JP2016127692A - ステータ組立装置及びステータ組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ステータ組立装置及びステータ組立方法に係り、ステータコイルの軸方向寸法の増大を招くことなく、カフスサポータを用いてスロット紙を保護することにある。【解決手段】ステータコアのスロットへのステータコイルの挿入時にステータコアに対して軸方向に隣接して配置され、スロットに装着される、軸方向端部において折り曲げられたカフス部を有するスロット紙を保護するサポータ治具を備えるステータ組立装置において、サポータ治具は、ステータコア側の軸方向端部にスロットの壁面と面を同じくする端面が設けられる下段部と、ステータコア側とは反対側の軸方向端部にスロットへのステータコイルの挿入時にステータコイルを周方向でガイドする上段部と、を有する。下段部は上段部に対して周方向に突出しており、上段部と下段部とによりカフス部が収容される収容部が設けられるように段差が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、ステータ組立装置及びステータ組立方法に係り、特に、ステータコアに対して軸方向に隣接して配置されるサポータ治具を用いて、ステータコアとステータコイルとの間にスロット紙を介在させつつ、ステータコイルをステータコアのスロットに挿入するステータ組み付けを行ううえで好適な装置及び方法に関する。

従来、ステータコイルをステータコアのスロットに挿入するステータ組み付けを行ううえでカフスサポータを用いるステータ組立装置及びステータ組立方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ステータコアのスロットには、ステータコアとステータコイルとの絶縁性を確保するためのスロット紙が挿入される。このスロット紙は、軸方向端部において折り曲げられたカフス部を有している。カフスサポータは、ステータコアに対して軸方向に隣接して配置される。そして、このカフスサポータは、ステータコアのスロットにステータコイルが挿入される際にそのステータコイルを周方向でガイドしつつ、そのステータコイルとステータコアのティース（特にその角部）とが接触して破損し或いはスロット紙が破れるのを防止することで、ステータコイル及びスロット紙を保護する機能を有する。

上記した特許文献１記載の装置において、カフスサポータは、庇部を有している。この庇部は、ステータコア側とは反対側の軸方向端部に、他の部位に比して幅が大きくなるように形成された部位である。かかるカフスサポータの構造において、スロット紙のカフス部は、そのカフスサポータの庇部に対してステータコア側の軸方向に存在する空間に収容される。このため、スロットへのステータコイルの挿入時にコイルの押し付けによりスロット紙のカフス部が破損するのが防止される。また、スロット紙のカフス部がその厚さ分だけステータコアのスロット側にはみ出すのが回避されるので、スロットにおけるステータコイルの占積率が低下するのが防止される。

特開２００９−１６５３１２号公報

しかしながら、上記した特許文献１記載の装置では、カフスサポータが軸方向端部に設けられた庇部を有するので、カフスサポータの軸方向寸法が大きくなる。このため、ステータコアへのステータコイルの組み付け後、そのステータコイルの軸方向寸法（すなわち、ステータコアの軸方向端面からステータコイルのコイルエンド部の頂点までの高さ）が大きくなってしまう。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ステータコイルの軸方向寸法の増大を招くことなく、カフスサポータを用いてスロット紙を保護することが可能なステータ組立装置及びステータ組立方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ステータコアのスロットにステータコイルが挿入される際に前記ステータコアに対して軸方向に隣接して配置され、前記スロットに装着される、軸方向端部において折り曲げられたカフス部を有するスロット紙を保護するサポータ治具を備えるステータ組立装置であって、前記サポータ治具は、前記ステータコア側の軸方向端部に前記スロットの壁面と面を同じくする端面が設けられる下段部と、前記ステータコア側とは反対側の軸方向端部に前記スロットに前記ステータコイルが挿入される際に該ステータコイルを周方向でガイドする上段部と、を有し、前記下段部は前記上段部に対して周方向に突出しており、該上段部と該下段部とにより前記カフス部が収容される収容部が設けられるように段差が形成されているステータ組立装置である。

また、本発明の一態様は、ステータコアのスロットに、軸方向端部において折り曲げられたカフス部を有するスロット紙を装着するスロット紙装着工程と、上記のステータ組立装置が備える前記サポータ治具を、前記ステータコアに対して軸方向に隣接して配置する治具取付工程と、前記スロット紙が前記スロットに装着されかつ前記サポータ治具が前記ステータコアに対して軸方向に隣接して配置された状態で、前記ステータコイルを前記スロットに挿入するコイル挿入工程と、を備えるステータ組立方法である。

本発明によれば、ステータコイルの軸方向寸法の増大を招くことなく、カフスサポータを用いてスロット紙を保護することができる。

本発明の一実施例であるステータ組立装置及びステータ組立方法を用いて組み立てが完了したステータの斜視図である。 本実施例においてステータコイルをステータコアのスロットに挿入する状況を表した図である。 本実施例においてステータコアのスロットに挿入されるスロット紙の構成図である。 本実施例のステータ組立装置が備えるサポータ治具の構成図である。 本実施例のステータ組立装置が備えるサポータ治具を用いてステータコイルをステータコアのスロットに挿入した状況を表した図である。 本実施例のステータ組立装置が備えるサポータ治具とステータコアとステータコイルとの位置関係を表した断面図である。 本実施例のステータ組立装置及びステータ組立方法を用いてステータを組み立てる際の工程を表した図である。 本発明の変形例であるステータ組立装置が備えるサポータ治具の構成図である。 本発明の変形例であるステータ組立装置が備えるサポータ治具の構成図である。

以下、図面を用いて、本発明に係るステータ組立装置及びステータ組立方法の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例であるステータ組立装置及びステータ組立方法を用いて組み立てが完了したステータの斜視図を示す。図２は、本実施例においてステータコイルをステータコアのスロットに挿入する状況を表した図を示す。尚、図２（Ａ）にはステータを軸方向側から見た図を、また、図２（Ｂ）にはステータの斜視図を、それぞれ示す。また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、説明の便宜や理解の容易さの観点から、ステータコアを一部分カットした状況を示し、かつ、ステータコイルを構成する一つのカセットコイルをスロットに挿入する状況を示す。更に、図３は、本実施例においてステータコアのスロットに挿入されるスロット紙の構成図を示す。尚、図３（Ａ）には斜視図を、図３（Ｂ）には軸方向側から見た図を、図３（Ｃ）には軸中心側から見た図を、また、図３（Ｄ）には周方向側から見た図を、それぞれ示す。

本実施例のステータ組立装置１０は、例えば三相交流モータなどの回転電機に用いられる固定子であるステータ１２を組み立てる装置である。ステータ１２は、回転子であるロータに対して径方向外側に所定のエアギャップを介して配置され、通電によってロータを回転させる磁界を発生する部材である。ステータ１２は、ステータコア１４と、ステータコイル１６と、を備えている。

ステータコア１４は、中空円筒状に形成された部材である。ステータコア１４の内径側には、ロータを収容するための空間（内径側空間）１８が形成されている。尚、ステータコア１４は、絶縁コーティングされた複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成されていてもよい。また、ステータコア１４の径方向外側端面には、絶縁コーティングされた軟磁性体粉末を圧縮成型した材料で形成された円筒状のヨークが取り付けられていてもよい。

ステータコア１４は、円環状に形成されるバックヨーク２０と、バックヨーク２０の径方向内側端面から径方向内側（軸中心側）へ向けて延びるティース２２と、を有している。ティース２２は、バックヨーク２０に対して周方向に複数（例えば、４８個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。周方向に隣接する２つのティース２２の間には、ステータコイル１６が保持されるスロット２４が形成されている。

ステータコア１４には、ステータ１２をモータケースに取り付け固定するための耳部２６が設けられている。耳部２６は、ステータコア１４本体（具体的には、バックヨーク２０）の径方向外側端面（外周面）から径方向外側へ向けて突出した山型形状に形成されている。耳部２６は、周方向に離れて複数箇所（例えば３箇所）設けられている。尚、耳部２６は、ステータ１２の組み付け時に治具を用いてステータコア１４を固定するために用いられてもよい。各耳部２６には、軸方向に貫通する貫通穴２８が設けられている。ステータ１２は、耳部２６の貫通穴２８を貫通するボルトがモータケースを介してナット締結されることによりモータケースに固定される。

また、ステータコイル１６は、断面が矩形状（具体的には、長方形）に形成された平角導線により構成されている。この平角導線は、導電性の高い例えば銅やアルミニウム等の金属により構成されている。尚、この平角導線の断面角部は、Ｒ加工されていてもよい。また、ステータコイル１６は、平角導線に代えて、断面が円形状に形成された導線により構成されることとしてもよい。ステータコイル１６は、ステータコア１４に対して周方向に複数（例えば、４８個）配設される。

各ステータコイル１６はそれぞれ、所定複数周（例えば５周）巻回された平角導線が曲げ加工されることにより成形される同芯巻きコイル（カセットコイル）である。以下、各ステータコイル１６を同芯巻きコイル１６と称す。各同芯巻きコイル１６はそれぞれ、一本の直線状の平角導線が巻線形成装置により楕円形状に形成されつつ所定複数周巻回された後に成形装置により略六角形状又は略八角形状に曲げ加工されることにより成形される。

各同芯巻きコイル１６は、スロット収容部３０，３２と、コイルエンド部３４，３６と、を有している。スロット収容部３０，３２はそれぞれ、ステータコア１４のスロット２４内に収容される、そのスロット２４を軸方向に貫くように略直線状に延びる部位である。スロット収容部３０とスロット収容部３２とは、ステータコア１４の周方向に所定距離離れた互いに異なるスロット２４に収容される。コイルエンド部３４，３６はそれぞれ、ステータコア１４の軸方向端部から軸方向外側に飛び出た、周方向に離れた２つのスロット収容部３０，３２同士を繋ぐように湾曲する部位である。

同芯巻きコイル１６は、平角導線の断面短辺方向に複数本の平角導線が積層されるように構成されていると共に、積層方向に隣り合う平角導線間に所定の隙間が形成されるように構成されている。同芯巻きコイル１６は、２つのスロット収容部３０，３２の離間距離（間隔）が積層方向位置に応じて変化するように断面台形状に形成されている。この断面台形状の形成は、同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２をそれぞれ適切にスロット２４に収容するために行われるものである。同芯巻きコイル１６は、平角導線の積層方向がステータコア１４の軸方向に直交する径方向に一致するようにステータコア１４に組み付けられる。

尚、同芯巻きコイル１６のコイルエンド部３４，３６はそれぞれ、複数の相異なる非直線形状に形成されてもよい。具体的には、コイルエンド部３４，３６はそれぞれ、３種類の非直線形状に形成されるものであって、ステータコア１４の径方向に向けて階段状に屈曲するクランク状にクランク成形され、円環状のステータコア１４の円弧に合わせて湾曲する円弧状に円弧成形されると共に、平角導線の断面長手方向に屈曲する屈曲状にエッジワイズ成形されてもよい。クランク成形は、平角導線の積層方向への導線間のレーンチェンジのために行われる曲げ加工である。円弧成形は、同芯巻きコイル１６をスロット２４内に効率的に収容するために行われる曲げ加工である。また、エッジワイズ成形は、複数の同芯巻きコイル１６を効率的に配置するために行われる曲げ加工である。

同芯巻きコイル１６は、周方向に複数配置されることにより円環籠状のコイルアッセンブリ４０を構成する。コイルアッセンブリ４０は、複数の同芯巻きコイル１６が周方向に並んで円環状に配置されることにより円環籠状に形成される。このコイルアッセンブリ４０の形成は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）に示す内容が実現されるように行われる。

（Ａ）複数の同芯巻きコイル１６は、収容されるスロット２４を周方向に一つずつずらしながら配置される。（Ｂ）互いに周方向に隣接して配置される２つの同芯巻きコイル１６同士は、各段の平角導線が積層方向（すなわち、径方向）に交互に重なるように組み付けられる。（Ｃ）互いに周方向に所定距離離れて配置される同相の２つの同芯巻きコイル１６同士は、スロット収容部３０，３２の各段の平角導線が同じスロット２４において積層方向（すなわち径方向）に交互に並ぶように組み付けられる。上記（Ｂ）に示す組み付けが行われると、コイルアッセンブリ４０の、互いに周方向に隣接して配置される２つの同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２の間に、ステータコア１４のティース２２が挿入配置されるティース穴が形成される。

尚、各同芯巻きコイル１６はそれぞれ、ステータ１２が例えば三相交流モータに適用される場合は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの何れかを構成する。例えば、コイルアッセンブリ４０は、同芯巻きコイル１６であるＵ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの同相のコイルが２個ずつ周方向に並んで配置されることにより、周方向に並んだ６つの同芯巻きコイル１６で一極が形成されるように構成される。

ステータ１２は、また、ステータコア１４と各同芯巻きコイル１６との電気的絶縁性を確保するためのスロット紙４４を備えている。スロット紙４４は、ステータコア１４のスロット２４の形状に合致した形状を有し、スロット２４ごとに装着可能に断面コの字状に形成されている。スロット紙４４は、紙により構成された薄膜状に形成される部材である。スロット紙４４は、スロット２４ごとに装着され、ステータコア１４と同芯巻きコイル１６との間に介在される。

スロット紙４４は、ステータコア１４の軸方向端面から軸方向外部へ突出するように形成されている。すなわち、スロット紙４４は、スロット２４の大きさに比して大きな軸方向長さを有するように形成されている。スロット紙４４は、ステータコア１４のスロット２４に、ステータコア１４の内径側空間１８側から外径側へ向けて挿入されることにより装着される。尚、スロット紙４４は、ステータコア１４のスロット２４に、軸方向に挿入されることにより装着されることとしてもよい。

スロット紙４４は、軸方向両側それぞれの端部において外側に折り曲げられたカフス部４６を有している。カフス部４６は、ステータコア１４の軸方向端面から軸方向外側に突出した位置に配置される。カフス部４６は、スロット紙４４がスロット２４から軸方向にずれるのを防止する機能を有する。スロット紙４４は、軸方向両側に存在するカフス部４６の軸方向内側の先端同士を結ぶ線分の軸方向距離がステータコア１４の軸方向端面間の長さに比して大きくなるように形成されている。

次に、図４〜図７を参照して、本実施例のステータ組立装置１０及びステータ組立方法によるステータ１２の組み立て手順について説明する。

図４は、本実施例のステータ組立装置１０が備えるサポータ治具の構成図を示す。図５は、本実施例のステータ組立装置１０が備えるサポータ治具を用いて同芯巻きコイル１６をステータコア１４のスロット２４に挿入した状況を表した図を示す。尚、図５（Ａ）にはステータの斜視図を、図５（Ｂ）にはステータを軸方向側から見た図を、図５（Ｃ）にはステータを軸中心側から見た図を、また、図５（Ｄ）には図５（Ｃ）に示す破線で囲んだ部分のステータの要部拡大図を、それぞれ示す。また、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）には、説明の便宜や理解の容易さの観点から、ステータコアを一部分カットした状況を示し、かつ、ステータコイルを構成する一つのカセットコイルをスロットに挿入する状況を示す。図６は、本実施例のステータ組立装置１０が備えるサポータ治具とステータコア１４と同芯巻きコイル１６との位置関係を表した断面図を示す。尚、図６（Ａ）にはステータを軸に直交する方向に沿って切断した際の図を、図６（Ｂ）にはステータを軸に平行な方向に沿って切断した際の図を、また、図６（Ｃ）には図６（Ｂ）に示すステータの要部拡大図を、それぞれ示す。また、図７は、本実施例のステータ組立装置１０及びステータ組立方法を用いてステータ１２を組み立てる際の工程を表した図を示す。

本実施例において、ステータ組立装置１０は、サポータ治具５０を備えている。サポータ治具５０は、ステータ１２の組み立て（具体的には、ステータコア１４のスロット２４への同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２の挿入）に必要なガイド治具であって、その組み立て時に同芯巻きコイル１６とスロット紙４４とを保護する。サポータ治具５０は、ステータコア１４のティース２２ごとすなわちコイルアッセンブリ４０のティース穴ごとに対応して設けられ、ステータコア１４に対してすなわち一コイルアッセンブリ４０に対して複数取り付けられる。サポータ治具５０は、スロット２４にスロット収容部３０，３２が挿入される際にステータコア１４に対して軸方向外側に隣接して配置される。サポータ治具５０は、軸方向両側それぞれに設けられる。

尚、コイルアッセンブリ４０は、各同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２がステータコア１４の各スロット２４へ挿入される前は、挿入された後に比べて、各同芯巻きコイル１６の２つのスロット収容部３０，３２の離間距離（周方向における間隔）が小さいことにより、軸方向長さ（具体的には、コイルエンド部３４の軸方向先端からコイルエンド部３６の軸方向先端までの距離）が大きくかつ外径が小さくなる（具体的には、外径がステータコア１４のティース２２の内径に比して僅かに小さくなる）ように構成される。以下、便宜的に、スロット収容部３０，３２がスロット２４へ挿入される前のコイルアッセンブリ４０を初期コイルアッセンブリ４０と称す。

サポータ治具５０は、径方向に向けて延び、内径側先端が尖った楔状に形成されている。すなわち、サポータ治具５０は、外径側から内径側にかけて周方向幅が小さくなるように先細り状に形成されている。サポータ治具５０は、ステータコア１４のバックヨーク２０に対して軸方向外側に隣接して対向する本体部５２と、ステータコア１４のティース２２に対して軸方向外側に隣接して対向する棒状部５４と、を有している。サポータ治具５０は、径方向内側においてステータコア１４のスロット２４に対応して切り欠かれた切欠部５６，５８を有している。

棒状部５４は、各径方向位置それぞれにおける幅（すなわち、周方向幅）がティース２２の同じ径方向位置における幅と略一致するように形成されている。棒状部５４は、本体部５２の内径側端部に接続されている。棒状部５４は、断面山型に形成されている。尚、本体部５２は、バックヨーク２０の径方向幅に比して大きな径方向幅を有するものとしてもよい。切欠部５６と切欠部５８とは、棒状部５４に対して周方向にその棒状部５４を挟んで設けられる。また、各サポータ治具５０の切欠部５６，５８は、同芯巻きコイル１６がスロット２４へ挿入される時に周方向に隣接する他のサポータ治具５０の切欠部５８，５６に連通すると共に、ステータコア１４のスロット２４に連通する。

互いに周方向に隣接して配置される２つのサポータ治具５０が周方向に並ぶと、一方のサポータ治具５０の切欠部５６と他方のサポータ治具５０の切欠部５８とは、同芯巻きコイル１６のスロット２４への挿入時にその同芯巻きコイル１６をガイドする穴を形成する。サポータ治具５０は、同芯巻きコイル１６のスロット２４への挿入時において、その同芯巻きコイル１６を周方向でガイドしかつその同芯巻きコイル１６がその挿入に合わせて変形するのを補助する機能を有すると共に、上記のスロット紙４４がティース２２に対して軸方向に抜けるのを防止する機能を有する。

サポータ治具５０は、切欠部５６，５８に臨む部位において段差６０を有している。すなわち、サポータ治具５０において、本体部５２の内径側端部の、棒状部５４と接続する部位を挟んだ周方向両側、及び、棒状部５４の周方向端部には、段差６０が形成されている。段差６０は、各部位における軸方向厚さが同じになるように形成されている。段差６０は、スロット紙４４のカフス部４６を収容する収容部として機能する。

段差６０は、本体部５２の内径側端部を構成する段差６０ａと、棒状部５４を構成する段差６０ｂと、からなる。段差６０ａは、上段部５２ａと、その上段部５２ａに対して内径側に突出する下段部５２ｂと、により形成される。また、段差６０ｂは、上段部５４ａと、その上段部５４ａに対して周方向両側の外側それぞれに突出する下段部５４ｂと、により形成される。上段部５４ａと下段部５４ｂとは、周方向幅が互いに異なるように形成される。

棒状部５４の上段部５４ａは、断面山型に形成されており、具体的には、下段部５４ｂ側（すなわち、ステータコア１４側）において周方向幅が比較的大きく、下段部５４ｂ側から反対側（すなわち、軸方向外側）にかけて周方向幅が徐々に小さくなるように形成されている。棒状部５４の下段部５４ｂの上端角部は、面取りされており、ステータコア１４の端面角部よりも滑らかな形状を有するように形成されている。

本体部５２の段差６０ａにおいて、下段部５２ｂが上段部５２ａに対して内径側に突出する長さ（幅）は、少なくともスロット紙４４の紙厚に設定されており、その紙厚以上に設定されている。本体部５２の下段部５２ｂは、サポータ治具５０がステータコア１４に対して軸方向外側に隣接して対向配置された際に、ステータコア１４のスロット２４の底壁として形成される軸中心に向いた軸方向端面と面を同じくする軸方向端面を有する。すなわち、サポータ治具５０の本体部５２は、下段部５２ｂの軸方向端面がスロット２４の底壁としての軸方向端面と共通の面を形成するように構成されている。

また、棒状部５４の段差６０ｂにおいて、下段部５４ｂが上段部５４ａに対して周方向外側に突出する長さ（幅）は、少なくともスロット紙４４の紙厚に設定されており、その紙厚以上に設定されている。棒状部５４の下段部５４ｂは、ステータコア１４のティース２２の周方向幅と同じ周方向幅を有している。すなわち、下段部５４ｂは、サポータ治具５０がステータコア１４に対して軸方向外側に隣接して対向配置された際に、ステータコア１４のティース２２の側面（すなわち、スロット２４の側壁）として形成される周方向に向いた周方向端面と面を同じくする周方向端面を有する。すなわち、サポータ治具５０の棒状部５４は、下段部５４ｂの周方向端面がスロット２４の側壁としての周方向端面と共通の面を形成するように構成されている。

ステータコア１４とスロット紙４４とサポータ治具５０とは、ステータコア１４の軸方向端面間の長さｔ１と、一サポータ治具５０当たりの下段部５２ｂ，５４ｂの軸方向厚さｔ２と、スロット紙４４の軸方向両側のカフス部４６の軸方向内側の先端同士を結ぶ線分の軸方向距離ｔ３と、が次式（１）又は（２）の関係を満たすように形成されている。

ｔ１＋２・ｔ２＜ｔ３ ・・・（１）
ｔ１＋２・ｔ２＝ｔ３ ・・・（２）

尚、ステータコア１４とスロット紙４４とサポータ治具５０とは、スロット紙４４の軸方向両側にあるカフス部４６の折り曲げ位置同士の軸方向距離（すなわち、カフス部４６が形成された後のスロット紙４４の軸方向端間の長さ）が、ステータコア１４に対して軸方向両側に取り付けられたサポータ治具５０の軸方向外側の頂点間の軸方向距離以下となるように形成されている。また、スロット紙４４は、スロット２４への同芯巻きコイル１６の挿入後に同芯巻きコイル１６とステータコア１４との間に絶縁に必要な沿面距離が確保される形状を有する。更に、サポータ治具５０は、上段部５２ａ，５４ａの軸方向長さがカフス部４６の軸方向長さよりも大きくなるように形成されている。

本実施例のステータ組立装置１０においては、中空円筒状のステータコア１４に同芯巻きコイル１６を挿入するうえで、まず、ステータコア１４の各スロット２４にスロット紙４４を装着する（図７（Ａ）及び（Ｂ））。このスロット紙４４のスロット２４への装着は、スロット紙４４がスロット２４にステータコア１４の内径側空間１８側から外径側へ向けて挿入されることにより行われる。

次に、スロット紙４４が装着されたステータコア１４にサポータ治具５０を取り付ける（図７（Ｃ）及び（Ｄ））。このサポータ治具５０のステータコア１４への取り付けは、複数のサポータ治具５０がそれぞれステータコア１４に対して外径側から内径側へ向けて挿入されることにより行われ、かつ、各サポータ治具５０の棒状部５４がステータコア１４の軸方向両側において対応のティース２２に対して軸方向外側に隣接して対向するように行われる。

そして次に、スロット紙４４が装着されかつサポータ治具５０が取り付けられたステータコア１４の内径側空間１８に、複数の同芯巻きコイル１６が円環状に配置された円環籠状の初期コイルアッセンブリ４０を配置する。尚、上記の如く、初期コイルアッセンブリ４０は、その外径がステータコア１４のティース２２の内径に対して小さくなるように構成されているため、ステータコア１４の内径側空間１８への挿入は可能である。

上記の如く初期コイルアッセンブリ４０の、ステータコア１４の内径側空間への配置が行われると、それらの初期コイルアッセンブリ４０とステータコア１４とは、互いに周方向で位置決めされる。この位置決めは、各同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２がステータコア１４のスロット２４及びサポータ治具５０の切欠部５６，５８に対してその内径側に隣接して対向するように行われる。

次に、初期コイルアッセンブリ４０の各同芯巻きコイル１６を外径側へ押圧して、各同芯巻きコイル１６をサポータ治具５０でガイドしつつスロット収容部３０，３２をスロット２４及び切欠部５６，５８に挿入して、同芯巻きコイル１６をステータコア１４に組み付ける（図７（Ｆ））。この挿入・組み付けの過程において、各同芯巻きコイル１６は、コイルエンド部３４の軸方向先端とコイルエンド部３６の軸方向先端との軸方向距離が徐々に小さくなり、かつ、スロット収容部３０とスロット収容部３２との離間距離（周方向における間隔）が徐々に拡大されるように変形する（図２や図５参照）。

尚、上記の挿入・組み付けは、ステータコア１４の各スロット２４への同芯巻きコイル１６の挿入に必要な押圧力を発生する押出装置を用いて行われるものとすればよく、例えば、保持台に保持されているサポータ治具５０付きのステータコア１４とコイルアッセンブリ４０とを軸回りに回転させつつ、押出装置が備えるローラを径方向外側へ移動させてコイルアッセンブリ４０の同芯巻きコイル１６のコイルエンド部３４，３６を内径側から外径側へ放射状に押し出すことにより実現されるものとしてもよい。また、コイルエンド部３４，３６を内径側から外径側へ押し出すことに代えて、スロット収容部３０，３２を直接に内径側から外径側へ放射状に押圧することで、そのスロット収容部３０，３２をステータコア１４のスロット２４に挿入することとしてもよい。

コイルアッセンブリ４０のすべての同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２がスロット２４に挿入されてすべての同芯巻きコイル１６の組み付けが完了すると、その後、サポータ治具５０がステータコア１４から取り外される（図７（Ｇ））と共に、同芯巻きコイル１６に対してワニスが滴下されて同芯巻きコイル１６が固化される。

かかるステータ組立手法によれば、周方向に所定距離離れて配置される２つの同芯巻きコイル１６同士の組み付けがスロット収容部３０，３２の平角導線が同じスロット２４において径方向に交互に並ぶように行われると共に、所定複数の同芯巻きコイル１６が円環状に配置されるコイルアッセンブリ４０を形成した後、そのコイルアッセンブリ４０を構成する各同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２を、各スロット２４にサポータ治具５０が装着された円環状のステータコア１４のスロット２４へ挿入することにより、コイルアッセンブリ４０をステータコア１４に組み付けることができる。

また、本実施例のステータ組立装置１０によるステータ組立手法においては、円環籠状のコイルアッセンブリ４０が円環状のステータコア１４に組み付けられる際、各同芯巻きコイル１６がサポータ治具５０により支持されながら変形する。このため、サポータ治具５０の存在により、ステータコア１４のスロット２４に同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２が挿入される際に、その同芯巻きコイル１６とステータコア１４のティース２２とが接触して傷が付き或いは破損が生じるのを防止することができると共に、また、ステータコア１４のスロット２４に装着されたスロット紙４４が破れるのを防止することができる。従って、サポータ治具５０を用いて同芯巻きコイル１６、ステータコア１４、及びスロット紙４４を保護することができる。

サポータ治具５０は、ステータコア１４への対向配置時、本体部５２の下段部５２ｂがステータコア１４のスロット２４の底部に形成される軸中心に向いた軸方向端面と面を同じくする軸方向端面を有すると共に、棒状部５４の下段部５４ｂがステータコア１４のティース２２の側面に形成される周方向に向いた周方向端面と面を同じくする周方向端面を有するように構成される。かかるサポータ治具５０の構造では、サポータ治具５０がステータコア１４に取り付けられた場合、ステータコア１４の軸方向端面やティース２２のエッジが完全にそのサポータ治具５０により覆われる。このため、サポータ治具５０を用いてそのティース２２のエッジからの同芯巻きコイル１６及びスロット紙４４の保護を確実に図ることができる。

また、本実施例において、サポータ治具５０は、スロット紙４４のカフス部４６を収容する収容部としての段差６０を有する。すなわち、サポータ治具５０は、下段部５２ｂの軸方向端面がスロット２４の底部の軸方向端面と共通の面を形成しかつ上段部５２ａがその下段部５２ｂに対して外径側にスロット紙４４の紙厚程度だけ引っ込んだ本体部５２を有すると共に、下段部５４ｂの周方向端面がティース２２の周方向端面と共通の面を形成しかつ上段部５４ａがその下段部５４ｂに対して周方向内側にスロット紙４４の紙厚程度だけ引っ込んだ棒状部５４を有する。

スロット紙４４は、式（１）又は式（２）に示す如く、軸方向両側のカフス部４６の軸方向内側の先端同士を結ぶ線分の軸方向距離ｔ３が、ステータコア１４の軸方向端面間の長さｔ１と、一サポータ治具５０当たりの段差６０の軸方向厚さｔ２を２倍した値と、を足し合わせた値又はその値以上となるように形成されている。スロット紙４４は、スロット２４への同芯巻きコイル１６の挿入後に同芯巻きコイル１６とステータコア１４との間に絶縁に必要な沿面距離が確保される形状を有する。

かかるサポータ治具５０及びスロット紙４４の構造によれば、ステータコア１４への同芯巻きコイル１６の組み付け後、スロット紙４４のカフス部４６が、サポータ治具５０の下段部５２ｂ，５４ｂに対して上段部５２ａ，５４ａが引っ込んだ段差６０の収容部に収容される。このため、そのカフス部４６がスロット紙４４の厚さ分だけステータコア１４のスロット２４側にはみ出すのを回避することができるので、スロット２４における同芯巻きコイル１６の占積率が低下するのを防止することができる。また、スロット紙４４のカフス部４６がサポータ治具５０の段差６０の収容部で移動できる量を制限することができ、そのスロット紙４４がその収容部から軸方向に抜けるのを防止することができる。

また、上記の構造によれば、スロット紙４４により同芯巻きコイル１６とステータコア１４との間に絶縁に必要な沿面距離を確保することができる。更に、サポータ治具５０において、スロット紙４４のカフス部４６を収容するために、ステータコア１４側とは反対側の軸方向端部に庇などの大幅の部位を形成することすなわちステータコア１４側の軸方向端部にスロット紙４４のカフス部４６を収容するための収容部を設けることは不要であるので、庇などの存在に起因してサポータ治具５０の軸方向寸法が大きくなるのを回避することができる。このため、ステータコア１４への組み付け後の同芯巻きコイル１６の軸方向寸法を低く抑えることができる。

従って、本実施例のステータ組立装置１０によるステータ組立手法によれば、スロット２４における同芯巻きコイル１６の占積率の低下及び同芯巻きコイル１６の軸方向寸法の増大を招くことなく、同芯巻きコイル１６とステータコア１４との間に絶縁に必要な沿面距離を確保しつつ、サポータ治具５０を用いて同芯巻きコイル１６及びスロット紙４４を保護することができる。

ところで、上記の実施例においては、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す如くステータコア１４の各スロット２４にスロット紙４４を装着することが特許請求の範囲に記載した「スロット紙装着工程」に、図７（Ｃ）及び（Ｄ）に示す如くサポータ治具５０をステータコア１４に対して軸方向に隣接して配置することが特許請求の範囲に記載した「治具取付工程」に、図７（Ｅ）及び（Ｆ）に示す如く同芯巻きコイル１６のスロット収容部３０，３２をスロット２４に挿入することが特許請求の範囲に記載した「コイル挿入工程」に、それぞれ相当している。

また、上記の実施例においては、ステータ１２の同芯巻きコイル１６を、断面が矩形状に形成された平角導線により構成するものとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ステータ１２の同芯巻きコイル１６を、断面が円形状に形成された導線により構成したものに適用することとしてもよく、かかる変形例においても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

また、上記の実施例においては、スロット紙４４をステータコア１４のスロット２４に配置した後に、複数の同芯巻きコイル１６が円環状に配置された初期コイルアッセンブリ４０のスロット収容部３０，３２を、スロット紙４４が配置されたステータコア１４のスロット２４に挿入することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、初期コイルアッセンブリ４０のスロット収容部３０，３２にスロット紙４４を装着した後に、そのスロット紙４４が装着された初期コイルアッセンブリ４０のスロット収容部３０，３２をステータコア１４のスロット２４に挿入することとしてもよい。

また、上記の実施例においては、同芯巻きコイル１６とスロット紙４４とを保護するサポータ治具５０が有する段差６０を、図４に示す如く、各部位における軸方向厚さが同じになるように形成することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、その段差６０（具体的には、棒状部５４の段差６０ｂ）を、図８に示す如く、各部位における軸方向厚さが変化するように（具体的には、外径側から内径側にかけて軸方向厚さが小さくなるように）傾斜して形成することとしてもよい。すなわち、段差６０ｂは、外径側から内径側にかけて軸方向厚さが小さくなるように傾斜して形成されている。棒状部５４の下段部５４ｂの軸方向厚さｔ２は、外径側から内径側にかけて徐々に小さくなる。

かかる変形例の構造においては、スロット紙４４が装着されたステータコア１４にサポータ治具５０を取り付ける際、具体的には、サポータ治具５０をその棒状部５４がステータコア１４のティース２２に対して軸方向外側に隣接して対向するようにそのステータコア１４に対して外径側から内径側へ向けて挿入する際に、そのサポータ治具５０の棒状部５４（具体的には、その段差６０ｂ）を、ティース２２とスロット紙４４のカフス部４６の軸方向内側の先端との間に入れ込み易くすることができる。このため、サポータ治具５０をステータコア１４に対して外径側から内径側へ向けて挿入するうえでの組み付け性を向上させることができる。

また、上記の実施例においては、同芯巻きコイル１６とスロット紙４４とを保護するサポータ治具５０を、ステータコア１４のティース２２ごとに設け、図４に示す如く、外径側から内径側にかけて周方向幅が小さくなるように先細り状に形成すると共に、ステータコア１４のバックヨーク２０に対して軸方向外側に隣接して対向する本体部５２と、ステータコア１４のティース２２に対して軸方向外側に隣接して対向する棒状部５４と、を有するように形成することとしている。

しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、同芯巻きコイル１６とスロット紙４４とを保護するサポータ治具５０を、ステータコア１４のスロット２４ごとに設け、図９に示す如く、外径側から内径側にかけて周方向幅が小さくなるように先細り状に形成すると共に、ステータコア１４のバックヨーク２０に対して軸方向外側に隣接して対向する本体部１００と、内径側端部に設けられた軸方向に向けて空いた開口１０２と、周方向においてその開口を挟んで二股に分かれた脚部１０４，１０６と、を有するように形成したものに適用することとしてもよい。

かかる変形例の構造において、サポータ治具５０の開口１０２は、ステータコア１４のスロット２４に対応するものであり、サポータ治具５０の脚部１０４，１０６は、ステータコア１４のティース２２に対して軸方向外側に隣接して対向するものであって、互いに周方向に隣接するティース２２に対向する。そして、このサポータ治具５０は、開口１０２に臨む部位において段差１０８を有するものとすればよい。

段差１０８は、開口１０２の底部に設けられて本体部１００の内径側端部を構成する段差１０８ａと、開口１０２の側部に設けられて脚部１０４を構成する段差１０８ｂと、開口１０２の側部に設けられて脚部１０６を構成する段差１０８ｃと、からなる。段差１０８ａは、上段部１００ａと、その上段部１００ａに対して内径側に突出する下段部１００ｂと、により形成される。段差１０８ｂは、上段部１０４ａと、その上段部１０４ａに対して周方向の開口１０２側に突出する下段部１０４ｂと、により形成される。段差１０８ｃは、上段部１０６ａと、その上段部１０６ａに対して周方向の開口１０２側に突出する下段部１０６ｂと、により形成される。脚部１０４の上段部１０４ａと下段部１０４ｂとは、周方向幅が互いに異なるように形成される。また、脚部１０６の上段部１０６ａと下段部１０６ｂとは、周方向幅が互いに異なるように形成される。

本体部１００の段差１０８ａにおける下段部１００ｂが上段部１００ａに対して内径側に突出する長さ（幅）、脚部１０４の段差１０８ｂにおける下段部１０４ｂが上段部１０４ａに対して周方向に突出する長さ（幅）、脚部１０６の段差１０８ｃにおける下段部１０６ｂが上段部１０６ａに対して周方向に突出する長さ（幅）はそれぞれ、少なくともスロット紙４４の紙厚に設定されており、その紙厚以上に設定されている。

本体部１００の下段部１００ｂは、サポータ治具５０がステータコア１４に対して軸方向外側に隣接して対向配置された際に、ステータコア１４のスロット２４の底壁として形成される軸中心に向いた軸方向端面と面を同じくする軸方向端面を有する。脚部１０４，１０６の下段部１０４ｂ，１０６ｂはそれぞれ、ステータコア１４のティース２２の周方向幅に対して半分以下である周方向幅を有している。下段部１０４ｂ，１０６ｂはそれぞれ、サポータ治具５０がステータコア１４に対して軸方向外側に隣接して対向配置された際に、ステータコア１４のティース２２の側面（すなわち、スロット２４の側壁）として形成される周方向に向いた周方向端面と面を同じくする周方向端面を有する。

かかる変形例の構造においても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

尚、以上の実施例に関し、更に以下を開示する。

［１］ステータコア（１４）のスロット（２４）にステータコイル（１６）が挿入される際に前記ステータコア（１４）に対して軸方向に隣接して配置され、前記スロット（２４）に装着される、軸方向端部において折り曲げられたカフス部（４６）を有するスロット紙（４４）を保護するサポータ治具（５０）を備えるステータ組立装置（１０）であって、前記サポータ治具（５０）は、前記ステータコア（１４）側の軸方向端部に前記スロット（２４）の壁面と面を同じくする端面が設けられる下段部（５２ｂ，５４ｂ）と、前記ステータコア（１４）側とは反対側の軸方向端部に前記スロット（２４）に前記ステータコイル（１６）が挿入される際に該ステータコイル（１６）を周方向でガイドする上段部（５２ａ，５４ａ）と、を有し、前記下段部（５２ｂ，５４ｂ）は前記上段部（５２ａ，５４ａ）に対して周方向に突出しており、該上段部（５２ａ，５４ａ）と該下段部（５２ｂ，５４ｂ）とにより前記カフス部（４６）が収容される収容部が設けられるように段差（６０）を有するステータ組立装置（１０）。

上記［１］記載の構成によれば、サポータ治具（５０）がステータコア（１４）に取り付けられた場合にステータコア（１４）の軸方向端面及びティース（２２）のエッジが完全にサポータ治具（５０）により覆われるので、スロット（２４）へのステータコイル（１６）の挿入時にサポータ治具（５０）を用いてティース（２２）とステータコイル（１６）との間でスロット紙（４４）を保護することができる。また、スロット紙（４４）のカフス部（４６）がサポータ治具（５０）の段差（６０）の収容部に収容されるので、スロット（２４）におけるステータコイル（１６）の占積率が低下するのを防止することができる。更に、サポータ治具（５０）に、スロット紙（４４）のカフス部（４６）を収容するために、ステータコア（１４）側とは反対側の軸方向端部に庇などの大幅の部位を形成することは不要であるので、サポータ治具（５０）の軸方向寸法が大きくなるのを回避することができ、ステータコア（１４）への組み付け後のステータコイル（１６）の軸方向寸法を低く抑えることができる。

［２］上記［１］記載のステータ組立装置（１０）において、前記段差（６０）は、外径側から内径側にかけて軸方向厚さが小さくなるように傾斜して形成されているステータ組立装置（１０）。

上記［２］記載の構成によれば、サポータ治具（５０）をステータコア（１４）に対して外径側から内径側へ向けて挿入するうえでの組み付け性を向上させることができる。

［３］上記［１］又は［２］記載のステータ組立装置（１０）において、前記サポータ治具（５０）は、前記ステータコア（１４）のティース（２２）ごとに前記ティース（２２）に対して軸方向に隣接して配置される、外径側から内径側にかけて先細り状に形成される棒状部（５４）を有するステータ組立装置（１０）。

［４］上記［１］又は［２］記載のステータ組立装置（１０）において、前記サポータ治具（５０）は、内径側端部に設けられた軸方向に向けて空いた開口（１０２）と、周方向において前記開口（１０２）を挟んで二股に分かれた脚部（１０４，１０６）と、を有するステータ組立装置（１０）。

［５］ステータコア（１４）のスロット（２４）に、軸方向端部において折り曲げられたカフス部（４６）を有するスロット紙（４４）を装着するスロット紙装着工程と、上記［１］乃至［４］の何れか一項記載のステータ組立装置（１０）が備える前記サポータ治具（５０）を、前記ステータコア（１４）に対して軸方向に隣接して配置する治具取付工程と、前記スロット紙（４４）が前記スロット（２４）に装着されかつ前記サポータ治具（５０）が前記ステータコア（１４）に対して軸方向に隣接して配置された状態で、前記ステータコイル（１６）を前記スロット（２４）に挿入するコイル挿入工程と、を備えるステータ組立方法。

１０ ステータ組立装置
１２ ステータ
１４ ステータコア
１６ ステータコイル（同芯巻きコイル）
１８ 内径側空間
２０ バックヨーク
２２ ティース
２４ スロット
３０，３２ スロット収容部
３４，３６ コイルエンド部
４０ コイルアッセンブリ
４４ スロット紙
４６ カフス部
５０ サポータ治具
５２，１００ 本体部
５２ａ，５４ａ 上段部
５２ｂ，５４ｂ 下段部
５４ 棒状部
５６，５８ 切欠部
６０，１０８ 段差
１０２ 開口
１０４，１０６ 脚部

Claims (5)

1. ステータコアのスロットにステータコイルが挿入される際に前記ステータコアに対して軸方向に隣接して配置され、前記スロットに装着される、軸方向端部において折り曲げられたカフス部を有するスロット紙を保護するサポータ治具を備えるステータ組立装置であって、
   前記サポータ治具は、前記ステータコア側の軸方向端部に前記スロットの壁面と面を同じくする端面が設けられる下段部と、前記ステータコア側とは反対側の軸方向端部に前記スロットに前記ステータコイルが挿入される際に該ステータコイルを周方向でガイドする上段部と、を有し、
   前記下段部は前記上段部に対して周方向に突出しており、該上段部と該下段部とにより前記カフス部が収容される収容部が設けられるように段差が形成されていることを特徴とするステータ組立装置。
2. 前記段差は、外径側から内径側にかけて軸方向厚さが小さくなるように傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１記載のステータ組立装置。
3. 前記サポータ治具は、前記ステータコアのティースごとに前記ティースに対して軸方向に隣接して配置される、外径側から内径側にかけて先細り状に形成される棒状部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のステータ組立装置。
4. 前記サポータ治具は、内径側端部に設けられた軸方向に向けて空いた開口と、周方向において前記開口を挟んで二股に分かれた脚部と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載のステータ組立装置。
5. ステータコアのスロットに、軸方向端部において折り曲げられたカフス部を有するスロット紙を装着するスロット紙装着工程と、
   請求項１乃至４の何れか一項記載のステータ組立装置が備える前記サポータ治具を、前記ステータコアに対して軸方向に隣接して配置する治具取付工程と、
   前記スロット紙が前記スロットに装着されかつ前記サポータ治具が前記ステータコアに対して軸方向に隣接して配置された状態で、前記ステータコイルを前記スロットに挿入するコイル挿入工程と、
   を備えることを特徴とするステータ組立方法。

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