(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状に複数個隣接配置されることによりステーターを構成するステーター用コア部材であって、前記ステーターの中心側の壁面の一部を形成する板形状の内側部と、前記ステーターの外側の壁面の一部を形成する板形状の外側部と、前記内側部と前記外側部との間にあってコイル素線を捲くための胴体部とを有する前記ステーター用コア部材を回転させながら前記胴体部にコイル素線を捲いてコイルを製造する方法であって、
隣接する他のステーター用コア部材に面する前記胴体部の両側面に挟まれた両端面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記ステーター用コア部材の回転軸に対して、前記両側面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記回転軸を、前記外側部により前記コイル素線の前記胴体部への巻き取りが妨げられない様に傾ける、コイル製造方法。
【請求項２】
リング状に複数個隣接配置されることによりステーターを構成するステーター用コア部材であって、前記ステーターの中心側の壁面の一部を形成する板形状の内側部と、前記ステーターの外側の壁面の一部を形成する板形状の外側部と、前記内側部と前記外側部との間にあってコイル素線を捲くための胴体部とを有する前記ステーター用コア部材の前記内側部を保持する第１保持部と、
前記ステーター用コア部材の前記外側部を保持する第２保持部と、
前記ステーター用コア部材を回転させるとともに、隣接する他のステーター用コア部材に面する前記胴体部の両側面に挟まれた両端面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記ステーター用コア部材の回転軸に対して、前記両側面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記回転軸を、前記外側部により前記コイル素線の前記胴体部への巻き取りが妨げられない様に傾ける制動部とを備えたコイル製造装置。
【請求項３】
前記ステーター用コア部材へのコイル素線の捲き線が完了したときに、前記ステーター用コア部材の捲きしろ部分に位置する前記コイル素線の導体中心が所定の直線上で実質上移動するように、前記制動部は前記ステーター用コア部材の運動を制御する請求項２記載のコイル製造装置。
【請求項４】
前記制動部が、電動スライダ、リニアモーター、又はカムが用いられて構成されており、
前記電動スライダ、前記リニアモーター、又は前記カムが、前記ステーター用コア部材の回転軸を傾けるタイミング、及び前記ステーター用コア部材の傾け度合いを制御する請求項２記載のコイル製造装置。
【請求項５】
前記第１保持部に回転自在に取り付けられたセンターコックを備え、そのセンターコックの軸方向が所定範囲内で変化可能である請求項２記載のコイル製造装置。
【請求項６】
前記センターコックの軸方向と、前記第１保持部に保持された前記ステーター用コア部材の回転軸の方向とが実質上一致する請求項５記載のコイル製造装置。
【請求項７】
リング状のステーターを構成するステーター用コア部材の、前記ステーターの中心側の壁面の一部を形成する内側部の形状に応じて、前記ステーター用コア部材の胴体部に捲くコイル素線の形状を成形する、成形機。
【請求項８】
前記胴体部に先に捲かれるコイル素線よりも、前記胴体部に後に捲かれるコイル素線の方を大きく成形する請求項７記載の成形機。
【請求項９】
請求項７記載の前記成形機で成形された、成形コイル素線。
【請求項１０】
請求項９記載の前記成形コイル素線をコイル状に巻いた、コイル。
【請求項１１】
請求項１記載のコイル製造方法の、前記ステーター用コア部材を回転させながら前記ステーター用コア部材の前記胴体部にコイル素線を捲くステップと、前記ステーター用コア部材の回転軸を傾けるステップの少なくとも一つのステップをコンピュータに実行させるための、プログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステーターを構成するステーター用コア部材と、ステーター用コア部材にコイル素線を捲き線したステーターコア捲き線部材と、ステーター用コア部材にコイル素線を捲き線する際に用いるスペーサーと、ステーター用コア部材にコイル素線を捲き線するコイル製造方法及びコイル製造装置と、ステーター用コア部材に捲き線するためのコイル素線を成形する成形機とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モーターに用いられる従来のステーター５１は、図１８に示すように、図１９に示すステーターコア捲き線部材５２をリング状に９個並べることによって形成されている。図１９に示す従来のステーターコア捲き線部材５２は、内側鍔５４、外側鍔５５、及び胴体部５６を備えたステーター用コア部材と、そのステーター用コア部材の胴体部５６に捲かれたコイル素線５７とで構成されている。
【０００３】
図２０に、上記のステーターコア捲き線部材５２を構成するステーター用コア部材５３の構成を示す。図２０（ａ）は、従来のステーター用コア部材５３の上面図であり、図２０（ｂ）は従来のステーター用コア部材５３の斜視図である。従来のステーター用コア部材５３における外側鍔５５の内側鍔５４との対向部分５５ａは、図２０（ａ）に示すように、胴体部５６に対して実質上直交する平面になっていた。
【０００４】
それは、胴体部５６の中心軸を実質上中心軸とし、その中心軸を実質上固定しステーター用コア部材５３を回転させてコイル素線を捲き線をするという、容易に捲き線を行うことができる方法を用いていたからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような胴体部５６の中心軸を固定してステーター用コア部材５３を回転させて捲き線をする方法を用いて胴体部５６に捲き線を進めると、図２０（ａ）に示すように、胴体部５６の外側（図２０（ａ）では上下方向の外側）に行くにつれて、ステーター用コア部材５３の外側鍔５５の内側鍔５４との対向部分５５ａと、内側鍔５４の外側鍔５５との対向部分５４ａとの距離が大きくなっているので、図２１（ａ）に示すように、コイル素線「５」はコイル素線「４」と対向部分５４ａとの隙間に落ち込み、それにより、図２１（ｂ）に示すように、コイル素線「１２」もコイル素線「５」とコイル素線「６」との隙間に落ち込む。つまり、コイル素線「１２」は、同じ層にあるコイル素線「９」〜コイル素線「１１」よりも胴体部５６側に落ち込む。このようにして、その後に捲き線するコイル素線の位置が次第に乱れ、整列捲き線できなくなり、総捲数１８Ｔと占積率が低下してしまう。なお、図２１における「１」〜「１８」の数字はコイル素線が胴体部５６に捲き線される際の順番を示している。
【０００６】
このように、占積率が低下すると、所望の捲き数を確保するには、ステーター用コア部材５３の対向部分５４ａと対向部分５５ａとの距離をあらかじめ大きくしておく必要がある。そうすると、ステーター用コア部材５３に捲き線して得られるステーターコア捲き線部材５２をリング状に９個並べることによって構成されるモータの外径が大きくなり、また重量も重くなり、エネルギー効率の悪いモータとなる。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を考慮し、占積率を高くコイル素線を捲き線できるステーター用コア部材と、そのステーター用コア部材にコイル素線をより高密度に捲き線したステーターコア捲き線部材とを提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、上記の占積率を高くコイル素線を捲き線できるステーター用コア部材にコイル素線を捲き線するコイル製造方法及びコイル製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ステーター用コア部材に、従来より占積率を高くコイル素線を捲くためのスペーサーを提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、ステーター用コア部材の内側部の形状に応じて、そのステーター用コア部材に捲き線するためのコイル素線を成形する成形機を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、リング状に複数個隣接配置されることによりステーターを構成するステーター用コア部材であって、前記ステーターの中心側の壁面の一部を形成する板形状の内側部と、前記ステーターの外側の壁面の一部を形成する板形状の外側部と、前記内側部と前記外側部との間にあってコイル素線を捲くための胴体部とを有する前記ステーター用コア部材を回転させながら前記胴体部にコイル素線を捲いてコイルを製造する方法であって、
隣接する他のステーター用コア部材に面する前記胴体部の両側面に挟まれた両端面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記ステーター用コア部材の回転軸に対して、前記両側面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記回転軸を、前記外側部により前記コイル素線の前記胴体部への巻き取りが妨げられない様に傾ける、コイル製造方法である。
【００１８】
また、第２の本発明は、リング状に複数個隣接配置されることによりステーターを構成するステーター用コア部材であって、前記ステーターの中心側の壁面の一部を形成する板形状の内側部と、前記ステーターの外側の壁面の一部を形成する板形状の外側部と、前記内側部と前記外側部との間にあってコイル素線を捲くための胴体部とを有する前記ステーター用コア部材の前記内側部を保持する第１保持部と、
前記ステーター用コア部材の前記外側部を保持する第２保持部と、
前記ステーター用コア部材を回転させるとともに、隣接する他のステーター用コア部材に面する前記胴体部の両側面に挟まれた両端面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記ステーター用コア部材の回転軸に対して、前記両側面に沿って前記コイル素線が捲かれる期間での前記回転軸を、前記外側部により前記コイル素線の前記胴体部への巻き取りが妨げられない様に傾ける制動部とを備えたコイル製造装置である。
【００１９】
また、第３の本発明は、前記ステーター用コア部材へのコイル素線の捲き線が完了したときに、前記ステーター用コア部材の捲きしろ部分に位置する前記コイル素線の導体中心が所定の直線上で実質上移動するように、前記制動部は前記ステーター用コア部材の運動を制御する上記第２の本発明のコイル製造装置である。
【００２０】
また、第４の本発明は、前記制動部が、電動スライダ、リニアモーター、又はカムが用いられて構成されており、
前記電動スライダ、前記リニアモーター、又は前記カムが、前記ステーター用コア部材の回転軸を傾けるタイミング、及び前記ステーター用コア部材の傾け度合いを制御する上記第２の本発明のコイル製造装置である。
【００２１】
また、第５の本発明は、前記第１保持部に回転自在に取り付けられたセンターコックを備え、そのセンターコックの軸方向が所定範囲内で変化可能である上記第２の本発明のコイル製造装置である。
【００２２】
また、第６の本発明は、前記センターコックの軸方向と、前記第１保持部に保持された前記ステーター用コア部材の回転軸の方向とが実質上一致する上記第５の本発明のコイル製造装置である。
【００２３】
また、第７の本発明は、リング状のステーターを構成するステーター用コア部材の、前記ステーターの中心側の壁面の一部を形成する内側部の形状に応じて、前記ステーター用コア部材の胴体部に捲くコイル素線の形状を成形する、成形機である。
【００２４】
また、第８の本発明は、前記胴体部に先に捲かれるコイル素線よりも、前記胴体部に後に捲かれるコイル素線の方を大きく成形する上記第７の本発明の成形機である。
【００２５】
また、第９の本発明は、上記第７の本発明の前記成形機で成形された、成形コイル素線である。
【００２６】
また、第１０の本発明は、上記第９の本発明の前記成形コイル素線をコイル状に巻いた、コイルである。
【００２９】
また、第１１の本発明は、上記第１の本発明のコイル製造方法の、前記ステーター用コア部材を回転させながら前記ステーター用コア部材の前記胴体部にコイル素線を捲くステップと、前記ステーター用コア部材の回転軸を傾けるステップの少なくとも一つのステップをコンピュータに実行させるための、プログラムである。
【００３０】
また、第１２の本発明は、上記第１１の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態１では、モーターに用いられるリング状のステーター１を構成するステーター用コア部材３であって、占積率を高くコイル素線を捲き線することができるステーター用コア部材３の構成を述べる。なお、このステーター用コア部材３にコイル素線を捲き線して得られるステーターコア捲き線部材２（図３を用いて後述する）をリング状に並べることにより構成されるステーター１は、突極集中捲き分割ステーターと呼ばれ、捲き線ノズルのスペース確保が不要になり、一体ステーターに対して、約７０％の占積率の向上が達成される。また、材料歩留まりの向上、生産性の向上等の効果も併せ持つ。
【００３３】
さて、図１に、本実施の形態１のステーター用コア部材３の構成を示す。図１（ａ）は、本実施の形態１のステーター用コア部材３の上面図であり、図１（ａ）は本実施の形態１のステーター用コア部材３の斜視図である。本実施の形態１のステーター用コア部材３は、図１に示すように、板形状の内側鍔４と、板形状の外側鍔５と、内側鍔４と外側鍔５とを連結しコイル素線を捲くための胴体部６とで構成されている。
【００３４】
そして、内側鍔４及び外側鍔５の互いに対向する部分が実質上平面になっており、内側鍔４の外側鍔５との対向平面４ａと、外側鍔５の内側鍔４との対向平面５ａとが実質上平行な関係になっている。つまり、胴体部６の側面６ａ，６ｂに対して実質上平行な複数の平面における、対向平面４ａと対向平面５ａとの最短距離が一致するということである。
【００３５】
このように、対向平面４ａと対向平面５ａとを実質上平行な関係にした上で、内側鍔４と外側鍔５と胴体部６とが作る空間部（捲きしろ部分）に丸線であるコイル素線７を捲き線する際、その丸線の直径の整数倍にその丸線の半径を加えた長さを対向平面４ａと対向平面５ａとの距離にすると、図２に示すように、どのコイル素線も側面６ａ，６ｂ側に落ち込むという現象は発生せず、層状に捲き線を行うことができる。
【００３６】
そうすると、占積率が従来よりも向上し、所望の捲き数を確保するために、対向部分４ａと対向部分５ａとの距離をあらかじめ大きくしておく必要がなくなる。その結果、ステーター用コア部材３に捲き線して得られるステーターコア捲き線部材２をリング状に９個並べることによって構成されるモータの外径も大きくならず、また重量も重くならず、エネルギー効率の良いモータを構成することが可能となる。
【００３７】
なお、上述した本実施の形態１のステーター用コア部材３の胴体部６に層状にコイル素線７を捲き線して得られた、図３に示すステーターコア捲き線部材２を、図４に示すようにリング状に９個並べると、モーターに用いられるリング状のステーター１が形成される。
【００３８】
また、図２において、「１」〜「１９」の数字はコイル素線が胴体部６に捲き線される際の順番を示している。
【００３９】
また、図１、図３及び図４から明らかなように、本実施の形態１のステーター用コア部材３の内側鍔４は、ステーター１の中心側の壁面の一部を形成するものであり、本発明のステーター用コア部材の内側部の一例に該当し、また、外側鍔５はステーター１の外側の壁面の一部を形成するものであって、本発明のステーター用コア部材の外側部の一例に該当する。
【００４０】
また、上述した実施の形態１では、内側鍔４及び外側鍔５の互いに対向する部分が実質上平面になっているとしたが、図５に示すように、内側鍔４及び外側鍔５の互いに対向する部分は曲面であってもよい。なお図５では、内側鍔４及び外側鍔５の互いに対向する部分を、それぞれ「４ａ’」、「５ａ’」と示している。その場合、内側鍔４及び外側鍔５の互いに対向する部分の距離、すなわち「４ａ’」と「５ａ’」との距離を実質上一定にする必要がある。
【００４１】
また、上述した実施の形態１では、図１（ａ）に示すように、ステーター１を構成する際に隣接する別のステーター用コア部材３と対向することになる胴体部６の二つの側面６ａ、６ｂが実質上平行であるとした。しかしながら、図６（ａ）に示すように、胴体部６の二つの側面６ａ’，６ｂ’は平行でなくてもよい。また、図６（ａ）に示すように、胴体部６の側面６ａ’，６ｂ’と、外側鍔５の内側鍔４との対向平面５ａとを実質上直交させてもよい。逆に、図７（ａ）に示すように、胴体部６の側面６ａ’，６ｂ’と、外側鍔５の内側鍔４との対向平面５ａとを直交させなくてもよい。
【００４２】
要するに、図４を用いて説明したステーター１を構成する際に、隣接する別のステーター用コア部材３と対向することになる胴体部６の側面に対して実質上平行な複数の平面において、内側鍔４と外側鍔５との最短距離が実質上同一となりさえすればよい。そうすると、図２を用いて説明したように、ステーター用コア部材３の胴体部６にコイル素線を捲き線する際、コイル素線が胴体部６側に落ち込むという現象は発生せず、層状に捲き線を行うことができ、占積率が従来よりも向上し、所望の捲き数を確保するために、対向部分４ａと対向部分５ａとの距離を大きくしておく必要がなくなる。そして、エネルギー効率の良いモータを構成することが可能となる。
【００４３】
また、上面が図８のように示される、内側鍔４及び外側鍔５の互いに対向し、連続する各部分の距離が実質上一定であるステーター用コア部材を利用しても、図１に示すステーター用コア部材３を利用した場合と同様に、捲き線する際、コイル素線が胴体部６側に落ち込むという現象は発生せず占積率が従来よりも向上する。
【００４４】
なお、本実施の形態１において説明した各ステーター用コア部材３の捲きしろ部分に捲き線するコイル素線７は丸線に限定するものではなく、平角線であってもよい。例えば、図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、図１に示すステーター用コア部材３に、断面が図２２（ｃ）に示される矩形状のコイル素線７を捲き線して、ステーターコア捲き線部材を作成してもよい。
【００４５】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、実施の形態１において説明したステーター用コア部材３の、内側鍔４と外側鍔５と胴体部６とが作る空間部（捲きしろ部分）にコイル素線７を捲き線する際、そのコイル素線７と胴体部６とを電気的に絶縁させるための、捲きしろ部分に配置されるスペーサー８の構成について説明する。そのスペーサー８は、捲き線するコイル素線７と胴体部６とを電気的に絶縁させるためのものであるので、電気的絶縁材で構成される。また、本実施の形態２のスペーサー８は、ステーター用コア部材３の捲きしろ部分に配置されたときに、その捲きしろ部分に捲かれるコイル素線７の占積率を高めることができるものである。
【００４６】
以下に図９を用いて本実施の形態２のスペーサー８の構成について説明する。図９（ａ）は本実施の形態２のスペーサー８の断面図であり、図９（ｂ）は本実施の形態２のスペーサー８がステーター用コア部材３の捲きしろ部分に配置され、その捲きしろ部分に平角線が捲き線された状態を示す図である。図９に示すように、本実施の形態２のスペーサー８の胴体部６に対応する部分であってコイル素線７が捲き線される部分には、段９が設けられている。その段９の幅ＷＡは、捲き線される平角線の幅ｗａの実質上整数倍になっている。
【００４７】
このように、段９を有する本実施の形態２のスペーサー８を、ステーター用コア部材３の捲きしろ部分に配置し、その捲きしろ部分に平角線を捲き線すると、図９（ｂ）に示すように、占積率を高めて平角線を捲き線することが可能となる。
【００４８】
なお、上述した実施の形態では、コイル素線７として平角線を用いたが、丸線を用いてもよい。その場合、スペーサー８の段９の幅ＷＡを、丸線の直径の実質上整数倍とすると、占積率を高めて丸線を捲き線することも可能となる。
【００４９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態１において説明したステーター用コア部材３の胴体部６にコイル素線を捲き線してコイルを製造するコイル製造方法及びコイル製造装置について説明する。
【００５０】
本実施の実施の形態３におけるコイル製造方法及びコイル製造装置を説明する前に、図２０を用いて説明した従来のステーター用コア部材５３の胴体部５６にコイル素線を捲き線する方法について説明する。従来のステーター用コア部材５３は、図２０に示すように、外側鍔５５の内側鍔５４との対向部分５５ａが胴体部５６に対して実質上直交する平面になっており、胴体部５６の中心軸を実質上中心軸とし、その中心軸を実質上固定してステーター用コア部材５３を回転させながら、胴体部５６にコイル素線を捲き線していた。
【００５１】
そして捲き線する際、胴体部５６の側面に平行に、外側鍔５５から内側鍔５４の向きに、又は内側鍔５４から外側鍔５５の向きにコイル素線を所定の速度で移動させるとともに、コイル素線が内側鍔５４又は外側鍔５５に最近接したときに、胴体部５６の側面に対して実質上直交する方向に、コイル素線を胴体部５６から所定量外側に移動させて、胴体部５６にコイル素線を捲き線していた。
【００５２】
しかしながら、実施の形態１において説明したステーター用コア部材３は、図１に示すように、内側鍔４及び外側鍔５の互いに対向する部分が胴体部６に対して実質上直交していないので、胴体部６の中心軸を実質上中心軸とし、その中心軸を実質上固定してステーター用コア部材３を回転させ、上述した従来の方法を用いて、つまり胴体部６の側面に平行に、外側鍔５から内側鍔４の向きに、又は内側鍔４から外側鍔５の向きにコイル素線を所定の速度で移動させるとともに、コイル素線が内側鍔４又は外側鍔５に最近接したときに、胴体部６の側面に対して実質上直交する方向に、コイル素線を胴体部６から所定量外側に移動させて、胴体部６にコイル素線を捲き線する方法を用いることができない。
【００５３】
なぜなら、コイル素線が内側鍔４に最近接したとき、胴体部６の側面に対して実質上直交する方向にコイル素線を胴体部６から所定量外側に移動させると、コイル素線が内側鍔４側に落ち込み、それによって捲き線が乱れるからである。また、コイル素線が外側鍔５に最近接したとき、胴体部６の側面に対して実質上直交する方向にコイル素線を胴体部６から所定量外側に移動させようとすると、外側鍔５の内側鍔４との対向部分５ａの先端部によってコイル素線の移動が妨げられ、それによって対向部分５ａと胴体部６とが作るコーナー部にコイル素線が入らず、捲き線が乱れ素線にキズが付くからである。そのため、占積率を高めてコイル素線を捲き線することができず、従来のステーター用コア部材５３の胴体部５６にコイル素線を捲き線する方法を用いては、実施の形態１において説明したステーター用コア部材３に、占積率を高めてコイル素線を捲き線することができない。
【００５４】
そこで、本実施の形態３では、コイル素線を胴体部６に捲き線する際、胴体部６のどの部位に捲き線するかに応じて、ステーター用コア部材３の回転軸、つまり胴体部６の中心軸を傾けながら捲き線する。そうすると、実施の形態１において説明したステーター用コア部材３の胴体部６に対して、対向部分５ａの先端部にコイル素線が接触せず、占積率を高めて捲き線することが可能となる。
【００５５】
以下に、ステーター用コア部材３の回転軸を傾けながらコイル素線を捲き線してコイルを製造するコイル製造装置について説明する。
【００５６】
図１０に、本実施の形態３におけるコイル製造装置の構成を示す。図１０に示すように、本実施の形態３におけるコイル製造装置は、ステーター用コア部材３の内側鍔４を保持する第１保持部１０と、ステーター用コア部材３の外側鍔５を保持する第２保持部１１と、その第２保持部１１と固定接続されている接続部１２と、その接続部１２と連結していてかつ所定の位置で回転する回転軸１３と、接続部１２と連結していて回転軸１３と実質上平行な方向に動く可動軸１４と、その可動軸１４と連結している第１移動部３０と、その第１移動部３０を回転軸１３と実質上平行な方向に移動させる第２移動部３１と、その第２移動部３１を回転軸１３と実質上平行な方向に動かせる、連結金具３２ａ、駆動部３２ｂ、及び本体３２ｃで構成される電動スライダと、第１保持部１０に回転自在に取り付けられた棒状のセンターコック１６と、そのセンターコック１６の先端部と接触し、センターコック１６の軸方向を滑らかに回転させるためのセンターコック受け１７と、そのセンターコック受け１７を固定するための固定部１８とで構成されている。
【００５７】
そして、第１保持部１０にステーター用コア部材３の内側鍔４が保持されるとともに、第２保持部１１にステーター用コア部材３の外側鍔５が保持されたとき、ステーター用コア部材３の回転軸の方向、つまりステーター用コア部材３の胴体部６の中心軸の方向と、センターコック１６の軸の方向とが一致するように、センターコック１６は第１保持部１０に取り付けられる。
【００５８】
また、接続部１２と回転軸１３との連結部を連結部Ｘとすると、第１保持部１０にステーター用コア部材３の内側鍔４が保持されるとともに、第２保持部１１にステーター用コア部材３の外側鍔５が保持されたとき、連結部Ｘを中心として、センターコック１６が図１０の矢印の範囲で傾くように、本実施の形態３のコイル製造装置の各構成部は構成されている。なお、上述したように、ステーター用コア部材３の回転軸の方向と、センターコック１６の軸の方向とが一致するので、センターコック受け１７がセンターコック１６に加える力は常に連結部Ｘの向きにかかり他の向きには分散しないようになっている。
【００５９】
ここで、ステーター用コア部材３の胴体部６に捲き線されるコイル素線が、図１０において、紙面奥側から紙面手前の向きに進行し、胴体部６の上側で胴体部６に捲き取られ始め、その後進行方向を下向きに変えられ、さらに胴体部６の下側で紙面手前から紙面奥側に進行するとする。
【００６０】
そして、内側鍔４と外側鍔５と胴体部６とが作る空間部（捲きしろ部分）においてコイル素線が捲き取られるとき、内側鍔４の対向平面４ａ及び外側鍔５の対向平面５ａが回転軸１３に対して直交するように（図１０参照）、かつ、胴体部６の側面のうち対向平面４ａ及び対向平面５ａに挟まれない側面６ｃ（図１（ｂ）参照）においてコイル素線が捲き取られるとき、ステーター用コア部材３の回転軸が回転軸１３と実質上一致するように（図１１参照）、回転軸１３に対するステーター用コア部材３の回転軸が傾けられ元に戻る。
【００６１】
このように、ステーター用コア部材３の回転軸を傾けながら捲き線をすると、例えば図１（ａ）の外側鍔５の内側鍔４との対向部分５ａの先端部にコイル素線が接触することなく、対向部分５ａと胴体部６とが作るコーナー部にコイル素線が入り、実施の形態１において図２を用いて説明したように、占積率の高いコイル捲き線をすることが可能となる。
【００６２】
なお、上述した実施の形態３では、回転軸１３に対するステーター用コア部材３の回転軸を傾けるために、第２保持部１１と固定接続されている接続部１２と連結していて、かつ図１０において左右方向に可動な可動軸１４と、その可動軸１４を図１０において左右方向に動かせる第１移動部３０と、その第１移動部３０を同じく左右方向に移動させる第２移動部３１と、その第２移動部３１を左右方向に移動させる電動スライダとを用いた。また、図１０及び図１１には図示していないが、ステーター用コア部材３の胴体部６のどの部分でコイル素線が捲き取られるのかというタイミングに応じて第２移動部３１を移動させる電動スライダを制御する制御手段が設けられている。また、本発明のコイル製造装置における制動部の一例として、上記制御手段及び電動スライダが該当する。
【００６３】
また、上述した実施の形態３では、図１０に示すように、接続部１２と回転軸１３との連結部Ｘは固定されているとしたが、図１２に示すように、連結部は固定されていなくてもよい。ここで、図２３に示すように、ステーター用コア部材３が保持されたときに、そのステーター用コア部材３の捲きしろ空間における中心点を導体中心と称し、点Ｃで表すとする。このとき、図１０及び図１１に示すように、連結部Ｘを固定してステーター用コア部材３を回転軸１３に対して傾けると、図２４に示すように、ステーター用コア部材３が最大に傾斜したときの導体中心Ｃ１は、ステーター用コア部材３が水平になったときの導体中心Ｃ２から、回転軸１３方向で左側に移動する。
【００６４】
そうすると、捲きしろ空間にコイル素線を捲くとき、そのコイル素線が内側鍔４又は外側鍔５と最近接し、コイル素線を外側鍔５側に又は内側鍔４側にターンさせる際、回転軸１３方向における導体中心Ｃ１と導体中心Ｃ２との距離の分だけ、その距離を考慮して内側鍔４又は外側鍔５に接触しないようにターンさせる必要がある。
【００６５】
そこで、図１２及び図２５に示すように、ステーター用コア部材３が水平になったときの導体中心Ｃ２を含み、回転軸１３に対して直交する所定の直線Ｌ上を、導体中心Ｃが移動するように、接続部１２と回転軸１３とを連結されておく。そうすると、導体中心Ｃ２は直線Ｌ上を常に移動するので、コイル素線をターンさせる際、直線Ｌと平行な方向にコイル素線を移動させるだけで済むので、導体中心Ｃの回転軸１３方向への移動を考慮せずに、コイル素線をターンさせる必要がなくなる。
【００６６】
また、上述した実施の形態３では、電動スライダを用いてステーター用コア部材３の回転軸を傾けるとしたが、電動スライダではなくリニアモーター又はカムを用いてステーター用コア部材３の回転軸を傾けるとしてもよい。そして、電動スライダと同様に、リニアモーターやカムによって、ステーター用コア部材３の回転軸を傾けるタイミング、その傾け度合いが制御されるとしてもよい。図１３に、電動スライダの替わりにカム１５を用いた場合のコイル製造装置の構成を示す。
【００６７】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４では、実施の形態１において説明したステーター用コア部材３に捲き線しようとするコイル素線を成形する成形機について説明する。
【００６８】
実施の形態３において説明したコイル製造装置を用いて、実施の形態１において説明したステーター用コア部材３に捲き線する場合、捲き線しようとするコイル素線を実質上直線状にしたまま捲き線すると、ステーター用コア部材３の胴体部６の側面のうち対向平面４ａ及び対向平面５ａに挟まれない側面６ｃ（図１（ｂ）参照）においては、図１４に示すように、「５」及び「１３」ターン目のコイル素線が、図１４における側面６ｃの右端よりも右側にはみ出る。つまり、「５」及び「１３」ターン目のコイル素線がロータ側にはみ出る。そしてこのように捲き線したままステーター用コア部材３をリング状に配置すると、ステーターの中心部に配置されるロータと、ロータ側にはみ出たコイル素線とが接触してしまう。その接触を防止するために、捲き線終了後、ロータ側にはみ出たコイル素線を、ロータ側にはみ出ないように機械的な加工を施す必要がでてくる。
【００６９】
そこで、本実施の形態４では、ロータ側にコイル素線をはみ出させないように捲き線するために、成形機を用いて、ステーター用コア部材３に捲き線しようとするコイル素線を、捲き線する前にあらかじめ成形する。
【００７０】
図１５に本実施の形態４の成形機の構成を示す。図１５に示すように、本実施の形態４の成形機は、基台１９と、その基台１９に固定されており、所定の段が設けられている第１成形部２０と、その第１成形部２０と対向して配置され、第１成形部２０の各段に対応する段が設けられている第２成形部２１と、基台１９に取り付けられており、第２成形部２１を第１成形部２０側に移動させるための加圧部２２とで構成されている。なお、図１５（ａ）は本実施の形態４の成形機の上面図であり、図１５（ｂ）は本実施の形態４の成形機の側面図である。
【００７１】
上記の第１成形部２０及び第２成形部２１の各段は、ステーター用コア部材３の内側鍔４の形状に応じて形成されており、第２成形部２１が第１成形部２０側に移動し、第１成形部２０及び第２成形部２１の対応する段でコイル素線を加圧することにより、コイル素線を成形するのである。その成形は、図１６及び図２６に示すように、ステーター用コア部材３の胴体部６のより近くで捲き線されるコイル素線よりも、胴体部６からより遠くで捲き線されるコイル素線の方が、より大きく成形されるように行われる。つまり、胴体部６の最も近くで捲き線される１段目のコイル素線よりも、胴体部６から最も遠くで捲き線される６段目のコイル素線の方が、より大きく成形される。そしてそのようにコイル素線が成形されるように、第１成形部２０及び第２成形部２１の各段は設けられている。
【００７２】
なお、図１６（ａ）は１段目に捲き線されるコイル素線の成形後の形状を、図１６（ｂ）は６段目に捲き線されるコイル素線の成形後の形状を、それぞれ示している。ここで、１段目に捲き線されるコイル素線とは、図２６に示すように、胴体部６に最も近い層で捲き線されるコイル素線を意味し、６段目に捲き線されるコイル素線とは、胴体部６に最も近い層を第１層としたときに第６番目の層で捲き線されるコイル素線を意味する。
【００７３】
このように、捲き線をする前にあらかじめコイル素線を成形しておくと、内側鍔４からロータ側にはみ出るコイル素線が存在しなくなり、捲き線終了後に、ロータ側にはみ出たコイル素線を、ロータ側にはみ出ないようにするための機械的な加工を施さなくて済む。
【００７４】
なお、本実施の形態４の成形機は、図１７に示すように、実施の形態３のコイル製造装置の前段に配置されるものである。そして、コイル製造装置においてステーター用コア部材３の回転を考慮しながら、ステーター用コア部材３の胴体部６の側面６ｃ（図１（ｂ）参照）に位置する予定のコイル素線を、あらかじめ本実施の形態４の成形機で加工した後、加工したコイル素線を胴体部６の側面６ｃに位置させるように制御する。
【００７５】
また、上述した実施の形態では、図２６を用いて、ステーター用コア部材３の胴体部６のより近くで捲き線されるコイル素線（例えば１段目のコイル素線）と、胴体部６からより遠くで捲き線されるコイル素線（例えば６段目のコイル素線）とを説明する際、上記の図２６に示すように平角線が捲き線される場合を例にとって説明したが、胴体部６に捲き線するコイル素線は、丸線であっても平角線であってもかまわない。
【００７６】
また、上述した実施の形態では、図１４を用いて、ステーター用コア部材３の胴体部６に丸線を捲き線する場合に、ロータ側にはみ出るコイル素線が存在するという問題点を示したが、図２７に示すように、コイル素線として平角線を用いた場合でも、平角線がロータ側にはみ出たり、内側鍔４の上に存在することがあるので、丸線を加工する場合と同様に、本実施の形態４の成形機を用いて、捲き線する前に平角線を加工しておく。
【００７７】
また、本発明は、上述した本発明のコイル製造方法の全部又は一部のステップをコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００７８】
また、本発明は、上述した本発明のコイル製造方法の全部又は一部のステップの全部又は一部のステップをコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記ステップを実行する媒体である。
【００７９】
なお、本発明の一部のステップとは、それらの複数のステップの内の、幾つかのステップを意味し、あるいは、一つのステップの内の、一部の動作を意味するものである。
【００８０】
また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。
【００８１】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００８２】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００８３】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【００８４】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【００８５】
なお、以上説明した様に、本発明の構成の少なくとも一部は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、占積率を高くコイル素線を捲き線できるステーター用コア部材と、そのステーター用コア部材にコイル素線をより高密度に捲き線したステーターコア捲き線部材とを提供することができる。
【００８７】
また、本発明は、上記の占積率を高くコイル素線を捲き線できるステーター用コア部材にコイル素線を捲き線するコイル製造方法及びコイル製造装置を提供することができる。
【００８８】
また、本発明は、ステーター用コア部材に、従来より占積率を高くコイル素線を捲くためのスペーサーを提供することができる。
【００８９】
さらに、本発明は、ステーター用コア部材の内側部の形状に応じて、そのステーター用コア部材に捲き線するためのコイル素線を成形する成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のステーター用コア部材の構成図
【図２】本発明の実施の形態１のステーター用コア部材に捲き線したときの説明図
【図３】本発明の実施の形態１のステーターコア捲き線部材の構成図
【図４】本発明の実施の形態１のステーターの構成図
【図５】本発明の実施の形態１のステーター用コア部材の構成図
【図６】本発明の実施の形態１のステーター用コア部材の構成図
【図７】本発明の実施の形態１のステーター用コア部材の構成図
【図８】本発明の実施の形態１のステーター用コア部材の上面図
【図９】本発明の実施の形態２のスペーサーの構成図
【図１０】本発明の実施の形態３のコイル製造装置の構成図
【図１１】本発明の実施の形態３のコイル製造装置の動作説明図
【図１２】本発明の実施の形態３のコイル製造装置の構成図
【図１３】本発明の実施の形態３の、カムが用いられたコイル製造装置の構成図
【図１４】本発明の実施の形態４の成型機が必要とされる理由の説明図
【図１５】本発明の実施の形態４の成型機の構成図
【図１６】本発明の実施の形態４の成型機によって成形されたコイル素線の構成図
【図１７】本発明の実施の形態３のコイル製造装置と、本発明の実施の形態４の成型機の配置関係を示す図
【図１８】従来のステーターの構成図
【図１９】従来のステーターコア捲き線部材の構成図
【図２０】従来のステーター用コア部材の構成図
【図２１】課題を説明するための図
【図２２】図１に示すステーター用コア部材に断面が矩形状のコイル素線を捲き線して得られたステーターコア捲き線部材の説明図
【図２３】本発明の実施の形態３のコイル製造装置にステーター用コア部材が取り付けられたときの導体中心Ｃを説明するための図
【図２４】図１０に示すコイル製造装置にステーター用コア部材が取り付けられたときの導体中心Ｃの移動を説明するための図
【図２５】図１２に示すコイル製造装置にステーター用コア部材が取り付けられたときの導体中心Ｃの移動を説明するための図
【図２６】本発明の実施の形態４の成形機によって成形されたコイル素線が捲き線されたときの層（段目）を説明するための図
【図２７】本発明の実施の形態４の成形機が必要とされる理由の説明図
【符号の説明】
１  ステーター
２  ステーターコア捲き線部材
３  ステーター用コア部材
４  内側鍔
４ａ  対向平面
５  外側鍔
５ａ  対向平面
６  胴体部
６ａ、６ｂ  側面
６ａ’、６ｂ’  側面
７  コイル素線
８  スペーサー
９  段
１０  第１保持部
１１  第２保持部
１２  接続部
１３  回転軸
１４  可動軸
１５  カム
１６  センターコック
１７  センターコック受け
１８  固定部
１９  基台
２０  第１成形部
２１  第２成形部
２２  加圧部
Ｘ  連結部
【図１】
0003652276.tif 000002
【図２】
0003652276.tif 000003
【図３】
0003652276.tif 000004
【図４】
0003652276.tif 000005
【図５】
0003652276.tif 000006
【図６】
0003652276.tif 000007
【図７】
0003652276.tif 000008
【図８】
0003652276.tif 000009
【図９】
0003652276.tif 000010
【図１０】
0003652276.tif 000011
【図１１】
0003652276.tif 000012
【図１２】
0003652276.tif 000013
【図１３】
0003652276.tif 000014
【図１４】
0003652276.tif 000015
【図１５】
0003652276.tif 000016
【図１６】
0003652276.tif 000017
【図１７】
0003652276.tif 000018
【図１８】
0003652276.tif 000019
【図１９】
0003652276.tif 000020
【図２０】
0003652276.tif 000021
【図２１】
0003652276.tif 000022
【図２２】
0003652276.tif 000023
【図２３】
0003652276.tif 000024
【図２４】
0003652276.tif 000025
【図２５】
0003652276.tif 000026
【図２６】
0003652276.tif 000027
【図２７】
0003652276.tif 000028