JP2004297879A - 拡張フォーマおよびコイル成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】相間絶縁紙を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置へコイルの拡張成形を行うことができる拡張フォーマおよびコイルの成形方法を提供すること。
【解決手段】拡張フォーマ１０に、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部１１と、当接部１１から突出した突起部１２とを形成し、突起部１２は、当接部１１のステータコア側端部に設ける。そして、この拡張フォーマ１０を、ステータコアの内周面よりも内側に配置し、その状態からステータコアの外周方向へ移動させた後、ステータコアの軸方向であってステータコアから離れる方向へ移動させて、コイルの拡張成形を行う。
【選択図】 図６
【解決手段】拡張フォーマ１０に、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部１１と、当接部１１から突出した突起部１２とを形成し、突起部１２は、当接部１１のステータコア側端部に設ける。そして、この拡張フォーマ１０を、ステータコアの内周面よりも内側に配置し、その状態からステータコアの外周方向へ移動させた後、ステータコアの軸方向であってステータコアから離れる方向へ移動させて、コイルの拡張成形を行う。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアのスロットに挿入されたコイルをステータコアの外周方向へ拡張成形するための拡張フォーマおよびコイルの成形方法に関する。さらに詳細には、十分な相間絶縁性を確保することができる位置へコイルの拡張成形を行うことができる拡張フォーマおよびコイルの成形方法に関するものである。特に、相間絶縁紙を自動挿入してステータを製造する場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からステータの製造工程においては、ステータのスロットにコイルを挿入して、その後、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部をステータコアの外周方向へ拡張成形する工程がある。このような工程が必要になるのは、初回のコイル挿入に際しては、スロットには絶縁物以外には何もないので、コイルの挿入が妨げられることはないが、次相のコイルを挿入する際に、既にスロットに挿入されたコイルが邪魔にならないようにするためである。
【０００３】
そして、コイルの拡張成形を行う際に、コイルを傷つけてしまうと絶縁不良となってしまうため、コイルに傷をつけないようにコイルを拡張成形する必要がある。そこで、コイルに傷をつけずに拡張成形を行うための方法が色々と提案されている。そのうちの１つとして、例えば、特開平１１−２７８８９号公報に開示されたものが挙げられる。この拡張成形方法は、図１２に示すように、ステータ（固定子鉄心）のスロットに挿入された固定子コイル１０１のコイルエンド部の一部を内周側から外周側に押圧する複数個の拡張フォーマ（成形型）１００を設け、 複数回に分けて挿入された固定子コイルのうち、最後に挿入された固定子コイルを除く各固定子コイルが挿入される毎に、順次、拡張フォーマ（成形型）１００により拡張成形を施して行くようになっている。
【０００４】
このように拡張フォーマ（成形型）１００を用いて、既にスロットに挿入されたコイルのコイルエンドにおける次のコイルが挿入されるスロット位置に相当するコイルエンド部を、ステータ（固定子鉄心）の内周より外周に向かって放射状に拡開成形することにより、コイルを傷をつけることなく拡張成形することができるようになっている。また、この拡張成形により、次相のコイルを挿入する際に、既にスロットに挿入されたコイルが邪魔にならないようにされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２７８８９号公報（第２〜３頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特開平１１−２７８８９号公報に開示された技術では、スロットに挿入されたコイルのすべてを正常に拡張成形することができないという問題があった。すなわち、図１３に示すように数本のコイルが正常に拡張されずに変形してしまうのである。このように正常に拡張成形されずに変形したコイル（以下、「はぐれコイル」という）１０１ａは、相間絶縁紙１０２を挿入した際に相間絶縁紙１０２から外れてしまい、次相のコイルと接触しまう。そうなると、相間絶縁性が低下してしまう。
【０００７】
また、拡張フォーマ（成形型）１００がはぐれコイル１０１ａを踏み潰してしまい、図１４に示すように、はぐれコイル１０１ａがコイル拡張成形後にステータコアのスロットを横切るような形で残ってしまう場合もあった。この場合にも、相間絶縁紙１０２を挿入したときに、相間絶縁紙１０２からはぐれコイル１０１ａがはみ出すため、次相のコイルと接触して相間絶縁性が低下してしまう。つまり、上記した特開平１１−２７８８９号公報に開示された技術では、各相コイル同士が接触してしまって、相間絶縁性を確保することができないおそれがあったのである。
【０００８】
特に、このようなことはハイブリッド車駆動用のモータで特に問題となる。なぜなら、ハイブリッド車駆動用のモータは、動作領域が広いために使用電圧が高く、一般のモータよりもモータの絶縁性能に関する規格が厳しいからである。また、ハイブリッド車駆動用のモータは、コスト低減のために高回転化の傾向があり、今後ますます使用電圧が高くなる傾向になるからである。
【０００９】
このため、はぐれコイルが発生して相間絶縁が確保できていない場合には、手直しをする必要があった。ここで、手作業により相間絶縁紙を挿入する場合であれば、相間絶縁紙を挿入する際にはぐれコイルの手直しをすればよい。
【００１０】
ところが、相間絶縁紙を自動挿入する場合、はぐれコイルが発生すると相関絶縁紙の挿入とは別に手直しを行う必要がある。このため、相関絶縁紙を自動挿入しても、はぐれコイルの手直しを行う必要が生じるため、相関絶縁紙を手作業で挿入する場合と比べて生産効率の変化がほとんどない。これでは、生産効率の向上を図るために相間絶縁紙の自動挿入化を図る意味がなくなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、相間絶縁紙を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置へコイルの拡張成形を行うことができる拡張フォーマおよびコイルの成形方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る拡張フォーマは、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部をステータコアの外周方向へ拡張するための拡張フォーマにおいて、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部と、当接部から突出した突起部とを有し、突起部は、当接部のステータコア側端部に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
この拡張フォーマでは、当接部がステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部に当接する。そして、その状態でコイルの拡張成形が行われる。具体的には、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させることによりコイルの拡張成形が行われる。ここで、この拡張フォーマの当接部のステータコア側端部には、突起部が形成されている。このため、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させる際に、コイルエンド部が突起部にすくい上げられるようにして、コイルの拡張成形が行われる。したがって、コイル全体が正常に拡張されるので、拡張フォーマがコイルを踏みつぶすこともない。このため、はぐれコイルが発生しない。これにより、コイルの拡張成形後に相間絶縁紙を自動挿入しても、既にスロットに挿入されたコイルと次にスロットに挿入される次相コイルとが接触することがない。したがって、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００１４】
本発明に係る拡張フォーマにおいては、突起部は、コイルのコイルエンド部とステータコアとの間に入り込めるように縦断面形状が略三角形に形成されていることが望ましい。
【００１５】
このように突起部の縦断面形状を略三角形にすることにより、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させる際に、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を確実にすくい上げることができるからである。その結果として、はぐれコイルの発生を確実に防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る拡張フォーマにおいては、突起部と当接部との境界部は、両側端よりも中央が高くなるような凸形状をなしていることが望ましい。
【００１７】
こうすることにより、コイルの拡張成形時に拡張フォーマの当接部に当接しているコイルを持ち上げることができる。そして、このようにコイルを持ち上げることができる結果、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る拡張フォーマにおいては、突起部の両側端は、先端に向かって幅が狭くなるように面取りされていることが望ましい。
【００１９】
はぐれコイルのうちスロットを横切るようなものは、突起部ですくい上げることができない場合もある。そして、このようなスロットを横切るはぐれコイルは、拡張フォーマの両側端部付近に発生する。このため、拡張フォーマの両側端部を面取りして、内側に切り込むような形状とすることにより、はぐれコイルを踏みつぶさないようにすることができる。そして、はぐれコイル以外のコイルを拡張フォーマで拡張成形することにより、はぐれコイルも面取り部分に沿って持ち上げられる。つまり、はぐれコイルも他のコイルと同様の位置に拡張成形されるのである。はぐれコイルも他のコイルと繋がっているため、他のコイル部分が持ち上げられると、はぐれコイルもそれに引き連れられるようにして移動するからである。
【００２０】
また、本発明に係る拡張フォーマにおいては、当接部の反対端にも突起部が形成されていることが望ましい。
【００２１】
拡張フォーマにより、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を持ち上げると、相関絶縁紙を挿入した際にその相間絶縁性を乗り越える場合が生じてしまう。そうすると、相間絶縁性を確保することができなくなってしまう。そこで、拡張フォーマの反対端にも突起部を形成することにより、コイルの拡張成形時にコイルエンド部が持ち上がりすぎないように規制することができる。その結果、コイルエンド部が相間絶縁紙を乗り越えることを確実に防止することができるので、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００２２】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るコイルの成形方法は、上記したいずれか１つの拡張フォーマを用いてステータコアの外周方向へ拡張することを特徴とする。
【００２３】
このコイルの成形方法では、上記した拡張フォーマのいずれか１つを用いてコイルの拡張成形を行うので、相間絶縁紙を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００２４】
本発明に係るコイルの成形方法においては、コイルのコイルエンド部を拡張成形した後に、拡張フォーマをステータコアの軸方向であってステータコアから離れる方向に移動させることが望ましい。
【００２５】
このコイルの成形方法では、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させて拡張成形した後に、拡張フォーマをステータコアの軸方向であってステーコアから離れる方向に移動させるので、コイルエンド部をより持ち上げることができる。これにより、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００２６】
なお、この成形方法によりコイルの拡張成形を行う場合には、反対端にも突出部を形成した拡張フォーマを使用することが望ましい。上記したように、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を持ち上げると、相関絶縁紙を挿入した際にその相間絶縁紙を乗り越える場合が生じてしまうため、反対端にも突起部が形成された拡張フォーマを使用することにより、コイルの拡張成形時にコイルエンド部が持ち上がりすぎないように規制することができるからである。
【００２７】
また、本発明に係るコイルの成形方法においては、コイル拡張成形前に拡張フォーマをステータコアの内周面よりも内側に配置し、その後、拡張フォーマをステータコアの外周方向に移動させることが望ましい。
【００２８】
この拡張成形方法では、拡張フォーマをステータコアの内周面よりも内側から外周方向に移動させるので、コイルを踏みつぶすことなく、確実に突起部ですくい上げることができる。これにより、コイルを十分な相間絶縁性を確保することができる位置へ拡張成形することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の拡張フォーマおよびコイルの成形方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、相間絶縁紙が自動挿入されて製造されるステータの製造工程に本発明を適用したものである。
【００３０】
そこでまず、本発明を適用して製造されるステータについて、図１および図２を用いて説明する。図１は、ステータ５０の概略構成を示す縦断面図である。図２は、ステータコア５２の一部（１／４円弧分）を示す図であり、Ｕ相コイル５１Ｕ、およびＵ相コイル５１ＵとＶ相コイル５１Ｖとの相間絶縁を行うための相間紙６０を挿入した状態を示している。
【００３１】
このステータ５０は、図１に示すように、Ｕ相コイル５１Ｕ、Ｖ相コイル５１Ｖ、およびＷ相コイル５１Ｗを備える三相ステータである。このステータ５０は、ステータコア５２と、ステータコア５２に配設される上記した三相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗと、各コイルの相間（Ｕ相−Ｖ相間とＶ相−Ｗ相間）に配設される相間紙６０，６０とを備える。
【００３２】
ここで、ステータコア５２は、複数枚の鋼板が積層されて一体的に接着されて形成された円環形状のものである（図２参照）。そして、ステータコア５２の内周面には、図２に示すように、各相コイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗを配設させるための複数のスロット５３が所定の間隔をおいて形成されている。一方、各相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗは、エナメル線を巻回して形成されたものである。そして、これら各相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗが、相間紙６０を介してステータコア５２のスロット５３に挿入されるようになっている。なお、後述するように、相間紙６０が自動挿入されるため、コイルの拡張成形時に、はぐれコイルを発生させないようにすることが必要である。
【００３３】
そこで、コイルの拡張成形時に、はぐれコイルが発生しないようにするために以下に説明する拡張フォーマを用いたコイルの拡張成形を行う。まず、本実施の形態に係る拡張フォーマの概略構成を図３に示す。図３は、拡張フォーマを示す斜視図である。この拡張フォーマ１０は、図３に示すように、略直方体形状の成形型であり、当接部１１と突起部１２とを備えている。
【００３４】
当接部１１は、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうちステータコアからはみ出しているコイルエンド部に当接する箇所である。この当接部１１は、コイルと接触するためコイルに傷がつかないように、その表面は鏡面研磨が施されている。突起部１２は、図３において当接部１１の下端に形成され、コイルの拡張方向（ステータコアの外周方向）に出っ張っている。この突起部１２の縦断面形状は、図３に示すように、略三角形である。これにより、コイルを拡張成形する際に、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向へ移動させると、突起部１２の先端がコイルエンド部とステータコアとの間に入り込み、コイルのコイルエンド部を持ち上げることができるようになっている。
【００３５】
上記の構成を有する拡張フォーマ１０は、図４に示すように、円周状に配置されて使用される。図４は、拡張フォーマ１０の配置位置を示す平面図である。本実施の形態では、８箇所のコイルエンド部を同時に拡張成形するため、８個の拡張フォーマ１０が等間隔で配置される。具体的には、拡張フォーマは、コイル拡張成形装置に取り付けられることになる。
【００３６】
そこで、コイル拡張成形装置について、図５を用いて簡単に説明する。図５は、コイル拡張成形装置の概略構成を示す正面図である。コイル拡張成形装置には、図５に示すように、拡張フォーマ１０を保持するための拡張フォーマ保持部２０と、拡張フォーマ保持部２０と当接・離間するテーパ部材２１とが備わっている。
【００３７】
拡張フォーマ保持部２０の内側には、図５に示すように、テーパ（図５中下向きに縮径するテーパ）が形成されている。なお、拡張フォーマ保持部２０は、８個の拡張フォーマ１０を保持することができるよう８個備わっているが、図５には１個のみ示している。そして、これらの拡張フォーマ保持部２０は、それぞれが図５中上下方向に移動可能となっている。
【００３８】
また、テーパ部材２１にも、拡張フォーマ保持部２０と同様のテーパが形成されている。そして、このテーパ部材２１は、図５中上下方向に移動するようになっている。これにより、テーパ部材２１がコイルの拡張成形時には図５中下向きに移動して拡張フォーマ保持部２０と当接し、その状態からさらに下向きに移動すると、拡張フォーマ保持部２０が外周方向へ移動するようになっている。
【００３９】
このコイル拡張成形装置の動作を簡単に説明する。まず、コイルが挿入されたステータコア５２が、コイル拡張成形装置に固定される。このとき、ステータコア５２の上下には、コイルのコイルエンド部が突出した状態となっている。次に、テーパ部材２１が上昇している状態で、拡張フォーマ１０が取り付けられた拡張フォーマ保持部２０が、ステータコア５２の内周面よりも内側に配置される（図４参照）。これにより、拡張フォーマ１０をステータコア５２の内周面よりも内側から外周方向に移動させることになるので、コイルを踏みつぶすことなく、確実に突起部１２ですくい上げることができる。したがって、コイルを十分な相間絶縁性を確保することができる位置へ拡張成形することができる。
【００４０】
次に、テーパ部材２１を下降させて拡張フォーマ保持部材２０のテーパ面に当接させる。そして、その状態からさらにテーパ部材２１を下降させる。これにより、拡張フォーマ保持部２０がステータコア５２の外周方向へ押し出される。このため、拡張フォーマ１０も、ステータコア５２の外周方向へ移動する。これにより、拡張フォーマ１０によるコイルの拡張成形が行われる。このとき、まず、拡張フォーマ１０の突起部１２がステータコア５２とコイルのコイルエンド部に入り込む。続いて、拡張フォーマ１０の当接部１１がコイルのコイルエンド部に当接する。そして、コイルエンド部の端部が持ち上げられながらコイルエンド部がステータコア５２の外周方向へ押し出される。その後、拡張フォーマ１０の外周方向への移動が終了すると、拡張フォーマ保持部２０を上昇させる。これにより拡張フォーマ１０も上昇するので、コイルのコイルエンド部が持ち上げられる。
【００４１】
ここで、コイル拡張成形装置における拡張フォーマの動きに着目すると、拡張フォーマ１０は、図６に示すように移動してコイルの拡張成形を行う。図６は、拡張フォーマの移動軌跡を説明するための図である。すなわち、まず、拡張フォーマ１０は、ステータコア５２の内周面よりも内側から外周方向に向かって移動する。そして、外周方向への移動が終了すると、ステータコア５２の軸方向であってステータコア５２から遠ざかる方向に移動する。このように拡張フォーマ１０を移動させてコイルの拡張成形を行うことにより、はぐれコイルの発生を確実に防止することができるとともに、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても十分に相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００４２】
次に、上記の構成を有する拡張フォーマを使用してステータ５０を組み立てる作業について図７および図８を参照して説明する。図７は、Ｕ相コイルの拡張形成が終了した状態を示す図である。図８は、１枚の相間紙６０をステータコア５２に挿入した後の状態を示す図である。まず、Ｕ相コイル５１Ｕがステータコア５２のスロット５３に挿入される。そして、上記したコイル拡張成形装置によりＵ相コイル５１Ｕの拡張成形が行われる。このＵ相コイル５１Ｕのコイルの拡張成形は、拡張フォーマ１０によって行われる。
【００４３】
具体的には、拡張フォーマ保持部２０に保持された拡張フォーマ１０が、ステータコア５２の内周面よりも内側に配置される。そして、テーパ部材２１が下降させられ、拡張フォーマ保持部２０がステータコア５２の外周方向へ押し出される。これにより、拡張フォーマ１０は、ステータコア５２の外周方向へ移動させられる。このとき、拡張フォーマ１０の突起部１２がステータコア５２とコイルのコイルエンド部に入り込むので、Ｕ相コイル５１のコイルエンド部の端部が持ち上げられながらステータコア５２の外周方向へ押し出される。その後、拡張フォーマ保持部２０を、ステータコア５２の軸方向であってステータコア５２から遠ざかる方向に移動させる。これにより、拡張フォーマ１０もステータコア５２の軸方向であってステータコア５２から遠ざかる方向に移動させられるので、突起部１２により、Ｕ相コイル５１のコイルエンド部の端部がさらに持ち上げられる。
【００４４】
かくして、Ｕ相コイル５１Ｕの拡張成形が終了すると、図７に示す状態になる。図７に示すように、本実施の形態に係る拡張フォーマ１０を用いて拡張成形することにより、はぐれコイルを発生させることなく正常に拡張成形を行うことができる。
【００４５】
そして、Ｕ相コイル５１Ｕの拡張成形が終了すると、Ｕ−Ｖ相間絶縁用の相間紙６０がステータコア５２に挿入される。この相間紙６０の挿入は、図示しない挿入治具を用いて自動的に行われる。すなわち、挿入治具に保持された相間紙６０が、ステータコア５２の内周側に配置され、挿入治具に保持された相間紙６０がステータコア５２に挿入されるのである。ここで、Ｕ相コイル５１Ｕの拡張成形時にはぐれコイルが発生することなく正常に拡張成形が行われるので、相関紙６０を自動挿入しても、Ｕ相コイル５１Ｕが相関紙６０からはみ出すことがない。その後、順次、相関紙６０が自動挿入される。本実施の形態では、Ｕ相コイル５１Ｕが挿入されたステータコア５２に対して、８枚の相間紙６０が挿入される。これにより、ステータコア５２の全周に隙間なく相間紙６０が配置されてＵ相コイル５１Ｕが覆い隠される。
【００４６】
次いで、Ｖ相コイル５１Ｖがステータコア５２のスロット５３に挿入される。そして、上記したのと同様にして、Ｖ相コイル５１Ｖの拡張成形が行われた後に、Ｖ相−Ｗ相間に配設される相間紙６０がステータコア５２に自動挿入される。さらにＷ相コイル５１Ｗがステータコア５２に挿入される。その後、最終成形が行われて三相ステータ５０が完成する。上記したように、Ｕ相コイル５１ＵおよびＶ相コイル５１Ｖの拡張成形が正常に行われるので、はぐれコイルが発生しないため、相関紙６０を自動挿入してステータ５０を製造しても、相間絶縁性を十分に確保することができる。
【００４７】
ここで、拡張フォーマの変形例について説明する。まず、第１の変形例について説明する。この第１の変形例に係る拡張フォーマの概略構成を図９に示す。図９は、拡張フォーマ１０ａを示す斜視図である。この拡張フォーマ１０ａは、図９に示すように、拡張フォーマ１０と同様、当接部１１と突起部１２とを有している。しかしながら、拡張フォーマ１０とは異なり、当接部１１と突起部１２との境界部１３が両側端よりも中央が高くなるような凸形状となっている。すなわち、突起部１２の上端中央部が盛り上がっているのである。
【００４８】
当接部１１と突起部１１と境界部１３をこのような形状にすることにより、拡張フォーマ１０ａをステータコアの外周方向へ移動させるときに、コイルのコイルエンド部をより持ち上げることができる。そして、このようにコイルを持ち上げることができる結果、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００４９】
次に、第２の変形例について説明する。この第２の変形例に係る拡張フォーマの概略構成を図１０に示す。図１０は、拡張フォーマ１０ｂを示す斜視図である。この拡張フォーマ１０ｂは、図１０に示すように、拡張フォーマ１０ａとほとんど同様の形状をなし、当接部１１と突起部１２とを有している。しかしながら、拡張フォーマ１０ａとは異なり、突起部１２の両側端部に面取り部１２ｂが形成されている。この面取り部１２ａは、突起部１２が先端（図１０中下端）に向かって幅が狭くなるように面取りされることにより形成されている。
【００５０】
このように突起部１２の両側端を面取りして面取り部１２ａを形成することにより、ステータコア５２のスロット５３を横切るようなはぐれコイルを踏みつぶさない。そして、はぐれコイル以外のコイルを拡張フォーマ１０ｂで拡張成形することにより、はぐれコイルも面取り部１２ａに沿って持ち上げられる。はぐれコイルも他のコイルと繋がっているため、他のコイル部分が持ち上げられると、はぐれコイルもそれに引き連れられるようにして移動するからである。したがって、はぐれコイルも他のコイルと同様の位置に正常に拡張成形することができる。
【００５１】
最後に、第３の変形例について説明する。この第３の変形例に係る拡張フォーマの概略構成を図１１に示す。図１１は、拡張フォーマ３０を示す斜視図である。この拡張フォーマ３０は、図１１に示すように、拡張フォーマ１０と同様、当接部１１と突起部１２とを有している。しかしながら、拡張フォーマ１０とは異なり、突起部１２が設けられている反対端にも突起部１４が設けられている。つまり、図１１において上下両端に突起部１２，１４が形成されている。
【００５２】
このように、突起部１２が設けられている反対端にも突起部１４を設けることにより、コイルの拡張成形時にコイルエンド部が持ち上がりすぎないように規制することができる。その結果、コイルエンド部が相間紙を乗り越えることを確実に防止することができるので、十分な相間絶縁性を確保することができる。特に、上記したように、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させた後、ステータコアから遠ざかる方向へ移動させる場合には、この拡張フォーマ３０を用いるとよい。
【００５３】
以上、詳細に説明したように実施の形態に係る拡張フォーマ１０は、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部１１と、当接部１１から突出した突起部１２とを有し、突起部１２は、当接部１２のステータコア側端部に設けられているので、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向へ移動させる際に、コイルエンド部が突起部１２にすくい上げられるようにして、コイルの拡張成形が行われる。したがって、コイル全体が正常に拡張されるので、拡張フォーマ１０がコイルを踏みつぶすこともない。このため、はぐれコイルが発生しないので、コイルの拡張成形後に相間紙６０を自動挿入しても、既にスロット５３に挿入されたコイルと次にスロットに挿入される次相コイルとが接触することがない。したがって、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００５４】
そして、突起部１２は、コイルのコイルエンド部とステータコアとの間に入り込めるように縦断面形状が略三角形に形成されているので、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向へ移動させる際に、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を確実にすくい上げることができる。
【００５５】
また、実施の形態に係るコイルの成形方法は、上記した拡張フォーマ１０を用いてコイルの拡張成形を行うので、相間紙６０を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００５６】
また、実施の形態に係るコイルの成形方法では、上記した拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向に移動させてコイルのコイルエンド部を拡張成形した後に、拡張フォーマ１０をステータコアの軸方向であってステータコアから離れる方向に移動させるので、コイルエンド部をより持ち上げることができる。これにより、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００５７】
また、実施の形態に係るコイルの成形方法では、コイル拡張成形前に拡張フォーマ１０をステータコアの内周面よりも内側に配置し、その後、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向に移動させるので、コイルを踏みつぶすことなく、確実に突起部１２ですくい上げることができる。これにより、コイルを十分な相間絶縁性を確保することができる位置へ拡張成形することができる。
【００５８】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。上記した実施の形態では、相関紙６０を自動挿入してステータ５０を製造する場合に本発明を適用しているが、相関紙を自動挿入せずにステータを製造する場合にも本発明を適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係る拡張フォーマによれば、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部をステータコアの外周方向へ拡張するための拡張フォーマにおいて、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部と、当接部から突出した突起部とを有し、突起部は、当接部のステータコア側端部に設けられているので、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させる際に、コイルエンド部が突起部にすくい上げられるようにして、コイルの拡張成形が行われる。したがって、コイル全体が正常に拡張されるので、拡張フォーマがコイルを踏みつぶすこともない。このため、はぐれコイルが発生しない。これにより、コイルの拡張成形後に相間絶縁紙を自動挿入しても、既にスロットに挿入されたコイルと次にスロットに挿入される次相コイルとが接触することがない。したがって、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００６０】
また、本発明に係るコイルの成形方法は、上記した拡張フォーマを用いてステータコアの外周方向へ拡張するので、相間絶縁紙を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る拡張フォーマおよび成形方法を用いて製造したステータの概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のステータの概略構成を示す平面図である。
【図３】実施の形態に係る拡張フォーマの概略構成を示す斜視図である。
【図４】拡張フォーマの配置位置を示す平面図である。
【図５】拡張フォーマが取り付けられるコイル拡張成形装置の概略構成を示す図である。
【図６】拡張フォーマの移動軌跡を説明する図である。
【図７】Ｕ相コイルを拡張成形した後のステータコアの状態を示す図である。
【図８】相間紙をステータコアに挿入した後の状態を示す図である。
【図９】拡張フォーマの第１変形例を示す斜視図である。
【図１０】拡張フォーマの第２変形例を示す斜視図である。
【図１１】拡張フォーマの第３変形例を示す斜視図である。
【図１２】従来のコイル成形方法を説明するための図である。
【図１３】従来の拡張フォーマの概略構成およびはぐれコイルを示す図である。
【図１４】スロットを横切るコイル（はぐれコイル）の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０ 拡張フォーマ
１１ 当接部
１２ 突起部
５０ ステータ
５２ ステータコア
５３ スロット
６０ 相関紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアのスロットに挿入されたコイルをステータコアの外周方向へ拡張成形するための拡張フォーマおよびコイルの成形方法に関する。さらに詳細には、十分な相間絶縁性を確保することができる位置へコイルの拡張成形を行うことができる拡張フォーマおよびコイルの成形方法に関するものである。特に、相間絶縁紙を自動挿入してステータを製造する場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からステータの製造工程においては、ステータのスロットにコイルを挿入して、その後、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部をステータコアの外周方向へ拡張成形する工程がある。このような工程が必要になるのは、初回のコイル挿入に際しては、スロットには絶縁物以外には何もないので、コイルの挿入が妨げられることはないが、次相のコイルを挿入する際に、既にスロットに挿入されたコイルが邪魔にならないようにするためである。
【０００３】
そして、コイルの拡張成形を行う際に、コイルを傷つけてしまうと絶縁不良となってしまうため、コイルに傷をつけないようにコイルを拡張成形する必要がある。そこで、コイルに傷をつけずに拡張成形を行うための方法が色々と提案されている。そのうちの１つとして、例えば、特開平１１−２７８８９号公報に開示されたものが挙げられる。この拡張成形方法は、図１２に示すように、ステータ（固定子鉄心）のスロットに挿入された固定子コイル１０１のコイルエンド部の一部を内周側から外周側に押圧する複数個の拡張フォーマ（成形型）１００を設け、 複数回に分けて挿入された固定子コイルのうち、最後に挿入された固定子コイルを除く各固定子コイルが挿入される毎に、順次、拡張フォーマ（成形型）１００により拡張成形を施して行くようになっている。
【０００４】
このように拡張フォーマ（成形型）１００を用いて、既にスロットに挿入されたコイルのコイルエンドにおける次のコイルが挿入されるスロット位置に相当するコイルエンド部を、ステータ（固定子鉄心）の内周より外周に向かって放射状に拡開成形することにより、コイルを傷をつけることなく拡張成形することができるようになっている。また、この拡張成形により、次相のコイルを挿入する際に、既にスロットに挿入されたコイルが邪魔にならないようにされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２７８８９号公報（第２〜３頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特開平１１−２７８８９号公報に開示された技術では、スロットに挿入されたコイルのすべてを正常に拡張成形することができないという問題があった。すなわち、図１３に示すように数本のコイルが正常に拡張されずに変形してしまうのである。このように正常に拡張成形されずに変形したコイル（以下、「はぐれコイル」という）１０１ａは、相間絶縁紙１０２を挿入した際に相間絶縁紙１０２から外れてしまい、次相のコイルと接触しまう。そうなると、相間絶縁性が低下してしまう。
【０００７】
また、拡張フォーマ（成形型）１００がはぐれコイル１０１ａを踏み潰してしまい、図１４に示すように、はぐれコイル１０１ａがコイル拡張成形後にステータコアのスロットを横切るような形で残ってしまう場合もあった。この場合にも、相間絶縁紙１０２を挿入したときに、相間絶縁紙１０２からはぐれコイル１０１ａがはみ出すため、次相のコイルと接触して相間絶縁性が低下してしまう。つまり、上記した特開平１１−２７８８９号公報に開示された技術では、各相コイル同士が接触してしまって、相間絶縁性を確保することができないおそれがあったのである。
【０００８】
特に、このようなことはハイブリッド車駆動用のモータで特に問題となる。なぜなら、ハイブリッド車駆動用のモータは、動作領域が広いために使用電圧が高く、一般のモータよりもモータの絶縁性能に関する規格が厳しいからである。また、ハイブリッド車駆動用のモータは、コスト低減のために高回転化の傾向があり、今後ますます使用電圧が高くなる傾向になるからである。
【０００９】
このため、はぐれコイルが発生して相間絶縁が確保できていない場合には、手直しをする必要があった。ここで、手作業により相間絶縁紙を挿入する場合であれば、相間絶縁紙を挿入する際にはぐれコイルの手直しをすればよい。
【００１０】
ところが、相間絶縁紙を自動挿入する場合、はぐれコイルが発生すると相関絶縁紙の挿入とは別に手直しを行う必要がある。このため、相関絶縁紙を自動挿入しても、はぐれコイルの手直しを行う必要が生じるため、相関絶縁紙を手作業で挿入する場合と比べて生産効率の変化がほとんどない。これでは、生産効率の向上を図るために相間絶縁紙の自動挿入化を図る意味がなくなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、相間絶縁紙を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置へコイルの拡張成形を行うことができる拡張フォーマおよびコイルの成形方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る拡張フォーマは、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部をステータコアの外周方向へ拡張するための拡張フォーマにおいて、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部と、当接部から突出した突起部とを有し、突起部は、当接部のステータコア側端部に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
この拡張フォーマでは、当接部がステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部に当接する。そして、その状態でコイルの拡張成形が行われる。具体的には、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させることによりコイルの拡張成形が行われる。ここで、この拡張フォーマの当接部のステータコア側端部には、突起部が形成されている。このため、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させる際に、コイルエンド部が突起部にすくい上げられるようにして、コイルの拡張成形が行われる。したがって、コイル全体が正常に拡張されるので、拡張フォーマがコイルを踏みつぶすこともない。このため、はぐれコイルが発生しない。これにより、コイルの拡張成形後に相間絶縁紙を自動挿入しても、既にスロットに挿入されたコイルと次にスロットに挿入される次相コイルとが接触することがない。したがって、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００１４】
本発明に係る拡張フォーマにおいては、突起部は、コイルのコイルエンド部とステータコアとの間に入り込めるように縦断面形状が略三角形に形成されていることが望ましい。
【００１５】
このように突起部の縦断面形状を略三角形にすることにより、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させる際に、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を確実にすくい上げることができるからである。その結果として、はぐれコイルの発生を確実に防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る拡張フォーマにおいては、突起部と当接部との境界部は、両側端よりも中央が高くなるような凸形状をなしていることが望ましい。
【００１７】
こうすることにより、コイルの拡張成形時に拡張フォーマの当接部に当接しているコイルを持ち上げることができる。そして、このようにコイルを持ち上げることができる結果、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る拡張フォーマにおいては、突起部の両側端は、先端に向かって幅が狭くなるように面取りされていることが望ましい。
【００１９】
はぐれコイルのうちスロットを横切るようなものは、突起部ですくい上げることができない場合もある。そして、このようなスロットを横切るはぐれコイルは、拡張フォーマの両側端部付近に発生する。このため、拡張フォーマの両側端部を面取りして、内側に切り込むような形状とすることにより、はぐれコイルを踏みつぶさないようにすることができる。そして、はぐれコイル以外のコイルを拡張フォーマで拡張成形することにより、はぐれコイルも面取り部分に沿って持ち上げられる。つまり、はぐれコイルも他のコイルと同様の位置に拡張成形されるのである。はぐれコイルも他のコイルと繋がっているため、他のコイル部分が持ち上げられると、はぐれコイルもそれに引き連れられるようにして移動するからである。
【００２０】
また、本発明に係る拡張フォーマにおいては、当接部の反対端にも突起部が形成されていることが望ましい。
【００２１】
拡張フォーマにより、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を持ち上げると、相関絶縁紙を挿入した際にその相間絶縁性を乗り越える場合が生じてしまう。そうすると、相間絶縁性を確保することができなくなってしまう。そこで、拡張フォーマの反対端にも突起部を形成することにより、コイルの拡張成形時にコイルエンド部が持ち上がりすぎないように規制することができる。その結果、コイルエンド部が相間絶縁紙を乗り越えることを確実に防止することができるので、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００２２】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るコイルの成形方法は、上記したいずれか１つの拡張フォーマを用いてステータコアの外周方向へ拡張することを特徴とする。
【００２３】
このコイルの成形方法では、上記した拡張フォーマのいずれか１つを用いてコイルの拡張成形を行うので、相間絶縁紙を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００２４】
本発明に係るコイルの成形方法においては、コイルのコイルエンド部を拡張成形した後に、拡張フォーマをステータコアの軸方向であってステータコアから離れる方向に移動させることが望ましい。
【００２５】
このコイルの成形方法では、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させて拡張成形した後に、拡張フォーマをステータコアの軸方向であってステーコアから離れる方向に移動させるので、コイルエンド部をより持ち上げることができる。これにより、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００２６】
なお、この成形方法によりコイルの拡張成形を行う場合には、反対端にも突出部を形成した拡張フォーマを使用することが望ましい。上記したように、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を持ち上げると、相関絶縁紙を挿入した際にその相間絶縁紙を乗り越える場合が生じてしまうため、反対端にも突起部が形成された拡張フォーマを使用することにより、コイルの拡張成形時にコイルエンド部が持ち上がりすぎないように規制することができるからである。
【００２７】
また、本発明に係るコイルの成形方法においては、コイル拡張成形前に拡張フォーマをステータコアの内周面よりも内側に配置し、その後、拡張フォーマをステータコアの外周方向に移動させることが望ましい。
【００２８】
この拡張成形方法では、拡張フォーマをステータコアの内周面よりも内側から外周方向に移動させるので、コイルを踏みつぶすことなく、確実に突起部ですくい上げることができる。これにより、コイルを十分な相間絶縁性を確保することができる位置へ拡張成形することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の拡張フォーマおよびコイルの成形方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、相間絶縁紙が自動挿入されて製造されるステータの製造工程に本発明を適用したものである。
【００３０】
そこでまず、本発明を適用して製造されるステータについて、図１および図２を用いて説明する。図１は、ステータ５０の概略構成を示す縦断面図である。図２は、ステータコア５２の一部（１／４円弧分）を示す図であり、Ｕ相コイル５１Ｕ、およびＵ相コイル５１ＵとＶ相コイル５１Ｖとの相間絶縁を行うための相間紙６０を挿入した状態を示している。
【００３１】
このステータ５０は、図１に示すように、Ｕ相コイル５１Ｕ、Ｖ相コイル５１Ｖ、およびＷ相コイル５１Ｗを備える三相ステータである。このステータ５０は、ステータコア５２と、ステータコア５２に配設される上記した三相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗと、各コイルの相間（Ｕ相−Ｖ相間とＶ相−Ｗ相間）に配設される相間紙６０，６０とを備える。
【００３２】
ここで、ステータコア５２は、複数枚の鋼板が積層されて一体的に接着されて形成された円環形状のものである（図２参照）。そして、ステータコア５２の内周面には、図２に示すように、各相コイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗを配設させるための複数のスロット５３が所定の間隔をおいて形成されている。一方、各相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗは、エナメル線を巻回して形成されたものである。そして、これら各相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗが、相間紙６０を介してステータコア５２のスロット５３に挿入されるようになっている。なお、後述するように、相間紙６０が自動挿入されるため、コイルの拡張成形時に、はぐれコイルを発生させないようにすることが必要である。
【００３３】
そこで、コイルの拡張成形時に、はぐれコイルが発生しないようにするために以下に説明する拡張フォーマを用いたコイルの拡張成形を行う。まず、本実施の形態に係る拡張フォーマの概略構成を図３に示す。図３は、拡張フォーマを示す斜視図である。この拡張フォーマ１０は、図３に示すように、略直方体形状の成形型であり、当接部１１と突起部１２とを備えている。
【００３４】
当接部１１は、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのうちステータコアからはみ出しているコイルエンド部に当接する箇所である。この当接部１１は、コイルと接触するためコイルに傷がつかないように、その表面は鏡面研磨が施されている。突起部１２は、図３において当接部１１の下端に形成され、コイルの拡張方向（ステータコアの外周方向）に出っ張っている。この突起部１２の縦断面形状は、図３に示すように、略三角形である。これにより、コイルを拡張成形する際に、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向へ移動させると、突起部１２の先端がコイルエンド部とステータコアとの間に入り込み、コイルのコイルエンド部を持ち上げることができるようになっている。
【００３５】
上記の構成を有する拡張フォーマ１０は、図４に示すように、円周状に配置されて使用される。図４は、拡張フォーマ１０の配置位置を示す平面図である。本実施の形態では、８箇所のコイルエンド部を同時に拡張成形するため、８個の拡張フォーマ１０が等間隔で配置される。具体的には、拡張フォーマは、コイル拡張成形装置に取り付けられることになる。
【００３６】
そこで、コイル拡張成形装置について、図５を用いて簡単に説明する。図５は、コイル拡張成形装置の概略構成を示す正面図である。コイル拡張成形装置には、図５に示すように、拡張フォーマ１０を保持するための拡張フォーマ保持部２０と、拡張フォーマ保持部２０と当接・離間するテーパ部材２１とが備わっている。
【００３７】
拡張フォーマ保持部２０の内側には、図５に示すように、テーパ（図５中下向きに縮径するテーパ）が形成されている。なお、拡張フォーマ保持部２０は、８個の拡張フォーマ１０を保持することができるよう８個備わっているが、図５には１個のみ示している。そして、これらの拡張フォーマ保持部２０は、それぞれが図５中上下方向に移動可能となっている。
【００３８】
また、テーパ部材２１にも、拡張フォーマ保持部２０と同様のテーパが形成されている。そして、このテーパ部材２１は、図５中上下方向に移動するようになっている。これにより、テーパ部材２１がコイルの拡張成形時には図５中下向きに移動して拡張フォーマ保持部２０と当接し、その状態からさらに下向きに移動すると、拡張フォーマ保持部２０が外周方向へ移動するようになっている。
【００３９】
このコイル拡張成形装置の動作を簡単に説明する。まず、コイルが挿入されたステータコア５２が、コイル拡張成形装置に固定される。このとき、ステータコア５２の上下には、コイルのコイルエンド部が突出した状態となっている。次に、テーパ部材２１が上昇している状態で、拡張フォーマ１０が取り付けられた拡張フォーマ保持部２０が、ステータコア５２の内周面よりも内側に配置される（図４参照）。これにより、拡張フォーマ１０をステータコア５２の内周面よりも内側から外周方向に移動させることになるので、コイルを踏みつぶすことなく、確実に突起部１２ですくい上げることができる。したがって、コイルを十分な相間絶縁性を確保することができる位置へ拡張成形することができる。
【００４０】
次に、テーパ部材２１を下降させて拡張フォーマ保持部材２０のテーパ面に当接させる。そして、その状態からさらにテーパ部材２１を下降させる。これにより、拡張フォーマ保持部２０がステータコア５２の外周方向へ押し出される。このため、拡張フォーマ１０も、ステータコア５２の外周方向へ移動する。これにより、拡張フォーマ１０によるコイルの拡張成形が行われる。このとき、まず、拡張フォーマ１０の突起部１２がステータコア５２とコイルのコイルエンド部に入り込む。続いて、拡張フォーマ１０の当接部１１がコイルのコイルエンド部に当接する。そして、コイルエンド部の端部が持ち上げられながらコイルエンド部がステータコア５２の外周方向へ押し出される。その後、拡張フォーマ１０の外周方向への移動が終了すると、拡張フォーマ保持部２０を上昇させる。これにより拡張フォーマ１０も上昇するので、コイルのコイルエンド部が持ち上げられる。
【００４１】
ここで、コイル拡張成形装置における拡張フォーマの動きに着目すると、拡張フォーマ１０は、図６に示すように移動してコイルの拡張成形を行う。図６は、拡張フォーマの移動軌跡を説明するための図である。すなわち、まず、拡張フォーマ１０は、ステータコア５２の内周面よりも内側から外周方向に向かって移動する。そして、外周方向への移動が終了すると、ステータコア５２の軸方向であってステータコア５２から遠ざかる方向に移動する。このように拡張フォーマ１０を移動させてコイルの拡張成形を行うことにより、はぐれコイルの発生を確実に防止することができるとともに、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても十分に相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００４２】
次に、上記の構成を有する拡張フォーマを使用してステータ５０を組み立てる作業について図７および図８を参照して説明する。図７は、Ｕ相コイルの拡張形成が終了した状態を示す図である。図８は、１枚の相間紙６０をステータコア５２に挿入した後の状態を示す図である。まず、Ｕ相コイル５１Ｕがステータコア５２のスロット５３に挿入される。そして、上記したコイル拡張成形装置によりＵ相コイル５１Ｕの拡張成形が行われる。このＵ相コイル５１Ｕのコイルの拡張成形は、拡張フォーマ１０によって行われる。
【００４３】
具体的には、拡張フォーマ保持部２０に保持された拡張フォーマ１０が、ステータコア５２の内周面よりも内側に配置される。そして、テーパ部材２１が下降させられ、拡張フォーマ保持部２０がステータコア５２の外周方向へ押し出される。これにより、拡張フォーマ１０は、ステータコア５２の外周方向へ移動させられる。このとき、拡張フォーマ１０の突起部１２がステータコア５２とコイルのコイルエンド部に入り込むので、Ｕ相コイル５１のコイルエンド部の端部が持ち上げられながらステータコア５２の外周方向へ押し出される。その後、拡張フォーマ保持部２０を、ステータコア５２の軸方向であってステータコア５２から遠ざかる方向に移動させる。これにより、拡張フォーマ１０もステータコア５２の軸方向であってステータコア５２から遠ざかる方向に移動させられるので、突起部１２により、Ｕ相コイル５１のコイルエンド部の端部がさらに持ち上げられる。
【００４４】
かくして、Ｕ相コイル５１Ｕの拡張成形が終了すると、図７に示す状態になる。図７に示すように、本実施の形態に係る拡張フォーマ１０を用いて拡張成形することにより、はぐれコイルを発生させることなく正常に拡張成形を行うことができる。
【００４５】
そして、Ｕ相コイル５１Ｕの拡張成形が終了すると、Ｕ−Ｖ相間絶縁用の相間紙６０がステータコア５２に挿入される。この相間紙６０の挿入は、図示しない挿入治具を用いて自動的に行われる。すなわち、挿入治具に保持された相間紙６０が、ステータコア５２の内周側に配置され、挿入治具に保持された相間紙６０がステータコア５２に挿入されるのである。ここで、Ｕ相コイル５１Ｕの拡張成形時にはぐれコイルが発生することなく正常に拡張成形が行われるので、相関紙６０を自動挿入しても、Ｕ相コイル５１Ｕが相関紙６０からはみ出すことがない。その後、順次、相関紙６０が自動挿入される。本実施の形態では、Ｕ相コイル５１Ｕが挿入されたステータコア５２に対して、８枚の相間紙６０が挿入される。これにより、ステータコア５２の全周に隙間なく相間紙６０が配置されてＵ相コイル５１Ｕが覆い隠される。
【００４６】
次いで、Ｖ相コイル５１Ｖがステータコア５２のスロット５３に挿入される。そして、上記したのと同様にして、Ｖ相コイル５１Ｖの拡張成形が行われた後に、Ｖ相−Ｗ相間に配設される相間紙６０がステータコア５２に自動挿入される。さらにＷ相コイル５１Ｗがステータコア５２に挿入される。その後、最終成形が行われて三相ステータ５０が完成する。上記したように、Ｕ相コイル５１ＵおよびＶ相コイル５１Ｖの拡張成形が正常に行われるので、はぐれコイルが発生しないため、相関紙６０を自動挿入してステータ５０を製造しても、相間絶縁性を十分に確保することができる。
【００４７】
ここで、拡張フォーマの変形例について説明する。まず、第１の変形例について説明する。この第１の変形例に係る拡張フォーマの概略構成を図９に示す。図９は、拡張フォーマ１０ａを示す斜視図である。この拡張フォーマ１０ａは、図９に示すように、拡張フォーマ１０と同様、当接部１１と突起部１２とを有している。しかしながら、拡張フォーマ１０とは異なり、当接部１１と突起部１２との境界部１３が両側端よりも中央が高くなるような凸形状となっている。すなわち、突起部１２の上端中央部が盛り上がっているのである。
【００４８】
当接部１１と突起部１１と境界部１３をこのような形状にすることにより、拡張フォーマ１０ａをステータコアの外周方向へ移動させるときに、コイルのコイルエンド部をより持ち上げることができる。そして、このようにコイルを持ち上げることができる結果、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００４９】
次に、第２の変形例について説明する。この第２の変形例に係る拡張フォーマの概略構成を図１０に示す。図１０は、拡張フォーマ１０ｂを示す斜視図である。この拡張フォーマ１０ｂは、図１０に示すように、拡張フォーマ１０ａとほとんど同様の形状をなし、当接部１１と突起部１２とを有している。しかしながら、拡張フォーマ１０ａとは異なり、突起部１２の両側端部に面取り部１２ｂが形成されている。この面取り部１２ａは、突起部１２が先端（図１０中下端）に向かって幅が狭くなるように面取りされることにより形成されている。
【００５０】
このように突起部１２の両側端を面取りして面取り部１２ａを形成することにより、ステータコア５２のスロット５３を横切るようなはぐれコイルを踏みつぶさない。そして、はぐれコイル以外のコイルを拡張フォーマ１０ｂで拡張成形することにより、はぐれコイルも面取り部１２ａに沿って持ち上げられる。はぐれコイルも他のコイルと繋がっているため、他のコイル部分が持ち上げられると、はぐれコイルもそれに引き連れられるようにして移動するからである。したがって、はぐれコイルも他のコイルと同様の位置に正常に拡張成形することができる。
【００５１】
最後に、第３の変形例について説明する。この第３の変形例に係る拡張フォーマの概略構成を図１１に示す。図１１は、拡張フォーマ３０を示す斜視図である。この拡張フォーマ３０は、図１１に示すように、拡張フォーマ１０と同様、当接部１１と突起部１２とを有している。しかしながら、拡張フォーマ１０とは異なり、突起部１２が設けられている反対端にも突起部１４が設けられている。つまり、図１１において上下両端に突起部１２，１４が形成されている。
【００５２】
このように、突起部１２が設けられている反対端にも突起部１４を設けることにより、コイルの拡張成形時にコイルエンド部が持ち上がりすぎないように規制することができる。その結果、コイルエンド部が相間紙を乗り越えることを確実に防止することができるので、十分な相間絶縁性を確保することができる。特に、上記したように、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させた後、ステータコアから遠ざかる方向へ移動させる場合には、この拡張フォーマ３０を用いるとよい。
【００５３】
以上、詳細に説明したように実施の形態に係る拡張フォーマ１０は、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部１１と、当接部１１から突出した突起部１２とを有し、突起部１２は、当接部１２のステータコア側端部に設けられているので、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向へ移動させる際に、コイルエンド部が突起部１２にすくい上げられるようにして、コイルの拡張成形が行われる。したがって、コイル全体が正常に拡張されるので、拡張フォーマ１０がコイルを踏みつぶすこともない。このため、はぐれコイルが発生しないので、コイルの拡張成形後に相間紙６０を自動挿入しても、既にスロット５３に挿入されたコイルと次にスロットに挿入される次相コイルとが接触することがない。したがって、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００５４】
そして、突起部１２は、コイルのコイルエンド部とステータコアとの間に入り込めるように縦断面形状が略三角形に形成されているので、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向へ移動させる際に、スロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を確実にすくい上げることができる。
【００５５】
また、実施の形態に係るコイルの成形方法は、上記した拡張フォーマ１０を用いてコイルの拡張成形を行うので、相間紙６０を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００５６】
また、実施の形態に係るコイルの成形方法では、上記した拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向に移動させてコイルのコイルエンド部を拡張成形した後に、拡張フォーマ１０をステータコアの軸方向であってステータコアから離れる方向に移動させるので、コイルエンド部をより持ち上げることができる。これにより、コイルの拡張成形後に拡張フォーマを取り除いた際に、コイルのスプリングバックによる戻りが生じても、十分な相間絶縁性を確保することができる位置にコイルエンド部を位置させることができる。
【００５７】
また、実施の形態に係るコイルの成形方法では、コイル拡張成形前に拡張フォーマ１０をステータコアの内周面よりも内側に配置し、その後、拡張フォーマ１０をステータコアの外周方向に移動させるので、コイルを踏みつぶすことなく、確実に突起部１２ですくい上げることができる。これにより、コイルを十分な相間絶縁性を確保することができる位置へ拡張成形することができる。
【００５８】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。上記した実施の形態では、相関紙６０を自動挿入してステータ５０を製造する場合に本発明を適用しているが、相関紙を自動挿入せずにステータを製造する場合にも本発明を適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係る拡張フォーマによれば、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部をステータコアの外周方向へ拡張するための拡張フォーマにおいて、コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部と、当接部から突出した突起部とを有し、突起部は、当接部のステータコア側端部に設けられているので、拡張フォーマをステータコアの外周方向へ移動させる際に、コイルエンド部が突起部にすくい上げられるようにして、コイルの拡張成形が行われる。したがって、コイル全体が正常に拡張されるので、拡張フォーマがコイルを踏みつぶすこともない。このため、はぐれコイルが発生しない。これにより、コイルの拡張成形後に相間絶縁紙を自動挿入しても、既にスロットに挿入されたコイルと次にスロットに挿入される次相コイルとが接触することがない。したがって、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【００６０】
また、本発明に係るコイルの成形方法は、上記した拡張フォーマを用いてステータコアの外周方向へ拡張するので、相間絶縁紙を自動挿入した場合であっても、十分な相間絶縁性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る拡張フォーマおよび成形方法を用いて製造したステータの概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のステータの概略構成を示す平面図である。
【図３】実施の形態に係る拡張フォーマの概略構成を示す斜視図である。
【図４】拡張フォーマの配置位置を示す平面図である。
【図５】拡張フォーマが取り付けられるコイル拡張成形装置の概略構成を示す図である。
【図６】拡張フォーマの移動軌跡を説明する図である。
【図７】Ｕ相コイルを拡張成形した後のステータコアの状態を示す図である。
【図８】相間紙をステータコアに挿入した後の状態を示す図である。
【図９】拡張フォーマの第１変形例を示す斜視図である。
【図１０】拡張フォーマの第２変形例を示す斜視図である。
【図１１】拡張フォーマの第３変形例を示す斜視図である。
【図１２】従来のコイル成形方法を説明するための図である。
【図１３】従来の拡張フォーマの概略構成およびはぐれコイルを示す図である。
【図１４】スロットを横切るコイル（はぐれコイル）の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０ 拡張フォーマ
１１ 当接部
１２ 突起部
５０ ステータ
５２ ステータコア
５３ スロット
６０ 相関紙
Claims (8)
- ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を前記ステータコアの外周方向へ拡張するための拡張フォーマにおいて、
前記コイルのコイルエンド部に当接して拡張する当接部と、
前記当接部から突出した突起部とを有し、
前記突起部は、前記当接部の前記ステータコア側端部に設けられていることを特徴とする拡張フォーマ。 - 請求項１に記載する拡張フォーマにおいて、
前記突起部は、前記コイルのコイルエンド部と前記ステータコアとの間に入り込めるように縦断面形状が略三角形に形成されていることを特徴する拡張フォーマ。 - 請求項１または請求項２に記載する拡張フォーマにおいて、
前記突起部と前記当接部との境界部は、両側端よりも中央が高くなるような凸形状をなしていることを特徴とする拡張フォーマ。 - 請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの拡張フォーマにおいて、
前記突起部の両側端は、先端に向かって幅が狭くなるように面取りされていることを特徴とする拡張フォーマ。 - 請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの拡張フォーマにおいて、
前記当接部の反対端にも突起部が形成されていることを特徴とする拡張フォーマ。 - ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部を、請求項１から請求項５に記載するいずれか１つの拡張フォーマを用いて前記ステータコアの外周方向へ拡張することを特徴とするコイルの成形方法。
- 請求項６に記載するコイルの成形方法において、
前記コイルのコイルエンド部を拡張成形した後に、前記拡張フォーマを前記ステータコアの軸方向であって前記ステータコアから離れる方向に移動させることを特徴とするコイルの成形方法。 - 請求項６または請求項７に記載するコイルの成形方法において、
コイル拡張成形前に前記拡張フォーマを前記ステータコアの内周面よりも内側に配置し、その後、前記拡張フォーマを前記ステータコアの外周方向に移動させることを特徴とするコイルの成形方法。
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