WO2021024538A1 - コイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法 - Google Patents

コイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法 Download PDF

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WO2021024538A1
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wire
coil winding
coil
bundle
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PCT/JP2020/011660
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水野　健
一将 伊藤
貴裕 水田
貴之 安盛
公康 古澤
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三菱電機株式会社
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    • H02K15/095—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors around salient poles
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • This application relates to a coil winding device, a coil winding method, and a method of manufacturing a rotary electric machine.
  • the winding method of rotary electric machines such as industrial and in-vehicle motors is the distributed winding method in which a coil is formed in advance and inserted into a groove called a slot of the stator core.
  • It is roughly divided into a centralized winding method in which winding is applied directly to each tooth of the core.
  • Patent Document 1 employs thinning and multi-conductors to suppress the skin effect, but the multiple conductors wound around the core piece are made of conductors due to the difference in position between the inner layer side and the outer layer side. There is a problem that a difference in length is created, which causes a difference in electrical resistance between the inner layer side and the outer layer side, a circulating current is generated with respect to a high frequency current, and the copper loss associated therewith increases.
  • this method has a problem that the coil having a dislocation portion cannot be continuously wound and the manufacturing process is complicated. Further, there is a problem that the coil cannot be directly wound around the winding frame, the core piece or the chuck jig.
  • the present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, in which a coil having a dislocation portion can be continuously wound, the manufacturing process is simple, and the coil is wound into a winding frame and a core piece.
  • the coil winding device disclosed in the present application is A bobbin wound with a bundle of conductors connected in parallel and bundled together, The nozzle that feeds out the bundled wire and A nozzle holder that holds the nozzle and A tensioner that applies tension to the bundle wire between the bobbin and the nozzle holder, A spindle shaft for winding the bundled wire drawn out from the nozzle is provided.
  • the nozzle holder A first insertion portion provided on the tensioner side of the nozzle holder, which allows the bundle wire to pass inside toward the spindle shaft side and regulates rotation of the bundle wire in the circumferential direction, and the first insertion portion.
  • a second insertion portion provided on the spindle shaft side of the insertion portion and capable of gripping and opening the bundled wire inserted inside.
  • the first insertion portion restricts the rotation of the bundle wire in the circumferential direction and the second insertion portion grips the bundle wire
  • at least one of the first insertion portion or the second insertion portion is said. It is provided with a rotation mechanism that rotates the bundled wire in the circumferential direction.
  • the coil winding method disclosed in the present application is described.
  • a coil winding method using the coil winding device A winding step of winding the bundled wire passing through the first insertion portion and the second insertion portion to any of the spindle shaft, the winding frame-shaped insulating portion mounted on the spindle shaft, and the split core.
  • the gripped bundle wire is released, and the batch dislocation portion formed on the bundle wire by the dislocation processing step is sent out to the spindle shaft side through the second insertion portion. It has a batch dislocation section delivery step.
  • the method for manufacturing a rotary electric machine disclosed in the present application is as follows. On the inner peripheral surface of the stator wound using the coil winding method, The outer peripheral surfaces of the rotor cores of the rotor are opposed to each other and arranged so as to be rotatable.
  • a coil having a dislocation portion can be continuously wound, the manufacturing process is simple, and the coil can be wound into a winding frame, a core piece, or a core piece. It is possible to provide a coil winding device that can be directly wound around a chuck jig, a coil winding method, and a method for manufacturing a rotary electric machine.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 1 This is another example of a cross-sectional view of a main part of the divided core according to the first embodiment. It is sectional drawing of the bundle wire which comprises the coil of Embodiment 1. FIG. It is sectional drawing of the bundle wire which comprises the coil of Embodiment 1. FIG. It is sectional drawing of the bundle wire which comprises the coil of Embodiment 1. FIG. It is sectional drawing of the bundle wire which comprises the coil of Embodiment 1. FIG. It is a figure explaining the batch dislocation part provided in the coil of Embodiment 1. FIG. It is a figure explaining the position which provides the batch dislocation part by Embodiment 1. FIG. It is a perspective view of the coil winding body (excluding the split core) according to Embodiment 1. FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a relationship between an insulating portion for a coil winding body and a coil according to the first embodiment. It is a conceptual diagram which shows the winding apparatus and coil manufacturing process by Embodiment 1.
  • FIG. It is a side view of the nozzle holder of the winding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view of the nozzle holder according to Embodiment 1.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • It is a side view of the upper collet which enables gripping and opening of a bundle wire by Embodiment 1.
  • FIG. It is a bottom view of the upper collet according to Embodiment 1. It is a top view of the upper collet according to the first embodiment.
  • FIG. 22 is a sectional view taken along the line CC of FIG. It is sectional drawing of the upper collet in the closed state by Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the upper collet in the open state by Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the nozzle holder in the open state of all collets according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the upper collet in FIG. 20, in which the chuck portion according to the first embodiment is closed and the bundled wire is gripped.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the upper collet in FIG. 27 in a state where the chuck portion according to the first embodiment is opened and the bundled wire is opened.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an upper collet in a state where the chuck portion according to the first embodiment is closed and the bundled wire shown in FIG. 10 is gripped.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an upper collet in a state where the chuck portion of FIG. 30 is opened and the bundled wire is opened.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an upper collet in a state where the chuck portion according to the first embodiment is closed and the bundled wire shown in FIG. 12 is gripped.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an upper collet in a state where the chuck portion of FIG. 32 is opened and the bundled wire is opened.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an upper collet in a state in which a chuck portion according to the first embodiment is closed and a bundle wire obtained by bundling seven conductors having a circular cross section is gripped.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an upper collet in a state where the chuck portion of FIG. 34 is opened and the bundled wire is opened. It is a figure which shows the transition state of the bundle line before and after the batch dislocation part processing process by Embodiment 1. It is sectional drawing of the nozzle holder which removed two upper collets and the member for driving them from the nozzle holder of FIG.
  • FIG. 37 is a plan view of the upper base of FIG. 37.
  • FIG. 1 is a perspective view of the rotary electric machine 100.
  • the circumferential direction X of the stator 10 is the first direction
  • the radial direction Y orthogonal to the first direction is the second direction
  • the axial direction Z orthogonal to the first direction and the second direction is the third direction.
  • the rotary electric machine 100 includes a stator 10 (armature) and a rotor (movable element) 20.
  • the rotor 20 is rotatably supported by a bearing (not shown) with the outer peripheral surface of the rotor core 20a facing the inner peripheral surface of the stator 10.
  • the rotational force of the rotor 20 is generated by the attractive force obtained by the magnetic field generated by the coil 4 of the stator 10 acting on the outer peripheral cylindrical surface of the rotor 20 or the permanent magnets arranged inside the rotor 20. ..
  • the rotary electric machine 100 is a so-called permanent magnet motor.
  • FIG. 2 is a perspective view of the linear motor 100R.
  • the linear motor 100R includes a stator 10R formed in a flat plate shape, and a mover 20R that floats on the stator 10R through a gap and moves linearly. That is, the tip of the tooth portion of the mover 20R faces the upper surface of the stator 10R.
  • the moving direction X of the mover 20R is the first direction
  • the protruding direction Y of the teeth portion orthogonal to the first direction is the second direction, the first direction and the direction Z orthogonal to the second direction.
  • the third direction is the first direction
  • the linear motor 100R uses the same principle as the generation of the rotational force of the rotor 20 described above. That is, the propulsive force of the mover 20R (armature) is such that the suction force generated by the coil 4R of the mover 20R is provided on the upper surface of the stator 10R at equal intervals in the moving direction X and in the protruding direction Y. It is obtained by acting on a permanent magnet 10M provided on the protruding convex portion 10Rt.
  • the major difference between the rotary electric machine 100 and the linear motor 100R is that the stator 10 which is an armature does not move in the rotary electric machine 100, whereas the mover 20R which is an armature moves in the linear motor. Further, in the rotary electric machine 100, a plurality of coil winding bodies (details will be described later) constituting the stator 10 which is an armature are combined in an annular shape, whereas in the linear motor 100R, the armature is used. The point is that a plurality of coil winding bodies constituting a certain mover 20R are linearly combined.
  • FIG. 3 is a perspective view of the stator 10.
  • FIG. 4 is a perspective view of the coil winding body 10A constituting the stator 10.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the insulating portion 21 is attached to the split core 11.
  • FIG. 6 is an exploded view of FIG.
  • FIG. 7 is a flow chart showing a manufacturing process of the stator 10.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 9 is another example of a cross-sectional view of a main part of the divided core 11.
  • the armature will be described mainly by taking the rotary electric machine 100 as an example.
  • the principle of driving the rotary electric machine 100 and the linear motor 100R is the same, and the present application applies to the rotary electric machine and the linear motor. Applicable to both.
  • the stator 10 is composed of 12 coil winding bodies 10A combined in an annular shape.
  • the number of coil winding bodies 10A is not limited to this, and the stator 10 can be configured by any number required by the characteristics of the rotary electric machine 100.
  • the coil winding body 10A includes a split core 11, two insulating portions 21, and a coil 4.
  • the split core 11 is a laminated core in which electromagnetic steel sheets, which are magnetic plate materials, are laminated in the axial direction Z.
  • each of the divided cores 11 is peripheral from the divided yoke portion 11y, the teeth portion 11t protruding inward in the radial direction from the split yoke portion 11y, and the tip of the teeth portion 11t in the radial direction Y.
  • a shoe portion 11s protruding in the direction X is provided.
  • a coil 4 is centrally wound around the teeth portion 11t of the split core 11 via two insulating portions 21 mounted from both sides in the axial direction of the split core 11. Both ends of the coil 4 are terminal portions 41.
  • the insulating portion 21 electrically insulates the divided core 11 and the coil 4.
  • the coil winding body 10A has a structure in which a magnet wire is wound around the teeth portion 11t of the split core 11 via the insulating portion 21.
  • the coil winding body of the mover 20R of the linear motor 100R shown in FIG. 2 has the same configuration.
  • the end face on the upper side of the paper surface is one end surface
  • the end face on the lower side of the paper surface is the other end surface
  • the first insulating portion 21 is an upper half of the one end surface of the split core 11 in the axial direction Z and the inner peripheral surface of the two slots S of the split core 11 in the axial direction Z (the inner peripheral surface of the split yoke portion 11y and the teeth). The side surface of the portion 11t in the circumferential direction X and the outer peripheral surface of the shoe portion 11s) are covered.
  • the second insulating portion 21 is the lower half of the other end surface of the split core 11 in the axial direction Z and the inner peripheral surface of the two slots S of the split core 11 in the axial direction Z (the inner peripheral surface of the split yoke portion 11y). And the side surface of the tooth portion 11t in the circumferential direction X and the outer peripheral surface of the shoe portion 11s).
  • the two insulating portions 21 are inserted along the inner peripheral surface of the slot S from two vertical directions in the axial direction Z, respectively.
  • step S1-1 split core manufacturing step
  • At least two plastically processed concave portions 12r and convex portions 12p are provided at appropriate positions of the iron core pieces 11p, and the iron core pieces 11p laminated in the axial direction Z are connected to each other. Fits and sticks.
  • an electromagnetic steel sheet having an adhesive layer 13 capable of adhering by melting and solidifying by heat is used on the surface of the electromagnetic steel sheet in which the iron core piece 11p is punched out in advance. Can be done.
  • the fixing method is not limited to this.
  • the insulating portion 21 is manufactured in a process separate from the split core manufacturing process (step S1-2: insulating portion manufacturing process).
  • step S2 the split core assembly step.
  • the prepared split core 11 and the two insulating portions 21 are combined.
  • step S3 coil winding step (details will be described later)).
  • step S4 12 coil winding bodies 10A are combined in an annular shape as shown in FIG.
  • This step includes a step for maintaining the posture of the coil winding bodies 10A arranged in an annular shape.
  • the stator 10 shown in FIG. 3 is obtained through a process of welding the circumferential ends of the split yoke portions 11y of the adjacent split cores 11 to each other.
  • connection step (step S5) the terminal portion 41 of each coil 4 is connected to form a circuit for realizing the function of the stator 10.
  • FIGS. 10 to 12 are cross-sectional views of the bundled wire 42 constituting the coil 4 of the first embodiment.
  • the bundled wire 42 is a so-called para-wire composed of a plurality of insulating coated conductors 43 connected and bundled in parallel.
  • As the conductor 43 constituting the bundled wire 42 any of the conductors shown in FIGS. 10 to 12 may be used.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a batch dislocation portion 48 provided in the coil 4.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a position where the batch dislocation portion 48 shown in FIG. 13 is provided.
  • the conductor 43 is a square line shown in FIG. 10 having a circular cross section perpendicular to the longitudinal direction, and a square square line shown in FIG. 11 having a side length a having a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the surface of the conductor 43 is usually covered with an insulating coating 44 such as an enamel layer, and various types of the thickness t of the insulating coating 44 are provided by the manufacturer depending on the withstand voltage specification.
  • some coils have an adhesive layer on the outside of the insulating coating 44 in order to heat the coil 4 after winding and self-fuse it to maintain its shape.
  • the outer circumference of the bundle wire 42 may be taped with an insulating tape 46.
  • a coil in which a plurality of conductors 43 having a round wire, a square wire, a square cross section, or a rectangular cross section are bundled and wound in a concentrated manner is targeted.
  • the coil 4 is provided with the batch dislocation portions 48 shown in FIG. 13 in which the bundle wires 42 are partially twisted at both ends in the axial direction Z.
  • the bulge of the twisted portion of the bundle wire 42 does not exist in the adjacent slots S. Therefore, it is possible to maintain a high space factor of the coil 4 in the slot S.
  • the batch dislocation portion 48 in which the bundled wire is twisted by 180 ° is provided at at least one position or more of the coil 4, so that the coil is rotated by the phase difference and the potential difference due to the skin effect described above.
  • the increase in loss of the electric machine 100 can be suppressed.
  • the batch dislocation portion 48 is arranged so as to be located between the two terminal portions 41, that is, at both ends in the axial direction of the coil winding body, but the position of the batch dislocation portion 48 is not limited to this. It is possible to provide. For example, if the above-mentioned decrease in coil space factor is allowed, the portion of the coil 4 close to the adjacent coil winding body 10A may be used.
  • FIG. 15 is a perspective view of the coil winding body 10B (excluding the split core).
  • the coil winding body 10B is a modified example of the coil winding body 10A.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view showing the relationship between the insulating portion 21B for the coil winding body 10B and the coil 4.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram showing the winding device 60 and the coil manufacturing process. In the coil winding body 10A described above, two insulating portions 21 were used, but in the coil winding body 10B shown in FIG. 14, one insulating portion 21B having a winding frame shape is used.
  • each bobbin 61 is wound with a bundled wire 42 in which each conductor 43 as shown in FIGS. 10 to 12 is bundled and self-fused.
  • the bundle wire 42 is fed out from a plurality of nozzles 64 held in the nozzle holder 65 (details will be described later) via a tensioner 62 for controlling the tension around the bundle wire 42.
  • the chuck jig 67 is used to insert the chuck jig 67 into the inner cylinder portion 21Bin inside the winding frame-shaped insulating portion 21B and fix it.
  • a plurality of insulating portions 21B can be mounted on the spindle shaft 67C of the chuck jig 67.
  • the chuck jig 67 is rotatably supported at both ends in the axial direction by the winding frame stage 68.
  • Either the winding frame stage 68 or the nozzle holder 65 is provided with a linear motion mechanism that reciprocates in the direction of the arrow U.
  • the center of rotation of the chuck jig 67 is a line connecting the centers of a plurality of insulating portions 21B mounted on the chuck jig 67.
  • a plurality of insulating portions 21B are fixed to the chuck jig 67, and the insulating portions 21B are rotated around the above-mentioned rotation center by the rotational power 66 of the motor or the like as shown by the arrow Q, and at the same time, the linear motion mechanism is operated.
  • the bundled wire 42 can be wound around the plurality of insulating portions 21B at the same time from the bobbin 61 via the tensioner 62 and the nozzle 64.
  • the coil shape accuracy can be maintained even if the formed coil 4 is removed from the chuck jig 67. Therefore, heat treatment for self-fusion and peeling of the insulating coating on the end wire of the coil are performed. It has the advantage of being easier to do.
  • the shape of the outer peripheral surface of the chuck jig 67 is the same as the shape of the inner cylinder portion 21Bin of the coil 4, except that the coil 4 is wound around the insulating portion 21B as described above. If so, it is possible to form only the coil 4 provided with the batch dislocation portion 48.
  • FIG. 17 has described a winding device 60 having three nozzles. From FIG. 18 onward, due to space limitations, two nozzle configurations will be described. It is assumed that there are no restrictions on the number of nozzles, that is, the number of coils that are wound at the same time, and the necessity of a winding frame-shaped insulating portion.
  • FIG. 18 is a side view of the nozzle holder 65 of the winding device 60.
  • FIG. 19 is a top view of the nozzle holder 65.
  • the nozzle holder 65 includes an upper base 71 and a lower base 72.
  • the upper base 71 and the lower base 72 are stretchably supported by the four posts 73 and the oil-free bush 74 only in the longitudinal direction of the bundling wire 42, so that the distance between the upper base 71 and the lower base 72 can be expanded and contracted. ..
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the upper base 71 on the tensioner 62 side includes two upper collets 77a1 and 77b1 (first insertion portions) that penetrate the upper base 71 vertically and vertically, and collet rings 78a1 and 78b1 that open and close the upper collets 77a1 and 77b1. It is provided with a motor 79u as a power source for rotating the upper collet 77a1 and the upper collet 77b1 in the circumferential direction of the bundle wire 42.
  • two lower collets 77a2 and 77b2 (second insertion portions) and lower collets 77a2 and 77b2 that penetrate the lower base 72 vertically on the paper surface are provided on the lower base 72 on the spindle shaft 67C side forming the coil 4.
  • the collet rings 78a2 and 78b2 to be opened and closed, and the motor 79d as a power source for rotating the lower collet 77a2 and the lower collet 77b2 in the circumferential direction of the bundle wire 42 are provided.
  • the upper collet 77a1 and the lower collet 77a2 form a pair, and the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2 form a pair.
  • the upper collets 77a1 and 77b1 and the lower collets 77a2 and 77b2 have the same shape (however, the inner diameters are different) and are installed upside down.
  • the bundled wire 42 passing through the upper collet 77a1 passes through the lower collet 77a2, and similarly, the bundled wire 42 passing through the upper collet 77b1 passes through the lower collet 77b2. Pass.
  • the upper collet 77a1 and the upper collet 77b1 are supported by the upper base 71 via a bearing BA (bearing portion), respectively. Further, both the lower collet 77a2 and the lower collet 77b2 are supported by the lower base 72 via a bearing BA (bearing portion), respectively. Therefore, the collets 77a1 to 77b2 are rotatable about their axes. The lower ends of the lower collet 77a2 and the lower collet 77b2 correspond to the nozzle 64 in FIG.
  • the driving force of the motor 79u is transmitted to the upper collets 77a1 and 77b1 by the timing pulleys 71u1 to 71u3 and the timing belt 72u (power transmission unit).
  • the driving force of the motor 79d is transmitted to the lower collets 77a2 and 77b2 by the timing pulleys 71d1 to 71d3 and the timing belt 72d.
  • the motor 79u, the timing pulleys 71u1 to 71u3, and the timing belt 72u are one of the rotating mechanisms 7uR that forms the batch dislocation portion 48 on the bundled wire 42, and the motor 79d, the timing pulleys 71d1 to 71d3, and the timing belt 72d are the bundled wire 42.
  • the other rotation mechanism 7dR that forms the batch dislocation portion 48.
  • FIG. 20 shows a state in which the distance between the upper base 71 and the lower base 72 is extended by the air cylinder 75, and all the collets 77a1 to 77b2 are closed so that the bundle wire 42 can be gripped or gripped. is there.
  • FIG. 21 is a side view of the upper collet 77a1 that enables gripping and opening of the bundle wire 42. Since all the collets used in the winding device 60 have the same shape, the upper collet 77a1 will be mainly described as an example.
  • FIG. 22 is a bottom view of the upper collet 77a1.
  • FIG. 23 is a top view of the upper collet 77a1.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • the collets 77a1 to 77b2 guide the bundled wire 42 when the coil 4 is wound, hold the bundled wire 42 at a predetermined position, and rotate the bundled wire 42 in the circumferential direction to form a batch dislocation portion 48. It is a member.
  • the upper collet 77a1 is connected to a tubular portion 771 having a cylindrical cavity inside and one end of the tubular portion 771, and the outer diameter is expanded and contracted to expand and contract the bundle wire 42. Consists of a chuck portion 772 that can grip and open. The cavity in the chuck portion 772 is substantially equal to the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the bundled wire passing through the inside. Therefore, the upper collet 77a1 shown in FIG. 22 is a collet for the bundle line 42 having a square cross section.
  • the outer peripheral surface 771out of the tubular portion 771 is rotatably supported by the upper base 71 of the nozzle holder 65 via a bearing.
  • the outer peripheral surface 772out of the chuck portion 772 has a tapered shape in which the outer diameter decreases toward the tubular portion 771 side.
  • the chuck portion 772 is provided with a slit SL extending in the axial direction of the upper collet 77a1, and the slit SL extends to a predetermined range on the tubular portion 771 side.
  • the chuck portion 772 By expanding and contracting (opening and closing) the chuck portion 772 in the radial direction with a collet ring described later, it is possible to pass through the bundled wire 42 inserted inside or to grip the bundled wire 42.
  • the portion that grips the bundle wire 42 is only the chuck portion 772.
  • the surface of the portion in contact with the bundled wire 42 is wrapped so as not to damage the layer that insulates and protects the surface of the bundled wire 42. And finished in a mirror surface.
  • a plate material made of a high-hardness substance that is harder than the main body of the chuck portion 772 and has high wear resistance is attached to the portion.
  • the internal space of the tubular portion 771 is a circle whose cross section perpendicular to the longitudinal direction is larger than the maximum diameter of the bundled wire 42.
  • FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 77a1 in the closed state.
  • FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 77a1 in the open state.
  • the upper collet 77a1 is inserted into a collet ring 78a1 whose inside is hollowed out in a tapered shape from the tubular portion 771 side, and is rotatably supported by the upper base 71 via a bearing BA. There is.
  • the inner peripheral surface 78in of the collet ring 78a1 has a tapered shape with a smaller outer diameter on the upper base 71 side, and is formed along the inclination of the outer peripheral surface 772out of the chuck portion 772 of the upper collet 77a1.
  • a string-wound spring SP is passed through the outer circumference of the tubular portion 771 of the upper collet 77a1 in a state of being urged to some extent.
  • One end of the string winding spring SP is in contact with the upper surface of the collet ring 78a1, and the other end is in contact with the lower surface of the upper base 71.
  • the upper collet 77a1 can rotate about the axis of the tubular portion 771, but the upper collet 77a1 cannot move in the vertical direction on the paper surface with respect to the upper base 71.
  • the moving objects are the collet ring 78a1 and the string winding spring SP. That is, the collet ring 78a1 can move in the axial direction of the bundled wire 42 passing through the upper collet 77a1.
  • the state of FIG. 25 is the state in which the string winding spring SP is most extended
  • the state of FIG. 26 is the state in which the string winding spring SP is most contracted.
  • the tapered inner peripheral surface 78in of the collet ring 78a1 is the outer peripheral surface 772out of the chuck portion 772.
  • the width of the slit SL of the chuck portion 772 is in the original state, and the chuck portion 772 is open.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of the nozzle holder 65 with all collets 77a1 to 77b2 open. Compared with FIG. 20, which shows a state in which all collets 77a1 to 77b2 are closed, in FIG. 20, the collet ring 78a1 and the collet ring 78a2 are separated from each other, and the collet ring 78b1 and the collet ring 78b2 are also separated from each other. On the other hand, in FIG. 27, it can be seen that the collet ring 78a1 and the collet ring 78a2 are in contact with each other, and the collet ring 78b1 and the collet ring 78b2 are in contact with each other.
  • An air cylinder 75 is used to connect and separate the vertically paired collet rings 78a1 and 78a2 and the vertically paired collet rings 78b1 and 78b2.
  • By driving the air cylinder 75 the distance between the upper base 71 and the lower base 72 is reduced, and the collet ring 78a1 and the collet ring 78a2 and the collet ring 78b1 and the collet ring 78b2 are brought into contact with each other to open the chuck portion 772.
  • the distance between the upper base 71 and the lower base 72 is extended, and the collet ring 78a1 and the collet ring 78a2 and the collet ring 78b1 and the collet ring 78b2 are separated to close the chuck portion 772.
  • FIG. 28 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 77b1 in FIG. 20 in a state where the chuck portion 772 is closed and the bundle wire 42 is gripped.
  • the bundle line 42 is a bundle line having a square cross section perpendicular to the axial direction, as shown in FIG. Therefore, the cross-sectional shape of the inner peripheral surface 772in of the chuck portion 772 of the upper collet 77b1 that is perpendicular to the axial direction is also substantially square, and slits SL are provided at the four vertices in the cross section.
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view of the lower collet 77b2 in FIG. 27 in a state where the chuck portion 772 is opened and the bundle wire 42 is opened.
  • the length of one side of the bundled wire 42 is d
  • the length of one side (opening width) of the inner peripheral surface of the chuck portion 772 in the cross section shown in FIG. 29 is the length c.
  • the chuck portion 772 In the open state of each collet, regarding the upper collet 77b1, the chuck portion 772 does not grip the bundle wire 42, but the bundle wire 42 is in the circumferential direction inside the chuck portion 772 regarding the relationship between the length d and the length c.
  • the dimensional relationship should be such that it does not rotate. Therefore, with respect to the upper collet 77b1, the chuck portion 772 may actually be closed more than the opening state of the lower collet 77b2 shown in FIG. 29.
  • the opening width c of the lower collet 77b2 is larger than the maximum diameter ⁇ of the bundled wire 42.
  • the opening width c for gripping the bundle wire 42 when the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2 are closed is determined by the slit width e.
  • the collet ring 78b1 (the collet ring 78a1 in the figure is the same) rotates together with the inner ring BAin of the bearing BA that supports the upper collet 77b1 and also supports the collet ring 78b1. Since the string-wound spring SP also rotates together with the inner ring BAin of the bearing BA, the opening and closing of the upper collet 77b1 and its rotation can be freely combined.
  • FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 277b1 in a state where the chuck portion 2772 is closed and the bundle wire 42 shown in FIG. 10 is gripped.
  • FIG. 31 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 277b1 in a state where the chuck portion 2772 of FIG. 30 is opened and the bundle wire 42 is opened. In the case of the bundled wire 42 in which three conductors 43 having a circular cross section shown in FIG.
  • the bundle line 42 can be guided by making the cross section of the inner circumference triangular, and the bundle line 42 can be gripped as shown in FIG.
  • FIG. 32 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 377b1 in a state where the chuck portion 3772 is closed and the bundle wire 42 shown in FIG. 12 is gripped.
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 377b1 in a state where the chuck portion 3772 of FIG. 32 is opened and the bundle wire 42 is opened.
  • the bundle line 42 in which three conductors 43 having a rectangular cross section shown in FIG. 12 are bundled, four slits SL are provided in the chuck portion 3772 as shown in FIG. 32 and divided into four in the circumferential direction. Then, the bundle line 42 can be guided by making the cross section of the inner circumference rectangular, and the bundle line 42 can be gripped as shown in FIG. 32.
  • FIG. 34 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 477b1 in a state where the chuck portion 4772 is closed and the bundle wire 42 in which seven conductors 43 having a circular cross section are bundled is gripped.
  • FIG. 35 is a schematic cross-sectional view of the upper collet 477b1 in a state where the chuck portion 4772 of FIG. 34 is opened and the bundle wire 42 is opened.
  • the chuck portion 4772 is provided with six slits and divided into six in the circumferential direction. Then, the bundle wire 42 can be guided by making the cross section of the inner circumference hexagonal, and the bundle wire 42 can be gripped as shown in FIG. 34.
  • FIG. 36 is a diagram showing a transition state of the bundled wire 42 before and after the batch dislocation portion processing step.
  • FIG. 36 is a perspective view seen from the tensioner 62 side.
  • Step S3-1 (winding step) shown in FIG. 36 is a state before processing the batch dislocation portion 48. In this step, the batch dislocation portion 48 is not processed on the bundled wire 42, and the bundled wire 42 is wound around the rotating frame-shaped insulating portion 21B to sequentially form the coil 4. ..
  • the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2 are open and have an opening width so that the arrangement of the conductors 43 is not disturbed in the space surrounded by the chuck portion 772 even when the bundle wire 42 is not gripped. It guides the line 42.
  • the next step S3-2 is a step of forming the batch dislocation portion 48.
  • the winding frame-shaped insulating portion 21B has stopped rotating.
  • the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2 grip the bundle wire 42, and then rotate both or one of the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2 to form the bundle wire 42. Rotate 180 °. The direction of rotation of the collet does not matter.
  • the batch dislocation portion 48 is characterized in that it is formed between the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2.
  • the distance between the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2, which serve as fulcrums and / or power points, can be made constant and short in order to twist the bundle wire 42 by 180 ° to give plastic deformation and surely form the batch dislocation portion 48.
  • the coil 4 is wound around the winding frame-shaped insulating portion 21B, but this is not limited to this, and the split core 11 before winding is gripped by the mechanism of the chuck jig 67 of FIG.
  • it can be applied to a method of forming a single coil by directly winding the bundled wire 42 around the spindle shaft 67C without passing through the insulating portion 21B.
  • the power for rotating the collet is not limited to the motors 79u and 79d in FIG. 18, but if the collets 77a1 to 77b2 holding the bundle wire 42 can be rotated and the bundle wire 42 can be twisted to form the batch dislocation portion 48, the power is generated. Is unquestioned.
  • Step S3-3 (batch dislocation portion sending step) in FIG. 36 is a step of passing the formed batch dislocation portion 48 through the lower collet 77b2 and sending it out.
  • the figure shows a state immediately before the batch dislocation portion 48 is wound around the insulating portion 21B.
  • the upper collet 77b1 releases the bundled wire 42 held by the upper collet 77b1 and the lower collet 77b2 in order to restart the winding of the coil 4.
  • the lower collet 77b2 is opened so that the opening width of the lower collet 77b2 is larger than the maximum diameter ⁇ of the bundled wire 42.
  • FIG. 37 is a schematic cross-sectional view of the nozzle holder 65B in which the upper collet 77a1 and the upper collet 77b1 and the members for driving them are removed from the nozzle holder 65 of FIG.
  • FIG. 38 is a plan view of the upper base 71B.
  • the nozzle holder 65B includes only the lower collets 77a2 and 77b2, and does not provide the upper collet.
  • the upper base 71B is provided with a guide hole H having a cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the bundle wire 42 and a substantially similar shape.
  • the guide hole H (first insertion portion) in FIG. 38 is a hole for a bundled wire 42 in which three conductors 43 having a circular cross section shown in FIG. 10 are bundled.
  • the guide hole H has a substantially triangular shape, and the bundled wire 42 is a hole that can pass through without resistance but can regulate rotation in the circumferential direction. In such a configuration, if the bundled wire is gripped by the lower collet 77b2 and rotated 180 degrees in the circumferential direction, the batch dislocation portion 48 described with reference to FIG. 20 between the upper base 71B and the lower collet 77b2. Can be formed.
  • the coil winding method, and the method for manufacturing a rotary electric machine when winding a coil using a bundle wire in which conductors having various cross-sectional shapes are connected in parallel. Since the batch dislocation portion can be formed while winding the coil without interruption, the productivity of the coil is high. Further, when the above-mentioned batch dislocation portion is provided on the bundled wire, by narrowing the distance between the upper and lower collets that serve as the fulcrum and the force point, the elastic force such as the springback of the bundled wire and the force acting in the direction opposite to the twisting direction. It is possible to suppress quality non-uniformity such as variations in the pitch and angle of the batch dislocation portions caused by the above.
  • the split core before winding, the winding frame-shaped insulating portion, or the chuck jig capable of directly locking the coil can be detached from the spindle shaft 67C, for example, a plurality of coils can be put together. Heating and end treatments for self-fusion can also be performed. As a result, productivity can be improved, energy can be saved, and yield can be expected to be improved.

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Abstract

コイルの巻線装置（６０）のノズルホルダ（６５Ｂ）は、テンショナ（６２）側に、束線（４２）を、スピンドル軸（６５Ｃ）側に内側を通過させると共に束線（４２）の周方向への回転を規制可能な第一挿入部（７７ｂ１）と、第一挿入部（７７ｂ１）のスピンドル軸（６５Ｃ）側に、内側に挿入された束線（４２）に対する把持および開放が可能な第二挿入部（７７ｂ２）と、第一挿入部（７７ｂ１）が束線（４２）の周方向への回転を規制し、第二挿入部（７７ｂ２）が束線を把持した状態において、第一挿入部（７７ｂ１）又は第二挿入部（７７ｂ２）の少なくとも一方を束線（４２）の周方向に回転させる回転機構（７ｕＲ、７ｄＲ）とを備える。

Description

コイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法
　本願は、コイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法に関する。
　産業用、車載用モータ等の回転電機の巻線方式は、固定子に巻線を施す方法の違いから、予めコイルを形成して固定子鉄心のスロットと呼ばれる溝に挿入する分布巻線方式と、コアの個々のティースに直接巻線を施す集中巻線方式とに大別される。
　これらの回転電機には、小型化、高速化、使用速度範囲の広範囲化が求められている。
この観点から、分布巻線方式に対し、コイルの周長を大幅に短縮でき、太い電線を高密度に巻き付けることによって巻線抵抗を低減することができる集中巻線方式のモータの需要が高まっている。集中巻き方式のモータは、分布巻線方式の回転電機と比較してモータの効率が高い。
　これら産業用、車載用モータ等の回転電機を、更に小型化、高速化し、使用速度範囲を拡大するためには、モータの駆動電圧、電流を更に高めて、モータを大容量化し、また、駆動周波数を高周波化する必要がある。しかしながら、モータの駆動周波数の高周波化には、コイルに生じる表皮効果によってコイルの電気抵抗が増加するという課題がある。この対策として、コイルに用いる導体の断面積を維持しながら細線化し、多導体化する方法（所謂パラ巻線）が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５５２５０６９号公報（段落番号００１５～００３５、図１）
　まず、特許文献１では、表皮効果抑制のための細線化および多導体化を採用しているが、コア片に巻き回す複数本の導体には、内層側と外層側の位置の違いによる導体の長さの差が生まれ、これによって、内層側と外層側において電気抵抗の差が生じ、高周波電流に対し循環電流が発生し、これに伴う銅損が増加するという課題があった。
　この課題に対し同文献では、巻き回す中心が異なる２つのコイルを８の字状に連続して形成し、その後、内層と外層が入れ替わるように、コイルの渡り部をねじって２つのコイル同士を重ね合わせ１つのコイルとする技術を提案している。
　しかし、この方法では、転位部を有するコイルを連続して巻回することができず、製造工程が煩雑であるという課題があった。さらに、コイルを巻枠、コア片或いはチャック治具に直接巻き回すことができないという課題があった。
　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、転位部を有するコイルを連続して巻回することができ、製造工程が簡素で、コイルを巻枠、コア片或いはチャック治具に直接巻き回すことも可能なコイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。
　本願に開示されコイルの巻線装置は、
並列に接続され束ねられた複数の導体からなる束線を巻き付けたボビンと、
前記束線を繰り出すノズルと、
前記ノズルを保持するノズルホルダと、
前記ボビンと前記ノズルホルダとの間で前記束線に張力を与えるテンショナと、
前記ノズルから繰り出された前記束線を巻き取るスピンドル軸とを備え、
前記ノズルホルダは、
前記ノズルホルダの前記テンショナ側に設けられた、前記束線を前記スピンドル軸側に向かって内側を通過させると共に、前記束線の周方向への回転を規制可能な第一挿入部と、前記第一挿入部の前記スピンドル軸側に設けられた、内側に挿入された前記束線に対する把持および開放が可能な第二挿入部と、
前記第一挿入部が前記束線の周方向への回転を規制し、前記第二挿入部が前記束線を把持した状態において、前記第一挿入部又は前記第二挿入部の少なくとも一方を前記束線の周方向に回転させる回転機構とを備えるものである。
　また、本願に開示されコイルの巻線方法は、
前記コイルの巻線装置を用いるコイルの巻線方法であって、
前記第一挿入部と前記第二挿入部を通過する前記束線を、前記スピンドル軸、前記スピンドル軸に装着した巻枠状の絶縁部、分割コアのいずれかに巻線する巻線工程と、
前記巻線工程を中断し、少なくとも前記第二挿入部によって前記束線を把持した状態で前記束線を周方向に回転させる転位加工工程と、
前記転位加工工程の後、把持している前記束線を開放して、前記転位加工工程によって前記束線に形成した一括転位部を、前記第二挿入部の中を通して前記スピンドル軸側に送出する一括転位部送出工程とを有するものである。
　また、本願に開示される回転電機の製造方法は、
前記コイルの巻線方法を用いて巻線した固定子の内周面に、
回転子の回転子鉄心の外周面を対向させて、回転可能に配置するものである。
　本願に開示されるコイルの巻線装置およびコイルの巻線方法によれば、転位部を有するコイルを連続して巻回することができ、製造工程が簡素で、コイルを巻枠、コア片或いはチャック治具に直接巻き回すことも可能なコイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法を提供することができる。
実施の形態１による回転電機の斜視図である。 実施の形態１によるリニアモータの斜視図である。 実施の形態１による固定子の斜視図である。 実施の形態１による固定子を構成するコイル巻装体の斜視図である。 実施の形態１による分割コアに絶縁部を取り付けた状態を示す斜視図である。 図５の分解図である。 実施の形態１による固定子の製造工程を示すフロー図である。 図６のＡ－Ａ断面図である。 実施の形態１による分割コアの要部断面図の他の例である。 実施の形態１のコイルを構成する束線の断面図である。 実施の形態１のコイルを構成する束線の断面図である。 実施の形態１のコイルを構成する束線の断面図である。 実施の形態１のコイルに設ける一括転位部を説明する図である。 実施の形態１による一括転位部を設ける位置を説明する図である。 実施の形態１によるコイル巻装体（分割コアを除く）の斜視図である。 実施の形態１によるコイル巻装体用の絶縁部とコイルとの関係を示す分解斜視図である。 実施の形態１による巻線装置とコイル製造工程を示す概念図である。 実施の形態１による巻線装置のノズルホルダの側面図である。 実施の形態１によるノズルホルダの上面図である。 図１９のＢ－Ｂ断面図である。 実施の形態１による束線の把持と開放を可能にする上コレットの側面図である。 実施の形態１による上コレットの下面図である。 実施の形態１による上コレットの上面図である。 図２２のＣ－Ｃ断面図である。 実施の形態１による閉じた状態の上コレットの断面模式図である。 実施の形態１による開いた状態の上コレットの断面模式図である。 実施の形態１による全てのコレット開いた状態のノズルホルダの断面図である。 実施の形態１によるチャック部を閉じて束線を把持した状態にある、図２０における上コレットの断面模式図である。 実施の形態１によるチャック部を開いて束線を開放した状態にある、図２７における上コレットの断面模式図である。 実施の形態１によるチャック部を閉じて図１０に示す束線を把持した状態にある上コレットの断面模式図である。 図３０のチャック部を開いて束線を開放した状態にある上コレットの断面模式図である。 実施の形態１によるチャック部を閉じて図１２に示す束線を把持した状態にある上コレットの断面模式図である。 図３２のチャック部を開いて束線を開放した状態にある上コレットの断面模式図である。 実施の形態１によるチャック部を閉じて、断面が円形の導体を７本束ねた束線を把持した状態にある上コレットの断面模式図である。 図３４のチャック部を開いて束線を開放した状態にある上コレットの断面模式図である。 実施の形態１による一括転位部加工工程の前後の束線の遷移状態を示す図である。 図２０のノズルホルダから２個の上コレットと、これらを駆動するための部材を取り除いたノズルホルダの断面模式図である。 図３７の上ベースの平面図である。
実施の形態１．
　以下、実施の形態１に係るコイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法を図を用いて説明する。
図１は、回転電機１００の斜視図である。
図１に示すように、固定子１０の周方向Ｘを第一方向、第一方向に直交する径方向Ｙを第二方向、第一方向及び第二方向に直交する軸方向Ｚを第三方向とする。
　回転電機１００は、固定子１０（電機子）と回転子（可動子）２０とを備える。そして回転子２０は、固定子１０の内周面に回転子鉄心２０ａの外周面を対向させて、図示しないベアリングによって、回転可能に支えられている。回転子２０の回転力は、固定子１０のコイル４が生み出す磁界が、回転子２０の外周円筒面、或いは回転子２０の内部に配置された永久磁石に作用して得られる吸引力によって生み出される。回転電機１００は、いわゆる永久磁石モータと呼ばれるものである。
　図２は、リニアモータ１００Ｒの斜視図である。リニアモータ１００Ｒは、平板状に形成された固定子１０Ｒと、この固定子１０Ｒの上に空隙を介して浮上して直動運動する可動子２０Ｒとを備える。すなわち、可動子２０Ｒのティース部の先端は、固定子１０Ｒの上面に対向している。図２のリニアモータにおいては、可動子２０Ｒの移動方向Ｘを第一方向、第一方向に直交するティース部の突出方向Ｙを第二方向、第一方向及び第二方向に直交する方向Ｚを第三方向とする。
　リニアモータ１００Ｒは、上述の回転子２０の回転力の発生と同じ原理を利用している。すなわち、可動子２０Ｒ（電機子）の推進力は、可動子２０Ｒのコイル４Ｒが発生する吸引力が、固定子１０Ｒの上面に、移動方向Ｘに等間隔に設けられ、かつ、突出方向Ｙに突出する凸部１０Ｒｔに設けた永久磁石１０Ｍに作用することによって得られる。
　回転電機１００とリニアモータ１００Ｒの大きく異なる点は、回転電機１００では、電機子である固定子１０が動かないのに対して、リニアモータでは、電機子である可動子２０Ｒが動く点である。また、回転電機１００では、電機子である固定子１０を構成する複数のコイル巻装体（詳細は後述）が、円環状に組み合わされているのに対して、リニアモータ１００Ｒでは、電機子である可動子２０Ｒを構成する複数のコイル巻装体が、直線状に組み合わされている点である。
　図３は、固定子１０の斜視図である。
図４は、固定子１０を構成するコイル巻装体１０Ａの斜視図である。
図５は、分割コア１１に絶縁部２１を取り付けた状態を示す斜視図である。
図６は、図５の分解図である。
図７は、固定子１０の製造工程を示すフロー図である。
図８は、図６のＡ－Ａ断面図である。
図９は、分割コア１１の要部断面図の他の例である。
　本実施の形態では、主に回転電機１００を例として電機子について説明するが、上述したように、回転電機１００とリニアモータ１００Ｒが駆動する原理は同じであり、本願は、回転電機およびリニアモータいずれにも適用できる。
　図１に示すように、固定子１０は、円環状に組み合わされた１２個のコイル巻装体１０Ａによって構成されている。ただし、コイル巻装体１０Ａの数はこれに限定されるものではなく、回転電機１００の特性上必要となる任意の個数にて固定子１０を構成できる。
　図４、図５、図６に示すように、コイル巻装体１０Ａは、分割コア１１と、２個の絶縁部２１と、コイル４とを備える。分割コア１１は、磁性板材である電磁鋼板を軸方向Ｚに積層した積層コアである。
　図６に示すように、それぞれの分割コア１１は、分割ヨーク部１１ｙと、分割ヨーク部１１ｙから径方向Ｙの内側に突出するティース部１１ｔと、ティース部１１ｔの径方向Ｙの先端から、周方向Ｘに突出するシュー部１１ｓとを備える。
　そして、分割コア１１のティース部１１ｔの周囲には、分割コア１１の軸方向の両側からそれぞれ装着された２個の絶縁部２１を介してコイル４が集中巻されている。コイル４の両端を端末部４１とする。絶縁部２１は、分割コア１１と、コイル４とを電気的に絶縁する。
　すなわち、コイル巻装体１０Ａは、分割コア１１のティース部１１ｔの周囲を、絶縁部２１を介してマグネットワイヤを巻き回した構造である。なお、図２に示すリニアモータ１００Ｒの可動子２０Ｒのコイル巻装体も同じ構成である。
　ここで、図６の分割コア１１について、紙面上側の端面を一端面、紙面下側の端面を他端面とする。
　１個目の絶縁部２１は、分割コア１１の軸方向Ｚの一端面及び分割コア１１の２つのスロットＳの内周面の軸方向Ｚの上半分（分割ヨーク部１１ｙの内周面とティース部１１ｔの周方向Ｘの側面とシュー部１１ｓの外周面）を覆っている。そして、２個目の絶縁部２１は、分割コア１１の軸方向Ｚの他端面及び分割コア１１の２つのスロットＳの内周面の軸方向Ｚの下半分（分割ヨーク部１１ｙの内周面とティース部１１ｔの周方向Ｘの側面とシュー部１１ｓの外周面）を覆っている。２個の絶縁部２１は、それぞれ軸方向Ｚの上下二方向からスロットＳの内周面に沿って挿入する。
　次に、図７を用いて、固定子１０の製造方法を説明する。
まず、電磁鋼板から、鉄心片１１ｐを打ち抜いて積層し、各積層間を固着する（ステップＳ１－１：分割コア製造工程）。分割コア１１の積層間を固着する方法の例として、カシメ加工がある。
　図６、図８に示すように、鉄心片１１ｐの適当な位置に少なくとも２か所、塑性加工を施しの凹部１２ｒと凸部１２ｐとを設け、軸方向Ｚに積層された鉄心片１１ｐ同士を嵌合して固着する。
　なお、他の固着方法として、図９に示すように、予め鉄心片１１ｐを打ち抜く電磁鋼板の表面に、熱によって溶融し固化することによって接着が可能な接着層１３を備えた電磁鋼板を用いることができる。なお、固着方法はこの限りではない。
　分割コア製造工程とは別工程にて、絶縁部２１を製造する（ステップＳ１－２：絶縁部製造工程）。
　次に、分割コア組立工程（ステップＳ２）を実施する。この工程では、図６に示すように、準備した分割コア１１と、２個の絶縁部２１とを組み合わせる。
　次に、分割コア１１に対し、巻線装置を用いてコイル４を巻線し、コイル巻装体１０Ａを得る（ステップＳ３：コイル巻線工程（詳細は後述））。
　次に、固定子組立工程（ステップＳ４）において、１２個のコイル巻装体１０Ａを、図３に示すように、円環状に組み合わせる。この工程では、円環状に配列したコイル巻装体１０Ａの姿勢を保つための行程が含まれる。例えば、隣り合う分割コア１１の分割ヨーク部１１ｙの周方向端部同士を溶接するなどの行程を経て、図３に示す固定子１０を得る。
　次に、結線工程（ステップＳ５）において、各コイル４の端末部４１を接続し、固定子１０の機能を実現するための回路を形成する。
　次に、図１０～図１２を用いて、図４に示すコイル４の導体について説明する。
図１０～図１２は、実施の形態１のコイル４を構成する、束線４２の断面図である。束線４２は、並列に接続され束ねられた複数の絶縁被覆付き導体４３からなる、所謂パラ線である。束線４２を構成する導体４３としては、図１０～図１２に示すいずれかの導体を利用するとよい。
図１３は、コイル４に設ける一括転位部４８を説明する図である。
図１４は、図１３に示す一括転位部４８を設ける位置を説明する図である。
　回転電機１００に供される導体４３には、銅、アルミが用いられる。導体４３は、図１０に示す、長手方向に垂直な断面が円形の丸線に加え、図１１に示す、長手方向に垂直な断面が１辺の長さがａである正方形の角線、或いは、図１２に示す、２辺の長さがａ＞ｂである、断面長方形の平角線が用いられる。
　また、導体４３の表面は通常エナメル層などの絶縁被覆４４によって覆われており、絶縁被覆４４の厚みｔは、耐電圧仕様によって様々な種類がメーカから提供されている。また、コイル４を巻線後に加熱し自己融着させて形状を維持するために絶縁被覆４４の外側に接着層を有するものもある。さらに、自己融着線でなくても、図１２に示すように、束線４２の外周を絶縁テープ４６を用いてテーピングをするものもある。
　尚、本実施の形態では、上述の丸線、角線、正方形断面、或いは長方形断面の導体４３を複数本束ねた束線４２を用いて集中巻したコイルを対象とするが、束線４２の断面形状、寸法、本数には制約は無く不問である。同様に、複数本導体を束ねた束線の形態においても、巻線する前の導体４３同士の自己融着の有無および束線の外周を覆う絶縁テープの有無も不問であり、図１０から図１２に限らない。
　図１４に示すように、コイル４には、軸方向Ｚの両端部に束線４２を部分的にねじった図１３に示す一括転位部４８を設ける。この方法で得られた一括転位部４８を備えたコイル４は、束線４２のねじれた部分の膨らみが隣り合うスロットＳ内に存在しない。したがって、スロットＳ内におけるコイル４の占積率を高く維持することが可能である。
　図１３に示すように束線を１８０°ねじった一括転位部４８を図１４に示すように、コイル４の少なくとも１ヶ所以上に設けることによって、先述の表皮効果によるコイルの位相差および電位差による回転電機１００の損失増加を抑制することができる。
　尚、図１４では、一括転位部４８は、２つの端末部４１の間、すなわち、コイル巻装体の軸方向両端に位置するように配置したが、一括転位部４８の位置はこれに限らず設けることが可能である。例えば、上述のコイル占積率の低下が許容される場合は、隣接するコイル巻装体１０Ａと近いコイル４の部分であっても構わない。
　図１５は、コイル巻装体１０Ｂ（分割コアを除く）の斜視図である。コイル巻装体１０Ｂは、コイル巻装体１０Ａの変形例である。
図１６は、コイル巻装体１０Ｂ用の絶縁部２１Ｂとコイル４との関係を示す分解斜視図である。
図１７は、巻線装置６０とコイル製造工程を示す概念図である。
上述のコイル巻装体１０Ａでは、絶縁部２１を２個使用していたが、図１４に示すコイル巻装体１０Ｂでは、１体物の巻枠状の絶縁部２１Ｂを１個用いている。
　巻線装置６０において、各ボビン６１には、図１０～図１２に示すような各導体４３を束ねて自己融着させた束線４２を巻いておく。束線４２は、束線４２を巻き回す張力を制御するためのテンショナ６２を経由して、ノズルホルダ６５（詳細は後述）に保持された複数のノズル６４から繰り出される。チャック治具６７は、巻枠状の絶縁部２１Ｂの内側の内筒部２１Ｂｉｎに挿入してこれを固定するために使用する。チャック治具６７のスピンドル軸６７Ｃには、複数の絶縁部２１Ｂを装着できる。そして、チャック治具６７は、巻枠ステージ６８によって、その軸方向の両端を回転可能に支持されている。巻枠ステージ６８又はノズルホルダ６５のいずれかに、矢印Ｕ方向に往復運動する直動機構を備える。
　チャック治具６７の回転中心は、これに装着される複数の絶縁部２１Ｂの中心を結ぶ線となる。このように、チャック治具６７に複数の絶縁部２１Ｂを固定し、これをモータ等の回転動力６６によって矢印Ｑに示すように上述の回転中心を中心として回転させると同時に直動機構を動作させると、ボビン６１からテンショナ６２およびノズル６４を経由して束線４２を複数の絶縁部２１Ｂに同時に巻き回すことができる。
　コイル４の巻線の途中部分に一括転位部４８を設ける方法については後述する。
　絶縁部２１Ｂにコイル４を巻線することによって、形成したコイル４をチャック治具６７から取り外してもコイル形状精度を保てるため、自己融着のための熱処理、コイルの端末線の絶縁被覆を剥離することが容易になるという利点がある。
　さらに、巻線装置６０を用いれば、上述のように絶縁部２１Ｂにコイル４を巻き回すこと以外に、チャック治具６７の外周面の形状が、コイル４の内筒部２１Ｂｉｎの形状と同じであれば、一括転位部４８を備えたコイル４のみを形成することも可能である。
　次に、コイル４に一括転位部４８を設けるための機能を有するノズルホルダ６５の構成の詳細について説明する。
これまで、図１７では、３個のノズルを有する巻線装置６０について説明した。図１８以降では、紙面の関係上、２個のノズル構成として説明する。ノズルの数すなわち、同時に巻き回すコイルの個数、巻枠状の絶縁部の要否の制約はないものとする。
図１８は、巻線装置６０のノズルホルダ６５の側面図である。
図１９は、ノズルホルダ６５の上面図である。
ノズルホルダ６５は、上ベース７１と下ベース７２とを備える。上ベース７１及び下ベース７２は、４本のポスト７３および無給油ブッシュ７４によって、束線４２の長手方向にのみ、上ベース７１と下ベース７２との間の間隔を伸縮可能に支持されている。
　図２０は、図１９のＢ－Ｂ断面図である。
テンショナ６２側の上ベース７１には、上ベース７１を紙面上下に貫通する２個の上コレット７７ａ１、７７ｂ１（第一挿入部）と、上コレット７７ａ１、７７ｂ１を開閉させるコレットリング７８ａ１、７８ｂ１と、上コレット７７ａ１、上コレット７７ｂ１を束線４２の周方向に回転させるための動力原としてのモータ７９ｕとを備える。
　同様に、コイル４を形成するスピンドル軸６７Ｃ側の下ベース７２には、下ベース７２を紙面上下に貫通する２個の下コレット７７ａ２、７７ｂ２（第二挿入部）と、下コレット７７ａ２、７７ｂ２を開閉させるコレットリング７８ａ２、７８ｂ２と、下コレット７７ａ２、下コレット７７ｂ２を束線４２の周方向に回転させるための動力原としてモータ７９ｄとを備える。
　上コレット７７ａ１と下コレット７７ａ２とが対を成し、上コレット７７ｂ１と下コレット７７ｂ２とが対を成す。上コレット７７ａ１、７７ｂ１と、下コレット７７ａ２、７７ｂ２とは、同じ形状の物（但し内径は異なる）が上下反転して設置されている。束線４２の巻線時には、上コレット７７ａ１の中を通った束線４２が、下コレット７７ａ２の中を通り、同様に上コレット７７ｂ１の中を通った束線４２が、下コレット７７ｂ２の中を通る。上コレット７７ａ１と上コレット７７ｂ１とは、それぞれベアリングＢＡ（軸受部）を介して上ベース７１に支持されている。また、下コレット７７ａ２と下コレット７７ｂ２とも、それぞれベアリングＢＡ（軸受部）を介して下ベース７２に支持されている。したがって、それぞれのコレット７７ａ１～７７ｂ２は、それらの軸心を中心として回転可能である。下コレット７７ａ２、下コレット７７ｂ２のそれぞれの下端が、図１７におけるノズル６４に相当する。
　モータ７９ｕの駆動力は、タイミングプーリ７１ｕ１～７１ｕ３およびタイミングベルト７２ｕ(動力伝達部)によって上コレット７７ａ１、７７ｂ１に伝達される。モータ７９ｄの駆動力は、タイミングプーリ７１ｄ１～７１ｄ３およびタイミングベルト７２ｄによって下コレット７７ａ２、７７ｂ２に伝達される。モータ７９ｕ、タイミングプーリ７１ｕ１～７１ｕ３およびタイミングベルト７２ｕが、束線４２に一括転位部４８を形成する一方の回転機構７ｕＲであり、モータ７９ｄ、タイミングプーリ７１ｄ１～７１ｄ３およびタイミングベルト７２ｄが、束線４２に一括転位部４８を形成する他方の回転機構７ｄＲである。
　また、それぞれのコレット７７ａ１～７７ｂ２を開閉させるための動力は、エアシリンダ７５を用いる。図２０は、エアシリンダ７５によって上ベース７１と下ベース７２との間の間隔が伸長した状態を示し、全てのコレット７７ａ１～７７ｂ２が閉じており、束線４２を把持、或いは把持可能な状態にある。
　次に、図２１から図２４を用いて、各コレット７７ａ１～７７ｂ２の形状と、各コレットの開閉動作について詳細を説明する。
図２１は、束線４２の把持と開放を可能にする上コレット７７ａ１の側面図である。
巻線装置６０内で使用する全てのコレットは、同じ形状なので、主に上コレット７７ａ１を例として説明する。
図２２は、上コレット７７ａ１の下面図である。
図２３は、上コレット７７ａ１の上面図である。
図２４は、図２２のＣ－Ｃ断面図である。
　コレット７７ａ１～７７ｂ２は、コイル４の巻線時に束線４２をガイドし、予め定めた位置では、束線４２を把持し、これを周方向に回転させることによって一括転位部４８を形成するための部材である。
　図２１および図２２に示すように、上コレット７７ａ１は、内側が円筒状の空洞になっている筒部７７１と、筒部７７１の一端に接続され、外径を拡張、収縮して束線４２を把持、開放可能なチャック部７７２とからなる。チャック部７７２の中の空洞は、内部を通る束線の長手方向に垂直な断面形状と概ね等しい。よって、図２２に示す上コレット７７ａ１は、断面が正方形の束線４２用のコレットである。
　筒部７７１の内部の空洞と、チャック部７７２の内部の空洞は連通している。筒部７７１の外周面７７１ｏｕｔは、ノズルホルダ６５の上ベース７１にベアリングを介して回転可能に支持されている。そして、チャック部７７２の外周面７７２ｏｕｔは、筒部７７１側に向かって外径が小さくなるテーパ形状をしている。また、チャック部７７２には、上コレット７７ａ１の軸方向に延びるスリットＳＬが設けられており、このスリットＳＬは、筒部７７１側の予め定められた範囲まで延びている。
　チャック部７７２を後述するコレットリングによって径方向に拡張、収縮（開閉）させることによって、内側に挿入された束線４２を通過可能、あるいは、束線４２を把持可能とする。束線４２を把持する部分はチャック部７７２のみである。チャック部７７２の、特に束線と接触する部位である内周面７７２ｉｎにおいては、束線４２の表面を絶縁し保護する層を傷つけないように、束線４２と接触する部分の表面はラップ加工され、鏡面に仕上げられている。また当該部分には、チャック部７７２の本体よりも硬く耐摩耗性の高い高硬度な物質からなる板材が貼り付けられている。筒部７７１の内部空間は、その長手方向に垂直な断面が、束線４２の最大径よりも大きな円形である。
　図２５は、閉じた状態の上コレット７７ａ１の断面模式図である。
図２６は、開いた状態の上コレット７７ａ１の断面模式図である。
図２５に示すように、上コレット７７ａ１は、内部がテーパ形状に刳り抜かれたコレットリング７８ａ１の中に、筒部７７１側から挿入され、ベアリングＢＡを介して上ベース７１に回転可能に支持されている。コレットリング７８ａ１の内周面７８ｉｎは、上ベース７１側に外径が小さくなるテーパ形状であり、上コレット７７ａ１のチャック部７７２の外周面７７２ｏｕｔの傾斜に沿うように形成されている。そして、上コレット７７ａ１の筒部７７１の外周には、弦巻バネＳＰが、ある程度、付勢した状態で通されている。弦巻バネＳＰの一端部は、コレットリング７８ａ１の上面に接触し、他端部は、上べース７１の下面に接触している。
　図２５、図２６において、上コレット７７ａ１は、筒部７７１の軸心を中心として回転可能であるが、上コレット７７ａ１は、上ベース７１に対して、紙面上下方向に移動することはできない。図２５と図２６とを比較すると、動いている物は、コレットリング７８ａ１と弦巻バネＳＰである。すなわち、コレットリング７８ａ１が、上コレット７７ａ１の中を通過する束線４２の軸方向に移動可能である。図２５の状態が、弦巻バネＳＰが最も伸びた状態であり、図２６の状態が、弦巻バネＳＰが最も収縮した状態である。
　図２５に示す、弦巻バネＳＰが最も伸びた状態、すなわち、コレットリング７８ａ１が最も矢印Ａ１側に移動した状態では、コレットリング７８ａ１のテーパ状の内周面７８ｉｎが、チャック部７７２の外周面７７２ｏｕｔに接触し、チャック部７７２の外周面７７２ｏｕｔを図２４の矢印Ａ２方向に押圧する。チャック部７７２には、軸方向に延びるスリットＳＬを設けているので、チャック部７７２の外径が矢印Ａ３方向に縮小し、チャック部７７２が閉じられた状態となる。図２０では、全てのコレット７７ａ１～７７ｂ２がこの状態にある。
　図２６に示す、弦巻バネＳＰが最も縮んだ状態、すなわち、コレットリング７８ａ１が最も矢印Ａ４側に移動した状態では、コレットリング７８ａ１のテーパ状の内周面７８ｉｎが、チャック部７７２の外周面７７２ｏｕｔから離れる。この状態ではチャック部７７２のスリットＳＬの幅は、元の状態にあり、チャック部７７２は開いている。
　図２７は、全てのコレット７７ａ１～７７ｂ２を開いた状態のノズルホルダ６５の断面図である。
全てのコレット７７ａ１～７７ｂ２を閉じた状態を示す図２０と比較すると、図２０では、コレットリング７８ａ１とコレットリング７８ａ２とが離れており、また、コレットリング７８ｂ１とコレットリング７８ｂ２とも離れているのに対して、図２７では、コレットリング７８ａ１とコレットリング７８ａ２とが接触し、コレットリング７８ｂ１とコレットリング７８ｂ２とが接触していることが分かる。
　上下に対を成すコレットリング７８ａ１、７８ａ２と、上下に対を成すコレットリング７８ｂ１、７８ｂ２とを接離させるにはエアシリンダ７５を用いる。エアシリンダ７５の駆動によって、上ベース７１と下ベース７２との間の間隔を縮小させ、コレットリング７８ａ１とコレットリング７８ａ２および、コレットリング７８ｂ１とコレットリング７８ｂ２を接触させることによってチャック部７７２を開状態とし、上ベース７１と下ベース７２との間の間隔を伸長させ、コレットリング７８ａ１とコレットリング７８ａ２および、コレットリング７８ｂ１とコレットリング７８ｂ２を引き離すことによってチャック部７７２を閉状態とする。
　図２８は、チャック部７７２を閉じて束線４２を把持した状態にある、図２０における上コレット７７ｂ１の断面模式図である。束線４２は、図１１に示した、軸方向に垂直な断面が正方形の束線である。したがって、上コレット７７ｂ１のチャック部７７２の内周面７７２ｉｎの、軸方向に垂直な断面形状も略正方形とし、断面における４つの頂点となる部分にスリットＳＬを設けている。
　図２０に示す、上コレット７７ｂ１と下コレット７７ｂ２とを閉じた状態で、モータ７９ｕとモータ７９ｄを駆動し、上コレット７７ｂ１と下コレット７７ｂ２とを相対的に１８０度回転させると、上コレット７７ｂ１のチャック部７７２と、下コレット７７ｂ２のチャック部７７２の間に、束線４２が周方向に１８０度回転した一括転位部４８が形成される。
　図２９は、チャック部７７２を開いて束線４２を開放した状態にある、図２７における下コレット７７ｂ２の断面模式図である。ここで、束線４２の一辺の長さをｄ、チャック部７７２の図２９に示す断面における内周面の一辺の長さ（開口幅）を長さｃとする。
　各コレットの開状態において、上コレット７７ｂ１については、長さｄと長さｃとの関係を、チャック部７７２が束線４２を把持はしないが、束線４２がチャック部７７２の内部で周方向に回転しない程度の寸法関係とする。したがって、上コレット７７ｂ１については、実際には、図２９に示す下コレット７７ｂ２の開口状態よりもチャック部７７２が閉じられていてもよい。
　一方、図２９に示す下コレット７７ｂ２については、上述の一括転位部４８を形成した後、この一括転位部４８を下コレット７７ｂ２の内部を通過させる必要がある。したがって、束線４２の最大径φよりも、下コレット７７ｂ２の開口幅ｃが大きい寸法関係とする必要がある。上コレット７７ｂ１、下コレット７７ｂ２が閉じ、束線４２を把持するための開口幅ｃは、スリット幅ｅによって決まる。
　尚、図２５、図２６に示すように、コレットリング７８ｂ１（図ではコレットリング７８ａ１だが同じ）は、上コレット７７ｂ１を支持するベアリングＢＡの内輪ＢＡｉｎと一緒に回転し、また、コレットリング７８ｂ１を支持する弦巻バネＳＰもベアリングＢＡの内輪ＢＡｉｎと一緒に回転するため、上コレット７７ｂ１の開閉と、その回転は自由に組み合わせることができる。
　また、コレットを用いて把持する束線４２の断面形状によって、コレットのチャック部７７２の形状とスリットＳＬの本数が異なる。
図３０は、チャック部２７７２を閉じて図１０に示す束線４２を把持した状態にある上コレット２７７ｂ１の断面模式図である。
図３１は、図３０のチャック部２７７２を開いて束線４２を開放した状態にある上コレット２７７ｂ１の断面模式図である。
図１０に示す断面が円形の導体４３を３本束ねた束線４２の場合、図３１のようにチャック部２７７２に３つのスリットＳＬを設けて周方向に３分割する。そして、内周の断面を三角形状として束線４２をガイドし、また、図３０のように束線４２を把持することが可能である。
　図３２は、チャック部３７７２を閉じて図１２に示す束線４２を把持した状態にある上コレット３７７ｂ１の断面模式図である。
図３３は、図３２のチャック部３７７２を開いて束線４２を開放した状態にある上コレット３７７ｂ１の断面模式図である。
図１２に示す断面が矩形の導体４３を３本束ねた束線４２の場合、図３２のようにチャック部３７７２に４つのスリットＳＬを設けて周方向に４分割する。そして、内周の断面を矩形形状として束線４２をガイドし、また、図３２のように束線４２を把持することが可能である。
　図３４は、チャック部４７７２を閉じて、断面が円形の導体４３を７本束ねた束線４２を把持した状態にある上コレット４７７ｂ１の断面模式図である。
図３５は、図３４のチャック部４７７２を開いて束線４２を開放した状態にある上コレット４７７ｂ１の断面模式図である。
このような束線の場合は、チャック部４７７２にスリットを６箇所設けて周方向に６分割する。そして、内周の断面を六角形状として束線４２をガイドし、また、図３４のように束線４２を把持することが可能である。
次に、図７、ステップＳ３のコイル巻線工程における一括転位部４８を加工する工程の詳細を説明する。
図３６は、一括転位部加工工程の前後の束線４２の遷移状態を示す図である。
　ここで、束線４２および一括転位部４８は、図１１の束線を例とする。導体４３の並び、位置の変化を峻別できるよう、特定の１本の導体４３に星印を付けた。上コレット７７ｂ１と下コレット７７ｂ２との間における導体４３の並び方が分かりやすい様に、図３６では、いずれもテンショナ６２側から見た斜視図としている。
図３６に示すステップＳ３－１（巻線工程）は、一括転位部４８を加工する前の状態である。この工程では、束線４２に対して一括転位部４８の加工は施されておらず、回転する巻枠状の絶縁部２１Ｂに束線４２が巻き回され、順次コイル４を形成する状態である。
　束線４２には、適当な張力が与えられており、図１７、図１８に示すテンショナ６２と絶縁部２１Ｂとの間に位置する上コレット７７ｂ１、下コレット７７ｂ２は、束線４２をガイドして絶縁部２１Ｂに巻き掛かる位置を決めている。
　また、束線４２に張力が付与されていて束線４２を構成する導体４３はほぐれず、バラバラにならないものとする。すなわち、上コレット７７ｂ１、下コレット７７ｂ２は開いており、束線４２を把持しない状態においてもチャック部７７２に囲まれた空間内で、導体４３の並びが乱れないような開口幅を有し、束線４２をガイドしている。
　次のステップＳ３－２（転位部加工工程）は、一括転位部４８を形成する工程である。
この工程では、巻枠状の絶縁部２１Ｂは、回転を停止している。束線４２をねじって転位加工を施すため、上コレット７７ｂ１、下コレット７７ｂ２は、束線４２を把持し、その後、上コレット７７ｂ１、下コレット７７ｂ２の双方、又は一方を回転させ、束線４２を１８０°回転させる。尚、コレットの回転方向は不問である。このように、一括転位部４８が、上コレット７７ｂ１と下コレット７７ｂ２との間で形成されることを特徴とする。
束線４２を１８０°ねじり、塑性変形を与え、確実に一括転位部４８を形成するために、支点及び／又は力点となる上コレット７７ｂ１と、下コレット７７ｂ２との間隔を一定に、かつ短くできる利点がある。
　さらに、これまでの説明では、巻枠状の絶縁部２１Ｂにコイル４を巻き回しているが、この限りではなく、図１７のチャック治具６７の機構によって巻線前の分割コア１１を把持したり、絶縁部２１Ｂを介さずに直接スピンドル軸６７Ｃに束線４２を巻き回し、コイル単体を形成する方法にも適用が可能であることは前述した通りである。
　また、コレットを回転させる動力は図１８のモータ７９ｕ、７９ｄに限らず、束線４２を把持したコレット７７ａ１～７７ｂ２を回転させ、束線４２をねじって一括転位部４８を形成することができれば動力は不問である。
　図３６のステップＳ３－３（一括転位部送出工程）は、形成した一括転位部４８を下コレット７７ｂ２内に通して送出する工程である。図では、一括転位部４８が絶縁部２１Ｂに巻き回される直前の状態を示している。上コレット７７ｂ１は、コイル４の巻線を再開するため上コレット７７ｂ１、下コレット７７ｂ２によって把持していた束線４２を開放する。このとき、下コレット７７ｂ２は、束線４２の最大径φよりも、下コレット７７ｂ２の開口幅が大きくなるように開く。
　図３７は、図２０のノズルホルダ６５から上コレット７７ａ１と上コレット７７ｂ１と、これらを駆動するための部材を取り除いたノズルホルダ６５Ｂの断面模式図である。
図３８は、上ベース７１Ｂの平面図である。
ノズルホルダ６５Ｂは、下コレット７７ａ２、７７ｂ２のみを備え、上コレットは設けない。上ベース７１Ｂには、束線４２の長手方向に垂直な断面形状と略相似形のガイド穴Ｈを設けている。
　図３８のガイド穴Ｈ（第一挿入部）は、図１０に示す断面円形の導体４３を３本束ねた束線４２用の穴である。ガイド穴Ｈは、略三角形状とし、束線４２は、抵抗なく通過できるが、周方向への回転は規制できるような穴とする。このような構成であれば、下コレット７７ｂ２で束線を把持し、周方向に１８０度回転させれば、上ベース７１Ｂと下コレット７７ｂ２との間で図２０を用いて説明した一括転位部４８を形成できる。
　実施の形態１によるコイルの巻線装置、コイルの巻線方法、および回転電機の製造方法によれば、様々な断面形状を有する導体を並列に接続した束線を用いたコイルの巻線時において、途切れること無くコイルを巻線しながら一括転位部を形成することができるので、コイルの生産性が高い。
　また、束線に上述の一括転位部を設けるときに、支点および力点となる上下コレットの間隔を狭くすることによって、束線のスプリングバック等の弾性力および撚る方向とは逆方向に働く力によって生じる、一括転位部のピッチ、角度のバラツキなど品質上の不均一さを抑制することができる。
　さらに、巻線前の分割コア、巻枠状の絶縁部、或いはコイルを直接係止することができるチャック治具をスピンドル軸６７Ｃから着脱可能な構成であるため、例えば、複数のコイルをまとめて自己融着のための加熱および端末処理をも行うことができる。これにより生産性を向上でき、省エネルギーとなり、歩留まりの向上が期待できる。
　本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
　したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
　１００　回転電機、１００Ｒ　リニアモータ、１０，１０Ｒ　固定子、１０Ａ，１０Ｂ　コイル巻装体、１０Ｍ　永久磁石、１０Ｒｔ　凸部、１１　分割コア、１１ｐ　鉄心片、１１ｓ　シュー部、１１ｔ　ティース部、１１ｙ　分割ヨーク部、１２ｐ　凸部、１２ｒ　凹部、１３　接着層、２０　回転子、２０Ｒ　可動子、２０ａ　回転子鉄心、２１，２１Ｂ　絶縁部、２１Ｂｉｎ　内筒部、４，４Ｒ　コイル、４１　端末部、４２　束線、４３　導体、４４　絶縁被覆、４６　絶縁テープ、４８　一括転位部、６０　巻線装置、６１　ボビン、６２　テンショナ、６４　ノズル、６５，６５Ｂ　ノズルホルダ、６６　回転動力、６７　チャック治具、６７Ｃ　スピンドル軸、６８　巻枠ステージ、Ｈ　ガイド穴、Ｑ　矢印、Ｓ　スロット、ｃ　開口幅、ｅ　スリット幅、７１　上ベース、７１Ｂ　上ベース、７１ｄ１，７１ｄ２，７１ｄ３，７１ｕ１，７１ｕ２，７１ｕ３　タイミングプーリ、７２　下ベース、７２ｄ，７２ｕ　タイミングベルト、７３　ポスト、７４　無給油ブッシュ、７５　エアシリンダ、７７ａ１，７７ｂ１，２７７ｂ１，３７７ｂ１，４７７ｂ１　上コレット、７７ａ２，７７ｂ２　下コレット、７７１　筒部、７７１ｏｕｔ　外周面、７７２，２７７２，３７７２，４７７２　チャック部、７７２ｉｎ　内周面、７７２ｏｕｔ　外周面、７８ａ１，７８ａ２，７８ｂ１，７８ｂ２　コレットリング、７８ｉｎ　内周面、７９ｄ，７９ｕ　モータ、７ｕＲ，７ｄＲ　回転機構、Ａ１～Ａ４　矢印、ＢＡ　ベアリング、ＢＡｉｎ　内輪、ＳＬ　スリット、ＳＰ　弦巻バネ。

Claims (11)

  1. 並列に接続され束ねられた複数の導体からなる束線を巻き付けたボビンと、
    前記束線を繰り出すノズルと、
    前記ノズルを保持するノズルホルダと、
    前記ボビンと前記ノズルホルダとの間で前記束線に張力を与えるテンショナと、
    前記ノズルから繰り出された前記束線を巻き取るスピンドル軸とを備え、
    前記ノズルホルダは、
    前記ノズルホルダの前記テンショナ側に設けられた、前記束線を前記スピンドル軸側に向かって内側を通過させると共に、前記束線の周方向への回転を規制可能な第一挿入部と、前記第一挿入部の前記スピンドル軸側に設けられた、内側に挿入された前記束線に対する把持および開放が可能な第二挿入部と、
    前記第一挿入部が前記束線の周方向への回転を規制し、前記第二挿入部が前記束線を把持した状態において、前記第一挿入部又は前記第二挿入部の少なくとも一方を前記束線の周方向に回転させる回転機構とを備えるコイルの巻線装置。
  2. 前記第二挿入部は、内側が空洞になっている筒部と、前記筒部の一端に接続され、外径を拡張、収縮して前記束線を把持、開放可能なチャック部とを備えるコレットである請求項１に記載のコイルの巻線装置。
  3. 前記チャック部の外周面は、前記筒部側に向かって外径が小さくなるテーパ形状をしており、
    前記チャック部は、軸方向に延びる複数のスリットを有し、
    前記ノズルホルダは、内部がテーパ形状に刳り抜かれ、前記コレットの前記チャック部が挿入されたコレットリングを備え、
    前記コレットリングの内周面は、前記チャック部の外周面の傾斜に沿うように形成され、前記コレットリングが、前記コレットの中を通過する前記束線の軸方向に移動可能である請求項２に記載のコイルの巻線装置。
  4. 前記チャック部の内周面の軸方向に垂直な断面形状は、前記束線の軸方向に垂直な断面形状と同じである請求項３に記載のコイルの巻線装置。
  5. 前記第一挿入部としての前記コレットと、前記コレットリングとを備える請求項３又は請求項４に記載のコイルの巻線装置。
  6. 開放状態における前記チャック部の内径は、前記束線の最大径よりも大きい請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のコイルの巻線装置。
  7. 前記スピンドル軸には、巻枠状の絶縁部、分割コアを装着可能である請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のコイルの巻線装置。
  8. 前記コレットは、軸受部を介して前記ノズルホルダに支持され、
    前記回転機構は、モータと、前記モータの動力を前記コレットに伝達する動力伝達機構を有する請求項２から請求項７のいずれか１項に記載のコイルの巻線装置。
  9. 前記チャック部は、少なくとも束線を把持する部分に、前記チャック部の本体よりも硬い物質からなる板材が貼り付けられている請求項２から請求項８のいずれか１項に記載のコイルの巻線装置。
  10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のコイルの巻線装置を用いるコイルの巻線方法であって、
    前記第一挿入部と前記第二挿入部を通過する前記束線を、前記スピンドル軸、前記スピンドル軸に装着した巻枠状の絶縁部、分割コアのいずれかに巻線する巻線工程と、
    前記巻線工程を中断し、少なくとも前記第二挿入部によって前記束線を把持した状態で前記束線を周方向に回転させる転位加工工程と、
    前記転位加工工程の後、把持している前記束線を開放して、前記転位加工工程によって前記束線に形成した一括転位部を、前記第二挿入部の中を通して前記スピンドル軸側に送出する一括転位部送出工程とを有するコイルの巻線方法。
  11. 請求項１０に記載のコイルの巻線方法を用いて巻線した固定子の内周面に、
    回転子の回転子鉄心の外周面を対向させて、回転可能に配置する回転電機の製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008148375A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Toyota Motor Corp モータのコイル構造及びその加工方法
JP2009199749A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 導線及び導線の製造方法、モータ、リアクトル
JP2013507898A (ja) * 2009-10-12 2013-03-04 アウマン・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 特に界磁コイルを形成するための巻き付け方法
JP2013102680A (ja) * 2013-01-10 2013-05-23 Sumitomo Electric Ind Ltd コイル部材およびステータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008148375A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Toyota Motor Corp モータのコイル構造及びその加工方法
JP2009199749A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 導線及び導線の製造方法、モータ、リアクトル
JP2013507898A (ja) * 2009-10-12 2013-03-04 アウマン・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 特に界磁コイルを形成するための巻き付け方法
JP2013102680A (ja) * 2013-01-10 2013-05-23 Sumitomo Electric Ind Ltd コイル部材およびステータ

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