JPH099588A - モータのステータ作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータのステータコアに導線を巻き付けてス
テータを作製する方法であって、作業効率が良く、導線
および導線の絶縁被膜の破損を防止するステータ作製方
法を提供する。 【構成】 外周部に軸方向の溝１２が形成された巻き付
け治具１０に導線１６を巻き付ける。導線１６は、１番
目の溝１２-1と１０番目の溝１２-10 に掛け渡して所定
回数巻き付けられ、次に溝１２-2と溝１２-11 に、そし
て、溝１２-9と溝１２-18 までこれを繰り返す。この状
態の巻き付け治具１０をステータコア１８の内径に挿入
し、溝１２-9と溝１２-18 に巻き付けられた導線をスロ
ット２２-1，２２-2に挿入する。そして、巻き付け治具
１０を回転させて、次の溝を前記スロット２２-1，２２
-2の位置に合わせ、導線１６を挿入する。これを繰り返
して巻き付けた全ての導線をスロット２２-1，２２-2に
挿入し、１相１極のコイルを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータのステータの作
製方法に関し、特にステータコアに導線を巻き付けてコ
イルを形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータにおいて、回転磁界を形成するス
テータは、円筒内面に複数の磁極を周方向に櫛歯状に配
置されたステータコアと、櫛歯状に配列された磁極の間
であるスロットに導線を挿入して磁極に巻回し形成され
たコイルを有している。コイルを形成するために導線を
巻き付ける作業は、円筒の内径に対して行う作業とな
り、作業性が悪く、自動化についても困難な点が多い。

【０００３】また、より強力な回転磁界を形成するため
に、コイルの導線はステータのスロットになるべく多く
挿入されることが好ましい。すなわち、スロットの断面
積に対するスロットに挿入された導線の断面積の和の割
合である占積率を高くすることが要求される。

【０００４】また、ステータコアの端部において、ある
スロットから他のスロットに掛け渡された部分の導線
（コイルエンド）は、短くまた小さくまとめられること
が好ましい。これは、コイルエンドを短くすることによ
って銅損を低減し、小さくまとめることによってモータ
外形の小型化を図ることができるからである。

【０００５】以上のような要求を満足させ、効率良く作
業を行い、または機械化を行えるよう従来より様々な方
法および装置が提案されている。

【０００６】コイルの形成方法として、外段取りで導線
を所定回数巻いた導線束を形成し、コイルエンド部分を
ステータの半径方向外側に引き、導線束を所定のスロッ
トに引き込む方法がある。この場合は、ステータコアの
スロット開口部分が幅が狭いために、多くの導線を一度
に挿入することに無理があり、導線の絶縁破壊、線切れ
が発生しやすいという問題がある。また、導線間の隙間
ができやすく占積率を上げることができないという問題
もある。さらに、コイルエンド部分を掴んで導線をスロ
ット内に引き込むので、この部分が長く、大きくなりが
ちである。

【０００７】このようなコイル形成方法の欠点を補うも
のとして、１本の導線をノズルより順次繰り出し、この
ノズルをスロット形状に沿って移動させ、ステータコア
に導線を巻き付ける方法がある。さらに、特公昭６２−
２６２５２号公報には、ステータコアに効率良く導線を
巻き付けることができる巻線のパターンについての提案
が記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導線を
ノズルより繰り出して巻き付ける場合は、ノズル先端の
位置がステータスロットに対してずれると導線がスロッ
トの開口端部に接触し、絶縁被膜を損傷してしまうとい
う問題があった。特に、極数が多いモータではスロット
幅が狭く、よってスロット開口部の幅も狭いために、前
述の傾向がより顕著に現われる。また、すでに巻き付け
た導線は、現在巻き付けられている導線の張力を受け、
スロットの中で常に内側すなわちスロット開口部分に向
けて移動しようとするので、占積率が上がらないという
問題もあった。

【０００９】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、導線および導線の絶縁被膜の損傷を
防止し、占積率を高めることのできるモータのステータ
を作製する方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかるモータのステータ作製方法は、前
記ステータコアの内径に挿入時に当該ステータコア内径
に沿う内接面を有し、当該内接面にはステータコアの軸
方向に設けられた複数の溝が設けられた巻き付け治具
の、前記溝のうち１番目の溝と（ｎ＋１）番目の溝に所
定本数の導線を掛け渡して巻き付け第１の小コイルを形
成し、引き続いて当該導線を２番目と（ｎ＋２）番目の
溝に掛け渡して巻き付け第２の小コイルを形成し、この
動作をｎ番目と２ｎ番目の溝まで繰り返して、当該巻き
付け治具にｎ個の小コイルを形成するステップと、前記
導線が巻き付けられた巻き付け治具をステータコア内径
に挿入するステップと、前記ｎ個の小コイルのうちひと
つを、当該小コイルの一方の溝に納められている導線を
当該溝からステータコアの第１のスロットに移動して挿
入し、他方の溝に納められている導線を当該溝からステ
ータコアの第２のスロットに移動して挿入し、前記小コ
イルが残存している前記巻き付け治具の溝のうち一組を
前記第１および第２のスロットに対向する位置まで当該
巻き付け治具をステータコアの内径内で回転させ、前記
第１および第２のスロットに対向する溝の小コイルを前
記小コイルと同様に当該ふたつのスロットに挿入し、こ
の動作をｎ回繰り返してステータコイルの１極を形成す
るステップと、を含んでいる。

【００１１】

【作用】本発明は以上のような構成を有しており、巻き
付け治具の溝からスロットへ導線を挿入する際に、互い
の開口部を確実に一致させることができるので、導線が
開口端部に接触して絶縁被膜に傷が付くことを防止する
ことができる。また、導線がすでに環状に巻かれている
ので、直接ステータコアに巻き付けるときのように導線
が内側に移動しようとすることを防止することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に従って
説明する。なお、以下の実施例においては、４極３相モ
ータのステータを作製する場合について説明するが、本
発明を他の形式のモータに適用することももちろん可能
である。

【００１３】図１には、本発明にかかるステータ作製方
法に用いられる巻き付け治具１０が示されている。この
巻き付け治具１０は円筒形状を有し、円筒側面に円筒の
軸に平行に複数の溝１２が設けられている。この円筒の
外径は、ステータコアの内径より若干小さく形成されて
いる。溝１２は、図１に示すように右半分に１２-1から
１２-18 まで１８本設けられ、左半分にも同様に１８本
が設けられている。右半分と左半分の各々の溝群は、全
く同等の構成を有しており、以後の説明は、右半分の溝
群について行う。また、以後、特に各々の溝について区
別する必要のない場合には、単に溝１２と記して説明す
る。

【００１４】溝１２は、開口部から底部までその幅はほ
ぼ一定であり、底部には押し込みへら１４が予め配置さ
れている。押し込みへら１４の長さは巻き付け治具１０
の長さより若干長く、溝１２に挿入された状態でその両
端が治具１０の端面より飛び出して配置されている。

【００１５】図２および図３には、巻き付け治具１０に
導線１６を巻き付ける工程の説明図が示されている。導
線１６は、まず溝１２-1と溝１２-10 に掛け渡して巻き
付けられ小コイルが形成される。巻き付ける回数は本実
施例の場合２３回であり、よって溝１２-1と溝１２-10
には２３本の導線が挿入されたような状態となる。これ
らの導線は、溝１２内では、一列に配列された状態とな
っている。また、巻き付け治具１０の両端に出ている導
線１６には、所定量の弛みが設けられている。後述する
ように、導線１６は、治具１０の溝１２からステータコ
アのスロットに移されるが、掛け渡されている溝１２-1
と溝１２-10 の間隔よりも対応するスロットの間隔の方
が広い。この間隔の違いに対応するように、前記の弛み
が設けられている。

【００１６】溝１２-1と溝１２-10 に巻き付けられた導
線１６は、引き続いて溝１２-2と溝１２-11 に掛け渡し
て巻き付けられ、次の小コイルが形成される。ここまで
の状態が図２に示されている。さらに引き続いて、溝１
２-3と溝１２-12 、溝１２-4と溝１２-13 に順次巻き付
けられ、溝１２-9と溝１２-18 まで繰り返され、ｎ個の
小コイルが形成される。図３には、溝１２に順次巻き付
けられる様子が矢印で示されている。

【００１７】図４には、前述のように導線１６が巻き付
けられた巻き付け治具１０が、ステータコア１８の内径
に挿入された状態が示されている。また、図５には、図
４の部分拡大図が示されている。本実施例のモータは前
述のように４極３相モータであるので、ステータコア１
８には２４個の磁極２０が設けられ、２４個のスロット
２２が形成されている。また、ステータコア１８と巻き
付け治具１０の間には保護プレート２４が介在してい
る。保護プレート２４は、導線１６を挿入する対象とな
るスロット以外のスロットの開口部を塞いで、導線１６
がこのスロットに誤って進入することを防止するもので
ある。また、保護プレート２４の端部は、スロット２２
の内部に向けて折り曲げられており、磁極２０先端のエ
ッジ部分を覆っている。これによって、導線１６がスロ
ット２２内に挿入されるときに、磁極２０のエッジ部分
によって導線１６やその絶縁被膜に傷が付くことを防止
している。

【００１８】まず、巻き付け治具１０の溝１２-9と溝１
２-18 に巻き付けられた小コイルの導線１６がステータ
コア１８のスロット２２に挿入される。したがって、溝
１２の組（たとえば溝１２-9と溝１２-18 ）の間隔は、
挿入対象となるスロットの間隔に対応するように設けら
れている。図４に示されるように、溝１２-9と溝１２-1
8 は、スロット２２-1とスロット２２-2に各々対向して
いる。そして、これらの溝１２に納められた導線１６
を、この溝に挿入されている押し込みへら１４によって
背後より押し、矢印Ａの方向に従いスロット２２に挿入
する。このとき、前述したように保護プレート２４が磁
極２０のエッジ部分で導線１６を損傷することを防止し
ている。このようにして、ひとつの組の溝に巻き付けら
れた小コイルの導線１６のスロット２２への挿入が終了
すると、次の組すなわち溝１２-8と溝１２-17 が各々ス
ロット２２-1とスロット２２-2に対向位置まで、巻き付
け治具１０がステータコア１８の内部で矢印Ｂの方向に
回転される。

【００１９】図６は、溝の２番目の組（溝１２-8と溝１
２-17 ）がスロット２２-1とスロット２２-2に対向して
いる状態が示されている。そして、前述と同様にして、
これらの溝１２-8と溝１２-17 からスロット２２-1とス
ロット２２-2に導線１６が挿入される。このようにし
て、順次巻き付け治具１０が回転され、次の組の溝がス
ロット２２-1とスロット２２-2に対向し、溝からスロッ
ト内に導線１６が挿入され、巻き付け治具１０に巻き受
けられた小コイルの導線１６が全てスロット内に挿入さ
れるまで続けられる。このようにして、形成されたコイ
ルは導線１６が２３×９本束ねられたコイルであり、２
３本の導線束を９ターンしたときと同等のコイルが完成
する。

【００２０】以上の工程によって、１相１極に相当する
コイルが形成される。前述の説明によれば、小コイルを
スロットに挿入する順序は、小コイルを形成したのと逆
の順序であったが、これにかぎらず任意の順序を採るこ
とができる。一方、本実施例にかかる巻き付け治具１０
の左半分も導線が巻き付けられており、右半分終了後、
これを次に巻き付けるべき相および極に対応するスロッ
トに前述した説明と同様に巻き付ける。巻き付け治具１
０に巻き付けられた導線１６が全てステータコアのスロ
ット２２に移動すると、巻き付け治具１０はステータコ
ア１８の内径より引き出される。そして、再び導線が巻
き付けられた後、ステータコア１８内に再挿入され、新
たなコイルが形成される。これを３相４極に相当する全
てのコイルに対して行う。

【００２１】図７には、各相各極のコイルの形成を行う
順番の一例が示されている。本図はステータを展開して
ステータ円筒の内面が見えるようにした図である。順番
は、図中まるで囲った数字で表している。１２個のコイ
ルの形成が全て終了すると、各コイルの端部を端子と、
またはお互いに結線する。コイルどうしの結線は結線部
２６で行われる。さらに、各相の外部端子２８との接
続、および中立端子３０への接続が行われる。

【００２２】以上の実施例によれば、同相の導線を各極
に渡って連続して巻き付けるのではなく、各極ごとに巻
き付け、巻き付けが終了した後に各極のコイルの結線を
行っている。このため、巻き付け作業の間に、まだ巻か
れていない部分の導線が短くてすみ、導線の取り回しが
容易となり作業性が向上する。

【００２３】また、巻き付け治具１０に巻き付けられた
導線１６は、その溝１２の中で一列に整列されている。
このため、ステータコア１８のスロット２２に導線１６
を挿入するときに、スロット２２の入り口部分で詰まり
が発生することが防止される。また、巻き付け治具１０
の溝１２は、導線径に若干の余裕を与えた幅に設定して
あるために、溝１２から導線が出る時にも詰まることが
ない。また、１相１極分の導線を納めるために複数の溝
１２が設けられている。

【００２４】さらに、導線を巻き付ける作業は、本実施
例にかかる巻き付け治具１０のように外側から巻き付け
る場合、導線にかかる張力は導線を治具の内側すなわち
溝の奥へと送る方向に作用する。したがって、すでに巻
き付けられた導線が外れることがなく、機械による巻線
を容易に導入可能とする。また、巻線用のノズルについ
ても、剛性を十分高めることができるので振れの発生が
防止でき、巻線時に導線および導線の絶縁被膜に傷が付
くことがない。

【００２５】また、以上の実施例においては、巻き付け
治具１０は、円筒形状であって、左右に巻き付け用の溝
が２組配置されているが、この形状に限らず、たとえば
巻き付け治具１０を半分にした治具や、溝が３組以上配
置される構成を採ることも可能である。また、各溝には
押し込みへら１４が導線の巻き付け前に配置されている
が、押し込みへらを挿入する空間を残して導線を巻き付
け、導線を溝から押し出す際にへらを挿入して作業を行
うことも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、巻き付け
治具の溝からスロットへ導線を挿入する際に、互いの開
口部を確実に一致させることができるので、導線が開口
端部に接触して絶縁被膜に傷が付くことを防止すること
ができる。また、導線がすでに環状に巻かれているの
で、直接ステータコアに巻き付けるときのように導線が
内側に移動しようとすることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるステータ作製方法に用いられ
る治具（巻き付け治具）の正面図である。

【図２】 巻き付け治具に導線を巻き付ける作業を説明
するための図である。

【図３】 巻き付け治具の溝に導線を巻き付ける順序を
示した図である。

【図４】 導線が巻き付けられた巻き付け治具をステー
タコアの内径に挿入した状態を示す図である。

【図５】 図４の要部の拡大図である。

【図６】 巻き付け治具からステータコアに導線を移動
させる作業の説明図である。

【図７】 ステータの展開図であり、コイルを巻き付け
る順番を説明する図である。

【符号の説明】

１０ 巻き付け治具、１２ 溝、１４ 押し込みへら、
１６ 導線、１８ ステータコア、２０ 磁極、２２
スロット、２４ 保護プレート、２６ 結線部、２８
各相端子、３０ 中立端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの円筒形状のステータコアの内面
   に設けられたスロットに導線を挿入してステータを作製
   するモータのステータ作製方法であって、 前記ステータコアの内径に挿入時に当該ステータコア内
   径に沿う内接面を有し、当該内接面にはステータコアの
   軸方向に設けられた複数の溝が設けられた巻き付け治具
   の、前記溝のうち１番目の溝と（ｎ＋１）番目の溝に所
   定本数の導線を掛け渡して巻き付け第１の小コイルを形
   成し、引き続いて当該導線を２番目と（ｎ＋２）番目の
   溝に掛け渡して巻き付け第２の小コイルを形成し、この
   動作をｎ番目と２ｎ番目の溝まで繰り返して、当該巻き
   付け治具にｎ個の小コイルを形成するステップと、 前記導線が巻き付けられた巻き付け治具をステータコア
   内径に挿入するステップと、 前記ｎ個の小コイルのうちひとつを、当該小コイルの一
   方の溝に納められている導線を当該溝からステータコア
   の第１のスロットに移動して挿入し、他方の溝に納めら
   れている導線を当該溝からステータコアの第２のスロッ
   トに移動して挿入し、前記小コイルが残存している前記
   巻き付け治具の溝のうち一組を前記第１および第２のス
   ロットに対向する位置まで当該巻き付け治具をステータ
   コアの内径内で回転させ、前記第１および第２のスロッ
   トに対向する溝の小コイルを前記小コイルと同様に当該
   ふたつのスロットに挿入し、この動作をｎ回繰り返して
   ステータコイルの１極を形成するステップと、を含むモ
   ータのステータ作製方法。