(57)【要約】【課題】コイル導線を、乱れを防止しつつ高占積率で容易に巻回することができるようにすること。【解決手段】（ａ）コイル導線１２の一端側を、一方の端面２４ａから他方の端面２５ａに向けて、当該他方の端面２５ａから余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回する工程と、（ｂ）コイル導線１２の他端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線１２の一端側の巻回部分と、他方の前記端面２５ａとの間で巻回する工程と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル導線（１２）を、所定幅を有して対向する一対の端面（２５ａ，２５ｂ）間で、所定の軸（２８）周りに巻回するコイル（１０、５６）の製造方法であって、
（ａ）前記コイル導線（１２）の一端側を、一方の前記端面（２５ａ）から他方の前記端面（２５ｂ）に向けて、他方の前記端面（２５ｂ）から余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回する工程と、
（ｂ）前記コイル導線（１２）の他端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線（１２）の一端側の巻回部分と他方の前記端面（２５ｂ）との間で巻回する工程と、
を備えるコイルの製造方法。
【請求項２】
コイル導線（１２）を、所定幅を有して対向する一対の端面（２５ａ，２５ｂ）間で、所定の軸（２５）周りに巻回するコイル（１０、５６）の製造方法であって、
（ａ）前記コイル導線（１２）の一端側を、一方の前記端面（２５ａ）から他方の前記端面（２５ｂ）に向けて、他方の前記端面（２５ｂ）から余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回する工程と、
（ｂ−１）前記コイル導線（１２）の他端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線（１２）の一端側の巻回部分と他方の前記端面との間で巻回すると共に、そのさらに外周側にも巻回する工程と、
（ｃ）前記コイル導線（１２）の一端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線（１２）の一端側の巻回部分の外周側で、前記工程（ｂ−１）で巻回された前記コイル導線（１２）の他端側の巻回部分から一方の前記端面に向けて整列状に巻回する工程と、
を備えるコイルの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のコイル（１０、５６）の製造方法であって、
前記コイル導線（１２）を、磁心（２０、５４）に直接的に巻回する、コイルの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のコイルの製造方法によって製造されたコイル（５６）を複数備えた電機子（５０）の製造方法であって、
前記複数のコイル（５６）のうち少なくとも１つを、他のコイル（５６）と分離した状態で前記コイル導線を巻回した後、前記他のコイル（５６）と組合わせて一体化する、電機子の製造方法。
【請求項５】
請求項１又請求項２記載のコイルの製造方法であって、
前記コイル導線を、磁心（５４）とは別の巻枠体（６０）に巻回した後、前記磁心（５４）に装着する、コイルの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のコイルの製造方法であって、
前記巻枠体（６０）は、絶縁体として前記コイル（５４）と共に前記磁心（５６）に装着される、コイルの製造方法。
【請求項７】
請求項５記載のコイルの製造方法であって、
前記巻枠体に巻回された前記コイル導線同士を、前記巻枠体に巻回中に、又は、巻回後に、接着する、コイル（５６）の製造方法。
【請求項８】
請求項５記載のコイルの製造方法であって、
前記コイル導線として自己融着線を用い、前記巻枠体に巻回された前記コイル導線同士を、前記巻枠体に巻回中に、又は、巻回後に、接着する、コイル（５６）の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項３、請求項５〜請求項８のいずれかに記載のコイルの製造方法であって、
前記コイル導線（１２）の一端側を第１ノズル（３０）から供給しつつ前記第１ノズル（３０）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることで、前記コイル導線（１２）の一端側を巻回し、
前記コイル導線（１２）の他端側を第２ノズル（３２）から供給しつつ前記第２ノズル（３２）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることで、前記コイル導線（１２）の他端側を巻回する、コイルの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項３、請求項５〜請求項８のいずれかに記載のコイルの製造方法であって、
前記コイル導線の他端側の端部を接続部（３６）に固定し、この接続部（３６）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることにより、前記コイル導線（１２）の他端側の端部を巻回し、
前記コイル導線（１２）の一端側を第１ノズル（３０）から供給しつつ、前記第１ノズル（３０）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることで或は被巻回対象物（２０）を回転させることで、前記コイル導線（１２）の一端側を巻回する、コイルの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項３、請求項５〜請求項１０のいずれかに記載のコイルの製造方法であって、
前記コイル導線の一端側（１１２ａ）及び前記コイル導線の他端側（１１２ｂ）が、他方の前記端面（１２５ａ）よりの巻回部分から引出された、コイルの製造方法。
【請求項１２】
コイル導線（１２）を、所定幅を有して対向する一対の端面（２４ａ，２４ｂ）間で、所定の軸（２８）周りに巻回したコイルであって、
前記コイル導線（１２）が、
一方の前記端面（２４ａ）から他方の前記端面（２５ａ）に向けて、他方の前記端面（２５ａ）から余裕幅を残した手前まで、複数層にわたって整列状に巻回された第１巻回部分（１４ａ）と、
前記他方の端面（２５ａ）に沿って複数層巻回された第２巻回部分（１４ｂ）と、
を備え、
前記所定の軸（２８）に沿った少なくとも１つの断面において、前記第２巻回部分（２４ｂ）を構成する前記コイル導線（１２）の断面の少なくとも１つの位置が、それよりも外側の層で前記第１巻回部分（１４ａ）を構成する前記コイル導線（１２）の断面位置よりも内側に重なる位置に配設されている、コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アキシャルギャップ型モータ等に適用されるコイルを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
アキシャルギャップ型モータは、回転軸方向に薄型化しても、界磁用永久磁石の磁極面を広くすることができ、また、巻線の高占積率化も容易であり、大きさに比してトルクないし出力を大きくできる。近年、圧粉磁心等の材料の進歩によって、磁心の周りにコイルを設けて高い透磁率を実現することができ、圧縮機等に適用される、出力の大きいモータ用としても研究が進められている。
【０００３】
このようなアキシャルギャップ型モータ等に適用されるコイルで、コイル導線を高占積率で巻く巻き方としては、整列巻がある。しかしながら、整列巻においても、コイル導線の巻き始め部分を、外方に引出す必要がある。このため、最内周側の層よりも外周側の層でコイル導線を巻回していく際には、外方に引出されるコイル導線の巻き始め部分を回避する必要がある。すると、最内周側の層よりも外周側の層では、１層につき少なくとも一周分はコイル導線を巻回できず、又は、整列巻が乱れてしまい、コイル導線の占積率低下要因になるという問題があった。
【０００４】
本発明に関連する技術としては、特許文献１及び特許文献２がある。
【０００５】
特許文献１では、２つのコイルを所定の軸方向に沿って２段に配置している。そして、各コイルの内周側で、各コイルのコイル導線の巻き始め同士を、接続片を介して接続している。
【０００６】
特許文献２では、コイル巻線の巻き始めの一列を外周方向に所定数巻回して外周部に引出してから、コイル巻線の巻き終り側を整列巻していく方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２０１０３０号公報
【特許文献２】実開昭６３−５１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、各コイルの内周側に接続片が存在することになるため、その接続片によって巻回形態が乱れる恐れがある。特に、接続片は、コイル導線の巻き始め端部に対する接続作業を行うために、ある程度の長さ及び厚みが必要となる。また、接続片は、外周側のコイル導線に対する絶縁構造を有している必要がある。これらの諸構成によって、特に、接続片によって巻回形態が乱れる恐れがある。
【０００９】
また、特許文献２では、コイル巻線の巻き始めの一列を外周方向に所定数巻回していく際に、一定のテンションを加えた場合等に、２層目以降の巻回形態が崩れてしまう。特に、断面略円形のコイル導線では、そのような崩れの現状は不可避的である。
【００１０】
これを回避するためには、コイル巻線の巻き始めの一列を外周方向に所定数巻回していく際に、その巻回形態を保つ仮保持手段を設けることも考えられる。しかしながら、このように考えても、仮保持手段を除去する時点で、コイル巻線の巻き始めの巻回部分を接着剤等で固定しておく工程が必要となり、製造工程が煩雑となる。
【００１１】
そこで、本発明は、コイル導線を、乱れを防止しつつ高占積率で容易に巻回することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、このコイルの製造方法は、コイル導線（１２）を、所定幅を有して対向する一対の端面（２５ａ，２５ｂ）間で、所定の軸（２８）周りに巻回するコイル（１０、５６）の製造方法であって、（ａ）前記コイル導線（１２）の一端側を、一方の前記端面（２５ａ）から他方の前記端面（２５ｂ）に向けて、他方の前記端面（２５ｂ）から余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回する工程と、（ｂ）前記コイル導線（１２）の他端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線（１２）の一端側の巻回部分と他方の前記端面（２５ｂ）との間で巻回する工程と、を備えている。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、他のコイルの製造方法は、コイル導線（１２）を、所定幅を有して対向する一対の端面（２５ａ，２５ｂ）間で、所定の軸（２５）周りに巻回するコイル（１０、５６）の製造方法であって、（ａ）前記コイル導線（１２）の一端側を、一方の前記端面（２５ａ）から他方の前記端面（２５ｂ）に向けて、他方の前記端面（２５ｂ）から余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回する工程と、（ｂ−１）前記コイル導線（１２）の他端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線（１２）の一端側の巻回部分と他方の前記端面との間で巻回すると共に、そのさらに外周側にも巻回する工程と、（ｃ）前記コイル導線（１２）の一端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線（１２）の一端側の巻回部分の外周側で、前記工程（ｂ−１）で巻回された前記コイル導線（１２）の他端側の巻回部分から一方の前記端面に向けて整列状に巻回する工程と、を備える。
【００１４】
これらの場合において、前記コイル導線（１２）を、磁心（２０、５４）に直接的に巻回するとよい。
【００１５】
また、上記各コイルの製造方法によって製造されたコイル（５６）を複数備えた電機子（５０）の製造方法においては、前記複数のコイル（５６）のうち少なくとも１つを、他のコイル（５６）と分離した状態で前記コイル導線を巻回した後、前記他のコイル（５６）と組合わせて一体化するとよい。
【００１６】
また、前記コイル導線を、磁心（５４）とは別の巻枠体（６０）に巻回した後、前記磁心（５４）に装着するとよい。
【００１７】
また、前記巻枠体（６０）は、絶縁体として前記コイル（５４）と共に前記磁心（５６）に装着されてもよい。
【００１８】
また、前記巻枠体に巻回された前記コイル導線同士を、前記巻枠体に巻回中に、又は、巻回後に、接着するとよい。
【００１９】
また、前記コイル導線として自己融着線を用い、前記巻枠体に巻回された前記コイル導線同士を、前記巻枠体に巻回中に、又は、巻回後に、接着するとよい。
【００２０】
また、前記コイル導線（１２）の一端側を第１ノズル（３０）から供給しつつ前記第１ノズル（３０）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることで、前記コイル導線（１２）の一端側を巻回し、前記コイル導線（１２）の他端側を第２ノズル（３２）から供給しつつ前記第２ノズル（３２）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることで、前記コイル導線（１２）の他端側を巻回するとよい。
【００２１】
また、前記コイル導線の他端側の端部を接続部（３６）に固定し、この接続部（３６）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることにより、前記コイル導線（１２）の他端側の端部を巻回し、前記コイル導線（１２）の一端側を第１ノズル（３０）から供給しつつ、前記第１ノズル（３０）を前記所定の軸（２８）回りに旋回させることで或は被巻回対象物（２０）を回転させることで、前記コイル導線（１２）の一端側を巻回するとよい。
【００２２】
また、前記コイル導線の一端側（１１２ａ）及び前記コイル導線の他端側（１１２ｂ）が、他方の前記端面（１２５ａ）よりの巻回部分から引出されていてもよい。
【００２３】
また、このコイルは、コイル導線（１２）を、所定幅を有して対向する一対の端面（２４ａ，２４ｂ）間で、所定の軸（２８）周りに巻回したコイルであって、前記コイル導線（１２）が、一方の前記端面（２４ａ）から他方の前記端面（２５ａ）に向けて、他方の前記端面（２５ａ）から余裕幅を残した手前まで、複数層にわたって整列状に巻回された第１巻回部分（１４ａ）と、前記他方の端面（２５ａ）に沿って複数層巻回された第２巻回部分（１４ｂ）と、を備え、前記所定の軸（２８）に沿った少なくとも１つの断面において、前記第２巻回部分（２４ｂ）を構成する前記コイル導線（１２）の断面の少なくとも１つの位置が、それよりも外側の層で前記第１巻回部分（１４ａ）を構成する前記コイル導線（１２）の断面位置よりも内側に重なる位置に配設されているものである。
【発明の効果】
【００２４】
このコイルの製造方法によると、前記コイル導線の一端側を、一方の前記端面から他方の前記端面に向けて、他方の前記端面から余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回し、前記コイル導線の他端側を、巻回された前記コイル導線の一端側の巻回部分と他方の前記端面との間で巻回するため、コイル導線の他端側は、巻回された前記コイル導線の一端側の巻回部分と他方の前記端面との間で、安定しており崩れにくい。よって、コイル導線を、乱れを防止しつつ高占積率で容易に巻回することができる。
【００２５】
また、他のコイルの製造方法によると、前記コイル導線の一端側を、一方の前記端面から他方の前記端面に向けて、他方の前記端面から余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回し、前記コイル導線の他端側を、巻回された前記コイル導線の一端側の巻回部分と他方の前記端面との間で巻回すると共に、そのさらに外周側にも巻回し、さらに、前記コイル導線の一端側を、巻回された前記コイル導線の一端側の巻回部分の外周側で、巻回された前記コイル導線の他端側の巻回部分から一方の前記端面に向けて整列状に巻回している。このため、コイル導線の他端側は、巻回された前記コイル導線の一端側の巻回部分と他方の前記端面との間で、安定しており崩れにくい。よって、コイル導線を、乱れを防止しつつ高占積率で容易に巻回することができる。
【００２６】
これらの場合に、前記コイル導線を、磁心に直接的に巻回すると、そのコイル導線を強く巻付けることができる。なお、ここで、前記コイル導線を、磁心に直接的に巻回するとは、磁心周りでは無い場所でコイル導線を巻く方法を排除する意味であり、従って、磁心周りにある絶縁体周りにコイル導線を巻回する場合を含む。
【００２７】
また、前記複数のコイルのうち少なくとも１つを、他のコイルと分離した状態で前記コイル導線を巻回した後、前記他のコイルと組合わせて一体化することで、前記コイル導線を、前記磁心周りにある絶縁体に直接巻回するコイルの製造方法を、複数のコイルを有する電機子に容易に適用できる。
【００２８】
また、前記コイル導線を、磁心とは別の巻枠体に巻回した後、前記磁心に装着すると、磁心の配設箇所等に関する制約を受けずに、コイル導線を巻回することができる。
【００２９】
また、前記巻枠体は、絶縁体として前記コイルと共に前記磁心に装着されると、コイル導線を巻回した後そのまま磁心に装着すればよいため、その製造が容易である。
【００３０】
また、前記巻枠体に巻回された前記コイル導線同士を、前記巻枠体に巻回中に、又は、巻回後に、接着すると、巻枠体を省略することができる。
【００３１】
また、前記コイル導線として自己融着線を用い、前記巻枠体に巻回された前記コイル導線同士を、前記巻枠体に巻回中に、又は、巻回後に、接着することで、巻枠体を省略することができる。
【００３２】
また、前記コイル導線の一端側を第１ノズルから供給しつつ前記第１ノズルを前記所定の軸回りに旋回させることで、前記コイル導線の一端側を巻回し、前記コイル導線の他端側を第２ノズルから供給しつつ前記第２ノズルを前記所定の軸回りに旋回させることで、前記コイル導線の他端側を巻回すると、コイル導線の一端側及び他端側を逆方向に巻回することができる。
【００３３】
また、前記コイル導線の他端側の端部を接続部に固定し、この接続部を前記所定の軸回りに旋回させることにより、前記コイル導線の他端側の端部を巻回し、前記コイル導線の一端側を第１ノズルから供給しつつ、前記第１ノズルを前記所定の軸回りに旋回させることで或は被巻回対象物を回転させることで、前記コイル導線の一端側を巻回することで、ノズルを少なくした簡易な構成でコイル導線を巻回できる。
【００３４】
また、前記コイル導線の一端側及び前記コイル導線の他端側が、他方の前記端面よりの巻回部分から引出されていると、最外周層に一杯にコイル導線を巻回することができる。また、前記コイル導線の一端側及び前記コイル導線の他端側が略同じ箇所から引出されるため、その後のコイル導線端部の結線が容易になる等、取扱性に優れる。
【００３５】
また、このコイルによると、前記コイル導線が、一方の前記端面から他方の前記端面に向けて、他方の前記端面から余裕幅を残した手前まで、複数層にわたって整列状に巻回された第１巻回部分と、前記他方の端面に沿って複数層巻回された第２巻回部分と、を備え、前記所定の軸に沿った少なくとも１つの断面において、前記第２巻回部分を構成する前記コイル導線の断面の少なくとも１つの位置が、それよりも外側の層で前記第１巻回部分を構成する前記コイル導線の断面位置よりも内側に重なる位置に配設されているので、上記コイル製造方法によって製造されたコイルといえる。このため、上記と同様に、コイル導線を、乱れを防止しつつ高占積率で容易に巻回されたコイルを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係るコイルの製造方法について説明する。図１は製造されたコイルを示す斜視図である。
【００３７】
このコイル１０は、コイル導線１２を、所定幅Ｌを有して対向する端面間で、所定の軸２８周りに複数層巻回したものである。ここでは、コイル１０は、磁心２０と、コイル導線１２が巻回されたコイル巻線部１６とを有している。
【００３８】
磁心２０は、略円柱状の磁心本体部２２と、その磁心本体部２２の両端部に設けられた鍔部２４，２５とを有している。磁心２０のうち少なくとも磁心本体部２２の部分は、前記所定の軸２８の方向に沿って引き伸された軟磁性体によって形成されている。なお、磁心本体部２２は、略円柱状に限定されず、略楕円柱状や、略三角形柱状或は略四角形円柱状等の多角形円柱状であってもよい。なお、端面２４ａ，２５ａは、少なくともコイル導線１２を巻回する際に存在していればよいので、コイル導線１２巻回後は除去される構成であってもよい。
【００３９】
各鍔部２４，２５は、上記磁心２０の端部の外周面から外方向に向けて広がる板形状、ここでは、略円形板状に形成されている。各鍔部２４，２５の内向きの端面２４ａ，２５ａ（それぞれの対向面）は、円環状に広がる平坦面に形成されており、互いに略平行な位置関係にある。また、その端面２４ａ，２５ａ間の間隔寸法は、所定幅Ｌである。
【００４０】
そして、上記磁心２０に、エナメル線等のコイル導線を巻回してコイル巻線部１６を形成することで、コイル１０が製造される。
【００４１】
なお、本実施形態では、上記磁心２０に巻回する例で説明するが、上記鍔部２４，２５と同様の鍔部を持つボビン状の巻枠体に巻回するようにしてもよい。
【００４２】
上記のようなコイル１０は、例えば、アキシャルギャップ型回転機の電機子として用いられ、その具体的構成例については後述する。
【００４３】
図２はコイルの製造方法を示す説明図である。図２では、コイル１０の巻線部１６を、所定の軸２８方向に沿って切断した断面のうち所定の軸２８に対して一方側部分のみを示している。また、図２において、コイル導線１２を示す断面内に記された数字は、巻回順序を示している。
【００４４】
このコイル１０の製造方法は、（ａ）コイル導線１２の一端側を、一方の端面２４ａから他方の端面２５ａに向けて、当該他方の端面２５ａから余裕幅を残した手前まで、整列状に巻回する工程と、（ｂ）コイル導線１２の他端側を、前記工程（ａ）で巻回された前記コイル導線１２の一端側の巻回部分と、他方の前記端面との間で巻回する工程と、を備えている。
【００４５】
ここで、コイル導線１２の一端側及び他端側とは、コイル導線１２のうち既に巻回された部分、或は、次に巻回予定である部分（最も最初に巻付ける場合）を基準としている。また、コイル１０の過半部分を閉めるコイル導線１２の巻回形態で観察すると、コイル導線１２の一端側が巻き終り部分であり、コイル導線１２の他端側が巻き始め部分であるとも捉えうる。
【００４６】
コイルの製造方法についてより具体的に説明する。
【００４７】
まず、図３に示すように、コイル導線１２の略中間部を磁心２０の磁心本体部２２周りに半周程度周回させるように引っ掛ける。このとき、コイル導線１２が磁心本体部２２周りであって、他方の端面２５ａよりの位置に配設する。のぞましくは、本体部２２と端面２５ａとが交わる角部に沿って配設する。また、コイル導線１２の他端側に、所定長、即ち、磁心本体部２２周りに複数回巻回可能な程度の長さを確保しておく。そして、コイル導線１２の一端側を、他方の端面２５ａから一方の端面２４ａに向けて（図２では左側から右側に向けて）整列状に、つまり、隣合う各周のコイル導線１２が密に隣設しつつ並行するように、巻回していく。この際のコイル導線１２の一端側の巻回方向は、他方の端面２５ａから一方の端面２４ａ方向に向けて見ると、右回り（時計回り）である。これにより、コイル導線１２が、磁心本体部２２周りであって両端面２５ａ，２４ａ間ほぼ全体に、一層分巻回される（図２で”１”〜”８”の数字を付したコイル導線１２の断面参照）。この状態では、磁心２０の一方の端面２４ａ側でコイル導線１２の一端側が引出されると共に、磁心２０の他方の端面２５ａでコイル導線１２の他端側が引出された状態となる。
【００４８】
続いて、内周側から数えて２層目の巻回を行う。まず、コイル導線１２の一端側を、一方の端面２４ａから他方の端面２５ａに向けて整列状に巻回していく。ここでは、俵積み状に、つまり、１層目のコイル導線１２の各周回間に、２層目のコイル導線１２を巻回していく。この俵積み状の巻回形態は、コイル導線１２間の隙間を小さくして、その占積率を向上できるというメリットを有している。そして、他方の端面２５ａから余裕幅を残した手間で、コイル導線１２の一端側の巻回を止める（図２で”９”〜”１５”の数字を付したコイル導線１２の断面参照）。これにより、上記工程（ａ）が実施される。なお、余裕幅は、コイル導線１２の他端側を一周程度巻回可能な幅であり、コイル導線１２の直径程度からコイル導線１２の直径の２倍よりも小さい幅である。ここでは、余裕幅は、コイル導線１２の直径の１．５倍程度である。
【００４９】
上記状態で、コイル導線１２の他端側を、上記工程（ａ）で巻回されたコイル導線１２の一端側の巻回部分（図２で”９”〜”１５”の数字を付したコイル導線１２の断面参照）と、他方の端面２５ａとの間で、１周分巻回する（図２で”１６”の数字を付したコイル導線１２の断面参照）。これにより、上記工程（ｂ）が実施され、２層目の巻回が終了する。なお、コイル導線１２の他端側の巻回方向は、コイル導線１２の一端側の巻回方向とは逆方向、つまり、他方の端面２５ａから一方の端面２４ａ方向に向けて見ると、左回り（逆時計回り）である。
【００５０】
続けて、３層目の巻回を行う。つまり、工程（ａ）で巻回されたコイル導線１２の一端側の巻回部分と他方の端面２５ａとの間で、１周分巻回されたコイル導線１２の他端側のさらに外周側に、コイル導線１２の他端側を他方の端面２５ａに沿って１周分巻回する（図２で”１７”の数字を付したコイル導線１２の断面参照）。上記工程（ａ）の後ここまでの工程により、工程（ｂ−１）が実施される。
【００５１】
さらに、コイル導線１２の一端側を、前記工程（ａ）で巻回されたコイル導線１２の一端側の巻回部分の外周側で、前記工程（ｂ−１）で巻回されたコイル導線１２の他端側の巻回部分から一方の端面２４ａに向けて整列状に巻回する（図２で”１８”〜”２４”の数字を付したコイル導線１２の断面参照）。これにより、３層目の巻回が終了し、工程（ｃ）が実施される。
【００５２】
上記工程（ａ）〜工程（ｃ）を繰返すことで、コイル導線１２を複数層に亘って巻回することができる。また、コイル導線１２の両端側を外部に引出す場合に、外周側の巻回層から巻形態を乱すことなく引出すことができる。
【００５３】
このように構成されたコイル１０の製造方法では、コイル導線１２の他端側を、工程（ａ）で巻回されたコイル導線１２の一端側の巻回部分と、他方の端面２５ａとの間で巻回しているため、その作業中及び作業後で、巻回形態が安定しており、崩れ難い。よって、コイル導線１２を、乱れを防止しつつ高占積率で整列状に容易に巻回することができる。
【００５４】
また、次層を巻回する際に、工程（ａ）で巻回されたコイル導線１２の一端側の巻回部分と他方の端面２５ａとの間で、１周分巻回されたコイル導線１２の他端側のさらに外周側に、コイル導線１２の他端側を他方の端面２５ａに沿って巻回し、この後に、コイル導線１２の一端側を巻回している。このため、次層を巻回する際にも、コイル導線１２の他端側が安定しており、崩れにくい。よって、コイル導線１２を、複数層に亘って乱れを防止しつつ高占積率で容易に巻回することができる。
【００５５】
なお、工程（ａ）及び（ｂ）を備えるコイル１０の製造方法は、コイル導線１２が２層以上巻回されるものであれば、適用できる。もっとも、コイル導線１２がより多層に巻回されるものである程、高占積率化による効果が大である。
【００５６】
図４はコイル導線の他の巻回形態を示している。図４では、コイル導線１２の各周回の上に、次層のコイル導線１２が巻回された態様を示している。つまり、図２では、コイル導線１２が俵積み状に巻回された構成を示しているが、コイル導線１２が所定の層から次の層に移行する場合等、所定層のコイル導線１２と次層のコイル導線１２とが交差する部分がある場合には、全てを図２に示す俵積み状の巻回形態にすることはできず、図２に示す俵積み状の巻回形態と、図４に示す巻回形態とが混在する。この場合には、コイル１０を所定の軸２８に沿った一部断面において、図４に示す巻回形態を示し、他の断面において図２に示す巻回形態を示す。例えば、コイル１０を多角柱状に形成した場合には、コイル導線１２が所定の層から次の層に移行する１つの面に対応する断面で、図４に示す巻回形態を呈し、他の各面で図２に示す巻回形態を呈する構成となることが考えられる。
【００５７】
ところで、図２に示す俵積み状の巻回形態は、一方の端面２４ａから他方の端面２５ａに向けて、他方の端面２５ａから余裕幅を残した手前まで、複数層に亘って整列状に巻回された第１巻回部分１４ａと、他方の端面２５ａに沿って複数層巻回された第２巻回部分１４ｂとを有している。そして、所定の軸２８に沿った断面において、第２巻回部分１４ｂを構成するコイル導線１２の断面のうちの少なくとも１つの位置（例えば、図２で”１６”の数字を付したもの）が、それよりも外側の層で第１巻回部分１４ａを構成するコイル導線１２の断面位置（例えば、図２で”１８”の数字を付したもの）よりも内側に重なる位置に配設されている。
【００５８】
よって、前記所定の軸２８に沿った少なくとも１つの断面において、上記のような位置関係による巻回形態を含むコイル１０は、コイル導線１２の一端側と他端側とを交互に巻回した上記製造方法で製造されたといえる。
【００５９】
もっとも、上記製造方法で製造されたコイル１０の略全体が、図２又は図４で示す巻回形態で統一されていてもよい。
【００６０】
なお、コイル１０のうちどの部分で図２又は図４に示す巻回形態を呈するかは、コイル導線１２の次層への移動位置を調整する等で任意の位置に設定することができる。例えば、コイル１０が後述するアキシャルギャップ型回転機に組込まれるような形態では、隣の相のコイル１０が隣設する部分で図２のように高占積率の巻回形態にすることが好ましい。
【００６１】
図５はコイル導線を巻回する方法の一例を示す図である。まず、コイル導線１２を供給する一対の第１ノズル３０及び第２ノズル３２を準備する。各第１ノズル３０及び第２ノズル３２には、それぞれ単一のコイル導線１２の一端側及び他端側を巻回収容した巻回収容体等が設けられている。そして、第１ノズル３０及び第２ノズル３２から、コイル導線１２の一端側及び他端側が連続的に供給されるようになっている。また、各第１ノズル３０及び第２ノズル３２は、図示省略の旋回機構等によって、一定位置に固定された磁心２０の軸２８周りを旋回可能に構成されている。そして、コイル導線１２の一端側を第１ノズル３０から連続的に供給しつつ第１ノズル３０を所定の軸２８周りに所定方向に旋回させることで、コイル導線１２の一端側が磁心２０に巻回されるようになっている。この際、第１ノズル３０を旋回させつつ、所定の軸２８方向に沿って徐々に移動させることで、コイル導線１２の一端側が磁心２０に整列状に巻回される。一方、コイル導線１２の他端側を第２ノズル３２から連続的に供給しつつ第２ノズル３２を所定の軸２８周りに上記とは逆方向に旋回させることで、コイル導線１２の他端側が磁心２０に巻回されるようになっている。上記第１ノズル３０及び第２ノズル３２を上記製造方法に応じて交互に旋回させることで、コイル導線１２の一端側及び他端側をそれぞれ逆方向に巻回して、上記製造方法を実施できる。
【００６２】
図６はコイル導線を巻回する方法の他の例を示す図である。コイル導線１２の他端側は、各層毎に１周程度巻回されるため、必要長は比較的短い。そこで、上記のように必ずしもノズルから供給する構成とする必要はない。ここでは、コイル導線１２の他端側で所定の必要長を予め確保した上で、その端部に外部への接続用の端子等の接続部３６を接続している。そして、その接続部３６を旋回機構等に固定保持して、磁心２０の周りに旋回させることで、コイル導線１２の他端側を磁心２０に巻回している。なお、なお、コイル導線１２の一端側については、上記と同様に第２ノズル３２を用いて巻回している。
【００６３】
これにより、第１ノズル３０を省略して比較的簡易な構成で、コイル導線１２の一端側及び他端側を逆方向に巻回することができる。
【００６４】
なお、上記各方法において、磁心２０側を回転させるようにしてもよい。また、勿論、コイル導線１２の巻回方法としては、その他、コイルの製造方法として当業者に用いられている方法を含む種々の方法を採用することができる。
【００６５】
｛第２実施形態｝
第２実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図７は、第１実施形態に係る製造方法によって製造されたコイルを組込んだアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
【００６６】
このアキシャルギャップ型回転機４０は、１つの界磁子４２と、２つの電機子５０，５０を備えている。
【００６７】
界磁子４２は、略円盤状に形成されており、図示省略の回転軸部によって所定の回転軸４８周りに回転自在に支持されている。電機子５０，５０は、略円盤状に形成されており、回転軸４８方向において界磁子４２の両側に、それぞれギャップを隔てて一定位置に配設されている。
【００６８】
界磁子４２は、回転軸４８周りに沿って配設された複数の永久磁石４４を有しており、その両面に、回転軸４８周りに交互の磁性を持つ磁極面を呈している。
【００６９】
各電機子５０は、バックヨーク磁心５２と、複数の磁心５４と、複数のコイル５６とを有している。バックヨーク磁心５２は、磁性体によって構成されており、略中央部に孔部５２ｈが形成された略円盤板状に形成されている。このバックヨーク磁心５２は、磁心５４を界磁子４２の反対側で支持している。
【００７０】
各磁心５４は、バックヨーク磁心５２の界磁子４２側の面に、回転軸４８周りの周方向に沿って間隔をあけて環状に配設されている。各磁心５４は、回転軸４８と略直交する平面において、２等辺三角形状の各頂点を丸めた形状を有する厚板状に形成されており、回転軸４８から外方向に向けて順次幅広になる姿勢で配設されている。この各磁心５４に、それぞれコイル５６が組込まれている。この各コイル５６は、上記第１実施形態に係る製造方法で製造されたものである。
【００７１】
なお、この電機子５０では、各磁心５４の界磁子４２側の面に、当該界磁子４２との対向面積を増加させる幅広磁心５８がそれぞれ設けられている。この幅広磁心５８は、通常、コイル５６を磁心５４に組込んだ後、磁心５４の端面に取付一体化される。
【００７２】
上記コイル５６を磁心５４に組込む方法について説明する。
【００７３】
まず、コイル導線を磁心５４に直接的に巻回する方法がある。これにより、コイル導線を磁心５４に強く密に巻付けることができる。なお、ここで、コイル導線１２を、磁心５４に直接的に巻回するとは、磁心５４周りでは無い場所でコイル導線１２を巻く方法を排除する意味であり、従って、磁心５４周りに絶縁体を設け、その周りにコイル導線を直接巻回する場合を含む。
【００７４】
もっとも、上記のように、複数のコイル５６を複数備えた構成、特に、複数のコイル５６を近接して環状に備えた構成においては、磁心５４間の狭いスペースを利用して巻回を行う必要があるので、困難性を伴う。特に、整列巻きのように精度を要する巻回は困難である。そこで、図８に示すように、複数のコイル５６のうちの少なくとも１つを、他のコイル５６と分離した状態で、コイル導線を磁心５４に直接的に巻回してコイル５６を製造した後、当該コイル５６を他のコイル５６と組合わせて一体化するとよい。
【００７５】
ここでは、複数の磁心５４が一体化されたバックヨーク磁心５２を、各磁心５４に対応する扇状部分に分割した分割体５４ａを形成している。そして、その分割体５４ａの磁心５４を他と分離して、当該磁心５４に直接的にコイル導線を巻回してコイル５６製造する。この後、当該コイル５６を持つ分割体５４ａを接着剤等で他と一体化して電機子５０を組立てている。なお、図８では、１つの磁心５４を持つ１つの分割体５４ａだけ、他と分離されているが、実際には、全ての磁心５４に応じた複数の分割体５４ａに分割され、それぞれにコイル導線が巻回されてコイル５６が製造される。
【００７６】
これにより、コイル導線を直接磁心５４に巻回する方法を、複数のコイル５６を有する電機子５０に容易に適用できる。
【００７７】
また、必ずしもコイル導線を磁心５４に直接巻回する必要はなく、図９に示すように、コイル導線を別の巻枠体６０に巻回してコイル５６を製造した後、巻枠体６０と共にコイル５６を磁心５４に外嵌めするようにして装着するようにしてもよい。なお、ここでは、巻枠体６０として、磁心５４の外周面形状に対応する外周面形状を有する略筒状の巻枠本体部６２と、その両端部に形成された鍔部６４とを有する構成が採用されている。
【００７８】
これにより、バックヨーク磁心５２等を各コイル５６毎に複数に分割すること等なく、磁心５４の配設箇所にある近くの磁心５４や他の部材等による制約を受けずに、コイル導線を巻回してコイル５６を製造できる。また、コイル導線を巻枠体６０に巻回した後、当該巻枠体６０を絶縁体として用いてそのまま磁心５４に装着すればよいため、その製造が容易である。
【００７９】
なお、コイル導線を別の巻枠体に巻回する場合、それに巻回されたコイル導線同士を、巻回中に、又は、巻回後に接着して、当該巻回形態で固めるとよい。これにより、コイル５６を巻枠体から外して磁心５４に装着することができ、コイル５６と磁心５４との近接化及びコイル５６の小型化を図ることができる。
【００８０】
図１０はコイル導線の引出し態様の一例を示している。ここでは、コイル導線の一端側１１２ａ及び他端側１１２ｂが、他方の端面１２５ａ側（実施形態における他方の端面２５ａに対応する）から引出されている。また、コイル導線の一端側１１２ａ及び他端側１１２ｂはそれぞれ逆方向に巻回されているため、互いに反対向きに引出されている。なお、図１０では、巻枠体６０に巻回された状態を示しているが、巻枠体６０が省略された態様でも同様である。
【００８１】
この引出し形態は、図２を参照すると、コイル導線の一端側１１２ａが、”３１”の数字が記された巻回部分後に外部に引出されると共に、コイル導線の他端側１１２ｂが、”３２”の数字が記された巻回部分後に外部に引出された形態といえる。
【００８２】
この引出し形態では、最も外周側の層一杯にコイル導線を巻回することができると共に、コイル導線の一端側１１２ａ及び他端側１１２ｂを近い場所から引出すことができるというメリットがある。
【００８３】
また、図８に示すアキシャルギャップ型回転機が多極である場合を想定すると、各コイル５６が各相で、直列に接続される場合と、並列に接続される場合とがある。直列に接続される場合には、ある相の１つのコイル５６の一端側端部（巻き終り側端部）と、同相の他のコイル５６の他端側端部（巻き始め側端部）とが結線されることになる。また、並列に接続される場合には、ある相の１つのコイル５６の一端側端部（巻き終り側端部）と同相の他のコイル５６の一端側端部（巻き終り側端部）とが結線され、ある相の１つのコイル５６の他端側端部（巻き始め側端部）と同相の他のコイル５６の他端側端部（巻き始め側端部）とが結線されることになる。
【００８４】
特に、直列の場合には、各コイル５６のコイル導線の一端側１１２ａ及び他端側１１２ｂが近い場所から引出されていると、略同一面上に同向きで並列状に配設された１つのコイル５６の一端側端部（巻き終り側端部）と他のコイル５６の他端側端部（巻き始め側端部）との高さ位置を略同じにすることができる。このため、それらの結線用の配線が斜めにならず、短尺化及びコンパクト化を図ることができるというメリットがある。
【００８５】
また、図１０に示すように、コイル導線の一端側１１２ａ及び他端側１１２ｂは、電機子５０の外周側に配設される位置で外部に引出されていることが好ましい。回転軸部と干渉せずに、各コイル５６同士を結線できるからである。
【００８６】
なお、上記電機子５０は、固定子であっても回転子であっても構わないが、永久磁石よる界磁子を回転子とするモータであることが好ましい。この形態であれば、永久磁石により高い磁束密度を実現すると共に、磁心５４によって磁気抵抗を低くすることによって、永久磁石によるエネルギーを十分に発揮して、高トルク、高い運転効率を実現できるからである。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１実施形態に係るコイルの製造方法によって製造されたコイルを示す斜視図である。
【図２】同上のコイルの製造方法による巻回形態を示す説明図である。
【図３】同上のコイルの製造方法における一工程を示す図である。
【図４】コイル導線の他の巻回形態を示す説明図である。
【図５】コイル導線を巻回する方法の一例を示す図である。
【図６】コイル導線を巻回する方法の他の例を示す図である。
【図７】第２実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
【図８】複数のコイルのうちの少なくとも１つを他のコイルから分離した状態を示す斜視図である。
【図９】コイル導線が巻回される巻枠体を示す斜視図である。
【図１０】コイル導線の引出し態様の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  コイル
１２  コイル導線
１４ａ  第１巻回部分
１４ｂ  第２巻回部分
１６  コイル巻線部
２０  磁心
２４ａ  一方の端面
２５ａ  他方の端面
２８  軸
３０  第１ノズル
３２  第２ノズル
３６  接続部
５０  電機子
５４  磁心
５４ａ  分割体
５６  コイル
６０  巻枠体
１２５ａ  端面
【図１】
2008182867.tif 000003
【図２】
2008182867.tif 000004
【図３】
2008182867.tif 000005
【図４】
2008182867.tif 000006
【図５】
2008182867.tif 000007
【図６】
2008182867.tif 000008
【図７】
2008182867.tif 000009
【図８】
2008182867.tif 000010
【図９】
2008182867.tif 000011
【図１０】
2008182867.tif 000012