JP2019024278A - ステータの組立方法およびステータの組立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルにおいて発生する渦電流に起因する損失を低減することが可能なステータの組立方法を提供する。【解決手段】このステータ１００の組立方法は、コイルエンド部２２をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、スロット収容部２１同士の間隔を広げながらスロット１３にコイル２０を挿入する工程と、スロット収容部２１をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイル２０が径方向外側に凸状に反るようにコイル２０を成形する工程とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、ステータの組立方法およびステータの組立装置に関し、特に、コイルエンド部を押圧することによりスロットにコイルを挿入する工程を備えるステータの組立方法およびステータの組立装置に関する。

従来、コイルエンド部を押圧することによりスロットにコイルを挿入する工程を備えるステータの組立方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ステータコアのスロットと同じピッチの保持溝にコイルが装着された治具をステータコアの径方向内側に配置し、コイルを径方向外側に移動させてコイルを保持溝からスロットに挿入するステータの組立方法が開示されている。コイルは、スロットに収容されるスロット収容部と、ステータコアの端面の外側に配置されるコイルエンド部とを有する。そして、このステータの組立方法では、押し出し手段がコイルのコイルエンド部を径方向外側に押圧することによって、スロット収容部同士の間隔を広げながらコイル全体を保持溝からスロット側（径方向外側）に移動させて、スロット収容部をスロット内に挿入している。

特開２０１１−１９３５９７号公報

上記特許文献１の組立方法では、コイルエンド部の径方向内側が径方向外側に向けて押圧されることによってスロット収容部同士の間隔を広げながらコイルがスロット内に移動する。この際、コイルエンド部およびスロット収容部がステータコアの径方向外側に移動する一方、スロット収容部とステータコアとの摩擦（主に、スロットを形成するティースの壁面との摩擦など）により、スロット収容部はコイルエンド部と比較して径方向外側への移動距離が小さくなる。具体的には、コイルのスロット収容部とステータコアとの間に絶縁シートが配置される構成のステータにおいては、ステータコアにあらかじめ絶縁シートが配置される場合にはスロット収容部と絶縁シートとの摩擦によって、または、スロット収容部が絶縁シートに覆われて絶縁シートと一体的に移動する場合には、絶縁シートとステータコアとの摩擦により、スロット収容部は、コイルエンド部と比較して径方向外側への移動距離が小さくなる。

このため、スロット内に配置されるコイルに反り（径方向内側にスロット収容部が膨らみ、コイル全体として弓状となるコイルの反り）が発生する場合ある。その結果、コイルとロータとの間の隙間（スロットの径方向内側のコイルが配置されないない領域である空気の層）が小さくなる。このため、スロットの径方向内側の隙間の磁気抵抗が小さくなるため、ロータに設けられる永久磁石から発生した磁束がコイル側に向かって通過しやすくなる。その結果、コイルを通過する磁束量が多くなるので、コイルにおいて渦電流が大きくなる。このため、渦電流に起因する損失が大きくなるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、渦電流に起因する損失を低減することが可能なステータの組立方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるステータの組立方法は、円環状のステータコアの径方向内側に設けられたスロットに収容されるスロット収容部と、円環状のステータコアの中心軸線の延びる方向である中心軸線方向においてステータコアの端面の外側に配置されるコイルエンド部とを有するコイルを、円環状に複数組み合わせてステータコアの径方向内側に配置する工程と、コイルエンド部をステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、スロット収容部同士の間隔を広げながらスロットにコイルを挿入する工程と、スロット収容部をステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイルが径方向外側に凸状に反るようにコイルを成形する工程とを備える。

この発明の第１の局面によるステータの組立方法では、上記のように、スロット収容部をステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイルが径方向外側に凸状に反るようにコイルを成形する工程を備える。これにより、コイルを挿入する工程において発生する、径方向内側にスロット収容部が膨らみコイル全体として弓状（径方向内側に凸状）となるコイルの反りと反対方向にコイルが反らされる（径方向外側に凸状に反らされる）ので、コイルの反りを小さくすることができる。その結果、コイルとロータとの間（スロットの径方向内側の隙間）に存在する空気の層の厚みが比較的大きくなるので、スロットの径方向内側の隙間の磁気抵抗が高くなる。このため、ロータに設けられる永久磁石から発生した磁束がコイル側に向かって通過しにくくなる。その結果、コイルを通過する磁束量が少なくなるので、コイルにおいて発生する渦電流が小さくなる。これにより、コイルにおいて発生する渦電流に起因する損失を低減することができる。

この発明の第２の局面におけるステータの組立装置は、円環状のステータコアの径方向内側に設けられたスロットに収容されるスロット収容部と、円環状のステータコアの中心軸線の延びる方向である中心軸線方向においてステータコアの端面の外側に配置されるコイルエンド部とを有するコイルの、コイルエンド部をステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、スロット収容部同士の間隔を広げながらスロットにコイルを挿入する挿入治具と、スロット収容部をステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイルが径方向外側に凸状に反るようにコイルを成形する成形治具とを備える。

この発明の第２の局面によるステータの組立装置では、上記のように、スロット収容部をステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイルが径方向外側に凸状に反るようにコイルを成形する成形治具を備える。これにより、コイルを挿入する工程において発生する、径方向内側にスロット収容部が膨らみコイル全体として弓状（径方向内側に凸状）となるコイルの反りと反対方向にコイルが反らされる（径方向外側に凸状に反らされる）ので、コイルの反りを小さくすることができる。その結果、コイルとロータとの間（スロットの径方向内側の隙間）に存在する空気の層の厚みが比較的大きくなるので、スロットの径方向内側の隙間の磁気抵抗が高くなる。このため、ロータに設けられる永久磁石から発生した磁束がコイル側に向かって通過しにくくなる。その結果、コイルを通過する磁束量が少なくなるので、コイルにおいて発生する渦電流が小さくなる。これにより、コイルにおいて発生する渦電流に起因する損失を低減することが可能なステータの組立装置を提供することができる。

本発明によれば、上記のように、コイルにおいて発生する渦電流に起因する損失を低減することができる。

第１実施形態によるステータの斜視図である。 第１実施形態による絶縁シートの斜視図である。 第１実施形態によるコイルの斜視図である。 第１実施形態によるコイルアッセンブリを形成する工程、絶縁シートを取り付ける工程、および、ガイド治具を挿入する工程を説明するための図である。 第１実施形態によるコイルエンド部を押圧してスロットにコイルを挿入する工程を説明するための図である。 第１実施形態によるコイルを成形する工程を説明するための図（１）である。 第１実施形態によるコイルを成形する工程を説明するための図（２）である。 第１実施形態による成形治具の側面図である。 図８の部分拡大図である。 図８の成形治具をＺ２方向側から見た図である。 第１実施形態によるスロット収容部を押圧してスロットにコイルをさらに挿入する工程を説明するための図である。 第２実施形態によるコイルエンド部を押圧してスロットにコイルを挿入する工程を説明するための図である。 第２実施形態によるコイルを成形する工程を説明するための図である。 第１変形例による成形治具の側面図である。 第２変形例による成形工程を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（ステータの構造）
図１〜図３を参照して、ステータ１００の構造について説明する。なお、図１では、絶縁シート５０は省略されている。

なお、本願明細書では、図１に示すように、「ステータコア１０の中心軸線方向」とは、ステータ１００として完成した状態のステータコア１０の中心軸線（ロータの回転軸線）に沿った方向（Ａ方向）を意味する。また、「周方向」とは、ステータ１００として完成した状態のステータコア１０の周方向（Ｂ１方向またはＢ２方向）を意味する。また、「径方向」とは、ステータ１００として完成した状態のステータコア１０の半径方向（Ｃ方向）を意味する。また、「径方向内側」とは、ステータ１００として完成した状態のステータコア１０の中心に向かう方向（Ｃ１方向）を意味する。また、「径方向外側」とは、ステータ１００として完成した状態のステータコア１０の外に向かう方向（Ｃ２方向）を意味する。

図１に示すように、ステータ１００は、円環状のステータコア１０を備えている。詳細には、ステータコア１０は、円環状のバックヨーク１１と、バックヨーク１１から径方向内側へ向けて延びる複数のティース１２とを含む。ティース１２は、ステータコア１０の周方向に沿って等角度間隔に配置されている。また、隣接する２つのティース１２の間に、コイル２０を保持するスロット１３が形成されている。ステータコア１０の径方向内側には、複数のスロット１３が周状に配列されている。なお、複数のスロット１３は、径方向に沿って延びるように形成されている。すなわち、隣接するスロット１３同士の間隔が、スロット１３の径方向外側の底部１３ａ（図４参照）に向かうにしたがって徐々に大きくなるように構成されている。

複数のスロット１３の各々の内壁面には、図２に示す絶縁シート５０が配置されている。絶縁シート５０は、コイル２０とスロット１３とを絶縁する機能を有する。絶縁シート５０は、スロット１３の内壁面に沿った形状を有する。具体的には、絶縁シート５０は、中心軸線方向から見て略Ｕ字形状で、かつ、周方向から見て略矩形形状を有するように形成されている。そして、略Ｕ字形状の絶縁シート５０は、平板形状の状態から折り曲げられるように形成されており、径方向内側に、開口している。

図３に示すように、コイル２０は、略矩形形状の断面を有する平角導線により構成され、平角導線を複数回巻回して所定形状に成形することによって環形状に形成されている。

コイル２０は、円環状のステータコア１０の互いに異なるスロット１３に収容される一対のスロット収容部２１（スロット収容部２１ａおよび２１ｂ）を含む。また、コイル２０は、円環状のステータコア１０の中心軸線の延びる方向である中心軸線方向（図１参照）においてスロット１３の外側に配置される一対のコイルエンド部２２（コイルエンド部２２ａおよび２２ｂ）を含む。コイルエンド部２２ａおよび２２ｂは、それぞれ、ステータコア１０の一方の端面１０ａ（図１参照）の外側、および、ステータコア１０の他方の端面１０ｂ（図１参照）の外側に配置される。また、コイル２０は、スロット収容部２１ａおよび２１ｂからそれぞれ延びるリード線部２３ａおよび２３ｂを含む。

スロット収容部２１ａおよび２１ｂは、略直線状に形成され、それぞれ別々のスロット１３内に中心軸線方向に沿って配置される。コイルエンド部２２ａおよび２２ｂは、略三角形状をなすように屈曲して形成され、周方向に離間したスロット収容部２１ａおよび２１ｂの端部同士を接続している。

コイル２０は、ステータ１００の各スロット１３に対して周方向に複数配置される。複数のコイル２０は、全体としてステータコア１０の内周に沿う円環形状を成すように周状に配列される。

（ステータの組立装置の構造）
次に、第１実施形態によるステータ１００の組立装置２００の構造について説明する。

ステータ１００の組立装置２００は、ステータコア１０に対して平角導線からなるコイル２０を組み付けるための装置である。図５に示すように、組立装置２００には、挿入治具２１０が設けられている。挿入治具２１０は、コイル２０のコイルエンド部２２をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、スロット収容部２１同士の間隔を広げながらスロット１３にコイル２０を挿入するように構成されている。

挿入治具２１０（挿入治具２１０ａおよび２１０ｂ）は、ステータコア１０の中心軸線方向（Ｚ方向）の一方側と他方側とに設けられている。また、挿入治具２１０は、複数の円弧状の部分から構成されている。そして、挿入治具２１０の複数の円弧状の部分が径方向内側から径方向外側に移動することによって、円環状に組み合わされた複数のコイル２０（コイルアッセンブリ４０、図４参照）のコイルエンド部２２が、一斉に押圧される。

ここで、第１実施形態では、図６および図７に示すように、組立装置２００には、成形治具２２０が設けられている。成形治具２２０は、スロット収容部２１をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るようにコイル２０を成形する（図７参照）ように構成されている。成形治具２２０は、平板形状を有している。また、成形治具２２０は、鉄などの比較的硬度の高い部材料により形成されている。また、成形治具２２０は、コイル２０（スロット１３）と同じ数だけ設けられている。

また、第１実施形態では、図８に示すように、成形治具２２０は、ステータコア１０の周方向側から見て、径方向外側に凸状に先細る形状を有する。具体的には、成形治具２２０は、コイル２０に当接する当接部２２１を有する。当接部２２１は、周方向から見て、径方向内側から径方向外側に向かって、中心軸線方向の長さＬ１が徐々に小さくなる。なお、成形治具２２０の径方向外側の端部２２２は、径方向外側に突出する弧状に形成されている。また、図９および図１０に示すように、中心軸線方向の長さＬ１が徐々に小さくなる部分２２３（部分２２３ａ、部分２２３ｂ）と、端部２２２とは、共に、角部が面取りされた形状（Ｒ形状）を有する。

また、弧状の端部２２２の中心軸線方向に沿った方向の長さＬ２は、ステータコア１０（コイル２０のスロット収容部２１）の中心軸線に沿った方向の長さＬ３よりも大きい。そして、弧状の端部２２２は、ステータコア１０の一方側の端面１０ａおよび他方側の端面１０ｂよりも、中心軸線方向の外側に突出（露出）している。

また、図８に示すように、成形治具２２０は、当接部２２１から上方に延びる部分２２４と、部分２２４から径方向外側に延びる部分２２５とを含む。当接部２２１と部分２２４との境界近傍は、Ｒ形状に形成されている。また、部分２２４と部分２２５との境界近傍は、Ｒ形状に形成されている。また、部分２２５の上方側と下方側とにはそれぞれ、案内部２３１および案内部２３２が設けられている。そして、部分２２５が案内部２３１と案内部２３２との間を径方向内側から径方向外側に向かって案内される。これにより、成形治具２２０が径方向内側から径方向外側に向かって水平に移動する。

（ステータの組立方法）
次に、ステータ１００の組立方法について説明する。なお、図４、図５、図６、図７および図１１は、組立装置２００（ステータコア１０）をＺ方向に沿った平面で切断した断面図を示している。また、図５、図６、図７および図１１では、絶縁シート５０は省略されている。

〈コイルアッセンブリを形成する工程〉
まず、図４に示すように、複数のコイル２０が円環状に配置されることにより、コイルアッセンブリ４０が形成される。

〈絶縁シートを取り付ける工程〉
次に、円環状に複数組み合わせたコイル２０のスロット収容部２１に、絶縁シート５０を取り付ける。具体的には、絶縁シート５０は、コイルアッセンブリ４０の径方向外側から径方向内側に向かって、コイルアッセンブリ４０を形成した状態のコイル２０のスロット収容部２１に取り付けられる。

〈ガイド治具を挿入する工程〉
次に、コイルアッセンブリ４０（円環状に複数組み合わせてステータコア１０の径方向内側に配置されたコイル２０）を形成するコイル２０にガイド治具３０（第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂ、第２ガイド治具３２）が挿入される。ガイド治具３０は、スロット収容部２１をスロット１３に案内するように構成されている。また、第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂは、スロット１３の形状に沿って径方向外側に向かって周方向の幅が大きくなるように構成されている。具体的には、第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂは、スロット収容部２１をスロット１３に案内するガイド部１３１を含み、径方向外側に向かって幅が大きくなるくさび形状を有する。ガイド部１３１は、くさび形状の先端部（径方向内側の部分）における周方向両側の縁部であり、径方向に沿って直線状に形成されている。そして、ガイド治具３０が挿入されたコイルアッセンブリ４０が、ステータコア１０の径方向内側に配置される。なお、第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂは、特許請求の範囲の「ガイド治具」の一例である。

〈コイルエンド部を押圧することによるコイルの挿入工程〉
次に、図５に示すように、コイル２０のコイルエンド部２２が挿入治具２１０によってステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧されることにより、スロット収容部２１ａおよび２１ｂ同士の間隔を広げながらスロット１３にコイル２０が挿入される。すなわち、コイル２０と絶縁シート５０とが一体となってスロット１３に挿入される。なお、ガイド治具３０は、隣接するスロット１３同士の間隔がスロット１３の底部１３ａに向かうにしたがって徐々に大きくなるスロット１３に沿うように、径方向外側に向かって徐々に幅が大きくなる。そして、挿入の過程で、ガイド治具３０は、スロット収容部２１ａおよび２１ｂがガイド治具３０に沿って径方向外側に移動するようにコイル２０を案内しながら、コイル２０の径方向移動によってスロット収容部２１ａと２１ｂとの間を周方向（幅方向）に押し拡げるようにしてコイル２０を変形させる。具体的には、第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂのガイド部１３１が絶縁シート５０を介してコイル２０の内側に接触した状態で、コイル２０が径方向外側に移動されることにより、ガイド部１３１のくさび形状に沿うようにスロット収容部２１ａと２１ｂとの間の間隔が広げられる。これにより、コイル２０は、隣接するスロット１３同士の間隔がスロット１３の底部１３ａに向かうにしたがって徐々に大きくなるスロット１３に沿って挿入される。

また、コイルエンド部２２ａとコイルエンド部２２ｂとの両方が同時に押圧されることにより、スロット収容部２１ａおよび２１ｂ同士の間隔を広げながらスロット１３にコイル２０が挿入される。コイルエンド部２２ａとコイルエンド部２２ｂとは、それぞれ、コイルアッセンブリ４０の中心軸線方向の両側にそれぞれ配置されている挿入治具２１０により押圧される。ここで、コイルエンド部２２ａおよび２２ｂ、および、スロット収容部２１ａおよび２１ｂがステータコア１０の径方向外側に移動するが、スロット収容部２１ａおよび２１ｂは、ステータコア１０との摩擦（主に、スロット１３を形成するティース１２の壁面との摩擦など）やガイド治具３０との摩擦により、コイルエンド部２２ａおよび２２ｂと比較して径方向外側への移動距離が小さい。具体的には、スロット収容部２１が絶縁シート５０に覆われているので、絶縁シート５０とステータコア１０との摩擦等により、スロット収容部２１は、コイルエンド部２２と比較して径方向外側への移動距離が小さくなる。このため、コイル２０が、径方向外側（径方向内側に凸状）に反らされた状態となる。すなわち、径方向内側にスロット収容部２１が膨らみ、コイル２０（スロット収容部２１およびコイルエンド部２２）が全体として弓状となるコイル２０の反りが発生する。

そして、スロット収容部２１とスロット１３の径方向外側の底部１３ａとが所定の間隔ｄ（隙間ＣＬ）を有して離間した状態で、コイルエンド部２２を押圧することが停止される。これにより、コイルエンド部２２を押圧することによる（挿入治具２１０による）コイル２０の挿入工程が終了する。なお、スロット１３の径方向外側の底部１３ａとは、径方向内側に開口しているスロット１３の径方向外側に配置される内側面（隣接するティース１２同士を接続する面）を意味する。

〈コイルを成形する工程〉
次に、第１実施形態では、図６および図７に示すように、挿入治具２１０によるコイル２０の挿入が終了した後、コイル２０をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイル２０が径方向外側に凸状に反るようにコイル２０を成形する。つまり、ステータコア１０の周方向側から見て、スロット収容部２１およびコイルエンド部２２が径方向内側に凸状に反るようにコイル２０を挿入した後、スロット収容部２１およびコイルエンド部２２を、全体として、ステータコア１０の周方向側から見て、径方向外側に凸状に反るようにコイル２０を成形する。具体的には、スロット収容部２１をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧して第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂに沿って移動させることにより、径方向外側に凸状に反るようにコイル２０が成形される。ここで、スロット収容部２１と、第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂ（ガイド部１３１）との間の接触抵抗により、スロット収容部２１およびコイルエンド部２２が、全体として、径方向外側に凸状に反るようにコイル２０が成形される。

また、第１実施形態では、図６に示すように、成形治具２２０は、コイル２０のうち、中心軸線方向におけるスロット収容部２１の略中央の部分を最初に径方向内側から径方向外側に押圧する。そして、図７に示すように中心軸線方向におけるスロット収容部２１の略中央の部分を最初に押圧した後、コイル２０の径方向外側への押圧が進むにしたがって、中心軸線方向におけるスロット収容部２１の略中央の部分から離間した部分に向かって徐々にコイル２０の押圧される部分が増加するようにコイル２０が成形される。

つまり、成形治具２２０がスロット収容部２１の略中央の部分に当接した後、成形治具２２０の径方向外側への移動（径方向に沿って直線状に移動）に伴って、成形治具２２０とスロット収容部２１とが接触する部分が徐々に増加する。これにより、スロット収容部２１は、成形治具２２０の形状に倣うように、径方向外側に凸状に反るように成形される。なお、スロット収容部２１だけでなく、成形治具２２０とコイルエンド部２２とが当接する場合もある。

なお、成形治具２２０は、成形治具２２０を駆動する専用の駆動装置によって移動されてもよいし、図６および図７に示すように、コイルエンド部２２を押圧する挿入治具２１０によって移動されてもよい。

また、第１実施形態では、図７に示すように、スロット収容部２１とスロット１３の底部１３ａとを接触させた状態で、コイル２０をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るようにコイル２０を成形する。つまり、成形治具２２０の移動時の荷重が、コイル２０がスロット１３の底部１３ａに接触することにより所定の大きさになった場合、成形治具２２０の移動が停止される。

また、第１実施形態では、複数のコイル２０は、一斉にステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧されることにより、径方向外側に凸状に反るように成形される。つまり、コイル２０と同じ数だけ設けられた成形治具２２０が一斉に径方向内側から径方向外側に等速度で移動する。これにより、複数のコイル２０が一斉に成形される。

なお、凸状に反るようにコイル２０を成形する工程では、コイル２０を反らせるだけでなく、スロット収容部２１同士の間隔を広げながらスロット１３にコイル２０を挿入する工程を少し含んでいる。成形治具２２０のストローク量（径方向の移動量）が多い場合は、スロット１３にコイル２０が挿入されるためである。

〈スロット収容部を押圧することによるコイルの挿入工程〉
そして、第１実施形態では、図１１に示すように、コイル２０を成形した後に、スロット収容部２１をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、スロット１３にコイル２０をさらに挿入する。具体的には、組立装置２００には、長方形形状の板部材２５０が設けられている。そして、スロット収容部２１とスロット１３の径方向外側の底部１３ａとが当接するように、板部材２５０により、スロット収容部２１を押圧することによりスロット１３にコイル２０を挿入する。これにより、コイル２０の成形後にスロット収容部２１が反った状態（弓形の状態）であっても、スロット収容部２１が中心軸線方向に沿うように成形される。また、スロット収容部２１とスロット１３の径方向外側の底部１３ａとの所定の間隔ｄが略ゼロ（離間していない状態）になる。すなわち、スロット収容部２１の径方向外側の面と、スロット１３の径方向外側の底部１３ａ（内側面）とが面接触した状態になる。

〈コイルエンド部を成形する工程〉
上記のスロット収容部２１を押圧してスロット１３にコイル２０を挿入する工程の後、スプリングバックによって、コイルエンド部２２が径方向内側に戻る（径方向内側に膨らむ、反る）場合がある。この場合、スロット収容部２１を押圧することによりスロット１３にコイル２０を挿入する工程の後に、コイルエンド部２２を径方向外側に押圧することにより、スロット収容部２１よりも径方向内側に位置する（膨らんだ）コイルエンド部２２を中心軸線方向に沿うように成形する。これにより、ステータ１００の組立が終了する。

［第２実施形態］
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、コイル２０の挿入が一旦停止された後、コイル２０の成形が行われる。

（ステータの組立方法）
第２実施形態の、〈コイルアッセンブリを形成する工程〉、〈絶縁シートを取り付ける工程〉、および、〈ガイド治具を挿入する工程〉は、上記第１実施形態と同様である。

〈コイルエンド部を押圧することによるコイルの挿入工程（１）〉
ここで、図１２に示すように、コイルエンド部２２が挿入治具２１０によってステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧されることにより、スロット１３にコイル２０が挿入される。このとき、コイル２０（スロット収容部２１）を底部１３ａとの間の間隔がｄ（図５参照）になるまで挿入せずに、間隔ｄ１（＞ｄ）の状態で、コイル２０の挿入を一旦停止させる。この停止させる時点は、たとえば、コイル２０の変形が比較的大きくなる前（コイル２０が塑性変形した直後など）である。

〈コイルを成形する工程〉
そして、第２実施形態では、図１３に示すように、コイル２０を挿入する工程を一旦停止させた後、成形治具２２０によりコイル２０を成形する。

ここで、第２実施形態では、スロット収容部２１とスロット１３の底部１３ａとの間に隙間ＣＬ２が生じている状態を維持しながら、コイル２０をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイル２０を径方向外側に凸状に反るように成形する。つまり、コイル２０の挿入が終了した後、スロット収容部２１とスロット１３の径方向外側の底部１３ａとが所定の間隔ｄ１を有して離間している。そして、この状態で、コイル２０がステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧されることにより、コイル２０が中心軸線方向に沿うように成形される。

〈コイルエンド部を押圧することによるコイルの挿入工程（２）〉
その後、コイル２０が成形された後、再び、挿入治具２１０によりコイルエンド部２２を押圧することによりスロット１３にコイル２０を挿入する。なお、上記のコイルの挿入工程（１）、コイルを成形する工程、および、コイルの挿入工程（２）は、複数回行ってもよい。これにより、１回の挿入工程におけるコイル２０の移動距離が小さくなるので、コイル２０の反りが小さくなる。その結果、コイル２０の成形（反りを小さくすること）を容易に行うことが可能になる。

なお、第２実施形態のその他の工程は、上記第１実施形態と同様である。

（第１および第２実施形態の効果）
第１および第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１および第２実施形態では、上記のように、スロット収容部（２１）をステータコア（１０）の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイル（２０）が径方向外側に凸状に反るようにコイル（２０）を成形する工程を備える。これにより、コイル（２０）を挿入する工程において発生する、径方向内側にスロット収容部（２２）が膨らみコイル（２０）全体として弓状（径方向内側に凸状）となるコイル（２０）の反りと反対方向にコイル（２０）が反らされる（径方向外側に凸状に反らされる）ので、コイル（２０）の反りを小さくすることができる。その結果、コイル（２０）とロータとの間（スロット（１３）の径方向内側の隙間）に存在する空気の層の厚みが比較的大きくなるので、スロット（１３）の径方向内側の隙間の磁気抵抗が高くなる。このため、ロータに設けられる永久磁石から発生した磁束がコイル（２０）側に向かって通過しにくくなる。その結果、コイル（２０）を通過する磁束量が少なくなるので、コイル（２０）において発生する渦電流が小さくなる。これにより、コイル（２０）において発生する渦電流に起因する損失を低減することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、コイル（２０）のうち、中心軸線方向におけるスロット収容部（２１）の略中央の部分を最初に径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るようにコイル（２０）を成形する。このように構成すれば、スロット収容部（２１）の略中央の部分を中心として、中心軸線方向の一方側と他方側とにおいて対称にコイル（２０）を成形（変形）させることができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、中心軸線方向におけるスロット収容部（２１）の略中央の部分を最初に押圧した後、コイル（２０）の径方向外側への押圧が進むにしたがって、中心軸線方向におけるスロット収容部（２１）の略中央の部分から離間した部分に向かって徐々にコイル（２０）の押圧される部分が増加するように押圧する。このように構成すれば、コイル（２０）の成形時にコイル（２０）にかかる力が分散されるので、コイル（２０）が損傷するのを防止することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、ステータコア（１０）の周方向側から見て、全体として、スロット収容部（２１）およびコイルエンド部（２２）が径方向内側に凸状に反るようにコイル（２０）を挿入した後、スロット収容部（２１）およびコイルエンド部（２２）を、全体として、ステータコア（１０）の周方向側から見て、径方向外側に凸状に反るようにコイル（２０）を成形する。このように構成すれば、径方向内側に凸状に反ったコイル（２０）が反対側の径方向外側に凸状に反らされるので、挿入工程におけるコイル（２０）の反りと成形工程におけるコイル（２０）の反りとが相殺する。これにより、コイル（２０）の反りを低減する（周方向から見て、コイル（２０）を直線に近い形状にする）ことができる。

また、第１実施形態では、スロット収容部（２１）とスロット（１３）の底部（１３ａ）とを接触させた状態で、コイル（２０）をステータコア（１０）の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るようにコイル（２０）を成形する。このように構成すれば、スロット収容部（２１）とスロット（１３）の底部（１３ａ）とが接触しているので、容易に、コイル（２０）を径方向外側に凸状に反るようにコイル（２０）を成形することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、コイル（２０）を成形する工程は、コイルエンド部（２２）を押圧することによるコイル（２０）を挿入する工程が終了した後に行われる。このように構成すれば、コイル（２０）の挿入とコイル（２０）の成形とを繰り返し行う場合に比べて、コイル（２０）の挿入および成形のための工程数を低減することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、スロット収容部（２１）とスロット（１３）の底部（１３ａ）との間に隙間（ＣＬ２）が生じている状態を維持しながら、コイル（２０）をステータコア（１０）の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイル（２０）を径方向外側に凸状に反るように成形する。ここで、スロット収容部（２１）とスロット（１３）の内径側の内側面（底部（１３ａ））との間に隙間（ＣＬ２）が無い状態でコイル（２０）を押圧すると、底部（１３ａ）からの反力によって、径方向外側に凸状に反るように成形できない場合がある。そこで、スロット収容部（２１）とスロット（１３）の底部（１３ａ）との間に隙間（ＣＬ２）が生じている状態を維持しながらコイル（２０）を成形することによって、容易に、コイル（２０）を径方向外側に凸状に反らせることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、コイル（２０）を挿入する工程を一旦停止させた後、コイル（２０）を成形し、その後、再び、コイルエンド部（２２）を押圧することによりスロット（１３）にコイル（２０）を挿入する。このように構成すれば、コイル（２０）を最後まで挿入した後にコイル（２０）を成形する場合と比べて、コイル（２０）の成形時におけるコイル（２０）の変形量（反り量）が小さくなる。これにより、コイル（２０）の成形時においてコイル（２０）を反対側（径方向外側）に反らせる反り量を小さくすることができるので、コイル（２０）の成形を容易に行うことができる。また、コイル（２０）の成形時におけるコイル（２０）の反り量が小さくなることによって、コイル（２０）に対する押圧の影響が小さくなるので、コイル（２０）の損傷を低減することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、スロット収容部（２１）をステータコア（１０）の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、スロット（１３）にコイル（２０）をさらに挿入する。このように構成すれば、成形された後のコイル（２０）をスロット（１３）の径方向内側の内側面（底部（１３ａ））まで移動させることができる。これにより、スロット（１３）の径方向内側の隙間を大きくすることができるので、渦電流に起因する損失をより低減することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、複数のコイル（２０）を一斉にステータコア（１０）の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイル（２０）を径方向外側に凸状に反るように成形する。ここで、コイル（２０）の一対のスロット収容部（２１）は、互いに異なるスロット（１３）に配置されている。そして、コイル（２０）のスロット収容部（２１）を１つずつ径方向外側に押圧した場合、押圧されている一方のスロット収容部（２１）は径方向外側に移動する一方、他方のスロット収容部（２１）は押圧されていない（径方向外側に移動しない）ので、一旦径方向外側に移動した一方のスロット収容部（２１）が径方向内側に戻ってしまう。そこで、複数のコイル（２０）を一斉に押圧することによって、スロット収容部（２１）の径方向内側への戻りを抑制することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、成形治具（２２０）は、ステータコア（１０）の周方向側から見て、径方向外側に先細る形状を有する。このように構成すれば、径方向内側に凸状に反ったコイル（２０）を、容易に、径方向外側に凸状に反るように成形することができる。

また、第１および第２実施形態では、上記のように、スロット収容部（２１）をステータコア（１０）の径方向内側から径方向外側に押圧してガイド治具（３１ａ、３１ｂ）に沿って移動させることにより、径方向外側に凸状に反るようにコイル（２０）が成形される。このように構成すれば、スロット収容部（２１）と、ガイド治具（３１ａ、３１ｂ）との間の接触抵抗により、容易に、スロット収容部（２１）およびコイルエンド部（２２）を、径方向外側に凸状に反るようにコイル（２０）を成形することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、成形治具２２０の当接部２２１が、径方向外側に先細る形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１４に示す第１変形例による成形治具３２０のように、成形治具３２０の当接部３２１が、径方向外側に突出する長方形形状（先細らない形状）に形状を有していてもよい。なお、当接部３２１の径方向外側の端部３２２は、上記第１および第２実施形態の成形治具２２０の当接部２２１と同様に面取りされている。また、成形治具の当接部が、径方向外側に突出するように湾曲していてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、中心軸線方向におけるスロット収容部２１の略中央の部分が最初に径方向内側から径方向外側に押圧されることによりコイル２０が成形される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、中心軸線方向におけるスロット収容部２１の略中央の部分以外の部分を押圧することによりコイル２０を成形してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、コイル２０の成形時において、コイル２０の径方向外側への押圧が進むにしたがってコイル２０の押圧される部分が増加する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、中心軸線方向におけるスロット収容部２１の略中央の部分のみを押圧することによりコイル２０を成形してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、コイル２０が平角導線により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、平角導線以外の導線によって構成されているコイル２０に本発明を適用することができる。

また、上記第１および第２実施形態では、一方側のコイルエンド部２２と他方側のコイルエンド部２２との両方を同時に押圧することによりスロット１３にコイル２０を挿入する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、一方側のコイルエンド部２２を押圧した後、他方側のコイルエンド部２２を押圧することにより、スロット１３にコイル２０を挿入してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、スロット１３にコイル２０を挿入する工程の前に、スロット収容部２１に絶縁シート５０を取り付ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、絶縁シート５０をステータコア１０のスロット１３に予め配置した後、スロット１３にコイル２０を挿入するようにしてもよい。また、絶縁シート５０が無いステータ１００であって、コイル２０とステータコア１０のスロット１３の側面の間に摩擦が発生する場合にも本発明は適用可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、スロット収容部２１と、第１ガイド治具３１ａおよび３１ｂ（ガイド部１３１）との間の接触抵抗により、コイル２０を凸状に成形する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１５に示すように、コイルエンド部２２の径方向外側への移動を規制するようにコイルエンド部２２の径方向外側を規制した状態で、コイル２０をステータコア１０の径方向内側から径方向外側に押圧することにより、コイル２０を成形してもよい。具体的には、円環状に組み合わされた複数のコイル２０（コイルアッセンブリ４０）のコイルエンド部２２の径方向外側の部分を支持するように規制治具２４０を設ける。規制治具２４０は、円環形状を有する。円環形状の規制治具２４０により、コイルエンド部２２の径方向外側への移動が規制される。これにより、コイルエンド部２２の径方向外側への移動が規制された状態で、中心軸線方向におけるコイル２０の中央部側が径方向外側に押圧されるので、容易に、コイル２０を径方向外側に凸状に反らせることができる。

１０ ステータコア
１０ａ、１０ｂ 端面
１３ スロット
１３ａ 底部
２０ コイル
２１ スロット収容部
２２ コイルエンド部
３１ａ、３１ｂ 第１ガイド治具（ガイド治具）
１００ ステータ
２００ 組立装置
２１０ 挿入治具
２２０、３２０ 成形治具

Claims (14)

1. 円環状のステータコアの径方向内側に設けられたスロットに収容されるスロット収容部と、前記円環状のステータコアの中心軸線の延びる方向である中心軸線方向において前記ステータコアの端面の外側に配置されるコイルエンド部とを有するコイルを、円環状に複数組み合わせて前記ステータコアの径方向内側に配置する工程と、
   前記コイルエンド部を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、前記スロット収容部同士の間隔を広げながら前記スロットに前記コイルを挿入する工程と、
   前記スロット収容部を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、前記コイルが径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する工程とを備える、ステータの組立方法。
2. 前記コイルを成形する工程は、前記コイルのうち、中心軸線方向における前記スロット収容部の略中央の部分を最初に径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する工程である、請求項１に記載のステータの組立方法。
3. 前記コイルを成形する工程は、中心軸線方向における前記スロット収容部の略中央の部分を最初に押圧した後、前記コイルの径方向外側への押圧が進むにしたがって、中心軸線方向における前記スロット収容部の略中央の部分から離間した部分に向かって徐々に前記コイルの押圧される部分が増加するように押圧する工程である、請求項２に記載のステータの組立方法。
4. 前記コイルを成形する工程は、前記ステータコアの周方向側から見て、全体として、前記スロット収容部および前記コイルエンド部が径方向内側に凸状に反るように前記コイルを挿入した後、前記スロット収容部および前記コイルエンド部を、全体として、前記ステータコアの周方向側から見て、径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する工程である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
5. 前記コイルを成形する工程は、前記スロット収容部と前記スロットの底部とを接触させた状態で、前記コイルを前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する工程である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
6. 前記コイルを成形する工程は、前記コイルエンド部を押圧することによる前記コイルを挿入する工程が終了した後に行われるように構成されている、請求項５に記載のステータの組立方法。
7. 前記コイルを成形する工程は、前記スロット収容部と前記スロットの底部との間に隙間が生じている状態を維持しながら、前記コイルを前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する工程である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
8. 前記コイルを成形する工程は、前記コイルを挿入する工程を一旦停止させた後、前記コイルを成形する工程であり、
   前記コイルを挿入する工程は、前記コイルが成形された後、再び、前記コイルエンド部を押圧することにより前記スロットに前記コイルを挿入する工程を含む、請求項７に記載のステータの組立方法。
9. 前記コイルを成形した後に、前記スロット収容部を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、前記スロットに前記コイルをさらに挿入する工程を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
10. 前記コイルを成形する工程は、前記コイルエンド部の径方向外側への移動を規制するように前記コイルエンド部の径方向外側を規制した状態で、前記コイルを前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより前記コイルを成形する工程である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
11. 前記コイルは、複数設けられており、
    前記コイルを成形する工程は、複数の前記コイルを一斉に前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する工程である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
12. 円環状に複数組み合わせて前記ステータコアの径方向内側に配置された前記コイルに、前記スロット収容部を前記スロットに案内するための、前記スロットの形状に沿って径方向外側に向かって周方向の幅が大きくなるガイド治具を取り付ける工程をさらに備え、
    前記コイルを成形する工程は、前記スロット収容部を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧して前記ガイド治具に沿って移動させることにより、径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する工程である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
13. 円環状のステータコアの径方向内側に設けられたスロットに収容されるスロット収容部と、前記円環状のステータコアの中心軸線の延びる方向である中心軸線方向において前記ステータコアの端面の外側に配置されるコイルエンド部とを有するコイルの、前記コイルエンド部を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、前記スロット収容部同士の間隔を広げながら前記スロットに前記コイルを挿入する挿入治具と、
    前記スロット収容部を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に押圧することにより、前記コイルが径方向外側に凸状に反るように前記コイルを成形する成形治具とを備える、ステータの組立装置。
14. 前記成形治具は、前記ステータコアの周方向側から見て、径方向外側に先細る形状を有する、請求項１３に記載のステータの組立装置。

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