JP6579685B2 - ステータの製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、三相交流発電機等の回転電機におけるステータの製造に関する。更に詳しくは、予め作製されたステータコイルをステータコアのスロットに挿入してステータを得るステータの製造方法及びその製造装置に関するものである。

従来、回転電機のステータは、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）及びその間に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアと、そのスロットにコイル辺部を納めることによりそのコアに組付けられたステータコイルとを備える。このステータコイルの組付けに関しては、ステータコイルをステータコアと別に予め作製し、このコイルをコアの各スロットに組付ける方法が知られている。

即ち、ステータの製造方法として、ステータコアのスロットに対応する保持溝群が外周に形成された挿通治具を用い、予め巻線された複数のコイルの一対の辺部を保持溝群にそれぞれ挿入して各コイルを挿通治具の円周に沿って配列し、挿通治具をステータコアの内周に挿入して保持溝がステータコアの対応するスロットに整合するように位置決めした後、先端に向かうほど幅狭となる板状のプッシャを対応する各保持溝に先端から挿入し、保持溝に挿入された各コイルの一対の辺部を外径側に押出してステータコアの対応するスロットに挿入する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

このように、コイルの辺部を外径側に押出してスロットに挿入することにより、コイルの著しい変形を防止して、コイルを構成する線材へのダメージを少なくし得るとしている。そして、スロットに挿入されたステータコイルは、スロットに納められた部分がコイル辺部となり、コイルのスロットに挿入されずにステータコアの端面から突出した残りの部分がコイルエンド部となる。

特開２００７−１６６８５０号公報 特開２０１１−２２９２８５号公報

しかし、コイルの一対の辺部を外径側に押出してスロットに挿入する上記ステータの製造方法では、コイルの一方の辺部と他方の辺部の間隔が拡大するように変形させつつ、その一対の辺部をスロットに挿入することになる。このため、一対の辺部をスロットに挿入させた後に、その一対の辺部をステータコアの径方向外側に移動させたプッシャを保持溝から取り去ると、変形したコイルが若干元に戻ろうとするいわゆるスプリングバックにより、スロットに挿入された一対の辺部の一部又は全部がそのスロットから内径側に向かって飛び出してしまうような不具合があった。

また、コイルの一対の辺部を外径側に押出してスロットに挿入する上記ステータの製造方法では、その一対の辺部がスロットに挿入されると、その一方の辺部と他方の辺部の間隔が拡大する。このため、その一対の辺部の両端縁を接続するコイルエンドは、一対の辺部がスロットの挿入される前後において変形することに成るので、そのコイルエンドは、変形が容易なように、山形に形成することが行われる。すると、コイルの一対の辺部がスロットに挿入されても、その山形を成すコイルエンドは、山形を成した状態が維持され、その山形を成すコイルエンド部がコアの端部から比較的大きく突出することに成り、得られたステータのコイルエンド部が軸方向に突出して大型化する不具合もあった。

本発明の目的は、スロットに挿入された辺部のスロットからの飛び出しを防止しつつ、ステータコアの端縁から突出するコイルエンド部を高さを低くし得るステータの製造方法及びその製造装置を提供することにある。

本発明は、スリット状の複数の保持溝からなりステータコアのスロットに対応する保持溝群が外周に形成された挿通治具を用い、予め巻線された複数のコイルの一対の辺部を保持溝群にそれぞれ挿入して各コイルを挿通治具の円周に沿って配列し、挿通治具をステータコアの内周に挿入して保持溝がステータコアの対応するスロットに整合するように位置決めした後、先端に向かうほど幅狭となる板状のプッシャを対応する各保持溝に先端から挿入し、保持溝に挿入された各コイルの一対の辺部を外径側に押出してステータコアの対応するスロットに挿入してステータを製造する方法の改良である。

その特徴ある点は、プッシャの各保持溝への挿入前にプッシャが通過可能なスリットが形成された成形具を挿通治具の端縁に対向させて配置し、スリットを介してプッシャを対応する各保持溝に挿入し、プッシャを各保持溝に挿入した状態で、一対の辺部がスロットに挿入された複数のコイルのステータコアの端縁から突出するコイルエンド部に成形具を軸方向から押しつけてコイルエンド部を成形するところにある。

別の本発明は、ステータコアの内周に挿入できると共にステータコアのスロットに対応してスリット状の複数の保持溝が外周に形成された挿通治具と、保持溝に対応して配置され先端に向かうほど幅狭となる板状のプッシャとを備え、プッシャを対応する各保持溝に先端から挿入し、保持溝に挿入されたコイルの一対の辺部を外径側に押出してそれぞれ対応するスロットに挿入するように構成されたステータを製造する装置の改良である。

その特徴ある構成は、一対の辺部がスロットに挿入された複数のコイルのステータコアの端縁から突出するコイルエンド部に対向して設けられプッシャが挿通可能な複数のスリットが形成された成形具と、プッシャが対応する各保持溝に挿入された状態で成形具をコイルエンド部に軸方向から押しつけてコイルエンド部を成形する成形具移動手段とを備えたところにある。

本発明のステータの製造方法及びその製造装置では、保持溝にプッシャを挿入してその保持溝に挿入されたコイルの両辺部を外径側に押出してステータコアにおけるスロットに挿入する。そして、プッシャを対応する各保持溝に挿入した状態で、一対の辺部がスロットに挿入された複数のコイルのステータコアの端縁から突出するコイルエンド部に成形具を軸方向から押しつけるので、成形具の押しつけによりコイルエンド部が成形されても、プッシャの存在により、押しつぶされるコイルエンド部に連続するコイルの辺部がスロットから内径側に移動するようなことは無い。

依って、本発明では、コイルの辺部がスロットから離脱することを防止しつつ、コイルエンド部の成形が可能となるので、ステータコアの端縁から突出するコイルエンド部の高さを低くすることができる。

また、コイルの両辺部を外径側に押出してステータコアにおけるスロットに挿入すると、いわゆるスプリングバックにより、その両辺部には内径側に移動しようとする力が生じる。けれども、この内径側に移動しようとする力は、その後コイルエンド部を成形することにより外径側に移動する力に変わる。このため、その後に両辺部を外径側に押出したプッシャを保持溝から取り去っても、いわゆるスプリングバックにより、スロットに挿入された一対の辺部の一部又は全部がそのスロットから飛び出してしまうようなことはない。

よって、本発明のステータの製造方法及びその製造装置では、スロットに挿入された辺部のスロットから飛び出しを防止しつつ、ステータコアの端縁から突出するコイルエンド部の高さを低くすることが可能になるのである。

本発のステータの製造に使用する主な部材の構成を示す斜視図である。 辺部がスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部に成形具を押しつけて成形している状態示す図３に対応する断面図である。 その保持溝に挿入されたコイルが外径側に押出されて対応するスロットに挿入された状態を示す図４に対応する断面図である。 その押圧治具のプッシャを対応する各保持溝に先端から挿入している状態を示す図８のＡ−Ａ線断面図である。 その保持溝に挿入されたコイルが外径側に押出されて対応するスロットに挿入された状態を示す図３のＣ−Ｃ線断面図である。 その押圧治具のプッシャを対応する各保持溝に先端から挿入している状態を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。 そのステータコイルを示す図である。 本発明実施形態のステータの製造装置を示す正面図である。 そのステータの製造装置を示す側面図である。 そのコイルがスロットに挿入されたステータの斜視図である。 その辺部がスロットに挿入されたコイルのコイルエンド部が成形されたステータの図１０に対応する斜視図である。 別の成形具をコイルエンド部に押しつけて成形している状態示す図２に対応する断面図である。 その別の成形具がコイルエンド部を成形する以前の離間している状態を示す図３に対応する断面図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、本説明では駆動手段としてボールネジをモータで駆動するように説明しているが、駆動手段はボールネジに限らず油圧や空気圧でもよく、またはそれらの組合せでもよい。

図１において、１０はステータコアであり、ステータコア１０は、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）１１及びその間に開口する複数のスロット１２を有する。

本発明の製造装置２０（図８及び図９）は、予め巻線された複数のコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂをそれぞれスロット１２に挿入して、そのステータコア１０及びコイル１６から成るステータ９（図１０及び図１１）を得る装置２０であって、そのようなステータコア１０の内周に挿入される挿通治具２１を有する。

この挿通治具２１は、ステータコア１０の全長Ｌ１と略等しい全長Ｌ２を有し、全体としてほぼ円柱状を成すものとして形成される。この円柱状を成す挿通治具２１は、その中央に、中心軸を中心とする貫通孔２２が形成され、その外周には複数の保持溝２３が放射状に形成される。

保持溝２３は、ステータコア１０のスロット１２に対応して形成される。即ち、保持溝２３は、ステータコア１０のスロット１２のピッチと同一のピッチで形成されており、スロット１２と同数の保持溝２３が外周に形成される。そして、この保持溝２３は、保持溝２３の内接円から外周に向けて放射状を成し、その長手方向の全長に亘って形成される。

図１及び図７に示すように、コアに装着されるコイル１６は、線材を巻線することにより製造され、そのコイル１６は、ステータコア１０のスロット１２に挿入される一対の辺部１６ａ，１６ｂと、その辺部１６ａ，１６ｂの端縁を連結してステータコア１０の端縁から軸方向に突出する一対のコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを有し、その一辺部１６ａ及び他辺部１６ｂの双方を挿通治具２１の保持溝２３に挿入可能に構成される。

即ち、その両辺部１６ａ，１６ｂの長さＬ３（図７）は、ステータコア１０の全長Ｌ１（図１）より僅かに長く形成され、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄ部の長さＬ４（図７）は、一対の辺部１６ａ，１６ｂが挿入されるスロット１２の間の長さより僅かに長く形成される。そして、一対の辺部１６ａ，１６ｂの端縁に連結するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄは山形を成すように巻線される。

図１に示すように、保持溝２３は、この挿通治具２１の周囲に、軸方向に延びて形成され、その深さは、少なくとも、コイル１６における辺部１６ａ，１６ｂを収容可能な深さに形成される。そして、図５に示すように、予め作製された全てのコイル１６が、挿通治具２１の円周に沿って配列されるように構成される。

図８及び図９に示すように、本発明の製造装置２０は、可動台３１に支柱３２を介して支持されステータコア１０を軸心が鉛直になるように支持する第一台座３３と、その可動台３１に立設され第一台座３３に載置されたステータコア１０の内側に挿入された挿通治具２１を支持する第二台座３４を備える。

図２〜図４に示すように、第一台座３３は、水平な平板状を成してその中央に、ステータコア１０の外径より小さくスロット１２に外接する仮想円の直径より大きな直径の丸孔３３ａが形成される。また、第一台座３３の上面における丸孔３３ａの孔縁には、中心軸を鉛直とするステータコア１０の下面周囲が着座する切り欠き３３ｂが全周に亘って形成される。そして、この切り欠き３３ｂにステータコア１０の下面周囲を着座させることにより、そのステータコア１０を支持するように構成される。

一方、第二台座３４は、丸孔３３ａの中心軸にその中心軸が一致するように可動台３１に立設された丸棒であって、ステータコア１０の内側に挿入された挿通治具２１の保持溝２３を除く下面中央部分を下方から支持するような円柱状を成して形成され、その上端部には、挿通治具２１の貫通孔２２に進入する位置決め用のボス３４ａが形成される。

また、本発明の製造装置２０は、挿通治具２１の保持溝２３に挿入保持されたコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂ（図７）を、ステータコア１０の対応するスロット１２に押し込むための押出し手段４０を備える。

この押出し手段４０は、挿通治具２１がステータコア１０の内側に配置され、コイル１６が挿通治具２１にセットされた図６に示す状態から、図５に示すように、コイル１６を挿通治具２１からステータコア１０側に移動させるために用いるものである。

図８及び図９に示すように、押出し手段４０は、基台２６に立設された支持棒４１に上下動可能に設けられた昇降台４２と、その昇降台４２の下面に取り付けられた複数枚のプッシャ４３と、その昇降台４２を複数枚のプッシャ４３とともに昇降させる昇降手段とを備える。

図１に示すように、各プッシャ４３は板状を成して挿通治具２１の保持溝２３と同数準備され、雌ねじ部材４４にその保持溝２３と同じピッチで周方向に並んで取付けられる。図２に示すように、雌ねじ部材４４は、複数のプッシャ４３が取付けられる円筒状の被取付部４４ａと、その被取付部４４ａの中心軸を鉛直として昇降台４２に取付けられるフランジ４４ｂを有し、その中央に雌ねじ孔４４ｃが貫通して形成される。

一方、昇降台４２には被取付部４４ａが挿通可能な貫通孔４２ａが形成され、被取付部４４ａを貫通孔４２ａに挿通して、フランジ４４ｂを昇降台４２にネジ止めし、昇降台４２の下方に突出した被取付部４４ａの周囲に板状の複数枚のプッシャ４３の上端が放射状に取付けられる。このようにして、その複数枚のプッシャ４３は、ステータコア１０のスロット１２の全てに入るような数及びピッチで昇降台４２に取付けられる。

なお、図２及び図３における符号４６は、被取付部４４ａに放射状に取付けられた複数枚のプッシャ４３の周囲を包囲して締結するバンド４６を示す。

スロット１２の数と同数のプッシャ４３は、それぞれ同一構造であり、図２及び図３に示すように、その下方部分に先細部４３ａが形成され、その先細部４３ａから雌ねじ部材４４に向けて次第に幅広となる直線状または比較的大きな曲率を有する形状からなるテーパ部４３ｂが形成され、そのテーパ部４３ｂから雌ねじ部材４４までは、同一の幅の幅広部４３ｃが形成される。そして、幅広部４３ｃの幅は保持溝２３の深さと略同一あるいは僅かに太く形成され、その幅広部４３ｃの長さは挿通治具２１の軸方向Ｌ２（図１）の長さより長く形成される。

なお、図示の都合上、図１において、挿通治具２１における保持溝２３及びプッシャ４３の数はステータコア１０のスロット１２の数より少なく図示し、コイル１６は単一のもののみを示している。

図８及び図９に示すように、その複数枚のプッシャ４３とともに昇降台４２を昇降させる昇降手段は、雌ねじ部材４４に螺合するボールネジ５１と、このボールネジ５１を回転させるモータ５２とを備える。モータ５２は支持棒４１の上端に設けられた固定台５３に設けられ、ボールネジ５１はその軸心を鉛直にして固定台５３に回転自在であるけれども軸方向に移動不能に支持される。

そして、モータ５２の回転軸５２ａに駆動ギヤ５４が取付けられ、ボールネジ５１にはその駆動ギヤ５４に歯合する従動ギヤ５５が取付けられる。これにより、モータ５２が駆動して回転軸５２ａが駆動ギヤ５４とともに回転すると、従動ギヤ５５が取付けられたボールネジ５１は回転して、そのボールネジ５１が螺合する雌ねじ部材４４が昇降台４２とともに昇降するように構成される。

基台２６には一対の平行なレール２７が水平方向に延びて設けられ、この一対のレール２７には、第一台座３３及び第二台座３４が設けられた可動台３１が移動可能に載置される。そして、この可動台３１は、第一台座３３及び第二台座３４に載置されたステータコア１０及び挿通治具２１とともに水平方向に移動し、ステータコア１０及び挿通治具２１が複数のプッシャ４３の下方に位置する第一位置と、ステータコア１０及び挿通治具２１の上方に作業空間が広がる第二位置との間で往復移動可能に構成される。図９は可動台３１が第二位置にある場合を示す。

このため、ステータコア１０及び挿通治具２１を第一位置とし、その状態で昇降台４２を下降させると、図４に示すように複数のプッシャ４３が保持溝２３に進入し、図３に示すようにプッシャ４３の幅広部４３ｃが対応する各保持溝２３に挿入された状態で、その保持溝２３に辺部１６ａ，１６ｂが挿入されたコイル１６は挿通治具２１の外側に押出されることになる。このようにコイル１６が外側に押出されると、図５に示すように、そのコイル１６は挿通治具２１からステータコア１０側に移動し、その一対の辺部１６ａ，１６ｂは保持溝２３に対向するステータコア１０におけるスロット１２にそれぞれ挿入されるように構成される。

そして、本発明におけるステータの製造装置２０における特徴ある構成は、一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２に挿入された複数のコイル１６のステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに対向して設けられた成形具６１，６２と、プッシャ４３が対応する各保持溝２３に挿入された状態で成形具６１，６２をコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに軸方向から押しつけてコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形する成形具移動手段６３，６４とを備えたところにある。

成形具６１，６２は、軸心を鉛直にするステータコア１０の下方に突出するコイルエンド部１６ｄを成形する下側成形具６１と、そのステータコア１０の上方に突出するコイルエンド部１６ｃを成形する上側成形具６２を備える。また、成形具移動手段は、その下側成形具６１を移動させる下側移動手段６３と、その上側成形具６２を移動させる上側移動手段６４を備える。

図１〜図４に示すように、下側成形具６１及び上側成形具６２は略同一構造であって、これらは厚肉の板状を成し、その中央孔６１ａ，６２ａがそれぞれ形成される。この孔６１ａ，６２ａから放射状にスリット６１ｂ，６２ｂが複数形成され、このスリット６１ｂ，６２ｂは複数のプッシャ４３がこれら成形具６１，６２を通過可能に、複数のプッシャ４３に対向してそのプッシャ４３の数と同数形成される。

また、この下側成形具６１及び上側成形具６２には、複数のコイル１６におけるコイルエンド部１６ｃ，１６ｄの集合体が描く外周の広がりを制限する環状壁６１ｃ，６２ｃが中央孔６１ａ，６２ａと同心を描いて環状に形成され、この環状壁６１ｃ，６２ｃが形成された側の中央孔６１ａ，６２ａ近傍が厚肉になるように複数のスリット６１ｂ，６２ｂが形成された部分は円錐形を成して形成される。そして、環状壁６１ｃ，６２ｃの内側にある底面が、スロット１２に挿入された複数のコイル１６のステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄの突出端に当接するように構成される。

下側成形具移動手段６３は、下側成形具６１が上面に取付けられて複数の支柱３２に上下動可能に設けられた下側昇降板６３ａと、その下側昇降板６３ａの両側に螺合された一対のボールネジ６３ｂと、これらのボールネジ６３ｂを回転させる一対のモータ６３ｃとを備える。

モータ６３ｃは支柱３２に固定された下側固定板６３ｄにその回転軸を鉛直方向上方に向けて取付けられ、ボールネジ６３ｂはその軸心を鉛直にしてモータ６３ｃの回転軸に取付けられる。これにより、一対のモータ６３ｃの回転軸が同期して回転すると、その回転軸に取付けられたボールネジ６３ｂも同期して回転し、それらのボールネジ６３ｂが螺合する下側昇降板６３ａが昇降するように構成される。下側昇降板６３ａにはその中央に複数のプッシャ４３が通過可能な丸孔６３ｅが形成され、この丸孔６３ｅと同軸に下側成形具６１が下側昇降板６３ａに取付けられる。

そして、下側昇降板６３ａが上昇すると、その下側昇降板６３ａの上面に取付けられた下側成形具６１も上昇し、プッシャ４３が対応する各保持溝２３に挿入された状態で、ステータコア１０から下方に突出するコイルエンド部１６ｄに下側成形具６１が軸方向から押しつけられて、そのコイルエンド部１６ｄを成形するように構成される。

一方、上側成形具移動手段６４は、上側成形具６２が下面に取付けられて複数の支持棒４１に上下動可能に設けられた上側昇降板６４ａと、その上側昇降板６４ａの両側に螺合された一対のボールネジ６４ｂと、これらのボールネジ６４ｂを回転させる一対のモータ６４ｃとを備える。

モータ６４ｃは支持棒４１に固定された上側固定板６４ｄにその回転軸を鉛直方向下方に向けて取付けられ、ボールネジ６４ｂはその軸心を鉛直にしてモータ６４ｃの回転軸に取付けられる。これにより、一対のモータ６４ｃの回転軸が同期して回転すると、その回転軸に取付けられたボールネジ６４ｂも同期して回転し、それらのボールネジ６４ｂが螺合する上側昇降板６４ａが昇降するように構成される。上側昇降板６４ａにはその中央に複数のプッシャ４３が通過可能な丸孔６４ｅが形成され、この丸孔６４ｅと同軸に上側成形具６２が上側昇降板６４ａに取付けられる。

上側成形具６２には、その中央孔６２ａから放射状にスリット６２ｂが複数のプッシャ４３が通過可能に、複数のプッシャ４３に対向してそのプッシャ４３の数と同数形成される。このため、その複数のスリット６２ｂにプッシャ４３の下部を進入させた状態で上側昇降板６４ａに取付けられる。これにより、この上側成形具６２は、雌ねじ部材４４の上端が取付けられた複数のプッシャ４３の下端を支持し、それぞれの下端を挿通治具２１の保持溝２３にそれぞれ対応させるガイド材としての役割りを果たす。

そして、上側昇降板６４ａが下降すると、その上側昇降板６４ａの下面に取付けられた上側成形具６２も下降し、プッシャ４３が対応する各保持溝２３に挿入された状態で、ステータコア１０から上方に突出するコイルエンド部１６ｃに上側成形具６２が軸方向から押しつけられて、そのコイルエンド部１６ｃを成形するように構成される。

次に、上記製造装置を用いた本発明によるステータの製造方法を示す。

本発明のステータの製造方法は、予め巻線された複数のコイル１６の一対の辺部１６ａ，１６ｂをステータコア１０のそれぞれスロット１２に挿入してステータ９を製造する方法である。この製造方法では、スリット状の複数の保持溝２３からなりステータコア１０のスロット１２に対応する保持溝２３群が外周に形成された挿通治具２１を用いる。

ステータコイル１６は、線材を巻線することにより予め作製され、この予め作製された複数のステータコイル１６の一対の辺部１６ａ，１６ｂを挿通治具２１の対応する保持溝２３にそれぞれ挿入して、全てのコイル１６を挿通治具２１の円周に沿って配列する。図１では単一のコイル１６のみ示す。

ここで、コイル１６は、図示しない市販の巻線機等を用いて、線材を巻回することにより得られる。

図１に示すように、そのコイル１６は、ステータコア１０のスロット１２に挿入される一対の辺部１６ａ，１６ｂと、その端縁を連結する一対のコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを有し、その両辺部１６ａ，１６ｂの長さＬ３（図７）は、ステータコア１０の全長Ｌ１（図１）より僅かに長く形成される。

そして、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄ部の長さＬ４（図７）は、両辺部１６ａ，１６ｂが挿入されるスロット１２の間の長さより僅かに長く形成され、そのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄは山形を成すように巻線される。

このように作製されたコイル１６を挿通治具２１外周への配設し、その保持溝２３群に複数のコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂを保持溝２３に挿入させる。この複数のコイル１６の一対の辺部１６ａ，１６ｂを保持溝２３群に挿入させるには、その辺部１６ａ，１６ｂを図示しない把持具により挟み、その図示しない把持具を辺部１６ａ，１６ｂとともに、図示しないアクチュエータにより移動させて、それらの辺部１６ａ，１６ｂを保持溝２３群に挿入させることにより行うことができる。

なお、必要であれば、この両辺部１６ａ，１６ｂを予め絶縁紙又はテープ等で被覆し、そのように絶縁処理された両辺部１６ａ，１６ｂを保持溝２３に挿入させるようにしても良い。

この絶縁紙又はテープ等で被覆することは、コイル１６が単体の状態で市販の機械等で可能であるので、絶縁処理された両辺部１６ａ，１６ｂを保持溝２３に挿入させる場合であっても、コイル１６の挿通治具２１外周への配設の自動化は可能になる。

次に、複数のコイル１６を外周に沿って配列させた挿通治具２１は、この状態で、ステータコア１０の内周に挿入する。この際、可動台３１は、図９に示すように、第一台座３３及び第二台座３４の上方に作業空間が広がる第二位置に移動させ、その第一台座３３にステータコア１０を載置させ、そのステータコア１０の内周に挿通治具２１を挿入して第二台座３４に載置することにより、図４に示すように、挿通治具２１をステータコア１０の内周に挿入し、その状態を維持する。

ここで、第一台座３３は、ステータコア１０の下面周囲を支持し、第二台座３４は、挿通治具２１の保持溝２３を除く中央部分を下方から支持するように形成されているので、挿通治具２１をステータコア１０の内周に挿入すると、挿通治具２１の保持溝２３に両辺部１６ａ，１６ｂが挿入されたコイルのステータコア１０より下方に突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄは、第一台座３３の丸孔３３ａであって第二台座３４の外側に形成される空間に、下方に突出した状態で進入することになる。

次に、図４に示すように、前述した押出し手段４０を用いて、挿通治具２１の保持溝２３に保持されたコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂを外径側に押出して、ステータコア１０の対応するスロット１２に挿入する。

即ち、モータ５２を駆動してボールネジ５１が螺合する昇降台４２を複数のプッシャ４３とともに上昇させ、その状態で、第一台座３３及び第二台座３４に載置されたステータコア１０及び挿通治具２１とともに可動台３１を水平方向に移動し、ステータコア１０及び挿通治具２１が複数のプッシャ４３の下方に位置する第一位置まで移動させる。

その後に、上側昇降板６４ａを上側成形具６２とともに下降させ、その上側成形具６２を挿通治具２１に近づけ、上側成形具６２に形成された放射状にスリット６２ｂに挿通された複数のプッシャ４３の先細部４３ａを挿通治具２１の保持溝２３にそれぞれ対応させる。そして、モータ５２を再び駆動して昇降台４２を下降させ、その昇降台４２に設けられた複数のプッシャ４３をその下端から保持溝２３に挿入させていく。

図４に示すように、保持溝２３には、プッシャ４３における先細部４３ａが先に進入し、その後にテーパ部４３ｂが進入することになる。そして、この先細部４３ａに続いて保持溝２３に進入するテーパ部４３ｂは、保持溝２３に挿入されたコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂを挿通治具２１の半径方向外側に押出す。即ち、保持溝２３に挿入された両辺部１６ａ，１６ｂは、プッシャ４３のテーパ部４３ｂによって押されて外径側に押出され、その後に幅広部４３ｃ４３ｃが進入した状態でステータコア１０のスロット１２に完全に挿入される。図３及び図５に、こうしてコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂが、対応するスロット１２に完全に挿入された状態を示す。

ここで、挿通治具２１によって保持されたコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂを外径側に押し広げて各スロット１２に挿入しているので、図７（ａ）に示すように、挿通治具２１によって保持されたコイル１６の両辺部１６ａ，１６ｂの間隔Ｌ４は、各スロット１２に挿入された状態で、図７（ｂ）に示すように、その間隔Ｌ４’は広がり、コイル１６が円周方向に好適に広げられて挿入される事となる。

そして、両辺部１６ａ，１６ｂの端縁を連続させるコイルの各コイルエンド部１６ｃ，１６ｄは山形を成して形成されているので、一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２に挿入された複数のコイルのステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄは、図１０に示すように、それぞれが山形を成して、ステータコア１０の端面から突出するようなものとなる。

このため、本発明の製造方法では、このようにプッシャ４３を対応する各保持溝２３に挿入した状態で、次に、一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２に挿入された複数のコイル１６のステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに成形具６１，６２を軸方向からそれぞれ押しつけて、それらのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形する。これらコイルエンド部１６ｃ，１６ｄの成形は、成形具移動手段６３，６４により成形具６１，６２をそれらのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに押しつけることにより行われる。

即ち、下側成形具移動手段６３にあっては、モータ６３ｃを駆動してボールネジ６３ｂを同期して回転させ、それらのボールネジ６３ｂが螺合する下側昇降板６３ａを上昇させて、その下側昇降板６３ａの上面に取付けられた下側成形具６１を上昇させる。そして、プッシャ４３が対応する各保持溝２３に挿入された状態で、ステータコア１０から下方に突出するコイルエンド部１６ｄに下側成形具６１を軸方向から押しつけて、そのコイルエンド部１６ｄを成形する。

一方、上側成形具移動手段６４にあっては、モータ６４ｃを駆動してボールネジ６４ｂを同期して回転させ、それらのボールネジ６４ｂが螺合する上側昇降板６４ａを下降させて、その上側昇降板６４ａの下面に取付けられた上側成形具６２を下降させる。そして、プッシャ４３が対応する各保持溝２３に挿入された状態で、ステータコア１０から上方に突出するコイルエンド部１６ｃに上側成形具６２を軸方向から押しつけて、そのコイルエンド部１６ｃを成形する。

このように、ステータコア１０の端面から突出するそれぞれのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに成形具６１，６２を軸方向から押しつけて、そのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形すると、図１１に示すように、ステータコア１０の端面から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄの高さは、成形前の高さより小さくなる。従って、本発明では、ステータコア１０の両端面から、コイル１６が突出した部分であるコイルエンド部１６ｃ，１６ｄの高さが比較的小さく、かつ、全周に亘って均一となるステータ９を得ることができる。

ここで、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄの成形は、プッシャ４３を対応する各保持溝２３に挿入した状態で行われるので、成形具６１，６２の押しつけによりコイルエンド部１６ｃ，１６ｄが成形されても、プッシャ４３の存在により、押しつぶされるコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに連続するコイルの辺部１６ａ，１６ｂが各スロット１２から離脱するようなことは無い。依って、本発明では、コイルの辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２から離脱することを防止しつつ、ステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを高さを低くすることができるものとなる。

このように成形具６１，６２を押しつけてコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形すると、その成形具６１，６２を後にコイルエンド部１６ｃ，１６ｄから離間させると、そのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄには、スプリングバックによりステータコア１０の端縁から突出しようとする力が生じる。

一方、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形する以前には、スロット１２に挿入された一対の辺部１６ａ，１６ｂの一部又は全部に、いわゆるスプリングバックによる元に戻ろうとして、そのスロット１２から内径方向に移動して飛び出そうとする力が生じる。

けれども、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形して成形具６１，６２をコイルエンド部１６ｃ，１６ｄから離間させると、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄに生じるステータコア１０の端縁から突出しようとする力により、一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２から飛び出そうとする力は、ステータコア１０の外径側に移動してスロット１２に収納されようとする力に変わる。

このため、その後に保持溝２３からプッシャ４３を取り去っても、いわゆるスプリングバックにより、スロット１２に挿入された一対の辺部１６ａ，１６ｂの一部又は全部が内径方向に移動してそのスロット１２から飛び出してしまうようなことはない。

よって、本発明のステータの製造方法及びその製造装置では、スロット１２に挿入された辺部１６ａ，１６ｂのスロット１２から飛び出しを防止しつつ、ステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄの高さを低くすることが可能になるのである。

そして、その後に、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形した成形具６１，６２をそれらから離間させ、保持溝２３からプッシャ４３を取り去るとともに、挿通治具２１をスタータコア１０の内周から抜き出すことにより、ステータコア１０のスロット１２にステータコイル１６が組み付けられたステータ９を得る。

このようにして得られたステータ９は、図１１に示すように、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄがコンパクトで均一に突出した状態となるので、このステータ９やそれを用いて作られるモータをコンパクトにすることができるものとなる。

なお、上述した実施の形態では、プッシャ４３を対応する各保持溝２３に挿入して、一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２に挿入された後に、複数のコイル１６のステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに成形具６１，６２を軸方向から押しつける場合を説明した。

けれども、図２〜図４に示すように、複数のスリット６１ｂ，６２ｂが形成された部分が円錐形を成して形成された各成形具６１，６２を用いる場合には、そのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに成形具６１，６２を押しつけつつ、プッシャ４３を対応する各保持溝２３に挿入して、一対の辺部１６ａ，１６ｂをスロット１２に挿入するようにしても良い。

一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２に挿入される以前に、成形具６１，６２をコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに接触させると、そのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄは成形具６１，６２の複数のスリット６１ｂ，６２ｂが形成された部分に接触することになる。そして、このスリット６１ｂ，６２ｂが形成された部分が円錐形を成していると、その傾斜により、その部分に接触するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄは外径方向に導かれることになり、コイル１６全体を速やかに外径方向に押し広げることができる。

また、コイルエンド部１６ｃ，１６ｄに成形具６１，６２を押しつけつつ、一対の辺部１６ａ，１６ｂをスロット１２に挿入するようにすると、一対の辺部１６ａ，１６ｂを外径方向に案内するプッシャ４３の軸方向の移動に追随して、コイル１６がステータコア１０の軸方向に移動するようなことを無くすこともできる。

一方、プッシャ４３を対応する各保持溝２３に挿入して、一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２に挿入された後に、複数のコイル１６のステータコア１０の端縁から突出するコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに成形具６１，６２を軸方向から押しつける場合、複数のスリット６１ｂ，６２ｂが形成された部分を円錐形に形成することを必要としない。

例えば、図１２及び図１３に示すように、比較的厚肉の板状を成す下側成形具６１及び上側成形具６２において、中央孔６１ａ，６２ａから放射状にスリット６１ｂ，６２ｂを形成するけれども、その部分を厚肉のままとし、一対の辺部１６ａ，１６ｂがスロット１２に挿入されたコイル１６のコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを成形する部分を周溝Ｍ，Ｎとして形成しても良い。

このような成形具６１，６２をコイルエンド部１６ｃ，１６ｄに軸方向から押しつけると、複数のスリット６１ｂ，６２ｂが形成された部分が円錐形に形成された成形具６１，６２に比較して、ステータコア１０の端縁のコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを周溝Ｍ，Ｎの範囲内において確実に成形することが可能となり、そのコイルエンド部１６ｃ，１６ｄを外周側に広げて成形することもできるので、その後に、コア１０の内周に図示しないロータ等を挿入する後の工程を円滑に行うことが期待できる。

１０ ステータコア
１２ スロット
１６ コイル
１６ａ，１６ｂ 辺部
１６ｃ，１６ｄ コイルエンド部
２０ ステータの製造装置
２１ 挿通治具
２３ 保持溝
４３ プッシャ
６１，６２ 成形具
６３，６４ 成形具移動手段

Claims (3)

1. スリット状の複数の保持溝(23)からなりステータコア(10)のスロット(12)に対応する保持溝(23)群が外周に形成された挿通治具(21)を用い、予め巻線された複数のコイル(16)の辺部(16a,16b)を前記保持溝(23)群にそれぞれ挿入して各コイル(16)を前記挿通治具(21)の円周に沿って配列し、前記挿通治具(21)を前記ステータコア(10)の内周に挿入して前記保持溝(23)が前記ステータコア(10)の対応するスロット(12)に整合するように位置決めした後、先端に向かうほど幅狭となる板状のプッシャ(43)を対応する前記各保持溝(23)に先端から挿入し、前記保持溝(23)に挿入された各コイル(16)の辺部(16a,16b)を外径側に押出して前記ステータコア(10)の対応する前記スロット(12)に挿入してステータを製造する方法において、
   前記プッシャ(43)の前記各保持溝(23)への挿入前に前記プッシャ(43)が通過可能なスリット(61b,62b)が形成された成形具(61,62)を前記挿通治具(21)の端縁に対向させて配置し、
   前記スリット(61b,62b)を介して前記プッシャ(43)を対応する前記各保持溝(23)に挿入し、
   前記プッシャ(43)を前記各保持溝(23)に挿入した状態で、前記辺部(16a,16b)が前記スロット(12)に挿入された前記複数のコイル(16)の前記ステータコア(10)の端縁から突出するコイルエンド部(16c,16d)に前記成形具(61,62)を軸方向から押しつけて前記コイルエンド部(16c,16d)を成形する
   ことを特徴とするステータの製造方法。
2. ステータコア(10)の内周に挿入できると共に前記ステータコア(10)のスロット(12)に対応してスリット状の複数の保持溝(23)が外周に形成された挿通治具(21)と、前記保持溝(23)に対応して配置され先端に向かうほど幅狭となる板状のプッシャ(43)とを備え、前記プッシャ(43)を対応する前記各保持溝(23)に先端から挿入し、前記保持溝(23)に挿入されたコイル(16)の辺部(16a,16b)を外径側に押出してそれぞれ対応する前記スロット(12)に挿入するように構成されたステータを製造する装置において、
   前記辺部(16a,16b)がスロット(12)に挿入された前記複数のコイル(16)の前記ステータコア(10)の端縁から突出するコイルエンド部(16c,16d)に対向して設けられ前記プッシャ(43)が挿通可能な複数のスリット(61b,62b)が形成された成形具(61,62)と、
   前記プッシャ(43)が対応する前記各保持溝(23)に挿入された状態で前記成形具(61,62)を前記コイルエンド部(16c,16d)に軸方向から押しつけて前記コイルエンド部(16c,16d)を成形する成形具移動手段(63,64)と
   を備えたことを特徴とするステータの製造装置。
3. 成形具(61,62)のコイルエンド部(16c,16d)に対向する中央部分は、円錐状に形成されるとともに、前記成形具(61,62)の前記コイルエンド部(16c,16d)に対抗する面には、前記コイルエンド部(16c,16d)の外周への広がりを制限する環状壁(61c,62c)が形成された請求項２記載のステータの製造装置。

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