JP2016220400A - ステータコアへのコイル装着方法及び装着構造、並びにステータコア - Google Patents

Abstract

【課題】２層に重ね巻きされるステータコイルの性能と生産性を改善する。【解決手段】ステータコア１を、各ティース３の中ほどからラジアル方向に分割された外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとで構成する。コイル４の一方の直線部４Ａを外側セグメント１Ａのスロット２Ａ内に収装し、もう一方の直線部４Ｂを内側セグメント１Ｂのスロット２Ｂ内に収装する。内側セグメント１Ａと外側セグメント２Ａを相対回転させた後、内側セグメント１Ｂをラジアル方向外向きに駆動し、外側セグメント１Ａに接合する、これにより、ステータコア１に２層のコイル４を巻き回したステータコイルが完成する。【選択図】図１

Description

この発明は、電動モータやジェネレータのステータコイルのステータコアへの装着及びそのためのステータコアの構造に関する。

電動モータやジェネレータのステータコイルを巻線するステータコアは一般に円筒形状に形成され、等しい角度間隔で配置されたスロットを備えている。スロットはステータコアの外周から中心方向に向かってラジアル方向に突出するティースによって周方向に画成されている。

コイルはティースによって画成されたスロットにそれぞれ収容される一対の直線部と、ステータコアの端面から軸方向に突出する一対のコイルエンドからなる。一対の直線部が異なるスロットに収容されるように、コイルを一つまたは複数のティースに装着することで、一つまたは複数のティースにコイルが巻き回された状態となる。

特許文献１はこうしたステータコイルの製造に関して、あらかじめ所定の巻線形状に成型したコイルを、治具を用いてステータコアのスロットに装着するとともに、コイルの一対の直線部の一方がスロットの外周側に、もう一方が別のスロットの内周側に配置するとともに、外周側から内周側への巻線の移動と、内周側から外周側への巻線の移動とをそれぞれコイルエンドにおいて行なうことを提案している。

特開２００８−１６７５６７号公報

特許文献１のステータコイルの装着方法では、コイルの一対の直線部の一方をスロットの外周側に、もう一方を別のスロットの内周側に配置する作業を、ステータコアの内周に面したスロットの開口部から治具を用いてコイルをスロットに挿入することで行なっていた。

そのためには、ステータコアのスロットはステータコアの内周に開口部を有するオープンスロットでなければならない。言い換えれば、特許文献１が提案するステータコイルの装着方法はスロットの内周端が閉塞したクローズドスロットや、内周側の開口部の幅が狭いセミクローズドスロットを有するステータコアには適用不可能であった。しかしながら、オープンスロットを有するステータコアはクローズドスロットやセミクローズドスロットを有するステータコアと比べてトルク性能において不利なだけでなく、騒音や振動の抑制という点でも不利がある。

この発明は、２層に重ね巻きされるステータコイルの性能と生産性を改善することを目的とする。

以上の目的を達成するために、この発明の実施形態によるステータコアへのコイル装着方法は、定角度間隔で形成された複数のスロットと、スロットを周方向に画成するスロットと同数のティースとを有する円筒形状のステータコアへのコイルの装着に適用される。コイルは同一方向に延在する２つの直線部と２つの直線部を連結する２つのコイルエンド部とを有する。ステータコアはあらかじめ各ティースの中ほどからラジアル方向に分割された外側セグメントと内側セグメントとで構成する。すべてのコイルの一方の直線部を外側セグメントのスロット内に収装し、すべてのコイルのもう一方の直線部を外側セグメントのスロットに対向する内側セグメントのスロット内に収装する。この状態で内側セグメントを外側セグメントに対して所定角度回転変位させ、回転変位した位置で内側セグメントの各ティース部をそれぞれラジアル方向外向きに駆動し、外側セグメントの各ティース部にそれぞれ接合する。

すべてのコイルの一方の直線部を外側セグメントのスロット内に、もう一方の直線部が対向する外側セグメントのスロットに収装された状態で、内側セグメントを外側セグメントに対して所定角度回転変位させると、すべてのコイルの２つの直線部が所定角度ずれた異なるスロットに保持され、スロット間のティースに巻き回された状態となる。この位置で内側セグメントの各ティース部をそれぞれラジアル方向外向きに駆動し、外側セグメントの各ティース部にそれぞれ接合する。これにより、外側セグメントのスロットと内側セグメントのスロットとが一体のスロットを構成する。各スロットには２つの異なるコイルの直線部が収装されることになり、重ね巻きされた２層のコイル構造が実現する。

この発明の第１の実施形態による、ステータコアへのコイル装着方法を説明する、ステータコアの横断面図である。 ステータコアのスロットの形式を説明する、ステータコア要部の横断面図である。 この発明の第１の実施形態による、コイルの直線部のスロットへの収納状態を示す、ステータコア要部の横断面図である。 この発明の第１の実施形態による、外側セグメントと内側セグメントの一体化プロセスを説明する、ステータコア要部の横断面図である。 この発明の第１の実施形態による、外側セグメントのティース部の先端に形成された凹部と、内側セグメントのティース部の先端に形成された突起とを示す、ステータコア要部の横断面図である。 この発明の第１の実施形態による、コイルの成形前と成形後のコイルの断面変化を説明するコイルの斜視図と横断面図である。 この発明の第１の実施形態による、コイルの直線部への絶縁紙の装着を説明するコイルの斜視図と横断面図である。 この発明の第２の実施形態による、外側セグメントのティースの先端に形成された変形部の挙動を示す、ステータコア要部の横断面図である。 この発明の第３の実施形態による、コイルの直線部への絶縁紙の巻きつけ状態を示す、コイルの直線部の横断面図である。 この発明の第４の実施形態による、コイル装着用治具の装着前のステーアコアの横断面図と、ステーアコアに装着したコイル装着用治具の側面図である。 この発明の第４の実施形態による、コイル装着用治具の回転変位動作を説明する、コイル装着用治具の側面図である。 この発明の第４の実施形態による、コイル装着用治具の内側セグメント駆動動作を説明するコイル装着用治具とステータコアの横断面図と、コイル装着用治具により一体化されたステータコアの横断面図である。

図１−図７を参照して、この発明の第１の実施形態によるステータコア１へのコイル装着方法を説明する。

図１の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように、電動モータやジェネレータに用いられるステータコア１は等しい角度間隔でラジアル方向に形成されたスロット２と、スロット２を周方向に画成するティース３とを有する。ステータコア１はティース３の中ほどにおいて、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとに分割される。ステータコア１のスロット２は図２の（ｂ）に示すように内周に幅が狭い開口部を有するセミクローズドスロットで構成される。

ステータコア１のティース３は外側セグメント１Ａの一部である外側ティース部３Ａと、内側セグメント１Ｂを構成する内側ティース部３Ｂとに分割される。結果として、スロット２も外側セグメント１Ａの外側ティース部３Ａに画成された外側スロット２Ａと、内側セグメント１Ｂの内側ティース部３Ｂに画成された内側スロット２Ｂに分割される。外側セグメント１Ａは図示されない外側治具によって支持される。内側セグメント１Ｂはステータコア１の中空部に挿入された図示されない内側治具に支持される。内側治具は個々の内側セグメント１Ｂを支持しつつ円周方向に回動可能かつ、複数の内側ティース部３Ｂをラジアル方向外向きにそれぞれ駆動可能に構成される。

以上のように構成されたステータコア１に次のようにコイル４が装着される。

図６を参照すると、コイル４はあらかじめ線材を所定回数に渡って巻線することで形成される。コイル４は同一方向に延在する２つの直線部４Ａと４Ｂ，直線部４Ａと４Ｂを接続する２つのコイルエンド４Ｃと４Ｄからなる。なお、図では巻き線の巻き始めと巻き終わりに相当する取り出し線は省略されている。

図４を参照すると、コイル４は外側治具と内側治具に支持されたステータコア１のいずれかの端面から軸方向に各スロット２に挿入される。このとき、直線部４Ａが外側スロット２Ａに、直線部４Ｂが内側スロット２Ｂに位置するように、コイル４を各スロット２に挿入する。

再び図６を参照すると、コイル４の線材には自己融着線を使用する。線材をコイル形状へと巻線した直後には、図の（ｂ）に示すように、直線部４Ａと４Ｂは略円形の断面形状をなしている。これを図の（ｃ）に示すように、外側スロット２Ａに挿入される直線部４Ａが外側スロット２Ａの横断面に類似する横断面形状をなし、内側スロット２Ｂに挿入される直線部４Ｂが内側スロット２Ｂの横断面に類似する横断面形状をなすように、直線部４Ａと４Ｂを加圧成形する。

好ましくは、直線部４Ａの横断面は周方向に関しては外側スロット２Ａを画成する外側ティース部３Ａとの間に若干の隙間を有する一方、ラジアル方向に関しては外側スロット２Ａからステータコア１の中心に向かって若干突出する断面形状に加圧成形される。直線部４Ｂの横断面は周方向に関しては内側スロット２Ｂを画成する内側ティース部３Ｂとの間に若干の隙間を有する一方、ラジアル方向に関しては内側スロット２Ｂからステータコア１の外側に向かって若干突出する断面形状に加圧成形される。

コイル４をスロット２へ挿入する際には、図４の（ａ）に示されるように、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂが隙間を空けて対峙している。直線部４Ａと４Ｂの加圧成形後の断面形状は、外側スロット２Ａからラジアル方向内側への直線部４Ａの突出長さと、内側スロット２Ｂからラジアル方向外側への直線部４Ｂの突出長さとの合計が、この隙間の範囲に収まるようにそれぞれ設定される。

設定された断面形状へと直線部４Ａと４Ｂを加圧成形した後、直線部４Ａと４Ｂを加熱し、直線部４Ａと４Ｂの線材を自己融着させる。なお、加熱するのは外側スロット２Ａに挿入される直線部４Ａと、内側スロット２Ｂに挿入される直線部４Ｂのみであり、コイルエンド４Ｃと４Ｄについてはこの段階では加熱を行わない。自己融着により、直線部４Ａと４Ｂは図６の（Ｂ）に示す断面形状を自立的に保持することができる。

図７を参照すると、加圧成形と自己融着を終えたコイル４の直線部４Ａと４Ｂには、絶縁紙５が図の（ａ）と（ｂ）に示すように巻きつけられる。

以上のプロセスを経たコイル４がステータコア１のすべてのスロット２に挿入される。

再び図４を参照すると、スロット２に挿入した状態のコイル４は、図の（ａ）に示すように、一方の直線部４Ａが外側スロット２Ａを貫通し、同じコイル４のもう一方の直線部４Ｂが外側スロット２Ａに対向する内側スロット２Ｂを貫通する。コイルエンド４Ｃと４Ｄはステータコア１の両端から軸方向外側へそれぞれ突出する。すべてのコイル４をこの状態となるようにすべてのスロット２に挿入する。

次に、図１の（ｂ）に示すように、外側セグメント１Ａに対して全ての内側セグメント１Ｂを図の矢印に示すように所定角度に渡って相対回転させる。所定角度はコイル４が跨ぐティース３の数に相当する。ここでは、所定角度は２個分のティース３に相当する角度とする。

外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂの相対回転の結果、図１の（ｃ）に示すように各コイル４は２個のティース３を跨ぐ形で直線部４Ａと４Ｂとが異なるスロット２に保持されることになる。すべてのコイル４において、直線部４Ａは外側セグメント１Ａの外側スロット２Ａに保持され、直線部４Ｂは内側セグメント１Ｂの内側スロット２Ｂの内側に保持される。

この状態で内側治具により内側セグメント１Ｂを一斉にラジアル方向外側へ駆動し、外側セグメント１Ａに内側セグメント１Ｂを接合する。

図５を参照すると、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとの接合部をなす外側ティース部３Ａと内側ティース部３Ｂの各先端部にはあらかじめ凹部３Ｃと、凹部３Ｃに結合する突起３Ｄとが形成される。治具は内側セグメント１Ｂを構成する複数の内側ティース部３Ｂを一斉にラジアル方向外側へ駆動して突起３Ｄを凹部３Ｃに圧入する。この動作により外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとが結合し、一体化される。

この実施形態では、外側セグメント１Ａに凹部３Ｃを形成し、内側セグメント１Ｂに突起３Ｄを形成しているが、外側セグメント１Ａに突起３Ｄを形成し、内側セグメント１Ｂに凹部３Ｃを形成しても良い。

図４を参照すると、図の（ａ）の状態から治具により内側セグメント１Ｂをラジアル方向外側へ駆動すると、図の（ｂ）のように同じスロット２内のコイル４の直線部４Ａと４Ｂとが互いに当接して、直線部４Ａと４Ｂがラジアル方向に押しつぶされる。その結果、コイル４の直線部４Ａと４Ｂは、ラジアル方向に関しては寸法を縮小する一方、周方向に膨張することで周方向の寸法を拡大し、両側に位置する外側ティース部３Ａまたは３Ｂに密着する。この直線部４Ａと４Ｂの押しつぶし動作によって、直線部４Ａと４Ｂはスロット２内に隙間なく密に配置される。

各ティース３における突起３Ｄの凹部３Ｃへの圧入により、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂは一体化され、すべてのコイル４が２個のティース３に巻きつけられた状態となる。また、すべてのスロット２を、コイル４の直線部４Ａと、別のコイル４の直線部４Ｂとがラジアル方向に重なり合う形で貫通する。言い換えれば、ステータコア１の全てのティース３に２層のコイル４が重ね巻きされた状態となる。この状態で、外側治具と内側治具を取り外せば、ステーアコア１へのコイル４の巻線が完了する。

コイル４の巻線が完了した後、好ましくは、コイル４とステーアコア１とを樹脂モールドで一体化する。これによりステータコイルの一体性が高まり、ステータコイルを用いる電動モータやジェネレータの振動や騒音の抑制に好ましい効果が得られる。

以上のように、このコイル装着方法によれば、ステータコア１に効率良く２層の重ね巻きコイルを装着することが可能となる。

このコイル装着方法によれば、コイル４の直線部４Ａと４Ｂにあらかじめ絶縁紙５を巻きつけておくので、内側セグメント１Ｂを外側セグメント１Ａに対して回転変位させる際にコイル４の巻線の一部がスロット２から飛び出したり、外側ティース部３Ａと３Ｂとの間に噛み込まれたりするのを、絶縁紙５の拘束力によって防止することができる。

図３を参照すると、ステーアコイルが完成した状態では、同一のスロット２内に異なるコイル４の直線部４Ａと４Ｂが収装されることになるが、絶縁紙５により同一スロット２内の直線部４Ａと４Ｂの相互の絶縁が確保される。例えば３相交流モータでは、このようにしてＵ，Ｖ，Ｗの相間の絶縁が容易に行えるので、電動モータやジェネレータの設計の自由度を向上させることができる。

このコイル装着方法においては、コイル４の２つの直線部４Ａと４Ｂは、外側セグメント１Ａの外側スロット２Ａと内側セグメント１Ｂの内側スロット２Ｂにそれぞれ収装された状態で、外側スロット２Ａと内側スロット２Ｂからラジアル方向にそれぞれ若干突出する寸法にあらかじめ設定されている。そして、加圧成形した直線部４Ａと４Ｂをスロット２内で互いに押しつぶすようにして外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとを接合するので、コイル４の巻線はスロット２に隙間なく配置される。そのため、コイル４の占積率を高めることができる。

このコイル装着方法においては、コイル４に加熱接着型の自己融着線を使用するとともに、コイル４の加圧成形時にコイル４のスロット２に挿入される直線部４Ａと直線部４Ｂのみを加熱して自己溶着させる。したがって、直線部４Ａと直線部４Ｂは高密度を保った状態で外側スロット２Ａと内側スロット２Ｂに挿入することができ、結果として占積率の向上に好ましい効果をもたらす。一方、コイル４の他の部位は加熱しないので、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとの相対回転させる際に要求されるコイル４の柔軟性も確保される。

このコイル装着方法においては、外側セグメント１Ａの外側ティース部３Ａの先端と内側セグメント１Ｂの内側ティース部３Ｂの先端の一方に突起３Ｄをあらかじめ形成し、外側ティース部３Ａの先端と内側ティース部３Ｂの先端のもう一方に凹部３Ｃをあらかじめ形成し、突起３Ｄを凹部３Ｃに圧入することで内側セグメント１Ｂを外側セグメント１Ａに固定する。これにより、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとを簡易な方法で一体化することができる。

外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとを一体化する手段として、外側セグメント１Ａの外側ティース部３Ａの先端と内側セグメント１Ｂの内側ティース部３Ｂの先端とを接着剤で固定することも好ましい。その場合には、接着剤の使用を突起３Ｄの凹部３Ｃへの圧入と組み合わせても良く、あるいは内側ティース部３Ｂを内側ティース部３Ｂに接着剤のみで固定することも可能である。

外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとを一体化する手段として、ステータコア１の両端面において、外側セグメント１Ａの外側ティース部３Ａの先端と内側セグメント１Ｂの内側ティース部３Ｂの先端とを溶接することも好ましい。この溶接は、突起３Ｄを凹部３Ｃへ圧入したうえで行なうが、突起３Ｄと凹部３Ｃを設けずに、溶接のみで外側ティース部３Ａと３Ｂとを一体化することも可能である。

このコイル装着方法は、図２の（ａ）のオープンスロット及び（ｂ）のセミクローズドスロットに適用可能である。ただし、（ｃ）のクローズドスロットについても、隣接する内側ティース部３Ｂの内周の結合部を伸縮可能に構成すれば適用可能である。

次に図８を参照して、外側ティース部３Ａと内側ティース部３Ｂの接合に関するこの発明の第２の実施形態を説明する。

この実施形態においては、第１の実施形態のように凹部３Ｃに突起３Ｄを圧入する代わりに、図の（ａ）に示すように、外側ティース部３Ａの先端にＶ字形断面の凹部３Ｅを形成し、周方向に関して凹部３Ｅの両側に一対の変形部３Ｆを形成する。一方、内側ティース部３Ｂの先端には逆Ｖ字断面の突起３Ｇを形成する。変形部３Ｆの先端には突起３Ｇの基端３Ｉにくさび状に食い込む係合部３Ｈが形成される。突起３Ｇの基端３Ｉは、係合部３Ｈと係合すべく、ラジアル方向内側に向かって幅を減少させる断面にあらかじめ形成される。

第１の実施形態と同様に外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂを相対回転させた後、内側セグメント１Ｂを外側セグメント１Ａに向けてラジアル方向に駆動すると、突起３Ｇが凹部３Ｅに係合するとともに、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとの間でコイル４の直線部４Ａと直線部４Ｂがラジアル方向に押しつぶされ、直線部４Ａと直線部４Ｂは図の（ａ）の矢印に示すように周方向に膨張する。この膨張圧力で一対の変形部３Ｆが先端を相接する方向、言い換えれば突起３Ｇを把持する方向へと変形する。この変形により、一対の変形部３Ｆは図の（ｂ）に示すように突起３Ｇの基端３Ｉに係合部３Ｈをくさび状に食い込ませ、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとを一体化する。

この実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとを簡易な方法で一体化することができる。

図９を参照して、コイル４の２つの直線部４Ａと４Ｂへの絶縁紙５の巻き付け方法に関するこの発明の第３の実施形態を説明する。

この実施形態では、コイル４の直線部４Ａに巻きつける絶縁紙５は巻き始めと巻き終わりとの重複部５Ａを有する。コイル４の直線部４Ｂに巻きつける絶縁紙５は巻き始めと巻き終わりの重複部５Ｂを有する。外側スロット２Ａに収装される直線部４Ａに巻かれた絶縁紙５の重複部５Ａと、内側スロット２Ｂに収装される直線部４Ｂに巻かれた絶縁紙５の重複部５Ｂは、図に示されるように２つの直線部４Ａと４Ｂが相対する面であって、かつ互いに重なり合わない位置に設けられる。

絶縁紙５の重複部５Ａと５Ｂをこのように配置することで、コイル４の占積率を一層高めることができる。

図１０−図１２を参照して、この発明によるコイル装着方法を実施するための治具に関する、この発明の第４の実施形態を説明する。

図１０を参照すると、治具は外側治具１０と内側治具１１とで構成される。

外側治具１０は外側セグメント１Ａの外周を覆う円筒部１０Ａと、外側セグメント１Ａの各外側ティース部３Ａをステータコア１の軸方向両側から挟持する爪部材１０Ｂとを備える。各爪部材１０Ｂは円筒部１０Ａに固定される。内側治具１１は内側セグメント１Ｂの各内側ティース部３Ｂをステータコア１の軸方向両側から挟持する爪部材１１Ｂと、ステータコア１の軸方向に関して一対の爪部材１１Ｂを連結する内側部材１１Ａとを備える。内側部材１１Ａはステータコア１の中空部を貫通し、内側セグメント１Ｂの各内側ティース部３Ｂの内周側に当接する。内側部材１１Ａはステータコア１の中空部に配置された図示されない駆動機構により一定範囲でそれぞれラジアル方向外向きに変位する。なお、図の（ｂ）は内側部材１１Ａを駆動機構によりジアル方向外向きに変位させる前の状態を示す。この状態では外側治具１０の爪部材１０Ｂと内側治具１１の爪部材１１Ｂとの間に隙間が開いており、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとは、図の（ａ）に示すように隙間を空けた位置に保持される。

図１１を参照すると、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとが隙間を空けて対峙する状態で、図の（ａ）に示すように、各スロット２にコイル４を挿入する。コイル４のスロット２への挿入は、直線部４Ａが外側スロット２Ａを、直線部４Ｂが内側スロット２Ｂをそれぞれ貫通し、コイルエンド４Ｃと４Ｄがステータコア１の両端面から軸方向外側にそれぞれ突出するように行なわれる。

全てのスロット２にゴイル４を挿入した後、図の（ｂ）に示すように、内側治具１１を外側治具１０に対して２スロット相当の角度、回転変位させる。なお、この実施形態では、内側治具１１を回転させているが、外側治具１０に回転機構を設けて、内側治具１１に対して外側治具１０を回転変位させることも可能である。

内側治具１１と外側治具１０が相対回転を開始すると、ステーアコア１の軸方向端面の一方に配置された爪部材１０Ｂと１０Ｂが、端面から軸方向に突出するコイルエンド４Ｃの内側にそれぞれ侵入する。ステーアコア１の軸方向端面のもう一方に配置された爪部材１０Ｂと１０Ｂは端面から軸方向に突出するコイルエンド４Ｄの内側にそれぞれ侵入する。

内側治具１１と外側治具１０をさらに相対回転させると、コイルエンド４Ｃに侵入した爪部材１０Ｂと１０Ｂ及びコイルエンド４Ｄに侵入した爪部材１０Ｂと１０Ｂがコイル４に周方向に引っ張り力を及ぼして、コイル４の幅を拡大する。このとき、コイル４のうち自己溶着により固化しているのは直線部４Ａと４Ｂのみであり、コイルエンド４Ｃと４Ｄは依然として柔軟性を備えているので、コイルエンド４Ｃと４Ｄは内側治具１１と外側治具１０の相対回転に応じて柔軟に変形し、直線部４Ａと４Ｂの間隔を抵抗なく拡げる。このようにして、内側治具１１と外側治具１０とが２スロット相当角度相対回転させると、図４の（ａ）に示すようにステータコア１の全てのティース３に２層のコイル４が重ね巻きされた状態となる。

図１２を参照すると、この相対回転位置でステータコア１の中空部に備えた駆動機構により、図の（ａ）に示すように、各内側部材１１Ａを両端に結合する一対の爪部材１１Ｂとともに、ラジアル方向外向きに駆動する。その結果、各内側ティース部３Ｂがラジアル方向外向きに駆動され、各内側ティース部３Ｂの先端の突起３Ｄが相対する外側ティース部３Ａの先端の凹部３Ｃに圧入される。この操作により、図の（ｂ）に示すように外側ティース部３Ａと内側ティース部３Ｂとが接合してそれぞれティース３を構成するとともに、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとが一体化される。この操作に伴い、コイル４の直線部４Ａと４Ｂはラジアル方向に圧縮されスロット２内に隙間なく押し込められる。このようにして、ステータコア１へのコイル４の巻線作業が完了する。

以上の作業の後、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとをそれぞれ分解し、ステータコア１から取り外す。

このように、外側治具１０と、駆動機構を備える内側治具１１とを用いることで、例えば第１の実施形態によるステータコア１へのコイル４の装着方法を容易に実施することができる。なお、この段階でコイルエンド４Ｃと４Ｄを加熱して自己融着させることで、外側セグメント１Ａと内側セグメント１Ｂとをより強固に一体化をすることができる。

また、この治具によれば、内側治具１１と外側治具１０を相対回転させると、外側治具１０が爪部材１０Ｂを介して、内側治具１１が爪部材１１Ｂを介してそれぞれコイル４に変形力を及ぼし、コイル４の幅を周方向に引き伸ばしている。コイル４の変形のための荷重は爪部材１０Ｂと１０Ｂが負担し、コイル４の変形の反力は外側ティース部３Ａと３Ｂには作用しない。したがって、積層鋼板で構成された外側ティース部３Ａと３Ｂが、コイル４の変形の反力を受けて変形したり、めくれを生じたりすることはない。

１ ステーアコア
１Ａ 外側セグメント
１Ｂ 内側セグメント
２ スロット
２Ａ 外側スロット
２Ｂ 内側スロット
３ ティース
３Ａ 外側ティース部
３Ｂ 内側ティース部
３Ｃ，３Ｅ 凹部
３Ｄ，３Ｇ 突起
３Ｆ 変形部
３Ｈ 係合部
３Ｉ 基端
４ コイル
４Ａ，４Ｂ 直線部
４Ｃ，４Ｄ コイルエンド
５ 絶縁紙
５Ａ，５Ｂ 重複部
１０ 外側治具
１１ 内側治具
１０Ａ 円筒部
１０Ｂ，１１Ｂ 爪部材
１１Ａ 内側部材

Claims (14)

1. 一定角度間隔で形成された複数のスロットと、スロットを周方向に画成するスロットと同数のティースとを有する円筒形状のステータコアに、同一方向に延在する２つの直線部と前記２つの直線部を連結する２つのコイルエンド部とを有するコイルを装着する、ステータコアへのコイル装着方法において、
   ステータコアを、各ティースの中ほどからラジアル方向に分割された外側セグメントと内側セグメントとで構成し、
   すべてのコイルの一方の直線部を前記外側セグメントのスロット内に収装し、すべてのコイルのもう一方の直線部を前記外側セグメントのスロットに対向する前記内側セグメントのスロット内に収装した後、
   前記内側セグメントを前記外側セグメントに対して所定角度回転変位させ、
   回転変位した位置で前記内側セグメントの各ティース部をそれぞれラジアル方向外向きに駆動し、前記外側セグメントの各ティース部にそれぞれ接合する、
   ことを特徴とするステータコアへのコイル装着方法。
2. コイルの前記２つの直線部にあらかじめ絶縁紙を巻いておくことを特徴とする、請求項１に記載のステータコアへのコイル装着方法。
3. 前記直線部の絶縁紙は巻き始めと巻き終わりとの重複部を有するとともに、前記重複部は前記外側セグメントのスロットに収装される前記直線部に巻かれた前記絶縁紙の前記重複部と、前記内側セグメントのスロットに収装される前記直線部に巻かれた前記絶縁紙の前記重複部は、前記２つの直線部の相対する面であって、かつ互いに重なり合わない位置に設けられることを特徴とする、請求項２に記載のステータコアへのコイル装着方法。
4. 前記２つの直線部は、外側セグメントのスロットと前記内側セグメントのスロットにそれぞれ収装された状態で、各スロットからラジアル方向に若干突出する寸法にあらかじめ加圧成形されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
5. 前記コイルに加熱接着型の自己融着線を使用するとともに、前記コイルの加圧成形時に前記コイルの前記スロットに挿入される部位のみを加熱することを特徴とする、請求項４に記載のステータコアへのコイル装着方法。
6. 外側セグメントを外側治具で軸方向から挟持し、内側セグメントを内側治具で軸方向から治具で挟持し、外側治具と内側治具を相対回転させることで、前記内側セグメントを前記外側セグメントに対して所定角度回転変位させることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
7. 各ティースを構成する、前記外側セグメントのティース部の先端と前記内側セグメントのティース部の先端の一方に突起をあらかじめ形成し、前記外側セグメントのティース部の先端と前記内側セグメントのティース部の先端のもう一方に前記突起と嵌合する凹部をあらかじめ形成し、前記突起を前記凹部に圧入することで前記内側セグメントと前記外側セグメントとを一体化することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
8. 各ティースを構成する、前記外側セグメントのティース部の先端と前記内側セグメントのティース部の先端の一方に突起をあらかじめ形成し、前記外側セグメントのティース部の先端と前記内側セグメントのティース部の先端のもう一方に前記突起と嵌合する凹部を形成し、電気凹部の周方向両側に、前記凹部への前記突起の押圧力の作用により相接する向きに変形して前記突起と係合する一対の変形部を設け、前記内側セグメントを前記外側セグメントに向けて駆動することで、前記突起が前記凹部に及ぼす押圧力で前記変形部を前記突起に係合させ、前記内側セグメントと前記外側セグメントとを一体化することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
9. 前記中ほどからラジアル方向に分割された前記外側セグメントのティース部の先端と前記内側セグメントのティース部の先端とを接着剤で接着することで、前記内側セグメントと前記外側セグメントとを一体化することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
10. 前記外側セグメントと前記内側セグメントと前記コイルとに樹脂モールドを施し、硬化した樹脂により前記内側セグメントを前記外側セグメントに固定するとともに前記コイルを一体化することを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
11. 前記ステータコアの両端面において、前記中ほどからラジアル方向に分割された前記外側セグメントのティース部の先端と前記内側セグメントのティース部の先端とを溶接することで、前記内側セグメントと前記外側セグメントとを一体化することを特徴とする、請求項１からの１０のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
12. 前記コイルに自己融着線を使用し、内側セグメントの各ティース部を外側セグメントの各ティース部にそれぞれ接続させた後、コイルエンド部の自己融着線を加熱して融着させることを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載のステータコアへのコイル装着方法。
13. 一定角度間隔で形成された複数のスロットと、スロットを周方向に画成するスロットと同数のティースとを有する円筒形状のステータコアに、同一方向に延在する２つの直線部と前記２つの直線部を連結する２つのコイルエンド部とを有するコイルを装着する、ステータコアへのコイル装着構造において、
    ステータを各ティースの中ほどからラジアル方向に分割された外側セグメントと内側セグメントとで構成し、
    すべてのコイルの一方の直線部を前記外側セグメントのスロット内に収装し、すべてのコイルのもう一方の直線部を前記外側セグメントのスロットに対向する前記内側セグメントのスロット内に収装した後、
    前記内側セグメントを前記外側セグメントに対して所定角度回転変位させ、
    回転変位した位置で前記内側セグメントを前記外側セグメントに固定した、
    ことを特徴とするステータコアへのコイル装着構造。
14. 定角度間隔で形成された複数のスロットと、スロットを周方向に画成するスロットと同数のティースとを有する円筒形状のステータコアを、前記ティースの中程で分割された、ラジアル方向外側の外側セグメントと、ラジアル方向内側の内側セグメントとで構成したことを特徴とするステータコア。

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