(57)【要約】【課題】  集中巻の回転電機の製造方法の生産性を向上する【解決手段】  導線１４を集中的に巻回したボビン１１と、当該ボビン１１のティース挿入孔１１Ａに配置される巻きコア３１のティース部３２とによって各磁極が構成された固定子１と、固定子１に対して回転空隙を解して回転自在に設けられた回転子３と、を有する回転電機１０の製造方法であって、導線１４が巻回されているボビン１１を環状に配列する第１のステップと、環状に配列されたボビン１１の周囲を巻きつけるように巻きコア３１を螺旋状に巻回しながら、ティース部３２をボビン１１のティース挿入孔１１Ａに挿入する第２のステップと、を有する回転電機の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線を集中的に巻回したボビンと、当該ボビンのティース挿入孔に配置される巻きコアのティース部とによって各磁極が構成された固定子と、前記固定子に対して回転空隙を解して回転自在に設けられた回転子と、を有する回転電機の製造方法であって、
前記導線が巻回されている前記ボビンを環状に配列する第１のステップと、
前記環状に配列された前記ボビンの周囲を巻きつけるように前記巻きコアを螺旋状に巻回しながら、前記ティース部を前記ボビンのティース挿入孔に挿入する第２のステップと、
を有する回転電機の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機の製造方法であって、
前記第２のステップは、前記環状に配列された前記ボビンの周囲を巻きつけるように前記巻きコアを螺旋状に巻回しながら、前記巻きコアが巻きつく方向に向かって傾斜している前記ティース部を、前記ボビンのティース挿入孔に挿入する回転電機の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機の製造方法であって、
前記第２のステップは、前記環状に配列された前記ボビンの周囲を巻きつけるように前記巻きコアを螺旋状に巻回しながら、前記巻きコアが巻きつく方向に向かって傾斜しているとともに先端方向に向かって幅が狭くなっている前記ティース部を、前記ボビンのティース挿入孔に挿入する回転電機の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機の製造方法であって、
前記第２のステップは、前記環状に配列された前記ボビンの周囲を巻きつけるように前記巻きコアを螺旋状に巻回しながら、前記ティース部を前記巻きコアの巻き込まれる方向に向かって予め傾斜させている前記ボビンのティース挿入孔に挿入する回転電機の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の回転電機の製造方法であって、
前記ボビンの半径方向に位置するつば部の少なくとも一方を互いに連結させるステップを含む回転電機の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の回転電機の製造方法であって、
前記第２のステップは、前記環状に配列された前記ボビンの周囲を巻きつけるように前記巻きコアを前記回転電機の半径方向外側から螺旋状に巻回しながら、前記巻きコアが巻きつく方向に向かって傾斜している前記ティース部を、前記ボビンのティース挿入孔に順次挿入する回転電機の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の回転電機の製造方法であって、
前記第２のステップは、前記環状に配列された前記ボビンの周囲を巻きつけるように前記巻きコアを螺旋状に巻回しながら、前記ティース部を前記ボビンの軟質部材で構成されたティース挿入孔に挿入する回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機の製造方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の製造方法としては、固定子について、別途巻装した電機子コイルを積層した電磁鋼板加工片のコアティースに装着した後、コアティースが内径側に位置するように加工片を丸めて形成することが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、分布巻の回転電機の製造方法としては、一方異形断面を有して変形しにくいコイル成形体や断面積が大きいコイル成形体でも容易に巻装出来るように、径内側のスロット底部から径外側のスロット開口へ向けて連続的に周方向一方側へ傾斜させたアウタースロットの製造方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２２４０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８４６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今では、コイルエンドが小さく小型化が容易であることなどの利点を生かし、集中巻の回転電機が利用されることが多い。
【０００６】
前述のアウタースロットの従来技術は、波巻の分布巻きコイルを対象としたものであり、集中巻コイルの巻装を考慮したものではない。一方、コアティースが内径側に位置するように加工片を丸めて形成するようにした前述の従来技術は、電磁鋼板積層体を心円に曲げ加工することが難しく、また、電機子コイル取り付け後に行う溶接は作業も複雑で、工数が多く、生産性について十分な考慮されたものとは必ずしも言えなかった。
【０００７】
本発明は、集中巻の回転電機の生産性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、導線を集中的に巻回したボビンと、当該ボビンのティース挿入孔に配置される巻きコアのティース部とによって各磁極が構成された固定子と、前記固定子に対して回転空隙を解して回転自在に設けられた回転子と、を有する回転電機の製造方法であって、導線が巻回されているボビンを環状に配列する第１のステップと、環状に配列されたボビンの周囲を巻きつけるように巻きコアを螺旋状に巻回しながら、ティース部をボビンのティース挿入孔に挿入する第２のステップと、を有する回転電機の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、集中巻の回転電機の生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、回転電機の特に固定子の製造方法に係り、特に巻きコア（帯状鋼板）の巻き込み成形に優位な回転電機用固定子の製造方法である。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態をなす回転電機の固定子を示す。環状に組立てられたコイルに巻きコアを巻き付けている状態である。
【００１２】
回転電機１０には、導線１４が集中的に巻回されたボビン１１が環状に配置されている。ボビン１１を組み合わせたコイル組３６に対して巻きコアを挿入し回転電機１０を構成する。巻きコアは任意のボビンを巻き始めとし、ボビンをコアが満たすまで巻かれる。巻きコア３１を巻く際は、コイル組３６を内径側から固定する治具や、上下から挟みこむ治具などを用いて、コイル組３１側を回転させて巻く方法や、巻きコア３１を押し出し、ローラーガイド３７で方向を制御しながらその力で巻く方法や、巻きコア３１が上部または下部より回転しながら供給し巻く方法などが利用可能である。巻きコア３１は任意の部分で巻き終わりとなり、コアがずれないように溶接や締結などを施す。巻きコア３１に構成されるティース部３２は任意の傾斜角３３をもって傾斜している。この傾斜角３３は、モータに求められる出力より求まるステータ内径やボビン数などにより決定される。コアが大きいものであれば角度で数度程度となる。このティース部３２は場合によっては曲線を構成し、挿入性を高めることも可能である。巻き線１４を施したボビン１１に巻きコア３１が挿入され溶接された状態で、各ボビンの導線同士をバスリングなどの導電材で電気的に接続することで電気回路を構成し、回転電機１０として完成する。
【００１３】
環状に配置されたコイル組３６において、巻きつけられる巻コアの巻きはじめと巻き終わりにあたるボビン１１など、コイル組３６の一部を着脱可能とすることで、鉄心の始終端処理の容易性が向上する。
【００１４】
図２は、図１のボビン１１の拡大図を示す。ボビンに電線を巻き、コイルを構成した状態である。
【００１５】
ボビン１１は樹脂等の絶縁物を材料とし、導線巻きつけ部１２や、つば部１５・１６・１７・１８、ティースを通すための角穴部分１２から構成される。ボビン１１に施される巻き線には丸線や角線などを用い、巻き方には既知の技術を適用することができる。ボビンに構成される角穴１２は、ティース３２の幅と同一なものが好ましいが、コア内径の小さな回転電機では傾斜角３３が大きくなりうるため、巻きコア３１を挿入可能なように余裕を持たせた寸法としてもよい。
【００１６】
ボビン１１の構造において、固定子鉄心のティース３２が挿入されるティース挿入孔１１Ａなど、一部または全部を軟質の物質で構成することで、軟質部のティース形状へ合わせた変形及び、導線移動により占積率向上、ティース挿入性の向上などの効果がある。また、ボビン１１がティース平面に対して垂直方向に角度を有することで、ティースの挿入が容易となる。また、挿入されるティースにおいて、ボビン１１や他の固定材に対し引っかかる方向に作用する構造を付加することで、ティース３２抜けやズレを防ぐ効果がある。
【００１７】
図３は、図２のボビン１１を環状に構成したコイル組３６を示す。ボビンに導線を巻き付けてコイルを形成したものを複数個環状に配置し、結合した状態である。また図４及び図５は、図２のボビン１１同士の結合部を拡大した図を示す。コイルを成すボビンのつば部同士がスナップフィット方式により結合された状態を実現した状態である。
【００１８】
環状に並べたコイル組３６に巻コアを挿入する際、コイル組３６を固定する冶具を使用すれば、ボビン同士を結合する必要はなくなるが、好ましくは図４や図５で示すスナップフィット部２１を設け、ボビン同士を結合しコイル組３６を構成することで、コイル組を内径で支えコアを巻くために回転させる冶具のみですむというメリットがある。また、回転電機内径・外径はボビン１１を環状に構成することで決定されるため、ボビン１１に設けられたつば部１５・１６・１７・１８の長さをもって決定することができる。
【００１９】
環状に構成するコイル組３６はその接続部にスナップフィット部２１を設けることで構成することができるが、そのスナップフィット部にはビスや接着剤，溶融などの結合をもってしてもよい。スナップフィットの形状は球状プラスチックのはめ込みや図５のようなパズルのピース状のはめ込みなどを使用することができる。図５は図４の垂直方向から見た図である。コイルを成すボビンの側面部がスナップフィット構造をもち、コイル同士が結合された状態である。
【００２０】
図６は、図１のコイル組３６を示す。フープ材をプレス成形して直線状の巻コアを連続成形した状態の平面図である。コイルを巻いたインシュレータの内側形状に合わせた傾きを持ったティース部が連続して設けられている。
【００２１】
環状のコイル組３６に挿入される巻コア３１は傾斜角３３をもって構成される。巻コア３１が巻かれる方向Ａに向かい角度３３を持つことができる。このティース角度３３とボビン入り口角度３４は設計するステータの直径と環状に構成するコイル組３６の数などにより定めることができる。
【００２２】
以上の構成において、導線１４をボビン１１に巻き付けて、集中巻線コイルを成形した後、ボビン１１の結合部１５，１６，１８，１９を接続して環状に組立て、コイル組３６を完成させる。次にプレス成形機（図示せず）からフープ材帯板３１を連続的に成形して巻きコア３１を作り出す。当該巻コア３１を矢印Ａ方向に回転させ、プレス成形機の送り動作と同期させながら、ティース３２の角度３３を内径に向けて、連続的に曲げ加工をしながら、環状コイル組３６のボビン１１内側のティース挿入孔１１Ａに巻コア３１のティース部３２を挿入する。この動作を連続的に所定回数巻き付けることにより、固定子１が完成する。
【００２３】
図７は、図１の固定子に回転子を設けた後の図である。バスバーなどで電気的配線を施した固定子１の中央に回転子３を装着することで回転電機１０が完成する。
【００２４】
図８は、図１の例の製造方法を示すフローチャートである。まずボビンに巻線を施し、ボビンを環状に配置したコイル組を作成する。その後巻コアを所定回数巻き付け、巻き終端処理を行う。その後バスバーなどの電気配線を施して、固定子が完成する。
【００２５】
このように上記実施形態は、絶縁ボビンに導線を集中巻して形成したコイル、該コイルを環状コアのティースに固着してなる回転電機の固定子であって、コイルを所定の個数を環状に配列した後、螺旋状に巻き込まれる巻きコアのティース部を順次前記ボビンに挿入して固定子コアを形成する。
【００２６】
好ましくは、ティースが巻きコアの巻き込まれる方向に向かって傾斜していることである。また好ましくは、ボビンのティース挿入孔が巻きコアの巻き込まれる方向に向かって予め傾斜していることである。また、ボビンの半径方向に位置するつば部の少なくとも一方が互いに連結されていても良い。また、ティースは先端方向に向かって幅を狭くしていても良い。
【００２７】
さらに好ましくは、巻きコアは半径方向外側から巻き込まれ、ティース部を順次前記ボビンに挿入することである。また、絶縁ボビンのティースに挿入される部分が軟質部材で構成されていても良い。
【００２８】
このように上記実施形態は、導線１４を集中的に巻回したボビン１１と、当該ボビン１１のティース挿入孔１１Ａに配置される巻きコア３１のティース部３２とによって各磁極が構成された固定子１と、固定子１に対して回転空隙を解して回転自在に設けられた回転子３と、を有する回転電機１０の製造方法であって、導線１４が巻回されているボビン１１を環状に配列する第１のステップと、環状に配列されたボビン１１の周囲を巻きつけるように巻きコア３１を螺旋状に巻回しながら、ティース部３２をボビン１１のティース挿入孔１１Ａに挿入する第２のステップと、を有する回転電機の製造方法である。
【００２９】
上記実施形態によれば、導線を集中巻して形成したコイルは所定の個数を環状に配列した後、螺旋状に巻き込まれる巻きコアのティース部を順次ボビンに挿入して固定子コアを形成しているので、集中巻きコイル容易に装着することができ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態をなす回転電機の固定子を示す。
【図２】図１のボビン１１の拡大図を示す。
【図３】図２のボビン１１を環状に構成したコイル組３６を示す。
【図４】図２のボビン１１同士の結合部を拡大した図を示す。
【図５】図２のボビン１１同士の結合部を拡大した図を示す。
【図６】図１のコイル組３６を示す。
【図７】図１の固定子に回転子を設けた後の図である。
【図８】図１の例の製造方法を示すフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００３１】
１  固定子
２  コイル
３  回転子
１０  回転電機
１１  ボビン
１４  導線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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