JP2020178466A - ステータの製造方法及びステータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエンドの長さを従来よりも短くすることができるコイル挿入装置を提供する。
【解決手段】ステータコア４の軸方向に延び且つステータコア４の径方向内周面に周方向に並んで位置する複数のティース４ｂを有するステータコア４を備えるステータ２の製造方法であって、ティース４ｂの表面、コイル６の表面または絶縁紙７の少なくとも一つに潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布工程Ｓ１１０と、コイル６を少なくとも複数回巻いたコイル束５を形成するコイル束形成工程Ｓ１２０と、ティース４ｂ同士の間に位置するスロット４ａ内に、コイル束５をステータコア４に対して軸方向に挿入するコイル挿入工程Ｓ１４０と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、ステータの製造方法及びステータに関する。

モータのステータコアのスロット内にコイル束を軸方向から挿入するコイル挿入方法が知られている。このようなコイル挿入方法として、例えば特許文献１には、ブレードにコイル束を保持させ、このコイル束をストリッパにより押圧してスロット内に挿入する構成が開示されている。

前記特許文献１に開示されている方法では、ステータコアにおけるティースとティースとの間の空間であるスロット内のコイルの占積率を高めるせるために挿入するコイル束を２回に分けて挿入する。第１のストリッパが、第１回目挿入分コイル束を押してスロット内に押しこんだ後に、第２のストリッパが第２回名挿入分コイル束をスロット内に押し込む。この方法により、スロット内に高い占積率でコイルを挿入することができる。

特開２０００−６９７２３号公報

ところで、上述の特許文献１に開示されている方法では、ブレードに保持された複数のコイル束を、複数のストリッパによって軸方向からスロット内挿入することでスロット内に大量のコイルを挿入している。そのため、ステータコアのスロット内にコイル束を挿入する場合、スロット内におけるコイルの占積率を高めるほど、コイルとコイルとの間およびコイル束とステータコアのティースとの間で摩擦が発生する接触箇所が増えるとともに接触箇所で発生する摩擦力が大きくなり、コイル束をステータコアのスロット内に挿入する際の抵抗が増大する点で不利であった。

本発明の目的は、ステータコアにおけるティースの間にコイル束を挿入する際の抵抗を低減することができるステータの製造方法及びステータを提供することにある。

本発明の一実施形態に係るステータの製造方法は、ステータコアの軸方向に延び且つ前記ステータコアの径方向内周面に周方向に並んで位置する複数のティースを有するステータコアを備えるステータの製造方法である。前記ティースの表面、コイルの表面または絶縁紙の少なくとも一つに潤滑剤を塗布する塗布工程と、前記コイルを少なくとも複数回巻いたコイル束を形成するコイル束形成工程と、ティース同士の間に位置する前記スロット内に、前記コイル束を前記ステータコアに対して軸方向に挿入する挿入工程と、を備える。

本発明の一実施形態に係るステータの製造方法によれば、ステータコアにおけるティースの間にコイル束を挿入する際の抵抗を低減することができるステータの製造方法を提供できる。

図１は、モータの概略構成を示す断面図である。 図２は、ステータコアの概略構成を示す斜視図である。 図３は、コイル束の模式図である。 図４は、一側を折り曲げたコイル束の模式図である。 図５は、ステータ製造工程のフロー図である。 図６は、潤滑剤塗布工程とコイル巻き付け工程とを示す模式図である。 図７は、コイル束圧縮工程を示す模式図である。 図８は、通過部形成工程を示す模式図である。 図９は、通過部形成工程を示す別の模式図である。 図１０は、コイル挿入工程におけるステータコアとコイル束の位置関係を示す模式図である。 図１１は、コイル挿入工程を示す模式図である。 図１２は、ウェッジ挿入工程を示す模式図である。 図１３は、他の実施形態における軸方向のコイル挿入工程を示す模式図である。 図１４は、他の実施形態における径方向のコイル挿入工程を示す模式図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

なお、以下の説明では、回転子の中心軸Ｃと平行な方向を「軸方向」、中心軸Ｃに直交する方向を「径方向」、中心軸Ｃを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、径方向において、対象とする構成に対して中心軸Ｃ側を「径方向内側」、対象とする構成に対して中心軸Ｃとは反対側を「径方向外側」と、それぞれ称する。ただし、方向の定義により、本発明に係るモータ１の使用時の向きを限定する意図はない。

また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。

モータ１の構成を簡単に説明する。図１は、モータ１の概略構成を示す断面図である。図２は、モータ１のステータコア４の概略構成を示す斜視図である。

モータ１は、ステータ２と、ロータ３とを有する。ステータ２は、円筒状である。ロータ３は、円柱状である。ロータ３は、ステータ２の径方向内側で、中心軸Ｃを中心として回転可能である。ステータ２は、ステータコア４と、ステータコア４の複数のスロット４ａ内に挿入されるコイル束５とを有する。スロット４ａは、ステータコア４の周方向に隣り合うティース４ｂの間に位置する。スロット４ａの径方向内側は、開口部４ｃを有する。ロータ３の構成は、従来と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態では、モータ１は、円筒状のステータ２内に、ロータ３が中心軸Ｃを中心として回転可能に配置された、いわゆるインナーロータ型のモータ１である。

次に、筒状のコイル束５について説明する。図３及び図４は、コイル束５の模式図である。以下の説明においては、特段の記載が無い限り、コイル束５において、筒状のコイル６が筒状に複数束ねられた際の筒の長さに相当する方向を「高さ方向」とする。高さ方向の一端側を内側、他端側を外側とする。また、コイル束５においてコイル６の巻き付け方向の一つであって、ステータコア４の軸方向に一致する方向を「挿入方向」とする。挿入方向に沿った一端側を前側、他端側を後側とする。さらに、コイル束５においてコイル６の巻き付け方向のうち、挿入方向および高さ方向と直交する方向を「幅方向」とする。

コイル束５は、後述のコイル束形成工程Ｓ１２０において、コイル６を後述の巻き付け型１１０に巻き付けることによって形成される。コイル束５は、１本のコイル６を複数回巻き付けることによって形成される。コイル束５は、高さ方向から見て略矩形状に形成される。つまり、コイル束５は、高さ方向から見て、前側と後側とが幅方向に略平行なコイル辺部として形成される。また、コイル束５は、高さ方向からみて、前側のコイル辺部と後側のコイル辺部とをつなぐ挿入方向に略平行なコイル辺部として形成される。

ここで、コイル束５の幅方向に略平行な前側のコイル辺部を天井部５ｃとする。また、コイル束５の幅方向に略平行な後側のコイル辺部を底部５ｆとする。さらに、コイル束５の挿入方向に平行なコイル辺部のうち高さ方向の上側を柱部５ｐとし、高さ方向の下側を整列部５ｄとする。整列部５ｄは、後述のコイル挿入工程Ｓ１４０以降において、ステータコア４のスロット４ａに収納される。

整列部５ｄの挿入方向に垂直な断面の断面積は、ステータコア４のスロット４ａの軸方向に垂直な断面の断面積と略同一である。なお、「略同一」とは、設計公差および挿入のための隙間を除けば同一とする。整列部５ｄは、後述するコイル束圧縮工程Ｓ１２３によって圧縮されるため、整列部５ｄの挿入方向に垂直な断面の断面形状は、整列部５ｄ以外のコイル束５の挿入方向に垂直な断面の断面形状よりも小さい。整列部５ｄの幅方向の長さは、スロット４ａにおける開口部４ｃの開口幅よりも大きい。

コイル束５は、複数のコイル群として、挿入方向の長さが互いに異なる、第１コイル束５Ａと、第２コイル束５Ｂと、第３コイル束５Ｃと、を備える。

ここで、第１コイル束５Ａの柱部５ｐを柱部５Ａｐとする。第２コイル束５Ｂの柱部５ｐを柱部５Ｂｐとする。第３コイル束５Ｃの柱部５ｐを柱部５Ｃｐとする。柱部５Ｃｐは、柱部５Ｂｐの幅方向の外側に形成される。柱部５Ｂｐは、柱部５Ａｐの幅方向の外側に形成される。

ここで、第１コイル束５Ａの天井部５ｃを天井部５Ａｃとする。第２コイル束５Ｂの天井部５ｃを天井部５Ｂｃとする。第３コイル束５Ｃの天井部５ｃを天井部５Ｃｃとする。天井部５Ｃｃは、天井部５Ｂｃよりも挿入方向において前側に形成される。天井部５Ｂｃは、天井部５Ａｃよりも挿入方向において前側に形成される。

底部５ｆは、後述するコイル挿入工程Ｓ１４０以降において、ステータコア４のスロット４ａの間を跨ぐ。底部５ｆは、整列部５ｄの間に形成される。

コイル束５は、後述する通過部形成工程Ｓ１３０において、巻き付け型１１０によって天井部５ｃが高さ方向の上側に向かって傾斜され、傾斜した天井部５ｃに追従して柱部５ｐが直線状または曲線状に折り曲げられる。折り曲げられた柱部５ｐのうち、後述するコイル挿入工程Ｓ１４０において、スロット４ａの開口部４ｃを通過する部分を通過部５ｔとする。通過部５ｔの幅方向の長さは、スロット４ａにおける開口部４ｃの開口幅よりも小さい。

ここで、折り曲げられた柱部５Ａｐのうち、スロット４ａの開口部４ｃを通過する部分を通過部５Ａｔとする。折り曲げられた柱部５Ｂｐのうち、スロット４ａの開口部４ｃを通過する部分を通過部５Ｂｔとする。折り曲げられた柱部５Ｃｐのうち、スロット４ａの開口部４ｃを通過する部分を通過部５Ｃｔとする。このように、通過部５ｔは、コイル群である第１コイル束５Ａ、第２コイル束５Ｂ、第３コイル束５Ｃ毎に形成されている。通過部５Ａｔ、５Ｂｔ、５Ｃｔの幅方向の長さは、スロット４ａの開口部４ｃのステータ基準の周方向の長さよりも小さい。また、通過部５Ａｔ、５Ｂｔ、５Ｃｔは、それぞれが挿入方向に積層して形成される。

次に、図５から図１２を用いて、ステータコア４の軸方向に延び且つステータコア４の径方向内周面に周方向に並んで位置する複数のティース４ｂを有するステータコア４を備えるステータの製造工程Ｓ１００について説明する。図５は、ステータの製造工程Ｓ１００をフローによって表す。ステータの製造工程Ｓ１００は、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０と、コイル束形成工程Ｓ１２０と、通過部形成工程Ｓ１３０と、コイル挿入工程Ｓ１４０と、復元工程Ｓ１５０と、ウェッジ挿入工程Ｓ１６０と、を備える。

図６と図７は、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０と、コイル束形成工程Ｓ１２０とを模式図にて表す。以下では、図を分かり易くするため、コイル６の一部を省略して表す。

図６に示すように、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０では、コイル６の表面に潤滑剤を塗布する。潤滑剤は、鉱物油または合成油から構成される。潤滑剤塗布工程Ｓ１１０において、潤滑剤塗布装置１００が図示しないコイルボビンから引き出されたコイル６の表面に潤滑剤を塗布する。潤滑剤塗布装置１００は、潤滑剤が供給されたスポンジ等の保水性の高い部材からなる塗布部１０１を有する。潤滑剤塗布装置１００は、コイル６に塗布部１０１を接触させることでコイル６の表面に潤滑剤を塗布する。

なお、本実施形態において、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０では、コイル束５の形成前に潤滑剤を塗布しているがこれに限定するものではない。以下の実施形態において、潤滑剤をコイル束５の形成後に塗布しても良い。また、潤滑剤は、通過部５ｔと整列部５ｄとのうち少なくとも一方に塗布されていれば良い。

本実施形態において、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０では、コイル６の表面に潤滑剤を塗布しているがこれに限定するものではない。潤滑剤は、スロット４ａ内に挿入されるコイル束５と接触する部材に塗布されていれば良い。例えば、潤滑剤をコイル束５が接触するティース４ｂの表面や絶縁紙７の表面に塗布しても良い。

コイル束形成工程Ｓ１２０では、巻き付け型１１０にコイル６を少なくとも複数回巻き付けて筒状のコイル束５を形成する。コイル束形成工程Ｓ１２０は、コイル巻き付け工程Ｓ１２１と、絶縁紙巻き付け工程Ｓ１２２と、コイル束圧縮工程Ｓ１２３と、を備える。

図７に示すように、巻き付け型１１０は、本体１１５と、支持部１１１、１１２、１１３と、スライド部１１６、１１７と、図８に示すガイド部１１８と、を備える。

本体１１５は、略直方体に形成される。本体１１５の挿入方向の長さは、ステータコア４のステータ基準の軸方向の長さと略同一とされる。本体１１５の高さ方向の長さは、ステータコア４のスロット４ａのステータ基準の径方向の長さと略同一とされる。本体１１５の幅方向の長さは、コイル束５が挿入されるステータコア４の２つのスロット４ａの間隔と略同一とされる。なお、「略同一」は、寸法公差および巻き付け時の隙間を除いては同一とする。

支持部１１１、１１２、１１３は、本体１１５に対し図示しないアームによって支持される。アームは、本体１１５の所定位置に回転自在に支持される。アームは、図示しない電動機によって、回転可能に支持される。

スライド部１１６は、本体１１５の両側面と対向する位置にそれぞれ設けられる。スライド部１１７は、本体１１５の底面と対向する位置に設けられる。スライド部１１６およびスライド部１１７は、図示しないアクチュエータによって本体１１５に向かって移動可能に構成される。

ガイド部１１８は、コイル束５が巻き付け型１１０において形成される際の、通過部５Ａｔ、５Ｂｔ、５Ｃｔにそれぞれ設けられる。ガイド部１１８には、凹部が形成される。凹部の幅方向の長さは、通過部５Ａｔ、５Ｂｔ、５Ｃｔの幅方向の長さと略同一とされる。なお、「略同一」は、寸法公差および圧縮時の隙間を除いては同一とする。

本体１１５の両側面には、絶縁紙７を設ける。本体１１５の両側面に絶縁紙７を配する際には、接着剤で本体１１５の両側面に絶縁紙７を仮に配しても良い。または、図示せぬ把持具によって絶縁紙７を把持して本体１１５の両側面に絶縁紙７を仮に配しても良い。また、本体１１５の底面に絶縁紙７を配しても良い。

コイル巻き付け工程Ｓ１２１では、コイル６を、本体１１５と支持部１１１とから構成される第１型枠ＦＡに巻き付け、天井部５Ａｃ、柱部５Ａｐ、整列部５Ａｄおよび底部５Ａｆからなる第１コイル束５Ａを形成する。コイル６を第１型枠ＦＡに巻き付ける際には、図示せぬコイル引き出し装置からコイル６を引き出し、第１型枠ＦＡを、環状軸を中心として回転させて巻き付けても良い。または、固定した第１型枠ＦＡにコイル引き出し装置から引き出されるコイル６を巻き付けても良い。

同様にして、コイル６を、本体１１５と支持部１１２とから構成される第２型枠ＦＢに巻き付け、天井部５Ｂｃ、柱部５Ｂｐ、整列部５Ｂｄおよび底部５Ｂｆからなる第２コイル束５Ｂを形成する。同様にして、コイル６を、本体１１５と支持部１１３とから構成される第３型枠ＦＣに巻き付け、天井部５Ｃｃ、柱部５Ｃｐ、整列部５Ｃｄおよび底部５Ｃｆからなる第３コイル束５Ｃを形成する。

絶縁紙巻き付け工程Ｓ１２２では、コイル巻き付け工程Ｓ１２１において本体１１５の側面と整列部５ｄとの間に挟まれた絶縁紙７をコイル束５の整列部５ｄに巻き付ける。絶縁紙７を整列部５ｄに巻き付ける際には、絶縁紙７をコイル束５の整列部５ｄに接着剤で固定しても良い。または、絶縁紙７の縁部同士を接着剤で固定しても良い。

コイル束圧縮工程Ｓ１２３では、スライド部１１６およびスライド部１１７を本体１１５に巻き付けられたコイル束５に押し付けることによって、絶縁紙７が巻き付けられた整列部５ｄおよび底部５ｆを圧縮する。コイル束圧縮工程Ｓ１２３において、整列部５ｄの形状は、巻き付け型１１０の本体１１５の側面形状、および、本体１１５の側面形状に対向する、スライド部１１６の側面形状にならって成形される。その結果、整列部５ｄは、コイル６同士の隙間やコイル６と本体１１５との隙間が小さくなるよう圧縮され、整列される。つまり、整列部５ｄのコイル６は、幅方向に圧縮される。整列部５ｄは、高さ方向に延びて整列することで、スロット４ａ内に収納した際の占積率を向上させることができる。

次に、スライド部１１７が本体の１１５の底面に向かって進み、コイル束５の底部５ｆにスライド部１１７を押し付けることによって圧縮する。その結果、底部５ｆは、隙間なく整列される。また、底部５ｆのコイル６は、挿入方向に圧縮される。このようにして、コイル束５の整列部５ｄを隙間なく整列させ、整列部５ｄのコイル６を幅方向に圧縮することができる。その結果、ステータ２の占積率を向上することができる。

本実施形態のコイル束圧縮工程Ｓ１２３では、スライド部１１６を押し付けることによって整列部５ｄの幅方向について圧縮するが、これに限定されない。整列部５ｄの高さ方向についても圧縮しても良い。具体的には、例えば、整列部５ｄの高さ方向にスライド部１１６を押し付ける。また、スライド部１１６を押し付けることによって圧縮するが、これに限定されない。例えば、ローラーを押し付けることによって幅方向の外側から整列部５ｄを同時に段階的に圧縮しても良い。

図８と図９は、通過部形成工程Ｓ１３０を模式図にて表す。通過部形成工程Ｓ１３０では、コイル束５の天井部５ｃを傾斜させることでコイル束５における一端側の柱部５ｐを折り曲げて通過部５ｔを形成する。通過部形成工程Ｓ１３０は、折り曲げ工程Ｓ１３１と、通過部圧縮工程Ｓ１３２とを備える。

折り曲げ工程Ｓ１３１では、電動機によって、支持部１１１を高さ方向の上側に所定角度、例えば略６０°回転させる。このとき、第１コイル束５Ａの天井部５Ａｃは、高さ方向の上側に向かって傾斜する。同時に、第１コイル束５Ａの柱部５Ａｐは、天井部５Ａｃに追従して折り曲げられる。このとき、柱部５Ａｐは、孤状に形成される。さらに、ガイド部１１８が高さ方向に略平行な状態で第１コイル束５Ａの柱部５Ａｐを挟み込んで通過部５Ａｔを形成する。

通過部圧縮工程Ｓ１３２では、図示しないスライド部を通過部５Ａｔに押し付けることによって通過部５Ａｔを圧縮する。なお、通過部５Ａｔは、後述するコイル挿入工程Ｓ１４０において、ステータコア４にコイル束５を挿入する際にスロット４ａの開口部４ｃを通過する部分である。

通過部圧縮工程Ｓ１３２では、図示しないスライド部を通過部５Ａｔに押し付けることによって、ガイド部１１８に挟まれた通過部５Ａｔを挿入方向の後側に押し付け、通過部５Ａｔを圧縮する。このとき、通過部５Ａｔを含む柱部５Ａｐは、ガイド部１１８に挟まったまま後側に押し付けられ、弧状から直線状に変形される。その結果、通過部５Ａｔのコイル６同士の隙間が小さくなるよう圧縮される。さらに、通過部５Ａｔのコイル６が幅方向に圧縮される。これにより、通過部５ｔの幅方向の長さは、スロット４ａにおける開口部４ｃの開口幅よりも小さく形成される。

同様にして、折り曲げ工程Ｓ１３１では、電動機によって、支持部１１２と支持部１１３とを高さ方向の上側に所定角度、例えば略６０°回転させる。このとき、第２コイル束５Ｂの天井部５Ｂｃと第３コイル束５Ｃの天井部５Ｃｃは、高さ方向の上側に向かって傾斜する。同時に、第２コイル束５Ｂの柱部５Ｂｐと第３コイル束５Ｃの柱部５Ｃｐとは、天井部５Ｂｃ、天井部５Ｃｃに追従して折り曲げられる。このとき、柱部５Ｂｐ、柱部５Ｃｐは、孤状に形成される。さらに、ガイド部１１８が高さ方向に略平行な状態で柱部５Ｂｐ、柱部５Ｃｐを挟み込んで通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔを形成する。

同様にして、通過部圧縮工程Ｓ１３２では、スライド部を通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔに押し付けることによって、ガイド部１１８に挟まれた通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔを挿入方向の後側に押し付け、通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔを圧縮する。このとき、通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔを含む柱部５Ａｐは、ガイド部１１８に挟まったまま後側に押し付けられ、弧状から直線状に変形される。その結果、通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔのコイル６同士の隙間が小さくなるよう圧縮される。さらに、通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔのコイル６が幅方向に圧縮される。

このようにして、コイル束５には、一端側に通過部５ｔが形成され、他端側に整列部５ｄが形成される。また、コイル束５は、一端側に折り曲げられた柱部５Ａｐ、柱部５Ｂｐ、柱部５Ｃｐの長さを最短にすることができる。その結果、コイル６の全体長さを短くすることができる。また、通過部５Ａｔ、通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔの挿入方向の長さを短くすることができる。つまり、通過部５Ａｔ、通過部５Ｂｔ、通過部５Ｃｔを高さ方向において低い位置から積むことができる。その結果、コイル６の長さを短くすることができ、ステータ２のコイルエンドの長さを短くすることができる。

図１０と図１１は、コイル挿入工程Ｓ１４０を模式図にて表す。コイル挿入工程Ｓ１４０では、ステータコア４のティース４ｂ同士の間に位置する２つのスロット４ａに向けてコイル束５を軸方向に挿入する。なお、本実施形態では、折り曲げたコイル束５を挿入する２つのスロット４ａは、スロット４ａを２つ挟んだ一のスロット４ａと他のスロット４ａとされるが、これに限定されない。

図１０に示すように、ステータコア４の軸方向の下方に、コイル束５の天井部５ｃを前側に向けて、かつ天井部５ｃをステータコア４の径方向の内側を向けてコイル束５を配置する。

図１１に示すように、コイル束５を軸方向の上方に向けて移動させ、柱部５ｐをスロット４ａに挿入する。このとき、コイル束５の一端側に形成されている通過部５ｔがスロット４ａの開口部４ｃを通過し、天井部５ｃがステータコア４の径方向の内側を通過する。通過部５ｔがガイド部１１８によって挟まれることによって、通過部５ｔをスムーズにスロット４ａの開口部４ｃに案内することができる。なお、通過部５ｔがスロット４ａの開口部４ｃを通過する前に、ガイド部１１８は通過部５ｔから取り外されても良い。

さらに、コイル束５を軸方向の前側に向けて移動させ、コイル束５の他端側に形成されている図示しない整列部５ｄをスロット４ａに挿入する。このとき、天井部５ｃおよび柱部５ｐは、ステータコア４の上方に移動する。また、底部５ｆは、ステータコア４の底部５ｆでスロット４ａ間を跨ぐ。コイル束５は、他端側に形成された整列部５ｄがスロット４ａ内に収納される。

これにより、ステータコア４は、ティース４ｂの表面、コイル６の表面または絶縁紙７の表面の少なくとも一つに潤滑剤を有し、ティース４ｂに絶縁紙７を介して環状に巻き付けられ、ティース４ｂ同士の間のスロット４ａ内に絶縁紙７を介して収納された二つのコイル辺部を有するコイル束５を備える。コイル束５には、スロット４ａ内に収納されるコイル辺部である整列部５ｄが形成され、整列部５ｄにおける挿入方向に垂直な断面の断面積は、スロット４ａにおける軸方向に垂直な断面の断面積と略同一であって、整列部５ｄにおける挿入方向および高さ方向と直交する方向の長さは、スロット４ａにおける開口部４ｃの開口幅よりも大きい。

このように、ステータ２の製造方法では、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０において潤滑剤を塗布したコイル６を、コイル束形成工程Ｓ１２０において複数回巻き付けてコイル束５を形成している。従って、コイル束形成工程Ｓ１２０と通過部形成工程Ｓ１３０とにおいて形成されたコイル束５の一部である通過部５ｔと整列部５ｄとが、コイル挿入工程Ｓ１４０においてスロット４ａの開口部４ｃを構成するティース４ｂに接触した場合にティース４ｂと通過部５ｔ及びティース４ｂと整列部５ｄの間に潤滑膜が形成される。これにより、ティース４ｂと通過部５ｔ及びティース４ｂと整列部５ｄとの間の摩擦係数が小さくなるため、複数のコイル群毎に通過部５ｔが形成されていてもコイル束５をステータコア４のスロット４ａ内に挿入する際の抵抗を低減することができる。また、スロット４ａと略同一の断面積を有する整列部５ｄをスロット４ａ内に挿入することができる。

復元工程Ｓ１５０では、コイル挿入工程Ｓ１４０においてスロット４ａ内にコイル束５を挿入した後、通過部形成工程Ｓ１３０において折り曲げられたコイル束５の一端側の天井部５ｃをステータコア４の径方向外側に向けて元の形状に戻す。コイル束５は、整列部５ｄをスロット４ａに収納した状態で、底部５ｆはスロット４ａを跨ぐ。コイル束５の復元は、作業者の作業により変形させても良い。また、天井部５ｃを回転させて柱部５ｐを挿入方向に対し平行に変形させる復元装置を用いて自動的に復元させても良い。この結果、コイル束５は、一端側において径方向に折り曲げられた折曲痕を有する。

このように、ステータ２の製造方法では、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０において潤滑剤を塗布しているので、隣接するコイル６同士の間に潤滑膜が形成される。これにより、隣接するコイル６同士の間の摩擦係数が小さくなるため、復元工程Ｓ１５０においてコイル束５の天井部５ｃを元の形状に復元する際の抵抗を低減することができる。

図１２は、ウェッジ挿入工程Ｓ１６０を模式図にて表す。ウェッジ挿入工程Ｓ１６０では、コイル束５が挿入されたスロット４ａ内の開口部４ｃ側に、ウェッジ８を軸方向に挿入する。ウェッジ挿入工程Ｓ１６０において、スロット４ａ内に挿入されたコイル束５をスロット４ａの開口部４ｃから径方向外側に押すことにより、スロット４ａの開口側にウェッジ８を挿入するスペースを形成する。スロット４ａ内に形成されたスペースにウェッジ８を挿入する。

このように、ステータ２の製造方法では、潤滑剤塗布工程Ｓ１１０において潤滑剤を塗布しているので、ウェッジ８がコイル束５に接触した場合にウェッジ８とコイル束５との間に潤滑膜が形成される。これにより、ウェッジ８とコイル束５との間の摩擦係数が小さくなるため、ウェッジ８をスロット４ａに挿入する際の抵抗を低減することができる。

このようにして、ステータの製造工程では、占積率の高いステータ２を製造することができる。すなわち、コイル束５を形成して整列部５ｄを圧縮し、コイル束５を折り曲げコイル束５に変形し、スロット４ａの開口部４ｃに通過部５ｔを通過させつつ整列部５ｄをスロット４ａに収納することによって、占積率の高いステータ２を製造することができる。この際、潤滑剤を塗布したコイル６を複数回巻き付けてコイル束５を形成しているので、隣接するコイル６同士の間、コイル束５と絶縁紙７との間およびコイル束５とステータコア４のティース４ｂとの間に潤滑膜が形成される。これにより、隣接するコイル６同士の間およびコイル束５とステータコア４との間の摩擦係数が小さくなるため、コイル束５をステータコア４のスロット４ａに挿入する際の抵抗を低減することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記実施形態では、コイル束５は、ステータコア４のスロット４ａに軸方向から挿入した後に、折り曲げられたコイル束５の一端側をステータコア４の径方向外側に向けて曲げることで元の形状に復元している。しかしながら、コイル束５は、軸方向所定位置まで軸方向に移動させながら収納し、前記軸方向所定位置に位置付けられたコイル束５を、スロット４ａに対して径方向に移動させてスロット４ａ内に収納しても良い。

以下に、ステータコア４に対してコイル束５を軸方向と径方向とに挿入するコイル挿入方法を、図１３、図１４を用いて説明する。

図１３は、コイル６を軸方向に挿入する様子を示す模式図である。図１４は、コイル６を径方向に挿入する様子を示す模式図である。図５に示す状態を模式的に示す図である。

図１３及び図１４に示すように、潤滑剤が塗布されているコイル束５を、ステータコア４及びコイル挿入装置におけるブレード１２０の径方向内側に挿入する。このとき、ストリッパ１２１がブレード１２０の間を軸方向一端側に向かって移動する。このストリッパ１２１の移動により、ブレード１２０に引っ掛けられているコイル束５が軸方向一端側に向かって移動する。図１３において、ブレード１２０及びコイル束５の移動方向を白抜き矢印で示す。

その後、図１４に示すように、テーパ状の移動ピン１２２が軸方向一端側に向かって移動することにより、プッシャ１２３が移動ピン１２２の外周面によって径方向外側に押し出される。このプッシャ１２３の移動によって、ブレード１２０に引っ掛けられたコイル束５は、周方向に隣り合うブレード１２０の間に位置する搬送路内を径方向外側に移動する。図７において、移動ピン１２２の移動方向を実線矢印で示し、プッシャ１２３の移動方向を白抜き矢印で示す。

上述のように移動ピン１２２の移動によってプッシャ１２３が径方向外側に移動することにより、コイル束５は、プッシャ１２３によって、ステータコア４のスロット４ａ内に径方向に挿入される。これにより、コイル束５を径方向に移動させてスロット４ａ内により確実に挿入することができる。

このように構成することで、コイル束５を軸方向及び径方向に移動させてスロット４ａ内に挿入する際、潤滑剤を塗布したコイル６を複数回巻き付けてコイル束５を形成しているので、隣接するコイル６同士の間、コイル束５と絶縁紙７との間およびコイル束５とステータコア４のティース４ｂとの間に潤滑膜が形成される。これにより、隣接するコイル６同士の間およびコイル束５とステータコア４との間の摩擦係数が小さくなるため、コイル束５を軸方向及び径方向に移動させてステータコア４のスロット４ａに挿入する際の抵抗を低減することができる。

なお、本実施形態では、コイル束５を、ステータコア４の軸方向及び径方向に移動させてステータコア４のスロット４ａ内に挿入する。しかしながら、周方向に隣り合うブレード１２０の間に位置するコイル束５をステータコア４の軸方向他端側から軸方向一端側まで軸方向に移動させて、スロット４ａ内に収納しても良い。

本発明は、ステータコア４の複数のスロット４ａ内にコイル６を挿入するステータ２の製造方法に適用可能である。

１ モータ
２ ステータ
３ ロータ
４ ステータコア
５ コイル束
５ａ 整列部
５ｃ 天井部
５ｐ 柱部
５ｆ 底部
５ｔ 通過部
６ コイル
７ 絶縁紙
８ ウェッジ
Ｃ 中心軸

Claims (10)

1. ステータコアの軸方向に延び且つ前記ステータコアの径方向内周面に周方向に並んで位置する複数のティースを有するステータコアを備えるステータの製造方法であって、
   前記ティースの表面、コイルの表面または絶縁紙の少なくとも一つに潤滑剤を塗布する塗布工程と、
   前記コイルを少なくとも複数回巻いたコイル束を形成するコイル束形成工程と、
   ティース同士の間に位置する前記スロット内に、前記コイル束を前記ステータコアに対して軸方向に挿入する挿入工程と、
   を備える、ステータの製造方法。
2. 請求項１に記載のコイル巻線方法において、
   前記コイル束の一側に、前記コイル束の挿入方向および高さ方向と直交する幅方向の長さが前記スロットの開口部の開口幅よりも小さい通過部を形成する通過部形成工程を、さらに備え、
   前記挿入工程において、前記コイル束を前記一側から前記スロット内に前記軸方向に挿入し、前記通過部が前記スロットの開口部を前記軸方向に通過する、ステータの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のコイル巻線方法において、
   前記通過部は、前記コイル束の一側を折り曲げて形成される、ステータの製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル巻線方法おいて、
   前記コイル束の他側には、前記スロット内に収納される整列部が形成され、
   前記整列部における前記挿入方向に垂直な断面の断面積は、前記スロットにおける前記軸方向に垂直な断面の断面積と略同一であり、
   前記整列部における前記挿入方向および前記高さ方向と直交する幅方向の長さは、前記スロットの開口部の開口幅よりも大きい、コイル巻線方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコイル巻線方法において、
   前記コイル束は、前記コイル束における前記挿入方向の長さが異なる複数のコイル群を備え、
   前記通過部は、前記コイル群毎に形成される、コイル巻線方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のコイル巻線方法において、
   前記コイル挿入工程において前記コイル束を前記スロット内に挿入した後、前記通過部形成工程において折り曲げた前記コイル束の一側を元の形状に復元する復元工程を、さらに備える、コイル巻線方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のコイル巻線方法において、
   前記コイル束が挿入された前記スロット内の開口部側に、ウェッジを軸方向に挿入するウェッジ挿入工程をさらに有する、コイル巻線方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のステータの製造方法において、
   前記潤滑材は、鉱物油または合成油である、ステータの製造方法。
9. ステータコアの軸方向に延び且つ前記ステータコアの径方向内周面に周方向に並んで位置する複数のティースを有するステータコアと、
   コイルが前記ティースに絶縁紙を介して環状に巻き付けられ、前記ティース同士の間のスロット内に絶縁紙を介して収納された二つのコイル辺部を有するコイル束と、を備え、
   前記ティースの表面、前記コイルの表面または前記絶縁紙の表面の少なくとも一つに潤滑剤が塗布されていて、
   前記コイル束は、一側において径方向に折り曲げられた折曲痕を有する、ステータ。
10. ステータコアの軸方向に延び且つ前記ステータコアの径方向内周面に周方向に並んで位置する複数のティースを有するステータコアと、
    コイルが前記ティースに絶縁紙を介して環状に巻き付けられ、前記ティース同士の間の前記スロット内に収容された二つのコイル辺部を有するコイル束と、を備え、
    前記ティースの表面、前記コイルの表面または前記絶縁紙の表面の少なくとも一つに潤滑剤が塗布されていて、
    前記コイル束は、前記スロット内に収納される整列部を有し、
    前記整列部における前記挿入方向に垂直な断面の断面積は、前記スロットにおける前記軸方向に垂直な断面の断面積と略同一であり、
    前記整列部における前記挿入方向および前記高さ方向と直交する方向の長さは、前記スロットの開口部の開口幅よりも大きい、ステータ。

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