DE112012003437T5

DE112012003437T5 - Statorherstellungsverfahren und Statorherstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112012003437T5
Application number: DE112012003437.6T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Yamaguchi; Yoshio Kato
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Sanko Kiki Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-30
Also published as: CN103858326A; WO2013051469A1; JPWO2013051469A1; US20140215806A1; JP5647735B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spiralspule um einen Statorkern geschaffen. Das Verfahren beinhaltet: einen Prozess P2, in dem eine Mehrzahl von ringförmigen Leitern auf eine Weise in einem Spulenhalter angeordnet wird, die der Form von Spiralspulenendabschnitten entspricht; einen Prozess P3, in dem die ringförmigen Leiter durch Bewegen eines Spulendrückers entlang Blättern verformt werden, während eine Position eines Positionseinstellers fixiert ist; und einen Prozess P4, in dem erste Abschnitte und zweite Abschnitte der ringförmigen Leiter durch weiter Bewegen des Spulendrückers in Schlitze eingeführt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Statorherstellungsverfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule um einen Statorkern und eine Statorherstellungsvorrichtung zum Herstellen des Stators.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Als ein Verfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule um einen Statorkern ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Mehrzahl von ringförmigen Leitern, die eine Ringform aufweisen, durch eine Spuleneinführungsvorrichtung, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-5434 ( JP 2009-5434 A ) (Patentdokument 1) beschrieben ist, in Schlitze eines Statorkerns eingeführt werden. Eine Verwendung der Spuleneinführungsvorrichtung ermöglicht ein Einführen der ringförmigen Leiter in die Schlitze des Statorkerns. In dem Patentdokument 1 ist eine Mehrzahl von Überkreuzungsabschnitten von Spulenendabschnitten der Spule des hergestellten Stators, die in der axialen Richtung von dem Statorkern vorstehen, in der axialen Richtung betrachtet konzentrisch angeordnet.
Es ist ferner ein Stator bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Überkreuzungsabschnitten von Spulenendabschnitten, die in der axialen Richtung von einem Statorkern vorstehen, in der axialen Richtung betrachtet in einer Spiralform angeordnet sind, wie in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2007-336720 ( JP 2007-336720 A ) (Patentdokument 2) beschrieben ist. Bei dem Stator ist jeder der Überkreuzungsabschnitte derart angeordnet, dass ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter innen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden, und der andere Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter außen als die anderen Überkreuzungsabschnitte positioniert ist, die sich an derselben Umfangsposition befinden. Das Ausbilden des Stators mit der sogenannten Spiralform ermöglicht eine Verringerung der Größe der Spulenendabschnitte. Ein Verfahren, bei dem eine in dem Patentdokument 1 beschriebene Spuleneinführungsvorrichtung verwendet wird, kann ebenfalls bei der Herstellung des derart ausgebildeten Stators angewandt werden.
In solch einem Fall werden die ringförmigen Leiter auf herkömmliche Weise in die Schlitze des Statorkerns eingeführt, während die Überkreuzungsabschnitte in eine Spiralform verformt werden. Der Versuch, zur selben Zeit die Überkreuzungsabschnitte zu verformen und die ringförmigen Leiter in die Schlitze einzuführen, führt jedoch häufig dazu, dass die ringförmigen Leiter nicht ordnungsgemäß an vorbestimmten Positionen in die Schlitze des Statorkerns eingeführt werden, wobei die ringförmigen Leiter von Zielpositionen in den Schlitzen oder dergleichen abweichen.
[Stand der Technik]
[Patentdokumente]

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-5434 ( JP 2009-5434 A )
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2007-336720 ( JP 2007-336720 A )

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[Von der Erfindung zu lösendes Problem]
Es ist daher wünschenswert, ein Statorherstellungsverfahren und eine Statorherstellungsvorrichtung zu schaffen, die dazu in der Lage sind, auf relativ einfache Weise einen Stator mit einer sogenannten Spiralform herzustellen.
[Mittel zum Lösen des Problems]
Die vorliegende Erfindung schafft ein Statorherstellungsverfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule um einen Statorkern unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung mit einer charakteristischen Konfiguration, das heißt, ein Spulenendabschnitt der Spule, der in einer axialen Richtung des Statorkerns von dem Statorkern vorsteht, weist eine Mehrzahl von Überkreuzungsabschnitten auf, die sich in einer Umfangsrichtung des Statorkerns erstrecken, so dass sie eine Verbindung zwischen unterschiedlichen Schlitzen des Statorkerns herstellen; jeder der Überkreuzungsabschnitte ist derart angeordnet, dass ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter innen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden, und der andere Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter außen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden; und die Spuleneinführungsvorrichtung weist einen Spulenhalter mit einer Mehrzahl von Blättern, die sich in der axialen Richtung erstrecken und entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie einer Mehrzahl von Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen, einen Positionseinsteller, an dem zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern die Mehrzahl von Blättern vorgesehen wird, und einen Spulendrücker, der die von dem Spulenhalter gehaltene Spule in Richtung der Schlitze des Statorkerns drückt, auf, wobei das Statorherstellungsverfahren beinhaltet: einen Spulenanordnungsprozess, in dem eine Mehrzahl von ringförmigen Leitern, die die Spule bilden, derart in dem Spulenhalter angeordnet wird, dass ein erster Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen ersten Einhakspalt, der zwischen den Blättern ausgebildet ist, eingeführt ist, ein zweiter Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen zweiten Einhakspalt, der einen vorbestimmten Wickelschritt von dem ersten Einhakspalt entfernt ist, eingeführt ist und ein Verbindungsabschnitt, der eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern herstellt, durch eine Seite der ersten Abschnitte der anderen ringförmigen Leiter in der axialen Richtung geht, die in der axialen Richtung betrachtet an Positionen angeordnet sind, die den Verbindungsabschnitt überlappen; einen Spulenverformungsprozess, der nach dem Spulenanordnungsprozess durchgeführt wird und in dem der Verbindungsabschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern durch Bewegen des Spulendrückers in der axialen Richtung entlang der Blätter zu einer eingestellten Position, an der ein axiales Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker kürzer ist als eine Gesamtlänge der ringförmigen Leiter entlang der axialen Richtung vor einer Verformung, wobei die Position des Positionseinstellers bezüglich des Spulenhalters fixiert ist, verformt wird; und einen Spuleneinführungsprozess, der nach dem Spulenverformungsprozess durchgeführt wird und in dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter durch Bewegen des Spulendrückers weiter in der axialen Richtung in die Schlitze eingeführt werden.
In dem Spulenanordnungsprozess wird die Mehrzahl von ringförmigen Leitern mit der vorher beschriebenen charakteristischen Konfiguration in dem Spulenhalter angeordnet, so dass auf geeignete Weise die Herstellung eines Stators mit einer Spule (hierin als eine „Spiralspule” bezeichnet), bei der jeder der Überkreuzungsabschnitte derart angeordnet ist, dass ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter innen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden, und der andere Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter außen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden, vorbereitet wird.
Danach wird in dem Spulenverformungsprozess, der nach dem Spulenanordnungsprozess ausgeführt wird, die Mehrzahl von ringförmigen Leitern zum Verformen der Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker gepresst. Folglich kann bewirkt werden, dass sich die Form der Verbindungsabschnitte der Form der Spulenendabschnitte nach einer Wicklung um den Statorkern annähert.
In diesem Zustand wird der Spuleneinführungsprozess ausgeführt, so dass der Verbindungsabschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern nach einer Verformung an einer Position angeordnet wird, an der der Verbindungsabschnitt in der axialen Richtung als der Überkreuzungsabschnitt vorsteht, und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt werden in die Schlitze eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter bereits in dem Spulenverformungsprozess in eine Form gebracht worden, die der Form der Spulenendabschnitte nach einer Wicklung um den Statorkern nahe kommt, was ein Einführen der ringförmigen Leiter in die Schlitze erleichtert. Somit ist es möglich, auf relativ einfache Weise einen Stator mit einer Spiralspule herzustellen.
In dem Spuleneinführungsprozess wird der Positionseinsteller bevorzugt gemäß einer axialen Bewegung des Spulendrückers in der axialen Richtung bewegt, während das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker beibehalten wird.
Gemäß der Konfiguration können die zum Verformen zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker gepressten Verbindungsabschnitte in demselben Zustand in der axialen Richtung bewegt werden, ohne weiter verformt zu werden. Somit können die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte der ringförmigen Leiter in die Schlitze eingeführt werden, während ein Aufbringen einer unerwünschten Spannung auf die Verbindungsabschnitte unterdrückt wird.
In dem Spulenverformungsprozess ist das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker bevorzugt so eingestellt, dass es kürzer ist als eine axiale Länge des Statorkerns, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet.
Bei einer herkömmlichen Spuleneinführungsvorrichtung weist der Spulendrücker Abschnitte (im Folgenden als „Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte” bezeichnet) auf, die radial entlang der radialen Richtung vorstehen, so dass sie in Öffnungsabschnitten der Schlitze des Statorkerns angeordnet sind. In dem Fall, dass die Spuleneinführungsvorrichtung den Positionseinsteller aufweist, kann der Positionseinsteller so ausgebildet sein, dass er ähnliche Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte aufweist.
Gemäß der Konfiguration sind mindestens die Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte des Spulendrückers oder die Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte des Positionseinstellers in den Öffnungsabschnitten der Schlitze angeordnet, und somit kann durch mindestens den Spulendrücker oder den Positionseinsteller die Positionsbeziehung zwischen den Blättern beibehalten werden. Somit kann der Spuleneinführungsprozess ausgeführt werden, während die Relativpositionsbeziehung zwischen den Einhakspalten zwischen den Blättern und den Schlitzen des Statorkerns auf geeignete Weise beibehalten wird. Somit ist es möglich, die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte der ringförmigen Leiter auf zuverlässige Weise in die Schlitze einzuführen.
Bevorzugt bestehen die ringförmigen Leiter aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern; und in dem Spulenverformungsprozess ist das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet, derart eingestellt, dass das axiale Intervall mit einer Länge der ersten Abschnitte oder der zweiten Abschnitte in der axialen Richtung übereinstimmt, wenn die Mehrzahl von linearen Leitern ohne Spalt in den Einhakspalten angeordnet ist.
Gemäß der Konfiguration werden beim Verformen der Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter in dem Spulenverformungsprozess die ringförmigen Leiter gepresst, bis zwischen der Mehrzahl von linearen Leitern, die die ringförmigen Leiter bildet, kein Spalt vorhanden ist, was die Verbindungsabschnitte auf zuverlässige Weise verformt. Dies erhöht ebenfalls die räumliche Dichte der Verbindungsabschnitte und ermöglicht eine Verringerung der Größe der Spulenendabschnitte.
Bevorzugt weist der Spulendrücker einen Körperabschnitt in Form einer Scheibe, die entlang der Mehrzahl von Blättern ausgebildet ist, und einen Ausbauchungsabschnitt, der so ausgebildet ist, dass er einen kleineren Durchmesser als der Körperabschnitt aufweist, auf; und in dem Spulenverformungsprozess werden die ringförmigen Leiter in Anlage an eine Außenumfangsfläche des Ausbauchungsabschnitts gelagert, und die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter werden verformt, während eine Bewegung der ringförmigen Leiter zu einer radial inneren Seite begrenzt wird.
Gemäß der Konfiguration kann bei dem fertiggestellten Stator das Ungleichgewicht in Bezug auf die Größe der Spulenendabschnitte auf beiden Seiten in der axialen Richtung verringert werden. Das Optimieren des Gleichgewichts in Bezug auf die Größe der Spulenendabschnitte unterdrückt effektiv, dass sich die ringförmigen Leiter verfangen oder dergleichen, was ein Einführen der ringförmigen Leiter in die Schlitze erleichtert.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Statorherstellungsvorrichtung zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule um einen Statorkern mit einer charakteristischen Konfiguration, das heißt, die Statorherstellungsvorrichtung weist auf: einen Spulenhalter mit einer Mehrzahl von Blättern, die sich in einer axialen Richtung erstrecken und entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie einer Mehrzahl von Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen; einen Positionseinsteller, der zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern an der Mehrzahl von Blättern angebracht wird; einen Spulendrücker, der die von dem Spulenhalter gehaltene Spule in Richtung von Schlitzen des Statorkerns drückt; und einen Steuerabschnitt, der einen Betrieb mindestens des Positionseinstellers und des Spulendrückers steuert, und, wenn eine Mehrzahl von ringförmigen Leitern, die die Spule bilden, derart angeordnet ist, dass ein erster Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen ersten Einhakspalt, der zwischen den Blättern ausgebildet ist, eingeführt ist, ein zweiter Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen zweiten Einhakspalt, der von dem ersten Einhakspalt einen vorbestimmten Wickelschritt entfernt ist, eingeführt ist und ein Verbindungsabschnitt, der eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern herstellt, durch eine Seite der ersten Abschnitte der anderen ringförmigen Leiter in der axialen Richtung geht, die an Positionen angeordnet sind, die in der axialen Richtung betrachtet den Verbindungsabschnitt überlappen, führt der Steuerabschnitt aus: einen Spulenverformungsprozess, in dem der Verbindungsabschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern durch Bewegen des Spulendrückers in der axialen Richtung entlang der Blätter zu einer eingestellten Position, an der ein axiales Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker kürzer ist als eine Gesamtlänge der ringförmigen Leiter entlang der axialen Richtung vor einer Verformung, wobei die Position des Positionseinstellers in Bezug auf den Spulenhalter fixiert ist, verformt wird; und einen Spuleneinführungsprozess, in dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter durch Bewegen des Spulendrückers weiter in der axialen Richtung in die Schlitze eingeführt wird, wobei der Spuleneinführungsprozess nach dem Spulenverformungsprozess ausgeführt wird.
Gemäß der charakteristischen Konfiguration ist es möglich, relativ einfach eine Spule herzustellen, bei der der Spulenendabschnitt, der in der axialen Richtung des Statorkerns von dem Statorkern vorsteht, die Mehrzahl von Überkreuzungsabschnitten aufweist, die sich zum Herstellen einer Verbindung zwischen unterschiedlichen Schlitzen des Statorkerns in der Umfangsrichtung des Statorkerns erstrecken, und bei der jeder der Überkreuzungsabschnitte derart angeordnet ist, dass ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter innen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden, und der andere Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter außen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden.
Das heißt, mit der Mehrzahl von ringförmigen Leitern, die mit der vorher beschriebenen charakteristischen Konfiguration in dem Spulenhalter angeordnet sind, wird ermöglicht, dass geeignete Vorbereitungen für die Herstellung eines Stators mit einer Spule (einer Spiralspule) getroffen werden können, bei der jeder der Überkreuzungsabschnitte derart angeordnet ist, dass ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter innen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden, und der andere Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter außen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden.
Danach wird in dem danach ausgeführten Spulenverformungsprozess die Mehrzahl von ringförmigen Leitern zum Verformen der Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker gepresst. Folglich kann bewirkt werden, dass sich die Form der Verbindungsabschnitte der Form der Spulenendabschnitte nach einer Wicklung um den Statorkern annähert.
In diesem Zustand wird der Spuleneinführungsprozess ausgeführt, so dass der Verbindungsabschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern nach einer Verformung an einer Position angeordnet wird, an der der Verbindungsabschnitt in der axialen Richtung als der Überkreuzungsabschnitt von dem Statorkern vorsteht, und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt werden in die Schlitze eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter in dem Spulenverformungsprozess bereits in eine Form gebracht worden, die der Form des Spulenendabschnitts nach einer Wicklung um den Statorkern nahe kommt, was ein Einführen der ringförmigen Leiter in die Schlitze erleichtert. Somit wird ermöglicht, dass eine Statorherstellungsvorrichtung bereitgestellt werden kann, die dazu in der Lage ist, relativ einfach einen Stator mit einer Spiralspule herzustellen.
In dem Spuleneinführungsprozess bewirkt der Steuerabschnitt bevorzugt, dass der Positionseinsteller gemäß einer axialen Bewegung des Spulendrückers in der axialen Richtung bewegt wird, während das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker beibehalten wird.
Gemäß der Konfiguration können die Verbindungsabschnitte, die zum Verformen zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker gepresst werden, in demselben Zustand in der axialen Richtung bewegt werden, ohne dass sie weiter verformt werden. Somit können die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte der ringförmigen Leiter in die Schlitze eingeführt werden, während ein Aufbringen einer unerwünschten Spannung auf die Verbindungsabschnitte unterdrückt wird.
In dem Spulenverformungsprozess stellt der Steuerabschnitt bevorzugt das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker so ein, dass es kürzer ist als eine axiale Länge des Statorkerns, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet.
Bei einer herkömmlichen Statorherstellungsvorrichtung weist der Spulendrücker Abschnitte (Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte) auf, die entlang der radialen Richtung radial vorstehen, so dass sie in Öffnungsabschnitten der Schlitze des Statorkerns angeordnet sind. In dem Fall, dass die Statorherstellungsvorrichtung den Positionseinsteller aufweist, kann der Positionseinsteller so ausgebildet sein, dass er ähnliche Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte aufweist.
Gemäß der Konfiguration sind zumindest die Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte des Spulendrückers oder die Schlitzöffnungsanordnungsabschnitte des Positionseinstellers in den Öffnungsabschnitten der Schlitze angeordnet, und somit kann die Positionsbeziehung zwischen den Blättern durch mindestens den Spulendrücker oder den Positionseinsteller beibehalten werden. Somit kann der Spuleneinführungsprozess ausgeführt werden, während die Relativpositionsbeziehung zwischen den Einhakspalten zwischen den Blättern und den Schlitzen des Statorkerns auf geeignete Weise beibehalten wird. Somit wird ermöglicht, dass die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte der ringförmigen Leiter auf zuverlässige Weise in die Schlitze eingeführt werden können.
Bevorzugt sind die ringförmigen Leiter aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern gebildet; und in dem Spulenverformungsprozess stellt der Steuerabschnitt das axialen Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet, so ein, dass das axiale Intervall mit einer Länge der ersten Abschnitte oder der zweiten Abschnitte entlang der axialen Richtung übereinstimmt, wobei die Mehrzahl von linearen Leitern ohne Spalt in den Einhakspalten angeordnet ist.
Gemäß der Konfiguration werden beim Verformen der Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter in dem Spulenverformungsprozess die ringförmigen Leiter gepresst, bis zwischen der Mehrzahl von linearen Leitern, die die ringförmigen Leiter bilden, kein Spalt vorhanden ist, was die Verbindungsabschnitte auf zuverlässige Weise verformt. Dies erhöht ferner die räumliche Dichte der Verbindungsabschnitte und ermöglicht eine Verringerung einer Größe der Spulenendabschnitte.
Bevorzugt weist der Spulendrücker einen Körperabschnitt in Form einer Scheibe, die entlang der Mehrzahl von Blättern ausgebildet ist, und einen Ausbauchungsabschnitt auf, der sich in der axialen Richtung von dem Körperabschnitt zu dem Positionseinsteller erstreckt, wobei der Ausbauchungsabschnitt mit einem kleineren Durchmesser als der Körperabschnitt ausgebildet ist; und in dem Spulenverformungsprozess bewirkt der Steuerabschnitt, dass die ringförmigen Leiter in Anlage an eine Außenumfangsfläche des Ausbauchungsabschnitts gelagert werden, und er bewirkt, dass die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter verformt werden, während eine Bewegung der ringförmigen Leiter zu einer radial inneren Seite begrenzt wird.
Gemäß der Konfiguration kann bei dem fertiggestellten Stator das Ungleichgewicht in Bezug auf die Größe der Spulenendabschnitte auf beiden Seiten in der axialen Richtung verringert werden. Die Optimierung des Gleichgewichts in Bezug auf die Größe der Spulenendabschnitte unterdrückt effektiv, dass sich die ringförmigen Leiter verfangen oder dergleichen, was ein Einführen der ringförmigen Leiter in die Schlitze erleichtert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Draufsicht, die schematisch Spiralspulenendabschnitte von der axialen Richtung aus gesehen darstellt.
3 stellt eine schematische Konfiguration einer Statorherstellungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform dar.
4 ist ein Schnitt entlang IV-IV in 3.
5 ist ein Schnitt entlang V-V in 3.
6 ist ein Flussdiagramm, das Herstellungsprozesse eines Statorherstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand einer Anordnung von ringförmigen Leitern in einem Spulenanordnungsprozess zeigt.
8 stellt einen Zustand einer Spuleneinführungsvorrichtung in einem Spulenverformungsprozess dar.
9 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand einer Anordnung der ringförmigen Leiter in einem Spulenverformungsprozess zeigt.
10 stellt den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einer Phase eines Spuleneinführungsprozesses dar.
11 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand einer Anordnung der ringförmigen Leiter in einer Phase des Spuleneinführungsprozesses zeigt.
12 stellt den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in der letzten Phase des Spuleneinführungsprozesses dar.
13 stellt den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einem Spulenformprozess dar.
WEISEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ein Statorherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bei dem Statorherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Stator 1 durch Wickeln einer Spule 3 um einen Statorkern 2 unter Verwendung einer Statorherstellungsvorrichtung 100 (einer Spuleneinführungsvorrichtung 5) hergestellt. Mit dem Statorherstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform wird ermöglicht, dass relativ leicht ein Stator 1 mit einer sogenannten Spiralform hergestellt werden kann. Im Folgenden werden der Reihe nach die Konfiguration des herzustellenden Stators 1, die Konfiguration der während der Herstellung verwendeten Spuleneinführungsvorrichtung 5 und das Statorherstellungsverfahren, bei dem die Spuleneinführungsvorrichtung 5 verwendet wird, beschrieben.
In der vorliegenden Beschreibung werden, sofern nichts anderes angegeben ist, die „axiale Richtung L”, die „Umfangsrichtung C” und die „radiale Richtung R” bezüglich einer Achse X einer zylindrischen Kernreferenzfläche 21 des Statorkerns 2 (beispielsweise der Innenumfangsfläche des Statorkerns 2) definiert. Für jedes der Bauteile der Spuleneinführungsvorrichtung 5 dient die Achse X der Kernreferenzfläche 21, wenn der Statorkern 2 in einer normalen Anordnung an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht (in diese eingesetzt) ist, als ein Bezug.
Ausdrücke, die sich auf die Richtung, die Position oder dergleichen (beispielsweise „parallel” oder „übereinstimmen”) jedes Bauteils beziehen, können aufgrund eines Fehlers, der im Rahmen einer Toleranz bei der Herstellung liegt, einen Unterschied erlauben.
1. Konfiguration des Stators
Die Konfiguration eines Stators 1 gemäß der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Der Stator 1 ist ein Stator einer drehenden elektrischen Maschine eines Innenrotortyps. Der Ausdruck „drehende elektrische Maschine” bezeichnet einen beliebigen Motor (Elektromotor), einen Generator (Elektrogenerator) und einen Motorgenerator, der bei Bedarf sowohl als ein Motor als auch als ein Generator arbeitet. Wie in 1 dargestellt, weist der Stator 1 einen Statorkern 2 und eine Spule bzw. Wicklung 3 auf. In 1 ist zur Vereinfachung lediglich ein Teil des Spulen- bzw. Wicklungsendabschnitts 32 gezeigt, der ein Abschnitt der Spule 3 ist, der in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorsteht, und der andere Teil des Spulenendabschnitts 32 ist nicht gezeigt.
Der Statorkern 2 wird unter Verwendung eines magnetischen Materials ausgebildet. Der Statorkern 2 weist eine Mehrzahl von Schlitzen 22, die in der Umfangsrichtung C verteilt in der zylindrischen Kernbezugsfläche 21 angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Zähnen 23 auf, die jeweils zwischen zwei Schlitzen 22, die in der Umfangsrichtung C benachbart sind, ausgebildet sind. Die „zylindrische Kernbezugsfläche 21” bezeichnet eine imaginäre Fläche, die als ein Bezug für die Anordnung und die Konfiguration der Schlitze 22 dient. Bei der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, ist die Kernreferenzfläche 21 eine Kerninnenumfangsfläche, die eine imaginäre zylindrische Fläche darstellt, die Endflächen der Mehrzahl von Zähnen 23 auf der Innenseite in der radialen Richtung R beinhaltet, wobei die Zähne 23 jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen 22 ausgebildet sind. Die Außenumfangsfläche des Statorkerns 2 oder dergleichen kann als die Kernbezugsfläche 21 festgelegt werden.
Die Mehrzahl von Schlitzen 22 ist mit konstanten Intervallen entlang der Umfangsrichtung C verteilt angeordnet. Die Schlitze 22 sind jeweils so ausgebildet, dass sie sich in der axialen Richtung L erstrecken und in der radialen Richtung R von der Achse X des Statorkerns 2 aus radial erstrecken. Die Schlitze 22 weisen dieselbe Form auf und sind jeweils in Form einer Nut ausgebildet, die sich in der axialen Richtung L und in der radialen Richtung R mit einer vorbestimmten Breite in der Umfangsrichtung C erstreckt. Ein plattenartiges Isolierbauteil (nicht dargestellt) ist an der Innenwandfläche jedes der Schlitze 22 vorgesehen. Die Schlitze 22 weisen jeweils einen Innenumfangsöffnungsabschnitt 22a auf, der in der radialen Richtung R nach innen geöffnet ist (der in der Innenumfangsfläche des Statorkerns 2 geöffnet ist). Die Öffnungsbreite des Innenumfangsöffnungsabschnitts 22a jedes der Schlitze 22 ist schmäler als ein Abschnitt des Schlitzes 22 auf der Außenseite in der radialen Richtung R. Das heißt, die Schlitze 22 gemäß der Ausführungsform sind als halboffene Schlitze ausgebildet. Ein Keil 25, der von einem plattenartigen Bauteil aus einem Kunstharz gebildet wird, ist an einem Endabschnitt jedes der Schlitze 22 auf der Innenseite in der radialen Richtung R angeordnet, so dass er den Innenumfangsöffnungsabschnitt 22a blockiert (siehe 5).
Die mehreren Zähne 23 sind jeweils zwischen zwei Schlitzen 22 ausgebildet, die benachbart zueinander sind, und mit konstanten Intervallen entlang der Umfangsrichtung C angeordnet. Die Zähne 23 weisen dieselbe Form auf und sind jeweils als eine dicke Platte ausgebildet, die sich in der axialen Richtung L und in der radialen Richtung R mit einer vorbestimmten Breite in der Umfangsrichtung C erstreckt. Bei der Ausführungsform sind die Zähne 23 jeweils derart ausgebildet, dass sich zwei Seitenflächen der Zähne 23, die einander in der Umfangsrichtung C gegenüberliegen, parallel zueinander erstrecken. Das heißt, die Zähne 23 gemäß der Ausführungsform sind als parallele Zähne ausgebildet.
Bei der Ausführungsform ist die drehende elektrische Maschine ein Wechselstrommotor, der von einem Mehrphasenwechselstrom (bei dem Beispiel, einem Dreiphasenwechselstrom) angetrieben wird. Bei dem Beispiel ist die Spule 3 des Stators 1 entsprechend den drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) in eine U-Phasenspule, eine V-Phasenspule und eine W-Phasenspule unterteilt. In dem Statorkern 2 sind dementsprechend Schlitze 22 für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase so angeordnet, dass sie entlang der Umfangsrichtung C wiederholt auftreten. Bei dem Beispiel sind in dem Statorkern 2 die Schlitze 22 derart angeordnet, dass zwei Schlitze 22 für jede Phase entlang der Umfangsrichtung C wiederholt auftreten. Dementsprechend ist die Spule 3 derart um den Statorkern 2 gewickelt, dass zwei Spulen 3 für jede Phase wiederholt entlang der Umfangsrichtung C auftreten.
Die Spule 3 weist den Spulenendabschnitt 32 auf, der in der axialen Richtung L des Statorkerns 2 von dem Statorkern 2 vorsteht. Der Spulenendabschnitt 32 weist mehrere Überkreuzungsabschnitte 31 auf, die sich zum Herstellen einer Verbindung zwischen unterschiedlichen Schlitzen 22 des Statorkerns 2 in der Umfangsrichtung C des Statorkerns 2 erstrecken. Wie in 1 dargestellt, sind die Überkreuzungsabschnitte 31 so angeordnet, dass sie zwei Schlitze 22 verbinden, die einen Wickelschritt bzw. einen Abstand von fünf Schlitzen voneinander entfernt sind. Zusätzlich dazu sind die Überkreuzungsabschnitte 31 jeweils so angeordnet, dass sie mit anderen Überkreuzungsabschnitten 31 verflochten sind, die sich von vier Schlitzen 23 erstrecken, die zwischen zwei Schlitzen 22 auf beiden Seiten des Überkreuzungsabschnitts 31 positioniert sind, wobei Abschnitte der Überkreuzungsabschnitte 31 in der axialen Richtung L, der Umfangsrichtung C und der radialen Richtung R betrachtet einander überlappen. Der Ausdruck „in einer vorbestimmten Richtung betrachtet überlappen” für die Anordnung von zwei Bauteilen bedeutet, dass wenn die Betrachtungsrichtung als die vorbestimmte Richtung bestimmt ist und der Betrachtungspunkt in Richtungen orthogonal zu der Betrachtungsrichtung verschoben wird, die zwei Bauteile zumindest von einigen Positionen des Betrachtungspunkts aus einander überlappen.
Die Überkreuzungsabschnitte 31 sind jeweils derart angeordnet, dass ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts 31 auf einer Seite in der Umfangsrichtung C (auf der Seite in der Richtung im Uhrzeigersinn in 2) bezüglich der anderen Überkreuzungsabschnitte 31, die sich in der Umfangsrichtung C an derselben Position befinden, in der radialen Richtung R auf der Innenseite positioniert ist, und ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts 31 auf der anderen Seite in der Umfangsrichtung C (auf der Seite in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in 2) bezüglich der anderen Überkreuzungsabschnitte 31, die sich in der Umfangsrichtung C an derselben Position befinden, in der radialen Richtung R auf der Außenseite positioniert ist. Die Überkreuzungsabschnitte 31 sind so angeordnet, dass sie sich von der Innenseite in der radialen Richtung R zu der Außenseite in der radialen Richtung R von der einen Seite in der Umfangsrichtung C zu der anderen Seite in der Umfangsrichtung C erstrecken, und derart, dass zwei Überkreuzungsabschnitte 31, die in der Umfangsrichtung C benachbart zueinander sind, in der radialen Richtung R betrachtet teilweise überlappen.
Die mehreren Überkreuzungsabschnitte 31 sind entlang mehrerer Spirallinien S angeordnet, die sich in der axialen Richtung L betrachtet von der Achse X des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R nach außen erstrecken. Die „Spirallinien S” sind spiralförmige ebene Kurven (einschließlich ebene Linien, ebene Polygonkurven und dergleichen). Der Ausdruck „erstreckt sich in der radialen Richtung R von der Achse X” gibt eine Erstreckung zumindest von der Seite der Achse X in der radialen Richtung R nach außen an, und erfordert nicht, dass imaginäre Verlängerungslinien der Spirallinien S durch die Achse X gehen. 2 zeigt schematisch die mehreren Überkreuzungsabschnitte 31 aus der axialen Richtung L betrachtet. Dementsprechend weist die Spule 3 gemäß der Ausführungsform den Spulenendabschnitt (Spiralspulenendabschnitt) 32 auf, bei dem die mehreren Überkreuzungsabschnitte 31 in der axialen Richtung L betrachtet insgesamt in einer Spiralform angeordnet sind. Die Spule 3, die solch einen Spiralspulenendabschnitt 32 aufweist, wird im Folgenden manchmal als eine „Spiralspule 3” bezeichnet. Bei dem Beispiel ist lediglich ein Satz der Spiralspule 3 vorgesehen.
Die Spule 3 wird aus einer Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 gebildet, die im Folgenden erörtert werden. Die ringförmigen Leiter 35 bestehen aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern 34. Die linearen Leiter 34 sind Leiter mit einer linearen Form, die aus einem Metall wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium gebildet werden, und ein Isolierfilm, der aus einem Harz oder dergleichen besteht, ist auf der Oberfläche der linearen Leiter 34 ausgebildet. Der Ausdruck „Mehrzahl” bedeutet, dass mehrere lineare Leiter 34 in jeder Schnittfläche orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der linearen Leiter 34 vorgesehen sind, und die linearen Leiter 34 selbst können als Ganzes miteinander verbunden sein. Bei der Ausführungsform wird ein Satz von drei linearen Leitern 34 mehrere Male im Kreis geführt, um ringförmige Leiter 35 zu bilden, die aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern 34 bestehen. Ein einziger linearer Leiter 34 oder ein Satz von K linearen Leitern 34 (K stellt eine ganze Zahl ≥ 2 dar) kann mehrere Male im Kreis geführt werden, um ringförmige Leiter 35 zu bilden, die aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern 34 bestehen. Eine Vielzahl von bekannten Verfahren kann dazu verwendet werden, die Spule 3, die aus der Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 besteht, um den Statorkern 2 zu wickeln. Bei dem Beispiel wird die Spule 3 durch Schleifenwicklung und verteilte Wicklung um den Statorkern 2 gewickelt.
2. Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung
Die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung 5 gemäß der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben. Wie in 3 dargestellt, weist die Spuleneinführungsvorrichtung 5 einen Spulenhalter 50, einen Positionseinsteller 61 und einen Spulendrücker 71 als Hauptkomponenten auf. Die Spuleneinführungsvorrichtung 5 weist ferner Keilführungsbauteile 81 und Keildrücker 82 auf.
Der Spulenhalter 50 ist ein Bauteil, das die Spule 3 hält, und weist eine Mehrzahl von Blättern bzw. Lamellen 51 auf. Bei der Ausführungsform weist der Spulenhalter 50 eine Anzahl von Blätter 51 auf, die dieselbe ist wie die der Zähne 23 des Statorkerns 2. Wie in 4 dargestellt, sind die Blättern 51 entlang der Umfangsrichtung C so angeordnet, dass sie der Mehrzahl von Zähnen 23 gegenüberliegen. Wie in 3 dargestellt, sind die Blättern 51 in Form einer Schiene ausgebildet, so dass sie sich über eine vorbestimmte Länge (die bei dem Beispiel ausreichend länger als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2 ist) entlang der axialen Richtung L erstrecken. Folglich sind die mehreren Blätter 51 insgesamt in einer Zylinderform angeordnet. Die Blätter 51 werden durch eine Befestigung ihrer unteren Endabschnitte an einem (nicht gezeigten) Blätterhalter des Spulenhalters 50 positioniert und gehalten.
Ein Einhakspalt 52 (siehe 4 etc.) ist zwischen zwei Blättern 51, die benachbart zueinander sind, als ein Spalt in der Umfangsrichtung mit einer konstanten Breite in der Umfangsrichtung C ausgebildet. Bei der Ausführungsform ist eine Anzahl von Einhakspalten 52 ausgebildet, deren Anzahl dieselbe ist wie die der Schlitze 22 des Statorkerns 2. Die Einhakspalte 52 stehen in Verbindung mit den Innenumfangsöffnungsabschnitten 22a der Schlitze 22. Vorbestimmte Abschnitte der ringförmigen Leiter 35, die die Spule 3 bilden, werden wie im Folgenden beschrieben in die Einhakspalte 52 eingeführt und darin gehalten. Der Spulenhalter 50 kann die Spule 3 halten, während die Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 in die Einhakspalte 52 eingehakt wird.
Der Positionseinsteller 61 ist ein Bauteil, das zum Einstellen der Positionsbeziehung zwischen den Blättern 51 an der Mehrzahl von Blättern 51 angebracht wird bzw. an dem die Mehrzahl von Blättern 51 vorgesehen wird. Der Positionseinsteller 61 ist in Form einer Scheibe mit einer vorbestimmten Dicke in der axialen Richtung L ausgebildet. Die äußere Form des scheibenförmigen Abschnitts erstreckt sich entlang der Innenumfangsflächen der Mehrzahl von Blättern 51, die in einer zylindrischen Form angeordnet sind. Der Positionseinsteller 61 wird von oberhalb der Blätter 51 (der oberen Seite in 3) gehalten und ist durch einen vorbestimmten Antriebsmechanismus entlang der axialen Richtung L (entlang der Erstreckungsrichtung der Blätter 51) verschiebbar.
Wie in 4 dargestellt, weist der Positionseinsteller 61 mehrere vorspringende Zähne 62 auf, die an einem Endabschnitt auf der Außenseite in der radialen Richtung R vorgesehen sind, so dass sie in der radialen Richtung R radial nach außen vorstehen. Die vorstehenden Zähne 62 haben jeweils die gleiche Form und sind in Form einer Platte ausgebildet, die sich in der axialen Richtung und in der radialen Richtung R mit einer vorbestimmten Breite in der Umfangsrichtung C erstreckt. Eine Anzahl von vorstehenden Zähnen 62 ist ausgebildet, wobei die Anzahl dieselbe ist wie die der Einhakspalte 52 des Spulenhalters 50. Die vorstehenden Zähne 62 werden in die Einhakspalte 52 eingeführt, wenn der Positionseinsteller 61 unterhalb der oberen Endabschnitte der Blätter 51 positioniert ist. Dies ermöglicht dem Positionseinsteller 61, die Positionsbeziehung zwischen den Blättern 51 in der Umfangsrichtung C einzustellen, indem Fluktuationen eines Abstands zwischen den Blättern 51 in der Umfangsrichtung C unterdrückt werden. Die vorstehenden Zähne 62 weisen in der radialen Richtung R eine solche Länge auf, dass ihre distalen Endabschnitte (in dem Beispiel ihre Endabschnitte auf der Außenseite in der radialen Richtung R) durch die Einhakspalte 52 gehen, so dass sie die Innenumfangsöffnungsabschnitte 22a des Statorkerns 2 erreichen.
Bei der Ausführungsform ist, um eine Anwendung der Spuleneinführungsvorrichtung 5 bei der Herstellung der Spiralspule 3 zu ermöglichen, der Spulenhalter 50 mit einer Anzahl von Blättern 51 versehen, deren Anzahl wie vorher erörtert dieselbe ist wie die der Zähne 23. Daher ist die Breite der Blätter 51 in der Umfangsrichtung C sehr schmal. Andererseits ist die Länge der Blätter 51 in der axialen Richtung L relativ lang, wie in 3 dargestellt ist. Somit können die oberen Endabschnitte der Blätter 51 nicht genau positioniert werden, wenn lediglich die unteren Abschnitte derselben befestigt und fixiert sind. Daher ermöglicht eine Einstellung der Positionsbeziehung zwischen den Blättern 51 um die oberen Endabschnitte der Blätter 51 unter Verwendung des Positionseinstellers 61 selbst bei der vorher beschriebenen Spuleneinführungsvorrichtung 5 eine genaue Positionierung der Mehrzahl von Blättern 51.
Der Spulendrücker 71 ist ein Bauteil, das die Spule 3, die von dem Spulenhalter 50 gehalten wird, in Richtung der Schlitze 22 des Statorkerns 2 drückt. Wie in 3 dargestellt, weist der Spulendrücker 71 einen Körperabschnitt 71a und einen Ausbauchungsabschnitt 71b auf. Der Körperabschnitt 71a ist in Form einer Scheibe mit einer vorbestimmten Dicke in der axialen Richtung L ausgebildet. Die äußere Form des Körperabschnitts 71 erstreckt sich entlang der Innenumfangsflächen der Mehrzahl von Blättern 51, die in einer zylindrischen Form angeordnet sind. Der Ausbauchungsabschnitt 71b erstreckt sich in der axialen Richtung L von dem Körperabschnitt 71a in Richtung des Positionseinstellers 61 (nach oben). Der Ausbauchungsabschnitt 71b ist konzentrisch mit dem Körperabschnitt 71a ausgebildet, so dass er einen kleineren Durchmesser als der Körperabschnitt 71a aufweist. Der Spulendrücker 71 ist auf der Seite der unteren Endabschnitte der Blätter 51 angeordnet und in der axialen Richtung L auf der dem Statorkern 2 gegenüberliegenden Seite (der unteren Seite in 3) der von dem Spulenhalter 50 gehaltenen Spule 3 (der Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35) angeordnet. Der Spulendrücker 71 ist über eine Antriebswelle 74 mit einem vorbestimmten Antriebsmechanismus verbunden und entlang der axialen Richtung L (entlang der Erstreckungsrichtung der Blätter 51) durch einen Betrieb des Antriebsmechanismus verschiebbar. Der Positionseinsteller 61 und der Spulendrücker 71, die vorher erörtert wurden, sind so ausgebildet, dass sie unabhängig voneinander verschiebbar sind.
Wie in 5 dargestellt, weist der Spulendrücker 71 eine Mehrzahl von Drückzähnen 72 auf, die an einem Endabschnitt auf der Außenseite in der radialen Richtung R vorgesehen sind, so dass sie in der radialen Richtung R radial nach außen vorstehen. In 5 ist der Statorkern 2, der an unterschiedlichen Positionen in der axialen Richtung L angeordnet ist, durch die strichpunktierte Linie angegeben, um die Relativpositionsbeziehung zu dem Statorkern 2 deutlich zu zeigen. Die Drückzähne 72 weisen jeweils dieselbe Form auf und sind in Form einer Platte ausgebildet, die sich in der axialen Richtung L und in der radialen Richtung R mit einer vorbestimmten Breite in der Umfangsrichtung C erstrecken. Eine Anzahl von Drückzähnen 72 ist mit einer Anzahl ausgebildet, die dieselbe ist wie die der Einhakspalte 52 des Spulenhalters 50. Die Drückzähne 72 werden in die Einhakspalte 52 eingeführt. Dies ermöglicht dem Spulendrücker 71, die Positionsbeziehung zwischen den mehreren Blättern 51 in der Umfangsrichtung C einzustellen. Bei der Ausführungsform weisen die Drückzähne 72 wie die vorstehenden Zähne 62 eine solche Länge in der radialen Richtung R auf, dass ihre distalen Endabschnitte (bei dem Beispiel ihre Endabschnitte auf der Außenseite in der radialen Richtung R) durch die Einhakspalte 52 gehen, so dass sie die Innenumfangsöffnungsabschnitte 22a des Statorkerns 2 erreichen.
Der Spulendrücker 71, der sich entlang der axialen Richtung L (in 3 nach oben) zu dem Statorkern 2 bewegt, drückt die Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35, die von dem Spulenhalter 50 gehalten werden, nach oben. Dabei drücken die Drückzähne 72 Abschnitte der ringförmigen Leiter 35, die in die Einhakspalte 52 des Spulenhalters 50 eingeführt sind, und umgebende Abschnitte, die in der radialen Richtung R weiter außen angeordnet sind, um solche Abschnitte in die entsprechenden Schlitze 22 einzuführen.
Die Keilführungsbauteile 81 sind jeweils ein Bauteil, das den Keil 25 zu einer vorbestimmten Position in jedem Schlitz 22 des Statorkerns 2 führt. Die Keilführungsbauteile 81 sind benachbart auf der Außenseite der Mehrzahl von Blättern 51 in der radialen Richtung R angeordnet, die in einer Zylinderform angeordnet sind. Eine Anzahl von Keilführungsbauteilen 81 ist vorgesehen, die dieselbe ist wie die der Blätter 51 und die der Zähne 23 des Statorkerns 2, und diese sind in der Umfangsrichtung C an denselben Positionen wie die Blättern 51 und die Zähne 23 angeordnet. Die Keilführungsbauteile 81 sind in der radialen Richtung R auf der Außenseite der Blätter 51 angeordnet, wobei ein kleiner Spalt zwischen den Blättern 51 und den Keilführungsbauteilen 81 vorhanden ist. Die Keilführungsbauteile 81 sind jeweils in Form einer Schiene ausgebildet, so dass sie sich über eine vorbestimmte Länge entlang der axialen Richtung L erstrecken. Folglich ist die Mehrzahl von Keilführungsbauteilen 81 insgesamt in einer Zylinderform angeordnet. Die Keilführungsbauteile 81 werden positioniert und gehalten, indem ihre unteren Endabschnitte an einem (nicht gezeigten) Körpergehäuse befestigt sind.
Wie in 5 dargestellt, weisen die Keilführungsbauteile 81 jeweils in beiden Seitenflächen derselben in der Umfangsrichtung C Führungsnuten 81a auf. Die Keile 25, die beispielsweise im Querschnitt eine C-Form (eine abgewinkelte U-Form) aufweisen, sind jeweils zwischen zwei Keilführungsbauteilen 81 angeordnet, die benachbart zueinander sind (zwischen zwei Führungsnuten 81a, die einander in der Umfangsrichtung C zugewandt sind). Die oberen Endabschnitte der Keilführungsbauteile 81 liegen an der unteren Endfläche des Statorkerns 2 an.
Die Keildrücker 82 sind Bauteile, die die Keile 25 entlang der Keilführungsbauteile 81 (Führungsnuten 81a) nach oben drücken. Die Keildrücker 82 sind über ein Verbindungsbauteil 84, das in Form einer flachen Platte ausgebildet ist, mit der Antriebswelle 74 verbunden und entlang der axialen Richtung L (entlang der Erstreckungsrichtung der Blätter 51) verschiebbar. Dabei verschieben sich bei der Ausführungsform die Keildrücker 82 in Koordination mit dem Spulendrücker 71. Folglich drücken, wenn die Spule 3 von dem Spulendrücker 71 in die Schlitze 22 eingeführt wird, die Keildrücker 82 die mehreren Keile 25 nach oben, was bewirkt, dass die Keile 25 die Innenumfangsöffnungsabschnitte 22a blockieren.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist ein Steuerabschnitt 90 zum Steuern eines Betriebs verschiedener Komponenten der Spuleneinführungsvorrichtung 5 vorgesehen. Der Steuerabschnitt 90 steuert einen Betrieb mindestens des Positionseinstellers 61 und des Spulendrückers 71 über einen (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus. Bei der Ausführungsform ist der Steuerabschnitt 90 so ausgebildet, dass er ferner einen Betrieb der Keildrücker 82 über einen (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus steuert. In 3 geben gestrichelte Pfeile schematisch an, dass der Steuerabschnitt 90 einen Betrieb der verschiedenen Komponenten der Spuleneinführungsvorrichtung 5 steuert. Der Steuerabschnitt 90 bewirkt, dass solche Komponenten zusammenwirken, um die im Folgenden beschriebenen Prozesse P3 bis P5 auszuführen. Bei der Ausführungsform werden ein Spulenvorbereitungsprozess P1 und ein Spulenanordnungsprozess P2 nicht von dem Steuerabschnitt 90 gesteuert, sondern getrennt ausgeführt. Bei der Ausführungsform besteht die Statorherstellungsvorrichtung 100 aus der Spuleneinführungsvorrichtung 5 und dem Steuerabschnitt 90.
3. Statorherstellungsverfahren
Die Herstellung des Stators 1 gemäß der Ausführungsform, die unter Verwendung der Statorherstellungsvorrichtung 100 (der Spuleneinführungsvorrichtung 5 und des Steuerabschnitts 90), die vorher erörtert wurde, durchgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 13 beschrieben. Wie in 6 dargestellt, wird der Stator 1 gemäß der Ausführungsform durch den Spulenvorbereitungsprozess P1, den Spulenanordnungsprozess P2, den Spulenverformungsprozess P3, den Spuleneinführungsprozess P4 und den Spulenformprozess P5 hergestellt. Die Prozesse P1 bis P5 werden in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt. Die Prozesse werden im Folgenden der Reihe nach beschrieben. Die Beschreibung der Prozesse P3 bis P5 ist im Wesentlichen dieselbe wie die Beschreibung der Funktion des Steuerabschnitts 90, der in der Statorherstellungsvorrichtung 100 vorgesehen ist.
3-1. Spulenvorbereitungsprozess
In dem Spulenvorbereitungsprozess P1 werden mehrere ringförmige Leiter 35, die die Spule 3 bilden, vorbereitet. Bei der Ausführungsform werden ringförmige Leiter 35 unter Verwendung einer (nicht dargestellten) Wicklungsvorrichtung, die sich von der Spuleneinführungsvorrichtung 5 unterscheidet, ausgebildet. Genauer gesagt wird ein Satz von drei linearen Leitern 34 mehrere Male im Kreis um einen Wicklungsrahmen, der in der Wicklungsvorrichtung vorgesehen ist, geführt, so dass die ringförmigen Leiter 35 (siehe 1) ausgebildet werden, die aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern 34 bestehen. Bei dem Beispiel wird eine Anzahl von linearen Leitern 35 ausgebildet, die halb so groß ist wie die Anzahl von Schlitzen 22 des Statorkerns 2. Die vorbereitete Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 wird für den Spulenanordnungsprozess P2 bereitgestellt.
3-2. Spulenanordnungsprozess
In dem Spulenanordnungsprozess P2 wird die Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35, die die Spule 3 bilden, in dem Spulenhalter 50 angeordnet. Bei der Ausführungsform werden die ringförmigen Leiter 35 unter Verwendung einer (nicht dargestellten) Spulenanordnungsvorrichtung, die sich von der Spuleneinführungsvorrichtung 5 unterscheidet, in dem Spulenhalter 50 angeordnet. Der Spulenanordnungsprozess P2 wird ausgeführt, während der Positionseinsteller 61 weiter oberhalb der Spulenendabschnitte der Blätter 51 positioniert ist und der Statorkern 2 nicht an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht ist. Zusätzlich dazu sind der Spulendrücker 71 und die Keildrücker 82 auf der Seite des unteren Endabschnitts des Verschiebungsbereichs positioniert.
In dem Spulenanordnungsprozess P2 wird die Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 in der axialen Richtung L eingeführt, so dass sie in vorbestimmten zwei der Mehrzahl von Einhakspalten 52 des Spulenhalters 50 eingehakt sind. 7 zeigt schematisch einen Zustand, in dem die Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 in dem Spulenhalter 50 angeordnet ist, aus der radialen Richtung R betrachtet. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind die ringförmigen Leiter 35 jeweils in zwei Einhakspalten 52 eingehakt, die fünf Wickelschritte voneinander entfernt sind (das heißt, entsprechend einem Wickelschritt von fünf Schlitzen in dem Beispiel). Dabei sind die ringförmigen Leiter 35 jeweils derart angeordnet, dass die Erstreckungsrichtung von Abschnitten der linearen Leiter 34, die den ringförmigen Leiter 35 bilden (ein später erörterter Verbindungsabschnitt 35), die eine Verbindung zwischen den zwei Einhakspalten 52 herstellen, bezüglich der axialen Richtung L (der Erstreckungsrichtung der Blätter 51) geneigt ist.
Die Anordnung der ringförmigen Leiter 35 wird genauer mit einem Augenmerk auf einen spezifischen der ringförmigen Leiter 35 (der als ein „spezifischer ringförmiger Leiter 35A bezeichnet wird) in 7 beschrieben. Zuerst wird ein erster Abschnitt 35a, der ein Abschnitt des spezifischen ringförmigen Leiters 35A ist, von der Seite der oberen Endabschnitte der Blätter 51 aus in einen der Einhakspalte 52 (einen ersten Einhakspalt 52a), der zwischen den Blättern 51 ausgebildet ist, eingeführt. Der erste Abschnitt 35a wird entlang der Blätter 51 weiter zu dem unteren Abschnitt des ersten Einhakspalts 52a bewegt. Der erste Abschnitt 35a wird so angeordnet, dass er um die obere Endfläche des Körperabschnitts 71a des Spulendrückers 71 positioniert ist.
Als nächstes wird eine zweiter Abschnitt 35b, der ein anderer Teil des spezifischen ringförmigen Leiters 35A ist, von der Seite der oberen Endabschnitte der Blätter 51 aus in einen zweiten Einhakspalt 52b eingeführt, der fünf Wickelschritte von dem ersten Einhakspalt 52a entfernt ist. Der zweite Abschnitt 35b wird entlang der Blätter 51 bewegt und so angeordnet, dass er bezüglich des ersten Abschnitts 35a des spezifischen ringförmigen Leiters 35A auf einer Seite in der axialen Richtung L (bei dem Beispiel die obere Seite in 7) positioniert ist. Der Verbindungsabschnitt 35c, der eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 35a und dem zweiten Abschnitt 35b herstellt, wird so angeordnet, dass er bezüglich der axialen Richtung L geneigt ist.
Der erste Abschnitt 35a eines ringförmigen Leiters 35 (der als ein „spezifischer ringförmiger Leiter 35B” bezeichnet wird), der sich von dem spezifischen ringförmigen Leiter 35A unterscheidet, wird in einen Einhakspalt 52 (einen ersten Einhakspalt 52a'), der von dem ersten Einhakspalt 52a in Richtung der dem zweiten Einhakspalt 52b gegenüberliegenden Seite zwei Wickelschritte entfernt ist, eingeführt, und der zweite Abschnitt 35b des spezifischen ringförmigen Leiters 35B wird in einen Einhakspalt 52 (einen zweiten Einhakspalt 52b') eingeführt, der von dem zweiten Einhakspalt 52a zwei Schritte entfernt ist. Der Verbindungsabschnitt 35c, der eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 35a und dem zweiten Abschnitt 35b des spezifischen ringförmigen Leiters 35B herstellt, wird so angeordnet, dass er bezüglich der axialen Richtung L geneigt ist. Dieser Vorgang wird der Reihe nach über den gesamten Umfang des Statorkerns 2 durchgeführt.
Die jeweiligen ersten Abschnitte 35a des ringförmigen Leiters 35, der zuletzt eingeführt wird, und des ringförmigen Leiters 35, der als Vorletzter eingeführt wird, werden eingeführt, während die jeweiligen zweiten Abschnitte 35b des spezifischen ringförmigen Leiters 35A und des spezifischen ringförmigen Leiters 35B von den Einhakspalten 52 gelöst sind und oberhalb der oberen Endabschnitte der Blätter 51 positioniert sind, so dass die jeweiligen ersten Abschnitte 35a des letzten und des vorletzten eingeführten ringförmigen Leiters 35 unter die jeweiligen zweiten Abschnitte 35b der spezifischen ringförmigen Leiter 35A und 35B rutschen. Danach werden der zweite Abschnitt 35b des spezifischen ringförmigen Leiters 35A und der zweite Abschnitt 35b des spezifischen ringförmigen Leiters 35B zu den jeweiligen vorbestimmten Positionen in den zweiten Einhakspalten 52b und 52b' zurückgebracht.
Wenn die Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 auf diese Weise in dem Spulenhalter 50 angeordnet ist, ist der Verbindungsabschnitt 35c, der die Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 35a und dem zweiten Abschnitt 35b jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 herstellt, so angeordnet, dass er sich von einer Seite in der Umfangsrichtung C (bei dem Beispiel die rechte Seite in 7) zu der anderen Seite in der Umfangsrichtung C (bei dem Beispiel die linke Seite in 7) von einer Seite in der axialen Richtung L (bei dem Beispiel die obere Seite in 7) zu der anderen Seite in der axialen Richtung L (bei dem Beispiel die untere Seite in 7) erstreckt. Dann sind zwei Verbindungsabschnitte 35c, die in der Umfangsrichtung C benachbart zueinander sind, so angeordnet, dass sie einander in der axialen Richtung L betrachtet teilweise überlappen. Zusätzlich dazu ist der Verbindungsabschnitt 35c jedes der ringförmigen Leiter 35 so angeordnet, dass er durch die eine Seite der ersten Abschnitte 35a anderer ringförmiger Leiter 35 in der axialen Richtung L geht, die in der axialen Richtung L betrachtet an Positionen angeordnet sind, die den Verbindungsabschnitt 35c überlappen. Der zweite Abschnitt 35b jedes der ringförmigen Leiter 35 wird so angeordnet, dass er durch eine Seite der Verbindungsabschnitte 35c und der ersten Abschnitte 35a anderer ringförmiger Leiter 35 in der axialen Richtung L geht, die in der axialen Richtung L betrachtet an Positionen angeordnet sind, die den zweiten Abschnitt 35b überlappen. Nach Abschluss des Spulenanordnungsprozesses P2 fällt die gesamte Länge D2 der ringförmigen Leiter 35 entlang der axialen Richtung L (entlang der Blätter 51) mit der Länge des Abstands zwischen den unteren Endabschnitten der ersten Abschnitte 35a und der oberen Endabschnitte der zweiten Abschnitte 35b entlang der axialen Richtung L zusammen. In dem Spulenhalter 50 werden bei dem Beispiel zusätzlich die ringförmigen Leiter 35, die die Spule 3 für alle drei Phasen bilden, gemeinsam angeordnet.
Der Spulenhalter 50, der die Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 halt, ist für den Spulenverformungsprozess P3 vorgesehen. Zwischen dem Spulenanordnungsprozess P2 und dem Spulenverformungsprozess P3 wird der Statorkern 2 an einer vorbestimmten Position der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht. Zusätzlich dazu wird der Positionseinsteller 61 entlang der axialen Richtung L zu einer Position, an der die jeweiligen unteren Endflächen des Statorkerns 2 und des Positionseinstellers 61 miteinander fluchten, nach unten bewegt.
3-3. Spulenverformungsprozess
In dem Spulenverformungsprozess P3 werden die Verbindungsabschnitte 35c der Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 verformt. Wie in den 8 und 9 dargestellt, wird der Spulenverformungsprozess P3 ausgeführt, während der Positionseinsteller 61 in Bezug auf den Spulenhalter 50 in der axialen Richtung L fixiert ist. Bei der Ausführungsform werden die Verbindungsabschnitte 35c der Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 verformt, indem der Spulendrücker 71 entlang der Blätter 51 (entlang der axialen Richtung L) zu einer vorbestimmten eingestellten Position Ps nach oben bewegt wird, wobei sowohl der Spulenhalter 50 als auch der Positionseinsteller 61 in Bezug auf ihre absolute Position fixiert sind. Bei dem Beispiel werden alle Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35, die die Spule 3 für die drei Phasen bilden, für die drei Phasen gemeinsam verformt.
Die vorbestimmte eingestellte Position Ps wird auf eine Position eingestellt, an der mindestens das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 kürzer ist als die Gesamtlänge D2 der ringförmigen Leiter 35 entlang der axialen Richtung L vor einer Verformung (siehe 7). Wie in 8 dargestellt, ist der Spulendrücker 71 so ausgebildet, dass er den Ausbauchungsabschnitt 71b aufweist, der in der axialen Richtung L von dem Körperabschnitt 71a zu dem Statorkern 2 (zu dem Positionseinsteller 61) ausgebaucht ist. Das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 ist jedoch ohne Berücksichtigung des Ausbauchungsabschnitts 71b vorgeschrieben. Das heißt, bei der Ausführungsform ist das vorher beschriebene axiale Intervall D1 die Länge des Abstands zwischen dem unteren Endabschnitt des Positionseinstellers 61 und dem oberen Endabschnitt des Körperabschnitts 71a des Spulendrückers 71 entlang der axialen Richtung L.
Das Bewegen des Spulendrückers 71 zu der eingestellten Position Ps, die auf die vorher beschriebene Weise eingestellt wird, presst die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 zwischen die untere Endfläche des Positionseinstellers 61 und die obere Endfläche des Körperabschnitts 71a des Spulendrückers 71, so dass die Verbindungsabschnitte 35c verformt werden. Das heißt, der Spulendrücker 71 (genauer gesagt, der Körperabschnitts 71a) drückt der Reihe nach die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35, die auf der Seite der Innenumfangsfläche des Spulenhalters 50 (der Blätter 51) angeordnet sind, von der Seite der unteren Endabschnitte aus nach oben, so dass die Verbindungsabschnitte 35c verformt werden. Wenn die Verbindungsabschnitte 35c nach oben gedrückt werden, werden die ersten Abschnitte 35a der ringförmigen Leiter 35 ebenfalls in den Einhakspalten 52 nach oben gedrückt. Bei der Ausführungsform werden zusätzlich dazu die Keildrücker 82 ebenfalls zusammen mit dem Spulendrücker 71 bewegt, so dass sie die Keile 25 zu vorbestimmten Positionen unterhalb der unteren Endfläche des Statorkerns 2 nach oben drücken.
Die vorher beschriebene eingestellte Position Ps kann auf eine Position eingestellt werden, an der das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 beispielsweise kleiner oder gleich der Hälfte oder einem Drittel der Gesamtlänge D2 der ringförmigen Leiter 35 entlang der axialen Richtung L vor einer Verformung ist. Bei der Ausführungsform wird die vorher beschriebene eingestellte Position Ps ferner auf eine Position eingestellt, an der das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 mit der Länge (als eine „zusammengedrückte Länge”) D3 der ersten Abschnitte 35a oder der zweiten Abschnitte 35b entlang der axialen Richtung L übereinstimmt (siehe 9), wenn die Mehrzahl von linearen Leitern 34 ohne Spalt in den Einhakspalten 52 angeordnet ist. Der Spulendrücker 71 drückt die ersten Abschnitte 35a der ringförmigen Leiter 35 an eine Position in der axialen Richtung L, die mit der Position der zweiten Abschnitte 35b in der axialen Richtung übereinstimmt, nach oben. Folglich verformt der Spulendrücker 71 die Verbindungsabschnitte 35c, die eine Verbindung zwischen den ersten Abschnitten 35a und den zweiten Abschnitten 35b herstellen, so dass ein Bereich in der axialen Richtung L, der von den Verbindungsabschnitten 35c eingenommen wird, verkleinert wird. Auf diese Weise kann bewirkt werden, dass sich die Form der Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 der Form der Spulenendabschnitte 32 (der Überkreuzungsabschnitte 21) nach einer Wicklung um den Statorkern 2 annähert. In 9 sind zur Verdeutlichung die Verbindungsabschnitte 35c so gezeichnet, dass sie in Bezug auf die obere Endfläche des Spulendrückers 71 teilweise herunterhängen.
Dabei werden bei der Ausführungsform die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 in Anlage an die Außenumfangsfläche des Ausbauchungsabschnitts 71b des Spulendrückers 71 gelagert und wie vorher beschrieben verformt, wobei eine Bewegung (Verformung) in Richtung der Innenseite in der radialen Richtung R durch die Außenumfangsfläche, die als eine Anlagefläche dient, begrenzt bzw. verhindert wird. Das heißt, wenn der Spulendrücker 71 an die voreingestellte Position Ps bewegt worden ist, wirken der Spulendrücker 71, der Positionseinsteller 61 und die Blättern 51 zusammen und bilden eine Form zum Verdichten der Verbindungsabschnitte 35c. Die Verbindungsabschnitte 35c werden durch die obere Endfläche des Körperabschnitts 71a, die untere Endfläche des Positionseinstellers 61, die Außenumfangsfläche des Ausbauchungsabschnitts 71b und die Innenumfangsfläche der Blätter 51 in einem ringförmigen Raum, der von diesen Flächen festgelegt wird, verdichtet. Folglich kann das Füllvolumen der Verbindungsabschnitte 35c verringert werden, um die räumliche Dichte der Verbindungsabschnitte 35c zu erhöhen. Insbesondere werden die Verbindungsabschnitte 35c derart verformt, dass ihre Länge in der axialen Richtung L mit der vorher beschriebenen zusammengedrückten Länge D3 übereinstimmt, was die räumliche Dichte der Verbindungsabschnitte 35c maximiert. Ferner kann bei dem fertiggestellten Stator 1 das Gleichgewicht in Bezug auf die Größe der Spulenendabschnitte 32 auf beiden Seiten in der axialen Richtung L optimiert werden. Somit wird das Verhältnis des Außendurchmessers des Ausbauchungsabschnitts 71b zu dem Außendurchmesser des Körperabschnitts 71a unter Berücksichtigung solcher Faktoren eingestellt. Beispielsweise wird das vorher bestimmte Verhältnis bevorzugt derart eingestellt, dass das Volumen des vorher beschriebenen ringförmigen Raums mit einem Volumen übereinstimmt, das der beabsichtigten Größe der Spulenendabschnitte 32 entspricht. Nach der Verformung der Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 auf diese Weise wird der Spuleneinführungsprozess P4 ausgeführt.
Die vorher beschriebene eingestellte Position Ps wird auf eine Position eingestellt, an der das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 kürzer ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2. Bei der Ausführungsform wird die zusammengedrückte Länge D3 der ersten Abschnitte 35a oder der zweiten Abschnitte 35b intrinsisch so eingestellt, dass sie kürzer ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2. Daher ist bei der Ausführungsform das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 ebenfalls kürzer als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2.
3-4. Spuleneinführungsprozess
In dem Spuleneinführungsprozess P4 werden die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b der ringförmigen Leiter 35 in die Schlitze 22 eingeführt. In dem Spuleneinführungsprozess P4 wird, wie in 10 bis 12 dargestellt, der Spulendrücker 71 entlang der axialen Richtung L weiter nach oben bewegt, so dass die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b in die Schlitze 22 eingeführt werden. Bei der Ausführungsform werden zusätzlich die Keildrücker 82 in Koordination mit dem Spulendrücker 71 entlang der axialen Richtung L bewegt, so dass die Keile 25 ebenfalls in die Schlitze 22 eingeführt werden.
In dem Spuleneinführungsprozess P4 wird der Positionseinsteller 61 gemäß (in Koordination mit) einer Bewegung des Spulendrückers 71 in der axialen Richtung L in der axialen Richtung L bewegt. Bei der Ausführungsform ist das axialen Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 so eingestellt, dass es mit der vorher beschriebenen zusammengedrückten Länge D3 zusammenfällt, wenn der Ausbauchungsabschnitt 71b des Spulendrückers 71 an den Positionseinsteller 61 gepasst ist. In diesem Zustand werden der Spulendrücker 71 und der Positionseinsteller 61 in der axialen Richtung L bewegt. Folglich wird das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 bei der vorher beschriebenen zusammengedrückten Länge D3 beibehalten. Die Bewegung des Positionseinstellers 61 und des Spulendrückers 71 unter Beibehaltung ihrer Relativpositionsbeziehung bewegt die Verbindungsabschnitte 35c, die in dem Spulenverformungsprozess P3 verformt wurden, in demselben Zustand in der axialen Richtung L, ohne die Verbindungsabschnitte 35c weiter zu verformen. Somit ist es möglich, die Verbindungsabschnitte 35c in der axialen Richtung L zu bewegen, während ein Aufbringen einer unerwünschten Spannung auf die Verbindungsabschnitte 35c zum Zusammendrücken der Form der Verbindungsabschnitte 35c unterdrückt wird.
Die 10 und 11 stellen eine Phase einer mittleren Stufe des Spuleneinführungsprozesses P4 dar. Bei der Ausführungsform ist wie vorher beschrieben das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 kürzer als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2. Daher wird, wie aus den 10 und 11 ersichtlich ist, der Spuleneinführungsprozess P4 über einen Zustand durchgeführt, in dem sowohl die vorstehenden Zähne 62 des Positionseinstellers 61 als auch die Drückzähne 72 des Spulendrückers 71 durch die Einhakspalte 52 in den Innenumfangsöffnungsabschnitten 22a der Schlitze 22 angeordnet sind. Das heißt, der Spuleneinführungsprozess P4 wird ausgeführt, während mindestens die vorspringenden Zähne 62 des Positionseinstellers 61 oder die Drückzähne 72 des Spulendrückers 71 während des gesamten Prozesses durch die Einhakspalte 52 in den Innenumfangsöffnungsabschnitten 22a der Schlitze 22 angeordnet sind. Somit kann der Spuleneinführungsprozess P4 ausgeführt werden, während die Relativpositionsbeziehung zwischen den Einhakspalten 52 und den Schlitzen 22 auf geeignete Weise beibehalten wird. Dies ist besonders effektiv bei der Spuleneinführungsvorrichtung 5 gemäß der Ausführungsform, bei der die Positionen der oberen Endabschnitte der Blätter 51 wie vorher erörtert nicht ohne weiteres genau bestimmt sind.
12 stellt die letzte Phase des Spuleneinführungsprozesses P4 dar. In dem Spuleneinführungsprozess P4 wird, wie in der Zeichnung dargestellt, der Spulendrücker 71 schließlich an eine Position bewegt, an der seine obere Endfläche weiter oberhalb der oberen Endfläche des Statorkerns 2 positioniert ist. Bei dem Beispiel werden der Spulendrücker 71 und die Keile 25 an eine Position bewegt, an der die oberen Endabschnitte der Keile 25 in der axialen Richtung L mit der oberen Endfläche des Statorkerns 2 ausgerichtet sind. Folglich werden die Verbindungsabschnitte 35c der Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 nach einer Verformung an einer Position angeordnet, an der die Verbindungsabschnitte 35c in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen. Zusätzlich dazu werden die Innenumfangsöffnungsabschnitte 22a der Schlitze 22 blockiert, und die Spule 3 wird nach einem Einführen in die Schlitze 22 von der Innenseite in der radialen Richtung R aus von den Keilen 25 gehalten. Es sei jedoch bemerkt, dass in dieser Stufe die Verbindungsabschnitte 35c in Bezug auf die Blätter 51 weiterhin teilweise auf der Innenseite in der radialen Richtung R angeordnet sind. Die Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 35c wird schließlich in die Mehrzahl von Überkreuzungsabschnitten 31 umgewandelt, die die Spiralspulenendabschnitte 32 bilden. Zusätzlich dazu sind, wenn die Verbindungsabschnitte 35c an einer Position angeordnet sind, an der die Verbindungsabschnitte 35c in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen, die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b der Mehrzahl von ringförmigen Leitern 35 und umgebende Abschnitte in die Schlitze 22 eingeführt.
Bei dem Beispiel werden alle Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35, die die Spule 3 für die drei Phasen bilden, für die drei Phasen gemeinsam an einer Position angeordnet, an der die Verbindungsabschnitte 35c in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen, und alle ersten Abschnitte 35a und zweiten Abschnitte 35b und umgebenden Abschnitte werden für die drei Phasen gemeinsam in die Schlitze 22 eingeführt.
Bei der Ausführungsform sind die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 bereits in dem Spulenverformungsprozess P3 in eine Form verformt worden, die der Form der Spulenendabschnitte 32 nach einer Wicklung um den Statorkern 2 nahe kommt. Dies erleichtert eine Einführung der ringförmigen Leiter 35 in die Schlitze 22 in dem darauffolgenden Spuleneinführungsprozess P4. Zu diesem Zeitpunkt unterdrückt die Verringerung des Ungleichgewichts in Bezug auf die Größe der Spulenendabschnitte 32 auf beiden Seiten in der axialen Richtung L zum Erzielen eines geeigneten Gleichgewichts effektiv ein Hängenbleiben oder dergleichen der ringförmigen Leiter 35, was ein Einführen der ringförmigen Leiter 35 in die Schlitze 22 erleichtert. Die räumliche Dichte der Verbindungsabschnitte 35c ist erhöht worden, was eine Verringerung der Größe der Spulenendabschnitte 32 bei dem fertiggestellten Stator 1 im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht. Der Spuleneinführungsprozess P4 kann ausgeführt werden, während die Relativpositionsbeziehung zwischen den Einhakspalten 52 und den Schlitzen 22 auf geeignete Weise beibehalten wird, was ermöglicht, dass die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b der ringförmigen Leiter 35 auf zuverlässige Weise in die Schlitze 22 eingeführt werden können. Die Keildrücker 82 werden in Koordination mit dem Spulendrücker 71 verschoben, was eine Einführung der Keile 25 erleichtert, während die Drückzähne 72 die ringförmigen Leiter 35 nach innen in die Schlitze 22 drücken (zu der den Innenumfangsöffnungsabschnitten 22a gegenüberliegenden Seite; bei dem Beispiel, in der radialen Richtung R nach außen).
3-5. Spulenformprozess
In dem Spulenformprozess P5 werden die Verbindungsabschnitte 35c der in die Schlitze 22 eingeführten ringförmigen Leiter 35 geformt. In dem Spulenformprozess P5 werden, wie in 13 dargestellt, die Verbindungsabschnitte 35c so verformt, dass sie unter Verwendung einer vorbestimmten Formvorrichtung (nicht dargestellt) in der radialen Richtung R nach außen gedrückt werden. Folglich werden die in 1 dargestellten Spiralspulenendabschnitte 32 ausgebildet.
Danach wird der Statorkern 2, um den die Spule 3 gewickelt ist, aus der Spuleneinführungsvorrichtung 5 entnommen, um den Stator 1 gemäß der Ausführungsform fertigzustellen. Wie vorher beschrieben, ist es unter Verwendung des Statorherstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsformen relativ leicht, den Stator 1 mit einer sogenannten Spiralform herzustellen.
4. Andere Ausführungsformen
Nun werden Statorherstellungsverfahren und Statorherstellungsvorrichtungen gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine in Verbindung mit jeder der folgenden Ausführungsformen offenbarte Konfiguration kann in Kombination mit einer Konfiguration angewendet werden, die bei einer beliebigen anderen Ausführungsform offenbart ist, sofern dies nicht zu einem Widerspruch führt.

(1) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird in dem Spulenanordnungsprozess P2 der erste Abschnitt 35a jedes der ringförmigen Leiter 35 in einen der Einhakspalte 52 eingeführt, und der zweite Abschnitt 35b des ringförmigen Leiters 35 wird in einen Einhakspalt 52 eingeführt, der einen Wickelschritt von fünf Schritten von dem Einhakspalt 52a entfernt ist. Folglich wird ein Stator erhalten, bei dem die Spule 3 derart um den Statorkern 2 gewickelt ist, dass zwei Spulen 3 für jede Phase wiederholt entlang der Umfangsrichtung C auftreten. Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 35a jedes ringförmigen Leiters 35 in einen der Einhakspalte 52 eingeführt werden, und der zweite Abschnitt 35b des ringförmigen Leiters 35 kann in einen Einhakspalt 52 eingeführt werden, der drei Schritte von dem Einhakspalt 52a entfernt ist. In diesem Fall kann ein Stator 1 hergestellt werden, bei dem die Spule 3 derart um den Statorkern 2 gewickelt ist, dass eine Spule 3 für jede Phase wiederholt entlang der Umfangsrichtung C auftritt. Außerdem kann die Anzahl von Schritten zwischen einem Satz von Einhakspalten 52, in die der erste Abschnitt 35a und der zweite Abschnitt 35b jedes der ringförmigen Leiter 35 eingeführt werden, gemäß der Art und Weise einer Wicklung der Spulen 3 für jede Phase um den Statorkern 2 geändert werden.
(2) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird der Spulenverformungsprozess P3 ausgeführt, während die absolute Position sowohl des Spulenhalters 50 als auch des Positionseinstellers 61 fixiert ist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, der Spulenverformungsprozess P3 kann ausgeführt werden, während sich der Spulenhalter 50 bewegt und sich der Positionseinsteller 61 entsprechend bewegt, wenn zumindest die Relativposition des Positionseinstellers 61 bezüglich des Spulenhalters 50 in der axialen Richtung L fixiert ist.
(3) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 so eingestellt, dass es mit der vorher beschriebenen zusammengedrückten Länge D3 übereinstimmt, wenn sich der Spulendrückers 71 an der eingestellten Position Ps befindet. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 kann je nach Bedarf eingestellt werden, solange das axiale Intervall D1 zumindest so eingestellt wird, dass es kürzer ist als die Gesamtlänge D2 der ringförmigen Leiter 35 entlang der axialen Richtung L vor einer Verformung durch den Spulenverformungsprozess P3. Beispielsweise kann das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 auf eine Länge eingestellt werden, die durch Addieren eines vorbestimmten Bereichs zu der vorher beschriebenen zusammengedrückten Länge D3 oder dergleichen erhalten wird.
(4) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 so eingestellt, dass es kürzer ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2, wenn sich der Spulendrücker 71 an der eingestellten Position Ps befindet. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 kann so eingestellt werden, dass es mit der axialen Länge D4 des Statorkerns 2 übereinstimmt oder länger ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2.
(5) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird die zusammengedrückte Länge D3 der ersten Abschnitte 35a und der zweiten Abschnitte 35b der ringförmigen Leiter 35 so eingestellt, dass sie kürzer ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2, und entsprechend wird das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 ebenfalls so eingestellt, dass es kürzer ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2. In einigen Fällen kann jedoch die zusammengedrückte Länge D3, die vorher beschrieben wurde, zunächst als länger als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2 bestimmt werden. In solchen Fällen kann die Prozedur zu dem Spulenvorbereitungsprozess D1 zurückkehren, bei dem die Anzahl von Malen, die die linearen Leiter 34 im Kreis geführt werden, verringert werden kann, so dass die zusammengedrückte Länge D3, die vorher beschrieben wurde, kürzer als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2 gemacht werden kann. Beispielsweise kann, wenn N eine ganze Zahl größer gleich 2 ist, die Anzahl von Malen, die die linearen Leiter 34 im Kreis geführt werden, als 1/N bestimmt werden. In diesem Fall werden bevorzugt N Sätze von Spulen 3, die wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ausgebildet werden, um den Statorkern 2 gewickelt. In diesem Fall wird in dem Spulenvorbereitungsprozess P1 eine Anzahl von ringförmigen Leitern 35 vorbereitet, deren Anzahl N/2 mal die Anzahl der Schlitze 22 des Statorkerns 2 ist. Dann werden der Spulenanordnungsprozess P2, der Spulenformprozess P3, der Spuleneinführungsprozess P4 und der Spulenformprozess P5 für eine Anzahl von Sätzen von ringförmigen Leitern 35 ausgeführt, deren Anzahl halb so groß ist wie die Anzahl der Schlitze 22 des Statorkerns 2, und die Prozesse werden N mal wiederholt. N Sätze von ersten Abschnitten 35a, zweiten Abschnitten 35b und umgebenden Abschnitten werden in jeden der Schlitze 22 eingeführt. In diesem Fall sind bei der Spuleneinführungsvorrichtung 5 der Spulendrücker 71 und die Keildrücker 82 so ausgebildet, dass sie unabhängig voneinander verschiebbar sind. In dem Spuleneinführungsprozess P4 für die ersten (N – 1) Sätze von ringförmigen Leitern 35 wird lediglich der Spulendrücker 71 zum Einführen lediglich der ringförmigen Leiter 35 verschoben. In dem Spuleneinführungsprozess P4 für den letzten, Nten Satz von ringförmigen Leitern 35 werden der Spulendrücker 71 und die Keildrücker 81 in Koordination miteinander verschoben, um ebenfalls die Keile 25 einzuführen.
(6) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 in dem Spuleneinführungsprozess P4 beibehalten. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 kann verringert werden, indem der Positionseinsteller 61 mit einer Bewegungsgeschwindigkeit in der axialen Richtung L bewegt wird, die geringer ist als die Bewegungsgeschwindigkeit des Spulendrückers 71 in der axialen Richtung L. Alternativ dazu kann das axiale Intervall D1 zwischen dem Positionseinsteller 61 und dem Spulendrücker 71 vergrößert werden, indem der Positionseinsteller 61 in der axialen Richtung L mit einer Bewegungsgeschwindigkeit bewegt wird, die beispielsweise höher ist als die Bewegungsgeschwindigkeit des Spulendrückers 71 in der axialen Richtung L. Der Spuleneinführungsprozess P4 kann ausgeführt werden, indem der Positionseinsteller 61 vor dem Spulendrücker 71 bewegt wird, so dass er an der Anfangsposition für den Spulenanordnungsprozess P2 (einer Position weiter oberhalb der oberen Endabschnitte der Blätter 51) angeordnet ist.
(7) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform werden die Keile 25 in dem Spuleneinführungsprozess P4 zur selben Zeit wie die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b der ringförmigen Leiter 35 in die Schlitze 22 eingeführt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Keile 25 können in einem Prozess (einem Keileinführungsprozess) eingeführt werden, der sich von dem Spuleneinführungsprozess P4 unterscheidet. Solch ein Keileinführungsprozess kann zwischen dem Spuleneinführungsprozess und dem Spulenformprozess P5, nach dem Spulenformprozess P5 oder dergleichen durchgeführt werden. Solche Konfigurationen können erhalten werden, indem der Spulendrücker 71 und die Keildrücker 82 so ausgebildet werden, dass sie in der Spuleneinführungsvorrichtung 5 unabhängig voneinander verschiebbar sind.
(8) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform werden der Spulenvorbereitungsprozess P1 und die darauf folgenden Prozesse P2 bis P5 der Reihe nach am selben Ort ausgeführt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, der Spulenvorbereitungsprozess P1 kann an einem zeitlich und/oder räumlich unterschiedlichem Ort ausgeführt werden, und die darauf folgenden Prozesse P2 bis P5 können unter Verwendung der separat ausgebildeten ringförmigen Leiter 35 ausgeführt werden.
(9) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform werden eine Wicklungsvorrichtung und eine Spulenanordnungsvorrichtung verwendet, die separat von der Statorherstellungsvorrichtung 100 (der Spuleneinführungsvorrichtung 5) vorgesehen sind. Der Spulenvorbereitungsprozess P1 wird unter Verwendung der Wicklungsvorrichtung ausgeführt, der Spulenanordnungsprozess P2 wird unter Verwendung der Spulenanordnungsvorrichtung ausgeführt, und der Spulenverformungsprozess P3, der Spuleneinführungsprozess P4 und der Spulenformprozess P5 werden unter Verwendung der Statorherstellungsvorrichtung 100 ausgeführt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Statorherstellungsvorrichtung 100 kann mit der Funktion mindestens der Wicklungsvorrichtung oder der Spulenanordnungsvorrichtung versehen sein. In diesem Fall steuert der Steuerabschnitt 90 mindestens einen von dem Spulenvorbereitungsprozess P1 und dem Spulenanordnungsprozess P2, zusätzlich zu den Prozessen P3 bis P5.
(10) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird der Stator 1 hergestellt, in dem Spule 3 durch Schleifenwicklung und verteilte Wicklung um den Statorkern 2 gewickelt wird. Eine Anwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei der Herstellung eines Stators 1 angewendet werden, bei dem die Spule 3 anstelle von Schleifenwicklung durch Wellenwicklung um den Statorkern 2 gewickelt wird, oder bei einem Stator 1, bei dem die Spule 3 anstelle von verteilter Wicklung durch konzentrierte Wicklung um den Statorkern 2 gewickelt wird.
(11) Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird ein Stator 1 für eine drehende elektrische Maschine eines Innenrotortyps hergestellt. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann bei der Herstellung eines Stators 1 für eine drehende elektrische Maschine eines Außenrotortyps angewendet werden.
(12) Was andere Konfigurationen betrifft, so dient die offenbarte Ausführungsform lediglich zur Veranschaulichung, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, eine nicht in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebene Konfiguration kann abgeändert werden, ohne von der Aufgabe der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann auf geeignete Weise bei einem Statorherstellungsverfahren und einer Statorherstellungsvorrichtung zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule um einen Statorkern angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Statorkern
3: Spule
5: Spuleneinführungsvorrichtung
22: Schlitz
23: Zahn
31: Überkreuzungsabschnitt
32: Spulenendabschnitt
34: linearer Leiter
35: ringförmiger Leiter
35a: erster Abschnitt
35b: zweiter Abschnitt
35c: Verbindungsabschnitt
50: Spulenhalter
51: Blatt
52: Einhakspalt
52a: erster Einhakspalt
52a': erster Einhakspalt
52b: zweiter Einhakspalt
52b': zweiter Einhakspalt
61: Positionseinsteller
71: Spulendrücker
71a: Körperabschnitt
71b: Ausbauchungsabschnitt
90: Steuerabschnitt
100: Spulenherstellungsvorrichtung
C: Umfangsrichtung
L: axiale Richtung
R: radiale Richtung
X: Ache
S: Spirallinie
Ps: eingestellte Position
D1: axiales Intervall zwischen Spulendrücker und Positionseinsteller
D2: Gesamtlänge des ringförmigen Leiters entlang der axialen Richtung vor einer Verformung
D3: zusammengedrückte Länge des ringförmigen Leiters
D4: axiale Länge des Statorkerns
P2: Spulenanordnungsprozess
P3: Spulenverformungsprozess
P4: Spuleneinführungsprozess

Claims

Statorherstellungsverfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule um einen Statorkern unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung, bei dem: ein Spulenendabschnitt der Spule, der in einer axialen Richtung des Statorkerns von dem Statorkern vorsteht, eine Mehrzahl von Überkreuzungsabschnitten aufweist, die sich zum Herstellen einer Verbindung zwischen unterschiedlichen Schlitzen des Statorkerns in einer Umfangsrichtung des Statorkerns erstrecken; jeder der Überkreuzungsabschnitte derart angeordnet ist, dass ein Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter innen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden, und dass der andere Endabschnitt des Überkreuzungsabschnitts in der Umfangsrichtung radial weiter außen positioniert ist als die anderen Überkreuzungsabschnitte, die sich an derselben Umfangsposition befinden; und die Spuleneinführungsvorrichtung einen Spulenhalter mit einer Mehrzahl von Blättern, die sich in der axialen Richtung erstrecken und entlang der Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie einer Mehrzahl von Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen, einen Positionseinsteller, an dem die Mehrzahl von Blättern zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern vorgesehen wird, und einen Spulendrücker, der die von dem Spulenhalter gehaltene Spule in Richtung der Schlitze des Statorkerns drückt, aufweist, wobei das Statorherstellungsverfahren folgende Schritte aufweist: einen Spulenanordnungsprozess, in dem eine Mehrzahl von ringförmigen Leitern, die die Spule bilden, derart in dem Spulenhalter angeordnet wird, dass ein erster Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen ersten Einhakspalt eingeführt ist, der zwischen den Blättern ausgebildet ist, ein zweiter Abschnitt jedes ringförmigen Leiter in einen zweiten Einhakspalt eingeführt ist, der von dem ersten Einhakspalt einen vorbestimmten Wickelschritt entfernt ist, und ein Verbindungsabschnitt, der eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern herstellt, durch eine Seite der ersten Abschnitte der anderen ringförmigen Leiter in der axialen Richtung geht, die an Positionen angeordnet sind, die in der axialen Richtung betrachtet den Verbindungsabschnitt überlappen; einen Spulenverformungsprozess, der nach dem Spulenanordnungsprozess durchgeführt wird und in dem der Verbindungsabschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern durch Bewegen des Spulendrückers in der axialen Richtung entlang der Blätter zu einer eingestellten Position, an der ein axiales Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker kürzer ist als eine Gesamtlänge der ringförmigen Leiter entlang der axialen Richtung vor einer Verformung, verformt wird, wobei eine Position des Positionseinstellers in Bezug auf den Spulenhalter fixiert ist; und einen Spuleneinführungsprozess, der nach dem Spulenverformungsprozess durchgeführt wird und in dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter durch Bewegen des Spulendrückers weiter in der axialen Richtung in die Schlitze eingeführt werden.
Statorherstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem in dem Spuleneinführungsprozess der Positionseinsteller gemäß einer axialen Bewegung des Spulendrückers in der axialen Richtung bewegt wird, während das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker beibehalten wird.
Statorherstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem Spulenverformungsprozess das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker so eingestellt wird, dass es kürzer ist als eine axiale Länge des Statorkerns, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet.
Statorherstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem: die ringförmigen Leiter aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern gebildet werden; und in dem Spulenverformungsprozess das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet, derart eingestellt wird, dass das axiale Intervall mit einer Länge der ersten Abschnitte oder der zweiten Abschnitte entlang der axialen Richtung, wenn die Mehrzahl von linearen Leitern ohne Spalt in den Einhakspalten angeordnet ist, übereinstimmt.
Statorherstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem: der Spulendrücker einen Körperabschnitt in Form einer Scheibe, der entlang der Mehrzahl von Blättern ausgebildet ist, und einen Ausbauchungsabschnitt, der in der axialen Richtung von dem Körperabschnitt zu dem Positionseinsteller ausgebaucht ist, aufweist, wobei der Ausbauchungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er einen kleineren Durchmesser als der Körperabschnitt aufweist; und in dem Spulenverformungsprozess die ringförmigen Leiter in Anlage an eine Außenumfangsfläche des Ausbauchungsabschnitts gelagert werden und die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter verformt werden, während eine Bewegung der ringförmigen Leiter zu einer radial inneren Seite begrenzt wird.
Statorherstellungsvorrichtung zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule um einen Statorkern, mit: einem Spulenhalter, der eine Mehrzahl von Blättern aufweist, die sich in einer axialen Richtung erstrecken und entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie einer Mehrzahl von Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen; einem Positionseinsteller, an dem die Mehrzahl von Blättern zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern vorgesehen wird; einem Spulendrücker, der die von dem Spulenhalter gehaltene Spule in Richtung der Schlitze des Statorkerns drückt; und einem Steuerabschnitt, der einen Betrieb mindestens des Positionseinstellers und des Spulendrückers steuert, wobei wenn die Mehrzahl von ringförmigen Leitern, die die Spule bilden, derart angeordnet ist, dass ein erster Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen ersten Einhakspalt eingeführt ist, der zwischen den Blättern ausgebildet ist, ein zweiter Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen zweiten Einhakspalt, der einen vorbestimmten Wickelschritt von dem ersten Einhakspalt entfernt ist, eingeführt ist und ein Verbindungsabschnitt, der eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern herstellt, durch eine Seite der ersten Abschnitte der anderen ringförmigen Leiter in der axialen Richtung geht, die an Positionen angeordnet sind, die in der axialen Richtung betrachtet den Verbindungsabschnitt überlappen, der Steuerabschnitt die folgenden Prozesse ausführt: einen Spulenverformungsprozess, in dem der Verbindungabschnitt jedes der Mehrzahl von ringförmigen Leitern durch Bewegen des Spulendrückers in der axialen Richtung entlang der Blätter zu einer eingestellten Position, an der ein axiales Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker kürzer ist als eine Gesamtlänge der ringförmigen Leiter entlang der axialen Richtung vor einer Verformung, verformt wird, wobei eine Position des Positionseinstellers in Bezug auf den Spulenhalter fixiert ist; und einen Spuleneinführungsprozess, in dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter durch Bewegen des Spulendrückers weiter in der axialen Richtung in die Schlitze eingeführt werden, wobei der Spuleneinführungsprozess nach dem Spulenverformungsprozess ausgeführt wird.
Statorherstellungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der in dem Spuleneinführungsprozess der Steuerabschnitt bewirkt, dass der Positionseinsteller gemäß einer axialen Bewegung des Spulendrückers in der axialen Richtung bewegt wird, während das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker beibehalten wird.
Statorherstellungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der in dem Spulenverformungsprozess der Steuerabschnitt das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker so einstellt, dass es kürzer ist als eine axiale Länge des Statorkerns, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet.
Statorherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der: die ringförmigen Leiter aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern gebildet werden; und in dem Spulenverformungsprozess der Steuerabschnitt das axiale Intervall zwischen dem Positionseinsteller und dem Spulendrücker, wenn sich der Spulendrücker an der eingestellten Position befindet, derart einstellt, dass das axiale Intervall mit einer Länge der ersten Abschnitte oder der zweiten Abschnitte entlang der axialen Richtung, wenn die Mehrzahl von linearen Leitern ohne Spalt in den Einhakspalten angeordnet ist, übereinstimmt.
Statorherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der: der Spulendrücker einen Körperabschnitt in Form einer Scheibe, der entlang der Mehrzahl von Blättern ausgebildet ist, und einen Ausbauchungsabschnitt, der in der axialen Richtung von dem Körperabschnitt in Richtung des Positionseinstellers ausgebaucht ist, aufweist, wobei der Ausbauchungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er einen kleineren Durchmesser als der Körperabschnitt aufweist; und in dem Spulenverformungsprozess der Steuerabschnitt bewirkt, dass die ringförmigen Leiter in Anlage an eine Außenumfangsfläche des Ausbauchungsabschnitts gelagert werden, und dass die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter verformt werden, während eine Bewegung der ringförmigen Leiter zu einer radial inneren Seite begrenzt wird.