JP5458627B2 - ステータの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、回転電機用のステータの製造方法及び製造装置に係り、詳しくは、コイルの巻線（マグネットワイヤ）を構成する断面矩形の平角線を、分布巻きでステータコアに配置するステータの製造方法及び製造装置に関する。

一般に、誘導モータ、直流モータ（ジェネレータを含む）等の回転電機は、産業用又は車輌用の動力源として広く用いられており、そのステータのコイルのレイアウトは、比出力が高い分布巻きが多用されている。近時、ハイブリット駆動車輌及び電気自動車に用いられるモータとして、出力／寸法要求等からスロットの占積率の高い平角線をマグネットワイヤとして用いることが提案されている。

ステータコアにコイルを配置してステータとする場合、ステータコアの円周方向複数個所に径方向に形成したスロット内にコイルの一部を配置する。コイルのレイアウトとして集中巻きを使用する場合には、予め配置するスロットの形状に合わせてコイルを成形し、コイルをねじりつつ、各スロット内に挿入する方法が、従来から知られている。なお、このようにコイルをねじりつつ各スロット内に挿入するのは、ステータコアの各スロットは径方向に形成されているため、各スロットの径方向内方部分と外方部分とでは、円周方向の間隔が異なるためである（特許文献１参照）。

特開平１０−２７１７３３号公報

上述の特許文献１に記載された発明は、集中巻きのコイルをステータコアに配置する方法であり、分布巻きのコイルに適用することは難しい。即ち、分布巻きのコイルは、複数の直線部、及び、隣り合う各直線部の一端部同士と他端部同士とを交互に連続させる複数の連続部を有する金属線からなり、複数の直線部を各スロット内にそれぞれ配置してステータを構成する。一方、集中巻きのコイルは、２個所の直線部分をそれぞれスロットに配置するだけであり、複数のスロットに各直線部を配置する分布巻きとは、大きく構成が異なる。したがって、このように構成が異なる集中巻きのコイルの配置方法を、分布巻きのコイルに適用することは容易ではない。

特に、コイルを構成する金属線を断面矩形の平角線とした場合、該平角線はスロットに挿入する際に方向性を有するため、ステータコアへの配置が、断面円形の丸線に比べて難しくなる。即ち、平角線の側面とスロットの内側面とを平行に保ちつつ、該平角線を該スロット内に挿入する必要がある。このため、平角線を分布巻きでスロット内に配置する場合、平角線の方向性を考慮する必要があり、配置作業が難しくなる。これに対して、丸線の場合、方向性がなく自由に変形させつつスロット内への配置が可能であるため、平角線ほど配置作業が難しくなることはない。

また、ステータコアにコイルを分布巻きで配置する作業を手作業で行うことが考えられる。具体的には、各連続部を弾性変形させつつ各直線部を各スロット内に径方向から順次配置していき、この作業を繰り返すことによりコイルをステータコアに分布巻きで配置することが考えられる。但し、このような作業は時間が掛かり、製造コストが高くなると考えられる。

そこで、本発明は、コイルを構成する平角線を、分布巻きでステータコアに容易に配置できるステータの製造方法及び製造装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係るステータの製造方法は、それぞれが内周面に開口するように径方向に形成されたスロット（５）を円周方向複数個所に有するステータコア（２）と、
コイルの巻線を構成し、前記各スロット（５）内に配置される該各スロット（５）と平行な複数の直線部（１２）と、隣り合う各直線部（１２）の一端部同士と他端部同士とを交互に連続させる複数の連続部（１３ａ，１３ｂ）とを有し、全体を略円筒状に形成した断面矩形の平角線（Ｗ）と、を備え、該平角線（Ｗ）を前記ステータコア（２）に分布巻きで配置してなるステータの製造方法において、
前記各直線部（１２）を一端側が径方向内方に向かう方向に径方向に沿って傾斜させると共に、一端側の前記各連続部（１３ａ）を曲げて、前記平角線（Ｗ）の軸方向一端部の外接円の直径を前記ステータコア（２）の内径よりも小さくし、
前記平角線（Ｗ）を一端側から前記ステータコア（２）内に軸方向に挿入し、前記各直線部（１２）を前記各スロット（５）に整合させると共に、他端側の前記各連続部（１３ｂ）が径方向外方に移動することを抑えた状態で、該各直線部（１２）の傾斜を一端側が径方向外方に向かう方向に径方向に沿って変化させると共に、前記一端側の各連続部（１３ａ）の曲げを伸ばして、前記各直線部（１２）を前記各スロット（５）内に配置することを特徴とするものである。

本発明に係るステータの製造装置は、それぞれが内周面に開口するように径方向に形成されたスロット（５）を円周方向複数個所に有するステータコア（２）と、
コイルの巻線を構成し、前記各スロット（５）内に配置される該各スロット（５）と平行な複数の直線部（１２）と、隣り合う各直線部（１２）の一端部同士と他端部同士とを交互に連続させる複数の連続部（１３ａ，１３ｂ）とを有し、全体を略円筒状に形成した断面矩形の平角線（Ｗ）と、を備え、該平角線（Ｗ）を前記ステータコア（２）に分布巻きで配置してなるステータの製造装置において、
外周面の前記各直線部（１２）を挿入する各スロット（５）と整合する複数個所に、径方向外方に突出する突部（２１）を設けた挿入治具（１６）を備え、
前記各直線部（１２）を一端側が径方向内方に向かう方向に径方向に沿って傾斜させると共に、一端側の前記各連続部（１３ａ）を曲げて、軸方向一端部の外接円の直径を前記ステータコア（２）の内径よりも小さくした前記平角線（Ｗ）を、前記各直線部（１２）が前記各突部（２１）と整合するように前記挿入治具（１６）に装着し、
前記挿入治具（１６）を一端側から前記ステータコア（２）内に軸方向に挿入し、前記各直線部（１２）を前記各スロット（５）に整合させると共に、他端側の前記各連続部（１３ｂ）が径方向外方に移動することを抑えた状態で、前記各突部（２１）を軸方向一端側に移動させることにより、前記各直線部（１２）を該各突部（２１）により径方向外方に押して、該各直線部（１２）の傾斜を一端側が径方向外方に向かう方向に径方向に沿って変化させると共に、前記一端側の各連続部（１３ａ）の曲げを伸ばし、該各直線部（１２）を前記各スロット（５）内に配置することを特徴とするものである。

他端側の前記各連続部（１３ｂ）の外周面と当接し、該他端側の各連続部（１３ｂ）が径方向外方に移動することを防止する抑え治具（１７）を備える。

前記各直線部（１２）を挿入するスロット（５）と整合する位置に、軸方向に形成され一端が開口した複数の切り欠き（２６）を有し、外径が前記ステータコア（２）の内径よりも小さい円筒状の案内治具（１８）を備え、
前記各直線部（１２）を、前記各切り欠き（２６）の開口側に前記一端側の各連続部（１３ａ）が位置するように、該各切り欠き（２６）内にそれぞれ配置すると共に、前記挿入治具（１６）を前記案内治具（１８）内に前記各突部（２１）が該各切り欠き（２６）内に配置されるように配置した状態で、該挿入治具（１６）を該案内治具（１８）に対し軸方向に移動させる。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより各請求項の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、平角線を分布巻きでステータコアに容易に配置できる。即ち、一端側の各連続部を曲げて、該平角線の軸方向一端部の外接円の直径をステータコアの内径よりも小さくしているため、該平角線を該ステータコア内に軸方向一端側から挿入可能である。また、前記各直線部の傾斜を各スロットの形成方向である径方向に沿って変化させるため、該各直線部の該各スロット内への配置を円滑に行える。この結果、前記平角線の前記ステータコア内への分布巻きを容易に行える。更に、他端側の各連続部が径方向外方に移動することを抑えた状態で前記各直線部の傾斜の変化と一端側の前記各連続部の曲げの伸ばしを行うため、このような変化及び伸ばしが円滑に行われる。

請求項２に係る本発明によると、平角線を分布巻きでステータコアに容易に配置できる。即ち、挿入治具の各突部を軸方向一端側に移動させることにより、各直線部を径方向外方に押して傾斜を変化させると共に一端側の各連続部の曲げを伸ばすことができ、該各直線部を各スロット内に容易に配置できる。更に、他端側の各連続部が径方向外方に移動することを抑えた状態で前記各直線部の傾斜の変化と一端側の前記各連続部の曲げの伸ばしを行うため、このような変化及び伸ばしが円滑に行われる。

請求項３に係る本発明によると、他端側の各連続部の径方向外方への移動を抑え治具により抑えているため、挿入治具の各突起により各直線部を押しても前記他端側の各連続部が径方向外方に移動することを防止でき、該各直線部の傾斜を変化させる作業を、より円滑に行える。

請求項４に係る本発明によると、各切り欠きにより各直線部を案内できるため、該各直線部の各スロット内への配置作業を、より円滑に行える。

本発明により製造されるステータを示す斜視図。 そのコイル（Ｕ相）を示す斜視図。 本発明の実施の形態に係るステータの製造方法及び製造装置で使用する平角線の変形前と変形後との状態示す斜視図。 本発明の実施の形態に係るステータの製造装置を示す斜視図。 同じく平面図。 図５のａ−ａ断面図。 挿入治具を取り出して、平角線の一部を配置した状態示す斜視図。 抑え治具を取り出して、平角線の一部を配置した状態示す斜視図。 案内治具の一部を取り出して、平角線の一部を配置した状態示す斜視図。 本発明の実施の形態に係るステータの製造方法及び製造装置により、平角線をステーコアに配置する第一工程を示す、別角度から見た２つの斜視図と図５のｂ−ｂ断面斜視図。 第一工程をステータコアを外した状態で示す、別角度から見た２つの斜視図と図５のｂ−ｂ断面に相当する斜視図。 同じく第二工程を示す、図１０と同様の図。 第二工程をステータコアを外した状態で示す、図１１と同様の図。 同じく第三工程を示す、図１０と同様の図。 第三工程をステータコアを外した状態で示す、図１１と同様の図。 同じく第四工程を示す、図１０と同様の図。 第四工程をステータコアを外した状態で示す、図１１と同様の図。 同じく第五工程を示す、図１０と同様の図。 第五工程をステータコアを外した状態で示す、図１１と同様の図。

本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。まず、本発明のステータの製造方法及び製造装置により製造される対象となる回転電機（モータ、ジェネレータ等）のステータの１例について、図１及び図２に沿って説明する。本ステータ１は、ロータと共に電気モータ（ジェネレータを含む）を構成し、該電気モータは、電気自動車及びハイブリッド車輌の駆動源となる電気モータ（含むジェネレータ）、特にブラシレスＤＣモータに適用して好適である。ステータ１は、図１に示すように、多数の珪素鋼板の薄板を積層したステータコア２、及び、所定の素材であるマグネットワイヤ（導体、巻線）３を巻回したコイル４からなる。ステータコア２は、リング状からなり、内径側に開口するスロット５及びティース６が交互に多数形成されている。即ち、前記ステータコア２の内周面にそれぞれ開口するように径方向に形成されたスロット５を円周方向複数個所に形成し、該各スロット５の間部分をティース６としている。そして、所定ピッチ離れた２個のスロット５の間を分布巻きにて３相Ｕ，Ｖ，Ｗの各コイル４（４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ）が巻かれている。

マグネットワイヤ３は、断面矩形状の平角線からなり、銅等からなる導体部の全周に絶縁樹脂等の絶縁被膜が形成されている。上記ワイヤ３からなる３相のコイル４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、同相のスロット５内においては、同相の複数本（例えば４本）のワイヤ３がステータコア２の径方向に並んで配置されており、かつステータコア２の軸方向Ｌの一端面７（図１の上端面）から突出した一端側コイルエンド部８においては、同相の複数本のワイヤ３がステータコア２の径方向内径側に屈曲すると共にステータコア２の径方向に並んで配置され、ステータコア２の軸方向Ｌの他端面９（図１の下端面）から突出した他端側コイルエンド部１０においては、同相の複数本のワイヤ３がステータコア２の径方向（又は軸方向）に並んで配置されている。

代表してＵ相のコイル４Ｕを示すと、コイル４Ｕは、図２に示すように、隣接する２個のスロット５，５を占めるように、２組４Ｕ１，４Ｕ２がセットとなって、隣接する２個のスロット５，５の近い方同士、遠い方同士が所定間隔隔てて連結するようかつ上記２組が交互に連結するように構成されている。各組のコイル４Ｕ１，４Ｕ２は、スロット５内に配置されるスロット導体部１１と、ステータコア２の一端面７から突出して、所定間隔離れたスロット導体部１１と連結するように、内径方向Ｒ１に屈曲して周方向Ｍに延びる一端側コイルエンド部８（図２の上側のコイルエンド部）と、ステータコア２の他端面９から突出して、所定間隔隔てたスロット導体部１１を連結するように、周方向Ｍに延びる他端側コイルエンド部１０（図２の下側のコイルエンド部）と、からなる。両コイルエンド部８，１０は、それぞれが軸方向Ｌ又は径方向Ｒに互いに干渉することなく並ぶように、周方向に（例えばＹ）又は軸方向に（例えばＸ）複数に屈曲して（折り曲げて）いる。

本実施の形態の場合、上述のようなコイル４を構成する平角線Ｗを、図３（Ａ）に示すように、１周する毎に分断し、後述するように、各平角線Ｗを順次、ステータコア２に装着してステータ１とする。該各平角線Ｗは、複数の直線部１２と、複数の連続部１３ａ，１３ｂとを有し、全体を略円筒状に形成している。このうちの各直線部１２は、前述のスロット導体部１１に相当し、ステータコア２の各スロット５内に配置されるもので、それぞれ該各スロット５と平行に形成されている。また、前記各連続部１３ａ，１３ｂは、隣り合う各直線部１２の一端部同士と他端部同士とを交互に連続させるもので、該各直線部１２の各端部から直角に折り曲げることにより形成されている。

なお、該各直線部１２の一端部を径方向内方に折り曲げたり、同じく他端部を径方向外方に折り曲げる等して、前述の図１に示すようなコイル４を形成する。したがって、このように折り曲げた部分を含む前記各連続部１３ａ，１３ｂが、前述のコイルエンド部８，１０に相当する。また、このように、各直線部１２の端部を径方向に折り曲げる作業は、平角線Ｗをステータコア２に組み付ける前か後に行うが、本実施の形態では、この折り曲げ作業をステータコア２に組み付けた後に行う構造、或は、この折り曲げ作業を行わない構造について説明する。

次に、上述のような平角線Ｗをステータコア２に分布巻きで配置するステータの製造方法及び製造装置について説明する。まず、前述の図３（Ａ）に示すように形成された平角線Ｗを、図３（Ｂ）に示すように、前記各直線部１２を一端側が径方向内方に向かう方向に径方向に沿って傾斜させると共に、一端側の前記各連続部１３ａを曲げて、前記平角線Ｗの軸方向一端部の外接円の直径を前記ステータコア２の内径よりも小さくする。即ち、前記各直線部１２を、一端側に向かう程径方向内方に向かう方向に、軸方向に対し傾斜させる。この際、該各直線部１２をねじることなく、該各直線部１２の円周方向側面が径方向と平行となるように傾斜させる。これと共に、前記一端側の各連続部１３ａの中央部を軸方向一端側に突出させるように折り曲げる。この際、該一端側の各連続部１３ａの両端部と各直線部１２との曲げ角度が大きくなるようにする。これにより、前記平角線Ｗを略部分円すい状とし、前記各直線部１２の円周方向側面と、該各直線部１２を各スロット５内に配置した状態で該側面と対向する該各スロット５の内側面との平行を保ちつつ、前記平角線Ｗの軸方向一端部の外接円の直径を前記ステータコア２の内径よりも小さくする。

なお、前記一端側の各連続部１３ａの曲げ形状は、図示の例のように折り曲げる以外に、例えば、湾曲させても良い。また、折り曲げたり湾曲させる方向は、軸方向一端側以外に、例えば、径方向内方としても良い。但し、前記一端側の各連続部１３ａの外接円の直径が該ステータコア２の内径よりも小さくなるようにする。要は、該一端側の各連続部１３ａを曲げることにより、前記各直線部１２を傾斜させ、前記平角線Ｗの軸方向一端部の外接円の直径がステータコア２の内径よりも小さくできれば、前記一端側の各連続部１３ａの曲げ形状は問わない。

上述のように変形させた平角線Ｗは、図３（Ｂ）に矢印で示す方向に、該平角線Ｗを一端側からステータコア２内に軸方向に挿入する。そして、この挿入に伴い、或は、挿入して該平角線Ｗを該ステータコア２の内径側に配置した後、各直線部１２を前記各スロット５に整合させた状態で、前記各直線部１２の傾斜を、一端側が径方向外方に向かう方向に、径方向に沿って変化させると共に、一端側の各連続部１３ａの曲げを伸ばし、前記各直線部１２の傾斜を前記ステータコア２への配置状態（軸方向と平行）とする。これにより、該各直線部１２を前記各スロット５内に配置できる。このような作業を、各平角線Ｗについて行えば、前述の図１に示したような、コイル４を分布巻きで配置したステータ１を得られる。

上述のように平角線Ｗをステータコア２に分布巻きで配置する、具体的なステータの製造装置について、図４ないし図１９により説明する。なお、図４ないし図１９では、平角線Ｗの状態を明確にするため、該平角線Ｗを黒く塗りつぶして示している。製造装置１４は、図４ないし図６に示すように、円板状の基板１５上に、挿入治具１６と、抑え治具１７と、案内治具１８とを、互いに同心に載置してなる。このうちの案内治具１８は、図６に示すように、前記基板１５上に形成した凹溝１９内に軸方向他端部を挿入することにより固定しているが、挿入治具１６と抑え治具１７とは、該基板１５に固定せず、前記案内治具１８に沿って軸方向に変位可能としている。なお、前記抑え治具１７及び該案内治具１８は、一方或は両方を省略しても良い。

前記挿入治具１６は、図７に示すように、円筒状の本体部２０の外周面の複数個所に、軸方向一端側に向かう程径方向内方に傾斜するように、略三角形状に径方向外方に突出した突部２１を設けている。該各突部２１は、図４ないし図６に示すように、前記平角線Ｗの各直線部１２を挿入する各スロット５と整合する位置に設けられ、径方向外側面が軸方向一端側に向かう程径方向内方に傾斜した傾斜面２２としている。また、前記各突部２１の円周方向の幅を前記各スロット５の円周方向の幅よりも小さくして、該各突部２１が該各スロット５内を軸方向に通過可能としている。なお、該各突部２１の径方向の突出量は、前記各直線部１２が前記各スロット５に配置される径方向の位置に応じて定める。また、前記各突部２１の軸方向長さは、前記各直線部１２よりも長くても短くても良く、少なくとも、前記挿入治具１６の軸方向他端部に存在すれば良い。

また、本実施の形態の場合、前記本体部２０の外周面一端側の各突部２１の間部分のうち、前記平角線Ｗを装着した状態で、一端側の各連続部１３ａが配置される部分に、１対ずつ略三角形状の凹部２３をそれぞれ形成している。該１対の凹部２３は、軸方向他端側の側面を、互いに近づく程軸方向一端側に向かう方向に傾斜させている。該傾斜方向は、前述の図３に示した変形後の平角線Ｗの一端側の各連続部１３ａの傾斜方向とほぼ同じとしている。そして、該変形後の一端側の各連続部１３ａを前記各凹部２３内に配置した状態で、該各連続部１３ａを該各凹部２３の他端側の側面に沿わせ、前記挿入治具１６に装着した平角線Ｗが軸方向他端側にずれにくくしている。また、後述するように、前記挿入治具１６を前記案内治具１８に内嵌した状態で、前記各一端側の各連続部１３ａを前記各凹部２３内に配置し、該各一端側の各連続部１３ａを前記案内治具１８の内径側に配置可能としている。

また、本実施の形態の場合、図３（Ｂ）に示すように、変形後の一端側の各連続部１３ａの曲げ方向を、各直線部１２の傾斜方向と一致させずに、軸方向と平行な方向に近づけている。これにより、前記一端側の各連続部１３ａを挿入治具１６の外周面に形成した各凹部２３内に配置し易くしている。なお、前記一端側の各連続部１３ａの曲げ形状が図示の例以外であれば、その形状に合わせて前記各凹部２３の形状や深さを変えることもできる。また、該各凹部２３に代えて、切り欠きや透孔としても良い。

前記抑え治具１７は、図８に示すように、円輪状に形成され、内周面に他端側の前記各連続部１３ｂの外周面を当接させる。そして、該他端側の各連続部１３ｂが径方向外方に移動することを防止する。なお、前記抑え治具１７の内径を、前記他端側の各連続部１３ｂの自由状態での外接円の直径よりも僅かに小さくして、該他端側の各連続部１３ｂを配置した状態で、内周面を該他端側の各連続部１３ｂと弾性的に当接させている。そして、後述するように、平角線Ｗが軸方向に変位しても、前記抑え治具１７が前記他端側の各連続部１３ｂと共に変位可能としている。

前記案内治具１８は、図９に示すような部分円筒状の複数のブレード２４を、図４ないし図６に示すように、前記基板１５上に形成した凹溝１９内に、所定間隔あけて配置し、全体として円筒状とすることにより構成している。このように円筒状に配置した状態で、前記各ブレード２４により構成される前記案内治具１８の外径は、前記ステータコア２の内径よりも小さい。また、前記各ブレード２４の円周方向の幅は、各直線部１２を装着すべき各スロット５同士の円周方向の間隔に対応させている。

例えば、図示の例の場合、ステータコア２は、４８個のスロット５を有し、一端側の各連続部１３ａの両隣の直線部１２同士の間に４個のスロット５が存在するように、該各直線部１２を８個所配置している。したがって、一端側の各連続部１３ａの両隣の各直線部１２同士の間に配置する各ブレード２４は、円周方向の幅を、間に４個のスロット５が存在し、６個のスロット５の開口部の円周方向内側面同士の間隔とほぼ同じか、僅かに小さくなるように定めている。

但し、図５から明らかなように、一端側の各連続部１３ａから外れた（即ち、他端側の各連側部１３ｂの両隣の）直線部１２同士の間には、６個のスロット５が存在することとなる。このため、この部分に配置するブレード２４の両隣には、延出部２５をそれぞれ一体に或は別体に配置して、両延出部２５を含めた各ブレード２４の円周方向の幅を、間に６個のスロット５が存在し、８個のスロット５の開口部の円周方向内側面同士の間隔とほぼ同じか、僅かに小さくなるようにしている。この結果、隣り合うブレード２４同士の円周方向の間隔を、各スロット５の円周方向の幅とほぼ同じか、僅かに大きくしている。

本実施の形態の場合、このような隣り合うブレード２４同士の間（スリット）をそれぞれ、軸方向に形成され一端が開口した切り欠き２６とし、前記平角線Ｗの各直線部１２を配置可能としている。したがって、該各切り欠き２６は、前記各ブレード２４を各スロット５の位相に合わせて配置すると、前記各直線部１２を挿入するスロット５と整合する位置に存在する。また、前記各切り欠き２６の円周方向の幅は、前記各直線部１２の円周方向の幅よりも僅かに大きくなる。このように、案内治具１８を複数のブレード２４により構成すれば、ステータコアのスロットの数や配置すべき平角線の各直線部の間隔等に応じて、円周方向の幅が異なるブレードを使用することにより、種々のステータに対応可能である。

上述のように構成される製造装置１４に、平角線Ｗを、図４ないし図６に示すように配置する。即ち、基板１５上に各ブレード２４を固定して案内治具１８とし、該案内治具１８内に挿入治具１６を内嵌配置し、各突部２１を各切り欠き２６内に配置する。また、該案内治具１８の周囲に抑え治具１７を配置する。この状態で、前述の図３（Ｂ）に示したように変形させた平角線Ｗを、前記製造装置１４に装着する。

具体的には、各直線部１２の円周方向位置を前記挿入治具１６の各突部２１と整合させ、該各直線部１２を該各突部２１の傾斜面２２に沿うように、前記変形後の平角線Ｗを該挿入治具１６に装着する。これと共に、前記各直線部１２を、前記案内治具１８の各切り欠き２６の開口側に前記一端側の各連続部１３ａが位置するように、該各切り欠き２６内にそれぞれ配置する。また、一端側の各連続部１３ａは、前記挿入治具１６の外周面に形成した各凹部２３内に、他端側の各連続部１３ｂは、前記抑え治具１７内に、それぞれ配置する。そして、ステーコア２を前記案内治具１８の一端側に外嵌するように配置し、前記各直線部１２を挿入するスロット５と、前記各突部２１及び前記各切り欠き２６との円周方向の位相を一致させる。

このように、製造装置１４に平角線Ｗ及びステータコア２を配置したならば、図１０ないし図１９に示すような工程により、該平角線Ｗを該ステータコア２に配置する。まず、図１０、１１は、前述の図４ないし図６に示した状態である。

次に、図１２、１３に示すように、挿入治具１６及び抑え治具１７と共に平角線Ｗを、矢印で示すように、ステータコア２及び案内治具１８に対し軸方向一端側に移動させる。この際、前記挿入治具１６の各突部２１が該案内治具１８の各切り欠き２６内を移動すると共に、前記ステータコア２の各スロット５内に進入する。これに伴い、前記平角線Ｗの各直線部１２の軸方向中間部が前記各切り欠き２６に案内されて、前記各スロット５内に進入する。また、前記抑え治具１７が前記他端側の各連続部１３ｂの径方向外方の移動を抑えた状態で、前記挿入治具１６と共に軸方向一端側に移動する。

そして、図１４、１５に示すように、抑え治具１７をステータコア２の他端面９に当接させる。この状態で、各直線部１２の他端側が各スロット５の他端部の奥部（径方向外端部）に位置する。また、平角線Ｗがそれ以上、軸方向一端側に移動することが防止される。なお、該平角線Ｗの軸方向の移動を確実に防止するために、図１４、１５に示す状態で、図示しない押し治具を一端側の各連続部１３ａの一端面に当接させても良い。該押し治具は、前記挿入治具１６の軸方向移動と、前記一端側の各連続部１３ａの径方向の移動とに拘らず、該一端側の各連続部１３ａの一端面を押し続けられる構造とする。例えば、平角線Ｗが図３（Ｂ）に示す状態の一端側の各連続部１３ａの内接円と同じか該内接円よりも小さい内径を有する治具を、挿入治具１６の一端側への移動に伴い拡径させる構造が考えられる。

次いで、図１６、１７に示すように、挿入治具１６を軸方向一端側に更に移動させることにより、各突部２１を案内治具１８の各切り欠き２６に沿って軸方向一端側に移動させ、該各突部２１により前記各直線部１２を径方向外方に押す。これにより、該各直線部１２の傾斜を一端側が径方向外方に向かう方向に変化させ始めると共に、一端側の各連続部１３ａの曲げを伸ばし始める。即ち、平角線Ｗの形状を、図３（Ｂ）に示す状態から、図３（Ａ）に示す状態（軸方向とほぼ平行な状態）に近づけて（戻して）いく。これに伴い、前記各直線部１２の中間部ないし一端部も、徐々に、各スロット５内に進入する。このような進入は、該各直線部１２の円周方向側面と該側面と対向する該各スロット５の内側面との平行を保ちつつ行われる。なお、この場合に、前記押し治具により前記一端側の各連続部１３ａの一端面を軸方向他端側に押し付ければ、該一端側の各連続部１３ａの曲げの伸ばしを円滑に行える。

そして、図１８、１９に示すように、挿入治具１７をステータコア２及び案内治具１８の軸方向一端側まで移動させる。これにより、各突部２１が各スロット５内を通過し、各直線部１２を径方向外方に押し切って、該各直線部１２の一端部も該各スロット５内の径方向所定位置まで進入し、該各直線部１２の傾斜が前記ステータコア２への配置状態となると共に、一端側の各連続部１３ａの曲げが伸ばされる。

この場合に、他端側の各連続部１３ｂの径方向外方への変位は抑え治具１７により抑えられているため、前記各直線部１２の傾斜の変化と前記一端側の各連続部１３ａの曲げの伸ばしが円滑に行われる。即ち、前記抑え治具１７がなければ、前記各直線部１２が前記各突部２１により径方向外方に押されることにより、前記他端側の各連続部１３ｂも径方向外方に変位して、前記傾斜の変化と曲げの伸ばしが円滑に行われない可能性がある。これに対して、前記抑え治具１７により前記他端側の各連続部１３ｂの径方向外方への変位を抑えれば、このよう問題が生じることはない。但し、仮に、抑え治具１７がなくても、前記各直線部１２の他端側が前記各スロット５の奥面と当接して、それ以上径方向外方に変位することが防止されるが、より円滑に配置作業を行うためには、前記抑え治具１７を配置することが好ましい。

また、前記一端側の各連続部１３ａは、上述のように各直線部１２を各スロット５内に配置した状態でも、変形が残る可能性がある。このため、配置作業中に、図示しない前記押し治具により径方向一端側から他端側に向けて前記一端側の各連続部１３ａを押し、該一端側の各連続部１３ａの変形が残ることを確実に防止することが好ましい。なお、前記押し治具による押圧は、例えば、他端側の各連続部１３ｂがステータコア２の他端面９に当接して平角線Ｗの軸方向移動が防止される構造の場合等には、該平角線Ｗを前記ステータコア２に配置する作業の終了後に行っても良い。

上述のように、挿入治具１６をステータコア２及び案内治具１８内を通過させて、一端側の各連続部１３ａの曲げを伸ばすと共に、各直線部１２の傾斜を前記ステータコア２への配置状態としたならば、平角線Ｗを配置した前記ステータコア２を、前記案内治具１８から外すと共に、該平角線Ｗの他端側の各連続部１３ｂから抑え治具１７を外す。そして、上述した工程と同様に、各平角線Ｗを前記ステータコア２に分布巻きで順次配置し、配置後に、平角線Ｗの各直線部１２の一端部を径方向に曲げたり、他端部を径方向外方に曲げる等して、前述の図１に示したようなステータ１を得る。なお、予め、各直線部１２の両端部が径方向の所定方向に曲げられた平角線を、上述した工程と同様に配置しても良い。

上述のように構成される本実施の形態によると、平角線Ｗを分布巻きでステータコア２に容易に配置できる。即ち、一端側の各連続部１３ａを曲げて、前記平角線Ｗの軸方向一端部の外接円の直径をステータコア２の内径よりも小さくしているため、該平角線Ｗを該ステータコア２内に軸方向一端側から挿入可能である。また、前記各直線部１２の傾斜を各スロット５の形成方向である径方向に沿って変化させるため、該各直線部１２の該各スロット５内への配置を円滑に行える。この結果、前記平角線Ｗの前記ステータコア２内への分布巻きを容易に行える。即ち、該各直線部１２を該各スロット５内に配置する際に、該各直線部１２の一部が該各スロット５の一部と干渉する等して、配置作業が妨げられることがないため、前記平角線Ｗの前記ステータコア２内への分布巻きを容易に行える。

特に、前述のような方法により平角線Ｗをステータコア２に配置すべく、前述した製造装置１４を使用した場合、挿入治具１６の各突部２１を軸方向一端側に移動させることにより、前記各直線部１２を径方向外方に押して傾斜を変化させると共に一端側の各連続部１３ａの曲げを伸ばすことができ、該各直線部１２を各スロット５内に容易に配置できる。

また、この場合に、他端側の各連続部１３ｂの径方向外方への移動を抑え治具１７により抑えているため、前述したように、前記各突起２１により前記各直線部１２を押しても前記他端側の各連続部１３ｂが径方向外方に移動することを防止でき、該各直線部１２の傾斜を変化させる作業を、より円滑に行える。

更に、本実施の形態の場合には、案内治具１８の各切り欠き２６により、前記各直線部１２を案内できるため、該各直線部１２の各スロット５内への配置作業を、より円滑に行える。即ち、該各直線部１２は、前記挿入治具１６の各突部２１の傾斜面２２に沿って配置されているだけであるため、そのままでは、該傾斜面２２から外れる可能性がある。これに対して前記各直線部１２を各切り欠き２６内に配置し、該各直線部１２の前記各スロット５内への挿入を案内すれば、該各直線部１２が前記傾斜面２２から外れることを防止できる。また、前記各切り欠き２６内に前記挿入治具１６の各突部２１を配置した状態で、該挿入治具１６を移動させれば、該各突部２１が前記各切り欠き２６に案内され、移動時に、該各突部２１と前記各スロット５との位相がずれることを防止できる。

なお、例えば、ステータコア２を予め挿入治具１６の一端側の周囲に配置するなどして、各突部２１及び各直線部１２と各スロット５との位相をずれにくくすれば、前記案内治具１８を省略しても良い。また、前述の実施の形態では、平角線Ｗを１周で分断したものを順次組み付けていく方法について説明したが、該平角線Ｗの形状は、このようなものに限らず、例えば、該平角線Ｗとして複数巻回させたものを使用しても良いし、例えば、２／３周させたもの等、１周に満たないものとしても良い。

１ ステータ
２ ステータコア
３ 巻線（マグネットワイヤ）
４ コイル
５ スロット
６ ティース
７ 一端面
８ 一端側コイルエンド部
９ 他端面
１０ 他端側コイルエンド部
１１ スロット導体部
１２ 直線部
１３ａ，１３ｂ 連続部
１４ 製造装置
１５ 基板
１６ 挿入治具
１７ 抑え治具
１８ 案内治具
１９ 凹溝
２０ 本体部
２１ 突部
２２ 傾斜面
２３ 凹部
２４ ブレード
２５ 延出部
２６ 切り欠き
Ｗ 平角線

Claims (4)

1. それぞれが内周面に開口するように径方向に形成されたスロットを円周方向複数個所に有するステータコアと、
   コイルの巻線を構成し、前記各スロット内に配置される該各スロットと平行な複数の直線部と、隣り合う各直線部の一端部同士と他端部同士とを交互に連続させる複数の連続部とを有し、全体を略円筒状に形成した断面矩形の平角線と、を備え、該平角線を前記ステータコアに分布巻きで配置してなるステータの製造方法において、
   前記各直線部を一端側が径方向内方に向かう方向に径方向に沿って傾斜させると共に、一端側の前記各連続部を曲げて、前記平角線の軸方向一端部の外接円の直径を前記ステータコアの内径よりも小さくし、
   前記平角線を一端側から前記ステータコア内に軸方向に挿入し、前記各直線部を前記各スロットに整合させると共に、他端側の前記各連続部が径方向外方に移動することを抑えた状態で、該各直線部の傾斜を一端側が径方向外方に向かう方向に径方向に沿って変化させると共に、前記一端側の各連続部の曲げを伸ばして、前記各直線部を前記各スロット内に配置することを特徴とするステータの製造方法。
2. それぞれが内周面に開口するように径方向に形成されたスロットを円周方向複数個所に有するステータコアと、
   コイルの巻線を構成し、前記各スロット内に配置される該各スロットと平行な複数の直線部と、隣り合う各直線部の一端部同士と他端部同士とを交互に連続させる複数の連続部とを有し、全体を略円筒状に形成した断面矩形の平角線と、を備え、該平角線を前記ステータコアに分布巻きで配置してなるステータの製造装置において、
   外周面の前記各直線部を挿入する各スロットと整合する複数個所に、径方向外方に突出する突部を設けた挿入治具を備え、
   前記各直線部を一端側が径方向内方に向かう方向に径方向に沿って傾斜させると共に、一端側の前記各連続部を曲げて、軸方向一端部の外接円の直径を前記ステータコアの内径よりも小さくした前記平角線を、前記各直線部が前記各突部と整合するように前記挿入治具に装着し、
   前記挿入治具を一端側から前記ステータコア内に軸方向に挿入し、前記各直線部を前記各スロットに整合させると共に、他端側の前記各連続部が径方向外方に移動することを抑えた状態で、前記各突部を軸方向一端側に移動させることにより、前記各直線部を該各突部により径方向外方に押して、該各直線部の傾斜を一端側が径方向外方に向かう方向に径方向に沿って変化させると共に、前記一端側の各連続部の曲げを伸ばし、該各直線部を前記各スロット内に配置することを特徴とするステータの製造装置。
3. 他端側の前記各連続部の外周面と当接し、該他端側の各連続部が径方向外方に移動することを防止する抑え治具を備えた、請求項２に記載のステータの製造装置。
4. 前記各直線部を挿入するスロットと整合する位置に、軸方向に形成され一端が開口した複数の切り欠きを有し、外径が前記ステータコアの内径よりも小さい円筒状の案内治具を備え、
   前記各直線部を、前記各切り欠きの開口側に前記一端側の各連続部が位置するように、該各切り欠き内にそれぞれ配置すると共に、前記挿入治具を前記案内治具内に前記各突部が該各切り欠き内に配置されるように配置した状態で、該挿入治具を該案内治具に対し軸方向に移動させる、請求項２又は３に記載のステータの製造装置。

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