DE112012003454T5

DE112012003454T5 - Verfahren zum Herstellen eines Stators und Spuleneinführungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112012003454T5
Application number: DE112012003454.6T
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki HAYASHI; Shigeki Sato; Yasuo Yamaguchi
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Sanko Kiki Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-04-30
Also published as: US8936211B2; WO2013089107A1; US20130153702A1; JP2013126333A; JP5761690B2; CN103858325A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Stators geschaffen, das eine Beschädigung einer Spule unterdrücken kann, ohne die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung kompliziert zu gestalten. Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Stators wird ein Stator durch Wickeln einer Spule mit Spiralspulenendabschnitten an einem Statorkern unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung hergestellt, die eine Spulenhalteeinheit, eine Positioniereinheit und eine Spulenhinausdrückeinheit aufweist. Die Positioniereinheit weist vorstehende Zähne auf, die in einer radialen Richtung vorstehen, und jeder der vorstehenden Zähne ist so ausgebildet, dass er sich von einer Öffnung eines Schlitzes zu einer Position in dem Schlitz erstreckt. Das Verfahren zum Herstellen eines Stators weist einen ersten Spulenwicklungsschritt (P20) zum Einführen von ringförmigen Leitern eines ersten Spulenabschnitts in Schlitze und einen zweiten Spulenwicklungsschritt (P40) zum Bewegen der Positioniereinheit in einer axialen Richtung und Einführen von ringförmigen Leitern eines zweiten Spulenabschnitts in die Schlitze, während ein Teil des ersten Spulenabschnitts, der sich in den Schlitzen befindet, von radialen Endflächen der vorstehenden Zähne in der radialen Richtung gedrückt wird, auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule an einem Statorkern unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung sowie die Spuleneinführungsvorrichtung für das Verfahren zum Herstellen eines Stators.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-69723 ( JP 2000-69723 A , Patentdokument 1) beschriebenes Verfahren ist als ein Beispiel für die Verfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule an einem Statorkern bekannt. In der Beschreibung des Abschnitts „TECHNISCHER HINTERGRUND” sind die Namen der Bauteile in dem Patentdokument 1 in Klammern „[]” angegeben. In dem Verfahren des Patentdokuments 1 werden ringförmige Leiter, die jeweils mit einer Ringform ausgebildet sind, unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung in Schlitze eines Statorkerns eingeführt. Das Verfahren des Patentdokuments 1 betrifft das Herstellen einer Spule mit einem ersten Spulenabschnitt [Spule 39 für eine erste Einführung] und einem zweiten Spulenabschnitt [Spule 41 für eine zweite Einführung], die so an dem Statorkern gewickelt werden, dass sie in der radialen Richtung benachbart bzw. aneinander gefügt sind.
Die Spuleneinführungsvorrichtung des Patentdokuments 1 weist eine Spulenhochdrückeinheit auf, die in zwei Einheiten [erster Abstreifer 23 und zweiter Abstreifer 19] unterteilt ist. Eine der unterteilten Spulenhochdrückeinheiten (hierin als die „erste Spulenhochdrückeinheit” bezeichnet) [erster Abstreifer 23] weist einen verbreiterten Abschnitt [49b] an dem äußersten Ende eines Hineindrückzahns [vorstehender Abschnitt 49a] auf, der entlang der radialen Richtung vorsteht. Wenn die erste Spulenhochdrückeinheit den ringförmigen Leiter des ersten Spulenabschnitts in den Schlitz einführt, drückt der verbreiterte Abschnitt der ersten Spulenhochdrückeinheit zugleich einen Teil des ersten Spulenabschnitts, der sich in dem Schlitz befindet, in dem Schlitz in der radialen Richtung zusammen. Dann führt die andere der unterteilten Spulenhochdrückeinheiten den ringförmigen Leiter des zweiten Spulenabschnitts in einen Raum in dem Schlitz ein, der in dem Zusammendrückschritt erzeugt wird. Dies unterdrückt eine Beschädigung der Spule aufgrund von Reibung zwischen den ringförmigen Leitern des ersten und des zweiten Spulenabschnitts etc.
Wie vorher beschrieben, ist bei dem Verfahren und der Vorrichtung des Patentdokuments 1 die erste Spulenhochdrückeinheit, die in der Spuleneinführungsrichtung auf der vorderen Seite platziert ist, mit dem verbreiterten Abschnitt versehen, so dass der Zusammendrückschritt durchgeführt werden kann. Da jedoch die Spulenhochdrückeinheit, die normalerweise als ein einzelnes Bauteil vorgesehen wird, in zwei Einheiten unterteilt ist, ist die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung kompliziert.
[Stand der Technik]
[Patentdokument]

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-69723 ( JP 2000-69723 A )

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[Von der Erfindung zu lösendes Problem]
Es ist wünschenswert, ein Verfahren zum Herstellen eines Stators zu schaffen, dass eine Beschädigung einer Spule unterdrücken kann, ohne die Konfiguration einer Spuleneinführungsvorrichtung kompliziert zu gestalten. Es ist ebenfalls wünschenswert, eine Spuleneinführungsvorrichtung zu schaffen, die für solch ein Verfahren geeignet ist.
[Mittel zum Lösen des Problems]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule an einem Statorkern unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Spule einen ersten Spulenabschnitt und einen zweiten Spulenabschnitt aufweist, die so platziert werden, dass sie in einer radialen Richtung benachbart sind, wenn sie an dem Statorkern angebracht sind, die Spuleneinführungsvorrichtung eine Spulenhalteeinheit, die Blätter aufweist, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind und sich in einer axialen Richtung erstrecken, so dass sie jeweils Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen, eine Positioniereinheit, die zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern an den Blättern vorgesehen wird, und eine Spulenhinausdrückeinheit, die die in der Spulenhalteeinheit gehaltene Spule zu Schlitzen des Statorkerns hinausdrückt, aufweist, die Positioniereinheit vorstehende Zähne, die sich jeweils zwischen benachbarten Blättern erstrecken und entlang einer radialen Richtung zu dem Statorkern vorstehen, aufweist und derart ausgebildet ist, dass sich eine radiale Endfläche jedes der vorstehenden Zähne an einer Position in dem Schlitz befindet, die sich weiter innen als eine Öffnung des Schlitzes befindet, und das Verfahren zum Herstellen eine Stators beinhaltet: einen ersten Spulenwicklungsschritt zum, wenn ringförmige Leiter des ersten Spulenabschnitts in der Spulenhalteinheit platziert sind, Einführen der ringförmigen Leiter in die jeweiligen Schlitze durch die Spulenhinausdrückeinheit; und einen zweiten Spulenwicklungsschritt nach dem ersten Spulenwicklungsschritt zum, wenn ringförmige Leiter des zweiten Spulenabschnitts in der Spulenhalteeinheit platziert sind, Bewegen der Positioniereinheit in der axialen Richtung mindestens von einem Ende des Statorkerns in der axialen Richtung zu dem anderen Ende des Statorkerns in der axialen Richtung und Einführen der ringförmigen Leiter in die jeweiligen Schlitze durch die Spulenhinausdrückeinheit, während ein Teil des ersten Spulenabschnitts, der sich in den Schlitzen befindet, durch die radialen Endflächen der vorstehenden Zähne in einer Richtung von der Öffnung des Schlitzes zu einem Inneren des Schlitzes gedrückt wird.
Gemäß der obigen charakteristische Konfiguration ist die Positioniereinheit derart ausgebildet, dass sich die radiale Endfläche jedes der vorstehenden Zähne an der Position in dem Schlitz befindet, die sich weiter innen als die Öffnung des Schlitzes befindet. Somit kann in dem zweiten Spulenwicklungsschritt der erste Spulenabschnitt durch die radialen Endflächen der vorstehenden Zähne in die Schlitze gedrückt werden. Demzufolge können die ringförmigen Leiter des zweiten Spulenabschnitts in die Schlitze eingeführt werden, während die Dichte des ersten Spulenabschnitts in jedem Schlitz erhöht wird und auf der Öffnungsseite jedes Schlitzes ein Raum zum Platzieren des zweiten Spulenabschnitts in dem Schlitz erzeugt wird. Dies kann eine Beschädigung der Spule unterdrücken.
Zusätzlich dazu ist bei der obigen charakteristischen Konfiguration ein Abschnitt, der den ersten Spulenabschnitt in die Schlitze presst (die vorstehenden Zähne mit einer vorbestimmten Form) in der Positioniereinheit vorgesehen. In der Spuleneinführungsvorrichtung ist solch eine Positioniereinheit getrennt von der Spulenhinausdrückeinheit vorgesehen, um die Positionsbeziehung zwischen den Blättern einzustellen. Somit können die obigen Wirkungen erhalten werden, indem eine geringfügige Verbesserung einer Spuleneinführungsvorrichtung mit einer herkömmlich verwendeten Konfiguration vorgenommen wird, ohne die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung kompliziert zu gestalten, beispielsweise durch Unterteilen der Spulenhinausdrückeinheit in mehrere Einheiten.
Bevorzugt weist jeder Spulenendabschnitt des ersten Spulenabschnitts und des zweiten Spulenabschnitts, die in der axialen Richtung des Statorkerns von dem Statorkern vorstehen, Zwischenabschnitte auf, die unterschiedliche Schlitze des Statorkerns verbinden und sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns erstrecken, jeder der Zwischenabschnitte ist derart platziert, dass ein Ende des Zwischenabschnitts in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung weiter innen angeordnet ist als alle anderen Zwischenabschnitte, die sich in der Umfangsrichtung an derselben Position wie der Zwischenabschnitt befinden, und das andere Ende in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung weiter außen angeordnet ist als alle anderen Zwischenabschnitte, die sich in der Umfangsrichtung an derselben Position befinden wie der Zwischenabschnitt, und sowohl der erste als auch der zweite Spulenwicklungsschritt weist einen Spulenplatzierungsschritt zum Platzieren der ringförmigen Leiter in der Spulenhalteinheit, in dem die ringförmigen Leiter derart platziert werden, dass ein erster Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen ersten Einhängspalt, der zwischen den Blättern ausgebildet ist, eingeführt wird, ein zweiter Abschnitt desselben in einen zweiten Einhängspalt, der sich einen vorbestimmten Wickelschritt von dem ersten Einhängspalt entfernt befindet, eingeführt wird und sich ein Verbindungsabschnitt, der den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter verbindet, in der axialen Richtung bezüglich des ersten Abschnitts jedes anderen ringförmigen Leiter, der so positioniert ist, dass er in der axialen Richtung betrachtet den Verbindungsabschnitt überlappt, auf einer Seite erstreckt, einen Spulenverformungsschritt nach dem Spulenplatzierungsschritt zum Bewegen der Spulenhinausdrückeinheit in der axialen Richtung entlang der Blätter zu einer eingestellten Position, an der ein axiales Intervall zwischen der Positioniereinheit und der Spulenhinausdrückeinheit kürzer ist als eine Gesamtlänge der ringförmigen Leiter in der axialen Richtung vor einer Verformung, wobei eine Position der Positioniereinheit bezüglich der Spulenhalteeinheit fixiert ist, so dass die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter verformt werden, und einen Spuleneinführungsschritt nach dem Spulenverformungsschritt zum weiter Bewegen der Spulenhinausdrückeinheit in der axialen Richtung zum Einführen der ersten Abschnitte und der zweiten Abschnitte der ringförmigen Leiter in die Schlitze auf.
In dem Spulenplatzierungsschritt werden die ringförmigen Leiter gemäß der obigen Konfiguration in der Spulenhalteeinheit platziert. Somit können geeignete Vorbereitungen zur Herstellung eines Stators mit einem Spulenabschnitt, in dem jeder von Zwischenabschnitten derart platziert ist, dass ein Ende des Zwischenabschnitts in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung weiter innen angeordnet ist als alle anderen Zwischenabschnitte, die sich in der Umfangsrichtung an derselben Position wie der Zwischenabschnitt befinden, und das andere Ende in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung weiter außen angeordnet ist als alle anderen Zwischenabschnitte, die sich in der Umfangsrichtung an derselben Position wie der Zwischenabschnitt befinden (im Folgenden als der „Spiralspulenabschnitt” bezeichnet). In dem Spulenverformungsschritt, der nach dem Spulenplatzierungsschritt durchgeführt wird, werden die ringförmigen Leiter zwischen die Positioniereinheit und die Spulenhinausdrückeinheit gepresst, um die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter zu verformen. Somit kann die Form der Verbindungsabschnitte zu einer Form geändert werden, die der des Spulenendabschnitts nach einer Wicklung um den Statorkern nahe kommt. In diesem Zustand wird der Spuleneinführungsschritt durchgeführt, so dass die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter nach einer Verformung als die Zwischenabschnitte positioniert werden, so dass sie in der axialen Richtung von dem Statorkern vorstehen, und die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte in den Schlitzen platziert werden. Zu diesem Zeitpunkt sind in dem Spulenverformungsschritt die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter bereits zu der Form, die der des Spulenendabschnitts nach einer Wicklung um den Statorkern nahe kommt, verformt worden. Dies ermöglicht ein Einführen der ringförmigen Leiter in die Schlitze. Da der Spulenplatzierungsschritt, der Spulenverformungsschritt und der Spuleneinführungsschritt sowohl in dem ersten Spulenwicklungsschritt als auch in dem zweiten Spulenwicklungsschritt durchgeführt werden kann, kann auf geeignete Weise ein Stator mit zwei Spiralspulenabschnitten, die so platziert sind, dass sie in der radialen Richtung benachbart sind, hergestellt werden.
Bevorzugt entspricht ein Ende der Spulenhalteeinheit auf einer Seite einer ersten axialen Richtung, die eine Seite der Spulenhalteeinheit in der axialen Richtung darstellt, offenen Enden der Blätter, und die Spulenhalteeinheit weist einen Halteabschnitt auf, der die Blätter integral auf einer zweiten axialen Seite hält, die bezüglich der offenen Enden die andere Seite der Spulenhalteeinheit in der axialen Richtung darstellt, der Spulenplatzierungsschritt in dem zweiten Spulenwicklungsschritt wird nach dem ersten Spulenwicklungsschritt durchgeführt, wobei sich die Positioniereinheit bezüglich der Spulenhalteinheit auf der Seite der ersten axialen Richtung befindet, und zwischen dem Spulenplatzierungsschritt des zweiten Spulenwicklungsschritts und dem Spulenverformungsschritt des zweiten Spulenwicklungsschritts wird die Positioniereinheit in der axialen Richtung von einer Position auf der Seite der ersten axialen Richtung in Bezug auf die Spulenhalteeinheit zu der Seite der zweiten axialen Richtung an eine Position bewegt, an der ein Ende der Positioniereinheit auf der Seite der zweiten axialen Richtung mit dem Ende des Statorkerns auf der Seite der zweiten axialen Richtung ausgerichtet ist, oder an eine Position, die sich bezüglich der Position, an der das Ende der Positioniereinheit auf der Seite der zweiten axialen Richtung mit dem Ende des Statorkerns auf der zweiten axialen Seite ausgerichtet ist, auf der Seite der zweiten axialen Richtung befindet, und in dem Spuleneinführungsschritt des zweiten Spulenwicklungsschritts wird die Positioniereinheit in der axialen Richtung zu der Seite der ersten axialen Richtung bewegt.
Gemäß dieser Konfiguration können in dem Spulenplatzierungsschritt des zweiten Spulenwicklungsschritts die ringförmigen Leiter des zweiten Spulenabschnitts von der Seite des offenen Endes aus in die Spulenhalteeinheit eingeführt und darin platziert werden, ohne dass sie von der Positioniereinheit behindert werden. Dann wird in dem zweiten Spulenwicklungsschritt die Positioniereinheit zwischen dem Spulenplatzierungsschritt und dem Spulenverformungsschritt entlang der gesamten Länge in der axialen Richtung des Statorkerns zu der Seite der zweiten axialen Richtung bewegt. Somit kann der gesamte Teil des ersten Spulenabschnitts, der sich in den Schlitzen befindet, in der radialen Richtung zusammengedrückt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Positioniereinheit an die Position bewegt, an der das Ende der Positioniereinheit auf der Seite der zweiten axialen Richtung mit dem Ende des Statorkerns auf der Seite der zweiten axialen Richtung ausgerichtet ist, oder an die Position, die sich bezüglich dieser Position auf der Seite der zweiten axialen Richtung befindet, wodurch der gesamte Teil des ersten Spulenabschnitts, der sich in den Schlitzen befindet, zusammengedrückt werden kann, und zur selben Zeit geeignete Vorbereitungen für den Spulenverformungsschritt getroffen werden können, der vor dem Spuleneinführungsschritt durchgeführt wird. Das heißt, die ringförmigen Leiter des ersten Spulenabschnitts können in dem zweiten Spulenwicklungsschritt während einer Folge von rationellen Operationen in einer Übergangsphase von dem Spulenplatzierungsschritt zu dem Spulenverformungsschritt in der radialen Richtung zusammengedrückt werden. Dann wird in dem Spuleneinführungsschritt die Positioniereinheit zu der Seite der ersten axialen Richtung bewegt, wodurch die ringförmigen Leiter des zweiten Spulenabschnitts durch die Spulenhinausdrückeinheit in die Schlitze eingeführt werden können, während der erste Spulenabschnitt in die Schlitze gedrückt wird. Dies kann effektiv eine Beschädigung der Spule unterdrücken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Spuleneinführungsvorrichtung zum Wickeln einer Spule an einem Statorkern dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: eine Spulenhalteeinheit, die Blätter aufweist, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind und sich in einer axialen Richtung erstrecken, so dass sie jeweils Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen; eine Positioniereinheit, die zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern an den Blättern vorgesehen wird; und eine Spulenhinausdrückeinheit, die die in der Spulenhalteeinheit gehaltene Spule in Richtung der Schlitze des Statorkerns hinausdrückt. Bei der Spuleneinführungsvorrichtung weist die Positioniereinheit vorspringende Zähne auf, die sich jeweils zwischen benachbarten Blätter erstrecken und entlang einer radialen Richtung zu dem Statorkern vorstehen, und die Positioniereinheit ist derart ausgebildet, dass, wenn die Positioniereinheit in der axialen Richtung an derselben Position wie der Statorkern platziert ist, eine radiale Endfläche jedes der vorstehenden Zähne an einer Position in dem Schlitz angeordnet ist, die sich weiter innen als eine Öffnung des Schlitzes befindet.
Gemäß der obigen charakteristischen Konfiguration ist die Positioniereinheit derart ausgebildet, dass, wenn die Positioniereinheit in der axialen Richtung an derselben Position platziert wird wie der Statorkern, die radiale Endfläche jedes der vorstehenden Zähne an der Position in dem Schlitz angeordnet ist, die sich weiter innen befindet als die Öffnung des Schlitzes. Somit kann ein vorbestimmter Teil eines Leiters der Spule durch die radialen Endflächen der vorstehenden Zähne in die Schlitze gedrückt werden. Dementsprechend kann ein anderer Leiter der Spule in die Schlitze eingeführt werden, während die Dichte der Spule in jedem Schlitz erhöht und in jedem Schlitz auf der Öffnungsseite des Schlitzes ein Raum erzeugt wird. Alternativ dazu kann der vorbestimmte Teil des Leiters der Spule in den Schlitzen durch die radialen Endflächen der vorstehenden Zähne zusammengedrückt werden. Dementsprechend kann die Dichte der Spule in jedem Schlitz erhöht werden, und in jedem Schlitz kann auf der Öffnungsseite des Schlitzes ein Raum erzeugt werden, wodurch ein anderer Leiter der Spule in diesem Raum platziert werden kann. In diesen Fällen kann eine Beschädigung der Leiter aufgrund von Reibung zwischen den Leitern, die separat durch eine Mehrzahl von Einführoperationen eingeführt werden, etc. unterdrückt werden.
Bei der obigen charakteristischen Konfiguration ist in der Positioniereinheit ein Abschnitt vorgesehen, der einen vorbestimmten Teil der Spule in den Schlitzen presst oder zusammendrückt (die vorstehenden Zähne mit einer vorbestimmten Form). Bei der Spuleneinführungsvorrichtung ist solch eine Positioniereinheit getrennt von der Spulenhinausdrückeinheit vorgesehen, um die Positionsbeziehung zwischen den Blättern einzustellen. Somit kann eine Spuleneinführungsvorrichtung geschaffen werden, bei der die obigen Wirkungen erhalten werden können, indem eine geringfügige Verbesserung einer Spuleneinführungsvorrichtung mit einer herkömmlich verwendeten Konfiguration vorgenommen wird, ohne die Konfiguration kompliziert zu gestalten, indem etwa die Spulenhinausdrückeinheit in mehrere Einheiten unterteilt wird.
Bevorzugt weist die radiale Endfläche in der Umfangsrichtung eine Breite auf, die einer Breite des Schlitzes in der Umfangsrichtung entspricht, und die radiale Endfläche ist in der radialen Richtung an einer Position angeordnet, die eine Querschnittsfläche senkrecht zu der axialen Richtung des Schlitzes in zwei gleiche Teile unterteilt.
Gemäß dieser Konfiguration kann der gesamte Leiter auf zuverlässige Weise in jedem Schlitz in dem gesamten Bereich in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung gepresst oder zusammengedrückt werden. Darüber hinaus kann der Raum in jedem Schlitz durch die radiale Endfläche des vorstehenden Zahns in zwei Räume unterteilt werden, die annähernd dasselbe Volumen aufweisen. Somit können, wenn ein Stator hergestellt wird, der eine Spule mit zwei Spulenabschnitten aufweist, die so platziert werden, dass sie in der radialen Richtung benachbart sind, die zwei Spulenabschnitte gleich in den Schlitzen platziert werden. Dementsprechend kann eine Spuleneinführungsvorrichtung geschaffen werden, die zum Herstellen eines Stators mit solch einer Spule geeignet ist.
Bevorzugt weist der vorstehende Zahn eine abgeschrägte Fläche auf, die sich von der Öffnung des Schlitzes in der radialen Richtung zu einem Inneren des Schlitzes erstreckt, wenn sich die abgeschrägte Fläche von einem Ende des vorstehenden Zahns in der axialen Richtung zu einem mittleren Abschnitt des vorstehenden Zahns in der axialen Richtung erstreckt.
Gemäß dieser Konfiguration kann bei einer axialen Bewegung der Positioniereinheit ein vorbestimmter Abschnitt des Leiters ohne Schwierigkeit entlang der abgeschrägten Fläche von der Öffnungsseite des Schlitzes aus in das Innere des Schlitzes hinausgedrückt werden. Dies kann effektiv eine Beschädigung des Leiters aufgrund von Reibung zwischen den Leitern der Spule und dem Ende des vorspringenden Zahns in der axialen Richtung unterdrücken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Spulenendabschnitt in der axialen Richtung betrachtet zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Spuleneinführungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3.
5 ist eine vergrößere perspektivische Darstellung einer Positioniereinheit.
6 ist ein Schnitt entlang der Linie VI-VI in 3.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Herstellungsprozess eines Verfahrens zum Herstellen eines Stators gemäß der Ausführungsform zeigt.
8 ist ein schematisches Diagramm, das den Zustand zeigt, in dem ringförmige Leiter in einem ersten Spulenplatzierungsschritt platziert werden.
9 ist ein Diagramm, das den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einem ersten Spulenverformungsschritt zeigt.
10 ist ein schematisches Diagramm, das den Zustand zeigt, in dem die ringförmigen Leiter in dem ersten Spulenverformungsschritt platziert werden.
11 ein Diagramm, das den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einer Phase eines ersten Spuleneinführungsschritts zeigt.
12 ist ein Diagramm, das den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in der letzten Phase des ersten Spuleneinführungsschritts zeigt.
13 ist ein Diagramm, das den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einem ersten Spulenbildungsschritt zeigt.
14 ist ein Diagramm, das den Zustand eines Statorkerns und der Positioniereinheit in einem Spulenzusammendrückschritt zeigt.
15 ist ein Schnitt entlang der Linie XV-XV in 14.
16 ist ein Diagramm, das den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einem zweiten Spulenplatzierungsschritt zeigt.
17 ist ein Diagramm, das den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einem zweiten Spuleneinführungsschritt zeigt.
18 ist ein Flussdiagramm, das einen Herstellungsprozess eines Verfahrens zum Herstellen eines Stators gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.
19 ist ein Diagramm, das den Zustand einer Spuleneinführungsvorrichtung in einem zweiten Spulenplatzierungsschritt gemäß der anderen Ausführungsform zeigt.
20 ist ein Diagramm, das den Zustand der Spuleneinführungsvorrichtung in einem Spulenzusammendrückschritt gemäß der anderen Ausführungsform zeigt.
WEISEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zum Herstellen eines Stators gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Das Verfahren zum Herstellen eines Stators gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Stators 1 durch Wickeln einer Spule 3 an einem Statorkern 2 unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung 5. Das Verfahren zum Herstellen eines Stators gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Beschädigung der Spule 3 unterdrücken, ohne die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung 5 kompliziert zu gestalten. Die Konfiguration des herzustellenden Stators 1, die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung 5, die zum Wickeln der Spule 3 an dem Statorkern 2 bei der Herstellung zu verwenden ist, und das Verfahren zum Herstellen eines Stators unter Verwendung der Spuleneinführungsvorrichtung 5 werden im Folgenden in dieser Reihenfolge beschrieben.
In der folgenden Beschreibung werden die „axiale Richtung L”, die „Umfangsrichtung C” und die „radiale Richtung R” in Berg auf die Mittelachse X einer zylindrischen Kernbezugsfläche 21 des Statorkerns 2 (z. B. der Innenumfangsfläche des Statorkerns 2) definiert, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Positionen von Bauteilen der Spuleneinführungsvorrichtung 5 werden in Berg auf die Mittelachse X der Kernbezugsfläche 21 in dem Zustand, in dem der Statorkern 2 auf normale Weise an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht (in diese eingesetzt) ist, definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform bezeichnet die „Seite der ersten axialen Richtung L1” die Seite der Spulenhalteeinheit 5, auf der die offenen Enden der in der Spuleneinführungsvorrichtung 5 enthaltenen Blätter 51 vorgesehen sind (die obere Seite in 3), und die „Seite der zweiten axialen Richtung L2” bezeichnet die dazu gegenüberliegenden Seite (die untere Seite in 3).
Die Ausdrücke in Bezug auf Richtungen, Positionen, etc. der Bauteile (z. B. „senkrecht”, „ausgerichtet”, etc.) werden als ein Konzept verwendet, das den Zustand beinhaltet, in dem die Richtungen, Positionen, etc. der Bauteile aufgrund einer erlaubten Toleranz bei der Herstellung variieren.
1. Konfiguration des Stators
Die Konfiguration des Stators 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Der Stator 1 ist ein Stator einer drehenden elektrischen Maschine des Innenrotortyps. Wie hierin verwendet, wird der Ausdruck „drehende elektrische Maschine” als ein Konzept verwendet, das einen Motor (einen Elektromotor), einen Generator (einen Elektrogenerator) und einen Motorgenerator, der bei Bedarf sowohl als der Motor als auch als der Generator arbeitet, beinhaltet. Wie in 1 gezeigt, weist der Stator 1 einen Statorkern 2 und eine Spule bzw. Wicklung 3 auf. Der Einfachheit halber zeigt 1 lediglich einen Teil von Spulen- bzw. Wicklungsendabschnitten 32 als Abschnitte der Spule 3, die in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen, und zeigt den verbleibenden Teil der Spule in Abschnitt 32 nicht.
Der Statorkern 2 wird unter Verwendung eines magnetischen Materials ausgebildet. Der Statorkern 2 weist Schlitze 22, die in der Umfangsrichtung C der zylindrischen Kernbezugsfläche 21 verteilt sind, und Zähne 23, die jeweils zwischen zwei der Schlitze 22, die in der Umfangsrichtung C benachbart sind, ausgebildet sind, auf. Wie hierin verwendet, bezeichnet die „zylindrische Kernbezugsfläche 21” eine imaginäre Fläche, die in Bezug auf die Anordnung und Konfiguration der Schlitze 22 als Bezug verwendet wird. Wie in 1 gezeigt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Kernbezugsfläche 21 eine Kerninnenumfangsfläche als eine imaginäre zylindrische Fläche, die die inneren Endflächen der Zähne 23 in der radialen Richtung R, die jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen 22 ausgebildet sind, enthält. Die Kernbezugsfläche 21 kann auch die Außenumfangsfläche des Statorkerns 2 etc. sein.
Die Schlitze 22 sind mit regelmäßigen Intervallen entlang der Umfangsrichtung C verteilt. Die Schlitze 22 sind so ausgebildet, dass sie sich in der axialen Richtung L erstrecken und in der radialen Richtung R in einem radialen Muster von der Mittelachse X des Statorkerns 2 erstrecken. Jeder Schlitz 22 weist dieselbe Form auf und ist in Form einer Nut ausgebildet, die sich in der axialen Richtung L und der radialen Richtung R erstreckt und in der Umfangsrichtung C eine vorbestimmte Breite aufweist. Ein plattenartiges Isolierbauteil (nicht gezeigt) ist an der Innenwandfläche jedes Schlitzes 22 vorgesehen. Jeder Schlitz 22 weist eine Öffnung (bei diesem Beispiel eine Innenumfangsöffnung 22a) auf, die in der radialen Richtung R nach innen geöffnet ist (die in der Innenumfangsfläche des Statorkerns 2 geöffnet ist). In jedem Schlitz 22 ist die Öffnungsbreite der Innenumfangsöffnung 22a schmäler als die Breite des Teils des Schlitzes 22, der sich in der radialen Richtung R weiter außen als die Innenumfangsöffnung 22a befindet. Das heißt, die Schlitze 22 der vorliegenden Ausführungsform sind als halboffene Schlitze ausgebildet. Ein Keil 25, der aus einem plattenartigen Bauteil, das aus Kunstharz etc. besteht, ausgebildet ist, wird in dem inneren Ende jedes Schlitzes 22 in der radialen Richtung R platziert, so dass er die Innenumfangsöffnung 22a verschließt (siehe 6).
Jeder der Zähne 23 ist zwischen zwei benachbarten Schlitzen 22 ausgebildet, und die Zähne 23 sind mit regelmäßigen Intervallen entlang der Umfangsrichtung C verteilt. Jeder der Zähne 23 weist dieselbe Form auf und ist in Form einer dicken Platte ausgebildet, die sich in der axialen Richtung L und der radialen Richtung R erstreckt und in der Umfangsrichtung C eine vorbestimmte Breite aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Zähne 23 so ausgebildet, dass zwei Seitenflächen jedes der Zähne 23, die in die Umfangsrichtung C zeigen, parallel zueinander sind. Das heißt, die Zähne 23 sind bei der vorliegenden Ausführungsform als parallele Zähne ausgebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die drehende elektrische Maschine ein Wechselstromelektromotor, der durch einen Mehrphasenwechselstrom (bei dem Beispiel drei Phasen) angetrieben wird. Bei diesem Beispiel ist die Spule 3 des Stators 1 in eine U-Phasen Spule, eine V-Phasen Spule und eine W-Phasen Spule unterteilt, die jeweils den drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) entsprechen. Dementsprechend sind die Schlitze 22 für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase in einem wiederholten Muster aus U-Phase, V-Phase und W-Phase entlang der Umfangsrichtung C in dem Statorkern 2 angeordnet. Bei diesem Beispiel sind die Schlitze 22 für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase in einem wiederholten Muster mit zwei Schlitzen für die U-Phase, zwei Schlitzen für die V-Phase und zwei Schlitzen für die W-Phase entlang der Umfangsrichtung C in dem Statorkern 2 angeordnet. Dementsprechend ist die Spule 3 an dem Statorkern 2 in einem wiederholten Muster aus zwei U-Phasen Spulen, zwei V-Phasen Spulen und zwei W-Phasen Spulen entlang der Umfangsrichtung C gewickelt.
Die Spule 3 weist einen ersten Spulenabschnitt 3a und einen zweiten Spulenabschnitts 3b auf, die so platziert werden, dass sie, wenn sie an dem Statorkern 2 gewickelt sind, in der radialen Richtung R benachbart sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der erste Spulenabschnitt 3a in der radialen Richtung R weiter außen als der zweite Spulenabschnitt 3b platziert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Spule 3 als eine in zwei Sätzen gewickelte Spule ausgebildet, die außer dem ersten Spulenabschnitt 3a und dem zweiten Spulenabschnitt 3b keinen anderen Spulenabschnitt bzw. Spulenteil aufweist.
Jeder von dem ersten Spulenabschnitt 3a und dem zweiten Spulenabschnitt 3b, die die Spule 3 bilden, weist den Spulenendabschnitt 32 auf, der in der axialen Richtung L des Statorkerns 2 von dem Statorkern 2 vorsteht. Der Spulenendabschnitt 32 jedes Spulenabschnitts 3a, 3b weist Zwischen- bzw. Verbindungsabschnitte 31 auf, die jeweils unterschiedliche Schlitze 22 des Statorkerns 2 verbinden und sich in der Umfangsrichtung C des Statorkerns 2 erstrecken. Wie in 1 gezeigt, ist jeder Zwischenabschnitt 31 so platziert, dass er zwei Schlitze 22 verbindet, die einen Wickelschritt von fünf Schlitzen voneinander entfernt angeordnet sind. Jeder Zwischenabschnitt 31 ist so platziert, dass er mit anderen Zwischenabschnitten 31, die sich von den vier Schlitzen 22 erstrecken, die zwischen den zwei Schlitzen 22 auf beiden Seiten des Verbindungsabschnitts 31 angeordnet sind, verflochten ist und einen Abschnitt aufweist, der diese anderen Zwischenabschnitte 31 in der axialen Richtung L und der radialen Richtung R betrachtet überlappt. Bezüglich einer Anordnung von zwei Bauteilen bedeutet der Ausdruck „weist einen Abschnitt auf, der in einer vorbestimmten Richtung betrachtet überlappt”, dass, wenn die vorbestimmte Richtung eine Betrachtungsrichtung ist und ein Betrachtungspunkt in einer Richtung senkrecht zu der Betrachtungsrichtung verschoben wird, der Betrachtungspunkt, von dem aus die zwei Bauteile als einander überlappend gesehen werden, zumindest in einem Bereich vorhanden ist.
Bei jedem Spulenabschnitt 3a, 3b ist jeder der Zwischenabschnitte 31 derart platziert, dass ein Ende des Verbindungsabschnitts 31 auf einer Seite des Statorkerns 2 in der Umfangsrichtung C (der Seite in Richtung des Uhrzeigersinns in 2) in der radialen Richtung R weiter innen liegt als irgendein anderer der Zwischenabschnitte 31, die sich in der Umfangsrichtung C an derselben Position wie der Zwischenabschnitt 31 befinden, und dass ein Ende des Verbindungsabschnitts 31 auf der anderen Seite des Statorkerns 2 in der Umfangsrichtung C (der Seite in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in 2) in der radialen Richtung C weiter außen liegt als irgendein anderer der Zwischenabschnitte 31, die sich in der Umfangsrichtung C an derselben Position wie der Zwischenabschnitt 31 befinden. Jeder Verbindungabschnitt 31 wird so platziert, dass er sich in der radialen Richtung R von der Innenseite des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R zu der Außenseite des Statorkerns 2 und in der Umfangsrichtung C von einer Seite des Statorkerns 2 in der Umfangsrichtung C zu der anderen Seite des Statorkerns 2 in der Umfangsrichtung C erstreckt und zwei Verbindungabschnitte 31, die in der Umfangsrichtung C benachbart sind, einander in der radialen Richtung R betrachtet überlappen.
In diesem Fall sind die Verbindungabschnitte 31 jedes Spulenabschnitts 3a, 3b so gestaltet, dass sie entlang jeweiligen Spirallinien S platziert sind, die sich in der axialen Richtung L betrachtet von der Mittelachse X des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R nach außen erstrecken. Wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Spirallinien S” ebene Kurven mit einem Spiralmuster (einschließlich ebene gerade Linien, ebene gebogene Linien, etc.). Der Ausdruck „erstreckt sich in der radialen Richtung R von der Mittelachse X nach außen” bezeichnet ein Erstrecken zumindest nach außen in der radialen Richtung R von einer Seite der Mittelachse X aus, und bedeutet nicht, dass eine imaginäre Verlängerung der Spirallinie S durch die Mittelachse X gehen muss. 2 zeigt schematisch die Zwischenabschnitte 31 in der axialen Richtung L betrachtet. Wie vorher beschrieben, weist die Spule 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwei Sätze von Spulenendabschnitten (Spiralspulenendabschnitten) 32 auf, bei denen die Zwischenabschnitte 31 insgesamt in der axialen Richtung L betrachtet in einem Spiralmuster angeordnet sind. Im Folgenden wird die Spule 3 mit solchen Spiralspulenendabschnitten 32 manchmal als die „Spiralspule 3” bezeichnet, und die Spulenabschnitte 3a, 3b mit den Spiralspulenendabschnitten 32 werden manchmal als die „Spiralspulenabschnitte 3a, 3b” bezeichnet.
Die Spule 3 wird aus den im Folgenden beschriebenen ringförmigen Leitern 35 gebildet. Der ringförmige Leiter 35 ist aus einem Bündel einer Mehrzahl von linearen Leitern 34 ausgebildet. Der lineare Leiter 34 ist ein Leiter mit einer linearen Form und aus einem Metall wie Kupfer oder Aluminium hergestellt, und ein isolierender Beschichtungsfilm aus einem Harz etc. ist auf der Oberfläche des linearen Leiters 34 ausgebildet. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „Mehrzahl”, dass in jedem Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der linearen Leiter 34 mehrere lineare Leiter vorhanden sind, und die linearen Leiter 34 selbst können als Ganzes miteinander verbunden sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Satz von drei linearen Leitern 34 mehrere Male gewickelt, um den ringförmigen Leiter 35 zu bilden, der durch das Bündel der Mehrzahl von linearen Leitern 34 gebildet wird. Ein einziger linearer Leiter 34 oder ein Satz von K linearen Leitern 34 (K ist eine ganze Zahl größer gleich 2) kann mehrere Male gewickelt werden, um den ringförmigen Leiter 35 zu bilden, der durch das Bündel aus der Mehrzahl von linearen Leitern 34 gebildet wird. Verschiedene bekannte Verfahren können zum Wickeln der Spule 3, die aus den ringförmigen Leitern 35 gebildet wird, an dem Statorkern 2 verwendet werden. Bei diesem Beispiel wird die Spule 3 durch Schleifenwicklung und verteilte Wicklung an dem Statorkern 2 gewickelt.
2. Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung
Die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben. Wie in 3 gezeigt, weist die Spuleneinführungsvorrichtung 5 als Hauptkomponenten eine Spulenhalteeinheit 5, eine Positioniereinheit 61 und eine Spulenhinausdrückeinheit 71 auf. Die Spuleneinführungsvorrichtung 5 weist ferner Keilführungsbauteile 81 und eine Keilhochdrückeinheit 82 auf.
Die Spulenhalteeinheit 50 ist ein Bauteil, das die Spule 3 hält, und weist Blätter 51 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Spulenhalteeinheit 50 so viele Blätter 51 auf, wie die Anzahl von Zähnen 23 des Statorkerns 2 beträgt. Wie in 4 gezeigt, sind die Blätter 51 entlang der Umfangsrichtung C so angeordnet, dass sie jeweils den Zähnen 23 gegenüberliegen. Wie in 3 gezeigt, ist jedes Blatt 51 in Form eines Stabs bzw. einer Schiene mit einer vorbestimmten Länge (bei diesem Beispiel ausreichend größer als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2) in der axialen Richtung L ausgebildet. Somit sind die Blätter 51 insgesamt in einer Zylinderform angeordnet.
Das untere Ende jedes Blatts 51 wird positioniert und gehalten, indem es durch einen Halteabschnitt 54 der Spulenhalteeinheit 50 befestigt und fixiert wird. Auf der anderen Seite wird das obere Ende jedes Blatts 51 nicht unter Verwendung eines speziellen Bauteils positioniert und gehalten. Das heißt, das Ende der Spulenhalteeinheit 50, das sich auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 befindet, entspricht den offenen Enden der Blätter 51, und die Spulenhalteeinheit 50 weist bezüglich der offenen Enden auf der Seite der zweiten axialen Richtung L2 den Halteabschnitt 54 auf, der die Blätter 51 integral hält.
Ein Einhängspalt 52 (siehe 4 etc.) ist zwischen zwei benachbarten Blättern 51 als ein Umfangsspalt mit einer konstanten Breite in der Umfangsrichtung C ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl von Einhängspalten 52 dieselbe wie die der Schlitze 22 des Statorkerns 2. Die Einhängspalte 52 stehen jeweils mit den Innenumfangsöffnungen 22a der Schlitze 22 in Verbindung. Wie im Folgenden beschrieben, wird ein vorbestimmter Teil der ringförmigen Leiter 35, die die Spule 3 bilden, in jeden Einhängspalt 52 eingeführt und eingehängt. Die Spulenhalteeinheit 50 ist dazu in der Lage, die Spule 3 zu halten, wenn die ringförmigen Leiter 35 in die Einhängspalte 52 eingehängt werden.
Die Positioniereinheit 61 ist ein Bauteil, das zum Einstellen der Positionsbeziehung zwischen den Blättern 51 an den Blättern 51 vorgesehen bzw. angebracht wird. Die Positioniereinheit 61 ist in Form einer Scheibe mit einer vorbestimmten Dicke in der axialen Richtung L ausgebildet. Die äußere Form des scheibenförmigen Abschnitts entspricht den Innenumfangsflächen der Blätter 51, die in der Zylinderform angeordnet sind. Die Positioniereinheit 61 ist von oberhalb der Blätter 51 (der oberen Seite in 3) aus aufgehängt und entlang der axialen Richtung L (entlang der Erstreckungsrichtung der Blätter 51) durch einen vorbestimmten Antriebsmechanismus verschiebbar.
Wie in 4 gezeigt, weist die Positioniereinheit 61 an ihrem äußeren Ende in der radialen Richtung R vorstehende Zähne 62 auf, die in einem radialen Muster in der radialen Richtung R nach außen vorstehen. Jeder vorstehende Zahn 62 weist dieselbe Form auf und ist in Form einer Platte ausgebildet, die sich in der axialen Richtung L und der radialen Richtung R erstreckt und in der Umfangsrichtung C eine vorbestimmte Breite aufweist. Die Anzahl von vorstehenden Zähnen 62 ist dieselbe wie die der Einhängspalte 52 der Spulenhalteeinheit 50. Jeder vorstehende Zahn 62 wird in den Einhängspalt 62 eingeführt, wenn sich die Positioniereinheit 61 unterhalb des offenen Endes der Spulenhalteeinheit 50 (der oberen Enden der Blätter 51) befindet. Somit ist die Positioniereinheit 61 dazu in der Lage, eine Variation eines Abstands in der Umfangsrichtung C zwischen den Blättern 51 zu unterdrücken und die Positionsbeziehung zwischen denselben in der Umfangsrichtung C einzustellen.
Wenn die Positioniereinheit 62 in der axialen Richtung L an derselben Position wie der Statorkern 2 platziert ist, erstreckt sich jeder vorstehende Zahn 62 zwischen die Blätter 51, die in der Umfangsrichtung C benachbart sind, und steht entlang der radialen Richtung R zu dem Statorkern 2 vor. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist jeder vorstehende Zahn 62 eine solche Länge in der radialen Richtung R auf, dass sich das distale Ende (bei diesem Beispiel das äußere Ende in der radialen Richtung R) des vorstehenden Zahns 62 durch den Einhängspalt 52 und über die Innenumfangsöffnung 22a des Statorkerns 2 hinaus erstreckt und in den Schlitz 22 eintritt. Das äußere Ende in der radialen Richtung R jedes vorstehenden Zahns 62 ist ein verbreiterter Abschnitt 62a, der so ausgebildet ist, dass er im Vergleich zu einem Abschnitt des vorstehenden Zahns 62, der sich in der radialen Richtung R relativ weiter innen befindet, in der Umfangsrichtung C verbreitert ist. Eine Endfläche des verbreiterten Abschnitts 62a, der in der radialen Richtung R nach außen zeigt, ist eine radiale Endfläche 62b des vorstehenden Zahns 62. Die radiale Endfläche 62b jedes vorstehenden Zahns 62 ist so ausgebildet, dass sie sich zu einer Position in dem Schlitz 22 erstreckt, die sich weiter innen als die Innenumfangsöffnung 22a des Schlitzes 22 befindet (in Richtung des Bodens des Schlitzes 22; bei diesem Beispiel in Richtung der Außenseite des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R).
Wie in 4 gezeigt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform jeder verbreiterte Abschnitt 62a in der axialen Richtung L betrachtet im Wesentlichen in Form eines Rechtecks ausgebildet. Jede der zwei Seitenflächen des verbreiterten Abschnitts 62a, die in die Umfangsrichtung C zeigen, liegt einer Seitenfläche des Zahns 23 gegenüber, der zu dem verbreiterten Abschnitt 62a benachbart ist, wobei ein kleiner Spalt zwischen diesen vorhanden ist. Dieser kleine Spalt kann einem Spiel zum Verhindern, dass z. B. der verbreiterte Abschnitt 62a den Zahn 23 kontaktiert, entsprechen. Die radiale Endfläche 62b jedes verbreiteten Abschnitts 62a, die eine Fläche ist, die in der radialen Richtung R nach außen zeigt, weist eine Breite in der Umfangsrichtung C auf, die der Breite in der Umfangsrichtung C des Schlitzes 22 entspricht. Genauer gesagt ist die Breite in der Umfangsrichtung C der radialen Endfläche 62b geringfügig kleiner als die Breite in der Umfangsrichtung C des Schlitzes 22.
Die radiale Endfläche 62b wird so platziert, dass sie sich in dem mittleren Abschnitt des Schlitzes 22 in der radialen Richtung R befindet. Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform die radiale Endfläche 62b an einer Position in der radialen Richtung R platziert, an der eine imaginäre Verlängerungslinie der radialen Endfläche 62b die Querschnittsfläche senkrecht zu der axialen Richtung L des Schlitzes 22 in der axialen Richtung L betrachtet in zwei gleiche Teile unterteilt. Somit wird der Raum in dem Schlitz 22 durch die radiale Endfläche 62b in zwei Räume mit annähernd demselben Volumen aufgeteilt.
Wie in 5 gezeigt, weist jeder vorstehende Zahn 62 eine geneigte bzw. abgeschrägte Fläche 62c an seinem Ende in der axialen Richtung L auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist jeder vorstehende Zahn 62 abgeschrägte Flächen 62c an seinen beiden Enden in der axialen Richtung L auf. Jede abgeschrägte Fläche 62c ist so ausgebildet, dass sie sich in der radialen Richtung von der Innenumfangsöffnung 22a des Schlitzes 22 zu dem Inneren des Schlitzes 22 (zu dem Boden des Schlitzes 22; bei diesem Beispiel zu der Außenseite des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R) erstreckt, während sich die abgeschrägte Fläche 62c von dem Ende des vorstehenden Zahns 62 in der axialen Richtung L zu dem mittleren Abschnitt des vorstehenden Zahns 62 in der axialen Richtung L erstreckt. Jede abgeschrägte Fläche 62c ist in Form einer Fläche ausgebildet, die in der Umfangsrichtung C gleichmäßig gekrümmt ist. Jede abgeschrägte Fläche 62c ist so ausgebildet, dass sie im Querschnitt eine Bogenform aufweist, so dass sich die Tangentialrichtung in dem Querschnitt entlang der radialen Richtung R allmählich zwischen einer Richtung parallel zu der axialen Richtung L und einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung L ändert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Spulenhalteeinheit 50 wie vorher beschrieben so viele Blätter 51 auf, wie die Anzahl der Zähne 23 beträgt, so dass die Spuleneinführungsvorrichtung 5 bei der Herstellung der Spiralspule 3 verwendet werden kann. Somit weisen die Blätter 51 in der Umfangsrichtung C eine sehr schmale Breite auf. Auf der anderen Seite wird möglicherweise, wie in 3 gezeigt, da die Blätter 51 in der axialen Richtung L eine relativ große Länge aufweisen, das obere Ende jedes Blatts 51 nicht genau positioniert, indem lediglich das untere Ende des Blatts 51 durch den Halteabschnitt 54 befestigt und fixiert wird. Somit wird die Positionsbeziehung zwischen den Blättern 51 in der Nähe der oberen Enden der Blätter 51 ebenfalls unter Verwendung der Positioniereinheit 61 eingestellt, wodurch die Blätter 51 auch bei der Spuleneinführungsvorrichtung 5 mit der vorher beschriebenen Konfiguration genau positioniert werden können.
Die Spulenhinausdrückeinheit 71 ist ein Bauteil, das die Spule 3, die in der Spulenhalteeinheit 50 gehalten wird, in Richtung der Schlitze 22 des Statorkerns 2 hinausdrückt. Wie in 3 gezeigt, weist die Spulenhinausdrückeinheit 71 einen Hauptkörper 71a und einen vorstehenden Abschnitt 71b auf. Der Hauptkörper 71a ist in Form einer Scheibe mit einer vorbestimmten Breite in einer axialen Richtung L ausgebildet. Die äußere Form des Hauptkörpers 71a entspricht den Innenumfangsflächen der Blätter 51, die in der Zylinderform angeordnet sind. Der vorstehende Abschnitt 71b steht von dem Hauptkörper 71a in der axialen Richtung L zu der Positioniereinheit 61 (nach oben) vor. Der vorstehende Abschnitt 71b ist konzentrisch mit dem Hauptkörper 71a ausgebildet und weist einen geringeren Durchmesser als der Hauptkörper 71a auf. Die Spulenhinausdrückeinheit 71 ist auf einer Seite eines unteren Endes der Blätter 51 platziert und in der axialen Richtung L bezüglich der Spule 3 (den ringförmigen Leitern 35), die in der Spulenhalteeinheit 50 gehalten wird, auf der dem Statorkern 2 gegenüberliegenden Seite (der unteren Seite in 3) platziert. Die Spulenhinausdrückeinheit 71 ist über eine erste Antriebswelle 74 mit einem vorbestimmten Antriebsmechanismus verbunden, und die Spulenhinausdrückeinheit 71 ist ansprechend auf einen Betrieb des Antriebsmechanismus entlang der axialen Richtung L (entlang der Erstreckungsrichtung der Blätter 51) verschiebbar.
Wie in 6 gezeigt, weist die Spulenhinausdrückeinheit 71 an ihrem äußeren Ende in der radialen Richtung R Hineindrückzähne 72 auf, die in der radialen Richtung R in einem radialen Muster nach außen vorstehen. In 6 ist zur klaren Darstellung der relativen Positionsbeziehung zu dem Statorkern 2 der Statorkern 2, der an einer unterschiedlichen Position in der axialen Richtung L platziert ist, durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Jeder Hineindrückzahn 72 weist dieselbe Form auf und ist in Form einer Platte ausgebildet, die sich in der axialen Richtung L und der radialen Richtung R erstreckt und eine vorbestimmte Breite in der Umfangsrichtung C aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Hineindrückzähne 72 im Gegensatz zu den vorstehenden Zähnen 62 keinen Abschnitt auf, der dem verbreiterten Abschnitt 62a (siehe 4) entspricht. Die Anzahl von Hineindrückzähnen 72 ist dieselbe wie die der Einhängspalte 52 der Spulenhalteinheit 50. Die Hineindrückzähne 72 werden jeweils in die Einhängspalte 52 eingeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Hineindrückzähne 72 im Gegensatz zu den vorstehenden Zähnen 62 eine solche Länge in der radialen Richtung R auf, dass sich das distale Ende des Hineindrückzahns 72 (bei diesem Beispiel das äußere Ende in der radialen Richtung R) durch den Einhängspalt zu der Innenumfangsöffnung 22a des Statorkerns 2 erstreckt.
Die Spulenhinausdrückeinheit 71, die sich entlang der axialen Richtung L zu dem Statorkern 2 (in 3 nach oben) bewegt, drückt die ringförmigen Leiter 35, die in der Spulenhalteeinheit 50 gehalten werden, nach oben. Zu diesem Zeitpunkt drückt jeder Hineindrückzahn 72 sowohl einen Teil jedes ringförmigen Leiters 35, der in den Einhängspalt 52 der Spulenhalteeinheit 50 eingeführt worden ist, als auch einen peripheren Teil des eingeführten Teils in der radialen Richtung R nach außen, so dass diese Teile der ringförmigen Leiter 35 in einen entsprechenden der Schlitze 22 eingeführt werden.
Das Keilführungsbauteil 81 ist ein Bauteil, das den Keil 25 an eine vorbestimmte Position in jedem Schlitz 22 des Statorkerns 2 führt. Die Keilführungsbauteile 81 sind in der radialen Richtung R weiter außen als die jeweiligen Blätter 51 platziert, so dass sie zu den in der Zylinderform angeordneten Blätter 51 benachbart sind. Die Anzahl von Keilführungsbauteilen 81 ist dieselbe wie die der Blätter 51 und der Zähne 23 des Statorkerns 2, und die Keilführungsbauteile 81 sind in der Umfangsrichtung C an denselben Positionen wie die Blätter 51 und die Zähne 23 platziert. Jedes Keilführungsbauteil 81 ist in der radialen Richtung R weiter außen als die Blätter 51 platziert, wobei ein kleiner Spalt zwischen diesen vorhanden ist. Jedes Keilführungsbauteil 81 ist in Form eines Stabs bzw. einer Schiene mit einer vorbestimmten Länge in der axialen Richtung L ausgebildet. Somit sind die Keilführungsbauteile 81 insgesamt in einer zylindrischen Form angeordnet. Jedes Keilführungsbauteil 81 wird positioniert und gehalten, indem sein unteres Ende durch ein Hauptkörpergehäuse (nicht gezeigt) befestigt und fixiert wird.
Wie in 6 gezeigt, weist jedes Keilführungsbauteil 81 Führungsnuten 81a an seinen beiden Seitenflächen in der Umfangsrichtung C auf. Der Keil 25, der bei diesem Beispiel so gebogen ist, dass er einen U-förmigen (einen abgewinkelten U-förmigen) Querschnitt aufweist, wird zwischen zwei benachbarten Keilführungsbauteilen 81 (zwischen zwei Führungsnuten 81a, die einander in der Umfangsrichtung C zugewandt sind) platziert. Das obere Ende jedes Keilführungsbauteils 81 kontaktiert die untere Endfläche des Statorkerns 2.
Die Keilhochdrückeinheit 82 ist ein Bauteil, das die Keile 25 entlang der Keilführungsbauteile 81 (der Führungsnuten 81a) nach oben drückt. Die Keilhochdrückeinheit 82 ist über eine zweite Antriebswelle 84 mit einem vorbestimmten Antriebsmechanismus verbunden und ansprechend auf einen Betrieb des Antriebsmechanismus entlang der axialen Richtung L (entlang der Erstreckungsrichtung der Blätter 51) verschiebbar. Die Positioniereinheit 61, die Spulenhinausdrückeinheit 71 und die Keilhochdrückeinheit 82 sind so ausgebildet, dass sie unabhängig voneinander verschiebbar sind. Nachdem die Spule 3 durch die Spulenhinausdrückeinheit 71 in die Schlitze 22 eingeführt worden ist, drückt die Keilhochdrückeinheit 82 die Keile 25 zum Verschließen der jeweiligen Innenumfangsöffnungen 22a mit den Keilen 25 nach oben.
3. Verfahren zum Herstellen eines Stators
Eine Herstellung des Stators 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die unter Verwendung der vorher beschriebenen Spuleneinführungsvorrichtung 5 durchgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 17 beschrieben. Wie in 7 gezeigt, wird der Stator 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch einen Spulenvorbereitungsschritt P10, einen ersten Spulenwicklungsschritt P20, einen Spulenzusammendrückschritt P30 und einen zweiten Spulenwicklungsschritt P40 hergestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden diese Schritte P10 bis P40 in dieser Reihenfolge durchgeführt. Diese Schritte werden im Folgenden der Reihe nach beschrieben.
3-1. Spulenvorbereitungsschritt
Der Spulenvorbereitungsschritt P10 ist ein Schritt zum Vorbereiten der ringförmigen Leiter 35, die die Spule 3 bilden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die ringförmigen Leiter 35 unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Wickelvorrichtung ausgebildet, die getrennt von der Spuleneinführungsvorrichtung 5 vorgesehen ist. Genauer gesagt wird ein Satz von drei linearen Leitern 34 mehrere Male um eine in der Wickelvorrichtung enthaltene Rolle gewickelt, so dass der ringförmige Leiter 35 ausgebildet wird, der als ein Bündel der mehreren linearen Leiter 34 ausgebildet ist (siehe 1). Bei diesem Beispiel werden so viele ringförmige Leiter 35 gebildet, wie die Anzahl von Schlitzen 22 des Statorkerns 2 beträgt. Die Hälfte der so vorbereiteten ringförmigen Leiter 35 wird für den ersten Spulenwicklungsschritt P20 bereitgestellt, und die andere Hälfte wird für den zweiten Spulenwicklungsschritt P40 bereitgestellt.
3-2. Erster Spulenwicklungsschritt
Der erste Spulenwicklungsschritt P20 ist der Schritt zum Wickeln des ersten Spulenabschnitts 3a der Spule 3 an dem Statorkern 2. In dem ersten Spulenwicklungsschritt P20 werden die ringförmigen Leiter 35, die den ersten Spulenabschnitt 3a bilden, in der Spulenhalteeinheit 50 platziert und in diesen Zustand von der Spulenhinausdrückeinheit 71 in die Schlitze 22 eingeführt. Der erste Spulenwicklungsschritt P20 weist einen ersten Spulenplatzierungsschritt P21, einen ersten Spulenverformungsschritt P22, einen ersten Spuleneinführungsschritt P23 und einen ersten Spulenbildungsschritt P24 auf. Diese Schritte P21 bis P24 werden in dieser Reihenfolge durchgeführt.
3-2-1. Erster Spulenplatzierungsschritt
Der erste Spulenplatzierungsschritt P21 ist der Schritt zum Platzieren der ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a in der Spulenhalteeinheit 50. Der erste Spulenplatzierungsschritt P21 wird in dem Zustand durchgeführt, in dem sich die Positioniereinheit 61 an einer Position auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 befindet, die sich oberhalb des offenen Endes der Spulenhalteeinheit 50 (der oberen Enden der Blätter 51) befindet, und der Statorkern 2 nicht an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht ist. Jede von der Spulenhinausdrückeinheit 71 und der Keilhochdrückeinheit 81 befindet sich auf der Seite der zweiten axialen Richtung L2, die eine Seite eines unteren Endes des Verschiebungsbereichs derselben ist.
In dem ersten Spulenplatzierungsschritt P21 wird jeder der ringförmigen Leiter 35 in der axialen Richtung L eingeführt, so dass er in zwei vorbestimmte Einhängspalte 52 der Spulenhalteeinheit 50 eingehängt wird. 8 ist ein Diagramm, das schematisch in der radialen Richtung R gesehen den Zustand zeigt, in dem die ringförmigen Leiter 35 in der Spulenhalteeinheit 50 platziert sind. Wie in der Figur gezeigt, wird jeder ringförmige Leiter 35 so platziert, dass er in zwei Einhängspalte 52 eingehängt ist, die fünf Schritte voneinander entfernt sind (entsprechend einem Wickelschritt von fünf Schlitzen bei diesem Beispiel). Zu diesem Zeitpunkt wird jeder ringförmige Leiter 35 derart platziert, dass die Erstreckungsrichtung eines Abschnitts der linearen Leiter 34 des ringförmigen Leiters 35, der die zwei Einhängspalte 52 verbindet (ein im Folgenden beschriebener Verbindungsabschnitt 35c) in Bezug auf die axiale Richtung L (die Erstreckungsrichtung der Blätter 51) geneigt ist.
Eine Platzierung der ringförmigen Leiter 35 wird unter Bezug auf einen bestimmten der ringförmigen Leiter 35 in 8 (im Folgenden als der „bestimmte ringförmige Leiter 35A” bezeichnet) genauer beschrieben. Zuerst wird ein erster Abschnitt 35a als ein Teil des bestimmten ringförmigen Leiters 35A von der Seite des offenen Endes der Spulenhalteeinheit 50 aus in einen der Einhängspalte 52 (einen ersten Einhängspalt 52a), die zwischen den Blättern 51 ausgebildet sind, eingeführt. Der erste Abschnitt 35a wird entlang der Blätter 51 in Richtung des unteren Teils des ersten Einhängspalts 52a weiter eingeführt. Der erste Abschnitt 35a wird so platziert, dass er sich in der Nähe der oberen Endfläche des Hauptkörpers 71a der Spulenhinausdrückeinheit 71 befindet.
Als nächstes wird ein zweiter Abschnitt 35b eines anderen Teils des bestimmten ringförmigen Leiters 35A von der Seite des offenen Endes der Spulenhalteeinheit 50 aus in einen zweiten Einhängspalt 52b eingeführt, der sich fünf Schritte von dem ersten Einhängspalt 52a entfernt befindet. Der zweite Abschnitt 35b wird entlang der Blätter 51 eingeführt, jedoch so platziert, dass er in Bezug auf den ersten Abschnitt 35a des bestimmten ringförmigem Leiters 35A auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 (bei diesem Beispiel die obere Seite in 8) positioniert ist. Der Verbindungsabschnitt 35c, der den ersten Abschnitt 35a und den zweiten Abschnitt 35b verbindet, wird so platziert, dass er in Bezug auf die axiale Richtung L geneigt ist.
Ein erster Abschnitt 35a eines anderen der ringförmigen Leiter 35, der sich von dem bestimmten ringförmigen Leiter 35A unterscheidet (im Folgenden als der „bestimmte ringförmige Leiter 35B” bezeichnet) wird in den Einhängspalt 52 (einen ersten Einhängspalt 52a') eingeführt, der sich in der Richtung entgegengesetzt zu dem zweiten Einhängspalt 52 zwei Schritte von dem ersten Einhängspalt 52a entfernt befindet, und ein zweiter Abschnitt 35b des bestimmten ringförmigen Leiters 35B wird in den Einhängspalt 52 (einen zweiten Einhängspalt 52b') eingeführt, der sich zwei Schritte von dem zweiten Einhängspalt 52b entfernt befindet. Ein Verbindungsabschnitt 35c, der den ersten Abschnitt 35a und den zweiten Abschnitt 35b des bestimmten ringförmigen Leiters 35B verbindet, wird so platziert, dass er in Bezug auf die axiale Richtung L geneigt ist. Dieser Vorgang wird der Reihe nach entlang des gesamten Umfangs des Statorkerns 2 durchgeführt.
Die ersten Abschnitte 35a des letzten ringförmigen Leiters 5, der einzuführen ist, und des vorletzten ringförmigen Leiters 35, der einzuführen ist, werden so eingeführt, dass sie in dem Zustand, in dem die zweiten Abschnitte 35b der bestimmten ringförmigen Leiter 35A, 35B von den jeweiligen zweiten Einhängspalten 52b, 52b' getrennt sind und sich oberhalb des geöffneten Endes der Spulenhalteinheit 50 befinden, unterhalb des zweiten Abschnitts 35b des bestimmten ringförmigen Leiters 35A und des zweiten Abschnitts 35b des bestimmten ringförmigen Leiters 35B platziert werden. Dann werden der zweite Abschnitt 35b des bestimmten ringförmigen Leiters 35A und der zweite Abschnitt 35b des bestimmten ringförmigen Leiters 35B jeweils an ihre vorbestimmten Positionen in den zweiten Einhängspalten 52b, 52b' zurückgebracht.
Wenn die ringförmigen Leiter 35 auf diese Weise in der Spulenhalteeinheit 50 platziert worden sind, sind die Verbindungsabschnitte 35c, die die ersten und zweiten Abschnitte 35a, 35b der jeweiligen ringförmigen Leiter 35 verbinden, so platziert, dass sie sich von einer Seite in der Umfangsrichtung C (bei diesem Beispiel die rechte Seite in 8) zu der anderen Seite in der Umfangsrichtung C (bei diesem Beispiel der linken Seite in 8) von der Seite der ersten axialen Richtung L1 zu der Seite der zweiten axialen Richtung L2 erstrecken. Jeweils zwei Verbindungsabschnitte 35c, die in der Umfangsrichtung C benachbart sind, sind so platziert, dass sie einander in der axialen Richtung L betrachtet überlappen. Der Verbindungabschnitt 35c jedes ringförmigen Leiters 35 wird so platziert, dass er sich in Bezug auf der ersten Abschnitt 35a eines beliebigen anderen der ringförmigen Leiter 35, der so positioniert ist, dass er in der axialen Richtung L betrachtet diesen Verbindungsabschnitt 35c überlappt, auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 erstreckt. Der zweite Abschnitt 35b jedes ringförmigen Leiters 35 wird so platziert, dass er sich in Bezug auf jeden ersten Abschnitt 35a und den Verbindungsabschnitt 35c eines beliebigen anderen der ringförmigen Leiter 35, der so positioniert ist, dass er in der axialen Richtung L betrachtet diesen zweiten Abschnitt 35b überlappt, auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 erstreckt. Die Gesamtlänge D2 in der axialen Richtung L der ringförmigen Leiter 35 (entlang der Blätter 51) nach Abschluss des ersten Spulenplatzierungsschritts P21 ist gleich der Länge, durch die das untere Ende des ersten Abschnitts 35a entlang der axialen Richtung L von dem oberen Ende des zweiten Abschnitts 35b getrennt ist. Bei diesem Beispiel werden die ringförmigen Leiter 35, die den ersten Spulenabschnitt 3a aller drei Phasen bilden, gemeinsam in der Spulenhalteinheit 50 platziert.
Die Spulenhalteeinheit 50, die die ringförmigen Leiter 35 in derselben hält, wird für den ersten Spulenverformungsschritt P22 bereitgestellt. Der Statorkern 2 wird zwischen dem ersten Spulenplatzierungsschritt P21 und dem ersten Spulenverformungsschritt P22 an einer vorbestimmten Position an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht. Die Positioniereinheit 61 wird entlang der axialen Richtung L von der Position auf der Seite der ersten axialen Richtung L1, die sich oberhalb der Spulenhalteeinheit 50 befindet, in Richtung der Seite der zweiten axialen Richtung L2 an die Position nach unten bewegt, an der das untere Ende der Positioniereinheit 61 mit dem unteren Ende des Statorkerns 2 ausgerichtet ist.
3-2-2. Erster Spulenverformungsschritt
Der erste Spulenverformungsschritt P22 ist der Schritt zum Verformen der Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35. Wie in 9 und 10 gezeigt, wird der erste Spulenverformungsschritt P22 in dem Zustand durchgeführt, in dem die Position der Positioniereinheit 61 in der axialen Richtung L in Bezug auf die Spulenhalteinheit 50 fixiert ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 durch Bewegen der Spulenhinausdrückeinheit 71 nach oben entlang der Blätter 51 (entlang der axialen Richtung L) zu einer vorbestimmten eingestellten Position Ps verformt, wobei die absoluten Positionen sowohl der Spulenhalteinheit 50 als auch der Positioniereinheit 61 festgehalten werden. Bei diesem Beispiel werden alle drei Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35, die den ersten Spulenabschnitt 3a der drei Phasen bilden, gemeinsam verformt.
Die vorbestimmte eingestellte Position Ps wird auf eine Position auf der Seite der zweiten axialen Richtung L2 eingestellt, die sich mindestens unterhalb der unteren Endfläche des Statorkerns 2 in dem Zustand, in dem der Statorkern 2 an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht ist, befindet. Die eingestellte Position Ps wird ferner auf eine Position eingestellt, an der das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 kürzer ist als die Gesamtlänge D2 der ringförmigen Leiter 35 in der axialen Richtung L vor einer Verformung (siehe 8). Wie in 9 gezeigt, weist die Spulenhinausdrückeinheit 71 den vorstehenden Abschnitt 71b auf, der in der axialen Richtung L von dem Hauptkörper 71a in Richtung des Statorkerns 2 (in Richtung der Positioniereinheit 61) vorsteht. Der vorstehende Abschnitt 71b wird jedoch nicht berücksichtigt, wenn das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 definiert wird. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform ist das axiale Intervall D1 die Länge, durch die das untere Ende der Positioniereinheit 61 in der axialen Richtung L von dem oberen Ende des Hauptkörpers 71a der Spulenhinausdrückeinheit 71 getrennt ist.
Durch Bewegen der Spulenhinausdrückeinheit 71 zu der eingestellten Position Ps, die wie vorher beschrieben eingestellt wird, wird der Verbindungsabschnitt 35c jedes ringförmigen Leiters 35 zwischen der unteren Endfläche der Positioniereinheit 61 und der oberen Endfläche des Hauptkörpers 71a der Spulenhinausdrückeinheit 71 gepresst und verformt. Das heißt, die Spulenhinausdrückeinheit 71 (genauer gesagt, der Hauptkörper 71a) drückt der Reihe nach die Verbindungsabschnitte 35c der jeweiligen ringförmigen Leiter 35, die auf der Seite der Innenumfangsfläche der Spulenhalteinheit 50 (der Blätter 51) platziert sind, von der Seite des unteren Endes der Verbindungschnitte 35c aus nach oben und verformt diese. Wenn die Verbindungsabschnitte 35c hochgedrückt werden, werden die ersten Abschnitte 35a der ringförmigen Leiter 35 in den jeweiligen Einhängspalten 52 nach oben gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Keilhochdrückeinheit 82 an ihrer Ausgangsposition, und die Keile 25 bleiben ebenfalls an ihren Ausgangspositionen.
Die eingestellte Position Ps kann auf die Position eingestellt werden, an der das axialen Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 z. B. 1/2 oder weniger oder 1/3 oder weniger der Gesamtlänge D2 der ringförmigen Leiter 35 in der axialen Richtung L vor einer Verformung beträgt. Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Ausführungsform die eingestellte Position Ps auf die Position eingestellt, an der das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 mit der Länge (als die „Länge im dichten Zustand” bezeichnet) D3 des ersten Abschnitts 35a oder des zweiten Abschnitts 35b entlang der axialen Richtung L in dem Zustand, in dem die mehreren linearen Leiter 35 ohne Spalt zwischen denselben in den Einhängspalten 52 angeordnet sind, übereinstimmt (siehe 10). Die Spulenhinausdrückeinheit 71 drückt den ersten Abschnitt 35a jedes ringförmigen Leiters 35 zu einer Position in der axialen Richtung L nach oben, die der Position des zweiten Abschnitts 35b entspricht. Somit verformt die Spulenhinausdrückeinheit 71 die Verbindungsabschnitte 35c, so dass der Bereich in der axialen Richtung L, der von den Verbindungsabschnitten 35c, die die ersten und zweiten Abschnitte 35a, 35b verbinden, eingenommen wird, verringert wird. Somit kann die Form des Verbindungsabschnitts 35c jedes ringförmigen Leiters 35 zu einer Form geändert werden, die der des Spulenendabschnitts 32 (der Zwischenabschnitte 31) des ersten Spulenabschnitts 3a nach einer Wicklung des ringförmigen Leiters 35 an dem Statorkern 2 nahekommt. In 10 ist zur Verbesserung der Darstellung ein Teil der Verbindungsabschnitte 35c als unter die obere Endfläche der Spulenhinausdrückeinheit 71 hinabhängend gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt kontaktiert bei der vorliegenden Ausführungsform der Verbindungsabschnitt 35c jedes ringförmigen Leiters 35 die Außenumfangsfläche des vorstehenden Abschnitts 71b der Spulenhinausdrückeinheit 71 und wird von dieser getragen und in dem Zustand, in dem eine Bewegung (eine Verformung) des ringförmigen Leiters 35 in der radialen Richtung R nach innen durch diese Außenumfangsfläche als die Kontaktfläche begrenzt wird, wie vorher beschrieben verformt. Das heißt, wenn die Spulenhinausdrückeinheit 71 zu der eingestellten Position Ps bewegt wird, wirken die Spulenhinausdrückeinheit 71, die Positioniereinheit 61 und die Blätter 51 gemeinsam als eine Form, die die Verbindungsabschnitte 35c in derselben presst. Jeder Verbindungsabschnitt 35c wird in einem ringförmigen Raum, der durch die obere Endfläche des Hauptkörpers 71a, die untere Endfläche der Positioniereinheit 61, die Außenumfangsfläche des vorstehenden Abschnitts 71b und die Innenumfangsfläche der Blätter 51 begrenzt wird, von dem Hauptkörper 71a, der Positioniereinheit 61, dem vorstehenden Abschnitt 71b und den Blättern 51 gepresst. Dies kann das Füllvolumen der Verbindungsabschnitte 35c verringern und die räumliche Dichte derselben erhöhen. Insbesondere kann, da die Verbindungsabschnitte 35c so verformt werden, dass die Länge derselben in der axialen Richtung L mit der Länge D3 in dem dichten Zustand übereinstimmt, die räumliche Dichte der Verbindungsabschnitte 35c maximiert werden. Darüber hinaus können bei dem fertiggestellten Stator 1 die Spulenendabschnitte 32 auf beiden Seiten in der axialen Richtung L in Bezug auf die Größe besser ausgeglichen werden. Somit wird das Verhältnis des Außendurchmessers des vorstehenden Abschnitts 71b zu dem Außendurchmesser des Hauptkörpers 71a unter Berücksichtigung des Vorhergehenden eingestellt. Beispielsweise ist bevorzugt, dieses Verhältnis so einzustellen, dass das Volumen des ringförmigen Raums mit dem Volumen übereinstimmt, das der gewünschten Größe der Spulenendabschnitte 32 entspricht. Der erste Spuleneinführungsschritt P23 wird nach einem Verformen der Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 auf diese Weise durchgeführt.
Die eingestellte Position Ps wird auf die Position eingestellt, an der das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 kürzer ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Länge D3 in dem dichten Zustand des ersten Abschnitts 35a oder des zweiten Abschnitts 35b im Wesentlichen auf eine Länge eingestellt, die kürzer ist als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2. Dementsprechend ist bei der vorliegenden Ausführungsform das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 ebenfalls kürzer als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2.
3-2-3. Erster Spuleneinführungsschritt
Der erste Spuleneinführungsschritt P23 ist der Schritt zum Einführen der ersten Abschnitte 35a und der zweiten Abschnitte 35b der ringförmigen Leiter 35 in die Schlitze 22. Wie in den 11 und 12 gezeigt, werden in dem ersten Spuleneinführungsschritt P23 die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b durch Bewegen der Spulenhinausdrückeinheit 71 weiter nach oben entlang der axialen Richtung L in die Schlitze 22 eingeführt.
In dem ersten Spuleneinführungsschritt P23 wird die Positioniereinheit 61 gemäß der Bewegung der Spulenhinausdrückeinheit 71 in der axialen Richtung L (synchron dazu) in der axialen Richtung L bewegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 so eingestellt, dass es in dem Zustand, in dem der vorstehende Abschnitt 71b der Spulenhinausdrückeinheit 71 an die Positioniereinheit 61 gepasst ist, mit der Länge D3 in dem dichten Zustand übereinstimmt. In diesem Zustand werden die Spulenhinausdrückeinheit 71 und die Positioniereinheit 61 in der axialen Richtung L bewegt. Somit wird das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 bei der Länge D3 in dem dichten Zustand beibehalten. Da die Positioniereinheit 61 und die Spulenhinausdrückeinheit 71 bewegt werden, während sie solch eine Relativpositionsbeziehung zwischen denselben beibehalten, können die in dem ersten Spulenverformungsschritt P22 verformten Verbindungsabschnitte 35c so, wie sie sind, in der axialen Richtung L bewegt werden, ohne eine weitere Verformung derselben zu bewirken. Somit können die Verbindungsabschnitte 35c in der axialen Richtung L bewegt werden, während eine unerwünschte Verformung der Verbindungsabschnitte 35c aufgrund einer unnötigerweise auf diese aufgebrachten Spannung unterdrückt wird.
11 zeigt eine Phase während des ersten Spuleneinführungsprozesses P23. Wie vorher beschrieben, ist bei der vorliegenden Ausführungsform das axiale Intervall D1 zwischen der Positioniereinheit 61 und der Spulenhinausdrückeinheit 71 kürzer als die axiale Länge D4 des Statorkerns 2. Dementsprechend wird, wie in 11 gezeigt ist, der erste Spuleneinführungsschritt P23 durch den Zustand, in dem sich sowohl die vorstehenden Zähne 62 der Positioniereinheit 61 als auch die Hineindrückzähne 72 der Spulenhinausdrückeinheit 71 durch die Einhängspalte 52 erstrecken und in den Innenumfangsöffnungen 22a der Schlitze 22 platziert sind, durchgeführt. Das heißt, der erste Spuleneinführungsschritt P23 wird derart durchgeführt, dass sich während des Schrittes mindestens die vorstehenden Zähne 62 der Positioniereinheit 61 oder die Hineindrückzähne 71 der Spulenhinausdrückeinheit 71 durch die Einhängspalte 52 erstrecken und in den Innenumfangsöffnungen 22a der Schlitze 22 platziert sind. Dementsprechend kann der erste Spuleneinführungsschritt P23 durchgeführt werden, während die Relativpositionsbeziehung zwischen den Einhängspalten 52 und den Schlitzen 22 auf geeignete Weise beibehalten wird. Dies ist insbesondere effektiv bei der Spuleneinführungsvorrichtung 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei der die Positionen der offenen Enden der Blätter 51 in dem ersten Spuleneinführungsschritt P23 wie vorher beschrieben nicht ohne weiteres genau fixiert werden können.
12 zeigt die letzte Phase des Spuleneinführungsschritts P23. Wie in der Figur gezeigt, wird bei diesem Beispiel in dem ersten Spuleneinführungsschritt P23 die Spulenhinausdrückeinheit 71 schließlich entlang der axialen Richtung L an die Position nach oben bewegt, an der das obere Ende des Hauptkörpers 71a mit dem oberen Ende des Statorkerns 2 ausgerichtet ist. Somit werden die Verbindungsabschnitte 35c der jeweiligen ringförmigen Leiter 35 nach einer Verformung so positioniert, dass sie in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen. In diesem Zustand befindet sich die Positioniereinheit 61 oberhalb der oberen Enden der Blätter 51 und in Bezug auf die Spulenhalteeinheit 50 auf der Seite der ersten axialen Richtung L1. In dieser Phase befinden sich die Verbindungsabschnitte 35c weiterhin in der radialen Richtung R weiter innen als die Blätter 51. Die Verbindungsabschnitte 35c dienen schließlich als die Zwischenabschnitte 31, die den Spiralspulenendabschnitt 32 des ersten Spulenabschnitts 3a bilden. Die Verbindungsabschnitte 35c sind so positioniert, dass sie in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen, und zur selben Zeit werden die ersten Abschnitte 35a, die zweiten Abschnitte 35b und die peripheren Abschnitte derselben in den ringförmigen Leitern 35 in die Schlitze 22 eingeführt.
Bei diesem Beispiel werden alle Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35, die den ersten Spulenabschnitt 3a der drei Phasen bilden, gemeinsam positioniert, so dass sie in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen, und die ersten Abschnitte 35a, die zweiten Abschnitte 35b und die peripheren Abschnitte für die drei Phasen werden gemeinsam in die Schlitze 22 eingeführt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind in dem ersten Spulenverformungsschritt P22 die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 bereits zu der Form verformt worden, die der des Spulenendabschnitts 32 des ersten Spulenabschnitts 3a nach einer Wicklung der ringförmigen Leiter 35 an dem Statorkern 2 nahekommt. Dies erleichtert ein Einführen der ringförmigen Leiter 35 in die Schlitze 22 in dem darauffolgenden ersten Spuleneinführungsschritt P23. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Variation der Größe des Spulenendabschnitts 32 auf beiden Seiten in der axialen Richtung L verringert, und diese Spulenendabschnitte 32 werden in Bezug auf die Größe geeignet ausgeglichen, so dass ein Auftreten eines Falles, dass sich die ringförmigen Leiter 35 verfangen, etc. effektiv unterdrückt werden kann und die ringförmigen Leiter 35 ohne Weiteres in die Schlitze 22 eingeführt werden können. Da die räumliche Dichte des Verbindungsabschnitts 35c erhöht wird, kann die Größe der Spulenendabschnitte 32 in dem fertiggestellten Stator 1 im Vergleich zu herkömmlichen Beispielen verringert werden. Da der erste Spuleneinführungsschritt P23 durchgeführt werden kann, während die Relativpositionsbeziehung zwischen den Einhängspalten 52 und den Schlitzen 22 geeignet beibehalten wird, können die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b der ringförmigen Leiter 35 zuverlässig in die Schlitze 22 eingeführt werden.
3-2-4. Erster Spulenbildungsschritt
Der erste Spulenbildungsschritt P24 ist der Schritt zum Formen der Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35, die in die Schlitze 22 eingeführt werden. Wie in 13 gezeigt, werden in dem ersten Spulenbildungsschritt P24 die Verbindungsabschnitte 35c so verformt, dass sie unter Verwendung einer vorbestimmten Formvorrichtung (nicht gezeigt) in der radialen Richtung R nach außen gedrückt werden. Somit wird der in 1 gezeigte Spiralspulenendabschnitt 32 in dem ersten Spulenabschnitt 3a ausgebildet.
3-3. Spulenzusammendrückschritt
Der Spulenzusammendrückschritt P30 ist der Schritt zum Zusammendrücken des in den Schlitzen 22 angeordneten Abschnitts des ersten Spulenabschnitts 3a, der in dem ersten Spulenwicklungsschritt P20 an dem Statorkern 2 gewickelt wurde, und der Abschnitt wird in der radialen Richtung R zusammengedrückt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Spulenzusammendrückschritt P30 nach dem ersten Spulenwicklungsschritt P20 in dem Zustand durchgeführt, in dem der Statorkern 2 mit dem daran gewickelten ersten Spulenabschnitt 3a von der Spuleneinführungsvorrichtung 5 abgenommen und an einer anderen Vorrichtung (in 14 durch die gestrichelte Linie schematisch gezeigt), die sich von der Spuleneinführungsvorrichtung 5 unterscheidet, angebracht worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Positioniereinheit 61 ebenfalls gemäß dem Statorkern 2 bewegt.
Wie in 14 gezeigt, wird in dem Spulenzusammendrückschritt P30, wenn der Statorkern 2 fixiert ist, die Positioniereinheit 61 in der axialen Richtung L mindestens zwischen dem Ende des Statorkerns 2 auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 und dem Ende des Statorkerns 2 auf der Seite der zweiten axialen Richtung L2 bewegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Positioniereinheit 61 von der Position aus, an der sich das untere Ende der Positioniereinheit 61 oberhalb des oberen Endes des Statorkerns 2 befindet, zu der Position, an der das untere Ende der Positioniereinheit 61 mit dem unteren Ende des Statorkerns 2 ausgerichtet ist, in der axialen Richtung L zu der Seite der zweiten axialen Richtung L2 bewegt. Auf diese Weise wird die Positioniereinheit 61 entlang der gesamten Länge des Statorkerns 2 in der axialen Richtung L bewegt. Der Statorkern 2 kann in der axialen Richtung L bewegt werden, während die Positioniereinheit 61 festgehalten wird.
Wie vorher beschrieben, weist jeder vorstehende Zahn 62 der Positioniereinheit 61 an seinem äußeren Ende in der radialen Richtung R den verbreiterten Abschnitt 62a auf. Die radiale Endfläche 62b des vorstehenden Zahns 62 (des verbreiterten Abschnitts 62a) weist eine Breite in der Umfangsrichtung C auf, die der Breite des Schlitzes 22 in der Umfangsrichtung C entspricht, und wird so platziert, dass sie sich in dem zentralen Abschnitt des Schlitzes 22 in der radialen Richtung R befindet. Dementsprechend wird in dem Spulenzusammendrückschritt P30 die Positioniereinheit 61 entlang der gesamten Länge des Statorkerns 2 in der axialen Richtung L bewegt, wodurch ein Teil des ersten Spulenabschnitts 3a, der sich in jedem Schlitz 22 befindet, durch die radiale Endfläche 62b jedes vorstehenden Zahns 62 von der Innenumfangsöffnung 22a des Schlitzes 22 zu dem Inneren des Schlitzes 22 hinausgedrückt werden kann (zu dem Boden des Schlitzes 22; bei diesem Beispiel in der radialen Richtung R nach außen) (siehe 15). Somit kann dieser Teil des ersten Spulenabschnitts 3a in jedem Schlitz 22 in der radialen Richtung R zusammengedrückt werden. Dies kann die Dichte des ersten Spulenabschnitts 3a in jedem Schlitz 22 erhöhen und den Füllfaktor desselben erhöhen.
Darüber hinaus kann in jedem Schlitz 22 auf einer Seite der Innenumfangsöffnung 22a des Schlitzes 22, das heißt, weiter innen in der radialen Richtung R als die radiale Endfläche 62b, ein Raum zum Platzieren des zweiten Spulenabschnitts 3b geschaffen werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Raum zum Platzieren des zweiten Spulenabschnitts 3b als ein Raum geschaffen werden, der ein Volumen aufweist, das ähnlich zu dem ist, in dem der erste Spulenabschnitt 3a platziert ist. Dies ermöglicht, dass der erste Spulenabschnitt 3a und der zweite Spulenabschnitt 3b, die schließlich so platziert werden, dass sie in der radialen Richtung R benachbart sind, gleichmäßig in jedem Schlitz 22 angeordnet werden können. Darüber hinaus kann dies ferner eine Reibung zwischen den ringförmigen Leitern 35 des ersten Spulenabschnitts 3a und des zweiten Spulenabschnitts 3b etc. unterdrücken, wenn die ringförmigen Leiter 35 des zweiten Spulenabschnitts 3b in dem darauffolgenden zweiten Spuleneinführungsschritt P43 in die Schlitze 22 eingeführt werden, und eine Beschädigung der Spule 3 unterdrücken.
In diesem Fall weist bei der vorliegenden Ausführungsform jeder vorstehende Zahn 62 die abgeschrägte Fläche 62c zumindest an seinem Ende auf der Seite der zweiten axialen Richtung L2 auf (siehe 5). Dies ermöglicht, dass ein vorbestimmter Teil der ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a reibungslos entlang der abgeschrägten Fläche 62c in die Schlitze 22 hinausgedrückt werden kann, wenn die Positioniereinheit 61 zu der Seite der zweiten axialen Richtung L2 bewegt wird. Da das Ende jedes vorstehenden Zahns 62 in der axialen Richtung L aufgrund der abgeschrägten Fläche 62c abgerundet ist, kann ebenfalls eine Beschädigung der ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a effektiv unterdrückt werden, wenn dieses Ende die Leiter kontaktiert, die die Spule 3 bilden.
3-4. Zweiter Spulenwicklungsschritt
Der zweite Spulenwicklungsschritt P40 ist der Schritt zum Wickeln des zweiten Spulenabschnitts 3b der Spule 3 an dem Statorkern 2. In dem zweiten Spulenwicklungsschritt P40 werden die ringförmigen Leiter 35, die den zweiten Spulenabschnitt 3b bilden, in der Spulenhalteeinheit 50 platziert und in diesem Zustand durch die Spulenhinausdrückeinheit 71 in die Schlitze 22 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind die ringförmigen Leiter 35 des zweiten Spulenabschnitts 3b in der radialen Richtung R weiter innen platziert als die ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a, der bereits in dem ersten Spulenwicklungsschritt P20 an dem Statorkern 2 gewickelt wurde, nämlich, bezüglich der ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a auf der Seite der Innenumfangsöffnung 22b. Der zweite Spulenwicklungsschritt P40 weist einen zweiten Spulenplatzierungsschritt P41, einen zweiten Spulenverformungsschritt P42, einen zweiten Spuleneinführungsschritt P43 und einen zweiten Spulenbildungsschritt P44 auf. Die Schritte P41 bis P44 werden in dieser Reihenfolge durchgeführt.
Die Inhalte der einzelnen Schritte P41 bis P44 des zweiten Spulenwicklungsschritts P40 sind im Wesentlichen ähnlich zu denen der Schritte P21 bis P24 des ersten Spulenwicklungsschritts P20. Dementsprechend wird eine detaillierte Beschreibung der Schritte P41 bis P44 weggelassen.
Nach Ausführen des Spulenzusammendrückschritts P30 werden der Statorkern 2 und die Positioniereinheit 61 zwischen dem zweiten Spulenplatzierungsschritt P41 und dem zweiten Spulenverformungsschritt P42 in einer vorbestimmten Position an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht, (siehe 16). Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Positioniereinheit 61 zuerst an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht, und dann wird der Statorkern 2 an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht. Der Statorkern 2 und die Positioniereinheit 61 können jedoch nach Ausführung des Spulenzusammendrückschritts P30 gleichzeitig an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht werden. In diesem Zustand ist die Position des unteren Endes der Positioniereinheit 61 mit der des unteren Endes des Statorkerns 2 ausgerichtet. Dies ermöglicht, dass der darauffolgende zweite Spulenverformungsschritt P42 reibungslos durchgeführt werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird in dem darauffolgenden zweiten Spuleneinführungsschritt P43 die Positioniereinheit 61 synchron zu der Bewegung der Spulenhinausdrückeinheit 71 in der axialen Richtung in der axialen Richtung bewegt. Genauer gesagt wird die Positioniereinheit 61 von der Position aus, an der das untere Ende der Positioniereinheit 61 mit dem unteren Ende des Statorkerns 2 ausgerichtet ist (siehe 16), entlang der axialen Richtung L zu der Seite der ersten axialen Richtung L1 an die Position bewegt, an der sich das untere Ende der Positioniereinheit 61 oberhalb des oberen Endes des Statorkerns 2 befindet. Auf diese Weise wird die Positioniereinheit 61 entlang der gesamten Länge des Statorkerns 2 in der axialen Richtung L bewegt. Somit kann ein Teil des ersten Spulenabschnitt 3a, der sich in den Schlitzen 22 befindet, durch die radiale Endfläche 62b jedes vorstehenden Zahns 62 in einer Richtung von der Innenumfangsöffnung 22a des Schlitzes 22 zu dem Inneren des Schlitzes 22 gepresst werden. In diesem Fall kann insbesondere der erste Spulenabschnitts 3a, der sich nach einem Zusammendrücken in dem Spulenzusammendrückschritt P30 aufgrund einer Elastizität in gewissem Maße ausdehnen kann, durch die radialen Endflächen 62b in der radialen Richtung R gepresst und erneut zusammengedrückt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann, da jeder vorstehende Zahn 62 ebenfalls die abgeschrägte Fläche 62c an dem Ende auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 aufweist, eine Beschädigung der ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a auch während des erneuten Zusammendrückens effektiv unterdrückt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Spulenhinausdrückeinheit 71 in dem zweiten Spuleneinführungsschritt P43 bewegt wird, die Keilhochdrückeinheit 82 ebenfalls synchron zu der Spulenhinausdrückeinheit 71 entlang der axialen Richtung L bewegt. Somit werden die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 verformt, und zur selben Zeit werden die Keile 25 zu einer vorbestimmten Position unterhalb der unteren Endfläche des Statorkerns 2 hochgedrückt. Dann wird in dem zweiten Spuleneinführungsschritt P43 die Keilhochdrückeinheit 82 ebenfalls synchron zu der Spulenhinausdrückeinheit 71 entlang der axialen Richtung L bewegt. Somit werden, wie in 17 gezeigt, die ersten Abschnitte 35a und die zweiten Abschnitte 35b in die Schlitze 22 eingeführt, und zur selben Zeit werden die Keile 25 ebenfalls in die Schlitze 22 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spulenhinausdrückeinheit 71 schließlich an die Position bewegt, an der sich die Position der oberen Endfläche derselben oberhalb der oberen Endfläche des Statorkerns 2 befindet. Bei diesem Beispiel werden die Spulenhinausdrückeinheit 71 und die Keile 25 an die Positionen bewegt, an denen die oberen Enden der Keile 25 mit der oberen Endfläche des Statorkerns 2 in der axialen Richtung L ausgerichtet sind.
Somit werden die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 nach einer Verformung so positioniert, dass sie in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen. Die Innenumfangsöffnungen 22a der Schlitze 22 werden durch die Keile 25 verschlossen, und die Spule 3 (der erste Spulenabschnitt 3a und der zweite Spulenabschnitt 3b) wird nach einer Einführung in die Schlitze 22 durch die Keile 25 von der Innenseite des Statorkerns 2 aus in der radialen Richtung R gehalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Keilhochdrückeinheit 82 synchron zu der Spulenhinausdrückeinheit 71 verschoben. Dementsprechend ist die vorliegende Ausführungsform dahingehend vorteilhaft, dass die Keile 25 ohne Weiteres in die Schlitze 22 eingeführt werden können, während die ringförmigen Leiter 35 in Richtung der Böden der Schlitze 22 gepresst werden (in Richtung der den Innenumfangsöffnungen 22a gegenüberliegenden Seite; bei diesem Beispiel in Richtung der Außenseite des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R).
Danach wird der Statorkern 2 mit der daran gewickelten Spule 3 von der Spuleneinführungsvorrichtung 5 abgenommen, wodurch der Stator 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform fertiggestellt wird. Wie vorher beschrieben, kann das Verfahren zum Herstellen eines Stators gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Beschädigung der Spule 3 unterdrücken. Darüber hinaus kann das Verfahren zum Herstellen eines Stators gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Füllfaktor mindestens des ersten Spulenabschnitts 3a erhöhen. In diesem Fall ermöglicht ein Vornehmen einer geringfügigen Verbesserung der Spuleneinführungsvorrichtung 5 mit einer herkömmlich verwendeten Konfiguration durch Vorsehen des verbreiterten Abschnitts 62a in jedem vorstehenden Zahn 62, dass der Stator 1 mit der in zwei Sätzen gewickelten Spule 3 ohne wesentliche Änderung des Herstellungsprozesses hergestellt werden kann. Das heißt, verschiedene vorher beschriebene Effekte können erhalten werden, indem die geringfügige Verbesserung der Spuleneinführungsvorrichtung 5 mit einer herkömmlich verwendeten Konfiguration vorgenommen wird, ohne die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung 5 kompliziert zu gestalten.
4. Andere Ausführungsformen
Schließlich werden im Folgenden andere Ausführungsformen der Spuleneinführungsvorrichtung und des Verfahrens zum Herstellen eines Stators unter Verwendung derselben gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in Verbindung mit jeder der vorliegenden Ausführungsformen offenbarte Konfiguration kann mit einer beliebigen der Konfigurationen kombiniert werden, die in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen offenbart sind, solange kein Widerspruch entsteht.

(1) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem die radiale Endfläche 6 jedes vorstehenden Zahns 62 so platziert ist, dass sie sich in dem mittleren Abschnitt des entsprechenden Schlitzes 22 in der radialen Richtung R befindet. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die radiale Endfläche 62b jedes vorstehenden Zahns 62 kann sich an einer beliebigen Position in dem Schlitz 22 befinden, so lange die radiale Endfläche 62b einen vorbestimmten Teil der ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a in der radialen Richtung R pressen bzw. drücken oder zusammendrücken kann. Beispielsweise kann die radiale Endfläche 62b jedes vorstehenden Zahns 62 in dem Schlitz 22 in dem Bereich von 1/3 bis 2/3 des Schlitzes 22 in der radialen Richtung R (dem mittleren Bereich in dem Fall, dass der Schlitz 22 in der radialen Richtung R in drei gleiche Bereiche unterteilt wird) etc. positioniert werden.
(2) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem der verbreiterte Abschnitt 62a jedes vorstehenden Zahns 62 in der axialen Richtung L betrachtet mit einer im Wesentlichen rechtwinkligen Form ausgebildet ist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, der verbreiterte Abschnitt 62a kann im Querschnitt eine beliebige Form aufweisen. Beispielsweise kann der verbreiterte Abschnitt 62a im Querschnitt eine dreieckige, kreisförmige oder elliptische Form aufweisen.
(3) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem die abgeschrägte Fläche 62c jedes vorstehenden Zahns 62 so ausgebildet ist, dass sie im Querschnitt bogenförmig ist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die abgeschrägte Fläche 62c jedes vorstehenden Zahns 62 kann im Querschnitt entlang der radialen Richtung R z. B. in Form einer geraden Linie, einer gebogenen Linie oder einer anderen Kurve als der Bogen vorliegen.
(4) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem jeder vorstehende Zahn 62 die abgeschrägten Flächen 62c an seinen beiden Enden in der axialen Richtung L aufweist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, es ist bevorzugt, wenn die ringförmigen Leiter 35 des zweiten Spulenabschnitts 3b in die Schlitze 22 eingeführt werden können, während die ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a zumindest in dem zweiten Spuleneinführungsschritt S43 reibungslos in den Schlitzen 22 in die radiale Richtung R gedrückt werden. Somit kann jeder vorstehende Zahn 62 die abgeschrägte Fläche 62c lediglich auf einer Seite in der axialen Richtung L aufweisen (bei diesem Beispiel auf der Seite der ersten axialen Richtung L1). Alternativ dazu ist ebenfalls bevorzugt, wenn die ringförmigen Leiter 35 des ersten Spulenabschnitts 3a lediglich in dem Spulenzusammendrückschritt P30 reibungslos in die Schlitze 22 gedrückt werden können. Somit kann jeder vorstehende Zahn 62 lediglich auf einer Seite in der axialen Richtung L (bei diesem Beispiel auf der Seite der zweiten axialen Richtung L2) die abgeschrägte Fläche 62c aufweisen. Alternativ dazu kann jeder der vorstehenden Zähne 62 keine abgeschrägte Fläche 62c aufweisen, sondern auf beiden Seiten in der axialen Richtung L abgewinkelte Enden aufweisen.
(5) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem in dem Spulenzusammendrückschritt P30 die Positioniereinheit 61 entlang der axialen Richtung L an die Position bewegt wird, an der das untere Ende der Positioniereinheit 61 mit dem unteren Ende des Statorkerns 2 ausgerichtet ist, so dass der Spulenzusammendrückschritt P30 mit einer minimalen erforderlichen Betätigung durchgeführt wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Positioniereinheit 61 kann an die Position bewegt werden, an der sich die untere Endfläche der Positioniereinheit 61 unterhalb der unteren Endfläche des Statorkerns 2 befindet. Die Positioniereinheit 61 kann zu der Position bewegt werden, an der sich das obere Ende der Positioniereinheit 61 unterhalb des unteren Endes des Statorkerns 2 befindet, so dass die Positioniereinheit 61 vollständig durch den Statorkern 2 bewegt wird.
(6) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem der Spulenzusammendrückschritt P30 zwischen dem ersten Spulenwicklungsschritt P20 (dem ersten Spulenbildungsschritt P24) und dem zweiten Spulenwicklungsschritt P40 (dem zweiten Spulenplatzierungsschritt P41) durchgeführt wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, wie beispielsweise in 18 gezeigt, kann der Spulenzusammendrückschritt P30 während des zweiten Spulenwicklungsschritts P40 durchgeführt werden. Genauer gesagt kann der Spulenzusammendrückschritt P30 nach dem zweiten Spulenplatzierungsschritt P41 durchgeführt werden, wenn sowohl der Statorkern 2 als auch die Positioniereinheit 61 an der Spuleneinführungsvorrichtung 5 angebracht sind. In diesem Fall befindet sich in dem Spulenzusammendrückschritt P30 die Positioniereinheit 61 bezüglich der Spulenhalteeinheit 50 und des Statorkerns 2 anfangs auf der Seite der ersten axialen Richtung L1 (siehe 19), und die Positioniereinheit 61 wird entlang der axialen Richtung zu der Seite der zweiten axialen Richtung L2 an die Position bewegt, an der das untere Ende der Positioniereinheit 61 mit dem unteren Ende des Statorkerns 2 ausgerichtet ist (siehe 20). In diesem Fall befindet sich nach Abschluss des Spulenzusammendrückschritts P30 die Positioniereinheit 61 an der Position, an der das untere Ende derselben mit dem unteren Ende des Statorkerns 2 ausgerichtet ist. Solch eine Position der Positioniereinheit 61 stimmt mit der der Positioniereinheit 61 in dem zweiten Spulenverformungsschritt P42 überein (siehe 9, die den ersten Spulenverformungsschritt P22 zeigt). Das heißt, dieses Beispiel ist dahingehend vorteilhaft, dass der Spulenzusammendrückschritt P30 während einer Reihe von rationellen Operationen in einer Übergangsphase von dem zweiten Spulenplatzierungsschritt P41 zu dem zweiten Spulenverformungsschritt P42 in dem zweiten Spulenwicklungsschritt P40 durchgeführt werden kann. In diesem Fall wird die Positioniereinheit 61 in dem darauffolgenden zweiten Spulenwicklungsschritt P43 ebenfalls synchron zu der Bewegung der Spulenhinausdrückeinheit 71 in der axialen Richtung L in der axialen Richtung L bewegt. Somit können die ringförmigen Leiter 35 des zweiten Spulenabschnitts 3b in die Schlitze 22 eingeführt werden, während der Teil des ersten Spulenabschnitts 3a, der sich in den Schlitzen 22 befindet, mit der radialen Endfläche 62b jedes vorstehenden Zahns 62 in der Richtung von der Innenumfangsöffnung 22a des Schlitzes 22 zu dem Inneren des Schlitzes 22 gedrückt und erneut zusammengedrückt wird.
(7) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem sowohl in dem Spulenzusammendrückschritt P30 als auch in dem zweiten Spuleneinführungsschritt P43 der Teil des ersten Spulenabschnitts 3a, der sich in den Schlitzen 22 befindet, von der Positioniereinheit 61 in der radialen Richtung R gedrückt oder zusammengedrückt wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, wenn die vorliegende Erfindung derart ausgebildet ist, dass der erste Spulenabschnitt 3a unter Verwendung der Positioniereinheit 61 zumindest in dem zweiten Spuleneinführungsschritt 43 in der radialen Richtung R hinausgedrückt wird, kann der erste Spulenabschnitt 3a in dem Spulenzusammendrückschritt P30 unter Verwendung eines anderen Bauteils (eines speziell dafür vorgesehenen Zusammendrückbauteils), das eine Konfiguration oder Funktion aufweist, die ähnlich zu der des vorstehenden Zahns 62 (der verbreiterten Abschnitte 62a) ist, in der radialen Richtung R zusammengedrückt werden, ohne die Positioniereinheit 61 zu verwenden.
(8) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem in den Spulenplatzierungsschritten P21, P41 der erste Abschnitt 35a jedes ringförmigen Leiters 35 in einen der Einhängspalte 52 eingeführt wird und der zweite Abschnitt 35b desselben in den Einhängspalt 52 eingeführt wird, der sich fünf Schritte von dem Einhängspalt 52a entfernt befindet. Somit wird der Stator 1 hergestellt, bei dem die Spule 3 für jede Phase in einem wiederholten Muster von zwei Spulen pro Phase entlang der Umfangsrichtung C an dem Statorkern 2 gewickelt ist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 35a jedes ringförmigen Leiters 35 in einen der Einhängspalte 52 eingeführt werden, und der zweite Abschnitt 35b desselben kann in den Einhängspalt 52 eingeführt werden, der drei Schritte von dem Einhängspalt 52 entfernt ist. In diesem Fall kann der Stator 1 hergestellt werden, bei dem die Spule 3 für jede Phase in einem wiederholten Muster mit einer Spule pro Phase entlang der Umfangsrichtung C an dem Statorkern 2 gewickelt ist. Bei anderen Beispielen kann die Anzahl der Schritte zwischen dem Paar von Einhängspalten 52, in die der erste Abschnitt 35a und der zweite Abschnitt 35b des ringförmigen Leiters 35 eingeführt werden, gemäß der Art und Weise, auf die die Spule 3 für jede Phase an dem Statorkern 2 gewickelt wird, variiert werden.
(9) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem sowohl der erste Spulenwicklungsschritt P20 als auch der zweite Spulenwicklungsschritt P40 den Spulenplatzierungsschritt P21, P41, den Spulenverformungsschritt P22, P42, den Spuleneinführungsschritt P23, P43 und den Spulenbildungsschritt P24, P44 aufweist. Die Konfiguration der Spuleneinführungsvorrichtung 5 und des Verfahrens zum Herstellen eines Stators, die in Verbindung mit der obigen Ausführungsform beschrieben wurden, sind besonders nützlich für die Konfiguration, bei der die Spulenverformungsschritte P22, P42 jeweils in dem ersten Spulenwicklungsschritt P20 und zum zweiten Spulenwicklungsschritt P40 durchgeführt werden. Anstatt den verbreiterten Abschnitt 62a an jedem vorstehenden Zahn 62 vorzusehen, kann die Spulenhinausdrückeinheit 71 in mehrere Einheiten unterteilt werden, und eine Konfiguration, die dem verbreiterten Abschnitt 62a entspricht, kann an den Hineindrückzähnen 72 einer der unterteilten Einheiten der Spulenhinausdrückeinheit 71 vorgesehen sein, wie beispielsweise in dem Abschnitt „TECHNISCHER HINTERGRUND” beschrieben. In diesem Fall wird jedoch die unterteilte Spulenhinausdrückeinheit 71, die vergleichsweise später betätigt wird, von der unterteilten Spulenhinausdrückeinheit 71 behindert, die vergleichsweise früher betätigt wird, und die Verbindungsabschnitte 35c der ringförmigen Leiter 35 des zweiten Spulenabschnitts 3b können nicht zwischen der Spulenhinausdrückeinheit 71 und der Positioniereinheit 61 verformt werden. Dies ist nicht bevorzugt, da der zweite Spiralspulenabschnitt 3b möglicherweise nicht ordnungsgemäß an dem Statorkern 2 gewickelt werden kann. In Anbetracht dessen ist insbesondere bevorzugt, den verbreiterten Abschnitt 62a an jedem vorstehenden Zahn 62 der Positioniereinheit 61 vorzusehen und den Spulenverformungsschritt P22, P42 sowohl in dem ersten Spulenwicklungsschritt P20 als auch in dem zweiten Spulenwicklungsschritt P40 durchzuführen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann auch derart konfiguriert sein, dass sowohl der erste Spulenwicklungsschritt P20 als auch der zweite Spulenwicklungsschritt P40 den Spulenverformungsschritt P22, P42 nicht aufweisen und lediglich den Spulenplatzierungsschritt P21, P41, den Spuleneinführungsschritt P23, P43 und den Spulenbildungsschritt P24, P44 aufweisen.
(10) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem die Keile 25 in dem zweiten Spuleneinführungsschritt P43 gleichzeitig mit den ersten Abschnitten 35a und den zweiten Abschnitten 35b der ringförmigen Leiter 35 in die Schlitze 22 eingeführt werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Keile 25 können in einem getrennt von dem zweiten Spuleneinführungsschritt P43 vorgesehenen Schritt in die Schlitze 22 eingeführt werden (in einem Keileinführungsschritt). Solch ein Keileinführungsschritt kann beispielsweise zwischen dem zweiten Spuleneinführungsschritt P43 und dem zweiten Spulenbildungsschritt P44 oder nach dem zweiten Spulenbildungsschritt P44 durchgeführt werden.
(11) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem der Spulenvorbereitungsschritt P10 und die darauffolgenden Schritte P20 bis P44 aufeinanderfolgend an demselben Ort durchgeführt werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, beispielweise kann der Spulenvorbereitungsschritt P10 an einem unterschiedlichen Ort in Bezug auf die Zeit und/oder den Ort durchgeführt werden, und die darauffolgenden Schritte P20 bis P44 können unter Verwendung der separat ausgebildeten ringförmigen Leiter 35 durchgeführt werden.
(12) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel einer Herstellung des Stators 1 mit der Spule 3 mit der Spiralspule 3 (den Spiralspulenabschnitten 3a, 3b) beschrieben. Anwendungen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf die Herstellung eines beliebigen Stators 1 mit der Spule 3 angewandt werden, bei der die Zwischenabschnitte 31 der Spulenendabschnitte 32, die in der axialen Richtung L von dem Statorkern 2 vorstehen, in der axialen Richtung L betrachtet in einem anderen Muster als dem Spiralmuster (z. B. einem Muster aus konzentrischen Kreisen) angeordnet sind, solange der Stator 1 mindestens eine in zwei Sätzen gewickelte Spule 3 aufweist.
(13) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel einer Herstellung des Stators 1 beschrieben, bei dem die Spule 3 durch Schleifenwicklung und verteilte Wicklung an dem Statorkern 2 gewickelt wird. Anwendungen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch bei der Herstellung des Stators 1 verwendet werden, bei dem die Spule 3 durch Wellenwicklung anstelle von Schleifenwicklung gewickelt wird, oder bei dem Stator 1, bei dem die Spule 3 durch konzentrierte Wicklung anstelle von verteilter Wicklung an dem Statorkern 2 gewickelt wird.
(14) Die obige Ausführungsform wurde in Bezug auf ein Beispiel einer Herstellung des Stators 1 für drehende elektrische Maschinen des Innenrotortyps beschrieben. Anwendungen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann ebenfalls bei der Herstellung des Stators 1 für drehende elektrische Maschinen des Außenrotortyps angewendet werden. In diesem Fall ist die Positionsbeziehung in der radialen Richtung R zwischen dem Statorkern 2 und der Positioniereinheit 61 etc. im Hinblick auf die obige Ausführungsform umgekehrt. Somit ist beispielsweise die radiale Endfläche 62b jedes vorstehenden Zahns 62 der Positioniereinheit 61 so ausgebildet, dass sie sich zu einer Position in dem Schlitz 22 erstreckt, die sich weiter innen befindet als die Öffnung (bei diesem Beispiel die Außenumfangsöffnung) des Schlitzes 22 (in Richtung des Bodens des Schlitzes 22; bei diesem Beispiel in Richtung der Innenseite des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R). In dem Spulenzusammendrückschritt P30 wird ein vorbestimmter Teil des ersten Spulenabschnitts 3a, der sich in den Schlitzen 22 befindet, in der Richtung von der Außenumfangsöffnung des Schlitzes zu dem Inneren des Schlitzes (bei diesem Beispiel zu der Innenseite des Statorkerns 2 in der radialen Richtung R) hinausgedrückt.
(15) Bezüglich anderer Konfigurationen sind die in der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen ebenfalls in jeder Hinsicht beispielhaft, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Konfigurationen, die nicht in den Ansprüchen beschrieben sind, können geeignet modifiziert werden, ohne von der Aufgabe der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann bevorzugt für ein Verfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule an einem Statorkern unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung und eine Spuleneinführungsvorrichtung für das Verfahren zum Herstellen eines Stators verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Statorkern
3: Spule
3a: erster Spulenabschnitt
3b: zweiter Spulenabschnitt
5: Spuleneinführungsvorrichtung
22: Schlitz
22a: Innenumfangsöffnung
23: Zahn
31: Spulenverbindungsabschnitt
32: Spulenendabschnitt
35: ringförmiger Leiter
35a: erster Abschnitt
35b: zweiter Abschnitt
35c: Verbindungsabschnitt
50: Spulenhalteeinheit
51: Blatt
52: Einhängspalt
52a: erster Einhängspalt
52a': erster Einhängspalt
52b: zweiter Einhängspalt
52b': zweiter Einhängspalt
54: Halteabschnitt
61: Positioniereinheit
62: vorstehender Zahn
62b: radiale Endfläche
62c: abgeschrägte Fläche
71: Spulenhinausdrückeinheit
C: Umfangsrichtung
L: axiale Richtung
R: radiale Richtung
Ps: eingestellte Position
D1: axiales Intervall zwischen Spulenhinausdrückeinheit und Positioniereinheit
D2: Gesamtlänge des ringförmigen Leiters in der axialen Richtung vor einer Verformung
P20: erster Spulenwicklungsschritt
P21: Spulenplatzierungsschritt
P22: Spulenverformungsschritt
P23: Spuleneinführungsschritt
P30: Spulenzusammendrückschritt
P40: zweiter Spulenwicklungsschritt
P41: Spulenplatzierungsschritt
P42: Spulenverformungsschritt
P43: Spuleneinführungsschritt

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Stators durch Wickeln einer Spule an einem Statorkern unter Verwendung einer Spuleneinführungsvorrichtung, wobei die Spule einen ersten Spulenabschnitt und einen zweiten Spulenabschnitt aufweist, die so platziert sind, dass sie bei einer Befestigung an dem Statorkern in einer radialen Richtung benachbart sind, die Spuleneinführungsvorrichtung eine Spulenhalteeinheit, die Blätter aufweist, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind und sich in einer axialen Richtung erstrecken, so dass sie jeweils Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen, eine Positioniereinheit, die zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern an den Blättern vorgesehen wird, und eine Spulenhinausdrückeinheit, die die in der Spulenhalteeinheit gehaltene Spule zu Schlitzen des Statorkerns hinausdrückt, aufweist und die Positioniereinheit vorstehende Zähne aufweist, die sich jeweils zwischen benachbarten Blättern erstrecken und entlang einer radialen Richtung zu dem Statorkern vorstehen, und derart ausgebildet ist, dass sich eine radialen Endfläche jedes der vorstehenden Zähne an einer Position in dem Schlitz befindet, die sich weiter innen befindet als eine Öffnung des Schlitzes, mit folgenden Schritten: einem ersten Spulenwicklungsschritt zum, wenn die ringförmigen Leiter des ersten Spulenabschnitts in der Spulenhalteeinheit platziert sind, Einführen der ringförmigen Leiter in die jeweiligen Schlitze durch die Spulenhinausdrückeinheit; und einem zweiten Spulenwicklungsschritt nach dem ersten Spulenwicklungsschritt zum, wenn die ringförmigen Leiter des zweiten Spulenabschnitts in der Spulenhalteeinheit platziert sind, Bewegen der Positioniereinheit in der axialen Richtung zumindest von einem Ende des Statorkerns in der axialen Richtung zu dem anderen Ende des Statorkerns in der axialen Richtung und Einführen der ringförmigen Leiter in die jeweiligen Schlitze durch die Spulenhinausdrückeinheit, während ein Teil des ersten Spulenabschnitts, der sich in den Schlitzen befindet, von den radialen Endflächen der vorstehenden Zähne in eine Richtung von der Öffnung des Schlitzes zu einem Inneren des Schlitzes gedrückt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Stators gemäß Anspruch 1, bei dem jeder von Spulenendabschnitten des ersten Spulenabschnitts und des zweiten Spulenabschnitts, der in der axialen Richtung des Statorkerns von dem Statorkern vorsteht, Zwischenabschnitte aufweist, die unterschiedliche Schlitze des Statorkerns verbinden und sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns erstrecken, jeder der Zwischenabschnitte derart platziert ist, dass ein Ende des Zwischenabschnitts in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung weiter innen angeordnet ist als ein beliebiger anderer der Zwischenabschnitte, die sich in der Umfangsrichtung an derselben Position wie der Zwischenabschnitt befinden, und dass sich das andere Ende in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung weiter außen befindet als ein beliebiger anderer der Zwischenabschnitte, die sich in der Umfangsrichtung an derselben Position wie der Zwischenabschnitt befinden, und der erste Spulenwicklungsschritt und der zweite Spulenwicklungsschritt jeweils einen Spulenplatzierungsschritt zum Platzieren der ringförmigen Leiter in der Spulenhalteeinheit, in dem die ringförmigen Leiter derart platziert werden, dass ein erster Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter in einen ersten Einhängspalt, der zwischen den Blättern ausgebildet ist, eingeführt wird, ein zweiter Abschnitt desselben in einen zweiten Einhängspalt, der sich einen vorbestimmten Wickelschritt von dem ersten Einhängspalt entfernt befindet, eingeführt wird und sich ein Verbindungsabschnitt, der den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt jedes der ringförmigen Leiter verbindet, in Berg auf den ersten Abschnitt eines beliebigen anderen der ringförmigen Leiter, der so positioniert ist, dass er in der axialen Richtung betrachtet den Verbindungsabschnitt überlappt, in der axialen Richtung auf einer Seite erstreckt, einen Spulenverformungsschritt nach dem Spulenplatzierungsschritt zum Bewegen der Spulenhinausdrückeinheit in der axialen Richtung entlang der Blätter zu einer eingestellten Position, an der ein axiales Intervall zwischen der Positioniereinheit und der Spulenhinausdrückeinheit kürzer ist als eine Gesamtlänge der ringförmigen Leiter in der axialen Richtung vor einer Verformung, wobei eine Position der Positioniereinheit bezüglich der Spulenhalteinheit fixiert ist, so dass die Verbindungsabschnitte der ringförmigen Leiter verformt werden, und einen Spuleneinführungsschritt nach dem Spulenverformungsschritt zum weiter Bewegen der Spulenhinausdrückeinheit in der axialen Richtung zum Einführen der ersten Abschnitte und der zweiten Abschnitte der ringförmigen Leiter in die Schlitze aufweisen.
Verfahren zum Herstellen eines Stators gemäß Anspruch 2, bei dem ein Ende der Spulenhalteeinheit auf einer Seite einer ersten axialen Richtung, die eine Seite der Spulenhalteeinheit in der axialen Richtung ist, offenen Enden der Blätter entspricht und die Spulenhalteeinheit einen Halteabschnitt aufweist, der die Blätter auf einer Seite einer zweiten axialen Richtung, die bezüglich der offenen Enden die andere Seite der Spulenhalteeinheit in der axialen Richtung ist, integral hält, der Spulenplatzierungsschritt in dem zweiten Spulenwicklungsschritt nach dem ersten Spulenwicklungsschritt durchgeführt wird, wobei die Positioniereinheit in Bezug auf die Spulenhalteeinheit auf der Seite der ersten axialen Richtung angeordnet ist, und zwischen dem Spulenplatzierungsschritt des zweiten Spulenwicklungsschritts und dem Spulenverformungsschritt des zweiten Spulenwicklungsschritts die Positioniereinheit in der axialen Richtung von einer Position auf der Seite der ersten axialen Richtung in Bezug auf die Spulenhalteeinheit zu einer Position, an der ein Ende der Positioniereinheit auf der Seite der zweiten axialen Richtung mit dem Ende des Statorkerns auf der Seite der zweiten axialen Richtung ausgerichtet ist, oder zu einer Position, die sich in Bezug auf die Position, an der das Ende der Positioniereinheit auf der Seite der zweiten axialen Richtung mit dem Ende des Statorkerns auf der Seite der zweiten axialen Richtung ausgerichtet ist, auf der Seite der zweiten axialen Richtung befindet, zu der Seite der zweiten axialen Richtung bewegt wird und in dem Spuleneinführungsschritt des zweiten Spulenwicklungsschritts die Positioniereinheit in der axialen Richtung zu der Seite der ersten axialen Richtung bewegt wird.
Spuleneinführungsvorrichtung zum Wickeln einer Spule an einem Statorkern mit: einer Spulenhalteeinheit, die Blätter aufweist, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind und sich in einer axialen Richtung erstrecken, so dass sie jeweils Zähnen des Statorkerns gegenüberliegen; einer Positioniereinheit, die zum Einstellen einer Positionsbeziehung zwischen den Blättern an den Blättern vorgesehen wird; und einer Spulenhinausdrückeinheit, die die in der Spulenhalteeinheit gehaltene Spule zu den Schlitzen des Statorkerns hinausdrückt, bei der die Positioniereinheit vorstehende Zähne aufweist, die sich jeweils zwischen benachbarten der Blätter erstrecken und entlang einer radialen Richtung zu dem Statorkern vorstehen, und die Positioniereinheit derart ausgebildet ist, dass sich, wenn die Positioniereinheit in der axialen Richtung an derselben Position wie der Statorkern platziert ist, eine radiale Endfläche jedes der vorstehenden Zähne an einer Position in dem Schlitz befindet, die sich weiter innen als eine Öffnung des Schlitzes befindet.
Spuleneinführungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die radiale Endfläche eine Breite in der Umfangsrichtung aufweist, die einer Breite des Schlitzes in der Umfangsrichtung entspricht, und die radiale Endfläche an einer Position in der radialen Richtung platziert ist, die eine Querschnittsfläche des Schlitzes senkrecht zu der axialen Richtung in zwei gleiche Teile unterteilt.
Spuleneinführungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der der vorstehende Zahn eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich von der Öffnung des Schlitzes zu einem Inneren des Schlitzes erstreckt, während sich die abgeschrägte Fläche von einem Ende des vorstehenden Zahns in der axialen Richtung zu einem mittleren Abschnitt des vorstehenden Zahns in der axialen Richtung erstreckt.