JP4278997B2 - ステータの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電電動機のステータに関し、特にステータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電電動機等に用いられる従来のステータは、例えば、円周方向に一体的に形成され内径側にスロットが形成された円環状のステータ本体に、スロットを通るように導電線を巻回することで製造されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１４１５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構造のステータは、例えば内径側にスロットが形成されたステータ本体に導電線を巻回するものであるため、内径側に巻線装置を配置しなければならず、巻線装置による導電線の巻回が困難であった。このため、ステータ本体を所定の基準円周上に所定の間隔をあけて配設されるティース鉄心と隣り合うティース鉄心間に設けられて隣り合うティース鉄心同士を連結させるコアバック鉄心とで構成し、ティース鉄心を所定の基準円周上に所定の間隔をあけて配設した状態で、外径側から巻回装置による導電線の巻回を行い、その後、隣り合うティース鉄心間にコアバック鉄心をステータ本体の径方向に挿入することを考えた。また、円周方向に隣り合う鉄心同士を、径方向に位置決めしつつ連結させるために、ステータ本体の円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部を設けることを考えた。
【０００５】
しかしながら、この場合、隣り合うティース鉄心間にコアバック鉄心を径方向から挿入する際に、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉して挿入が困難になってしまうという問題の発生が予想され、この点でさらなる改善の余地があった。
【０００６】
したがって、本発明は、ステータ本体をティース鉄心とコアバック鉄心とで構成した上で、これらを容易に連結させることができるステータの製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所定の基準円周（例えば実施の形態における基準円周Ｄ０）上に所定の間隔をあけて配設されるティース鉄心（例えば実施の形態におけるティース鉄心１６）と隣り合う前記ティース鉄心間に設けられて隣り合う前記ティース鉄心同士を連結させるコアバック鉄心（例えば実施の形態におけるコアバック鉄心１７）とを有するステータ本体（例えば実施の形態におけるステータ本体１２）と、隣り合う前記ティース鉄心間に形成されたスロット（例えば実施の形態におけるスロット３５）を通るように配設される巻線（例えば実施の形態における巻線３８）とを具備するステータの製造方法において、前記ティース鉄心を前記基準円周よりも大径の所定の大径円周（例えば実施の形態における大径円周Ｄ１）上に配設する拡張配設工程と、該拡張配設工程の後に実行され、前記巻線を構成する導電線を前記ティース鉄心に巻回する巻回工程と、該巻回工程の後に実行され、前記コアバック鉄心を前記ティース鉄心の間に前記ステータ本体における径方向外側から挿入し配設するコアバック鉄心配設工程と、該コアバック鉄心配設工程の後に実行され、前記ティース鉄心が前記基準円周上に配設されるように前記ティース鉄心および前記コアバック鉄心を前記ステータ本体における内径側に移動させる縮小配設工程とを有することを特徴としている。
【０００８】
これにより、拡張配設工程においてティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設して、巻回工程において巻線を構成する導電線をティース鉄心に巻回し、コアバック鉄心配設工程においてコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向外側から挿入して、縮小配設工程でティース鉄心が基準円周上に配設されるようにティース鉄心およびコアバック鉄心をステータ本体における内径側に移動させる。このように、ティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設しティース鉄心の間隔をあけた状態でコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向から挿入するため、円周方向に隣り合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉してコアバック鉄心のティース鉄心の間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。また、嵌合凹部および嵌合凸部は、ティース鉄心およびコアバック鉄心のステータ本体における内径側への移動で、径方向の位置が合った状態のまま近接して嵌合することになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記縮小配設工程の後に実行され、前記巻線の前記ステータ本体の端面から突出するコイルエンド（例えば実施の形態におけるコイルエンド４４）にレーシング部材（例えば実施の形態におけるレーシングテープ６１）を巻回させるコイルエンドレーシング工程と、該コイルエンドレーシング工程の後に実行され、前記コイルエンドを前記ステータ本体における外径側に倒すコイルエンドプレス工程とを有することを特徴としている。
【００１０】
これにより、コイルエンドレーシング工程においてステータ本体の端面から突出する巻線のコイルエンドにレーシング部材を巻回させた状態で、コイルエンドプレス工程においてコイルエンドをステータ本体における外径側に倒すため、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合に比して、レーシング作業時におけるコイルエンドとステータ本体との隙間を比較的大きくできてレーシング作業が容易となる。また、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合のようにプレス成形時にレーシング作業のための隙間をコイルエンドとステータ本体との間に残す必要がなく、その結果、コイルエンドの高さを低くすることができる。さらに、コイルエンドは断面周長が倒す前に比して増加することになるため、レーシング部材によるレーシング力を向上させることができ、その結果、コイルエンドプレス工程におけるプレス成形の圧力を高くできるため、コイルエンド占積率を高くできる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記縮小配設工程の後に実行され、前記ステータ本体の端面から突出する前記巻線のコイルエンドを押圧して、前記ステータ本体における軸線方向外側に位置するほど該ステータ本体における外径側に位置するように傾斜させる傾斜押圧工程と、該傾斜押圧工程の後に実行され、前記コイルエンドを前記ステータ本体における軸線方向外側から前記ステータ本体側に押圧するステータ本体側押圧工程と、を有することを特徴としている。
【００１２】
これにより、傾斜押圧工程において巻線のステータ本体の端面から突出するコイルエンドを押圧して、ステータ本体における軸線方向外側に位置するほど該ステータ本体における外径側に位置するように傾斜させてから、ステータ本体側押圧工程においてコイルエンドをステータ本体における軸線方向外側からステータ本体側に押圧するため、座屈等生じることなくコイルエンドを良好にステータ本体における外径側に倒すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態によるステータの製造方法を図面を参照して以下に説明する。なお、本実施形態により製造されるステータは電力により回転するとともに回転力により発電する発電電動機に用いられるものである。
【００１４】
ステータ１１は、図１に示すように、円環状をなすステータ本体１２を有している。このステータ本体１２は、円環状をなすヨーク１３の内径側に、円周方向に間隔をあけて複数のティース１４が配列された形状をなしている。ここで、これらティース１４は等ピッチでそれぞれステータ本体１２の中心方向に突出している。
【００１５】
ステータ本体１２は、図２にも示すように、ティース１４をそれぞれが有するとともに所定の基準円周Ｄ０上に所定の間隔をあけて配設される複数の同一形状のティース鉄心１６と、互いに連結されて円環状をなすとともにそれぞれが隣り合うティース鉄心１６間に一部挿入されることで隣り合うティース鉄心１６同士を連結させる複数の同一形状のコアバック鉄心１７とで形成されている。
【００１６】
ティース鉄心１６は、略長方形状をなすとともに、長手方向の一端側に幅方向両側つまりステータ本体１２における円周方向両側に突出する一対の係止突起２０が形成され、長手方向の他端側に長手方向つまりステータ本体１２における径方向に突出する嵌合凸部２１が形成され、さらに幅方向の一側の嵌合凸部２１側に幅方向つまりステータ本体１２における円周方向に凹む嵌合凹部２２が形成された形状の薄板を厚さ方向に複数枚積層させて一体化することにより形成されている。
【００１７】
係止突起２０は、嵌合凸部２１側の面が、外側ほどステータ本体１２の半径方向において嵌合凸部２１から離れるように傾斜しており、その結果、全体として先細形状をなしている。
【００１８】
嵌合凸部２１は、先端側が半円形状をなして突出しており、中間部が長方形状をなしている。また、嵌合凸部２１は、ステータ本体１２の円周方向において嵌合凹部２２とは反対側に若干ずれている。
嵌合凹部２２は、半円状をなして凹んでいる。
【００１９】
なお、ティース鉄心１６を構成する薄板は珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板からなっており、磁化容易方向がステータ本体１２の径方向になるように設定されている。
【００２０】
コアバック鉄心１７は、円周方向の長さが短い円弧状をなすもので円周方向一側の内径側に外径側に凹む嵌合凹部２４を有する切欠部２６が形成されることで、円周方向逆側の内径側に内径側に突出する突出部２９が形成されるとともに、円周方向一側の外径側に円周方向に凹む嵌合凹部２５が形成され、さらに円周方向逆側の内径側および外径側に円周方向に突出する嵌合凸部２７，２８がそれぞれ形成された形状の薄板を厚さ方向に複数枚積層させて一体化することにより形成されている。このコアバック鉄心１７は、ステータ本体１２の軸線方向における厚さがティース鉄心１６と同等に設定されている。
【００２１】
嵌合凹部２４は、底側が半円形状をなして凹んでおり、中間部が長方形状をなして凹んでいる。また、嵌合凹部２４は、切欠部２６において、ステータ本体１２の円周方向における嵌合凹部２５とは反対側に若干ずれている。
嵌合凹部２５は、半円状をなして凹んでおり、嵌合凸部２７，２８は半円状をなして突出している。
【００２２】
なお、コアバック鉄心１７を構成する薄板は珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板からなっており、磁化容易方向がステータ本体１２の円周方向になるように設定されている。
【００２３】
そして、上記したティース鉄心１６は、図３に示すように、それぞれの係止突起２０側が円筒形状のティース保持装置３０の外径側に当接させられた状態でそれぞれの係止突起２０において係止される。ここで、ティース保持装置３０は、ティース鉄心１６をステータ本体１２の完成品の配設円周である基準円周Ｄ０に対し所定量大径の大径円周Ｄ１上に配設する状態で保持するようになっている。
【００２４】
つまり、ティース保持装置３０は、ティース鉄心１６の係止突起２０側つまりステータ本体１２における内径側を当接させる円筒面を有する保持ベース３３と、相反する方向に突出する係止突起３１が形成され径方向に進退可能な保持体３２とを有しており、保持体３２は、ティース鉄心１６と同じ数のものが、円周方向に等ピッチで設けられている。
【００２５】
そして、ティース保持装置３０は、保持ベース３３にティース鉄心１６をその係止突起２０側において当接させた状態で、保持体３２の両係止突起３１で隣り合うティース鉄心１６の近接側の係止突起２０を外径側から係止することになり、その結果、隣り合う保持体３２同士で間のティース鉄心１６を保持する。
【００２６】
すべてのティース鉄心１６をティース保持装置３０の保持ベース３３に当接させた状態で、保持体３２によりすべてのティース鉄心１６を保持させる。つまり、すべてのティース鉄心１６を上記した所定の大径円周Ｄ１上に配設した状態にする（拡張配設工程）。このとき、すべてのティース鉄心１６は、大径円周Ｄ１上にこの大径円周Ｄ１を円周方向に等間隔で分割する位置に配置されることになり、その結果、すべてのティース鉄心１６は、ステータ本体１２の完成品の配設円周である基準円周Ｄ０上に配設された場合に比して隣り合うもの同士が間隔を大きくしている。なお、すべてのティース鉄心１６は、大径円周Ｄ１の半径方向に沿う姿勢とされ、全体として大径円周Ｄ１の中心点を中心に放射状に広がるように保持される。
【００２７】
このように拡張配設工程でティース保持装置３０にティース鉄心１６を放射状に保持させた状態で、図４に示すように、隣り合うティース鉄心１６の間に形成されたスロット３５のすべてに各スロット３５を覆うように絶縁紙３６を挿入する（絶縁紙挿入工程）。この絶縁紙３６は、中間部で屈曲された形状をなしており、中間部をティース保持装置３０側に配置した状態でスロット３５に挿入されることになり、挿入された状態でステータ本体１２の軸線方向両側に突出する。
【００２８】
次に、上記のように絶縁紙挿入工程で絶縁紙３６が配置された状態で、ティース鉄心１６の間のスロット３５を通すように巻線３８を構成する導電線を所定の軌跡でティース鉄心１６に巻回し、その結果、図５に示すように、スロット３５を通すように巻線３８を配設する（巻回工程）。このとき、巻線３８とティース鉄心１６との間には絶縁紙３６が介在してこれらを絶縁する。
【００２９】
なお、ティース保持装置３０の外径側にティース鉄心１６を放射状に保持しており、各スロット３５は外径側に抜ける形状をなしているため、巻回工程において導電線を巻回する巻回装置は、図示は略すが、円環状に並べられて保持されたティース鉄心１６の半径方向外側に配置されて、この方向から導電線を巻回することができる。
【００３０】
そして、巻線３８によって全体として円環状をなすように保持されたすべてのティース鉄心１６をティース保持装置３０から取り外し、図６に示すように、各コアバック鉄心１７を、隣り合うティース鉄心１６の間にステータ本体１２における径方向外側から挿入しつつ、それぞれティース鉄心１６の外径側に一対一で嵌合させる（コアバック鉄心配設工程）。つまり、コアバック鉄心１７の内径側の突出部２９を隣り合うティース鉄心１６同士の間に挿入させ、コアバック鉄心１７の切欠部２６の嵌合凹部２４にティース鉄心１６の径方向外側に突出する嵌合凸部２１を嵌合させながらコアバック鉄心１７の切欠部２６にティース鉄心１６の嵌合凸部２１側の一部を嵌合させる。これにより、ステータ本体１２における径方向においては、嵌合するコアバック鉄心１７とティース鉄心１６とが互いに完成時の位置関係となる。
【００３１】
このとき、各コアバック鉄心１７は、円周方向外側に突出する嵌合凸部２７，２８を、この嵌合凸部２７，２８の突出側に配置されたコアバック鉄心１７に干渉させることなく、ティース鉄心１６に嵌合可能となっている。つまり、ティース鉄心１６を上記した所定の大径円周Ｄ１上に配設した状態においては、隣り合うティース鉄心１６同士が、ステータ本体１２の完成品の配設円周である基準円周Ｄ０上に配設した場合に比して間隔が大きく配設されており、この間隔によって、コアバック鉄心１７は、嵌合凸部２７，２８をすでにティース鉄心１６に取り付けられた隣り合うコアバック鉄心１７に干渉させることなく、隣り合うティース鉄心１６間に入り込むことができるようになっている。
【００３２】
そして、コアバック鉄心配設工程において、すべてのコアバック鉄心１７を一対一で対応するティース鉄心１６の外径側に嵌合させた状態では、すべてのコアバック鉄心１７が、嵌合凸部２８および嵌合凹部２５を大径円周Ｄ１の中心点を中心とする同一円周上に配置することになり、すべてのコアバック鉄心１７およびティース鉄心１６は、この円周と同心の同一円周上に嵌合凸部２７および嵌合凹部２２を配置することになる。
【００３３】
なお、ティース鉄心１６の外径側に嵌合する際にステータ本体１２における外径側から内径側に移動するコアバック鉄心１７は、その突出部２９で絶縁紙３６の巻線３８よりも外側部分を巻線３８側に折り畳むことになり、これにより絶縁紙３６はコアバック鉄心１７と巻線３８との間をも絶縁する。
【００３４】
次に、上記のようにして大径円周Ｄ１上にティース鉄心１６が配置され、すべてのティース鉄心１６にコアバック鉄心１７が嵌合された状態のステータ本体１２を、図７に示す押圧装置５０に配置する。この押圧装置５０は、ステータ本体１２を外径側から全周にわたり囲む図示せぬ押圧ベースと、この押圧ベースの内側からステータ本体１２の径方向に沿って進退する複数の押圧部５２とを有しており、押圧部５２はすべてのコアバック鉄心１７に一対一で設けられて対応するコアバック鉄心１７を径方向内側に押圧する。ここで、押圧装置５０はすべての押圧部５２を同時に同速度で中心側に所定距離前進させることになり、これにより、すべてのティース鉄心１６およびコアバック鉄心１７が径方向内側に同時に同速度で移動する（縮小配設工程）。なお、押圧装置５０はすべてのティース鉄心１６をステータ本体１２の完成品における配設円周である基準円周Ｄ０上に配設するように前進する。このとき、同一円周上に配置されていた嵌合凸部２８および嵌合凹部２５は、同一円周上に配置された状態が維持されながら徐々に近接し、その結果、嵌合凸部２８が嵌合凹部２５に円滑に嵌合する。また、同一円周上に配置されていた嵌合凸部２７および嵌合凹部２２も、同一円周上に配置された状態が維持されながら徐々に近接し、その結果、嵌合凸部２７が円滑に嵌合凹部２２に嵌合する。
【００３５】
以上の結果、各コアバック鉄心１７には、嵌合凹部２４に嵌合凸部２１を嵌合させた状態でティース鉄心１６が取り付けられることになり、また、コアバック鉄心１７は、その外径側の嵌合凸部２８を隣り合うコアバック鉄心１７の外径側の嵌合凹部２５に嵌合させるとともに、その外径側の嵌合凹部２５に逆側に隣り合うコアバック鉄心１７の外径側の嵌合凸部２８を嵌合させる。さらに、コアバック鉄心１７は、その内径側の嵌合凸部２７を、隣り合うコアバック鉄心１７に取り付けられたティース鉄心１６の嵌合凹部２２に嵌合させる。
【００３６】
このようにして、コアバック鉄心１７は、図１に示すように、隣り合うティース鉄心１６同士を連結させるとともに、円周方向に多数が連結されることで円環状をなすことになる。これにより、ステータ本体１２は、全体として円環状をなすとともに内径側に円周方向に間隔をあけて複数のティース１４が配列された形状をなすことになり、また、隣り合うティース１４間に形成されたスロット３５を通るように巻線３８が配設されることになる。
【００３７】
次に、上記のようにして円環状とされたステータ本体１２の外径側に、図１に示すようにその形状を保持するための保持リング４０を圧入する（保持リング圧入工程）。
【００３８】
次に、図８に示すように、巻線３８のステータ本体１２の端面４２から突出するコイルエンド４４に絶縁材料からなるレーシングテープ（レーシング部材）６１を巻回してコイルエンド４４を束ねる（コイルエンドレーシング工程）。例えば、ステータ本体１２の径方向における外側からコイルエンド４４のステータ本体１２に対し反対側を通り、ステータ本体１２の径方向におけるコイルエンド４４の内側でステータ本体１２側に至り、ステータ本体１２の径方向における内側からコイルエンド４４のステータ本体１２側をくぐり、ステータ本体１２の径方向におけるコイルエンド４４の外側でステータ本体１２に対し反対側に至り、再びステータ本体１２の径方向における外側からコイルエンド４４のステータ本体１２に対し反対側を通るという軌跡でレーシングテープ６１をコイルエンド４４に巻回する。ここで、上記した巻回工程において、巻線３８は、図９に示すように、そのコイルエンド４４がステータ本体１２との間にレーシングテープ６１（図９では図示略）を挿通させるためのレーシング針部材６４を通すのに十分な隙間を形成するように余裕をもって巻回されている。このレーシング針部材６４は、ステータ本体１２の径方向における内側からレーシングテープ６１をコイルエンド４４のステータ本体１２側にくぐらせる場合に、コイルエンド４４とステータ本体１２との隙間を通ってステータ本体１２の径方向における内側に至り、レーシングテープ６１を係止して外側に引っ張り出す。なお、レーシングは、スパイラルレーシングおよび亀甲縛りのいずれでも良い。
【００３９】
次いで、図１０に示すように、このレーシングテープ６１の余長部分または別途のレーシングテープ６１をステータ本体１２の端面４２に全周にわたって周回するように敷設して絶縁部６２とする（端面絶縁工程）。つまり、端面４２の巻線３８よりも外径側で円環状をなす部分にレーシングテープ６１を敷設する。ここで、レーシングテープ６１に接着樹脂を含浸させておいても良い。なお、レーシングテープ６１ではなく、絶縁材料からなる円環部材を端面４２に配設しても良い。
【００４０】
なお、上記した保持リング圧入工程を、コイルエンドレーシング工程および端面絶縁工程の前に行わずにコイルエンドレーシング工程の後あるいは端面絶縁工程の後に行っても構わない。
【００４１】
次に、巻線３８の端面４２から突出するコイルエンド４４をプレス成形でステータ本体１２における外径側に倒す（コイルエンドプレス工程）。ここでは、コイルエンド４４を押圧して、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜させてから（傾斜押圧工程）、コイルエンド４４をステータ本体１２における軸線方向外側からステータ本体１２の端面４２側に押圧する（ステータ本体側押圧工程）。
【００４２】
つまり、図１１に示すように、ステータ本体１２の内側に挿入されてコイルエンド４４をステータ本体１２における内径側から押圧する傾斜押圧部７０と、ステータ本体１２の軸方向両側からコイルエンド４４を押圧する軸方向押圧部７１とを有するプレス装置７２を用いる。
【００４３】
傾斜押圧部７０は、所定円周上に等間隔で配置される複数の拡張治具７４と、これら拡張治具７４のステータ本体１２の軸線方向における両端側かつステータ本体１２の径方向における内側にそれぞれ形成されたテーパ面７５にテーパ面７７において当接し、互いに近接することでこれら拡張治具７４をステータ本体１２の径方向外側に移動させる一対の駆動治具７６とを有している。
【００４４】
各拡張治具７４は、ステータ本体１２の軸線方向における中間部分に軸線側に凹む凹部７８が形成されており、各凹部７８は、ステータ本体１２の軸線方向における両側が、ステータ本体１２の軸線方向における外側ほどステータ本体１２の径方向における外側に位置するように傾斜する一対の押圧テーパ面７９とされている。
【００４５】
傾斜押圧部７０は、図１１に示すようにステータ本体１２の内側に挿入された状態で、図１２に示すように一対の駆動治具７６を互いに近接する方向に移動させると、各拡張治具７４はステータ本体１２の中心軸線を中心にステータ本体１２の径方向における外径側に移動し、ステータ本体１２の軸方向における両側から突出するコイルエンド４４をそれぞれの一対の押圧テーパ面７９でステータ本体１２の内径側から半径方向外側に押圧する（傾斜押圧工程）。その結果、両側のコイルエンド４４は、押圧テーパ面７９に沿って、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜することになる。
【００４６】
軸方向押圧部７１は、一対の円環状の押圧治具８１を有しており、これら押圧治具８１は、図１３に示すように、コイルエンド４４を押圧した状態の傾斜押圧部７０を内側に挿通させるようにして、互いに近接する方向に軸線方向に沿って移動し、その結果、これら押圧治具８１が、ステータ本体１２の軸方向両側から両側のコイルエンド４４をステータ本体１２に向け押圧する（ステータ本体側押圧工程）。すると、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜する両側のコイルエンド４４は、それぞれ、ステータ本体１２側に良好に倒れることになり、ステータ本体１２の端面４２とで上記した絶縁部６２を挟持する。このように軸線方向両側のコイルエンド４４を倒すことで、ステータ１１を軸方向方向に小型化している。
【００４７】
そして、プレス装置７２から取り出された図１４に示すステータ１２に、最後にワニス処理または自己融着処理を行う。なお、ワニス処理や自己融着処理はステータ１２をプレス装置７２に装着したまま処理しても良い。
【００４８】
以上に述べたステータの製造方法によれば、拡張配設工程においてティース鉄心１６を基準円周Ｄ０よりも大径の大径円周Ｄ１上に配設して、巻回工程において巻線３８を構成する導電線をティース鉄心１６に巻回し、コアバック鉄心配設工程においてコアバック鉄心１７をティース鉄心１６の間にステータ本体１２における径方向外側から挿入して、縮小配設工程でティース鉄心１６が基準円周Ｄ０上に配設されるようにティース鉄心１６およびコアバック鉄心１７をステータ本体１２における内径側に移動させる。このように、ティース鉄心１６を基準円周Ｄ０よりも大径の大径円周Ｄ１上に配設しティース鉄心１６の間隔をあけた状態でコアバック鉄心１７をティース鉄心１６の間にステータ本体１２における径方向から挿入するため、円周方向に隣り合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部２２，２５および嵌合凸部２７，２８が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部２７，２８が干渉してコアバック鉄心１７のティース鉄心１６の間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。また、嵌合凹部２２，２５および嵌合凸部２７，２８は、ティース鉄心１６およびコアバック鉄心１７のステータ本体１２における内径側への移動で、径方向の位置が合った状態のまま近接して嵌合することになる。したがって、ステータ本体１２をティース鉄心１６とコアバック鉄心１７とで構成した上で、これらを容易に連結させることができる。
【００４９】
また、コイルエンドレーシング工程において巻線３８のステータ本体１２の端面４２から突出するコイルエンド４４にレーシングテープ６１を巻回させた状態で、コイルエンドプレス工程においてコイルエンド４４をステータ本体１２における外径側に倒すため、プレス後にコイルエンド４４にレーシングテープ６１を巻回させる場合に比して、レーシング作業時におけるコイルエンド４４とステータ本体１２との間の隙間を比較的大きくできてレーシング作業が容易となる。また、プレス後にコイルエンド４４にレーシングテープ６１を巻回させる場合のようにプレス成形後にレーシング作業のための隙間をコイルエンド４４とステータ本体１２との間に残す必要がないため、コイルエンド４４の高さを低くすることができる。さらに、コイルエンド４４は断面周長が倒す前に比して増加することになるため、レーシングテープ６１によるレーシング力を向上させることができ、その結果、コイルエンドプレス工程におけるプレス成形の圧力を高くできるため、コイルエンド占積率を高くできる。
【００５０】
しかも、傾斜押圧工程において巻線３８のステータ本体１２の端面４２から突出するコイルエンド４４を押圧して、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜させてから、ステータ本体側押圧工程においてコイルエンド４４をステータ本体１２における軸線方向外側からステータ本体１２側に押圧するため、座屈等生じることなくコイルエンド４４を良好にステータ本体１２における外径側に倒すことができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、拡張配設工程においてティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設して、巻回工程において巻線を構成する導電線をティース鉄心に巻回し、コアバック鉄心配設工程においてコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向外側から挿入して、縮小配設工程でティース鉄心が基準円周上に配設されるようにティース鉄心およびコアバック鉄心をステータ本体における内径側に移動させる。このように、ティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設しティース鉄心の間隔をあけた状態でコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向から挿入するため、円周方向に隣り合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉してコアバック鉄心のティース鉄心の間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。また、嵌合凹部および嵌合凸部は、ティース鉄心およびコアバック鉄心のステータ本体における内径側への移動で、径方向の位置が合った状態のまま近接して嵌合することになる。したがって、ステータ本体をティース鉄心とコアバック鉄心とで構成した上で、これらを容易に連結させることができる。
【００５２】
請求項２に係る発明によれば、コイルエンドレーシング工程において巻線のステータ本体の端面から突出するコイルエンドにレーシング部材を巻回させた状態で、コイルエンドプレス工程においてコイルエンドをステータ本体における外径側に倒すため、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合に比して、レーシング作業時におけるコイルエンドとステータ本体との隙間を比較的大きくできてレーシング作業が容易となる。また、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合のようにプレス成形時にレーシング作業のための隙間をコイルエンドとステータ本体との間に残す必要がなく、その結果、コイルエンドの高さを低くすることができる。さらに、コイルエンドは断面周長が倒す前に比して増加することになるため、レーシング部材によるレーシング力を向上させることができ、その結果、コイルエンドプレス工程におけるプレス成形の圧力を高くできるため、コイルエンド占積率を高くできる。
【００５３】
請求項３に係る発明によれば、傾斜押圧工程において巻線のステータ本体の端面から突出するコイルエンドを押圧して、ステータ本体における軸線方向外側に位置するほど該ステータ本体における外径側に位置するように傾斜させてから、ステータ本体側押圧工程においてコイルエンドをステータ本体における軸線方向外側からステータ本体側に押圧するため、座屈等生じることなくコイルエンドを良好にステータ本体における外径側に倒すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法で製造されるステータを示す平面図であって、保持リング圧入工程後の状態を示すものである。
【図２】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法で製造されるステータを示す部分拡大平面図である。
【図３】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、拡張配設工程後の状態を示すものである。
【図４】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、絶縁紙挿入工程後の状態を示すものである。
【図５】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、巻回工程後の状態を示すものである。
【図６】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、コアバック鉄心配設工程後の状態を示すものである。
【図７】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、縮小配設工程後の状態を示すものである。
【図８】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す斜視図であって、コイルエンドレーシング工程後の状態を示すものである。
【図９】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大斜視図であって、コイルエンドレーシング工程時の状態を示すものである。
【図１０】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す斜視図であって、端面絶縁工程後の状態を示すものである。
【図１１】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す軸方向断面図であって、傾斜押圧工程前の状態を示すものである。
【図１２】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す軸方向断面図であって、傾斜押圧工程後の状態を示すものである。
【図１３】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す軸方向断面図であって、ステータ本体側押圧工程後の状態を示すものである。
【図１４】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法で製造されたステータを示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１２ ステータ本体
１６ ティース鉄心
１７ コアバック鉄心
３５ スロット
３８ 巻線
４４ コイルエンド
６１ レーシングテープ（レーシング部材）
Ｄ０ 基準円周
Ｄ１ 大径円周
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電電動機のステータに関し、特にステータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電電動機等に用いられる従来のステータは、例えば、円周方向に一体的に形成され内径側にスロットが形成された円環状のステータ本体に、スロットを通るように導電線を巻回することで製造されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１４１５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構造のステータは、例えば内径側にスロットが形成されたステータ本体に導電線を巻回するものであるため、内径側に巻線装置を配置しなければならず、巻線装置による導電線の巻回が困難であった。このため、ステータ本体を所定の基準円周上に所定の間隔をあけて配設されるティース鉄心と隣り合うティース鉄心間に設けられて隣り合うティース鉄心同士を連結させるコアバック鉄心とで構成し、ティース鉄心を所定の基準円周上に所定の間隔をあけて配設した状態で、外径側から巻回装置による導電線の巻回を行い、その後、隣り合うティース鉄心間にコアバック鉄心をステータ本体の径方向に挿入することを考えた。また、円周方向に隣り合う鉄心同士を、径方向に位置決めしつつ連結させるために、ステータ本体の円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部を設けることを考えた。
【０００５】
しかしながら、この場合、隣り合うティース鉄心間にコアバック鉄心を径方向から挿入する際に、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉して挿入が困難になってしまうという問題の発生が予想され、この点でさらなる改善の余地があった。
【０００６】
したがって、本発明は、ステータ本体をティース鉄心とコアバック鉄心とで構成した上で、これらを容易に連結させることができるステータの製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所定の基準円周（例えば実施の形態における基準円周Ｄ０）上に所定の間隔をあけて配設されるティース鉄心（例えば実施の形態におけるティース鉄心１６）と隣り合う前記ティース鉄心間に設けられて隣り合う前記ティース鉄心同士を連結させるコアバック鉄心（例えば実施の形態におけるコアバック鉄心１７）とを有するステータ本体（例えば実施の形態におけるステータ本体１２）と、隣り合う前記ティース鉄心間に形成されたスロット（例えば実施の形態におけるスロット３５）を通るように配設される巻線（例えば実施の形態における巻線３８）とを具備するステータの製造方法において、前記ティース鉄心を前記基準円周よりも大径の所定の大径円周（例えば実施の形態における大径円周Ｄ１）上に配設する拡張配設工程と、該拡張配設工程の後に実行され、前記巻線を構成する導電線を前記ティース鉄心に巻回する巻回工程と、該巻回工程の後に実行され、前記コアバック鉄心を前記ティース鉄心の間に前記ステータ本体における径方向外側から挿入し配設するコアバック鉄心配設工程と、該コアバック鉄心配設工程の後に実行され、前記ティース鉄心が前記基準円周上に配設されるように前記ティース鉄心および前記コアバック鉄心を前記ステータ本体における内径側に移動させる縮小配設工程とを有することを特徴としている。
【０００８】
これにより、拡張配設工程においてティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設して、巻回工程において巻線を構成する導電線をティース鉄心に巻回し、コアバック鉄心配設工程においてコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向外側から挿入して、縮小配設工程でティース鉄心が基準円周上に配設されるようにティース鉄心およびコアバック鉄心をステータ本体における内径側に移動させる。このように、ティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設しティース鉄心の間隔をあけた状態でコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向から挿入するため、円周方向に隣り合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉してコアバック鉄心のティース鉄心の間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。また、嵌合凹部および嵌合凸部は、ティース鉄心およびコアバック鉄心のステータ本体における内径側への移動で、径方向の位置が合った状態のまま近接して嵌合することになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記縮小配設工程の後に実行され、前記巻線の前記ステータ本体の端面から突出するコイルエンド（例えば実施の形態におけるコイルエンド４４）にレーシング部材（例えば実施の形態におけるレーシングテープ６１）を巻回させるコイルエンドレーシング工程と、該コイルエンドレーシング工程の後に実行され、前記コイルエンドを前記ステータ本体における外径側に倒すコイルエンドプレス工程とを有することを特徴としている。
【００１０】
これにより、コイルエンドレーシング工程においてステータ本体の端面から突出する巻線のコイルエンドにレーシング部材を巻回させた状態で、コイルエンドプレス工程においてコイルエンドをステータ本体における外径側に倒すため、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合に比して、レーシング作業時におけるコイルエンドとステータ本体との隙間を比較的大きくできてレーシング作業が容易となる。また、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合のようにプレス成形時にレーシング作業のための隙間をコイルエンドとステータ本体との間に残す必要がなく、その結果、コイルエンドの高さを低くすることができる。さらに、コイルエンドは断面周長が倒す前に比して増加することになるため、レーシング部材によるレーシング力を向上させることができ、その結果、コイルエンドプレス工程におけるプレス成形の圧力を高くできるため、コイルエンド占積率を高くできる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記縮小配設工程の後に実行され、前記ステータ本体の端面から突出する前記巻線のコイルエンドを押圧して、前記ステータ本体における軸線方向外側に位置するほど該ステータ本体における外径側に位置するように傾斜させる傾斜押圧工程と、該傾斜押圧工程の後に実行され、前記コイルエンドを前記ステータ本体における軸線方向外側から前記ステータ本体側に押圧するステータ本体側押圧工程と、を有することを特徴としている。
【００１２】
これにより、傾斜押圧工程において巻線のステータ本体の端面から突出するコイルエンドを押圧して、ステータ本体における軸線方向外側に位置するほど該ステータ本体における外径側に位置するように傾斜させてから、ステータ本体側押圧工程においてコイルエンドをステータ本体における軸線方向外側からステータ本体側に押圧するため、座屈等生じることなくコイルエンドを良好にステータ本体における外径側に倒すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態によるステータの製造方法を図面を参照して以下に説明する。なお、本実施形態により製造されるステータは電力により回転するとともに回転力により発電する発電電動機に用いられるものである。
【００１４】
ステータ１１は、図１に示すように、円環状をなすステータ本体１２を有している。このステータ本体１２は、円環状をなすヨーク１３の内径側に、円周方向に間隔をあけて複数のティース１４が配列された形状をなしている。ここで、これらティース１４は等ピッチでそれぞれステータ本体１２の中心方向に突出している。
【００１５】
ステータ本体１２は、図２にも示すように、ティース１４をそれぞれが有するとともに所定の基準円周Ｄ０上に所定の間隔をあけて配設される複数の同一形状のティース鉄心１６と、互いに連結されて円環状をなすとともにそれぞれが隣り合うティース鉄心１６間に一部挿入されることで隣り合うティース鉄心１６同士を連結させる複数の同一形状のコアバック鉄心１７とで形成されている。
【００１６】
ティース鉄心１６は、略長方形状をなすとともに、長手方向の一端側に幅方向両側つまりステータ本体１２における円周方向両側に突出する一対の係止突起２０が形成され、長手方向の他端側に長手方向つまりステータ本体１２における径方向に突出する嵌合凸部２１が形成され、さらに幅方向の一側の嵌合凸部２１側に幅方向つまりステータ本体１２における円周方向に凹む嵌合凹部２２が形成された形状の薄板を厚さ方向に複数枚積層させて一体化することにより形成されている。
【００１７】
係止突起２０は、嵌合凸部２１側の面が、外側ほどステータ本体１２の半径方向において嵌合凸部２１から離れるように傾斜しており、その結果、全体として先細形状をなしている。
【００１８】
嵌合凸部２１は、先端側が半円形状をなして突出しており、中間部が長方形状をなしている。また、嵌合凸部２１は、ステータ本体１２の円周方向において嵌合凹部２２とは反対側に若干ずれている。
嵌合凹部２２は、半円状をなして凹んでいる。
【００１９】
なお、ティース鉄心１６を構成する薄板は珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板からなっており、磁化容易方向がステータ本体１２の径方向になるように設定されている。
【００２０】
コアバック鉄心１７は、円周方向の長さが短い円弧状をなすもので円周方向一側の内径側に外径側に凹む嵌合凹部２４を有する切欠部２６が形成されることで、円周方向逆側の内径側に内径側に突出する突出部２９が形成されるとともに、円周方向一側の外径側に円周方向に凹む嵌合凹部２５が形成され、さらに円周方向逆側の内径側および外径側に円周方向に突出する嵌合凸部２７，２８がそれぞれ形成された形状の薄板を厚さ方向に複数枚積層させて一体化することにより形成されている。このコアバック鉄心１７は、ステータ本体１２の軸線方向における厚さがティース鉄心１６と同等に設定されている。
【００２１】
嵌合凹部２４は、底側が半円形状をなして凹んでおり、中間部が長方形状をなして凹んでいる。また、嵌合凹部２４は、切欠部２６において、ステータ本体１２の円周方向における嵌合凹部２５とは反対側に若干ずれている。
嵌合凹部２５は、半円状をなして凹んでおり、嵌合凸部２７，２８は半円状をなして突出している。
【００２２】
なお、コアバック鉄心１７を構成する薄板は珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板からなっており、磁化容易方向がステータ本体１２の円周方向になるように設定されている。
【００２３】
そして、上記したティース鉄心１６は、図３に示すように、それぞれの係止突起２０側が円筒形状のティース保持装置３０の外径側に当接させられた状態でそれぞれの係止突起２０において係止される。ここで、ティース保持装置３０は、ティース鉄心１６をステータ本体１２の完成品の配設円周である基準円周Ｄ０に対し所定量大径の大径円周Ｄ１上に配設する状態で保持するようになっている。
【００２４】
つまり、ティース保持装置３０は、ティース鉄心１６の係止突起２０側つまりステータ本体１２における内径側を当接させる円筒面を有する保持ベース３３と、相反する方向に突出する係止突起３１が形成され径方向に進退可能な保持体３２とを有しており、保持体３２は、ティース鉄心１６と同じ数のものが、円周方向に等ピッチで設けられている。
【００２５】
そして、ティース保持装置３０は、保持ベース３３にティース鉄心１６をその係止突起２０側において当接させた状態で、保持体３２の両係止突起３１で隣り合うティース鉄心１６の近接側の係止突起２０を外径側から係止することになり、その結果、隣り合う保持体３２同士で間のティース鉄心１６を保持する。
【００２６】
すべてのティース鉄心１６をティース保持装置３０の保持ベース３３に当接させた状態で、保持体３２によりすべてのティース鉄心１６を保持させる。つまり、すべてのティース鉄心１６を上記した所定の大径円周Ｄ１上に配設した状態にする（拡張配設工程）。このとき、すべてのティース鉄心１６は、大径円周Ｄ１上にこの大径円周Ｄ１を円周方向に等間隔で分割する位置に配置されることになり、その結果、すべてのティース鉄心１６は、ステータ本体１２の完成品の配設円周である基準円周Ｄ０上に配設された場合に比して隣り合うもの同士が間隔を大きくしている。なお、すべてのティース鉄心１６は、大径円周Ｄ１の半径方向に沿う姿勢とされ、全体として大径円周Ｄ１の中心点を中心に放射状に広がるように保持される。
【００２７】
このように拡張配設工程でティース保持装置３０にティース鉄心１６を放射状に保持させた状態で、図４に示すように、隣り合うティース鉄心１６の間に形成されたスロット３５のすべてに各スロット３５を覆うように絶縁紙３６を挿入する（絶縁紙挿入工程）。この絶縁紙３６は、中間部で屈曲された形状をなしており、中間部をティース保持装置３０側に配置した状態でスロット３５に挿入されることになり、挿入された状態でステータ本体１２の軸線方向両側に突出する。
【００２８】
次に、上記のように絶縁紙挿入工程で絶縁紙３６が配置された状態で、ティース鉄心１６の間のスロット３５を通すように巻線３８を構成する導電線を所定の軌跡でティース鉄心１６に巻回し、その結果、図５に示すように、スロット３５を通すように巻線３８を配設する（巻回工程）。このとき、巻線３８とティース鉄心１６との間には絶縁紙３６が介在してこれらを絶縁する。
【００２９】
なお、ティース保持装置３０の外径側にティース鉄心１６を放射状に保持しており、各スロット３５は外径側に抜ける形状をなしているため、巻回工程において導電線を巻回する巻回装置は、図示は略すが、円環状に並べられて保持されたティース鉄心１６の半径方向外側に配置されて、この方向から導電線を巻回することができる。
【００３０】
そして、巻線３８によって全体として円環状をなすように保持されたすべてのティース鉄心１６をティース保持装置３０から取り外し、図６に示すように、各コアバック鉄心１７を、隣り合うティース鉄心１６の間にステータ本体１２における径方向外側から挿入しつつ、それぞれティース鉄心１６の外径側に一対一で嵌合させる（コアバック鉄心配設工程）。つまり、コアバック鉄心１７の内径側の突出部２９を隣り合うティース鉄心１６同士の間に挿入させ、コアバック鉄心１７の切欠部２６の嵌合凹部２４にティース鉄心１６の径方向外側に突出する嵌合凸部２１を嵌合させながらコアバック鉄心１７の切欠部２６にティース鉄心１６の嵌合凸部２１側の一部を嵌合させる。これにより、ステータ本体１２における径方向においては、嵌合するコアバック鉄心１７とティース鉄心１６とが互いに完成時の位置関係となる。
【００３１】
このとき、各コアバック鉄心１７は、円周方向外側に突出する嵌合凸部２７，２８を、この嵌合凸部２７，２８の突出側に配置されたコアバック鉄心１７に干渉させることなく、ティース鉄心１６に嵌合可能となっている。つまり、ティース鉄心１６を上記した所定の大径円周Ｄ１上に配設した状態においては、隣り合うティース鉄心１６同士が、ステータ本体１２の完成品の配設円周である基準円周Ｄ０上に配設した場合に比して間隔が大きく配設されており、この間隔によって、コアバック鉄心１７は、嵌合凸部２７，２８をすでにティース鉄心１６に取り付けられた隣り合うコアバック鉄心１７に干渉させることなく、隣り合うティース鉄心１６間に入り込むことができるようになっている。
【００３２】
そして、コアバック鉄心配設工程において、すべてのコアバック鉄心１７を一対一で対応するティース鉄心１６の外径側に嵌合させた状態では、すべてのコアバック鉄心１７が、嵌合凸部２８および嵌合凹部２５を大径円周Ｄ１の中心点を中心とする同一円周上に配置することになり、すべてのコアバック鉄心１７およびティース鉄心１６は、この円周と同心の同一円周上に嵌合凸部２７および嵌合凹部２２を配置することになる。
【００３３】
なお、ティース鉄心１６の外径側に嵌合する際にステータ本体１２における外径側から内径側に移動するコアバック鉄心１７は、その突出部２９で絶縁紙３６の巻線３８よりも外側部分を巻線３８側に折り畳むことになり、これにより絶縁紙３６はコアバック鉄心１７と巻線３８との間をも絶縁する。
【００３４】
次に、上記のようにして大径円周Ｄ１上にティース鉄心１６が配置され、すべてのティース鉄心１６にコアバック鉄心１７が嵌合された状態のステータ本体１２を、図７に示す押圧装置５０に配置する。この押圧装置５０は、ステータ本体１２を外径側から全周にわたり囲む図示せぬ押圧ベースと、この押圧ベースの内側からステータ本体１２の径方向に沿って進退する複数の押圧部５２とを有しており、押圧部５２はすべてのコアバック鉄心１７に一対一で設けられて対応するコアバック鉄心１７を径方向内側に押圧する。ここで、押圧装置５０はすべての押圧部５２を同時に同速度で中心側に所定距離前進させることになり、これにより、すべてのティース鉄心１６およびコアバック鉄心１７が径方向内側に同時に同速度で移動する（縮小配設工程）。なお、押圧装置５０はすべてのティース鉄心１６をステータ本体１２の完成品における配設円周である基準円周Ｄ０上に配設するように前進する。このとき、同一円周上に配置されていた嵌合凸部２８および嵌合凹部２５は、同一円周上に配置された状態が維持されながら徐々に近接し、その結果、嵌合凸部２８が嵌合凹部２５に円滑に嵌合する。また、同一円周上に配置されていた嵌合凸部２７および嵌合凹部２２も、同一円周上に配置された状態が維持されながら徐々に近接し、その結果、嵌合凸部２７が円滑に嵌合凹部２２に嵌合する。
【００３５】
以上の結果、各コアバック鉄心１７には、嵌合凹部２４に嵌合凸部２１を嵌合させた状態でティース鉄心１６が取り付けられることになり、また、コアバック鉄心１７は、その外径側の嵌合凸部２８を隣り合うコアバック鉄心１７の外径側の嵌合凹部２５に嵌合させるとともに、その外径側の嵌合凹部２５に逆側に隣り合うコアバック鉄心１７の外径側の嵌合凸部２８を嵌合させる。さらに、コアバック鉄心１７は、その内径側の嵌合凸部２７を、隣り合うコアバック鉄心１７に取り付けられたティース鉄心１６の嵌合凹部２２に嵌合させる。
【００３６】
このようにして、コアバック鉄心１７は、図１に示すように、隣り合うティース鉄心１６同士を連結させるとともに、円周方向に多数が連結されることで円環状をなすことになる。これにより、ステータ本体１２は、全体として円環状をなすとともに内径側に円周方向に間隔をあけて複数のティース１４が配列された形状をなすことになり、また、隣り合うティース１４間に形成されたスロット３５を通るように巻線３８が配設されることになる。
【００３７】
次に、上記のようにして円環状とされたステータ本体１２の外径側に、図１に示すようにその形状を保持するための保持リング４０を圧入する（保持リング圧入工程）。
【００３８】
次に、図８に示すように、巻線３８のステータ本体１２の端面４２から突出するコイルエンド４４に絶縁材料からなるレーシングテープ（レーシング部材）６１を巻回してコイルエンド４４を束ねる（コイルエンドレーシング工程）。例えば、ステータ本体１２の径方向における外側からコイルエンド４４のステータ本体１２に対し反対側を通り、ステータ本体１２の径方向におけるコイルエンド４４の内側でステータ本体１２側に至り、ステータ本体１２の径方向における内側からコイルエンド４４のステータ本体１２側をくぐり、ステータ本体１２の径方向におけるコイルエンド４４の外側でステータ本体１２に対し反対側に至り、再びステータ本体１２の径方向における外側からコイルエンド４４のステータ本体１２に対し反対側を通るという軌跡でレーシングテープ６１をコイルエンド４４に巻回する。ここで、上記した巻回工程において、巻線３８は、図９に示すように、そのコイルエンド４４がステータ本体１２との間にレーシングテープ６１（図９では図示略）を挿通させるためのレーシング針部材６４を通すのに十分な隙間を形成するように余裕をもって巻回されている。このレーシング針部材６４は、ステータ本体１２の径方向における内側からレーシングテープ６１をコイルエンド４４のステータ本体１２側にくぐらせる場合に、コイルエンド４４とステータ本体１２との隙間を通ってステータ本体１２の径方向における内側に至り、レーシングテープ６１を係止して外側に引っ張り出す。なお、レーシングは、スパイラルレーシングおよび亀甲縛りのいずれでも良い。
【００３９】
次いで、図１０に示すように、このレーシングテープ６１の余長部分または別途のレーシングテープ６１をステータ本体１２の端面４２に全周にわたって周回するように敷設して絶縁部６２とする（端面絶縁工程）。つまり、端面４２の巻線３８よりも外径側で円環状をなす部分にレーシングテープ６１を敷設する。ここで、レーシングテープ６１に接着樹脂を含浸させておいても良い。なお、レーシングテープ６１ではなく、絶縁材料からなる円環部材を端面４２に配設しても良い。
【００４０】
なお、上記した保持リング圧入工程を、コイルエンドレーシング工程および端面絶縁工程の前に行わずにコイルエンドレーシング工程の後あるいは端面絶縁工程の後に行っても構わない。
【００４１】
次に、巻線３８の端面４２から突出するコイルエンド４４をプレス成形でステータ本体１２における外径側に倒す（コイルエンドプレス工程）。ここでは、コイルエンド４４を押圧して、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜させてから（傾斜押圧工程）、コイルエンド４４をステータ本体１２における軸線方向外側からステータ本体１２の端面４２側に押圧する（ステータ本体側押圧工程）。
【００４２】
つまり、図１１に示すように、ステータ本体１２の内側に挿入されてコイルエンド４４をステータ本体１２における内径側から押圧する傾斜押圧部７０と、ステータ本体１２の軸方向両側からコイルエンド４４を押圧する軸方向押圧部７１とを有するプレス装置７２を用いる。
【００４３】
傾斜押圧部７０は、所定円周上に等間隔で配置される複数の拡張治具７４と、これら拡張治具７４のステータ本体１２の軸線方向における両端側かつステータ本体１２の径方向における内側にそれぞれ形成されたテーパ面７５にテーパ面７７において当接し、互いに近接することでこれら拡張治具７４をステータ本体１２の径方向外側に移動させる一対の駆動治具７６とを有している。
【００４４】
各拡張治具７４は、ステータ本体１２の軸線方向における中間部分に軸線側に凹む凹部７８が形成されており、各凹部７８は、ステータ本体１２の軸線方向における両側が、ステータ本体１２の軸線方向における外側ほどステータ本体１２の径方向における外側に位置するように傾斜する一対の押圧テーパ面７９とされている。
【００４５】
傾斜押圧部７０は、図１１に示すようにステータ本体１２の内側に挿入された状態で、図１２に示すように一対の駆動治具７６を互いに近接する方向に移動させると、各拡張治具７４はステータ本体１２の中心軸線を中心にステータ本体１２の径方向における外径側に移動し、ステータ本体１２の軸方向における両側から突出するコイルエンド４４をそれぞれの一対の押圧テーパ面７９でステータ本体１２の内径側から半径方向外側に押圧する（傾斜押圧工程）。その結果、両側のコイルエンド４４は、押圧テーパ面７９に沿って、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜することになる。
【００４６】
軸方向押圧部７１は、一対の円環状の押圧治具８１を有しており、これら押圧治具８１は、図１３に示すように、コイルエンド４４を押圧した状態の傾斜押圧部７０を内側に挿通させるようにして、互いに近接する方向に軸線方向に沿って移動し、その結果、これら押圧治具８１が、ステータ本体１２の軸方向両側から両側のコイルエンド４４をステータ本体１２に向け押圧する（ステータ本体側押圧工程）。すると、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜する両側のコイルエンド４４は、それぞれ、ステータ本体１２側に良好に倒れることになり、ステータ本体１２の端面４２とで上記した絶縁部６２を挟持する。このように軸線方向両側のコイルエンド４４を倒すことで、ステータ１１を軸方向方向に小型化している。
【００４７】
そして、プレス装置７２から取り出された図１４に示すステータ１２に、最後にワニス処理または自己融着処理を行う。なお、ワニス処理や自己融着処理はステータ１２をプレス装置７２に装着したまま処理しても良い。
【００４８】
以上に述べたステータの製造方法によれば、拡張配設工程においてティース鉄心１６を基準円周Ｄ０よりも大径の大径円周Ｄ１上に配設して、巻回工程において巻線３８を構成する導電線をティース鉄心１６に巻回し、コアバック鉄心配設工程においてコアバック鉄心１７をティース鉄心１６の間にステータ本体１２における径方向外側から挿入して、縮小配設工程でティース鉄心１６が基準円周Ｄ０上に配設されるようにティース鉄心１６およびコアバック鉄心１７をステータ本体１２における内径側に移動させる。このように、ティース鉄心１６を基準円周Ｄ０よりも大径の大径円周Ｄ１上に配設しティース鉄心１６の間隔をあけた状態でコアバック鉄心１７をティース鉄心１６の間にステータ本体１２における径方向から挿入するため、円周方向に隣り合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部２２，２５および嵌合凸部２７，２８が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部２７，２８が干渉してコアバック鉄心１７のティース鉄心１６の間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。また、嵌合凹部２２，２５および嵌合凸部２７，２８は、ティース鉄心１６およびコアバック鉄心１７のステータ本体１２における内径側への移動で、径方向の位置が合った状態のまま近接して嵌合することになる。したがって、ステータ本体１２をティース鉄心１６とコアバック鉄心１７とで構成した上で、これらを容易に連結させることができる。
【００４９】
また、コイルエンドレーシング工程において巻線３８のステータ本体１２の端面４２から突出するコイルエンド４４にレーシングテープ６１を巻回させた状態で、コイルエンドプレス工程においてコイルエンド４４をステータ本体１２における外径側に倒すため、プレス後にコイルエンド４４にレーシングテープ６１を巻回させる場合に比して、レーシング作業時におけるコイルエンド４４とステータ本体１２との間の隙間を比較的大きくできてレーシング作業が容易となる。また、プレス後にコイルエンド４４にレーシングテープ６１を巻回させる場合のようにプレス成形後にレーシング作業のための隙間をコイルエンド４４とステータ本体１２との間に残す必要がないため、コイルエンド４４の高さを低くすることができる。さらに、コイルエンド４４は断面周長が倒す前に比して増加することになるため、レーシングテープ６１によるレーシング力を向上させることができ、その結果、コイルエンドプレス工程におけるプレス成形の圧力を高くできるため、コイルエンド占積率を高くできる。
【００５０】
しかも、傾斜押圧工程において巻線３８のステータ本体１２の端面４２から突出するコイルエンド４４を押圧して、ステータ本体１２における軸線方向外側に位置するほどステータ本体１２における外径側に位置するように傾斜させてから、ステータ本体側押圧工程においてコイルエンド４４をステータ本体１２における軸線方向外側からステータ本体１２側に押圧するため、座屈等生じることなくコイルエンド４４を良好にステータ本体１２における外径側に倒すことができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、拡張配設工程においてティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設して、巻回工程において巻線を構成する導電線をティース鉄心に巻回し、コアバック鉄心配設工程においてコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向外側から挿入して、縮小配設工程でティース鉄心が基準円周上に配設されるようにティース鉄心およびコアバック鉄心をステータ本体における内径側に移動させる。このように、ティース鉄心を基準円周よりも大径の大径円周上に配設しティース鉄心の間隔をあけた状態でコアバック鉄心をティース鉄心の間にステータ本体における径方向から挿入するため、円周方向に隣り合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉してコアバック鉄心のティース鉄心の間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。また、嵌合凹部および嵌合凸部は、ティース鉄心およびコアバック鉄心のステータ本体における内径側への移動で、径方向の位置が合った状態のまま近接して嵌合することになる。したがって、ステータ本体をティース鉄心とコアバック鉄心とで構成した上で、これらを容易に連結させることができる。
【００５２】
請求項２に係る発明によれば、コイルエンドレーシング工程において巻線のステータ本体の端面から突出するコイルエンドにレーシング部材を巻回させた状態で、コイルエンドプレス工程においてコイルエンドをステータ本体における外径側に倒すため、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合に比して、レーシング作業時におけるコイルエンドとステータ本体との隙間を比較的大きくできてレーシング作業が容易となる。また、プレス後にコイルエンドにレーシング部材を巻回させる場合のようにプレス成形時にレーシング作業のための隙間をコイルエンドとステータ本体との間に残す必要がなく、その結果、コイルエンドの高さを低くすることができる。さらに、コイルエンドは断面周長が倒す前に比して増加することになるため、レーシング部材によるレーシング力を向上させることができ、その結果、コイルエンドプレス工程におけるプレス成形の圧力を高くできるため、コイルエンド占積率を高くできる。
【００５３】
請求項３に係る発明によれば、傾斜押圧工程において巻線のステータ本体の端面から突出するコイルエンドを押圧して、ステータ本体における軸線方向外側に位置するほど該ステータ本体における外径側に位置するように傾斜させてから、ステータ本体側押圧工程においてコイルエンドをステータ本体における軸線方向外側からステータ本体側に押圧するため、座屈等生じることなくコイルエンドを良好にステータ本体における外径側に倒すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法で製造されるステータを示す平面図であって、保持リング圧入工程後の状態を示すものである。
【図２】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法で製造されるステータを示す部分拡大平面図である。
【図３】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、拡張配設工程後の状態を示すものである。
【図４】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、絶縁紙挿入工程後の状態を示すものである。
【図５】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、巻回工程後の状態を示すものである。
【図６】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、コアバック鉄心配設工程後の状態を示すものである。
【図７】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大平面図であって、縮小配設工程後の状態を示すものである。
【図８】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す斜視図であって、コイルエンドレーシング工程後の状態を示すものである。
【図９】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す部分拡大斜視図であって、コイルエンドレーシング工程時の状態を示すものである。
【図１０】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す斜視図であって、端面絶縁工程後の状態を示すものである。
【図１１】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す軸方向断面図であって、傾斜押圧工程前の状態を示すものである。
【図１２】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す軸方向断面図であって、傾斜押圧工程後の状態を示すものである。
【図１３】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法を示す軸方向断面図であって、ステータ本体側押圧工程後の状態を示すものである。
【図１４】 本発明の一実施形態によるステータの製造方法で製造されたステータを示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１２ ステータ本体
１６ ティース鉄心
１７ コアバック鉄心
３５ スロット
３８ 巻線
４４ コイルエンド
６１ レーシングテープ（レーシング部材）
Ｄ０ 基準円周
Ｄ１ 大径円周
Claims (3)
- 所定の基準円周上に所定の間隔をあけて配設されるティース鉄心と隣り合う前記ティース鉄心間に設けられて隣り合う前記ティース鉄心同士を連結させるコアバック鉄心とを有するステータ本体と、隣り合う前記ティース鉄心間に形成されたスロットを通るように配設される巻線とを具備するステータの製造方法において、
前記ティース鉄心を前記基準円周よりも大径の所定の大径円周上に配設する拡張配設工程と、
該拡張配設工程の後に実行され、前記巻線を構成する導電線を前記ティース鉄心に巻回する巻回工程と、
該巻回工程の後に実行され、前記コアバック鉄心を前記ティース鉄心の間に前記ステータ本体における径方向外側から挿入し配設するコアバック鉄心配設工程と、
該コアバック鉄心配設工程の後に実行され、前記ティース鉄心が前記基準円周上に配設されるように前記ティース鉄心および前記コアバック鉄心を前記ステータ本体における内径側に移動させる縮小配設工程と、
を有することを特徴とするステータの製造方法。 - 前記縮小配設工程の後に実行され、前記ステータ本体の端面から突出する前記巻線のコイルエンドにレーシング部材を巻回させるコイルエンドレーシング工程と、
該コイルエンドレーシング工程の後に実行され、前記コイルエンドを前記ステータ本体における外径側に倒すコイルエンドプレス工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載のステータの製造方法。 - 前記縮小配設工程の後に実行され、前記ステータ本体の端面から突出する前記巻線のコイルエンドを押圧して、前記ステータ本体における軸線方向外側に位置するほど該ステータ本体における外径側に位置するように傾斜させる傾斜押圧工程と、
該傾斜押圧工程の後に実行され、前記コイルエンドを前記ステータ本体における軸線方向外側から前記ステータ本体側に押圧するステータ本体側押圧工程と、を有することを特徴とする請求項１または２記載のステータの製造方法。
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