(57)【要約】【課題】巻線皮膜の損傷を防止でき、簡素で生産性に優れたモータ巻線の製造方法及びそれを用いたモータを提供すること。【解決手段】導体線を略ループ状に巻回してループ状巻線１６を製作し、このループ状巻線１６を周方向所定ピッチで軸方向へ成形し所望の蛇行部１６１をもつ蛇行ループ状巻線１６０を製造する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ状に巻回されたモータ巻線の製造方法において、
導体線を略リング状に巻回してループ状巻線を製作するループ状巻線形成工程と、
前記ループ状巻線を周方向所定ピッチで軸方向へ曲げる加工を前記ループ状巻線の同一部位に１回以上行うことにより、周方向所定ピッチで軸方向へ湾曲する蛇行部をもつ蛇行ループ状巻線を形成する蛇行部形成工程と、
を有することを特徴とするモータ巻線の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のモータ巻線の製造方法において、
前記ループ状巻線形成工程は、モータ軸心を基準とした前記ループ状巻線の径を前記蛇行ループ状巻線の径よりも予め大きく形成する工程であり、
前記蛇行部形成工程は、前記軸方向へ湾曲させ、且つ、前記ループ状巻線を縮径させる工程であるモータ巻線の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のモータ巻線の製造方法において、
放射状に配置された複数の上割り型からなる上割り型セットと、前記上割り型に対して軸方向下側に位置して放射状に配置された複数の下割り型からなる下割り型セットと、前記各上割り型及び前記各下割り型をそれぞれ略軸方向及び略径方向の２方向へ独立に駆動する駆動機構とを有し、前記駆動機構が前記上割り型セット及び下割り型セットを略軸方向近接向きに相対駆動することにより前記各上割り型と前記各下割り型とが噛合するコイル曲げ装置を準備し、
前記蛇行部形成工程は、
前記上割り型と前記下割り型との間に前記ループ状巻線をセットした後に前記各割り型を軸方向近接向き及び縮径向きに駆動することにより、前記ループ状巻線に前記上割り型及び下割り型の噛合面の形状に倣った形状の前記蛇行部を形成して前記蛇行ループ状巻線となす工程であることを特徴とするモータ巻線の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記蛇行部形成工程は、前記ループ状巻線を周方向所定ピッチで軸方向へ曲げる加工を前記ループ状巻線の同一部位に複数回行うことにより、周方向所定ピッチで軸方向へ湾曲する蛇行部をもつ蛇行ループ状巻線を形成する工程であるモータ巻線の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記蛇行部形成工程は、前記ループ状巻線を周方向所定ピッチで軸方向へ曲げる加工を前記ループ状巻線の同一部位に１回だけ行うことにより、周方向所定ピッチで軸方向へ湾曲する蛇行部をもつ蛇行ループ状巻線を形成する工程であるモータ巻線の製造方法。
【請求項６】
請求項２、４、５のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
軸方向上向きに突出する複数の上向き突部が上端面に周方向所定ピッチで形成された下型と、軸方向下向きに突出する複数の下向き突部が下端面に周方向所定ピッチで形成された上型と、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を軸方向へ駆動する駆動機構とを有し、前記駆動機構が前記上型及び下型を略軸方向近接向きに相対駆動することにより前記各上向き突部と前記各下向き突部とが噛合するコイル曲げ装置を準備し、
前記蛇行部形成工程は、前記各上向き突部と各下向き突部との間に前記ループ状巻線を配置した後に前記上型及び下型の少なくとも一方を軸方向近接向きに駆動することにより、前記ループ状巻線を前記各上向き突部及び各下向き突部の噛合面上を滑らせつつ縮径するとともに前記ループ状巻線に前記各上向き突部及び各下向き突部の噛合面の形状に倣った形状の前記蛇行部を形成して前記蛇行ループ状巻線となす工程であるモータ巻線の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記ループ状巻線形成工程は、前記導体線を一周巻回してなる各周回ターンを同一円状に巻回し、前記各周回ターンの終端部から次の前記周回ターンの始端部に移行する際に前記導体線を前記導体線の略直径幅だけ径方向に曲げる工程であるモータ巻線の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記蛇行ループ状巻線は、前記導体線を軸方向へ巻回することなく径方向に巻回してなるモータ巻線の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記蛇行ループ状巻線は、前記導体線を軸方向へ巻回することなく径方向に巻回してなる前記ループ状巻線を軸方向に複数積層して構成されているモータ巻線の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記ループ状巻線形成工程は、導体線を軸方向へ周回所定ピッチで蛇行させつつ略ループ状に巻回することにより前記蛇行部より軸方向幅が小さい小蛇行部をもつループ状巻線を製作する工程であり、
前記蛇行部形成工程は、前記小蛇行部の形状を修正して前記蛇行部を形成する工程であるモータ巻線の製造方法。
【請求項１１】
ループ状に巻回されたモータ巻線の製造方法において、
長尺状の導体線を所定ピッチでその長手方向と直角の方向へ向けて曲げて蛇行部を形成する工程と、
前記蛇行部を有する導体線をループ状に巻回して蛇行ループ状巻線を形成する工程と、
を有することを特徴とするモータ巻線の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記導体線は、アルミニウムを主成分とするモータ巻線の製造方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記導体線は、管状に形成されているモータ巻線の製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記導体線は、平角線により形成されているモータ巻線の製造方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか記載のモータ巻線の製造方法において、
前記導体線は、撚り線により形成されているモータ巻線の製造方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか記載の製造方法により製造された前記蛇行ループ状巻線をモータ巻線として具備する回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は巻線の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータ磁極に各相のコイルが集中的に巻きつけられたブラシレスＤＣモータが知られている。従来のブラシレスＤＣモータの概略構成を軸方向模式断面図および径方向模式断面図を図１７及び図１８に示す。４極６スロットで集中巻き構造の３相ブラシレスＤＣモータのステータコイルの周方向展開図を図１９に示す。この種の多相ブラシレスＤＣモータのステータコイルは、スロット奥部への導体線の巻回作業が面倒であり、生産性が低下するという問題があった。
【０００３】
この従来のブラシレスＤＣモータの問題解決のため、ループ状に巻回してなるループ状巻線をステータコイルとして有するモータ構造が提案されている（特許文献１参照）。このモータの軸方向模式断面図を図１に、そのステータの周方向展開図を図２に、ステータコイルの周方向展開図を図３に示す。各相コイルは、軸方向に隣接するU相とV相のステータ磁極間の隙間、及び軸方向に隣接するV相とW相のステータ磁極間の隙間にループ状に巻回された形状を有する。この形式のモータは、コイルエンドが無いため、モータの軸方向長を短縮できるという利点をもち、また、各相のコアを軸方向に分離した構造とすることで、各相のステータコアとループ状巻線を積み重ねるだけで、モータを組付ける事ができ、生産性の向上を実現することができる。更に、図３では４個のコイルが示されているが、図４に示すように上下２本ずつを各１本ずつにまとめてコイルを２個とすることも可能である（特許文献１ 参照）。
【特許文献１】特開２００５−１６０２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した図１〜図３に示すモータ構造は基本的な構造であって、ステータ磁極の形状及び配置や、コイルの形状や配置を種々変形した変形構造を考えることができる。変形例を図５、図６を参照して説明する。図５はステータの模式斜視図であり、図６はその周方向展開図である。
【０００５】
このステータのステータ磁極は先端部から軸方向・周方向へ突出する爪形状をもたない。ステータコイルを構成する各相コイルは、ステータのロータ対向面側から径方向外側のコアバック隣接位置まで挿入された構成となっている。また、各ステータ磁極は軸方向に重なって配置されているので、ステータコイルを構成する各相コイルは、図６に示すようにステータ磁極の形状に合わせて軸方向へ蛇行している。以下、この相コイルを蛇行ループ状巻線又は蛇行ループ状巻線と称するものとする。
【０００６】
しかしながら、図６に示す蛇行ループ状巻線は周方向所定ピッチで軸方向へ蛇行するため、その正確な形状を形成する作業は、図３、図４に示すループ状に巻回されたループ状巻線に比べて格段に難しくなり、製造工程の複雑化を招くおそれがあり、巻線表面の皮膜が損傷する可能性も生じてしまう。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、巻線皮膜の損傷を防止でき、簡素で生産性に優れたモータ巻線の製造方法及びそれを用いたモータを提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する第１発明は、たとえば後述の図７に図示されるように、ループ状に巻回されたモータ巻線の製造方法において、導体線を略ループ状に巻回してループ状巻線を製作するループ状巻線形成工程と、前記ループ状巻線を周方向所定ピッチで軸方向へ曲げる加工を前記ループ状巻線の同一部位に１回以上行うことにより、周方向所定ピッチで軸方向へ湾曲する蛇行部をもつ蛇行ループ状巻線を形成する蛇行部形成工程とを有することをその特徴としている。すなわち、この発明では、予めループ状に形成されたループ状巻線を軸方向へ曲げて蛇行部を形成して蛇行ループ状巻線を作成する。このようにすれば、蛇行ループ状巻線を簡素な製造方法により製造することができる。
【０００９】
好適な態様において、たとえば後述の図８に図示されるように、前記ループ状巻線形成工程は、モータ軸心を基準とした前記ループ状巻線の径を前記蛇行ループ状巻線の径よりも予め大きく形成する工程であり、前記蛇行部形成工程は、前記軸方向へ湾曲させ、且つ、前記ループ状巻線を縮径させる工程である。すなわち、この態様では、ループ状巻線を縮径しつつ蛇行部を形成するため、縮小にともなう巻線の伸びを防止することができ、巻線皮膜の損傷を防止することができる。
【００１０】
好適な態様において、たとえば後述の図９に図示されるように、放射状に配置された複数の上割り型からなる上割り型セットと、前記上割り型に対して軸方向下側に位置して放射状に配置された複数の下割り型からなる下割り型セットと、前記各上割り型及び前記各下割り型をそれぞれ略軸方向及び略径方向の２方向へ独立に駆動する駆動機構とを有し、前記駆動機構が前記上割り型セット及び下割り型セットを略軸方向近接向きに相対駆動することにより前記各上割り型と前記各下割り型とが噛合するコイル曲げ装置を準備し、前記蛇行部形成工程は、前記上割り型と前記下割り型との間に前記ループ状巻線をセットした後に前記各割り型を軸方向近接向き及び縮径向きに駆動することにより、前記ループ状巻線に前記上割り型及び下割り型の噛合面の形状に倣った形状の前記蛇行部を形成して前記蛇行ループ状巻線となす工程である。すなわち、この態様では、成形工程に径方向及び軸方向に駆動される型を用いることによりループ状巻線に蛇行部を形成するため、微調整が可能であり、大小種々の形状へ柔軟に対応できる。
【００１１】
好適な態様において、たとえば後述の図１０に図示されるように、前記蛇行部形成工程は、前記ループ状巻線を周方向所定ピッチで軸方向へ曲げる加工を前記ループ状巻線の同一部位に複数回行うことにより、周方向所定ピッチで軸方向へ湾曲する蛇行部をもつ蛇行ループ状巻線を形成する工程である。すなわち、この態様では、蛇行部成形工程を複数回に分割するため１度の成形による巻線の変形量を抑えることにより、巻線皮膜の損傷を防止することができる。
【００１２】
好適な態様において、たとえば後述の図１１に図示されるように、前記蛇行部形成工程は、前記ループ状巻線を周方向所定ピッチで軸方向へ曲げる加工を前記ループ状巻線の同一部位に１回だけ行うことにより、周方向所定ピッチで軸方向へ湾曲する蛇行部をもつ蛇行ループ状巻線を形成する工程である。すなわち、この態様では、ループ状巻線に対する一度の曲げ加工により蛇行部を形成するため、薄型モータ等で蛇行量が少ない場合において成形加工時間を短縮して生産性を向上することができる。
【００１３】
好適な態様において、たとえば後述の図１２に図示されるように、軸方向上向きに突出する複数の上向き突部が上端面に周方向所定ピッチで形成された下型と、軸方向下向きに突出する複数の下向き突部が下端面に周方向所定ピッチで形成された上型と、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を軸方向へ駆動する駆動機構とを有し、前記駆動機構が前記上型及び下型を略軸方向近接向きに相対駆動することにより前記各上向き突部と前記各下向き突部とが噛合するコイル曲げ装置を準備し、前記蛇行部形成工程は、前記各上向き突部と各下向き突部との間に前記ループ状巻線を配置した後に前記上型及び下型の少なくとも一方を軸方向近接向きに駆動することにより、前記ループ状巻線を前記各上向き突部及び各下向き突部の噛合面上を滑らせつつ縮径するとともに前記ループ状巻線に前記各上向き突部及び各下向き突部の噛合面の形状に倣った形状の前記蛇行部を形成して前記蛇行ループ状巻線となす工程である。すなわち、この態様では、蛇行部の形成のために軸方向へ駆動される一対の型を用い、蛇行部形成時にループ状巻線が型表面を滑りつつ縮径することにより蛇行部に必要なループ状巻線の長さを確保するので、簡素な工程、簡素な装置により蛇行ループ状巻線を作成することができる。
【００１４】
好適な態様において、たとえば後述の図１３（Ｂ）に図示されるように、前記ループ状巻線形成工程は、前記導体線を一周巻回してなる各周回ターンが同心円状に巻回し、前記各周回ターンの終端部から次の前記周回ターンの始端部に移行する際に前記導体線を前記導体線の略直径幅だけ径方向に曲げられている。このようにすれば、図１３（Ａ）のように単純に螺旋状に巻線を巻き回すのに対して、同一巻線領域において蛇行ループ状巻線のターン数を増大でき、巻線の占積率を高めることができる。
【００１５】
好適な態様において、たとえば後述の図１４に図示されるように、前記蛇行ループ状巻線は、ループ状巻線を軸方向に複数積層して構成されている。このようにすれば、軸心からの所定の許容直径範囲にて蛇行ループ状巻線のターン数を増大することができる。
【００１６】
好適な態様において、たとえば後述の図１５に図示されるように、前記ループ状巻線形成工程は、導体線を軸方向へ周回所定ピッチで蛇行させつつ略ループ状に巻回することにより前記蛇行部より軸方向幅が小さい小蛇行部をもつループ状巻線を製作する工程であり、前記蛇行部形成工程は、前記小蛇行部の形状を修正して前記蛇行部を形成する工程である。このようにすれば、巻線の伸びを抑えることができるため巻線の絶縁皮膜の損傷を防止することができ、製造工程も簡素となる。
【００１７】
上記課題を解決する第２発明は、たとえば後述の図１６に図示されるように、ループ状に巻回されたモータ巻線の製造方法において、長尺状の導体線を所定ピッチでその長手方向と直角の方向へ向けて曲げて蛇行部を形成する工程と、前記蛇行部を有する導体線をループ状に巻回して蛇行ループ状巻線を形成する工程とを有することをその特徴としている。すなわち、この発明によれば、巻線の伸びを抑えることができるため巻線の絶縁皮膜の損傷を防止することができ、製造工程も簡素となる。
【００１８】
好適な態様において、前記導体線はアルミニウムを主成分とする。このようにすれば、蛇行部形成用の曲げ加工が容易となる。
【００１９】
好適な態様において、前記導体線は、管状に形成されている。このようにすれば、導体線の貫通孔を通じて冷却媒体を流すことができるため、蛇行ループ状巻線の冷却性を向上させることが可能となる。
【００２０】
好適な態様において、巻線として略平角線を使用するので、同一容積当たりの巻線の占積率を向上することができる。
【００２１】
好適な態様において、前記導体線は、撚り線により形成されている。このようにすれば、ループ状巻線の軸方向曲げ加工が容易となり、この曲げ加工での巻線皮膜の損傷を防止することが可能となる。
【００２２】
好適な態様において、製作された蛇行ループ状巻線は、モータの巻線として用いられる。このようにすれば、コイルエンドを有さないコンパクトなモータを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明に係る蛇行ループ状巻線の製造方法の好適な各種実施形態を図面に参照して以下に具体的に説明する。
【００２４】
（モータ構造）
蛇行ループ状巻線の製造方法を説明する前に、この巻線をステータコイルとして用いるモータについて簡単に説明する。
【００２５】
図１〜図４は、このモータの基本構造示すものである。ただし、図１〜図４では、ステータコイルは蛇行部を持たないループ状巻線となっている。図１はこのモータの軸方向模式断面図、図２はステータ磁極の周方向模式展開図、図３は４本の蛇行部をもたないループ状巻線からなるステータコイルの周方向展開図である。図４は２本の蛇行部をもたないループ状巻線からなるステータコイルの周方向展開図である。
【００２６】
このモータは、回転軸１に嵌着固定されたＳＰＭ構造のロータ２を有し、円筒状の永久磁石３が、ロータ２の外周面に嵌着、固定されている。ただし、ＳＰＭ構造のロータに限定するものではなく、種々のロータ構造を適用可能である。回転軸１は軸受け１３を介してハウジング１２に回転自在に支承されている。永久磁石３は、径方向交互に逆向きに磁化されて例えば計８極をもつ。図２〜図４中に示す角度は機械角であり、電気角は機械角の極対数倍となる。ハウジング１２の内周面に固定されたステータコア１１にはループ状巻線７〜１０が巻装されてステータを構成している。
【００２７】
（ステータコア４の配置）
軟磁性のステータコア１１は、ロータ２の外周面に対向して軸方向へ順番に隣接配置された第１、第２、第３の部分コアを有している。第１の部分コアは、リング状のヨーク部から周方向所定ピッチで径内向きに突出するステータ磁極４をもつ。第２の部分コアは、リング状のヨーク部から周方向所定ピッチで径内向きに突出するステータ磁極５をもつ。第３の部分コアは、リング状のヨーク部から周方向所定ピッチで径内向きに突出するステータ磁極６をもつ。図２に示すように、ステータ磁極４〜６は互いに機械角３０度（電気角１２０度）だけ周方向へずれて配置されている。
【００２８】
ループ状巻線７、８はステータ磁極４とステータ磁極５との間の隙間に位置して周方向へ巻回され、ループ状巻線９、１０はステータ磁極５とステータ磁極６との間の隙間に位置して周方向へ巻回されている。
【００２９】
（蛇行ループ状巻線の説明）
図５、図６は、本発明の主題をなす蛇行ループ状巻線を説明するための図であり、図５はステータの模式斜視図、図６はステータのロータ側から見た周方向展開図である。
【００３０】
このモータは、図２に示す各相のステータ磁極４〜６を軸方向においてオーバーラップさせた点にその形状的な特徴がある。すなわち、図６に示すように、ステータ磁極４、５は周方向に見た場合に軸方向へオーバーラップしており、ステータ磁極５、６も周方向に見た場合に軸方向へオーバーラップしている。なお、各ステータ磁極４〜６を更に軸方向に延長させて、ステータ磁極４〜６がもっとオーバーラップするようにしてもよい。上記ステータ磁極を軸方向へオーバーラップした構造を採用する場合、図５，図６に示すように、図４に示すループ状巻線は、ステータ磁極に沿うように蛇行部をもつ必要があることがわかる。
【００３１】
以下に説明する蛇行ループ状巻線の製造方法は、たとえば図６に示すように、周方向所定ピッチで軸方向へ突出する蛇行部をもつループ状巻線の好適な製造方法を説明するものである。
【００３２】
（実施形態１）
実施形態１の蛇行ループ状巻線の製造方法を図７、図８を参照して説明する。この実施形態は、蛇行部をもたないループ状巻線を軸方向に曲げて蛇行部を形成するとともにループ状巻線を縮径する点にその特徴がある。図７（Ａ）は、導体線を螺旋状に巻回してなるループ状巻線１６を示す模式斜視図を示し、図７（Ｂ）は、ループ状巻線１６を周方向所定ピッチで軸方向一方側へ突出させて合計８個の蛇行部１６１を形成してなる蛇行ループ状巻線１６０を示す模式斜視図を示す。
【００３３】
図７（Ａ）に示すループ状巻線１６の内径はＤ１とする場合、蛇行部１６１の形成により、蛇行ループ状巻線１６０の内径Ｄ２はＤ１より小さくなる。つまり、ループ状巻線１６に蛇行部１６１を形成するためには、ループ状巻線１６を縮径する必要があることがわかる。縮径量は、蛇行量すなわち、蛇行部１６１の軸方向への変形量が増大するにしたがって大きくなる。
【００３４】
そこで、この実施形態では、図８に示すように、蛇行ループ状巻線１６０の内径Ｄ２よりループ状巻線１６の内径Ｄ１を蛇行部１６１の形成に伴う縮径量だけ大きくしている。ループ状巻線１６は、軸方向への変形と同時に縮径方向に変形される。このようにすれば、蛇行部１６１の形成時に導体線に不要なストレスがかからず、巻線皮膜の損傷を防ぐことが可能となる。
【００３５】
（ループ状巻線１６の縮径及び軸方向変形の具体例１）
ループ状巻線１６の縮径加工及び軸方向湾曲加工の一つの具体例を、図９に示す工程図を参照して説明する。図９（Ａ）は、コイル曲げ装置の模式斜視図、図９（Ｂ）はその一部の動作を示す模式斜視図、図９（Ｃ）はコイル曲げ装置にループ状巻線１６をセットした状態を示す模式斜視図、図９（Ｄ）はコイル曲げ装置により蛇行ループ状巻線１６０の製作が完了した状態を示す模式斜視図である。
【００３６】
図９（Ａ）に示すコイル曲げ装置は、放射状に配置された複数の上割り型１７０からなる上割り型セット１７と、上割り型１７０に対して軸方向下側に位置して放射状に配置された複数の下割り型１８０からなる下割り型セット１８とを有している。この実施形態では、各上割り型１７０は、図略の駆動装置により軸方向下向きに駆動され、かつ、径方向へ駆動される。また、各下割り型１８０は、径方向へのみ駆動される。つまり、上割り型１７０は径方向及び軸方向へ独立変位され、下割り型１８０は径方向へ変位される。このような変位はサーボモータ等の駆動機構により容易にかつ高精度に行うことができ、この種の駆動機構は種々の製造装置で公知となっているためこれ以上の説明は省略する。
【００３７】
上割り型セット１７は、８個の上割り型１７０を全体として輪盤状となるように配置してなり、一個の上割り型１７０は、軸方向にみて扇形に形成され、径方向にみて図９（Ａ）に示すように周方向両端部が下方へ突出し、周方向中央部が軸方向上側に凹んだ形状となっている。
【００３８】
下割り型セット１８は、８個の下割り型１８０を全体として輪盤状となるように配置してなり、一個の下割り型１８０は、軸方向にみて上割り型１７０よりも周方向幅が小さい扇形に形成され、径方向にみて図９（Ａ）に示すように周方向両端部が下方へ凹んでおり、周方向中央部が軸方向上側に突出した形状となっている。上割り型１７０及び下割り型１８０は、周方向等位置に配置され、上割り型１７０の下降により、上割り型１７０の周方向両端の下向き突部は下割り型１８０に対して所定ギャップを隔てて噛み合うようになっている。
【００３９】
蛇行ループ状巻線１６０の形成工程を説明すると。まず図９（Ｃ）に示すように、上割り型セット１７を上方へ後退させて下割り型セット１８の上にループ状巻線１６をセットする。次に、各上割り型１７０を縮径しつつ下降させる。同時に、各下割り型１８０を縮径する。これにより、上割り型１７０及び下割り型１８０は図９（Ｄ）に示すようにそれぞれほぼ輪盤状に縮径され、かつ、上割り型１７０の下面（噛み合い面）はループ状巻線１６にほぼ密着する。
【００４０】
これにより、下割り型１８０の既述の周方向両端部と周方向中央部（凹部）との間の軸方向長の差だけループ状巻線１６は軸方向へ曲げられて突出し、既述の蛇行部１６１が形成され、ループ状巻線１６が蛇行ループ状巻線１６０となる。
【００４１】
この製造方法によれば、ループ状巻線を上割り型１７０及び下割り型１８０の噛合面の形状に倣った形状をもつ蛇行部を形成することができる。この製造方法によれば、上割り型セット１７の各上割り型１７０を径方向と軸方向とへ独立に位置制御する構造を採用しているため、それぞれの方向への曲げの程度を任意に変更する事ができ、大小種々の巻線形態に対応することが可能となる。
【００４２】
（変形態様）
図９の方法の変形例を図１０を参照して説明する。この変形例では、図９（Ａ）に示すコイル曲げ装置を３つ順番に用い蛇行部１６１の形成を行う点にその特徴がある。図１０（Ａ）は蛇行部１６１の形成のために最初に用いるコイル曲げ装置の一対の上割り型１７０と下割り型１８０とを示す模式斜視図、図１０（Ｂ）は蛇行部１６１の形成のために次に用いるコイル曲げ装置の一対の上割り型１７０と下割り型１８０とを示す模式斜視図、図１０（Ｃ）は蛇行部１６１の形成のために最後に用いるコイル曲げ装置の一対の上割り型１７０と下割り型１８０とを示す模式斜視図である。なお、図１０（Ｃ）に用いるコイル曲げ装置は、図９（Ａ）に示すコイル曲げ装置とほぼ同一形状の上割り型１７０及び下割り型１８０を有している。
【００４３】
これら３つのコイル曲げ装置は、それぞれ８対の上割り型１７０と下割り型１８０とを周方向等ピッチで有している。各コイル曲げ装置の上割り型１７０及び下割り型１８０は、その形状だけが異なっている。更に詳しく説明すると、図１０（Ａ）に示すコイル曲げ装置の上割り型１７０の周方向両端部を基準とした周方向中央部の軸方向上向きへの凹み量は最小とされ、同じく、その下割り型１８０の周方向両端部を基準とした周方向中央部の軸方向上向きへの突出量は最小とされている。
【００４４】
次に、図１０（Ｂ）に示すコイル曲げ装置の上割り型１７０の周方向両端部を基準とした周方向中央部の軸方向上向きへの凹み量は中間量とされ、同じく、その下割り型１８０の周方向両端部を基準とした周方向中央部の軸方向上向きへの突出量は中間量とされている。
【００４５】
最後に、図１０（Ｃ）に示すコイル曲げ装置の上割り型１７０の周方向両端部を基準とした周方向中央部の軸方向上向きへの凹み量は最大量とされ、同じく、その下割り型１８０の周方向両端部を基準とした周方向中央部の軸方向上向きへの突出量は最大量とされている。
【００４６】
まず、図１０（Ａ）のコイル曲げ装置により蛇行部１６１を軽く形成し、次に図１０（Ｂ）のコイル曲げ装置により蛇行部１６１を少し大きく形成し、次に、図１０（Ｃ）のコイル曲げ装置により最終的な形状の蛇行部１６１を形成し、蛇行ループ状巻線１６０を完成する。これにより、一度の成形による巻線の変形量を少なくし、巻線皮膜の損傷を防止する。
【００４７】
（変形態様）
なお、上記のように３種の型を用いることなく、図９（Ａ）に示す１種類の形により、上割り型１７０の縮径及び下方変位と下割り型１８０の縮径とを多段階に分けて実施しても良い。
【００４８】
（変形態様）
その他、上割り型１７０を軸方向及び径方向へ独立に移動させる代わりに、上割り型１７０を軸方向かつ径方向へ同時に移動させてもよい。この場合、上割り型１７０の移動方向は直線状となるため駆動機構を簡素化することができる。
【００４９】
（変形態様）
その他、薄型モータ等に用いられる蛇行ループ状巻線１６０の製造においては、蛇行部１６１の軸方向突出長が小さいため、図１１に示すように一つのコイル曲げ装置を用いて一度の曲げ成形にて蛇行部１６１を形成される。これにより、生産性を向上することができる。
【００５０】
（ループ状巻線１６の縮径及び軸方向湾曲の具体例２）
ループ状巻線１６の縮径加工及び軸方向湾曲加工の他の具体例を、図１２に示す工程図を参照して説明する。図１２（Ａ）は、ループ状巻線１６がセットされたコイル曲げ装置の模式斜視図（開放状態）、図１２（Ｂ）はその一部の一部破断模式図、図１２（Ｃ）はコイル曲げ装置の部分模式斜視図（噛合状態）である。
【００５１】
図１２（Ａ）に示すコイル曲げ装置は、ディスク状の上型１７Ａとディスク状の下型１８Ａとを軸方向に所定ギャップを隔てて同軸配置し、ループ状巻線１６がそれらの間に配置されている。
【００５２】
上型１７Ａは、周方向所定ピッチで軸方向下向きに突出する複数の下向き突部１７１と、周方向に隣接する２つの下向き突部１７１、１７１の間に形成されて軸方向上向きに凹んだ凹部１７２とをもち、下向き突部１７１と凹部１７２とは周方向交互に全体としてリング状に配置されている。下型１８Ａは、周方向所定ピッチで軸方向上向きに突出する複数の上向き突部１８１と、周方向に隣接する２つの上向き突部１８１、１８１の間に形成されて軸方向下向きに凹んだ凹部１８２とをもち、上向き突部１８１と凹部１８２とは周方向交互に全体としてリング状に配置されている。
【００５３】
図１２（Ａ）に示すように、下型１８Ａの上向き突部１８１は上型１７Ａの凹部１７２に嵌合する位置に、上型１７Ａの下向き突部１７１は下型１８Ａの凹部１８２に嵌合する位置に配置されている。つまり、これら下向き突部１７１と上向き突部１８１とは上割り型１７０の下降により噛み合うよう位置に配置されている。この実施形態では、下型１８Ａは固定されており、駆動機構が上型１７Ａが上下に昇降させる構成となっている。ループ状巻線１６に接触する下向き突部１７１及び上向き突部１８１の表面（噛合面とも言う）は、ほぼ蛇行部１６１の形状に倣った形状となっている。
【００５４】
下型１８Ａの上向き突部１８１の上にループ状巻線１６をセットし、上型１７Ａを図１２（Ｃ）のように下降させると、ループ状巻線１６は、これら上向き突部１８１及び下型１８Ａの表面（噛合面）上を滑って縮径しつつ軸方向に突出して蛇行部１６１が形成される。この実施形態では、図１２（Ｂ）に示すように、下型１８Ａの上向き突部１８１の噛合面は径方向内側に向けて高さが低くなるテーパー面１８４となっており、テーパー角はθとされている。このようにすれば、ループ状巻線１６の縮径方向への滑りが容易となる。このようなテーパーを上型１７Ａの下向き突部１７１の噛合面に設けても良い。その他、上記噛合面に摩擦係数が小さくなるコーティング膜を形成しても良い。もちろん、上記テーパーやコーティングは必ずしも必要ではない。
【００５５】
（変形態様）
実施形態１で用いるループ状巻線１６の変形態様を図１３を参照して説明する。図１３（Ａ）は螺旋状に巻回してなる比較例のループ状巻線１６を示す平面図であり、図１３（Ｂ）は周回ごとに段差部１６２を有しつつ同心円状に巻回されてなるこの変形態様のループ状巻線１６を示す平面図である。
【００５６】
図１３（Ｂ）のループ状巻線１６は、図１３（Ａ）のループ状巻線１６に比べて段差部１６２をもつため、１周回ターン分だけ巻き回数を増加することができる。つまり、導体線を一周巻回してなる各周回ターンが径方向に略隣接した状態にて同心円状に巻回する際、一つの周回ターンの終端部から次の周回ターンの始端部に移行する際に導体線をこの導体線の略直径幅だけ径方向に曲げることにより、図１３にて破線で示す最小径と最大径との間にて１周回ターンだけ巻線ターン数を増加することができる。
【００５７】
（変形態様）  
実施形態１で用いるループ状巻線１６の変形例を図１４を参照して説明する。図１４（Ａ）は既述のループ状巻線１６であり、このループ状巻線１６の各周回ターンは軸方向同位置にて螺旋状に巻回されている。これに対して、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のループ状巻線１６を２個表裏反対に軸方向に重ね、直列接続して構成した２段のループ状巻線１６Ａを示す。これにより、巻線ターン数を倍増することができる。もちろん、更に多数のループ状巻線１６を軸方向に積層して多段軸方向積層型のループ状巻線を構成してもよい。この２段のループ状巻線１６Ａに蛇行部を形成して図１４（Ｃ）に示すよう２段の蛇行ループ状巻線１６３を形成することができる。
【００５８】
（変形態様）
実施形態１で用いるループ状巻線１６の変形例を図１４を参照して説明する。この変形態様は、図１４（Ｃ）に示す２段の段付きループ状巻線１６Ａを製作するに際して、図１４（Ａ）に示すループ状巻線１６に蛇行部を形成して単段の蛇行ループ状巻線１６０を形成し、この蛇行ループ状巻線１６０を２つ軸方向に積層して２段の蛇行ループ状巻線１６３を形成することである。このようにすれば、蛇行部の形成を困難とすることなく、巻線ターン数を段数倍だけ増大することができる。
【００５９】
（変形態様）
図１４では、各段の蛇行ループ状巻線１６０を直列接続して２段又は更に多段の蛇行ループ状巻線１６３としたが、各段の蛇行ループ状巻線１６０を並列接続して２段又は更に多段の蛇行ループ状巻線１６３としてもよい。
【００６０】
（変形態様）
実施形態１で用いるループ状巻線１６の変形例を図１５を参照して説明する。図１５（Ａ）は螺旋状に巻回される際に軸方向に導体線を蛇行させることにより、小蛇行部１６４が予め形成された小蛇行部付きのループ状巻線１６Ｃを示す。この変形態様では、図１５（Ａ）に示す小蛇行部付きのループ状巻線１６Ｃを既述のコイル曲げ装置にセットして蛇行ループ状巻線１６０（図１５Ｂ）を製作する。このようにすれば、コイル曲げ装置による曲げ負担を減らすことができるため、生産性が向上するとともに、巻線皮膜の損傷を防止してコイルの絶縁劣化を低減することができる。
【００６１】
（実施形態２）
実施形態２の蛇行ループ状巻線の製造方法を図１６を参照して説明する。この実施形態は、長尺状の導体線に予め蛇行部を形成した後、螺旋状に巻回して蛇行ループ状巻線１６０を形成する点にその特徴がある。
【００６２】
図１６において、１００は長尺状の導体線、３０は導体線１００に蛇行部１０１を形成するためのプレス装置、２０は蛇行部１０１が形成された長尺の導体線１００を巻き取る巻き取り装置である。
【００６３】
プレス装置３０は、上向きの凹部３１Ａをもつ下型３１と、下向きの突部３２Ａをもつ上型３２とからなり、下向きの突部３２Ａは導体線１００の径に略等しいギャップを挟んで上向きの凹部３２Ａに噛み合うように構成されている。導体線１００を上向きの凹部３１Ａと下向きの突部３２Ａとの間に介在させて上型３２を下降させると、導体線１００が上向きの凹部３１Ａ及び下向きの突部３２Ａの形状に曲げられて蛇行部１０１が形成される。蛇行部１０１が形成された導体線１００は、巻き取り装置２０に巻き取られる。
【００６４】
巻き取り装置２０は、回転軸付きの下ドラム２１と、この下ドラム２１の上方に位置して下ドラム２１の回転軸に軸方向スライド可能にスプライン嵌合する上ドラム２２とを有している。下ドラム２１の下端面には周方向所定ピッチで上向き突部２１１が形成され、上ドラム２２の上端面には周方向所定ピッチで下向き突部２２１が形成されている。
【００６５】
上ドラム２２が最下方位置に下降した状態にて、上向き突部２１１と下向き突部２２１との間には導体線１００の径に略等しい軸方向幅の円周溝２００が形成されている。上ドラム２２が最下方位置に下降した状態にて円周溝２００は蛇行部１０１と略等しい形状に形成されている。上ドラム２２が最下方位置に下降した状態にて円周溝２００は蛇行部１０１の上下方向幅（軸方向幅）より少し広く形成されている。円周溝２００の底部は下ドラム２１又は上ドラム２２に設けられているが、軸心からの円周溝２００の底部の径は、螺旋状の蛇行ループ状巻線１６０の最小径に略等しくされている。下ドラム２１及び上ドラム２２の外径は蛇行ループ状巻線１６０の最大径に略等しく設定されている。
【００６６】
プレス装置３０から出た蛇行部１０１付きの導体線１００は、回転する巻き取り装置２０の円周溝２００に巻き取られて円周溝２００に順次収容される。その結果、円周溝２００内に螺旋状の蛇行ループ状巻線１６０が形成される。形成された蛇行ループ状巻線１６０は、上ドラム２２を上方へ抜き出した後、下ドラム２１の回転軸から抜き出される。
【００６７】
（変形態様）
蛇行部１６１が存在する蛇行ループ状巻線１６０の径方向位置により変化し、蛇行ループ状巻線１６０の径内側にてピッチ小となり、蛇行ループ状巻線１６０の径外側にてピッチ大となる場合、導体線１００の長手方向における蛇行部１６１のピッチを円周溝２００内における導体線１００の径方向位置に応じて調節することもできる。この調節は、プレス装置１７のプレスタイミングを変更して行っても良く、あるいは上型１９及び下型１８のペアを多数設けておいて順番に使用するようにしてもよい。その他、プレス装置１７に代えて導体線１００に蛇行部１０１を形成するための種々の曲げ装置を利用することもできる。たとえば互いに噛み合う２つの歯車の間に導体線１００を導入して、蛇行部１０１を形成することもできる。もちろん、蛇行部１０１の形成工程と、蛇行部１０１付きの導体線１００の巻き取り工程とは同時あるいは連続的に行う必要はまったくなく、すべての蛇行部１０１が形成された蛇行部１０１付きの導体線１００を巻き取り装置２０により巻き取るようにしてもよい。
【００６８】
（変形態様）
導体線１００は、絶縁皮膜により被覆された線状の導体材料により構成されるが、導体材料として銅の他、アルミニウムを使用することが好適である。アルミニウムは、銅より軟らかいので成形し易く、重量も軽くでき、コストも低減できることにある。
【００６９】
（変形態様）
導体線１００の断面形状が角形である平角線を採用することは、巻線占積率の向上に有益である。また、丸線を使用する場合でも、成形時に巻線の断面形状を変形させて巻線占積率を向上させることができる。
【００７０】
（変形態様）
その他、管状の線状導体に絶縁皮膜を設けて導体線１００を構成してもよい。この場合、管状の導体線１００の内部に冷却媒体を流すことにより、モータの主要発熱部の一つである巻線を直接冷却し、それを効率よく冷却することができる。その他、導体線１００を多数の細い導体線の撚り線に絶縁皮膜を被せてケーブルとして構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の蛇行ループ状巻線を用いるモータの基礎構造を示すための軸方向模式断面図である。
【図２】図１のモータのステータ磁極の周方向模式展開図である。
【図３】図１のモータに用いるステータコイルの一例を示す周方向展開図である。
【図４】図１のモータに用いるステータコイルの他例を示す周方向展開図である。
【図５】図１に示すステータ構造の変形例としての蛇行ループ状巻線を用いるステータの模式斜視図である。
【図６】図５の蛇行ループ状巻線を用いるステータの周方向展開図である。
【図７】実施形態１の蛇行ループ状巻線の製造方法を示す図であって、図７（Ａ）は蛇行部形成前のループ状巻線を示す模式斜視図、図７（Ｂ）は蛇行部形成後の蛇行ループ状巻線を示す模式斜視図である。
【図８】図８は図７に示すループ状巻線を縮径しつつ蛇行部を形成して蛇行ループ状巻線とする状態を示す模式斜視図である。
【図９】実施形態１の蛇行ループ状巻線の製造方法例１を示す工程図であって、図９（Ａ）は、コイル曲げ装置の模式斜視図、図９（Ｂ）はその一部の動作を示す模式斜視図、図９（Ｃ）はコイル曲げ装置にループ状巻線１６をセットした状態を示す模式斜視図、図９（Ｄ）はコイル曲げ装置により蛇行ループ状巻線１６０の製作が完了した状態を示す模式斜視図である。
【図１０】図９に示す製造方法の変形例を示す図であって、図９（Ａ）は蛇行部形成のために最初に用いる上割り型と下割り型のペアを示す模式斜視図、図１０（Ｂ）は蛇行部形成のために次に用いる上割り型と下割り型とのペアを示す模式斜視図、図１０（Ｃ）は蛇行部形成のために最後に用いる上割り型と下割り型とのペアを示す模式斜視図である。
【図１１】図９に示す製造方法の変形例を示す図であって、上割り型と下割り型とのペアを１種類だけ用いてループ状巻線から蛇行ループ状巻線を縮径しつつ蛇行部を形成する工程を示す模式斜視図である。
【図１２】実施形態１の蛇行ループ状巻線の製造方法例２を示す工程図であって、図１２（Ａ）はループ状巻線１６がセットされたコイル曲げ装置の模式斜視図（開放状態）、図１２（Ｂ）はその一部の一部破断模式図、図１２（Ｃ）はコイル曲げ装置の部分模式斜視図（噛合状態）である。
【図１３】実施形態１で用いるループ状巻線の変形態様を示す図であって、図１３（Ａ）は螺旋状に巻回してなる比較例のループ状巻線を示す平面図であり、図１３（Ｂ）は周回ごとに段差部を有しつつ螺旋状に巻回されてなるループ状巻線を示す平面図である。
【図１４】実施形態１で用いるループ状巻線の変形例を示す図であって、図１４（Ａ）は既述のループ状巻線を示す模式斜視図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のループ状巻線を軸方向に２個重ね、直列接続して構成した２段の段付きループ状巻線を示す模式斜視図、図１４（Ｃ）は軸方向に２段に積層配置された蛇行ループ状巻線を示す模式斜視図である。
【図１５】実施形態１で用いるループ状巻線の変形例を図であって、図１５（Ａ）は螺旋状に巻回される際に軸方向に導体線を蛇行させることにより小蛇行部を予め形成した小蛇行部付きのループ状巻線を示す模式斜視図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）に示す小蛇行部付きのループ状巻線１６Ｃから作成した蛇行ループ状巻線の模式斜視図である。
【図１６】実施形態２の蛇行ループ状巻線の製造方法を示すための模式図である。
【図１７】従来の４相の集中巻ブラシレスモータを示す模式軸方向断面図である。
【図１８】図１７に示すモータの径方向模式断面図である。
【図１９】図１７に示すステータコイルの模式周方向展開図である。
【符号の説明】
【００７２】
（特に図１〜図６において）
１      回転軸
２      ロータコア
３      永久磁石
４    Ｕ相磁極
５    Ｖ相磁極
６    Ｗ相磁極
７    Ｕ相巻線
８、９    Ｖ相巻線
１０  Ｗ相巻線
１１      ステータコア
１２      ハウジング
１３      軸受け
１４、１５  ループ状巻線（特に図７、図８において）
１６      ループ状巻線
１６０      蛇行ループ状巻線
１６１      蛇行部
（特に図９〜図１１において）
１７        上割り型セット
１７０      上割り型
１８        下割り型セット
１８０      下割り型
（特に図１２において）
１７Ａ      上型
１７１      下向き突部
１７２      凹部
１７３      断面
１８Ａ      下型
１８１      上向き突部
１８２      凹部
１８３      断面
１８４      テーパー面
（図１３において）
１６２    段差部
（図１４において）
１６      ループ状巻線
１６Ａ      ２段のループ状巻線
１６０      単段の蛇行ループ状巻線
１６３      ２段の蛇行ループ状巻線
（図１５において）
１６Ｃ      小蛇行部付きのループ状巻線
１６０      蛇行ループ状巻線
１６４      小蛇行部
（図１６において）
２０  巻き取り装置
３０  プレス装置
３１Ａ  上向きの凹部
３２Ａ  下向きの突部
１００  導体線
１０１  蛇行部
２１  下ドラム
２２  上ドラム
２００  円周溝
２１１  上向き突部
２２１  下向き突部
４０  巻線
５０  Ｕ相巻線
５１  Ｖ相巻線
５３  Ｗ相巻線
【図１】
2009005463.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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