JP4815259B2 - モータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータの製造方法に関し、詳しくはロータを回転駆動するコイルを有するステータの製造技術に関する。

従来のモータにおけるステータの構成例が図１６（Ａ）に示される。これによればモータのステータ本体１０の内側面１０ａにはＹ字状の界磁極１１が複数形成されるとともに、各界磁極１１にそれぞれコイル１４が巻掛け状に配設されている。このようにステータ本体１０にコイルを巻掛け状に配設するには自動巻線機が一般に多用されている。自動巻線機の一例が特開２０００−１４０９８号に開示される（特許文献１参照）。この自動巻線機では、図１６（Ｂ）に示すように、１周目のコイル巻線ｎ１，２周目のコイル巻線ｎ２というように、各コイル巻線を界磁極１１のコイル収容部に順次巻装し、これによって多数の巻線からなるコイル１４を界磁極１１に配設する構成とされている。

上記手法によれば、コイル巻線は各界磁極１１の界磁鉄心１３を周回するように自動巻線機で１周ずつ巻装されるため、コイル巻線の巻数が増大するにつれて、図１６（Ｃ）に示すように、界磁極１１の磁極片１２による係止がきかずに界磁極１１から離脱するコイル巻線ｎ５０，ｎ５１が発生する可能性がある。そのため従来の自動巻線機によるコイル配設手法では、コイル巻線の巻装数が界磁極１１の磁極片１２の長さ寸法に応じて制限される問題があった。一方、モータの高出力を維持するにはステータ本体１０に配設されるコイルの高密度化が重要であるため、コイル巻線の配設技術に関して一層の合理化が要請される。
特開２０００−１４０９８号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ステータに対して多数のコイルを容易に配設するのに資する技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、略筒状のステータを構成する構成要素として周方向において分割され、周方向の一部が開放された開口部を有する複数の分割コアと、予め環状に巻かれて結束され、当該結束状態において各分割コアに装着されるコイルと、を有するモータの製造方法が構成される。各分割コアは、界磁鉄心と、一対の磁極片と、薄肉状の折り曲げ部分と、２つのコイル収容部と、を有する。界磁鉄心は、分割コアの内周面から突出状に形成される。界磁鉄心は、典型的には、分割コアの内周面から、当該分割コアによって構成されるべきステータの中空部中心に向かって概ね直角状に立設される。薄肉状の折り曲げ部分は、界磁鉄心に形成される。また一対の磁極片は、界磁鉄心の周方向両端部から当該界磁鉄心と交差するように延在し、一般的に極弧角部とも称呼される。２つのコイル収容部は、界磁鉄心、各磁極片およびステータの内周面との間に形成されるとともに、磁極片の先端側が開口されており、一般にはスロットとも称呼される。また予め結束された環状のコイルは、上記２つのコイル収容部に収容される。この界磁鉄心、磁極片およびコイルを組み合わせることにより、モータにおいてロータを駆動するための磁界を発生させるのに用いられる界磁極が形成される。なお本発明における「環状」とは、コイルが中空部を有するように巻かれている状態を指し、その中空部の形状については、円形、楕円形、長円形、矩形、多角形、等のいずれをも好適に包含する。また本発明における「結束されたコイル」とは、コイルを構成する各コイル巻線が束ねられた状態をいい、典型的には、別工程において、コイル巻線機を用いてコイル巻線を環状に巻いた後、絶縁紙等によって束ねてユニット化したものがこれに該当する。

上記のように構成されるモータの各製造工程に関する要素として、本発明では、環状に巻かれて結束された状態のコイルを準備する第１のステップと、分割コアを折り曲げ部分から内側に向けて折り曲げることにより、一対の磁極片の分割コアにおける周方向の離間距離が、コイルの分割コアにおける周方向の内寸法に対応する距離に設定された状態の分割コアを準備する第２のステップと、結束された状態のコイルを開口から２つのコイル収容部に挿入して配置する第３のステップと、一対の磁極片の離間距離が、コイルの内寸法よりも大きい距離に拡大するように分割コアを折り曲げ部分から外側に向けて曲げ戻し、これによってコイルを一対の磁極片で保持する第４のステップと、を有する。なお本発明における「内寸法に対応する距離」とは、結束された環状のコイルをコイル収容部の開口から当該コイル収容部に挿入する際、当該挿入を許容する距離がこれに該当する。

本発明においては、一対の磁極片の離間距離を、薄肉状の折り曲げ部分から内側に折り曲げてコイルの内寸法に対応する距離に定めた状態で、予め結束された環状のコイルをコイル収容部の開口から当該コイル収容部に挿入して配置する構成であり、特に分割コアを用いることによって、分割コアの内周面側の開口部を利用してコイルをコイル収容部に容易に収容することができるとともに、コイル収容部のスペースを超える大きいコイルを配置することができる。そして本発明においては、コイルをコイル収容部に挿入して配置後、一対の磁極片の離間距離がコイルの内寸法よりも大きい距離に拡大するように分割コアを折り曲げ部分から外側に曲げ戻し、これによってコイルを一対の磁極片で保持する構成としている。このため、巻数の多いコイルを収容できるとともに、コイル収容部に配設されたコイル巻線がばらけることを防止し、一部のコイル巻線が磁極片から離脱してしまう事態を未然に防止することができる。しかも結束されたコイルを用いることで、当該コイルにおけるコイル巻線全部を磁極片によって保持する必要がなくなり、コイル巻線数が磁極片の長さ寸法によって制限されるといった事態を回避可能である。これによりモータの界磁極において、コイル収容部の限られた収容スペースに配置されるコイル巻線数を合理的に増大し、モータの小型化を図りつつ高いモータ出力を確保することが可能となる。

また、本発明によれば、第４のステップにおいて、分割コアを一対の磁極片の離間距離を拡大する方向に曲げ戻す際、一対の磁極片は、その側部がコイルの内面に当接した状態で離間距離を拡大する方向へと移動し、これによってコイルを２つのコイル収容部の開口側から一対の磁極片の付根側に向けて移動させ、これによって分割コアの曲げ戻し動作につき、コイル収納部へのコイル充填作業を兼務する構成としている。本発明によれば、一対の磁極片がその離間距離を拡大する方向、すなわち互いに離れる方向に移動する際の当該移動動作を利用し、コイルをコイル収容部の磁極片の付根側である底部側に向って移動させることができる。すなわち、分割コアの曲げ戻し動作を利用して磁極片にコイル収納部への充填作業を行わせることで、コイルをコイル収容部に容易に配置することが可能となる。

（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のモータの製造方法において、一対の磁極片の付根側に向かうコイルの移動は、一対の磁極片の側部の斜面を利用して行う構成とされる。本発明によれば、斜面を利用することで一対の磁極片に対してコイルを滑らせつつコイル収容部の底部側へと合理的に移動することができる。

（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載のモータの製造方法において、コイルは、一対の磁極片の付根側に向けて移動させられることで、コイル収容部内に充填される構成としている。このように、コイルをコイル収容部内に充填することによって、コイル収容部におけるコイルの未収納スペースをほぼ零パーセントあるいはそれに近い状態とすることが可能となり、コイルの収容効率をアップすることができる。

（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、略筒状のステータを構成する構成要素として周方向において分割され、周方向の一部が開放された開口部を有する複数の分割コアと、予め環状に巻かれて結束され、当該結束状態において各分割コアに装着されるコイルと、を有するモータの製造装置が構成される。各分割コアは、界磁鉄心と、一対の磁極片と、薄肉状の折り曲げ部分と、２つのコイル収容部と、を有する。界磁鉄心は、分割コアの内周面から突出状に形成される。界磁鉄心は、典型的には、分割コアの内周面から、当該分割コアによって構成されるべきステータの中空部中心に向かって概ね直角状に立設される。薄肉状の折り曲げ部分は、界磁鉄心に形成される。また一対の磁極片は、界磁鉄心の周方向両端部から当該界磁鉄心と交差するように延在し、一般的に極弧角部とも称呼される。２つのコイル収容部は、界磁鉄心、各磁極片およびステータの内周面との間に形成されるとともに、磁極片の先端側が開口されており、一般にはスロットとも称呼される。また予め結束された環状のコイルは、上記２つのコイル収容部に収容される。この界磁鉄心、磁極片およびコイルを組み合わせることにより、モータにおいてロータを駆動するための磁界を発生させるのに用いられる界磁極が形成される。なお本発明における「環状」とは、コイルが中空部を有するように巻かれている状態を指し、その中空部の形状については、円形、楕円形、長円形、矩形、多角形、等のいずれをも好適に包含する。また本発明における「結束されたコイル」とは、コイルを構成する各コイル巻線が束ねられた状態をいい、典型的には、別工程において、コイル巻線機を用いてコイル巻線を環状に巻いた後、絶縁紙等によって束ねてユニット化したものがこれに該当する。

本発明のモータの製造装置は、特徴的構成として、分割コアを保持する保持具と、当該保持具にて保持された分割コアを変形させる押圧部材と、を有する。保持具は、２つのコイル収容部にコイルが配置されるとともに、分割コアを折り曲げ部分から内側に折り曲げて一対の磁極片の分割コアにおける周方向の離間距離が、コイルの分割コアにおける周方向の内寸法に対応する距離に設定された状態の分割コアを保持する。押圧部材は、分割コアが保持具に保持された状態において、一対の磁極片を押圧することで、当該一対の磁極片の離間距離がコイルの内寸法よりも大きい距離に拡大するように分割コアを折り曲げ部分から外側に向けて曲げ戻す。
本発明によれば、分割コアに対して、予め結束された環状のコイルを容易に配設し保持することができる。

本発明によれば、ステータに対して多数のコイルを容易に配設するのに資する技術が提供されることとなった。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施形態につき、図１〜図９を参照しつつ説明する。本実施の形態では、一例として、ロータとステータとを有する交流整流子モータ（ユニバーサルモータ、シリーズモータとも称呼される。）のステータ鉄心の製造方法について説明する。図１〜図６にはステータ鉄心の製造工程、詳しくはステータ鉄心の構成要素である半割り構造のフィールドコアに対するコイルユニットの組付け工程が順に示され、図７および図８には完成状態のステータ鉄心が示され、図９には別工程で製作されたコイルユニットの構成が示される。

本実施の形態においては、図１に示すように、ステータ鉄心１００の製造工程における第１の工程として、長軸方向の両端が開口される中空状（筒状）のステータ鉄心１００（図７参照）の構成要素としてのフィールドコア１０１が準備される。フィールドコア１０１は、ステータ鉄心１００を周方向において２等分に半分割した断面形状が略Ｃ字形状に形成される。フィールドコア１０１は、略Ｃ字形状に形成された薄板状の鋼板を多数重ね合わせることにより、内径側（ステータ鉄心１００の中空部側）が開口部１０３とされた組立部材として形成される。ステータ鉄心１００は、製造過程の最終工程において、上記のような対称形状の２つのフィールドコア１０１をその開口部１０３側が内向きとなるように対向状に組み合わせる（接合する）ことによって長軸方向に所定の長さを有する積層鉄心として形成される。ステータ鉄心１００は、本発明における「ステータ」に対応し、フィールドコア１０１は、本発明における「分割コア」に対応する。

図１に示すように、フィールドコア１０１の内周側（内径側）には、界磁極１１０が配設されている。界磁極１１０は、開口部１０３に向けて突出状に配設された界磁鉄心１１１と、当該界磁鉄心１１１の周方向両端領域から当該界磁鉄心１１１と交差するように延在する一対の磁極片１１３を有する。磁極片１１３は極弧角部とも称呼される。一対の磁極片１１３は、フィールドコア１０１の周方向において、互いに所定の離間距離を置いて対向するとともに、先端に向って離間距離が漸次広がるように略円弧状に延在され、先端において離間距離が最大とされる。一対の磁極片１１３は、フィールドコア１０１の周方向における概ね中点に関し対称形状とされる。界磁極１１０の両側領域には、界磁鉄心１１１、一対の磁極片１１３およびフィールドコア１０１の内周面１０１ａによって囲まれる２つのスロット１１５が形成される。このスロット１１５は、後述するコイルユニット（図９にて符号１２０で示される）を収容し保持するのに用いられる空間領域であり、磁極片１１３の先端部（延在端部）側にコイル挿入口としての開口１１５ａを有する。スロット１１５は、本発明における「コイル収容部」に対応する。

フィールドコア１０１は、周方向における概ね中点、すなわち界磁鉄心１１１の周方向の概ね中点に長軸方向の全長にわたって延在する屈曲部としての折り曲げ部分１１７を有する。折り曲げ部分１１７は、フィールドコア１０１の径方向への折り曲げを可能とする薄肉あるいはヒンジによって形成される。折り曲げ部分１１７を薄肉によって構成する態様としては、図１０に示すように、内径側に薄肉を形成する態様、図１１に示すように、厚み方向（径方向）の中心部に薄肉を形成する態様、あるいは、図１２に示すように、外径側に薄肉を形成する態様等が考えられる。また折り曲げ部分１１７は、上記の薄肉に変えて図１３に示すようなヒンジを用いることができる。更に折り曲げ部分１１７については、フィールドコア１０１の周方向における概ね中点に１箇所設定する構成に変え、図１４に示すように、周方向における２箇所（複数箇所）に設定しても構わない。

フィールドコア１０１は、図１に示す形状を初期形状とし、第２の工程において、図２に示すように、折り曲げ部分１１７から内周側に向って所定量折り曲げられる。このフィールドコア１０１の折り曲げによって、一対の磁極片１１３の先端外側距離Ｌ２が、一対の磁極片１１３の付根側外側距離（２つのスロット１１５の底部１１５ｂ間距離）Ｌ１、すなわち後述するコイルユニット１２０の内側の横幅寸法Ｌ３と概ね同等となるように狭められる。先端外側距離Ｌ２は、本発明における「離間距離」に対応し、横幅寸法Ｌ３は、本発明における「内寸法」に対応する。このことにより、コイルユニット１２０のスロット１１５への開口１１５ａからの挿入が可能とされる。なおフィールドコア１０１の折り曲げによる変形は、塑性変形である。またフィールドコア１０１の折り曲げ作業については、便宜上図示を省略するが、折り曲げ作業用として構成された専用の冶具、および加圧器具を用いて行うことが好ましいが、人手によって行うことも可能である。

次に第３の工程として、図３に示すように、２つのスロット１１５にコイルユニット１２０が開口１１５ａ側から挿入して配置される。コイルユニット１２０は、本発明における「コイル」に対応する。コイルユニット１２０は、別の工程において、予め所定の巻数のコイル巻線の結束帯として構成されるとともに、側部１２１を絶縁紙１２３で被覆した略矩形の環状に形成された状態で準備される（図９参照）。なおコイルユニット１２０の内側の横幅寸法Ｌ３（図９における左右方向寸法）は、フィールドコア１０１を折り曲げる前の一対の磁極片１１３の付根側外側距離（２つのスロット１１５の底部１１５ｂ間距離）Ｌ１と概ね同等、あるいは若干大きくなるように設定されている。またコイルユニット１２０の内側の縦幅寸法Ｌ４（図９における上下方向寸法）は、フィールドコア１０１の軸方向寸法よりもやや大きめに設定されている。すなわち、第３の工程においては、予めコイル巻き線が結束された状態のコイルユニット１２０をフィールドコア１０１の２つのスロット１１５に開口１１５ａから挿入して配置する。このとき、一対の磁極片１１３の先端外側距離Ｌ２は、コイルユニット１２０の横幅寸法Ｌ３と概ね同等あるいは狭められているため、コイルユニット１２０を磁極片１１３に干渉することなく、スロット１１５に円滑に挿入することができる。

次に、第４の工程として、図４に示す加圧装置１５０を用いてフィールドコア１０１を図１に示す初期の形状へと曲げ戻す作業が行われる。加圧装置１５０は、フィールドコア１０１を固定状に保持する固定台１５１と、固定台１５１に保持されたフィールドコア１０１を加圧して曲げ戻す加圧部材１５３とを主体として構成される。固定台１５１は、断面略コ字状に形成されるとともに、その内側面１５１ａが折り曲げ前のフィールドコア１０１の初期状態の外形形状に対応した形状に形成されている。加圧部材１５３は、図示のように、下面側が所定の円弧面形状Ｍ１を有しており、この円弧面形状Ｍ１によってコイルユニット１２０の内面および一対の磁極片１１３の内面を押圧する構成とされる。固定台１５１は、本発明における「保持具」に対応し、加圧部材１５３は、本発明における「押圧部材」に対応する。

フィールドコア１０１は、図４に示すように、当該フィールドコア１０１の開口部１０３側が上を向くように保持用の固定台１５１内にセットされる。すなわち、界磁極１１０が図中水平方向にて対向するように、フィールドコア１０１を固定台１５１内に配置する。固定台１５１にフィールドコア１０１をセットした後、図５に示すように、当該フィールドコア１０１に向って上方から加圧部材１５３が、例えばエアシリンダのような作動装置１５５を用いて下降され、円弧面形状Ｍ１によってコイルユニット１２０の内面および一対の磁極片１１３の内面を押圧する。これにより、フィールドコア１０１は、一対の磁極片１１３が先端外側距離Ｌ２を拡開する方向、すなわち外側に向って折り曲げ部分１１７を中心にして変形し、折り曲げ前の図１に示す初期形状に戻される。

このとき、可動冶具１５３の円弧面形状Ｍ１によって押圧されるコイルユニット１２０には、図５において、斜め下方の力が作用する。また同時に一対の磁極片１１３の外側面部１１３ａがコイルユニット１２０の内面に当接した状態で先端外側距離Ｌ２を拡大する方向へと移動し、これによってコイルユニット１２０には、一対の磁極片１１３における外側面部１１３ａの斜面を介して当該コイルユニット１２０を下向きに移動させる力が作用する。その結果、コイルユニット１２０は、外側に広がるように塑性変形しつつ（横幅寸法Ｌ３を拡大しつつ）２つのスロット１１５の底部１１５ｂ、すなわち一対の磁極片１１３の付根側に向けて移動させられる。外側面部１１３ａは、本発明における「側部」に対応する。かくして、コイルユニット１２０は、スロット１１５内に未収納スペースが殆ど残存しない状態に充填されることになる。そしてスロット１１５に充填されたコイルユニット１２０は、先端外側距離Ｌ２が広げられた一対の磁極片１１３の外側面部１１３ａと、フィールドコア１０１の内側面１０１ａによって保持される。かくして、図６に示すように、スロット１１５にコイルユニット１２０が適正に収容配置されたフィールドコア１０１が得られる。なお固定冶具１５１の内壁面１５１ａは、フィールドコア１０１の最終的な外形形状に対応した形状に形成されている。このため、フィールドコア１０１の最終形状の安定化が図られる。

上記のようにして、得られた２つのフィールドコア１０１は、その開口部１０３側が互いに対向するように周方向の端面が突き合せられた状態で、その突合せ面につき、例えば溶接によって相互に接合される。これによってコイルユニット１２０が組み付けられたステータ鉄心１００が製造される（図７および図８参照）。

本実施の形態では、フィールドコア１０１を内側に折り曲げることで、一対の磁極片１１３の先端外側距離Ｌ２を一旦狭め、その状態で予め準備された環状のコイルユニット１２０を開口１１５ａからスロット１１５に挿入して配置する。その後、フィールドコア１０１を一対の磁極片１１３の先端外側距離Ｌ２が拡大する方向へと曲げ戻し、これによって、スロット１１５に配置されたコイルユニット１２０を一対の磁極片１１３とフィールドコア１０１の内周面１０１ａとによって保持する構成を採用している。予め結束されたコイルユニット１２０を用いて界磁極１１０を形成することにより、スロット１１５内のコイル巻線がばらけることを回避し、磁極片１１３の先端を超えて界磁極１１０から離脱する事態を未然に防止することができる。しかも結束されたコイルユニット１２０は、その全体を磁極片１１３によって保持する必要がなくなる。このため、コイル巻線数が磁極片１１３の長さ寸法によって制限されることがなく、スロット１１５の限られた収容スペースに配置されるコイル巻線数を合理的に増大することが可能とされる。

また本実施の形態においては、スロット１１５内にコイルユニット１２０を挿入後、フィールドコア１０１を図１に示す初期形状に曲げ戻す際、コイルユニット１２０をスロット１１５の底部１１５ｂに向けて移動させる構成としている。これにより、コイルユニット１２０のスロット１１５内への充填が合理的に行われることになり、コイルユニット１２０の収容効率をアップすることができる。

また本実施の形態では、予め結束された環状のコイルユニット１２０をスロット１１５の開口１１５ａから当該スロット１１５に挿入して配置する構成であり、特に分割構造のフィールドコア１０１を用いることで、フィールドコア１０１の内周面側空間を利用してコイルユニット１２０をスロット１１５に容易に収容することができるとともに、図７から明らかなように、スロット１１５のスペースを超える軸方向（孔方向）に大きいコイルユニット１２０を配置することができる。すなわち、ステータ鉄心１００が半割りでない構成の場合であれば、コイルユニット１２０をスロット１１５に挿入する際に、コイルユニット相互の干渉を回避するには、スロット１１５に配置できるコイルユニット１２０の軸方向寸法に自ずと制約を受けることになる。しかるに、本実施の形態の如き分割方式によれば、スロット１１５にコイルユニット１２０を挿入する際のコイルユニット１２０相互の干渉問題が生じないため、ステータ鉄心１００を大型化することなく、コイルユニット１２０の収容量を増やすことが可能となる。

（本発明の第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態につき、図１５を参照しつつ説明する。この実施形態においては、フィールドコア１０１は、その周方向における中央部において２つに分割された第１の分割コア体としての第１の分割フィールドコア１０１Ａと、第２の分割コア体としての第２の分割フィールドコア１０１Ｂとから構成されている。２分割された第１および第２の分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂは、それぞれが界磁鉄心１１１、磁極片１１３、スロット１１５を有する。そして分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂは、前述した第１の実施形態と同様、薄板状の鋼板を多数重ね合わせることにより、界磁鉄心１１１、磁極片１１３、スロット１１５を備えた組立部材として形成される。

すなわち、第２の実施形態に係るフィールドコア１０１は、界磁鉄心１１１が形成された領域における周方向の概ね中点において２分割された第１および第２の分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂによって構成されるとともに、第１の分割フィールドコア１０１Ａが、一方の磁極片１１３と１つのスロット１１５を有し、第２の分割フィールドコア１０１Ｂが、他方の磁極片１１３と他の１つのスロット１１５を有する構成とされる。

上記のように構成される分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂは、予め結束された環状のコイルユニット１２０をスロット１１５の開口１１５ａから当該スロット１１５に挿入する際、互いの磁極片１１３の先端外側距離Ｌ２が付根側外側距離（スロット１１５の底部１１５ｂ間距離）Ｌ１、すなわちコイルユニット１２０の内側の横幅寸法Ｌ３と概ね同等となるように配置される。このように配置された状態で、コイルユニット１２０がスロット１１５に開口１１５ａから挿入されて配置される。その後、第１および第２の分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂが、互いの分割面を互いに突き当てた状態で、磁極片１１３の離間距離が広がる方向へと移動される。すなわち、第１および第２の分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂを、一対の磁極片１１３の離間距離がコイルユニット１２０の内側の横幅寸法Ｌ２よりも大きくなるように、その相対位置を変える。これにより、スロット１１５に配置されたコイルユニット１２０がその横幅寸法Ｌ２を大きくする側に塑性変形するとともに、磁極片１１３によって保持される。

この状態において、第１および第２の分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂは、互いの分割面が、例えば溶接により相互に接合され、これによりフィールドコア１０１が形成される。かくして、形成された２つのフィールドコア１０１を、その周方向端部を互いに突き合わせて接合することによって、前述した第１の実施形態と同様に、図７および図８に示すフィールド鉄心１００を得ることができる。

なおスロット１１５にコイルユニット１２０を挿入後、第１および第２の分割フィールドコア１０１Ａ，１０１Ｂの相対位置を、磁極片１１３の離間距離を広げる方向に変える手段としては、前述した第１の実施形態で説明した加圧装置１５０を用いて行うことが可能である。

上記第１の実施形態では、図１に示す形状で製作されたフィールドコア１０１を内側に向って折り曲げることによって、一対の磁極片１１３の先端外側距離Ｌ２を、磁極片１１３の付根側外側距離Ｌ１と概ね同程度まで狭めるとしたが、フィールドコア１０１の折り曲げ工程を廃止し、当該フィールドコア１０１を積層鋼鈑によって製作する際に、予め折り曲げ工程後の図２に示す形状を初期形状とするように構成してもよい。すなわち、一対の磁極片１１３の離間距離が、コイルユニット１２０の内側の横幅寸法Ｌ３に対応する距離となるように、予めフィールドコア１０１を製作する構成に変更しても構わない。

上記第１および第２の実施の形態では、本発明のモータの製造方法に関し、交流整流子モータのステータ鉄心に界磁コイルを配置して界磁極を形成する態様について説明したが、本発明は、ステータ鉄心の内側面に界磁極を有する各種モータの製造技術に好適に採用することが可能である。

また第１および第２の実施の形態では、ステータ鉄心の内側面に２極の界磁極が設定された場合について説明したが、本発明は、界磁極を３極以上有するモータ（例えば誘導モータ、ブラシレスモータ）の製造技術に対しても好適に適用可能である。

なお本発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することが可能である。
（態様１）
「請求項１〜４のいずれか１つに記載のモータの製造方法であって、
前記分割コアは、当該分割コアの周方向における所定部位に屈曲可能な屈曲部を有し、前記コイルが前記２つのコイル収容部に挿入された状態において、当該屈曲部を支点にして前記分割コアを折り曲げることによって前記一対の磁極片の離間距離を前記コイルの内寸法よりも大きい距離に拡大することを特徴とするモータの製造方法。」

態様１に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１つに記載のモータの製造方法において、分割コアは、当該分割コアの周方向における所定部位に屈曲可能な屈曲部を有し、コイルが２つのコイル収容部に挿入された状態において、屈曲部を支点にして分割コアを折り曲げることによって一対の磁極片の離間距離を前記コイルの内寸法よりも大きい距離に拡大する構成とされる。本発明における「屈曲部」は、界磁鉄心の周方向における所定部位に単一または複数の薄肉部を設ける態様、あるいは界磁鉄心の周方向における一方側と他方側とを単一または複数のヒンジによって回動自在に連接する態様のいずれも好適に包含する。本発明によれば、分割コアを屈曲部から折り曲げる構成とすることで、当該分割コアを所定の形状に容易に変形することができる。

（態様２）
「請求項１〜４のいずれか１つに記載のモータの製造方法であって、
前記分割コアは、前記界磁鉄心が形成された領域における周方向の概ね中点において２分割された第１および第２の分割コア体を有し、前記第１の分割コア体は、前記一対の磁極片における一方の磁極片と１つのコイル収容部を有し、前記第２の分割コア体は、前記一対の磁極片における他方の磁極片と他の１つのコイル収容部を有し、
前記コイルが前記２つのコイル収容部に挿入された状態において、前記第１および第２の分割コア体を互いに離間する方向へと移動することによって前記一対の磁極片の離間距離を前記コイルの内寸法よりも大きい距離に拡大することを特徴とするモータの製造方法。」

態様２に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１つに記載のモータの製造方法において、分割コアは、界磁鉄心が形成された領域における周方向の概ね中点において２分割された第１および第２の分割コア体を有し、第１の分割コア体は、一対の磁極片における一方の磁極片と１つのコイル収容部を有し、第２の分割コア体は、一対の磁極片における他方の磁極片と他の１つのコイル収容部を有している。そしてコイルが２つのコイル収容部に挿入された状態において、第１および第２の分割コア体を互いに離間する方向へと移動することによって一対の磁極片の離間距離をコイルの内寸法よりも大きい距離に拡大する構成とされる。本発明は、第１および第２の分割コア体を互いに離間する方向へと移動することによって、分割コアの形状を変形する方式である。そして一対の磁極片の離間距離をコイルの内寸法よりも大きい距離に拡大することによって、コイル収容部に配置されたコイルを当該一対の磁極片によって保持することができる。なお第１および第２の分割コア体は、一対の磁極片によってコイルを保持した状態において、例えば、溶接により相互に接合されて一体化されることで分割コアが構成されることになる。

第１の実施形態に係る半割り構造のフィールドコアの初期状態の全体構成を断面状態で示す説明図である。 フィールドコアを内側に折り曲げ工程を示す説明図である。 フィールドコアのスロットに対するコイルユニットの挿入工程を示す説明図である。 フィールドコアの曲げ戻し工程を示す説明図であり、加圧前の状態を示す。 フィールドコアの曲げ戻し工程を示す説明図であり、加圧状態を示す。 フィールドコアにコイルユニットが装着された完成状態を示す説明図である。 ステータ鉄心の完成状態を示す説明図であり、断面状態が示される。 ステータ鉄心の完成状態を示す説明図であり、外観状態が示される。 コイルユニットの構成を示す説明図である。 フィールドコイルに形成される折り曲げ部分（薄肉）の説明図である。 フィールドコイルに形成される折り曲げ部分（薄肉）の説明図である。 フィールドコイルに形成される折り曲げ部分（薄肉）の説明図である。 フィールドコイルに形成される折り曲げ部分（ヒンジ）の説明図である。 フィールドコイルに２箇所の折り曲げ部分（薄肉）を形成する場合の説明図である。 第２の実施形態に係るフィールドコアの製造を説明する説明図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）ともに、従来のステータの構成例を示す模式図である。

１００ ステータ鉄心（ステータ）
１０１ フィールドコア（分割コア）
１０１ａ 内周面
１０３ 開口部
１１０ 界磁極
１１１ 界磁鉄心
１１３ 磁極片
１１３ａ 外側面部（側部）
１１５ スロット（コイル収容部）
１１５ａ 開口
１１５ｂ 底部
１１７ 折り曲げ部分（屈曲部）
１２０ コイルユニット（コイル）
１２１ 側部
１２３ 絶縁紙（結束）
１５０ 加圧装置
１５１ 固定台（保持具）
１５１ａ 内側面
１５３ 加圧部材（押圧部材）
Ｍ１ 円弧面形状
１５５ 作動装置
１０１Ａ 分割フィールドコア（分割コア体）
１０１Ｂ 分割フィールドコア（分割コア体）

Claims (4)

1. 略筒状のステータを構成する構成要素として周方向において分割され、周方向の一部が開放された開口部を有する複数の分割コアと、
   予め環状に巻かれて結束され、当該結束状態において前記各分割コアに装着されるコイルと、を有し、
   前記各分割コアは、
   前記分割コアの内周面に当該内周面から突出状に形成された界磁鉄心と、
   前記界磁鉄心の周方向両端部から当該界磁鉄心と交差するように延在する一対の磁極片と、
   前記界磁鉄心に形成された薄肉状の折り曲げ部分と、
   前記界磁鉄心、前記一対の磁極片および前記分割コアの内周面との間に形成され、前記一対の磁極片の先端側が開口された２つのコイル収容部と、を有し、
   前記２つのコイル収容部に前記コイルが配置されるモータの製造方法であって、
   環状に巻かれて結束された状態の前記コイルを準備する第１のステップと、
   前記分割コアを前記折り曲げ部分から内側に向けて折り曲げることにより、前記一対の磁極片の前記分割コアにおける周方向の離間距離が、前記コイルの前記分割コアにおける周方向の内寸法に対応する距離に設定された状態の前記分割コアを準備する第２のステップと、
   前記結束された状態のコイルを前記開口から前記２つのコイル収容部に挿入して配置する第３のステップと、
   前記一対の磁極片の離間距離が、前記コイルの内寸法よりも大きい距離に拡大するように前記分割コアを前記折り曲げ部分から外側に向けて曲げ戻し、これによって前記コイルを前記一対の磁極片で保持する第４のステップと、を有し、
   前記第４のステップにおいて、前記分割コアを前記一対の磁極片の離間距離を拡大する方向に曲げ戻す際、前記一対の磁極片は、その側部が前記コイルの内面に当接した状態で離間距離を拡大する方向へと移動し、これによって前記コイルを前記２つのコイル収容部の開口側から前記一対の磁極片の付根側に向けて移動させ、これによって前記分割コアの曲げ戻し動作につき、前記コイル収納部への前記コイル充填作業を兼務することを特徴とするモータの製造方法。
2. 請求項１に記載のモータの製造方法であって、
   前記一対の磁極片の付根側に向かう前記コイルの移動は、前記側部の斜面を利用して行うことを特徴とするモータの製造方法。
3. 請求項１に記載のモータの製造方法であって、
   前記コイルは、前記一対の磁極片の付根側に向けて移動させられることで、前記コイル収容部内に充填されることを特徴とするモータの製造方法。
4. 略筒状のステータを構成する構成要素として周方向において分割され、周方向の一部が開放された開口部を有する複数の分割コアと、
   予め環状に巻かれて結束され、当該結束状態において前記各分割コアに装着されるコイルと、を有し、
   前記各分割コアは、
   前記分割コアの内周面に当該内周面から突出状に形成された界磁鉄心と、
   前記界磁鉄心の周方向両端部から当該界磁鉄心と交差するように延在する一対の磁極片と、
   前記界磁鉄心に形成された薄肉状の折り曲げ部分と、
   前記界磁鉄心、前記一対の磁極片および前記分割コアの内周面との間に形成され、前記一対の磁極片の先端側が開口された２つのコイル収容部と、を有し、
   前記２つのコイル収容部に前記コイルが配置されるモータの製造装置であって、
   前記２つのコイル収容部に前記コイルが配置されるとともに、前記分割コアを前記折り曲げ部分から内側に向けて折り曲げて前記一対の磁極片の前記分割コアにおける周方向の離間距離が、前記コイルの前記分割コアにおける周方向の内寸法に対応する距離に設定された状態の前記分割コアを保持する保持具と、
   前記分割コアが前記保持具に保持された状態において、前記一対の磁極片を押圧することで、当該一対の磁極片の離間距離が前記コイルの内寸法よりも大きい距離に拡大するように前記分割コアを前記折り曲げ部分から外側に向けて曲げ戻す押圧部材と、を有するモータの製造装置。

Images