JPH1187165A - コイル用素材、コイル用素材の製造装置及びコイル形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルの占積率を向上させ、これを用いた機
器の性能を向上する。 【解決手段】 ローラ１４，１６により断面形状を所望
の形状に変形した導線１０を星形の巻型２４に沿って巻
き付ける。巻型２４は、長方形のコイルの短辺および長
辺の長さに各々等しい第２線部分２６、第１線部分２８
を有している。押圧ローラ３６を支持するローラキャリ
ア３８を回転して、第１線部分２８とに、押圧ローラ３
６によって導線１０を挟持し、巻型２４に倣わせる。テ
ーブル２２および巻型２４を回転させつつ、順次導線１
０を巻型２４に沿わせて巻き付け巻型２４の形状に倣っ
たコイル用素材を得る。このコイル用素材を伸開し、第
１線部分２８の凸側を磁気コアに向けて当接させ、コイ
ルを形成する。第１線部分２８の曲線形状によって、磁
気コアとコイルの隙間を少なくすることができる。また
断面形状をあらかじめ変形させておくことで、導線１０
間の隙間を少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気コアに巻回さ
れるコイルに関し、特に磁気コアに巻回されてコイルと
なるコイル用素材の形状、このコイル用素材を製造する
装置およびこのコイル用素材を用いたコイル形成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁性材料で形成された磁気コアに導線を
巻回して形成されたコイルが知られている。たとえば、
トランスの磁気コアに巻回されるコイル、電気モータ
（以下単にモータと記す）の磁気コアに巻回されたコイ
ルなどがある。これらの電気機器の性能は、コイルの導
線の密度（占積率）が高いほど高くすることができる。
すなわち、磁気コアと導線、導線間の隙間を小さくする
ほど小型高性能な機器を得ることができる。

【０００３】一方、磁気コアは、コア内の渦電流の発生
を抑制するために、磁性鋼の薄板を複数枚積層して形成
される。このため、発生する磁束に直交する磁気コアの
断面形状が長方形であるのが一般的である。そして、こ
の長方形断面のコアに導線を巻回してコイルが形成され
る。長方形断面の磁気コアに導線を巻き付けていく際長
方形の辺の中央部で、磁気コアと導線に隙間ができ、占
積率をあげることができない。これは、磁気コアの角部
で導線を直角に曲げたと思っても、導線の弾性変形分に
より、直角未満の角度にしか塑性変形しないためであ
る。このように、ある部材に力を加えて所定の形状に変
形した後、力を除くと、弾性により前記所定形状からや
やもとの形状に戻る現象は、スプリングバックと呼ばれ
ている。

【０００４】このスプリングバックの対策が、特開昭５
８−１７３８１８号公報に記載されている。この公報の
技術は、磁気コアの長方形の辺に凹部を設け、磁気コア
の角部において導線を直角を超える角度に曲げ、スプリ
ングバックにより形状が戻ったときに所定の角度、すな
わち直角となるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記公報の技術により
作成されたコイルは、導線が各辺の中央部で膨らむこと
を抑制することができるが、磁気コアと導線の隙間が残
留してしまう。この隙間によって、占積率の向上が阻害
されるという問題があった。

【０００６】また、前記の公報の技術においては、導線
をローラにより磁気コアに押しつけ、導線を磁気コアの
凹部に沿わせている。しかし、モータなどのように磁気
コアの形状が複雑になると、ローラによる前記のような
作業を行うことができないと言う問題があった。

【０００７】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、磁気コアとこれに巻回されたコイ
ルの隙間を低減し、占積率を向上することのできるコイ
ル形成方法、およびこのコイル形成方法に使用されるコ
イル用素材、さらには前記のコイル用素材を製造する装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかるコイル用素材は、発生する磁束に
略直交する断面が多角形である磁気コアに巻き付けられ
てコイルを形成するコイル用素材であって、当該コイル
用素材は、導線を所定形状に巻き重ねて形成されたもの
である。前記所定形状は、前記コイルの各辺の長さに各
々略等しい長さの線部分が、前記コイルにおける各辺の
配列順と同様に配列され、前記多角形の辺の数より多い
線部分を有する、全体として閉じた形状であり、少なく
とも前記コイルの最も長い辺に対応する前記線部分は、
前記所定形状の内側に凸となる形状である。

【０００９】この所定形状に導線を巻き重ねられたコイ
ル用素材の凸形状の部分を、磁気コアに向けて凸となる
ように当接しつつ、導線を磁気コアに巻き付ける。これ
によって、コイルと磁気コアとの間の隙間を減少させる
ことができる。なお、磁気コアの断面の多角形より多い
線部分を有することによって、前述の内側に凸となる線
部分を有する閉じた図形を容易に形成することができる
ようになる。また、コイルの最も長い辺に相当する線部
分を、凸形状とするのは、この部分がコイルの膨らみが
大きくなりやすいためである。

【００１０】また、磁気コアの断面形状が略長方形であ
れば、前記のコイル用素材の所定形状が、磁気コアの長
辺に対応する線部分を第１線部分と短辺に対応する部分
を第２線部分が交互に位置された形状となる。また、第
１線部分と第２線部分はそれぞれ３以上であって、かつ
同数とすれば、導線の巻き付け回数ごとの形状を同じ形
状とすることができ、これらを重ねることができる。特
に、モータのコアの場合は、ほとんどの場合、断面形状
が長方形となり、このときの長辺に対応するコイルの占
積率がモータの性能に大きく影響する。したがって、磁
気コアの長辺に対応する第１線部分を内側に凸の形状と
することで、モータの性能を向上させることができる。

【００１１】さらに、少なくとも前記第１線部分の導線
の断面形状を、コイルに形成されたときに、前記導線の
隙間が、導線の断面形状が円形であった場合より、少な
くなる形状とすることができる。これによれば、占積率
をさらに向上させることができる。また、巻き付けの回
数ごとに導線の断面形状を変えることも可能であり、よ
り適切な断面形状として、占積率をいっそう向上させる
ことができる。

【００１２】また、本発明の他の態様である、コイル用
素材の製造装置は、発生する磁束に直交する断面が多角
形の磁気コアに巻き付けられコイルを形成する導線を所
定形状に成形したコイル用素材を得るコイル用素材の製
造装置であって以下の構成を有している。すなわち、導
線を前記所定形状に成形するために導線が巻き付けられ
る巻型と、導線を前記巻型に、当該巻型の形状に倣って
巻き付け、コイル用素材を得る成形手段とを有し、前記
巻型は、その断面形状が、前記コイルの各辺の長さに各
々略等しい長さの線部分が、前記コイルにおける各辺の
配列順と同様に配列され、前記多角形の辺の数より多い
線部分を有し、少なくとも前記コイルの最も長い辺に対
応する前記線部分は、凹となる形状である。

【００１３】さらに、磁気コアの断面形状が略長方形で
ある場合には、前記巻型の形状を、磁気コアの長辺に対
応する第１線部分と短辺に対応する第２線部分を交互に
配置したものであり、第１および第２線部分の数が３以
上で、かつ同数とし、第１線部分が凹となる形状とする
ことができる。

【００１４】さらに、前記巻型の第１線部分に対応する
導線の断面形状を、前記コイル用素材をコイルに成形し
たときに、導線の隙間が、導線の断面形状が円形であっ
た場合より少なくなる形状となるよう、変形させる断面
変形手段を有するものとすることができる。この段面変
形手段は、導線が前記巻型に巻き付けられる以前に断面
形状の変形を行う手段と、導線が前記巻型に巻き付けら
れるときに断面形状の変形を行う手段との一方または双
方を備えるものとすることができる。導線を巻き付ける
際に断面形状の変形を行う手段として、前記の成形手段
を用いることができ、この成形手段により導線を前記巻
型に押圧し、断面形状を変形させることができる。ま
た、前記断面変形手段は、導線を前記巻型への巻き付け
回数ごとにまたは前記巻型への巻き付け位置に応じて、
異なる断面形状に変形させるものとすることもできる。
このような変形を前記成形手段手段により行う場合は、
導線を巻型に押圧する成形手段の押圧面と巻型の間隔を
前記巻き付け位置巻き付け回数に応じて変化させること
により達成することができる。

【００１５】さらに、前記第２線部分は略直線であり、
当該第２線部分に巻き付けられた導線を、略鉛直方向か
ら打撃する打撃手段を有するものとすることができる。
たとえば、モータのように磁気コアの長方形断面の短辺
が短い場合には、第１線部分のような凹形状を設けて
も、導線を十分にこの形状に倣って変形させることがで
きない場合がある。打撃を加えて変形を行うことによ
り、この部分も十分に変形させることができる。

【００１６】さらに、前記成形手段は、前記巻型の凹形
状を有する線部分ごとに少なくともひとつ配置されたロ
ーラを含むようにすることができる。また、本製造装置
は、前記ローラと前記巻型を載置し、繰り出されてくる
前記導線に対して回転するテーブルと、繰り出されてく
る前記導線と前記ローラが干渉しないように、前記ロー
ラを退避させる退避手段とを含むようにすることができ
る。

【００１７】さらに、前記ローラはキャリアに支持さ
れ、前記巻型の凹形状を有する線部分は略円弧であり、
前記キャリアは前記第１部分の略円弧の形成する平面に
直交し、当該略円弧の中心を通る軸の回りに回動可能
で、この回動により前記ローラを旋回させ、前記凹形状
の線部分に沿って移動させるものとすることができる。

【００１８】また、本発明のさらに他の態様であるコイ
ル形成方法は、前記のコイル用素材を用いる方法であっ
て、このコイル用素材の少なくともひとつの線部分を伸
開する伸開工程と、前記伸開された線部分を磁気コアの
対応する辺に沿うように当接させる巻き付け工程を含ん
でいる。そして、前記巻き付け工程において、前記磁気
コアに当接させる線部分が凸形状である線部分であると
きには、凸の側を前記磁気コアに向けて当接させ、前記
伸開工程と、前記巻き付け工程を交互に繰り返して、コ
イルを形成する。

【００１９】また、さらに他のコイル形成方法は、前記
のコイル用素材を用いる方法であって、このコイル用素
材の前記第１線部分を、磁気コアの長辺に、当該第１線
部分の凸の側が前記磁気コアに向き、第１線部分全体が
前記磁極の辺に沿うように当接する第１工程と、前記コ
イル用素材の第２部分を、前記磁極のモータ軸に直交す
る辺に沿うように当接する第２工程とを含んでいる。そ
して、前記第１および第２工程を交互に繰り返して、モ
ータコアに巻回し、コイルを形成する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。

【００２１】第１実施形態 図１には、第１実施形態のコイル用素材の製造装置の概
略構成が示されている。導線１０は、図中右方向から、
図示しないリールより繰り出され、断面変形装置１２に
送られる。導線１０の断面形状は、リールに巻かれてい
る時点では円形であり、断面変形装置１２によって所定
の形状に変形される。また、導線１０の表面は、絶縁被
膜が形成されている。断面変形装置１２は、横ローラ１
４と縦ローラ１６を含み、横ローラ１４は導線１０を紙
面の上下方向より押圧し、縦ローラ１６は紙面を貫く方
向より押圧して、導線１０の断面形状をコイルに適した
形状に変形させる。変形後の形状は、略四辺形であるが
詳細については後述する。また、変形後の所望の形状を
得るために、二つのローラ１４，１６の押圧方向を変更
することができるように、ローラ１４，１６の向きを変
える機構を設けることもできる。

【００２２】断面形状の変形が終了した導線１０は、成
形前焼鈍装置１８に送られる。断面変形された導線１０
は、この変形により加工硬化しており、このままでは、
以降の変形を行えない場合もある。また、以降の工程に
おいて、容易に変形を行うためにも、この段階で焼きな
ましておくことが好ましい。成形前焼鈍装置１８では、
導線１０を一旦所定温度まで加熱した後、徐々に冷却す
ることによって焼きなましが行われる。なお、断面の変
形量が比較的小さく、加工硬化がそれほどではない場合
には、この成形前焼鈍工程を省略することができる。

【００２３】断面変形および焼鈍が終了した後、導線１
０は素材成形装置２０に送られる。素材成形装置２０
は、発生する磁束に直交する断面の形状が略長方形の磁
気コアに巻き付けられるコイル用素材を所定の形状に成
形する装置である。素材成形装置２０は、回転するテー
ブル２２と、テーブル２２に載置され、これとともに回
転する巻型２４を含んでいる。巻型２４の形状は回転対
称であり、その対称軸がテーブル２２の回転軸に一致し
て配置されている。特に、本実施形態の巻型２４は、図
示するように足が４本の略星形である。さらに詳述すれ
ば、星形の足の先端は、短い直線で形成される第２線部
分２６であり、この第２線部分２６を結ぶ、星形の足の
股にあたる曲線部分が第１線部分２８である。第２線部
分２６の長さは、当該導線１０により形成されるコイル
の短辺の長さに相当している。また、第１線部分２８
は、巻型２４に凹部を形成するように湾曲する略円弧で
あり、この円弧長は、当該導線１０により形成されるコ
イルの長辺の長さに相当している。そして、第１および
第２線部分２８，２６は各々４つ存在する。なお、第２
線部分２６の両端には、ここで屈曲される導線１０の絶
縁被膜が破壊されない程度の角円弧部３０が設けられて
いる。また、巻型２４は、外形の大きい第１巻き付け部
３２と、小さい第２巻き付け部３４の段付き形状となっ
ている（詳細は後述する）。段付き形状は、磁気コアに
２重に導線１０を巻き付けることに対応している。すな
わち、導線１０が後に磁気コアに巻き付けられる際に、
第２巻き付け部３４に巻き付けられた部分がまず磁気コ
アに巻き付けられ、この上から第１巻き付け部３２に巻
き付けられた部分が巻き付けられる。

【００２４】テーブル２２には、さらに押圧ローラ３６
を支持したローラキャリア３８が配置されている。ロー
ラキャリア３８は、テーブル２２に対して図の紙面を貫
く方向に摺動可能で、その軸回りに回動可能に支持され
たキャリア軸４０と、キャリア軸４０の端部に固定され
たキャリアアーム４２を含んでいる。このキャリア軸４
０の位置は、その回動軸が前述の巻型２４の第１線部分
２８の円弧の中心に一致するように配置されている。キ
ャリアアーム４２の先端には、３個の押圧ローラ３６が
回動可能に支持されている。また、キャリア軸４０は、
図示しない駆動機構によって回転駆動され、これによっ
てキャリア軸４０が、その軸回りに回転すると、キャリ
アアーム４２が旋回する。前述のように、テーブル２２
は回転するので、この回転によってローラキャリア３８
は公転し、前記の駆動機構によって自転する。また、押
圧ローラ３６は、キャリア軸４０の回転によって、この
キャリア軸４０回りに公転する。以上のローラキャリア
３８は、巻型２４の第１線部分に対応して４つ備えられ
ている。

【００２５】巻型２４の星形の足の先端には、導線１０
の先端を固定するためのブラケット４４が配置されてい
る。また、テーブル２２とは独立して、ハンマ４６が設
けられている。ハンマ４６は、図１に示す位置から巻型
２４に向けて進出可能であり、巻型２４の第１線部分に
位置する導線１０を打撃して、導線１０の膨らみを除去
する。

【００２６】図２には、ローラキャリア３８の詳細が示
されている。図２は、図１において側方より見たローラ
キャリア３８、押圧ローラ３６および巻型２４の一部の
断面図である。テーブル２２には、アウタスリーブ４８
がその円筒軸とテーブルの載置面が略直交するように固
定配置されている。アウタスリーブ４８の内側には、イ
ンナスリーブ５０がベアリングを介して支持され、アウ
タスリーブ４８に対して回動可能となっている。また、
二つのスリーブ４８，５０は、同軸に配置される。イン
ナスリーブ５０の外周には、ギア５２が設けられ、図示
しない駆動機構からの駆動力を受け、これによってイン
ナスリーブ５０が回転駆動される。インナスリーブ５０
の内周には、内周にスプラインが刻設されたスプライン
スリーブ５４がキー５６によって固定され、よって二つ
のスリーブ５０，５４は一体となって回動する。

【００２７】スプラインスリーブ５４のスプラインに
は、キャリア軸４０の外周に刻設されたスプラインが噛
み合っている。したがって、キャリア軸４０は、スプラ
インスリーブ５４に対して、これらの共通する軸回りの
回転については規制され、軸方向の摺動は可能となって
いる。キャリア軸４０の先端には、前述したようにキャ
リアアーム４２が固定されており、このキャリアアーム
４２の先端には、キャリア軸４０と平行にローラ軸５８
が固定されている。押圧ローラ３６は、このローラ軸５
８に回動可能に支持されている。よって、ギア５２が駆
動力を受けてインナスリーブ５０が回転すると、キャリ
アアーム４２が旋回し、押圧ローラ３６がキャリア軸４
０回りに回転する。なお、押圧ローラ３６も、巻型２４
の段付き形状に対応して、２段の段付き形状となってい
る。

【００２８】キャリアアーム４２には、ベアリングを介
して摺動フォーク６０が結合されており、摺動フォーク
６０には摺動ロッド６２が固定されている。摺動ロッド
６２は、キャリア軸４０と平行に配置され、アウタスリ
ーブ４８に一体に設けられたガイド６４のガイド穴６６
内を貫通し、このガイド穴６６に沿って摺動可能となっ
ている。摺動ロッド６２の下端には、ばね座６８が設け
られ、このばね座６８とガイド６４の間に、摺動ロッド
６２を図中下方に付勢するばね７０が配置されている。
摺動ロッド６２の下端には、さらに従動ローラ７２が設
けられ、この従動ローラ７２は、ばね７０に付勢力によ
って常にレール７４に接触している。レール７４は、テ
ーブル２２の下方に、図３に示すように環状に配置さ
れ、後述するように所定の角度範囲で回動する。また、
図２における上下方向に高さの異なる進出面７６と退避
面７８と、これらの結ぶ二つの斜面８０を有している。
したがって、テーブル２２の回転に伴って、従動ローラ
７２は、レール７４上を移動し、その高低に倣って上下
する。この従動ローラ７２の上下運動に伴って、摺動ロ
ッド６２と摺動フォーク６０も上下し、さらにローラキ
ャリア３８も上下する。

【００２９】図４から図１１には、巻型２４に導線を巻
き付ける工程の詳細が示されている。これらの図におい
ては、図４に示すように、４つのローラキャリア３８を
区別するために、左下のものから右回りに添え符号-1,-
2,-3,-4を付し、さらに巻型２４の第２線部分２６、第
１線部分２８および押圧ローラ３６にも同様に添え符号
を付す。また、図４に示すように、テーブル２２の回転
中心で直交する二つの軸で４分割される領域を左下の領
域から左回りに領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄとして
以下説明する。

【００３０】まず、図４に示すように、導線１０の先端
がブラケット４４の先端に固定される。このときローラ
キャリア３８-1の押圧ローラ３６-1は、巻型２４から離
れた位置にあり、導線１０は巻型２４から離れた位置に
張られている。そして、ローラキャリア３８は、矢印Ｙ
1の方向に回転駆動される。この回転駆動は、前述のよ
うに、図示しない駆動源からの駆動力がギア５２に伝達
されることによって行われる。ローラキャリア３８-1が
図５に示す位置、すなわち押圧ローラ３６が巻型２４の
第１線部分２８-1に対向する位置まで回転すると、ロー
ラキャリア３８-1の回転が停止する。このとき導線１０
は、段付き形状の巻型２４の外形の大きい第１巻き付け
部３２に当接し、第２線部分２６-1の曲線形状に倣った
形状に成形される。

【００３１】次に、図５に示すように、巻型２４の第１
線部分２８-1と押圧ローラ３６-1により導線１０を挟ん
だ状態で、テーブル２２が図中矢印Ｙ2の方向に回転
し、ローラキャリア３８-1が領域Ｂに達する。この状態
が図６に示されている。このとき、ローラキャリア３８
-2は、領域Ａに来ている。導線１０は、第１線部分２８
-1に続く第２線部分２６-1にほぼ倣った状態となるが、
次の第２線部分２６-2からは離れた位置に張られてい
る。そして、ローラキャリア３８-1と同様に、ローラキ
ャリア３８-2が回転し、押圧ローラ３６-2により、第２
線部分２６-2に導線１０を倣わせる。この状態が図７に
示されている。

【００３２】さらに、テーブル２２が、矢印Ｙ4の方向
に、ローラキャリア３８-1が領域Ｃに達するまで回転す
る。このとき、ローラキャリア３８-3が領域Ａにあり、
先行するローラキャリア３８-1，３８-2と同様に回転し
て導線１０を巻型２４の第１線部分２８-3に当接させ
る。さらに、このとき第２線部分２６-1がハンマ４６に
対向する位置となっている。ハンマ４６は、図８に示す
後退位置から図９に示す進出位置へと進出し、第２線部
分２６-1に巻かれた導線１０を強打する。これによっ
て、この部分の導線１０と巻型２４の隙間をなくし、第
２線部分２６-1と、これに隣りあう第１線部分２８-1，
２８-2との角部の導線１０を確実に９０度とする。ハン
マ４６が退避した後、ローラキャリア３８-1が図中の矢
印Ｙ5の方向に回転し、図１０に示す状態となる。

【００３３】図１０の状態から、さらにテーブル２２が
矢印Ｙ6の方向に回転するが、このときローラキャリア
３８-1は、前述のレール７４の斜面８０に沿って図１０
中紙面奥方向に移動する。このローラキャリア３８の紙
面を貫く方向の動きについては、後述する。ローラキャ
リア３８-1が領域Ｄに達し、図１１に示す状態となる
と、ローラキャリア３８-4が領域Ａに入り、前回までと
同様、押圧ローラ３６-4が導線１０を巻型２４の第１線
部分２８-4に倣った形状に成形する。一方、第２線部分
２６-2に対応する導線１０を、前回と同様にハンマ４６
によって強打する。このとき、領域Ｃにあるローラキャ
リア３８-2が矢印Ｙ7の方向に回転し、導線１０の押圧
を解く。

【００３４】さらに、テーブル２２が矢印Ｙ8の方向に
回転する。このとき、ローラキャリア３８-1は、図の紙
面の奥方向に移動しているので、導線１０をくぐって領
域Ａに戻る。以上を所定回数繰り返すことによって、導
線１０が巻型２４に、この巻型２４の形状に倣って所定
回数巻回される。なお、巻型２４の外形の大きい第１巻
き付け部分３２に巻き付けた後、第２巻き付け部分３４
に巻き付けられる。

【００３５】図１２は、ローラキャリア３８の軸方向の
移動について説明するための図であり、環状のレール７
４を平面上に展開して示している。ローラキャリア３８
が領域Ａの中央部にある時には、従動ローラ７２はレー
ル７４の進出面７６にあり、押圧ローラ３６が巻型２４
に対向する位置となる。テーブル２２の回転に伴って、
従動ローラ７２はレール７４上を移動し、領域Ｃの中央
部までは、進出面７６上にある。この状態が図１３に示
されている。そして、従動ローラ７２は、領域Ｃの後半
に設けられている斜面８０を下ると退避面７８に当接
し、押圧ローラ３６は巻型２４より低い位置となり、こ
の位置は、巻き付けられる前の導線１０と干渉しない退
避位置である。図１３の状態からテーブル２２が約５０
度回転して図１４の状態になると、従動ローラ７２が退
避面７８の終端点に達し、上りの斜面８０に当接する。
この状態でテーブル２２をさらに回転させると、従動ロ
ーラ７２にレールの斜面８０が押されてともに回転し、
約４０度回転して、図１５の状態となる。また、図１２
にはこのときのレール７４の位置が破線で示されてい
る。ここでレール７４の回転範囲が終了し、レール７４
が元の位置すなわち図１３に示す位置まで逆転駆動され
る。これによって、従動ローラ７２は、その位置で斜面
８０を上り図１６の状態となったとき、進出面７６上に
来る。なお、ばね７０は、従動ローラ７２、すなわち摺
動ロッド６２やローラキャリア３８の上下の動きを確実
なものとするために、従動ローラ７２が常にレール７４
に当接するように付勢力を与えている。

【００３６】以上のように、テーブル２２の回転によっ
て、領域Ａに来た押圧ローラ３６と巻型２４の第１線部
分２８で、導線１０を挟んで成形し、ハンマ４６に対向
する位置に来た第２線部分２６に巻かれた導線１０をハ
ンマ４６で打ち、領域Ｃで押圧ローラ３６を退避させ、
領域Ａにおいて押圧ローラ３６を再び進出させる、とい
う動作を４組の押圧ローラ３６ごとに行い、これを所定
回数繰り返す。

【００３７】このようにして、巻型２４に巻かれた導線
１０を巻型から外すと、図１７に示す巻型２４に倣った
形状に形成されたコイル用素材８２が得られる。星形に
成形後、成形によって弱くなった導線１０の絶縁被膜の
絶縁耐力確保のために、焼鈍炉８４にて焼なましを行
う。焼きなましによる加熱により歪んで分子間結合力が
弱くなった絶縁被膜の分子間結合力が回復する。なお、
成形の際の加工硬化を打ち消すために成形後焼鈍炉８４
にてより高温長時間の焼きなましを行い、以後の工程に
おける加工性を確保することも好ましい。コイル用素材
８２は、巻型２４とほぼ同形の４つの足を持つ星形とな
る。星形の足の先端部分、およびこれを結ぶ股の部分の
名称については、巻型のそれと対応して、第１線部分８
８、第２線部分８６と以後称する。コイル用素材８２
は、図示するように、全体として閉じた略星形の形状と
なり、第１線部分８８は、閉じた形状の内側に向けて凸
の形状となっている。なお、本実施形態においては、巻
型２４が段付き形状であるため、これに対応してコイル
用素材８２も外側の部分と内側の部分が存在する。

【００３８】図１８から図２２には、前述のように作成
されたコイル用素材８２を、磁気コア９０に巻回し、コ
イルを形成する工程が示されている。なお、これらの図
においては、巻型の段付き形状に対応した外側と内側の
部分の区別を特にしないで説明する。磁気コア９０の磁
束発生方向に直交する断面の形状は、短辺９２と長辺９
４を有する長方形である。まず、図１８に示すように、
この磁気コア９０の短辺９２にコイル用素材８２の第２
線部分８６を合わせる。そして、コイル用素材９０の一
端を図中矢印のように伸ばして、コイル用素材の第１線
部分８８を磁気コアの長辺９４に当接させる。この状態
が図１９である。

【００３９】次に、コイル用素材の４つある第１線部分
８８のうち図１９中左下のものの導線１本を、図のよう
に伸ばしつつ、磁気コア９０の左側の長辺９４に下方よ
り当接させていく。図２０、図２１に示すように図中下
方から順次当接させていき、図２２に示す状態となる。
これによってコイルの一巻きが終了する。これを順次繰
り返して、磁気コア９０にコイル用素材を巻き付けてコ
イルが完成する。

【００４０】このコイルは、磁気コア９０の長辺９４
に、そりの与えられた第１線部分８８をその凸の側を磁
気コア９０側に向けた状態で、そりを伸ばしつつ当接さ
せて形成されている。したがって、導線自身の弾性によ
って磁気コア９０に自らが密着するようになり、コイル
が長辺の中間で膨らむことがない。また、コイル用素材
の第２線部分８６をハンマ４６で打ち、この部分の膨ら
みも除去しているので、いわゆるコイルエンド部分の膨
らみも少なくなりモータの軸方向の長さも抑制される。

【００４１】図２３から図２６には、磁気コア９０に巻
かれたコイルの断面形状の例が示されている。各図に
は、一つの磁気コア９０の半分が記載されており、図示
されない反対側は、図示されたものと略対称となってい
る。このようにコイルが形成された磁気コア９０を複数
個円環状に配置することで、モータのステータコアを形
成することができる。図２３と図２４は、導線１０を２
重に巻き付けてコイルを形成した例である。図２５は、
磁気コアのコイルが納まる部分であるスロットの高さに
ほぼ匹敵する程度に導線１０を変形させて、これを１回
ずつ重ねて巻き付けた例である。図２６は、巻付けは１
重にしてスロットの底部から順に巻き付けた例である。
これらの図に示される導線の断面形状となるように、断
面変形装置１２があらかじめ断面変形を行っている。な
お、コイルエンド部となるコイル用素材８２の第２線部
分８６の断面は、導線１０の基の形状である円形断面の
ままとし、屈曲などによる絶縁破壊を起こしにくくして
いる。

【００４２】なお、本実施形態において、巻型２４は、
足が４本の略星形としたが、足の本数が他の本数、たと
えば３本であってもよい。

【００４３】第２実施形態 図２７には、本発明にかかる第２実施形態のコイル用素
材の製造装置の概略構成が示されている。本実施形態
は、第１実施形態に対して断面変形装置１１２のみ異な
るものであり、その他の構成については同一の符号を付
し、その説明を省略する。本実施形態の断面変形装置１
１２は、プレスにより導線１０の断面変形させるもので
あって、導線１０を紙面の上下方向より挟持、押圧する
横プレス型１１４と、紙面を貫く方向より挟持、押圧す
る縦プレス型１１６を備えている。これらのプレス型１
１４，１１６によって導線１０の断面変形を行う。

【００４４】第３実施形態 図２８から図３２は、本発明にかかる第３実施形態を説
明するための図である。本実施形態においては、押圧ロ
ーラによっても導線１０の断面形状を変形させる。その
他の構成については、第１実施形態または第２実施形態
のものと同様であるので、説明を省略する。

【００４５】図２８に示すように、押圧ローラ１３６お
よび巻型１２４は、４段の段付き形状となっており、そ
の押圧面もやや斜めとなっている。図２９に示すように
コイル用素材の各線部分の導線を区別するために、導線
の符号１０の後に添え符号 -1〜 -16を付して説明す
る。図２９に示すように左上の第１線部分が導線１０-
1，１０-5，１０-9，１０-13などとなっている。これ
を、前述したように磁気コア９０に巻回すると、図３０
に示されるようになる。この図のように、導線１０-1〜
１０-16は、平行四辺形に類似する形状となっている。

【００４６】また、図３１に示すような、押圧ローラ２
３６および巻型２２４を採用することもできる。これら
によって作成されたコイル用素材を巻回すると図３２に
示されるようになる。

【００４７】押圧ローラ１３６，２３６による断面形状
の変形は、第１実施形態または第２実施形態の断面変形
装置１２，１１２の変形の後、さらに行っても良く、ま
た断面変形装置１２，１１２の縦ローラ１６、縦プレス
型１１６のみで変形された後、行っても良い。これら断
面変形にかかる装置および断面形状の選択は、コイルの
占積率や巻やすさ、断面変形の容易さなどを考慮して適
宜設定することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のコイル用素材の製造装置の第１実施
形態の概略構成図である。

【図２】 本実施形態のローラキャリア３８およびこれ
の周囲の構成の詳細図である。

【図３】 本実施形態のローラキャリア３８の軸方向移
動にかかる構成の詳細図である。

【図４】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２４
に巻き付ける動作の説明図である。

【図５】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２４
に巻き付ける動作の説明図である。

【図６】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２４
に巻き付ける動作の説明図である。

【図７】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２４
に巻き付ける動作の説明図である。

【図８】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２４
に巻き付ける動作の説明図である。

【図９】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２４
に巻き付ける動作の説明図である。

【図１０】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２
４に巻き付ける動作の説明図である。

【図１１】 本実施形態の動作、特に導線１０を巻型２
４に巻き付ける動作の説明図である。

【図１２】 本実施形態の動作、特にローラキャリアの
軸方向の移動動作の説明図である。

【図１３】 本実施形態の動作、特にローラキャリアの
軸方向の移動動作の説明図である。

【図１４】 本実施形態の動作、特にローラキャリアの
軸方向の移動動作の説明図である。

【図１５】 本実施形態の動作、特にローラキャリアの
軸方向の移動動作の説明図である。

【図１６】 本実施形態の動作、特にローラキャリアの
軸方向の移動動作の説明図である。

【図１７】 本発明の実施形態であるコイル用素材８２
の形状を示す図である。

【図１８】 本実施形態のコイル用素材８２を磁気コア
９０に巻き付ける動作の説明図である。

【図１９】 本実施形態のコイル用素材８２を磁気コア
９０に巻き付ける動作の説明図である。

【図２０】 本実施形態のコイル用素材８２を磁気コア
９０に巻き付ける動作の説明図である。

【図２１】 本実施形態のコイル用素材８２を磁気コア
９０に巻き付ける動作の説明図である。

【図２２】 本実施形態のコイル用素材８２を磁気コア
９０に巻き付ける動作の説明図である。

【図２３】 導線の断面形状の例を示す図である。

【図２４】 導線の断面形状の例を示す図である。

【図２５】 導線の断面形状の例を示す図である。

【図２６】 導線の断面形状の例を示す図である。

【図２７】 本発明のコイル用素材の製造装置の第２実
施形態の概略構成図である。

【図２８】 本発明のコイル用素材の製造装置の第３実
施形態を説明するための図である。

【図２９】 本発明のコイル用素材の製造装置の第３実
施形態を説明するための図である。

【図３０】 本発明のコイル用素材の製造装置の第３実
施形態を説明するための図である。

【図３１】 本発明のコイル用素材の製造装置の第３実
施形態を説明するための図である。

【図３２】 本発明のコイル用素材の製造装置の第３実
施形態を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 導線、１２，１１２ 断面変形装置、１８ 成形
前焼鈍装置、２０ 素材成形装置、２２ テーブル、２
４，１２４，２２４ 巻型、２６ 第２線部分、２８
第１線部分、３６，１３６，２３６ 押圧ローラ、３８
ローラキャリア、４０ キャリア軸、４２ キャリア
アーム、４６ ハンマ、７２ 従動ローラ、７４ レー
ル、７６ 進出面、７８ 退避面、８０ 斜面、８２
コイル用素材、８４ 成形後焼鈍炉、８６ 第２線部
分、８８ 第１線部分、９０ 磁気コア。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発生する磁束に略直交する断面が多角形
   である磁気コアに巻き付けられてコイルを形成するコイ
   ル用素材であって、当該コイル用素材は、導線を所定形
   状に巻き重ねて形成されたものであり、 前記所定形状は、 前記コイルの各辺の長さに各々略等しい長さの線部分
   が、前記コイルにおける各辺の配列順と同様に配列さ
   れ、前記多角形の辺の数より多い部分を有する、全体と
   して閉じた形状であり、少なくとも前記コイルの最も長
   い辺に対応する前記線部分は、前記所定形状の内側に凸
   となる形状である、コイル用素材。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコイル用素材であっ
   て、 前記磁気コアの断面は略長方形であり、 前記所定形状は、前記磁気コアの長辺に対応する第１線
   部分と、短辺に対応する第２線部分とが交互に配置され
   たものであり、 前記第１線部分と前記第２線部分の数は３以上かつ同数
   であり、第１線部分が内側に凸の形状である、コイル用
   素材。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のコイル用素材であっ
   て、少なくとも前記第１線部分の導線の断面形状は、コ
   イルに形成されたときに、前記導線の隙間が、導線の断
   面形状が円形であった場合より、少なくなる形状であ
   る、コイル用素材。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のコイル用素材であっ
   て、前記導線の断面形状が、巻き付けの回数ごとに異な
   る、コイル用素材。
5. 【請求項５】 発生する磁束に直交する断面が多角形の
   磁気コアに巻き付けられコイルを形成する導線を所定形
   状に成形したコイル用素材を得るコイル用素材の製造装
   置であって、 前記導線を前記所定形状に成形するために導線が巻き付
   けられる巻型であって、当該巻型の断面形状は、前記コ
   イルの各辺の長さに各々略等しい長さの線部分が、前記
   コイルにおける各辺の配列順と同様に配列され、前記多
   角形の辺の数より多い線部分を有し、少なくとも前記コ
   イルの最も長い辺に対応する前記線部分は、凹となる形
   状である、巻型と、 前記導線を前記巻型に、当該巻型の形状に倣って巻き付
   け、コイル用素材を得る成形手段と、を有するコイル用
   素材の製造装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のコイル用素材の製造装
   置であって、前記磁気コアの断面形状が略長方形であ
   り、前記巻型の形状が、前記磁気コアの長辺に対応する
   第１線部分と短辺に対応する第２線部分を交互に配置し
   たものであり、前記第１および第２線部分の数が３以上
   で、かつ同数であり、前記第１線部分が凹となる形状で
   ある、コイル用素材の製造装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のコイル用素材の製造装
   置であって、さらに前記巻型の第１線部分に対応する前
   記導線の断面形状を、前記コイル用素材をコイルに成形
   したときに、前記導線の隙間が、導線の断面形状が円形
   であった場合より少なくなる形状となるよう、変形させ
   る断面変形手段を有する、コイル用素材の製造装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のコイル用素材の製造装
   置であって、 前記断面変形手段は、少なくとも、前記導線が前記巻型
   に巻き付けられる以前に前記断面形状の変形を行う手段
   を含む、コイル用素材の製造装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載のコイル用素材
   の製造装置であって、前記断面変形手段は、前記導線の
   巻き付け位置および巻き付け回数に応じて、当該導線の
   断面形状を変更するための断面形状変更手段を有する、
   コイル用素材の製造装置。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載のコイル用素材の製造
    装置であって、前記断面変形手段は前記成形手段を含
    み、当該成形手段により、前記導線を前記巻型に巻き付
    ける際に、当該導線を巻型に押圧することによって当該
    導線の断面形状を変形させる、コイル用素材の製造装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のコイル用素材の製
    造装置であって、前記断面変形手段は、前記導線の巻き
    付け位置および巻き付け回数に応じて、当該導線の断面
    形状を変更するための断面形状変更手段を有し、当該断
    面形状変更手段は、前記導線を巻型に押圧する成形手段
    の押圧面と巻型の間隔を前記巻き付け位置巻き付け回数
    に応じて変化させるものである、コイル用素材の製造装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項６から１１のいずれかに記載の
    コイル用素材の製造装置であって、前記第２線部分は略
    直線であり、当該第２線部分に巻き付けられた導線を、
    略鉛直方向から打撃する打撃手段を有する、コイル用素
    材の製造装置。
13. 【請求項１３】 請求項５から１２のいずれかに記載の
    コイル用素材の製造装置であって、 前記成形手段は、前記巻型の凹形状を有する線部分ごと
    に少なくともひとつ配置されたローラを含み、 さらに、前記ローラと前記巻型を載置し、繰り出されて
    くる前記導線に対して回転するテーブルと、 繰り出されてくる前記導線と前記ローラが干渉しないよ
    うに、前記ローラを退避させる退避手段と、を有する、
    コイル用素材の製造装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のコイル用素材の製
    造装置であって、前記ローラはキャリアに支持され、前
    記巻型の凹形状を有する線部分は略円弧であり、前記キ
    ャリアは前記第１部分の略円弧の形成する平面に直交
    し、当該略円弧の中心を通る軸の回りに回動可能で、こ
    の回動により前記ローラを旋回させ、前記凹形状の線部
    分に沿って移動させる、コイル用素材の製造装置。
15. 【請求項１５】 請求項１から４のいずれかに記載のコ
    イル用素材の少なくともひとつの線部分を伸開する伸開
    工程と、 前記伸開された線部分を磁気コアの対応する辺に沿うよ
    うに当接させる巻き付け工程と、を含み、 前記巻き付け工程において、前記磁気コアに当接させる
    線部分が凸形状である線部分であるときには、凸の側を
    前記磁気コアに向けて当接させ、 前記伸開工程と、前記巻き付け工程を交互に繰り返し
    て、コイルを形成する、コイル形成方法。
16. 【請求項１６】 請求項２から４のいずれかに記載のコ
    イル用素材の前記第１線部分を、磁気コアの長辺に、当
    該第１線部分の凸の側が前記磁気コアに向き、第１線部
    分全体が前記磁極の辺に沿うように当接する第１工程
    と、 前記コイル用素材の第２部分を、前記磁極のモータ軸に
    直交する辺に沿うように当接する第２工程と、を含み、
    前記第１および第２工程を交互に繰り返して、モータコ
    アに巻回し、コイルを形成するコイル形成方法。