８０が動力遮断状態であっても、トグル機構１２８のロック機構により、フィーダ８６の第２中間部材１３８と下部材１４０による平角導体１０の第２端部１２６の保持状態や解放状態を維持することができる。

また、シリンダ１３０としてロック機能付きの大型のシリンダを使用する必要はなく小型のシリンダを使用できるので、フィーダ８６の重量を低減できる。そのため、フィーダ８６の始動時および停止時の慣性力が低減するので、後述する平角導体１０の巻き取り時の張力の変動を低減できる。したがって、巻線３８を所望のオーバル形状に成形できる。

また、巻線装置８０は、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４にてレーンチェンジを行うように巻線３８を成形する。これにより、リード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０にてレーンチェンジを行うコイル１やコイル２を容易に製造することができる。

また、平角導体１０を直線化する作業や平角導体１０を切断する作業を、リード側巻型９０と反リード側巻型９２への平角導体１０の巻き取りと同時に平行して行うことにより、巻線３８の成形時間の短縮を図ることができる。

また、平角導体１０を巻き取った後にフィーダ８６において平角導体１０の第２端部１２６を解放したときに、カバー１５６を巻線３８に取り付けるにより、巻線３８のねじれを防止できる。これにより、成形した巻線３８を、リード側巻型９０と反リード側巻型９２から確実に抜き取ることができる。また、巻線３８はねじれていない状態でキャリヤ８４に配置されるので、後工程における成形型に巻線３８を確実に配置できる。

〔変形例〕
なお、上記の各工程は順序を変更してもよい。例えば、変形例として、前記の実施例の各工程の順序に対し凸成形工程とクランク成形工程の順序を入れ替えて、巻線工程、クランク成形工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の順序としてもよい。このような変形例において、クランク成形工程による成形後における巻線３８について、その外観斜視図を図４４に示し、その上面図を図４５に示す。

このような変形例において、クランク成形工程による成形後における巻線３８は、図４４と図４５に示すように、端部１２と端部１４を除いて、角丸長方形状（オーバル形状）に成形されている。そして、リード側コイルエンド予定部４２は、その略中央部（中央部またはその近傍）にレーンチェンジ部２４を備えている。また、反リード側コイルエンド予定部４４は、その略中央部（中央部またはその近傍）にレーンチェンジ部３２を備えている。

また、その他の変形例として、巻線工程、９０°曲げ成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、円弧開き成形工程の順に行う例や、巻線工程、９０°曲げ成形工程、凸成形工程、クランク成形工程、円弧開き成形工程の順に行う例も考えられる。また、その他の変形例として、巻線工程、９０°曲げ成形工程、円弧開き成形工程、クランク成形工程、凸成形工程の順に行う例や、巻線工程、９０°曲げ成形工程、円弧開き成形工程、凸成形工程、クランク成形工程の順に行う例も考えられる。

また、その他の変形例として、開き成形工程と円弧成形工程とを別に行うことも考えられる。例えば、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、円弧成形工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程の順に行うことが考えられる。また、その他の変形例として、クランク成形工程と凸成形工程とを同時に行うことも考えられる。また、その他の変形例として、クランク成形工程、巻線工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、円弧開き成形工程の順に行う例も考えられる。

さらに、その他の変形例として、９０°曲げ成形工程を行わない例も考えられる。このように９０°曲げ成形工程を行わない例により製造されたコイル２は、図４６〜図４８に示すように、前記のコイル１に対して、折り曲げ部２２を有さず、反リード側コイルエンド配置部２０の第１縁部３４と第２縁部３６も各々円弧形状に成形されている点が異なる。なお、図４６はコイル２の外観斜視図であり、図４７はコイル２の正面図であり、図４８はコイル２の上面図である。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

１コイル
２コイル
１０平角導体
１６スロット内配置部
１８リード側コイルエンド配置部
２０反リード側コイルエンド配置部
２２折り曲げ部
２４レーンチェンジ部
２６第１縁部
２８第２縁部
３０Ｒ形状部
３２レーンチェンジ部
３４第１縁部
３６第２縁部
３８巻線
４０スロット内予定部
４２リード側コイルエンド予定部
４４反リード側コイルエンド予定部
４６（リード側コイルエンド予定部の）頂点部
４８（反リード側コイルエンド予定部の）頂点部
５０Ｒ形状予定部
５２（リード側コイルエンド予定部の）凸部
５４（反リード側コイルエンド予定部の）凸部
６０ステータ
６２ステータコア
６４コイル籠
６６スロット
６８渡し部
７０リード部
７２渡し部
７４接合部
７６端面
８０巻線装置
８２巻線ユニット
８４キャリヤ
８６フィーダ
８８エアシリンダ
９０リード側巻型
９２反リード側巻型
９４トグル機構
９６クランプ部
１００シリンダ
１０２シリンダ
１０４溝
１０６溝
１０８シャフト
１１０リード側リンク
１１２反リード側リンク
１２４第１端部
１２６第２端部
１２８トグル機構
１３０シリンダ
１３４上部材
１３６第１中間部材
１３８第２中間部材
１４０下部材
１４２可動部材
１４４第１リンク
１４６第２リンク
１５２ストッパ
１５６カバー
δ 隙間
α 巻型間距離

Claims

周上に一対の直線形状部と前記一対の直線形状部の直線方向の端部にて前記一対の直線形状部の間を連結する一対の連結部とを備える巻線を成形する巻線装置において、
前記一対の連結部のうちの一方の第１連結部を成形する第１巻型と、
前記一対の連結部のうちの他方の第２連結部を成形する第２巻型と、を有し、
前記第１巻型と前記第２巻型により断面矩形の平角導体を周状に巻き取った後、前記第１巻型と前記第２巻型の間の巻型間距離を拡げることにより前記平角導体に張力を加えて、周状に巻き取られた前記平角導体の外周方向の膨らみを小さくして、前記巻線を成形すること、
を特徴とする巻線装置。
請求項１の巻線装置において、
前記平角導体の両端部のうちの一方の第１端部を保持する固定部と、
前記平角導体の両端部のうちの他方の第２端部を保持しながら移動可能な可動部と、
前記可動部に対し前記第１巻型と前記第２巻型が配置される方向を送り方向とし、前記送り方向の反対方向を戻り方向とし、前記可動部が前記送り方向に移動しつつ前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取るときに、前記可動部に対し前記戻り方向に力を付与する戻り用アクチュエータと、
前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取った後、前記巻型間距離を拡げるときに、前記可動部の移動を抑止して前記第２端部に対して前記第１巻型と前記第２巻型から離れる方向の力を付与することにより、周状に巻き取られた前記平角導体の外周方向の膨らみを小さくする抑止部と、
を有することを特徴とする巻線装置。
請求項２の巻線装置において、
前記抑止部は、前記可動部と当接して前記可動部の移動を制止するストッパであること、
を特徴とする巻線装置。
請求項１乃至３のいずれか１つの巻線装置において、
前記巻線は、隣り合う前記平角導体の間に前記平角導体の幅の大きさの隙間を備えること、
を特徴とする巻線装置。
請求項４の巻線装置において、
前記第１巻型と前記第２巻型は、前記平角導体の幅の大きさの間隔を空けて設けられる複数の溝を備え、
前記平角導体を前記溝に挿入しながら前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取ること、
を特徴とする巻線装置。
請求項５の巻線装置において、
前記第１巻型と前記第２巻型とに設けられた複数の溝は、前記平角導体の連結部を成形する部分に設けられていて、前記平角導体の直線形状部を成形する部分に設けられておらず、
前記第１巻型と前記第２巻型により前記平角導体を巻き取って前記巻線を成形するときよりも前記巻型間距離を狭めることにより、前記溝に挿入された前記平角導体を前記溝から外すこと、
を特徴とする巻線装置。
請求項１乃至６のいずれか１つの巻線装置において、
前記第１巻型と前記第２巻型に連結する巻型用トグル機構と、
前記巻型用トグル機構を介して前記第１巻型と前記第２巻型を移動させて前記巻型間距離を変化させる巻型用アクチュエータと、
を有することを特徴とする巻線装置。
請求項１乃至７のいずれか１つの巻線装置において、
前記一対の連結部にてレーンチェンジを行うように前記巻線を成形すること、
を特徴とする巻線装置。
請求項１乃至８のいずれか１つの巻線装置において、
前記巻線はオーバル形状に成形され、
前記直線形状部はステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当するスロット内予定部であり、
前記連結部は前記スロットの外部に配置される部分に相当するコイルエンド予定部であること、
を特徴とする巻線装置。
周上に一対の直線形状部と前記一対の直線形状部の直線方向の端部にて前記一対の直線形状部の間を連結する一対の連結部とを備える巻線を成形する巻線方法において、
前記一対の連結部のうちの一方の第１連結部を成形する第１巻型と、
前記一対の連結部のうちの他方の第２連結部を成形する第２巻型と、を使用し、
前記第１巻型と前記第２巻型により断面矩形の平角導体を周状に巻き取った後、前記第１巻型と前記第２巻型の間の巻型間距離を拡げることにより前記平角導体に張力を加えて、周状に巻き取られた前記平角導体の外周方向の膨らみを小さくして、前記巻線を成形すること、
を特徴とする巻線方法。