JPH11187629A - ステータコアへのコイル巻線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のコア片を連結して構成されるステータ
コアの内歯に作業性よく巻線できるステータコアへの巻
線方法を提供する。 【解決手段】 隣接するスロットの中心線から中心線ま
でを単位として分割された複数個のコア片１２０を、２
個以上のステータコアに必要な数だけ連結して環状の１
つのコア片連結体１５０を構成する。このコア片連結体
１５０を巻線装置のホルダで保持して位置決めし、この
コア片連結体１５０の中心に巻線装置のガイド筒１２を
配置し、ガイド筒１２の先端に装着されたノズル１４１
を前記コア片とコア片との間に形成されたスロット１１
１に挿入して、ガイド筒１２を作動させることにより、
コア片連結体１５０の複数の内歯１２２に対して同時に
巻線を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インナーロータ型
のモータに用いられるステータコアに導線を直接巻付け
てコイルを形成するためのステータコアへのコイル巻線
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のモータのステータコアは、一般
に、円環状の薄い電磁鋼板を必要な枚数だけ重ね、これ
ら電磁鋼板の１枚１枚をカシメ、溶接等によって固定し
た鉄芯構造をなしている。そして、ステータコアの内周
には、複数の内歯が突設されており、これら各内歯に導
線を直接巻き付け、モータの励磁方式や出力特性に合っ
た必要数のコイルを形成している。

【０００３】図８には、上記従来のステータコア１００
に巻線を施す状態が示されている。すなわち、ステータ
コア１００は、内周に複数の内歯１２２を有し、これら
の内歯１２２の間にスロット１１１が形成されている。
そして、ステータコア１００の中心には、内部に導線を
通されたガイド筒１４２が配置され、このガイド筒１４
２の上端にはヘッド１４３が取付けられ、ヘッド１４３
の外周にはノズル１４１が半径方向外方に突設されてい
る。

【０００４】導線は、ガイド筒１４２の下端から導入さ
れ、ガイド筒１４２内を通り、ノズル１４１の先端から
導出されるようになっている。そして、ガイド筒１４２
は、図示しない駆動機構により、軸方向に往復移動する
と共に所定の周期で往復回動し、それによってノズル１
４１を対応する内歯１２２の外周に周回させ、ノズル１
４１の先端から導出される導線を内歯１２２の外周に巻
付けてコイル１４０を形成する。

【０００５】なお、図示を省略したが、ノズル１４１は
実際にはヘッド１４３から複数個突設されており、各ノ
ズル１４１から導線を繰り出して、複数個の内歯１２２
に対して同時に巻線を行うことができる。

【０００６】しかしながら、上記従来のステータコア１
００では、隣接しあう内歯１２２に巻線されるコイル１
４０どうしの間に、ノズル１４１が通れる隙間を残さな
ければならず、スロット１１１内のコイル占有率を高め
ることに限界があった。

【０００７】このため、近年、図５〜７に示すような新
しいタイプのステータコアが開発された（特開平９−１
９１５８８号参照）。図５はこのステーコアの部分拡大
図、図６は組み上がったステータコアの平面図、図７は
各コア片への巻線方法の一例を示す説明図である。

【０００８】このステータコ１１０は、スロット１１１
の中心線Ｃから前記スロット１１１に隣り合うスロット
１１１の中心線Ｃまでを単位として各コア片１２０…１
２０に分割された構造を有している。各コア片１２０の
周方向端部は、薄肉のヒンジ部１２１を介して隣接する
コア片１２０と折曲可能に連結されている。

【０００９】そして、上記コア片１２０が、複数個連結
されてユニットコア１３０が構成されている。そして、
各コア片１２０にそれぞれ巻線を施した後、このユニッ
トコア１３０を円環状に連結することにより、ステータ
コア１１０が形成されるようになっている。例えば、図
５，６に示す場合では、各３個のコア片１２０，１２
０，１２０からなる３個のユニットコア１３０，１３
０，１３０（各矢示線の位置で別れる）によって１つの
ステータコア１１０が構成されている。

【００１０】このステーコア１１０の各コア片１２０に
巻線する方法としては、例えば図７に示すように、各コ
ア片１２０を連結した状態で互いに隣接する２つのコア
片１２０，１２０の間が十分に開くように支持し、導線
を繰り出すノズル１４１を内歯１２２の回りに周回さ
せ、内歯１２２に導線を巻付けてコイル１４０を形成す
るようにしている。こうして、コイル１４０を形成した
後、図６に示すようにユニットコア１３０を環状に連結
してステータコア１１０を形成する。

【００１１】このステータコア１１０によれば、内歯１
２０に巻線を施してからステーコア１１０を組み立てる
ため、巻線ノズル等を挿入するためのスペースを残して
おく必要がなく、スロット１１１内におけるコイル１４
０の占有率を高めてモータの性能を向上させることがで
きる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すような巻線方法では、内歯１２２の１個ずつに巻線
をしなければならず、巻線の作業効率が悪く、生産性を
高められないという問題点があった。また、図６に示す
ように環状に連結した状態では、内歯１１１どうしの間
隙が狭くてノズルを挿入できないため、図８に示すよう
な巻線方法を採用することはできなかった。

【００１３】したがって、本発明の目的は、複数のコア
片を連結して構成されるステータコアの複数の内歯に対
して同時に巻線を行えるようにし、巻線作業性を向上さ
せるようにしたステータコアへの巻線方法を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるステータコアへの巻線方法は、ステー
タコアの軸心に配置され、軸方向に往復移動すると共
に、所定の周期で往復回動しながら、導線を一端から導
入し、他端から繰り出すガイド筒と、このガイド筒の他
端に取付けられたヘッドを介して、前記ガイド筒と直角
にかつ放射状に取付けられ、前記導線を前記ガイド筒に
対してほぼ直交する方向に繰り出す複数のノズルと、ス
テータコアを回転可能に保持して、前記ノズルによる巻
線が所定の内歯に対してなされるように、ステータコア
を位置決めするホルダとを備えた巻線装置を用いて、ス
テータコアの内歯に巻線する方法において、前記ステー
タコアとして、１つのスロットの中心線から前記スロッ
トに隣り合うスロットの中心線までを単位として分割さ
れた複数個のコア片を有し、これらのコア片の周方向端
部どうしを連結して構成されるものを用い、前記コア片
を２個以上のステータコアに必要な数だけ連結して環状
の１つのコア片連結体を構成し、このコア片連結体を前
記巻線装置の前記ホルダで保持して位置決めし、このコ
ア片連結体の中心に前記ガイド筒を配置し、前記コア片
とコア片との間に形成されたスロットに前記ノズルを挿
入して、前記ガイド筒を作動させることにより、前記コ
ア片連結体の複数の内歯に対して同時に巻線を行い、こ
の巻線操作を前記コア片連結体を所定角度ずつ回転させ
て必要回数繰り返すことにより各内歯に対する巻線を終
了し、その後に前記コア片連結体を１個のステータコア
に必要な数毎に分離し、１個のステータコアに必要な数
で連結されたコア片を環状に連結してステータコアとす
ることを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、コア片を２個以上のステ
ータコアに必要な数だけ連結して環状の１つのコア片連
結体としたので、ステータコア１個分のコア片を環状に
連結した場合よりもコア片の内歯どうしの間隙（スロッ
ト開口部）が広くなり、巻線ノズルを挿入することが可
能となると共に、内歯一杯に線を巻いてもノズルが当ら
ないような形状になる。したがって、このコア片連結体
を従来のステータコアと同様に巻線装置のホルダに保持
し、図８に示すような態様で巻線を行うことにより、複
数の内歯に同時に巻線を施すことが可能となり、作業性
を飛躍的に高めることができる。

【００１６】また、各コア片の内歯に巻線を施した後、
コア片連結体を１個のステータコアに必要な数毎に分離
し、１個のステータコアに必要な数で連結されたコア片
を環状に連結することにより、図６に示すように、スロ
ット開口部が狭く、スロット内のコイル占有率の高いス
テータコアを製造することができる。

【００１７】本発明の好ましい態様においては、前記コ
ア片連結体として、前記コア片の一側端辺に形成した突
条と、前記コア片の他側端辺に形成した溝とを嵌合し
て、屈曲可能に連結したものが用いられる。これによれ
ば、コア片を必要な数だけ自由に連結することができ、
各コア片がスムーズに屈曲でき、また、作業中に繰り返
し屈曲させても連結部分の強度を十分に保つことができ
る。

【００１８】また、本発明の別の好ましい態様において
は、前記コア片連結体として、前記コア片の端部どうし
を薄片状のヒンジ部によって屈曲可能に連結したものが
用いられる。これによれば、簡単な構造で各コア片を屈
曲でき、より安価な製品とすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜４には、本発明の１実施形
態によるステータコアへの巻線方法が示されている。図
１（ａ）はコア片連結体に巻線を行う状態を示す平面
図、図１（ｂ）は１個のステータコアに必要なコア片を
環状に連結した状態を示す平面図、図２は巻線装置の縦
断面図、図３は図２のII−II’矢示線に沿った断面図で
ある。

【００２０】図１（ｂ）に示すように、この巻線方法が
適用されるステータコア１１０は、複数個のコア片１２
０を有している。各コア片１２０には、内歯１２２と、
周方向の一方の端部に形成された突条１２３と、他方の
端部に形成された上記突条１２３が嵌合する溝１２４と
が設けられている。そして、コア片１２０の突条１２３
を隣接するコア片１２０の溝１２４に嵌合することによ
り、１個のステータコアに必要な数、この例では１２個
のコア片１２０を環状に連結することにより、上記ステ
ータコア１１０が構成されている。しかしながら、１個
のステータコアに必要な数のコア片１２０を環状に連結
した状態では、内歯１２２どうしの間隙が極めて狭くな
っているので、巻線ノズルを挿入することができない。

【００２１】このため、この実施形態では、図１（ａ）
に示すように、２個のステータコアに必要な数、この例
では２４個のコア片１２０を上記と同様に環状に連結し
てコア片連結体１５０とし、その状態で巻線を行うよう
にしている。このように、ステータコア２個分のコア片
１２０を環状に連結すると、各コア片１２０の内歯１２
２どうしの間隙が広がるため、巻線ノズル１４１をスロ
ット１１１内に挿入することが可能となる。この場合、
必要に応じて各コア片１２０の外周に帯状部材を周設す
る等して、固定子１００の形状や連結部分の構造を補強
してもよい。

【００２２】本発明で用いる巻線装置は、従来の巻線装
置と同じであるが、念のためその駆動機構について簡単
に説明する。この巻線装置本体Ａは、内部にオイルが充
填された箱形のフレーム１１を有している。このフレー
ム１１の底面と上面に固設した軸受１３，１４を介し
て、ガイド筒１２が上下方向に貫通して、軸方向に移動
可能かつ回動可能に支持されている。このガイド筒１２
の下端には、導線を引き入れる導入口１２ａが開口し、
また、ガイド筒１２の上端には、ヘッド１５が装着され
て、このヘッド１５の外周から半径方向外方に３本のノ
ズル１４１が放射状に延出しており、前記導入口１２ａ
から引き入れられた３本の導線が、ガイド筒１２内を通
って各ノズル１４１先端部の開口から導出されるように
なっている。

【００２３】また、前記フレーム１１の内部には、前記
ガイド筒１２を図２の上下方向へ往復動作させる往復動
作部１６を内装する往復動作室１１ａと、この往復動作
室１１ａの上部に設けられてガイド筒１２を軸周方向へ
揺動させる揺動部１７を内装する揺動室１１ｂとが形成
されている。

【００２４】前記往復動作部１６の回転軸１８が、図２
の紙面の奥の方へ延出されて、図示しないタイミングベ
ルトを介して、図示しない駆動装置に連動して回転する
ように構成されており、また、この回転軸１８の先端部
にクランク盤１９が軸着されている。一方、ガイド筒１
２の両側には、平行なガイド棒２０，２０が併設され、
これらのガイド棒２０にスライダ２１がスライド自在に
装着されている。このスライダ２１の中央にガイド筒１
２が貫通し、スライダ２１に対する軸方向移動を規制さ
れて支持され、更にこのスライダ２１と前記クランク盤
１９とがクランクアーム２２を介して連設されている。

【００２５】また、ガイド筒１２の前記揺動室１１ｂに
位置する部分には、揺動スリーブ２３がスプライン嵌合
して装着されている。この揺動スリーブ２３は、揺動室
１１ｂの底壁から立設されたブラケット１１ｃに回転可
能に保持されている。また、前記揺動室１１ｂには、前
記ガイド筒１２に直交する方向（図２では、紙面の手前
から奥の方向）へカム軸２４が配置され、このカム軸２
４が図示しないタイミングベルトを介して前記回転軸１
８に連動するようになっている。

【００２６】図３に示すように、前記カム軸２４にはカ
ムスリーブ２５が軸着され、このカムスリーブ２５にカ
ム２６が形成されている。このカム２６は、前記カムス
リーブ２５の外周に周回状に形成されており、カム曲線
部２６ａとカム直線部２６ｂとが交互に連続されてい
る。このカム２６には、前記揺動スリーブ２３に二股に
取付けられた一対のカムフォロワ２７，２７が摺接され
ている。

【００２７】一対の前記カムフォロワ２７は、前記カム
２６のテーパリブ２６ｃを、常に当接した状態、すなわ
ちバックラッシがない状態で挟持しており、このカム２
６に対して常に拘束された状態にある。そして、カム軸
２４が回転すると、カムフォロワ２７がカム曲線部２６
ａ上にあるときガイド筒１２が回動し、カム直線部２６
ｂ上にあるとき回動を停止する。

【００２８】したがって、ガイド筒２４は、クランク盤
１９が回転してクランクアーム２２を介してスライダ２
１が上下移動することにより軸方向に往復動作し、ま
た、カム軸２４が回転してカム２６に沿ってカムフォロ
ワ２７、２７が揺動することにより回動動作する。その
結果、図１（ａ）に示すように、ガイド筒１２のヘッド
１５に設けられたノズル１４１がコア片連結体１５０の
内歯１２２を周回し、内歯１２２に導線１４２を巻付け
てコイル１４０を形成する。

【００２９】この場合、ヘッド１５には、３本のノズル
１４１が放射状に突設されており、各ノズル１４１によ
って３つの内歯１２２に対して同時に巻線がなされる。
そして、コア片連結体１５０を保持する図示しないホル
ダによって、コア片連結体１５０を所定角度ずつ回転
（インデックス）させつつ、上記巻線操作を繰り返すこ
とにより、全ての内歯１２２に対して巻線を行うことが
できる。

【００３０】こうして巻線が終了した後、図１（ａ）の
矢印ｂで示すように、コア片連結体１５０を１個のステ
ータコアに必要な数ずつ、すなわち１２個ずつのコア片
１２０からなるユニット１６０、１６０ａに分割し、各
ユニット１６０を環状に連結することにより、図１
（ｂ）に示したステータコア１１０にコイルが形成され
たものを製造することができる。

【００３１】本発明の巻線方法は、図４に示すようなス
テータコアへの巻線にも適用することができる。すなわ
ち、図４（ａ）はコア片連結体に巻線を行う状態を示す
平面図、図４（ｂ）は１個のステータコアに必要なコア
片を環状に連結した状態を示す平面図である。

【００３２】図４（ｂ）に示すように、このステータコ
ア１１０ａは、内歯１２２を有する複数個のコア片１２
０を薄片状のヒンジ部１２１…１２１によって屈曲可能
に連結して構成されている。そして、１個のステータコ
アに必要な数、この例では１２個のコア片１２０を環状
に連結した状態では、前記実施形態と同様に内歯１２２
どうしの間隙が狭くて巻線ノズル１４１を挿入できな
い。

【００３３】そこで、図４（ａ）に示すように、２個の
ステータコアに必要な数、この例では２４個のコア片１
２０を環状に連結してコア片連結体１５０ａとし、その
状態で巻線を行うようにしている。このように、ステー
タコア２個分のコア片１２０を環状に連結すると、各コ
ア片１２０の内歯１２２どうしの間隙が広がるため、巻
線ノズル１４１をスロット１１１内に挿入することが可
能となり、前記実施形態と同様な方法で複数の内歯１２
２に対して同時に巻線を行うことができる。

【００３４】巻線終了後、図４（ａ）の矢印ｂで示すよ
うに、コア片連結体１５０を１個のステータコアに必要
な数ずつ、すなわち１２個ずつのコア片１２０からなる
ユニット１６０、１６０ａに分割し、各ユニット１６０
を環状に連結することにより、図４（ｂ）に示したステ
ータコア１１０ａにコイルが形成されたものを製造する
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コア片を２個以上のステータコアに必要な数だけ連結し
て環状の１つのコア片連結体としたので、ステータコア
１個分のコア片を環状に連結した場合よりもコア片の内
歯どうしの間隙が広くなり、巻線ノズルを挿入すること
が可能となる。したがって、このコア片連結体を従来の
ステータコアと同様に巻線装置のホルダに保持し、複数
の内歯に同時に巻線を施すことが可能となり、作業性を
飛躍的に高めることができる。そして、各コア片の内歯
に巻線を施した後、コア片連結体を１個のステータコア
に必要な数毎に分割し、分割したコア片連結体を環状に
連結することにより、スロット内のコイル占有率の高い
ステータコアを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態によるステータコアへの巻
線方法を示し、（ａ）はコア片連結体に巻線を行う状態
を示す平面図、（ｂ）は１個のステータコアに必要なコ
ア片を環状に連結した状態を示す平面図である。

【図２】本発明に用いられる巻線装置本体の縦断面図で
ある。

【図３】図１のII-II ’矢示線に沿った断面図である。

【図４】本発明の巻線方法を適用できるステータコアの
他の例を示し、（ａ）はコア片連結体に巻線を行う状態
を示す平面図、（ｂ）は１個のステータコアに必要なコ
ア片を環状に連結した状態を示す平面図である。

【図５】従来のステータコアの一例を示す部分拡大図で
ある。

【図６】同ステータコアにおいてコイルを装着した状態
を示す平面図である。

【図７】同ステータコアに巻線を行う従来方法の一例を
示す説明図である。

【図８】一般的な従来のステータコアに巻線する方法を
示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ 巻線装置本体 １２ ガイド筒 １３，１４ 軸受 １５ ヘッド １６ 往復動作部 １７ 揺動部 １８ 回転軸 １９ クランク盤 ２０ ガイド棒 ２１ スライダ ２２ クランクアーム ２３ 揺動スリーブ ２４ カム軸 ２５ カムスリーブ ２６ カム ２６ａ カム曲線部 ２６ｂ カム直線部 ２７ カムフォロワ １１０ ステータコア １１１ スロット １２０ コア片 １２１ ヒンジ部 １２２ 内歯 １２３ 突条 １２４ 溝 １４０ コイル １４１ ノズル １４２ 導線 １５０ コア片連結体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータコアの軸心に配置され、軸方向
   に往復移動すると共に、所定の周期で往復回動しなが
   ら、導線を一端から導入し、他端から繰り出すガイド筒
   と、このガイド筒の他端に取付けられたヘッドを介し
   て、前記ガイド筒と直角にかつ放射状に取付けられ、前
   記導線を前記ガイド筒に対してほぼ直交する方向に繰り
   出す複数のノズルと、ステータコアを回転可能に保持し
   て、前記ノズルによる巻線が所定の内歯に対してなされ
   るように、ステータコアを位置決めするホルダとを備え
   た巻線装置を用いて、ステータコアの内歯に巻線する方
   法において、 前記ステータコアとして、１つのスロットの中心線から
   前記スロットに隣り合うスロットの中心線までを単位と
   して分割された複数個のコア片を有し、これらのコア片
   の周方向端部どうしを連結して構成されるものを用い、
   前記コア片を２個以上のステータコアに必要な数だけ連
   結して環状の１つのコア片連結体を構成し、 このコア片連結体を前記巻線装置の前記ホルダで保持し
   て位置決めし、このコア片連結体の中心に前記ガイド筒
   を配置し、前記コア片とコア片との間に形成されたスロ
   ットに前記ノズルを挿入して、前記ガイド筒を作動させ
   ることにより、前記コア片連結体の複数の内歯に対して
   同時に巻線を行い、この巻線操作を前記コア片連結体を
   所定角度ずつ回転させて必要回数繰り返すことにより各
   内歯に対する巻線を終了し、 その後に前記コア片連結体を１個のステータコアに必要
   な数毎に分離し、１個のステータコアに必要な数で連結
   されたコア片を環状に連結してステータコアとすること
   を特徴とするステータコアへの巻線方法。
2. 【請求項２】 前記コア片連結体は、前記コア片の一側
   端辺に形成した突条と、前記コア片の他側端辺に形成し
   た溝とを嵌合して、屈曲可能に連結したものである請求
   項１記載のステータコアへの巻線方法。
3. 【請求項３】 前記コア片連結体は、前記コア片の端部
   どうしを薄片状のヒンジ部によって屈曲可能に連結した
   ものである請求項１記載のステーコアへの巻線方法。