JP7255225B2 - ステータの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータの組立方法に関する。

従来、スロットを含むステータコアと、スロットに配置されるコイルとを備えるステータの組立方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、スロットを含むステータコアと、スロットに配置されるコイルとを備えるステータの製造方法（組立方法）が開示されている。この製造方法では、押し出し手段としてのローラがステータコアの径方向の内側から外側に向かってコイルを押すことにより、コイルをスロットの最終挿入位置まで挿入する。また、この製造方法では、あるコイルの挿入作業後、ステータコアが押し出し手段に対して周方向に回転されるとともに、回転後の位置において、次のコイルの挿入作業が行われる。同様の作業がステータコアの全周にわたって繰り返されることにより、ステータコアの全周にわたってコイルがスロットに挿入される。

特許第５４３４７０４号公報

ここで、コイルとスロットとを絶縁するために、ステータコアのスロットに絶縁部材（絶縁紙など）が配置される場合がある。絶縁部材が配置される場合、絶縁部材は、スロットの内側面に沿って概略Ｕ字状に折り曲げられた状態で、スロットに配置される。コイルは、絶縁部材の開口部を介して、スロットに挿入される。

コイルが絶縁部材の開口部を介してスロットに挿入される際、絶縁部材の開口部が通常よりも閉じていると、コイルと絶縁部材の開口部とが衝突する可能性が有る。コイルと絶縁部材の開口部とが衝突した場合、絶縁部材が押し潰されたり、破れたりするため、絶縁部材の形状が崩れる。絶縁部材の形状が崩れると、コイルがスロットと直接接触するため、絶縁部材によるコイルとスロットとの間の絶縁を確保することができないという不都合がある。

そこで、コイルをスロットに挿入する工程の前に、絶縁部材の開口部を開放する開放治具を、絶縁部材に挿入する場合がある。開放治具を絶縁部材に挿入すれば、絶縁部材の開口部が開放された状態でコイルをスロットに挿入することができるので、コイルと絶縁部材の開口部とが衝突する可能性を低減することができる。

しかしながら、スロットに配置された絶縁部材に開放治具を挿入する場合であって、上記特許文献１に記載されるようにステータコアを回転させる場合、ステータコアを回転させるためには、ステータコアと共に、開放治具も回転させる必要が有る。ステータコアと共に開放治具を回転させる場合、ステータコアを回転させる回転機構だけでなく、開放治具を回転させる回転機構も設ける必要があるため、ステータの組立方法を行うステータの組立装置が大型化しかつ複雑化する。このため、ステータの組立装置の小型化および簡素化を図ることができないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、スロットに配置された絶縁部材に開放治具を挿入する場合にも、ステータの組立装置の小型化および簡素化を図ることが可能なステータの組立方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるステータの組立方法は、スロットを含むステータコアと、スロットに配置されるコイルと、スロットに配置され、スロットとコイルとを絶縁する絶縁部材とを備えるステータの組立方法であって、絶縁部材をスロットに配置する工程と、絶縁部材を配置する工程の後、開放治具をスロットに配置された絶縁部材に挿入することにより、絶縁部材のうちのステータコアの径方向の一方側の部分を開放させる工程と、絶縁部材を開放させる工程の後、コイル挿入部により径方向の一方側から他方側に向かってコイルを押すことにより、コイルをスロットに挿入する工程と、コイルを挿入する工程の後、開放治具をスロットに配置された絶縁部材から退避させる工程と、開放治具を退避させる工程の後、押していたコイルからコイル挿入部を離す工程と、前記コイル挿入部を離す工程の後、コイル挿入部をステータコアに対してステータコアの周方向に所定角度だけ相対回転させる工程と、を備え、コイルを挿入する工程、押していたコイルからコイル挿入部を離す工程、および、コイル挿入部をステータコアに対して周方向に所定角度だけ相対回転させる工程の一連の流れが、複数回行われる。

この発明の一の局面によるステータの組立方法では、上記のように、コイルを挿入する工程の後、開放治具をスロットに配置された絶縁部材から退避させる工程を行う。これにより、開放治具がスロットから退避されたとしても、スロットに挿入されたコイルにより、絶縁部材が開放された状態を維持し続けることができる。その結果、ステータコアと共に開放治具を回転させなくても、絶縁部材が開放された状態を維持し続けることができる。また、上記のように、開放治具を退避させる工程の後、コイル挿入部をステータコアに対してステータコアの周方向に所定角度だけ相対回転させる工程を行う。これにより、開放治具をスロットから退避させた状態で、ステータコアを回転させることができる。その結果、ステータコアと共に開放治具を回転させる必要が無いので、開放治具を回転させる専用の回転機構を設ける必要が無い。これにより、ステータの組立装置が大型化しかつ複雑化することを極力防止することができるので、その分、ステータの組立装置の小型化および簡素化を図ることができる。

本発明によれば、上記のように、スロットに配置された絶縁部材に開放治具を挿入する場合にも、ステータの組立装置の小型化および簡素化を図ることができる。

一実施形態によるステータの斜視断面図である。 一実施形態によるステータをＺ方向から見た部分拡大図である。 一実施形態によるコイルの斜視図である。 一実施形態による絶縁部材の斜視図である。 一実施形態によるステータの組立装置の装置上側に配置されたコイル挿入部、コア保持部、ガイド治具が挿入されたステータコアおよびコイルの斜視断面図および装置下側に配置された絶縁部材開放部の斜視断面図である。 一実施形態によるステータの組立装置のブロック図である。 一実施形態によるコイル挿入部をＺ方向から見た図である。 一実施形態によるコイル挿入部の曲率半径およびコイルの曲率半径を説明するための図である。 一実施形態による絶縁部材開放部の斜視断面図である。 一実施形態による絶縁部材開放部の開放治具を説明するための図である。 一実施形態による絶縁部材をスロットに配置する工程を説明するための図である。 一実施形態による絶縁部材開放部により絶縁部材を開放させる工程を説明するための図である。 一実施形態によるコイルをスロットに挿入する工程を説明するための図（１）であって、（Ａ）は、挿入前のコイルおよび挿入後のコイルをＺ方向から見た図であり、（Ｂ）は、挿入前のコイルおよび挿入後のコイルをＣ１方向から見た図である。 一実施形態によるコイルの最初の挿入作業を説明するための図である。 一実施形態による絶縁部材開放部を絶縁部材から退避させる工程を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（ステータの構成）
まず、図１～図４を参照して、本実施形態によるステータ１００の構成について説明する。なお、図１では、ステータ１００の斜視断面図（半円環形状）を示しているが、ステータ１００は、円環形状に形成されている。

なお、本願明細書では、「中心軸線方向」とは、図１に示すステータコア１０（ステータ１００）の中心軸線Ａ（ロータの回転軸線）に沿った方向（Ｚ方向）を意味する。また、「周方向」とは、ステータコア１０の周方向（Ｂ１方向またはＢ２方向）を意味する。また、「径方向」とは、ステータコア１０の半径方向を意味する。また、「径方向の内側」とは、ステータコア１０の中心に向かう方向（Ｃ１方向）側を意味する。また、「径方向の外側」とは、ステータコア１０の外に向かう方向（Ｃ２方向）側を意味する。なお、径方向の内側は、特許請求の範囲の「径方向の一方側」の一例である。また、径方向の外側は、特許請求の範囲の「径方向の他方側」の一例である。

ステータ１００は、ロータ（回転子、図示せず）と共に、回転電機を構成する固定子である。図１および図２に示すように、ステータ１００は、ステータコア１０と、コイル２０とを備える。

〈ステータコア〉
ステータコア１０は、たとえば、中心軸線方向に積層された複数の電磁鋼板からなる。ステータコア１０は、円環形状に形成されている。ステータコア１０は、円環の内径側であって中心軸線Ａを含む領域に、ロータを配置するための空間を有する。

ステータコア１０は、バックヨーク１１を含む。バックヨーク１１は、ステータコア１０のうちの外周部分（外径側部分）である。バックヨーク１１は、円環形状に形成されている。

また、ステータコア１０は、複数のティース１２を含む。複数のティース１２は、バックヨーク１１から径方向の内側に向かって突出する凸部である。複数のティース１２は、ステータコア１０の周方向に沿って等角度間隔に配置されている。隣接する２つのティース１２の間には、スロット１３が形成されている。

スロット１３は、径方向の内側から外側に向かって窪む凹部である。スロット１３は、中心軸線方向から見て、Ｕ字形状に形成されている。スロット１３は、径方向の内側に開口する開口部１３ａを有する。スロット１３は、コイル２０の後述するスロット収容部２１を収容して保持する。スロット１３は、複数形成されている。複数のスロット１３は、ステータコア１０の周方向に沿って等角度間隔に配置されている。スロット１３およびティース１２は、周方向に沿って交互に配置されている。

〈コイル〉
図１～図３に示すように、コイル２０は、通電されることにより、ロータを回転させる磁界を発生させる。コイル２０は、平角導線により構成されている。平角導線は、矩形形状の断面を有する導線であって、導電性が高い金属（銅、アルミニウムなど）からなる。コイル２０は、１本の平角導線を複数回だけ巻回する（螺旋状に巻回する）ことにより形成されている。コイル２０は、環形状（六角形形状、八角形形状など）に形成されている。コイル２０は、分布巻きされている。コイル２０は、複数設けられている。複数のコイル２０は、各スロット１３に配置（挿入）されている。複数のコイル２０は、周方向に沿って配列されている。周方向に沿って配列された複数のコイル２０は、コイルアッセンブリ３０を構成する。コイルアッセンブリ３０は、円環形状に形成されている。

コイル２０は、スロット収容部２１と、コイルエンド部２２と、リード線部２３とを含む。スロット収容部２１は、コイル２０のうちのスロット１３に収容される部分である。スロット収容部２１は、中心軸線方向に沿って延びる直線形状に形成されている。スロット収容部２１は、周方向に間隔を隔てて一対形成されている。一対のスロット収容部２１は、周方向に間隔を隔てた互いに異なるスロット１３に収容されている。

コイルエンド部２２は、コイル２０のうちの周方向に間隔を隔てた一対のスロット収容部２１を接続する部分である。コイルエンド部２２は、径方向の内側から見て、三角形状に形成されている。コイルエンド部２２は、中心軸線方向の一方側および他方側にそれぞれ形成されている。中心軸線方向の一方側のコイルエンド部２２は、中心軸線方向の一方側において一対のスロット収容部２１を接続するとともに、スロット１３から中心軸線方向の一方側に突出している。中心軸線方向の他方側のコイルエンド部２２は、中心軸線方向の他方側において一対のスロット収容部２１を接続するとともに、スロット１３から中心軸線方向の他方側に突出している。

リード線部２３は、コイル２０のうちの交流電源部から交流電力が供給されるか、または、他のコイル２０のリード線部２３と接続（接合）される部分である。リード線部２３は、折り曲げられるように形成されている。リード線部２３は、スロット収容部２１から連続して延びるように、最も径方向の内側のスロット収容部２１、および、最も径方向の外側のスロット収容部２１にそれぞれ形成されている。径方向の内側のリード線部２３および径方向の外側のリード線部２３は、共に、中心軸線方向の他方側に形成されている。径方向の内側のリード線部２３および径方向の外側のリード線部２３は、スロット１３から中心軸線方向の他方側に突出している。以下では、リード線部２３が設けられた中心軸線方向の他方側を、「リード側」と称し、リード線部２３が設けられていない中心軸線方向の一方側を、「反リード側」と称することが有る。

〈絶縁部材〉
図１、図２および図４に示すように、各スロット１３には、スロット１３とコイル２０とを電気的に絶縁する絶縁部材４０が配置されている。絶縁部材４０は、折り曲げ可能なシート状の部材である。絶縁部材４０は、スロット１３に沿った形状に形成されている。具体的には、絶縁部材４０は、スロット１３の周方向に互いに対向する内壁面１３ｂ、および、径方向の外側の内壁面１３ｃに沿った形状に形成されている。絶縁部材４０は、折り曲げられることにより、中心軸線方向から見てＵ字形状に形成されている。

絶縁部材４０は、周方向に互いに対向する一対の側壁部４１と、径方向の外側において一対の側壁部４１を接続する側壁部４２とを含む。一対の側壁部４１は、コイル２０のスロット収容部２１とスロット１３の一対の内壁面１３ｂとの間に配置されている。一対の側壁部４１は、コイル２０のスロット収容部２１とスロット１３の一対の内壁面１３ｂとを絶縁する。絶縁部材４０では、一対の側壁部４１のうちの径方向の内側の部分により、径方向の内側に開口する開口部４０ａが形成されている。

側壁部４２は、コイル２０のスロット収容部２１とスロット１３の内壁面１３ｃとの間に配置されている。側壁部４２は、コイル２０のスロット収容部２１とスロット１３の内壁面１３ｃとを絶縁する。絶縁部材４０では、一対の側壁部４１のうちの中心軸線方向の一方側の部分、および、側壁部４２のうちの中心軸線方向の一方側の部分により、中心軸線方向の一方側に開口する開口部４０ｂが形成されている。また、一対の側壁部４１のうちの中心軸線方向の他方側の部分、および、側壁部４２のうちの中心軸線方向の他方側の部分により、中心軸線方向の他方側に開口する開口部４０ｃが形成されている。

（ステータの組立装置の構成）
次に、図５～図１０を参照して、ステータ１００の組立装置２００の構成について説明する。

組立装置２００は、コイル２０（コイルアッセンブリ３０）を、ステータコア１０のスロット１３に挿入（装着）する装置である。図５および図６に示すように、組立装置２００は、コア保持部２１０と、コイル挿入部２２０と、絶縁部材開放部２３０と、制御部２４０とを備える。なお、図５では、装置下側に配置される絶縁部材開放部２３０を、紙面上側に示し、装置上側に配置されるコア保持部２１０、コイル挿入部２２０を、紙面下側に示している。

〈コア保持部〉
図５に示すように、コア保持部（パレット）２１０は、ステータコア１０およびコイル２０（コイルアッセンブリ３０）を保持している。具体的には、コア保持部２１０は、ガイド治具２５０が挿入（装着）されたステータコア１０およびコイル２０を保持している。

ガイド治具２５０は、コイル２０をステータコア１０のスロット１３に挿入する際、コイル２０をガイドする治具である。ガイド治具２５０は、第１ガイド治具２５１と、第２ガイド治具２５２とを含んでいる。第１ガイド治具２５１は、ステータコア１０のティース１２に対して中心軸線方向の外側に配置されたガイド治具である。第１ガイド治具２５１は、ステータコア１０に対して中心軸線方向の一方側および他方側のそれぞれに配置されている。第２ガイド治具２５２は、ステータコア１０のティース１２に対して径方向の内側に配置されたガイド治具である。第１ガイド治具２５１および第２ガイド治具２５２は、共に、ティース１２毎に配置されている。第１ガイド治具２５１および第２ガイド治具２５２は、共に、コイルアッセンブリ３０のティース孔（ティース１２が挿入される孔）に挿入されている。

図６に示すように、コア保持部２１０は、コア保持部２１０を周方向に回転させる駆動モータ２１１により、周方向に沿って回転可能に構成されている。コア保持部２１０は、ステータコア１０およびコイル２０を保持した状態で、周方向に沿って回転可能に構成されている。コア保持部２１０に保持されたステータコア１０およびコイル２０は、コア保持部２１０と共に、周方向に沿って回転される。

〈コイル挿入部〉
図５および図７に示すように、コイル挿入部２２０は、コイル２０（コイルアッセンブリ３０）を、ステータコア１０のスロット１３に挿入する治具である。コイル挿入部２２０は、径方向の内側から外側に向かってコイル２０を押す。これにより、コイル挿入部２２０は、コイル２０（コイルアッセンブリ３０）を径方向の内側から外側に向かって移動させるように構成されている。また、コイル挿入部２２０は、コイル２０を径方向の内側から外側に向かって移動させることにより、ステータコア１０のスロット１３に挿入するように構成されている。本実施形態では、コイル挿入部２２０は、径方向の内側から外側に向かってコイル２０を押す挿入作業を複数回行うことにより、ステータコア１０のスロット１３にコイル２０を挿入するように構成されている。

コイル挿入部２２０は、コイル挿入部２２０を径方向に移動させる駆動モータ２２１（図６参照）により、径方向に沿って移動可能に構成されている。つまり、コイル挿入部２２０は、駆動モータ２２１により、径方向の内側から外側に向かって移動可能で、かつ、径方向の外側から内側に向かって移動可能に構成されている。これにより、コイル挿入部２２０は、原点位置Ｐ１（実線により示す）、挿入位置Ｐ２（二点鎖線により示す）、および、退避位置Ｐ３（破線により示す）の間で径方向に移動可能に構成されている。

原点位置Ｐ１は、最初の挿入作業の前にコイル挿入部２２０が配置されているコイル挿入部２２０の初期位置である。原点位置Ｐ１は、コイル挿入部２２０が最も径方向の内側に配置された位置である。挿入位置Ｐ２は、挿入作業を行う際、コイル挿入部２２０がコイル２０に接触してコイル２０を押す位置である。挿入位置Ｐ２は、コイル２０の挿入作業が進行するにつれて、径方向の内側に徐々にシフトする。退避位置Ｐ３は、挿入作業同士の間に、コイル挿入部２２０がステータコア１０に対して周方向に相対回転される際、コイル２０から離れて退避する位置である。退避位置Ｐ３は、原点位置Ｐ１よりも径方向の外側で、かつ、挿入位置Ｐ２よりも径方向の内側に位置する位置である。

また、コイル挿入部２２０は、周方向に沿って複数（８つ）設けられている。複数のコイル挿入部２２０は、周方向に沿って等角度間隔に配置されている。複数のコイル挿入部２２０は、径方向の内側から外側に向かって放射状に移動することにより、周方向に沿って等角度間隔離れた位置において、互いに異なるコイル２０の部分（コイルアッセンブリ３０の部分）を押すように構成されている。これにより、一度に広範囲でコイル２０の挿入を行うことができるので、コイル２０の挿入工程に要する時間を短縮可能である。なお、コイル２０を押す際、複数のコイル挿入部２２０は、同期して移動される。

ここで、複数のコイル挿入部２２０が径方向の内側から外側に向かって放射状に移動すると、周方向に隣接するコイル挿入部２２０同士が周方向に離れる。コイル挿入部２２０同士が周方向に離れると、周方向に沿って配列されたコイル２０の全部（コイルアッセンブリ３０の全部分）を均一に押すことが困難である。

そこで、本実施形態では、ステータコア１０およびコイル２０を周方向に所定角度だけ回転させることにより、複数のコイル挿入部２２０をステータコア１０に対して周方向に所定角度だけ相対回転させる回転作業を行う。また、相対回転後の位置から、複数のコイル挿入部２２０によりコイル２０を押す挿入作業を再び行う。本実施形態では、回転作業と挿入作業とが交互に行われつつ、コイル２０がステータコア１０のスロット１３に挿入される。これにより、周方向に沿って配列されたコイル２０の全部（コイルアッセンブリ３０の全部分）を均一に押すことが可能である。回転作業では、コイル挿入部２２０の数に応じた所定角度だけ、複数のコイル挿入部２２０がステータコア１０に対して周方向に相対回転される。たとえば、コイル挿入部２２０の数が８つである場合、所定角度として、２２．５度（＝３６０度／８／２）、１１．２５度（＝３６０度／８／４）などを採用することができる。

また、複数のコイル挿入部２２０は、中心軸線方向に沿って一対設けられている。一対の複数のコイル挿入部２２０により、コイル２０のうちの中心軸線方向の一方側の部分および他方側の部分を同時に押すことが可能である。その結果、コイル２０をスロット１３に挿入する際、回転軸線方向の一方側または他方側のいずれかにおいてコイル２０が傾くことを低減可能である。なお、コイル２０を押す際、一対の複数のコイル挿入部２２０は、同期して移動される。

中心軸線方向の一方側（反リード側）の複数のコイル挿入部２２０は、コイル２０の中心軸線方向の一方側（反リード側）のコイルエンド部２２を押すように構成されている。コイル２０を押す際、中心軸線方向の一方側の複数のコイル挿入部２２０は、コイル２０の中心軸線方向の一方側のコイルエンド部２２に対して径方向の内側で、かつ、このコイルエンド部２２と径方向に対向する位置に配置されている。また、中心軸線方向の他方側（リード側）の複数のコイル挿入部２２０は、コイル２０の中心軸線方向の他方側（リード側）のコイルエンド部２２を押すように構成されている。コイル２０を押す際、中心軸線方向の他方側の複数のコイル挿入部２２０は、コイル２０の中心軸線方向の他方側のコイルエンド部２２に対して径方向の内側で、かつ、径方向に対向する位置に配置されている。

また、図７および図８に示すように、コイル挿入部２２０は、周方向に沿って湾曲するコイル押し面２２０ａを含んでいる。コイル押し面２２０ａは、径方向の外側に向かって突出する凸形状に形成されている。コイル２０を押す際、コイル押し面２２０ａは、コイル２０のコイルエンド部２２のうちの径方向の内側の部分と接触している。コイル押し面２２０ａは、曲率半径Ｒ１（図８参照）を有している。曲率半径Ｒ１は、スロット１３への挿入前のコイル２０の曲率半径Ｒ２よりも大きい。このため、最初の挿入作業では、コイル押し面２２０ａのうちの周方向の両端部がコイル２０と接触しやすく、コイル押し面２２０ａのうちの周方向の中央部がコイル２０と接触しにくい。その結果、最初の挿入作業では、コイル押し面２２０ａのうちの周方向の両端部により押されるコイル２０の移動量が、コイル押し面２２０ａのうちの周方向の中央部により押されるコイル２０の移動量よりも大きくなる。なお、図８では、理解の容易のため、コイル挿入部２２０およびコイル２０（コイルアッセンブリ３０）を、破線により模式的に示している。

〈絶縁部材開放部〉
図９に示すように、絶縁部材開放部２３０は、ステータコア１０のスロット１３に配置された絶縁部材４０のうちの径方向の一方側の部分（開口部４０ａ）を開放させる治具である。絶縁部材開放部２３０は、絶縁部材開放部２３０を中心軸線方向に移動させる駆動モータ２３１（図６参照）により、中心軸線方向に沿って移動可能に構成されている。つまり、絶縁部材開放部２３０は、駆動モータ２３１により、中心軸線方向の一方側から他方側に向かって移動可能で、かつ、中心軸線方向の他方側から一方側に向かって移動可能に構成されている。

絶縁部材開放部２３０は、複数の開放治具２３２を含む。複数の開放治具２３２は、スロット１３（絶縁部材４０）毎に設けられている。複数の開放治具２３２は、周方向に沿ってスロット１３と同じ角度間隔に配置されている。開放治具２３２は、中心軸線方向の一方側（反リード側）から他方側（リード側）に向かってスロット１３に配置された絶縁部材４０に挿入されることにより、絶縁部材４０の開口部４０ａを開放させるように構成されている。絶縁部材４０に挿入された開放治具２３２は、中心軸線方向の他方側から一方側に向かってスロット１３に配置された絶縁部材４０から退避されるように構成されている。

図１０に示すように、開放治具２３２は、第１開放治具２３２ａと、第２開放治具２３２ｂとを有する。第１開放治具２３２ａおよび第２開放治具２３２ｂは、共に、平板形状に形成されている。第１開放治具２３２ａは、スロット１３に配置された絶縁部材４０のうちの径方向の外側の部分に挿入されるように構成されている。第１開放治具２３２ａは、第２開放治具２３２ｂに対して径方向の外側に配置されている。第２開放治具２３２ｂは、スロット１３に配置された絶縁部材４０のうちの径方向の内側の部分に挿入されるように構成されている。第２開放治具２３２ｂは、第１開放治具２３２ａに対して径方向の内側に配置されている。第２開放治具２３２ｂは、径方向に移動可能に構成されている。具体的には、第２開放治具２３２ｂは、第２開放治具２３２ｂを径方向の内側に付勢する付勢部材２３３（コイルばねなど）による付勢力に抗して、径方向の内側に移動可能に構成されている。これにより、コイル挿入部２２０によりコイル２０がスロット１３に挿入された際、コイル２０と共に第２開放治具２３２ｂを径方向の内側に移動させることが可能である。

〈制御部〉
制御部２４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含み、組立装置２００の動作を制御する制御回路である。具体的には、制御部２４０は、駆動モータ２１１、２２１および２３１を制御することにより、コア保持部２１０、コイル挿入部２２０および絶縁部材開放部２３０の動作をそれぞれ制御するように構成されている。

（ステータの組立方法）
次に、図１１～図１５を主に参照して、組立装置２００によるステータ１００の組立方法について説明する。この組立方法では、コア保持部２１０、コイル挿入部２２０および絶縁部材開放部２３０の動作は、制御部２４０により制御されている。

〈絶縁部材を配置する工程〉
まず、図１１に示すように、ステータコア１０のスロット１３に絶縁部材４０が配置される。具体的には、スロット１３の開口部１３ａを介して、径方向の内側から外側に向かって挿入されることにより、絶縁部材４０がスロット１３に配置される。なお、後述する絶縁部材４０を開放させる工程の前は、絶縁部材４０の開口部４０ａは、完全に開放した状態（開放治具２３２が配置された状態）よりも閉じた状態（図１１の最も右側の絶縁部材４０参照）になっている場合がある。

〈コイルを配置する工程〉
次に、図５に示すように、ステータコア１０に対して径方向の内側にコイル２０（コイルアッセンブリ３０）が配置される。具体的には、ステータコア１０のティース１２およびスロット１３に径方向に対向する位置にコイル２０が配置される。そして、ステータコア１０およびコイル２０にガイド治具２５０の第１ガイド治具２５１および第２ガイド治具２５２が挿入（装着）される。そして、ガイド治具２５０が挿入されたステータコア１０およびコイル２０がコア保持部２１０に保持される。

〈絶縁部材を開放させる工程〉
次に、図１２に示すように、中心軸線方向の一方側（反リード側）から他方側（リード側）に向かってスロット１３に配置された絶縁部材４０に絶縁部材開放部２３０の開放治具２３２が挿入される。開放治具２３２が挿入されると、開放治具２３２の第２開放治具２３２ｂにより、絶縁部材４０のうちの径方向の内側の部分（開口部４０ａ）が開放される。これにより、コイル２０と絶縁部材４０とが衝突することを防止可能である。その結果、衝突に起因して絶縁部材４０の形状が崩れることを防止することができるので、絶縁部材４０によるコイル２０とスロット１３との間の絶縁を確保可能である。

〈コイルを挿入する工程〉
次に、コイル挿入部２２０により径方向の内側から外側に向かってコイル２０を押す挿入作業が複数回行われることにより、スロット１３にコイル２０が挿入される。

図１３（Ａ）に示すように、コイル２０は、スロット収容部２１およびリード線部２３の根元部がスロット１３の内壁面１３ｂおよびガイド治具２５０の側面に接触しつつ、内壁面１３ｂおよびガイド治具２５０にガイドされながらスロット１３に挿入される。また、所定のコイル２０のリード線部２３の根元部が、ガイド治具２５０の第１ガイド治具２５１の中心軸線方向の角部に周方向に押し付けられつつ、コイル２０がスロット１３に挿入される。また、コイル２０は、挿入作業が進行するにつれて、スロット１３への挿入前のコイル２０（二点鎖線により示す）の曲率半径Ｒ２から、スロット１３への挿入完了後のコイル２０（実線により示す）の曲率半径Ｒ３（＝Ｒ１＞Ｒ２）まで、曲率半径が大きくなるように変形しつつ、スロット１３に挿入される。また、コイル２０は、挿入作業が進行するにつれて、周方向に拡張されるように変形しつつ、スロット１３に挿入される。具体的には、図１３（Ｂ）に示すように、コイル２０は、挿入作業が進行するにつれて、コイルエンド部２２が周方向に拡張され、かつ、中心軸線方向に縮むように変形しつつ、スロット１３に挿入される。

〈最初の挿入作業〉
図７に示すように、複数回の挿入作業のうちの最初の挿入作業では、原点位置Ｐ１から挿入位置Ｐ２まで、コイル挿入部２２０が径方向の内側から外側に向かって移動される。また、図１４に示すように、最初の挿入作業では、コイル２０を構成する導線が複数本（３本など）だけスロット１３に挿入される移動量だけ、コイル挿入部２２０によりコイル２０が押される。好ましくは、コイル挿入部２２０により押される複数のコイル２０のうちの移動量が最も小さいコイル２０を構成する導線が複数本だけスロット１３に挿入される移動量だけ、コイル２０が押される。移動量が最も小さいコイル２０は、たとえば、コイル挿入部２２０のコイル押し面２２０ａのうちの周方向の中央部により押されるコイル２０である。また、図１５に示すように、最初の挿入作業では、スロット１３に挿入されたコイル２０と共に、開放治具２３２の第２開放治具２３２ｂが径方向の内側に移動される。

〈開放治具を退避させる工程〉
そして、最初の挿入作業後、中心軸線方向の他方側から一方側に向かってスロット１３に配置された絶縁部材４０から開放治具２３２が退避される。この際、コイル挿入部２２０がコイル２０に接触した状態で、スロット１３に配置された絶縁部材４０から開放治具２３２が退避される。なお、開放治具２３２が退避される際、コイル挿入部２２０は、コイル２０に単に接触しているだけであってもよいし、コイル２０に接触して押して（荷重を加えて）いてもよい。

〈２回目以降の挿入作業〉
そして、開放治具２３２の退避後、押していたコイル２０（挿入位置Ｐ２）から退避位置Ｐ３までコイル挿入部２２０が離れる。そして、押していたコイル２０から退避位置Ｐ３までコイル挿入部２２０を離した状態で、コイル挿入部２２０をステータコア１０に対して所定角度（２２．５度など）だけ相対回転させる回転作業が行われる。回転作業では、コア保持部２１０を周方向に所定角度だけ回転させることにより、ステータコア１０およびコイル２０が周方向に所定角度だけ回転される。そして、ステータコア１０およびコイル２０が周方向に所定角度だけ回転されることにより、コイル挿入部２２０がステータコア１０およびコイル２０に対して周方向に所定角度だけ相対的に回転される。そして、相対回転後の位置から、コイル挿入部２２０によりコイル２０が再び押される。以後、最後の挿入作業まで、退避位置Ｐ３への退避作業、回転作業および挿入作業が繰り返して行われる。そして、挿入完了位置まで全部のコイル２０が挿入された後、リード線部２３が、他のリード線部２３と接合可能なように、折り曲げられるように成形される。その後、図１に示すステータ１００の組立が完了する。

（本実施形態の組立方法の効果）
本実施形態の組立方法では、以下のような効果を得ることができる。

上記実施形態では、コイル（２０）を挿入する工程の後、開放治具（２３２）をスロット（１３）に配置された絶縁部材（４０）から退避させる工程を行う。これにより、開放治具（２３２）がスロット（１３）から退避されたとしても、スロット（１３）に挿入されたコイル（２０）により、絶縁部材（４０）が開放された状態を維持し続けることができる。その結果、ステータコア（１０）と共に開放治具（２３２）を回転させなくても、絶縁部材（４０）が開放された状態を維持し続けることができる。また、上記のように、開放治具（２３２）を退避させる工程の後、コイル挿入部（２２０）をステータコア（１０）に対してステータコア（１０）の周方向に所定角度だけ相対回転させる工程を行う。これにより、開放治具（２３２）をスロット（１３）から退避させた状態で、ステータコア（１０）を回転させることができる。その結果、ステータコア（１０）と共に開放治具（２３２）を回転させる必要が無いので、開放治具（２３２）を回転させる専用の回転機構を設ける必要が無い。これにより、ステータの組立装置が大型化しかつ複雑化することを極力防止することができるので、その分、ステータ（１００）の組立装置（２００）の小型化および簡素化を図ることができる。

また、上記実施形態では、コイル（２０）を挿入する工程は、コイル（２０）を構成する導線が複数本だけスロット（１３）に挿入される移動量だけ、コイル挿入部（２２０）によりコイル（２０）を押す工程を含む。このように構成すれば、導線がスプリングバックしたとしても、導線をスロット（１３）内（絶縁部材（４０）内）に留めることができる。その結果、開放治具（２３２）がスロット（１３）から退避された場合において、スロット（１３）に挿入されたコイル（２０）の導線により、絶縁部材（４０）が開放された状態を確実に維持し続けることができる。

また、上記実施形態では、コイル（２０）を挿入する工程は、コイル挿入部（２２０）により複数のコイル（２０）を押す際、複数のコイル（２０）のうちの移動量が最も小さいコイル（２０）を構成する導線が複数本だけスロット（１３）に挿入される移動量だけ、コイル挿入部（２２０）によりコイル（２０）を押す工程を含む。このように構成すれば、複数のコイル（２０）のうちのいずれのコイル（２０）においても、導線をスロット（１３）内（絶縁部材（４０）内）に確実に留めることができる。

また、上記実施形態では、コイル挿入部（２２０）を相対回転させる工程は、押していたコイル（２０）からコイル挿入部（２２０）を離した状態で、コイル挿入部（２２０）をステータコア（１０）に対して周方向に所定角度だけ相対回転させる工程である。ここで、コイル（２０）とコイル挿入部（２２０）とを接触させた状態でコイル挿入部（２２０）を相対回転させた場合、回転中に、コイル（２０）とコイル挿入部（２２０）との間に摩擦力が生じる。そこで、上記のように構成すれば、回転中に、コイル（２０）とコイル挿入部（２２０）との間に摩擦力が生じることを低減することができるので、コイル挿入部（２２０）をステータコア（１０）に対して容易に相対回転させることができる。

また、上記実施形態では、コイル挿入部（２２０）を相対回転させる工程は、押していたコイル（２０）から、原点位置（Ｐ１）よりも径方向の他方側に位置する退避位置（Ｐ３）まで、コイル挿入部（２２０）を離す工程を含む。このように構成すれば、押していたコイル（２０）から原点位置（Ｐ１）までコイル挿入部（２２０）を離す場合に比べて、コイル挿入部（２２０）を挿入中のコイル（２０）の近くに配置することができる。その結果、相対回転後、コイル挿入部（２２０）によりコイル（２０）を次に押す際、コイル挿入部（２２０）の移動量を小さくすることができるので、コイル（２０）を押す作業に要する時間を短くすることができる。これにより、ステータ（１００）の生産性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、開放治具（２３２）を退避させる工程は、コイル挿入部（２２０）をコイル（２０）に接触させた状態で、開放治具（２３２）をスロット（１３）に配置された絶縁部材（４０）から退避させる工程である。このように構成すれば、開放治具（２３２）を退避させる際、外力（開放治具（２３２）からの外力など）がコイル（２０）に加わったとしても、接触させたコイル挿入部（２２０）により、コイル（２０）が位置ずれすることを低減することができる。

また、上記実施形態では、コイル（２０）を挿入する工程は、コイル挿入部（２２０）により径方向の内側から外側に向かってコイル（２０）を押すことにより、コイル（２０）をスロット（１３）に挿入する工程であり、コイル挿入部（２２０）を相対回転させる工程は、ステータコア（１０）を周方向に所定角度だけ回転させることにより、コイル挿入部（２２０）をステータコア（１０）に対して周方向に所定角度だけ相対回転させる工程である。このように構成すれば、コイル挿入部（２２０）がステータコア（１０）の径方向の内側から外側に向かってコイル（２０）を挿入し、かつ、ステータコア（１０）を周方向に所定角度だけ回転させる場合にも、ステータ（１００）の組立装置（２００）の小型化および簡素化を図ることができる。

また、上記実施形態では、絶縁部材（４０）を開放させる工程は、開放治具（２３２）をステータコア（１０）の中心軸線方向の一方側から他方側に向かってスロット（１３）に配置された絶縁部材（４０）に挿入することにより、絶縁部材（４０）のうちの径方向の一方側の部分を開放させる工程であり、開放治具（２３２）を退避させる工程は、開放治具（２３２）を中心軸線方向の他方側から一方側に向かってスロット（１３）に配置された絶縁部材（４０）から退避させる工程である。このように構成すれば、開放治具（２３２）が中心軸線方向に移動する場合にも、ステータ（１００）の組立装置（２００）の小型化および簡素化を図ることができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、径方向の内側にスロットの開口部が設けられたステータコアを備えるステータの組立方法、および、このステータの組立装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、径方向の外側にスロットの開口部が設けられたステータコアを備えるステータの組立方法、および、このステータの組立装置に適用されてもよい。

また、上記実施形態では、挿入作業後、押していたコイルから退避位置までコイル挿入部が離れる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、挿入作業後、押していたコイルから原点位置までコイル挿入部が離れてもよい。また、コイル挿入部をステータコアおよびコイルに対して相対回転可能であれば、挿入作業後、押していたコイルからコイル挿入部が離れなくてもよい。

また、上記実施形態では、ステータコアおよびコイルを周方向に回転させることにより、ステータコアおよびコイルに対してコイル挿入部が相対回転される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コイル挿入部自体を周方向に回転させることにより、ステータコアおよびコイルに対してコイル挿入部が相対回転されてもよい。また、ステータコアおよびコイルとコイル挿入部との両方を周方向に回転させることにより、ステータコアおよびコイルに対してコイル挿入部が相対回転されてもよい。

また、上記実施形態では、最初の挿入作業において、コイルを構成する導線が複数本だけスロットに挿入される移動量だけ、コイル挿入部によりコイルが押される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、最初の挿入作業において、コイルを構成する導線が１本だけスロットに挿入される移動量だけ、コイル挿入部によりコイルが押されてもよい。

また、上記実施形態では、コイル挿入部をコイルに接触させた状態で、開放治具を絶縁部材から退避させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コイル挿入部をコイルから離した状態で、開放治具を絶縁部材から退避させてもよい。

また、上記実施形態では、コイル挿入部が８つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コイル挿入部が８つ以外の複数設けられてもよい。また、コイル挿入部が１つのみ設けられてもよい。

１０ ステータコア
１３ スロット
２０ コイル
４０ 絶縁部材
１００ ステータ
２００ 組立装置
２２０ コイル挿入部
２３２ 開放治具

Claims (7)

1. スロットを含むステータコアと、前記スロットに配置されるコイルと、前記スロットに配置され、前記スロットと前記コイルとを絶縁する絶縁部材とを備えるステータの組立方法であって、
   前記絶縁部材を前記スロットに配置する工程と、
   前記絶縁部材を配置する工程の後、開放治具を前記スロットに配置された前記絶縁部材に挿入することにより、前記絶縁部材のうちの前記ステータコアの径方向の一方側の部分を開放させる工程と、
   前記絶縁部材を開放させる工程の後、コイル挿入部により前記径方向の一方側から他方側に向かって前記コイルを押すことにより、前記コイルを前記スロットに挿入する工程と、
   前記コイルを挿入する工程の後、前記開放治具を前記スロットに配置された前記絶縁部材から退避させる工程と、
   前記開放治具を退避させる工程の後、押していた前記コイルから前記コイル挿入部を離す工程と、
   前記コイル挿入部を離す工程の後、前記コイル挿入部を前記ステータコアに対して前記ステータコアの周方向に所定角度だけ相対回転させる工程と、を備え、
   前記コイルを挿入する工程、押していた前記コイルから前記コイル挿入部を離す工程、および、前記コイル挿入部を前記ステータコアに対して前記周方向に前記所定角度だけ相対回転させる工程の一連の流れが、複数回行われる、ステータの組立方法。
2. 前記コイルを挿入する工程は、前記コイルを構成する導線が複数本だけ前記スロットに挿入される移動量だけ、前記コイル挿入部により前記コイルを押す工程を含む、請求項１に記載のステータの組立方法。
3. 前記コイルを挿入する工程は、前記コイル挿入部により複数の前記コイルを押す際、前記複数のコイルのうちの移動量が最も小さいコイルを構成する導線が複数本だけ前記スロットに挿入される移動量だけ、前記コイル挿入部により前記コイルを押す工程を含む、請求項２に記載のステータの組立方法。
4. 前記コイル挿入部を離す工程は、押していた前記コイルから、原点位置よりも前記径方向の他方側に位置する退避位置まで、前記コイル挿入部を離す工程である、請求項１に記載のステータの組立方法。
5. 前記開放治具を退避させる工程は、前記コイル挿入部を前記コイルに接触させた状態で、前記開放治具を前記スロットに配置された前記絶縁部材から退避させる工程である、請求項１～４のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
6. 前記コイルを挿入する工程は、前記コイル挿入部により前記径方向の内側から外側に向かって前記コイルを押すことにより、前記コイルを前記スロットに挿入する工程であり、
   前記コイル挿入部を相対回転させる工程は、前記ステータコアを前記周方向に前記所定角度だけ回転させることにより、前記コイル挿入部を前記ステータコアに対して前記周方向に前記所定角度だけ相対回転させる工程である、請求項１～５のいずれか１項に記載のステータの組立方法。
7. 前記絶縁部材を開放させる工程は、前記開放治具を前記ステータコアの中心軸線方向の一方側から他方側に向かって前記スロットに配置された前記絶縁部材に挿入することにより、前記絶縁部材のうちの前記径方向の一方側の部分を開放させる工程であり、
   前記開放治具を退避させる工程は、前記開放治具を前記中心軸線方向の他方側から一方側に向かって前記スロットに配置された前記絶縁部材から退避させる工程である、請求項１～６のいずれか１項に記載のステータの組立方法。

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