JP2022126906A - ステータ製造装置およびステータ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作治具と加圧治具との摩耗や損傷を抑制できるステータ製造装置を提供する。【解決手段】ステータ製造装置は、径方向内側へ向けて突出するティースを含む複数の分割コアが、環状に配置されたステータコアと、ティースに巻かれた導線から構成されたコイルと、を有するステータを、製造する装置である。ステータ製造装置は、受け側治具１１０と摺動治具１２０とを有する。受け側治具は、複数の分割コアを径方向内側へ押圧可能な複数の加圧部１１２を有する。摺動治具は、複数の加圧部の外周面に接触しつつ回動可能な複数の第１ローラ１２１を有する。摺動治具が、中心軸に沿う一方側から、受け側治具が位置する他方側へ移動することによって、複数の第１ローラが、加圧部の外周面に接触しつつ回動するときに、複数の分割コアは、加圧部から径方向内側へ押圧される。【選択図】図６

Description

本発明は、ステータ製造装置およびステータ製造方法に関する。

従来、周方向に環状に並べられた複数の分割コアが結合されることによって形成されたステータコアを有するステータが知られている。このようなステータを製造する製造装置および製造方法については、例えば、特許第５１２８３５６号公報に記載されている。
特許第５１２８３５６号公報

特許第５１２８３５６号公報の製造装置（２１）は、筒状の操作治具（２２）と、操作治具（２２）が外嵌される加圧治具（２３）とを備える。加圧治具（２３）の内周側には、略環状に配置された加圧前の各分割コア（１１）が挿入される。また、加圧治具（２３）は、径方向に移動可能な複数の加圧片（５２）を有する。各加圧片（５２）の外周にはテーパ面（５６，５７）が形成され、操作治具（２２）の内周にはテーパ面（３３，４１）が形成されている。操作治具（２２）が軸方向に移動すると、内周のテーパ面（３３，４１）が、各加圧片（５２）のテーパ面（５６，５７）を摺動し、各加圧片（５２）が径方向内側に移動する。これにより、複数の加圧片（５２）の内周側に配置された各分割コア（１１）が、周方向に沿って均一に押圧される。この結果、各分割コア（１１）を含むステータコア（１０）を高精度に環状化することができる。

しかしながら、操作治具（２２）のテーパ面（３３，４１）と各加圧片（５２）のテーパ面（５６，５７）とが繰り返し摺動することによって、これらが摩耗したり、局所的に応力が発生して破損したりする虞がある。

本発明の目的は、操作治具と加圧治具とが摺動する際の接触面積および摺動抵抗を低減することによって、これらの摩耗や損傷を抑制できる技術を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、径方向内側へ向けて突出するティースを含む複数の分割コアが、中心軸を中心として環状に配置されたステータコアと、複数の前記ティースに巻かれた導線から構成されたコイルと、を有するステータを製造する、ステータ製造装置であって、前記複数の分割コアを径方向内側へ押圧可能な複数の加圧部を有する、受け側治具と、前記複数の加圧部の外周面に接触しつつ回動可能な複数の第１ローラを有する、摺動治具と、を有し、前記摺動治具が、前記中心軸に沿う一方側から、前記受け側治具が位置する他方側へ移動することによって、前記複数の第１ローラが、前記加圧部の外周面に接触しつつ回動するときに、前記複数の分割コアは、前記加圧部から径方向内側へ押圧される。

本願の例示的な第２発明は、径方向内側へ向けて突出するティースを含む複数の分割コアが、中心軸を中心として環状に配置されたステータコアと、複数の前記ティースに巻かれた導線から構成されたコイルと、を有するステータを、前記複数の分割コアを径方向内側へ押圧可能な複数の加圧部を有する受け側治具を含むステータ製造装置を用いて製造する、ステータ製造方法であって、ａ）前記受け側治具の前記複数の加圧部の径方向内側に、前記複数の分割コアを配置する工程と、ｂ）前記複数の分割コアよりも径方向内側から、支持部材によって前記複数の分割コアを径方向外側へ押圧することにより、前記複数の分割コアを、前記加圧部と前記支持部材との径方向の間に挟みつつ仮固定する工程と、ｃ）前記複数の加圧部の外周面に接触可能な複数の第１ローラを有する摺動治具を、前記中心軸に沿う一方側から、前記受け側治具が位置する他方側へ移動させることによって、前記複数の第１ローラをそれぞれ、前記加圧部の外周面に接触しつつ回動させ、これにより、前記複数の加圧部を介して、前記複数の分割コアを径方向内側へ押圧する工程と、ｄ）周方向に隣接する前記複数の第１ローラの間に形成される外側隙間と、周方向に隣接する前記複数の加圧部の間に形成される内側隙間と、を介して、径方向外側から径方向内側へ向けてレーザを照射することによって、前記ステータコアにおける周方向に隣接する前記分割コアの境界を溶接して本固定する工程と、ｅ）前記摺動治具を前記一方側へ移動させて、前記受け側治具から離間させる工程と、ｆ）前記受け側治具から前記ステータを取り外す工程と、を有する。

本願の例示的な第１発明および第２発明によれば、摺動治具は、複数の分割コアを径方向内側へ押圧可能な複数の加圧部の外周面に、複数の第１ローラを介して線接触しつつ、摺動する。これにより、摺動治具と複数の加圧部との接触面積および摺動抵抗を低減することができ、これらの摩耗や損傷を抑制できる。この結果、ステータ製造装置の長寿命化に繋がる。

図１は、モータの概略縦断面図である。 図２は、ステータコアの上面図である。 図３は、ステータ製造装置の斜視図である。 図４は、受け側治具およびステータの斜視図である。 図５は、受け側治具およびステータの部分上面図である。 図６は、受け側治具およびステータと、摺動治具の複数の第１ローラ、複数の第１ローラ支持板部、複数の第１ローラ支持軸部、および複数の矯正部の斜視図である。 図７は、第１ローラ、第１ローラ支持板部、および第１ローラ支持軸部の斜視図である。 図８は、受け側治具およびステータと、摺動治具の複数の第１ローラ、複数の第１ローラ支持板部、複数の第１ローラ支持軸部、および複数の矯正部の上面図である。 図９は、ステータ製造装置を用いてステータを製造する工程を示すフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本実施形態のステータ製造装置およびステータ製造方法について説明する前に、ステータ製造装置およびステータ製造方法を用いて製造されるステータを備えたモータの構成について、説明する。

なお、本願では、円環筒状のステータの中心を通る中心軸と平行な方向を「軸方向」、ステータの中心軸に直交する方向を「径方向」、ステータの中心軸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、本願のステータ製造装置においては、軸方向を上下方向とし、後述する受け側治具に対して摺動治具が離れる方向を上側として、各部の形状または位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るステータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。すなわち、以下の記載において、「上側」は「（軸方向の）一方側」、「下側」は「（軸方向の）他方側」と言い換えることができる。また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜１．モータの構成＞
図１は、モータ１の概略縦断面図である。モータ１は、中心軸９を中心とする回転運動を出力する装置である。図１に示すとおり、モータ１は、ステータ２１およびモータハウジング５を有する静止部２と、ロータコア３２を有する回転部３と、第１軸受部４１および第２軸受部４２を含む軸受部４とを有する。このモータ１は、ステータ２１の径方向内側にロータコア３２が配置された、いわゆるインナーロータ型のモータである。

上記のとおり、静止部２は、ステータ２１を有する。ステータ２１は、図示を省略した外部電源からモータ１内に設けられた回路基板を介して供給される駆動電流に応じて、磁束を発生させる電機子である。本実施形態のステータ２１は、円環筒状である。また、ステータ２１は、回転部３のロータコア３２および複数のマグネット３３の径方向外側に配置され、ロータコア３２および複数のマグネット３３の周囲を環状に取り囲む。また、上記のとおり、ステータ２１の中心を通る直線が、中心軸９となる。ステータ２１は、ステータコア２１１、インシュレータ２１２、および複数のコイル２１３を有する。

図２は、ステータコア２１１の上面図である。なお、図２では、ステータコア２１１と、複数のコイル２１３を繋ぐ渡り線とが図示されている。図２に示すように、ステータコア２１１は、中心軸９を中心として周方向に円環状に並べられた複数（本実施形態では、１２個）の分割コア６０が、互いに結合されることによって形成される。各分割コア６０は、例えば、磁性体である電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。各分割コア６０は、コアバック６１とティース６２とを有する。コアバック６１の外周面は、モータハウジング５に固定される。これにより、ステータコア２１１を含むステータ２１全体が、モータハウジング５に固定される。ティース６２は、コアバック６１から径方向内側へ向けて突出する。

インシュレータ２１２は、絶縁体である樹脂により形成される。各ティース６２の上面、下面、および周方向の両端面は、インシュレータ２１２に覆われている。コイル２１３は、複数のティース６２の周囲に、インシュレータ２１２を介して巻かれた導線により、構成される。インシュレータ２１２は、ティース６２とコイル２１３との間に介在することによって、ティース６２とコイル２１３とが電気的に短絡することを、防止する。なお、インシュレータ２１２に代えて、ティース６２の表面に絶縁塗装が施されていてもよい。

回転部３は、シャフト３１、ロータコア３２、および複数のマグネット３３を有する。シャフト３１は、中心軸９に沿って延びる円柱状の部材である。シャフト３１は、ロータコア３２の径方向内側に挿入され、ロータコア３２の内周面に、例えば、圧入により固定される。また、シャフト３１の軸方向の一方側および他方側の外周面には、第１軸受部４１の後述する内輪および第２軸受部４２の後述する内輪が、例えば、圧入等によりそれぞれ固定される。

ロータコア３２は、磁性体である電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ロータコア３２は、シャフト３１の周囲において中心軸９に沿って円筒状に延びる。ロータコア３２は、シャフト３１の外周面に固定されて、シャフト３１とともに中心軸９を中心として回転可能である。また、ロータコア３２は、ステータ２１の径方向内側に配置される。ロータコア３２の外周面および複数のマグネット３３は、ステータ２１のティース６２の径方向内側の端面と、僅かな隙間を介して径方向に対向する。

複数のマグネット３３は、ロータコア３２の外周面に配置される。各マグネット３３の径方向外側の面は、ティース６２の径方向内側の端面と径方向に対向する磁極面となる。複数のマグネット３３は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に等間隔に配列される。

なお、複数のマグネット３３に代えて、単一の円環状のマグネットが使用されていてもよい。円環状のマグネットを使用する場合には、マグネットの外周面に、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されていればよい。また、マグネットは、ロータコアの内部に埋め込まれていてもよい。また、マグネットは、磁性体粉を配合した樹脂で成型され、シャフト３１に連結されていてもよい。

本実施形態の第１軸受部４１および第２軸受部４２にはそれぞれ、内輪と外輪との間に複数の球体が介在するボールベアリングが使用される。ただし、第１軸受部４１および第２軸受部４２には、ボールベアリングに代えて、すべり軸受や流体軸受等の他方式の軸受が、使用されてもよい。第１軸受部４１の外輪および第２軸受部４２の外輪は、ステータ２１および回転部３の軸方向の一部を収容するモータハウジング５の内周面５１，５２に、例えば、圧入によりそれぞれ固定される。第１軸受部４１は、ロータコア３２よりも軸方向の一方側において、シャフト３１を回転可能に支持する。第２軸受部４２は、ロータコア３２よりも軸方向の他方側において、シャフト３１を回転可能に支持する。これにより、シャフト３１およびロータコア３２は、第１軸受部４１および第２軸受部４２に支持されながら、静止部２に対して、中心軸９を中心として回転可能となる。

モータ１の駆動時には、図示を省略した外部電源からモータ１内に設けられた回路基板を介して、コイル２１３に駆動電流が供給される。そうすると、ステータコア２１１の複数のティース６２に、磁束が生じる。そして、ティース６２とマグネット３３との間の磁束が及ぼす作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、中心軸９を中心として回転部３が回転する。

＜２．ステータ製造装置の構成＞
続いて、上記のモータ１に備えられるステータ２１を製造するためのステータ製造装置１００の構成について、説明する。図３は、ステータ製造装置１００の斜視図である。なお、図３に示すように、ステータ製造装置１００の周囲には、レーザを出射可能な複数台のレーザ照射装置１４０が配置されている。

図３に示すように、ステータ製造装置１００は、受け側治具１１０と、摺動治具１２０と、駆動機構１３０とを有する。受け側治具１１０は、台または床等の上にボルト止め等によって固定され、軸方向に位置決めされている。摺動治具１２０は、駆動機構１３０の下部に固定される。駆動機構１３０は、ステータ製造装置１００が配置される空間の天井１５０の下面等に固定されることによって、上端部が軸方向に位置決めされている。本実施形態の駆動機構１３０には、例えば、エアシリンダが用いられる。また、駆動機構１３０は、４つの変位部１３１を有する。そして、駆動機構１３０は、空気を供給および排出することによって、４つの変位部１３１を軸方向に変位させることにより、駆動機構１３０の下端部と摺動治具１２０とを、軸方向に往復移動させる。ただし、駆動機構１３０には、図示を省略したモータの回転を軸方向の直進運動に変換可能な装置が用いられてもよい。また、摺動治具１２０は、板状部２００、後述する複数の第１ローラ１２１、複数の第１ローラ支持板部１２２、および複数の第１ローラ支持軸部１２３を有する。図３に示すように、板状部２００は、受け側治具１１０よりも上側において、径方向に円板状に拡がる。また、板状部２００は、駆動機構１３０の下端部に固定されている。後述する複数の第１ローラ１２１、複数の第１ローラ支持板部１２２、および複数の第１ローラ支持軸部１２３は、図示を省略した連結手段により、駆動機構１３０の下部に、板状部２００を介して支持されている。これにより、摺動治具１２０は、駆動機構１３０によって中心軸９に沿って往復移動可能となる。

図４は、受け側治具１１０およびステータ２１の斜視図である。なお、図４と、後述する図５，図６，および図８においては、説明の便宜のため、ステータ２１におけるインシュレータ２１２およびコイル２１３の図示を一部省略し、上記の渡り線のみを図示している。図４に示すように、受け側治具１１０は、支持台１１１、複数の加圧部１１２、および複数の支持部材１１３を有する。支持台１１１は、略円柱形状を有し、下側の端部に形成されたフランジ部１１４において、台または床等の上にボルト止め等によって固定されている。支持台１１１の上面は、略水平である。複数の加圧部１１２および複数の支持部材１１３は、当該支持台１１１の上面に配置されている。

本実施形態では、ステータコア２１１を形成する分割コア６０の数に合わせて、１２個の加圧部１１２および１２個の支持部材１１３が設けられている。１２個の加圧部１１２は、支持台１１１の上面に、中心軸９を中心として周方向に円環状に配置される。また、１２個の加圧部１１２の径方向内側に、１２個の分割コア６０が、中心軸９を中心として周方向に円環状に配置される。図５は、受け側治具１１０およびステータ２１の部分上面図である。図５に示すように、各加圧部１１２は、上面視において、略扇形状を有する。また、１２個の加圧部１１２はそれぞれ、１つの分割コア６０の外周面のうち周方向の略中央に接触する。

なお、図４に示すように、１２個の加圧部１１２は、互いに周方向に一定の間隔を隔てて配置されている。これにより、受け側治具１１０において、周方向に隣接する１２個の加圧部１１２の間に、それぞれ内側隙間１１５が形成されている。各内側隙間１１５は、１２個の加圧部１１２よりも径方向内側の空間と１２個の加圧部１１２よりも径方向外側の空間とに繋がる。

また、１２個の加圧部１１２のそれぞれの外周面（径方向外側の面）には、テーパ面１１６が形成されている。各テーパ面１１６は、下側へ向かうにつれて径方向外側へ傾斜する。さらに、図５に示すように、各加圧部１１２の外周部には、第２ローラ１１８が取り付けられている。第２ローラ１１８は、各加圧部１１２の外周部において周方向に突出する。また、第２ローラ１１８は、軸方向および径方向に対して垂直な第１回転軸９１を中心として回転可能に支持されている。

また、１２個の分割コア６０の径方向内側には、１２個の支持部材１１３が、中心軸９を中心として周方向に等間隔に配置される。１２個の支持部材１１３はそれぞれ、ばね機構を有する。そして、各支持部材１１３は、分割コア６０の径方向内側において、径方向に伸縮可能に配置される。また、ステータコア２１１は、１２個の加圧部１１２と当該１２個の支持部材１１３との径方向の間に挟まれつつ配置される。これにより、１２個の支持部材１１３は、ステータコア２１１よりも径方向内側から、当該ステータコア２１１を、径方向外側へ押圧可能となっている。この結果、１２個の分割コア６０を含むステータコア２１１を高精度に位置決めすることができるとともに、１２個の分割コア６０を互いに接触させて仮固定することができる。

また、上記のとおり、各支持部材１１３がばね機構を有することにより、サイズが異なるステータコア２１１を押圧する場合でも、径方向の寸法の違いをばね機構で吸収することによって対応できる。これにより、加圧部１１２や支持部材１１３を別のサイズのステータコア２１１用に変更する必要がなく、そのまま使用することができため、コスト削減に繋がる。

図６は、受け側治具１１０およびステータコア２１１と、摺動治具１２０の複数の第１ローラ１２１、複数の第１ローラ支持板部１２２、複数の第１ローラ支持軸部１２３、および後述する複数の矯正部１２６の斜視図である。摺動治具１２０は、図３を用いて前述した板状部２００と、複数の第１ローラ１２１、複数の第１ローラ支持板部１２２、および複数の第１ローラ支持軸部１２３を有する。複数の第１ローラ１２１、複数の第１ローラ支持板部１２２、および複数の第１ローラ支持軸部１２３は、駆動機構１３０の下部に、板状部２００を介して支持されている。これにより、複数の第１ローラ１２１、複数の第１ローラ支持板部１２２、および複数の第１ローラ支持軸部１２３は、駆動機構１３０によって中心軸９に沿って往復移動する。

また、本実施形態では、受け側治具１１０の加圧部１１２の数に合わせて、１２個の第１ローラ１２１、１２個の第１ローラ支持板部１２２、および１２個の第１ローラ支持軸部１２３が設けられている。１２個の第１ローラ１２１、１２個の第１ローラ支持板部１２２、および１２個の第１ローラ支持軸部１２３は、それぞれ、中心軸９を中心として周方向に円環状に配置される。

図７は、１つの第１ローラ１２１、１つの第１ローラ支持板部１２２、および１つの第１ローラ支持軸部１２３の斜視図である。図７に示すように、第１ローラ支持板部１２２は、軸方向に沿って板状に拡がる。また、第１ローラ支持板部１２２は、径方向外側へ凹む凹部１２４を有する。１つの第１ローラ支持軸部１２３は、軸方向および径方向に対して垂直な方向へ棒状に延び、その両端部は、第１ローラ支持板部１２２に固定される。第１ローラ１２１は、一部が凹部１２４に収容されつつ、第１ローラ支持軸部１２３によって、軸方向および径方向に対して垂直な第２回転軸９２を中心として回転可能に支持されている。また、１２個の第１ローラ１２１はそれぞれ、駆動機構１３０によって中心軸９に沿って移動する際に１つの加圧部１１２の外周面に接触しつつ回動する。

上記のとおり、摺動治具１２０が、中心軸９に沿う上側から、受け側治具１１０が位置する下側へ移動することによって、１２個の第１ローラ１２１はそれぞれ、１つの加圧部１１２の外周面に接触しつつ回動する。これにより、各加圧部１１２は、径方向内側へ押圧される。ここで、上記のとおり、１２個の加圧部１１２と１２個の支持部材１１３との径方向の間には、１２個の分割コア６０を含むステータコア２１１が挟まれつつ配置されている。１２個の分割コア６０は、１２個の加圧部１１２から径方向内側へ均等に押圧されることによって、より真円形状に近い状態となるように環状化される。

また、このとき、摺動治具１２０は、１２個の分割コア６０を径方向内側へ押圧可能な１２個の加圧部１１２の外周面に、１２個の第１ローラ１２１を介して線接触しつつ、摺動する。これにより、摺動治具１２０が第１ローラ１２１を介さず加圧部１１２の外周面に面接触しつつ摺動する場合と比較すると、摺動治具１２０と１２個の加圧部１１２との接触面積および摺動抵抗を低減することができ、これらの摩耗や損傷を抑制できる。この結果、ステータ製造装置１００全体の長寿命化に繋がる。

さらに、上記のとおり、１２個の加圧部１１２のそれぞれの外周面には、下側へ向かうにつれて径方向外側へ傾斜するテーパ面１１６が形成されている。摺動治具１２０が、中心軸９に沿う上側から、受け側治具１１０が位置する下側へ移動してきたときに、１２個の第１ローラ１２１はそれぞれ、テーパ面１１６に接触する。これにより、第１ローラ１２１が加圧部１１２の外周面に滑らかに接触する。そして、１２個の第１ローラ１２１が下側へ進むにつれて、加圧部１１２を徐々に径方向内側へ押圧することができる。これにより、１２個の第１ローラ１２１および１２個の加圧部１１２の径方向内側に配置されたステータコア２１１に与える衝撃を軽減することができる。また、摺動治具１２０を移動させるために駆動機構１３０から加わる力の方向は、軸方向上下の一方向のみであるため、駆動機構１３０の制御が容易となる。

なお、１２個の第１ローラ１２１は、互いに周方向に一定の間隔を隔てて配置されている。これにより、図６に示すように、摺動治具１２０において、周方向に隣接する１２個の第１ローラ１２１の間に、それぞれ外側隙間１２５が形成されている。各外側隙間１２５は、１２個の第１ローラ１２１よりも径方向内側の空間と１２個の第１ローラ１２１よりも径方向外側の空間とに繋がる。また、本実施形態では、１２個の第１ローラ１２１が１２個の加圧部１１２の外周面に接触したときに、ステータコア２１１における周方向に隣接する１２個の分割コア６０の境界の周方向位置と、上記の内側隙間１１５の周方向位置と、上記の外側隙間１２５の周方向位置とが等しくなる。すなわち、分割コア６０の境界と、内側隙間１１５と、外側隙間１２５とが、径方向に重なる。

これにより、１２個の第１ローラ１２１が１２個の加圧部１１２の外周面に接触した状態で、ステータ製造装置１００の周囲に配置されたレーザ照射装置１４０から、外側隙間１２５および内側隙間１１５を介して、径方向内側の分割コア６０の境界の付近へ向けてレーザを照射することができる。これにより、分割コア６０の境界部分を溶接することができる。この結果、１２個の分割コア６０が互いに結合し、ステータ２１の製造を完了することができる。

さらに、摺動治具１２０は、複数（本実施形態では、１２個）の矯正部１２６を有する。図８は、受け側治具１１０およびステータコア２１１と、摺動治具１２０の１２個の第１ローラ１２１、１２個の第１ローラ支持板部１２２、１２個の第１ローラ支持軸部１２３、および１２個の矯正部１２６の上面図である。１２個の矯正部１２６はそれぞれ、第１ローラ支持板部１２２の下端部に固定される。矯正部１２６は、第１ローラ１２１よりも径方向内側まで突出し、さらに屈曲して周方向に拡がる押出し部１２７を有する。１２個の加圧部１１２が正規の径方向位置に待機した状態で、摺動治具１２０が上側から受け側治具１１０が位置する下側へ移動するときには、各矯正部１２６の押出し部１２７は、受け側治具１１０の第２ローラ１１８の径方向内側を通過する。

その後、上記のとおり、１２個の第１ローラ１２１は、１２個の加圧部１１２の外周面に接触し、１２個の加圧部１１２を径方向内側へ押圧する。そして、レーザ照射装置１４０を用いた溶接作業が完了した後、再び摺動治具１２０が受け側治具１１０の上側へ戻る。このとき、１２個の第１ローラ１２１が１２個の加圧部１１２の外周面から離間し、通常、１２個の支持部材１１３から径方向外側へ押圧されることによって、１２個の加圧部１１２は、もとの正規の径方向位置まで戻る。そして、溶接作業が完了したステータコア２１１を取り出し、１２個の加圧部１１２の径方向内側に、次のステータコア２１１をセットすることができるようになる。

しかしながら、何らかの不具合で、支持部材１１３のばね機構の押圧力が弱まった場合等に、加圧部１１２がもとの正規の径方向位置まで戻らず、径方向内側で留まる場合がある。この場合、溶接作業が完了したステータコア２１１を取り出せない事態が生じたり、仮に取り出せたとしても、次のステータコア２１１をセットできない事態が生じたりする可能性がある。しかしながら、本実施形態では、このような場合において、摺動治具１２０が中心軸９に沿って上側へ移動するときに、矯正部１２６の押出し部１２７が加圧部１１２の一部である第２ローラ１１８に径方向内側から接触する。これにより、第２ローラ１１８を回転させつつ、第２ローラ１１８を含む加圧部１１２を径方向外側へ押し出すことができる。この結果、加圧部１１２をもとの径方向位置まで押し戻すことができる。したがって、溶接作業が完了したステータコア２１１を取り出し、再び加圧部１１２の径方向内側に次のステータコア２１１をセットすることができるようになる。

さらに、図３に示すように、摺動治具１２０は、棒状の位置決め部１２８を有する。位置決め部１２８は、摺動治具１２０の板状部２００の下面における所定の位置に着脱可能であり、装着時には、板状部２００の下面から下側へ延びる。また、受け側治具１１０は、さらに蓋部１１７を有する。蓋部１１７は、１２個の加圧部１１２のそれぞれの径方向内側の部位を上側から覆う板状の部材である。ただし、蓋部１１７は、１２個の加圧部１１２の少なくとも一部を上側から覆うものであればよい。蓋部１１７には、上面において下側へ凹む図示を省略した凹部がさらに形成されている。当該蓋部１１７の凹部には、摺動治具１２０の位置決め部１２８の下端部を嵌めることができる。ただし、位置決め部１２８および受け側治具１１０の凹部の形状または位置は、これに限定されない。

ステータ製造装置１００を組み立てる際、またはステータ製造装置１００のメンテナンスを行う際には、摺動治具１２０に位置決め部１２８を装着し、位置決め部１２８の下端部を受け側治具１１０の蓋部１１７の凹部に嵌める。これにより、受け側治具１１０と摺動治具１２０との相対位置を、水平方向に容易に位置決めすることができる。これにより、１２個の第１ローラ１２１を１２個の加圧部１１２の外周面に接触させたときに、ステータコア２１１を精度良く径方向内側へ押圧することができる。

以下に、上記のステータ製造装置１００を用いてステータ２１を製造する工程について、記載する。図９は、ステータ製造装置１００を用いてステータ２１を製造する工程を示すフローチャートである。なお、ステータ２１の製造を開始する前には、上記の位置決め部１２８を用いて、受け側治具１１０と摺動治具１２０との相対位置を予め水平方向に位置決めする。

ステータ２１の製造を開始する際には、まず、受け側治具１１０の１２個の加圧部１１２の径方向内側に、１２個の分割コア６０を環状に配置する（ステップＳ１）。このとき、ステータコア２１１における周方向に隣接する１２個の分割コア６０の境界の周方向位置と、１２個の加圧部１１２の内側隙間１１５の周方向位置とを合わせておく。

次に、１２個の支持部材１１３を用いて、１２個の分割コア６０よりも径方向内側から、当該１２個の分割コア６０を径方向外側へ押圧する（ステップＳ２）。これにより、１２個の加圧部１１２と１２個の支持部材１１３との径方向の間に１２個の分割コア６０を挟みつつ、仮固定することができる。

次に、１２個の加圧部１１２の外周面に接触可能な１２個の第１ローラ１２１を有する摺動治具１２０を、中心軸９に沿う上側から、受け側治具１１０が位置する下側へ移動させ、１２個の第１ローラ１２１をそれぞれ加圧部１１２の外周面に接触させつつ回動させる（ステップＳ３）。これにより、１２個の加圧部１１２を介して、１２個の分割コア６０を径方向内側へ均等に押圧する。これにより、１２個の分割コア６０を、より真円形状に近い状態となるように環状化することができる。

次に、ステータ製造装置１００の周囲に配置されたレーザ照射装置１４０から、摺動治具１２０の１２個の第１ローラ１２１の間に形成された外側隙間１２５と、受け側治具１１０の１２個の加圧部１１２の間に形成された内側隙間１１５とを介して、径方向内側の分割コア６０の境界の付近へ向けてレーザを照射する。これにより、分割コア６０の境界部分を溶接して、本固定する（ステップＳ４）。

なお、上記のとおり、位置決め部１２８を用いて、受け側治具１１０と摺動治具１２０との相対位置が、予め水平方向に位置決めされている。また、ステップＳ１において、ステータコア２１１における周方向に隣接する１２個の分割コア６０の境界の周方向位置と、１２個の加圧部１１２の内側隙間１１５の周方向位置とが、予め合わされている。このため、ステップＳ４では、ステータコア２１１における周方向に隣接する１２個の分割コア６０の境界の周方向位置と、内側隙間１１５の周方向位置と、外側隙間１２５の周方向位置とが、互いに合った状態で、レーザを照射することができる。

その後、摺動治具１２０を上側へ移動させて、受け側治具１１０から離間させる（ステップＳ５）。そして、１２個の分割コア６０が互いに固定されたステータ２１を、受け側治具１１０から取り外す（ステップＳ６）。このとき、上記のとおり、何らかの不具合で、加圧部１１２がもとの正規の径方向位置まで戻らず、径方向内側で留まった場合でも、摺動治具１２０の矯正部１２６が加圧部１１２の第２ローラ１１８に径方向内側から接触する。これにより、第２ローラ１１８を含む加圧部１１２を径方向外側へ押し出して、もとの径方向位置まで移動させることができる。この結果、再び加圧部１１２の径方向内側に次の分割コア６０をセットすることが可能となる。

上記のとおり、本実施形態の摺動治具１２０は、１２個の分割コア６０を径方向内側へ押圧可能な１２個の加圧部１１２の外周面に、１２個の第１ローラ１２１を介して線接触しつつ、摺動する。これにより、摺動治具１２０と１２個の加圧部１１２との接触面積および摺動抵抗を低減することができ、これらの摩耗や損傷を抑制できる。この結果、ステータ製造装置１００を長寿命化できる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。

上記の実施形態では、ステータコア２１１は、１２個の分割コア６０を有していた。また、受け側治具１１０は、１２個の加圧部１１２および１２個の支持部材１１３を有していた。また、摺動治具１２０は、１２個の第１ローラ１２１、１２個の第１ローラ支持板部１２２、および１２個の第１ローラ支持軸部１２３を有していた。しかしながら、これらの各部の個数は、それぞれ１２個以外であってもよい。また、上記の実施形態では、摺動治具１２０が、中心軸９に沿う上側から、受け側治具１１０が位置する下側へ移動する構成を有していた。しかしながら、これらの位置関係は、上下方向逆であってもよい。また、受け側治具および摺動治具は、互いに横方向や斜め方向に離間して配置されていてもよく、摺動治具が、受け側治具が位置する方向へ横方向や斜め方向に移動する構成を有していてもよい。

また、ステータ製造装置と、ステータ製造装置によって製造されるステータを含むモータの構成については、本願の各図に示された構成と相違していてもよい。また、上述の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、ステータ製造装置に利用できる。

１ モータ
９ 中心軸
２１ ステータ
６０ 分割コア
６１ コアバック
６２ ティース
９１ 第１回転軸
９２ 第２回転軸
１００ ステータ製造装置
１１０ 受け側治具
１１１ 支持台
１１２ 加圧部
１１３ 支持部材
１１５ 内側隙間
１１６ テーパ面
１１７ 蓋部
１１８ 第２ローラ
１２０ 摺動治具
１２１ 第１ローラ
１２２ 第１ローラ支持板部
１２３ 第１ローラ支持軸部
１２４ 凹部
１２５ 外側隙間
１２６ 矯正部
１２７ 押出し部
１２８ 位置決め部
１３０ 駆動機構
１４０ レーザ照射装置
２００ 板状部
２１１ ステータコア
２１２ インシュレータ
２１３ コイル

Claims (10)

1. 径方向内側へ向けて突出するティースを含む複数の分割コアが、中心軸を中心として環状に配置されたステータコアと、複数の前記ティースに巻かれた導線から構成されたコイルと、を有するステータを製造する、ステータ製造装置であって、
   前記複数の分割コアを径方向内側へ押圧可能な複数の加圧部を有する、受け側治具と、
   前記複数の加圧部の外周面に接触しつつ回動可能な複数の第１ローラを有する、摺動治具と、
   を有し、
   前記摺動治具が、前記中心軸に沿う一方側から、前記受け側治具が位置する他方側へ移動することによって、前記複数の第１ローラが、前記加圧部の外周面に接触しつつ回動するときに、前記複数の分割コアは、前記加圧部から径方向内側へ押圧される、ステータ製造装置。
2. 請求項１に記載のステータ製造装置であって、
   前記複数の加圧部の外周面は、前記他方側へ向かうにつれて径方向外側へ傾斜するテーパ面を有する、ステータ製造装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のステータ製造装置であって、
   前記受け側治具は、
   前記ステータコアよりも径方向内側から、前記ステータコアを径方向外側へ押圧可能な支持部材
   をさらに有する、ステータ製造装置。
4. 請求項３に記載のステータ製造装置であって、
   前記支持部材は、ばね機構を有する、ステータ製造装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のステータ製造装置であって、
   前記受け側治具は、
   周方向に隣接する前記複数の加圧部の間に、前記複数の加圧部よりも径方向内側の空間と前記複数の加圧部よりも径方向外側の空間とに繋がる内側隙間
   を有し、
   前記摺動治具は、
   周方向に隣接する前記複数の第１ローラの間に、前記複数の第１ローラよりも径方向内側の空間と前記複数の第１ローラよりも径方向外側の空間とに繋がる外側隙間
   を有し、
   前記ステータコアにおける周方向に隣接する前記分割コアの境界の周方向位置と、前記内側隙間の周方向位置と、前記外側隙間の周方向位置とが等しい、ステータ製造装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のステータ製造装置であって、
   前記摺動治具は、
   前記第１ローラよりも径方向内側へ突出し、屈曲して周方向に拡がる複数の矯正部
   をさらに有し、
   前記摺動治具が前記中心軸に沿って移動するときに、前記矯正部は、前記加圧部の一部に径方向内側から接触することができる、ステータ製造装置。
7. 請求項６に記載のステータ製造装置であって、
   前記複数の加圧部は、
   周方向に延びる回転軸を中心として回転可能な第２ローラ
   をさらに有し、
   前記摺動治具が前記中心軸に沿って移動するときに、前記複数の矯正部は、複数の前記第２ローラに径方向内側から接触することによって、前記複数の加圧部を径方向外側へ押し出すことができる、ステータ製造装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のステータ製造装置であって、
   前記摺動治具は、
   前記他方側へ延びる位置決め部
   をさらに有し、
   前記受け側治具は、
   前記複数の加圧部の少なくとも一部を前記一方側から覆う蓋部
   をさらに有し、
   前記蓋部は、
   前記一方側の面において前記他方側へ凹む凹部
   をさらに有し、
   前記位置決め部は前記凹部に嵌まる、ステータ製造装置。
9. 径方向内側へ向けて突出するティースを含む複数の分割コアが、中心軸を中心として環状に配置されたステータコアと、複数の前記ティースに巻かれた導線から構成されたコイルと、を有するステータを、前記複数の分割コアを径方向内側へ押圧可能な複数の加圧部を有する受け側治具を含むステータ製造装置を用いて製造する、ステータ製造方法であって、
   ａ）前記受け側治具の前記複数の加圧部の径方向内側に、前記複数の分割コアを配置する工程と、
   ｂ）前記複数の分割コアよりも径方向内側から、支持部材によって前記複数の分割コアを径方向外側へ押圧することにより、前記複数の分割コアを、前記加圧部と前記支持部材との径方向の間に挟みつつ仮固定する工程と、
   ｃ）前記複数の加圧部の外周面に接触可能な複数の第１ローラを有する摺動治具を、前記中心軸に沿う一方側から、前記受け側治具が位置する他方側へ移動させることによって、前記複数の第１ローラをそれぞれ、前記加圧部の外周面に接触しつつ回動させ、これにより、前記複数の加圧部を介して、前記複数の分割コアを径方向内側へ押圧する工程と、
   ｄ）周方向に隣接する前記複数の第１ローラの間に形成される外側隙間と、周方向に隣接する前記複数の加圧部の間に形成される内側隙間と、を介して、径方向外側から径方向内側へ向けてレーザを照射することによって、前記ステータコアにおける周方向に隣接する前記分割コアの境界を溶接して本固定する工程と、
   ｅ）前記摺動治具を前記一方側へ移動させて、前記受け側治具から離間させる工程と、
   ｆ）前記受け側治具から前記ステータを取り外す工程と、
   を有する、ステータ製造方法。
10. 請求項９に記載のステータ製造方法であって、
    前記工程ｄ）では、前記ステータコアにおける周方向に隣接する前記分割コアの境界の周方向位置と、前記内側隙間の周方向位置と、前記外側隙間の周方向位置とを合わせる、ステータ製造方法。

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