JP7382376B2 - ステータ組立装置及びステータ組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータ組立装置及びステータ組立方法に関する。

従来、絶縁部材を装着したステータコアのスロットに、絶縁部材の噛み込みを防止しながら、ステータコアの内方からコイルを挿入する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。

特許文献１に記載の技術は、絶縁部材が装着されたコイル挿入前のステータコアのスロット内に、ステータコアの中心軸方向の外側から２つのガイド治具を挿入して絶縁部材を開放させ、その状態でコイルを一方のガイド治具に当てながらスロット内に移動させ、ガイド部材同士が当接した後に、２つのガイド治具をスロット内から退避させるようにしている。

特許第６７３３８２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ガイド治具の先端側の形状は、断面略四辺形の一対の側面をステータコアの径方向に沿って先細りさせているだけであるため、スロット内の絶縁部材の開口端が閉じた状態に近い状態まで狭くなっている場合、ガイド治具をスロット内に挿入することが困難になるおそれがある。

本発明は、スロット内の絶縁部材の開口端が閉じた状態に近い状態まで狭くなっている場合でも、コイルの挿入に先立って、絶縁部材を開口状態に復帰させることができ、ステータの組立作業性の良いステータ組立装置及びステータ組立方法を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係るステータ組立装置は、絶縁部材（例えば、後述の絶縁紙２４）を装着したステータコア（例えば、後述のステータコア２）のスロット（例えば、後述のスロット２２）に、前記ステータコアの内方からコイル（例えば、後述の帯状コイル１００）を挿入してステータ（例えば、後述のステータ２００）を組み立てるステータ組立装置（例えば、後述のステータ組立装置１）であって、前記ステータコアの中心軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記ステータコアに向けて移動することにより、少なくとも一部が前記絶縁部材の開口端（例えば、後述の開口端２４ａ）内に掛かった状態で、前記コイルが挿入される前の前記絶縁部材の内側に挿入され、前記スロットに向けて移動する前記コイルの移動方向前方に配置される先行ガイド部材（例えば、後述の先行ガイド部材６１）を備え、前記先行ガイド部材は、長手方向から見て四辺形状をなし、前記先行ガイド部材の先端部（例えば、後述の先端部６１ａ）は、前記ステータコアの径方向の一方端部（例えば、後述の一方端部６１ｂ）側を頂点（例えば、後述の頂点Ｐ）として前記ステータコアの径方向に沿って傾斜するとともに、前記ステータコアの径方向に沿う前記先行ガイド部材の中心線（例えば、後述の中心線Ｏ）に向けて先細りする形状を有し、前記頂点は、前記ステータコアの径方向外側に配置される。

（２） 上記（１）に記載のステータ組立装置において、前記ステータコアの周方向に沿う前記先行ガイド部材の横幅（例えば、後述の横幅Ｗ１２，Ｗ２２）は、前記ステータコアの周方向に沿う前記コイルの幅（例えば、後述の幅Ｗ０）以上であることが好ましい。

（３） 本発明に係るステータ組立方法は、絶縁部材（例えば、後述の絶縁紙２４）を装着したステータコア（例えば、後述のステータコア２）のスロット（例えば、後述のスロット２２）に、前記ステータコアの内方からコイル（例えば、後述の帯状コイル１００）を挿入してステータ（例えば、後述のステータ２００）を組み立てるステータ組立方法であって、前記コイルを前記スロット内に挿入する前に、前記ステータコアの中心軸方向外側から、少なくとも一部が前記絶縁部材の開口端（例えば、後述の開口端２４ａ）内に掛かった状態で、前記スロットに向けて移動する前記コイルの移動方向前方に配置されるように、先行ガイド部材（例えば、後述の先行ガイド部材６１）を前記絶縁部材の内側に挿入する工程を備え、前記先行ガイド部材は、長手方向から見て四辺形状をなし、前記先行ガイド部材の先端部（例えば、後述の先端部６１ａ）は、前記ステータコアの径方向の一方端部（例えば、後述の一方端部６１ｂ）側を頂点（例えば、後述の頂点Ｐ）として前記ステータコアの径方向に沿って傾斜するとともに、前記ステータコアの径方向に沿う前記先行ガイド部材の中心線（例えば、後述の中心線Ｏ）に向けて先細りする形状を有し、前記頂点は、前記ステータコアの径方向外側に配置される。

上記（３）に記載のステータ組立方法において、前記ステータコアの周方向に沿う前記先行ガイド部材の横幅（例えば、後述の横幅Ｗ１２，Ｗ２２）は、前記ステータコアの周方向に沿う前記コイルの幅（例えば、後述の幅Ｗ０）以上であることが好ましい。

上記（１）によれば、絶縁部材の開口端が閉じた状態に近い状態まで狭くなっている場合でも、ステータコアの中心軸方向に沿って絶縁部材の内側に先行ガイド部材を円滑に挿入することができる。先行ガイド部材は、長手方向から見て四辺形状をなし、ステータコアの径方向の一方端部側を頂点としてステータコアの径方向に沿って傾斜するとともに、ステータコアの径方向に沿う中心線に向けて先細りする形状を有し、頂点が、ステータコアの径方向外側に配置される構成を有しており、少なくとも一部が絶縁部材の開口端内に掛かった状態でスロット内に挿入されるため、先行ガイド部材を絶縁部材の内側に挿入するだけで、コイルの挿入に先立って、絶縁部材の開口端を開口した状態に復帰させることができる。そのため、ステータの組立作業性の良いステータ組立装置を提供することができる。

上記（２）によれば、絶縁部材の開口端を、コイルの幅よりも広く開口させることができるため、コイルの挿入性がさらに向上する。

上記（３）によれば、絶縁部材の開口端が閉じた状態に近い状態まで狭くなっている場合でも、ステータコアの中心軸方向に沿って絶縁部材の内側に先行ガイド部材を円滑に挿入することができる。先行ガイド部材は、長手方向から見て四辺形状をなし、ステータコアの径方向の一方端部側を頂点としてステータコアの径方向に沿って傾斜するとともに、ステータコアの径方向に沿う中心線に向けて先細りする形状を有し、頂点が、ステータコアの径方向外側に配置される構成を有しており、少なくとも一部が絶縁部材の開口端内に掛かった状態でスロット内に挿入されるため、先行ガイド部材を絶縁部材の内側に挿入するだけで、コイルの挿入に先立って、絶縁部材の開口端を開口した状態に復帰させることができる。そのため、ステータの組立作業性の良いステータ組立方法を提供することができる。

上記（４）によれば、絶縁部材の開口端を、コイルの幅よりも広く開口させることができるため、コイルの挿入性がさらに向上する。

ステータ組立装置の外観を示す側面図である。 ステータ組立装置における位置決め治具とコイル巻取治具を分解して示す斜視図である。 ステータコアのスロットに装着された絶縁部材を示す斜視図である。 コイルの一例を示す展開図である。 ステータコアの内側に装着されたコイル巻取治具にコイル拡張装置を装着する様子を示す斜視図である。 ステータ組立装置におけるガイド機構を中心軸方向から見た図である。 ガイド機構における先行ガイド部材を示す断面図である。 ガイド機構における強化ガイド部材を示す断面図である。 先行ガイド部材の先端部をステータコアの径方向に沿って見た図である。 先行ガイド部材の先端部をステータコアの周方向に沿って見た図である。 先行ガイド部材の先端部をステータコアの中心軸方向に沿って見た図である。 ステータコアのスロットにガイド部材を挿入する様子を示す図である。 先行ガイド部材がスロット内に図９Ａ及び図９Ｂ中のＡ部の位置まで挿入されたときのスロット内における先行ガイド部材の断面形状を示す図である。 先行ガイド部材がスロット内に図９Ａ及び図９Ｂ中のＢ部の位置まで挿入されたときのスロット内における先行ガイド部材の断面形状を示す図である。 先行ガイド部材がスロット内に図９Ａ及び図９Ｂ中のＣ部の位置まで挿入されたときのスロット内における先行ガイド部材の断面形状を示す図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 ステータコアの内方からスロットにコイルを挿入する動作過程を説明する図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 スロットにコイルが挿入される様子を示す図である。 ステータの外観を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１、図２に示すように、ステータ組立装置１は、ステータコア２と、ステータコア２を位置決めして固定する位置決め治具３と、帯状コイル１００を円環状に巻き取ったコイル巻取治具４と、コイル巻取治具４に巻き取られた帯状コイル１００を拡張させるコイル拡張機構部５と、ステータコア２のスロット２２への帯状コイル１００の挿入をガイドするガイド機構部６と、を備える。

ステータコア２は、図２及び図３に示すように、例えば、薄肉のコアプレートが複数積層された積層体からなる円環部２１を有する。円環部２１の中心には、軸方向に貫通する貫通孔２０を有する。ステータコア２は、ステータコア２の軸方向に貫通する複数のスロット２２を有する。スロット２２は、円環部２１の周方向に沿って一定の間隔で放射状に配列され、円環部２１の径方向内側の貫通孔２０に向けて開口する開口部２２ａを有する。本実施形態のステータコア２は、７２個のスロット２２を有する。ステータコア２の円環部２１の外周には、一定の間隔で突出する６つの耳部２３を有する。

なお、図２に示すように、ステータコア２及び位置決め治具３において、スロット２２が配列されるＸ方向が周方向である。貫通孔２０の中心から放射方向に沿うＹ方向が径方向である。Ｘ方向及びＹ方向に直交し、ステータコア２の貫通孔２０の中心軸に沿うＺ方向が中心軸方向である。

位置決め治具３は、図１及び図２に示すように、ステータコア２の中心軸方向の寸法に略等しい中心軸方向の寸法を有する六角柱形状に形成され、ステータコア２を挿入して配置可能なステータコア挿入孔３１を中央に有する。位置決め治具３は、ステータコア２の６つの耳部２３をそれぞれ支持することによって、ステータコア２をステータコア挿入孔３１内の所定の位置及び姿勢に固定する。本実施形態のステータ組立装置１において、位置決め治具３は、ステータコア挿入孔３１内に固定されたステータコア２の中心軸方向が水平方向になるように、ステータ組立装置１の基台１１の中央部に固定される。

ステータコア２のスロット２２には、図３に示すように、それぞれ絶縁部材である絶縁紙２４が予め装着されている。絶縁紙２４は、ステータコア２を軸方向から見たときのスロット２２の略コ字状の内面形状に倣うように、略コ字状に折り曲げられて形成される。絶縁紙２４は、ステータコア２の径方向内側の貫通孔２０に向けて開口している。その開口端２４ａは、スロット２２の開口部２２ａに配置され、絶縁紙２４の内側を貫通孔２０に向けて開放している。

図２に示すように、位置決め治具３の中心軸方向の両端面３ａ，３ａには、長尺な薄板状に形成される複数のカフスガイド３２が、周方向に沿って一定の間隔で放射状に配列されている。カフスガイド３２は、後述の帯状コイル１００をステータコア２のスロット２２内に挿入する際に、ステータコア２の中心軸方向の両端面から突出する絶縁紙２４を支持するとともに、帯状コイル１００のスロット２２内への移動を案内する。カフスガイド３２は、それぞれ図示しないシリンダ等のアクチュエータの駆動によって、ステータコア２の径方向に沿って進退移動可能に設けられる。

コイル巻取治具４は、略円筒状の治具本体４１と、治具本体４１の外周に放射状に突出する複数の櫛歯部４２と、を有する。櫛歯部４２は、治具本体４１の中心軸方向の両端部にそれぞれ設けられる。治具本体４１の周方向に隣り合う櫛歯部４２，４２間の数は、ステータコア２に設けられるスロット２２の数に一致している。コイル巻取治具４は、ステータコア２の貫通孔２０に挿入可能となるように、櫛歯部４２の先端の位置によって規定されるコイル巻取治具４の外径が、ステータコア２の貫通孔２０の孔径以下になるように形成されている。

コイル巻取治具４の複数の櫛歯部４２には、ステータコア２に装着するための帯状コイル１００が円環状に巻き取られる。帯状コイル１００は、図４に示すように、断面形状が略矩形状の平角導線１０１によって形成される長尺帯状の連続する波巻コイルからなる。連続する波巻コイルは、コイルをステータコア２にセットする際、世間一般の主流である、コイルを複数のセグメントに分割成形し、スロット内への挿入後にコイルエンドを溶接する技術を必要としないため、溶接個所の熱加工に対応できるように、例えば、コイルに高純度の銅材を使用する必要がない。そのため、不純物を含むリサイクル銅材を使用することも可能となり、資源の循環利用の実現に貢献することができる。しかも、波巻コイルは、溶接の必要がないことから、コイルの軽量化が可能であり、このコイルを使用した回転電機の軽量化を図ることができる。回転電機がハイブリッドカーに搭載される場合、車両重量が軽量化されることによって、二酸化炭素の削減が可能であり、地球環境上の悪影響を軽減することができる。

帯状コイル１００は、複数の直線部１０２と複数のコイルエンド部１０３とを有する。直線部１０２は、ステータコア２のスロット２２内に挿入される部位であり、それぞれ略直線状に延びて一定の間隔で平行に配置される。コイルエンド部１０３は、直線部１０２よりも帯状コイル１００の側端寄りの位置にそれぞれ配置され、隣り合う直線部１０２の一方端部同士と他方端部同士とを、帯状コイル１００の長さ方向に沿って、略三角形の山型状に交互に連結する。コイルエンド部１０３は、帯状コイル１００がステータコア２のスロット２２に装着された際に、スロット２２からステータコア２の軸方向にそれぞれ突出し、帯状コイル１００をスロット２２内に挿入する際に、後述するコイル拡張機構部５によって押圧される部位である。本実施形態の帯状コイル１００は、複数の直線部１０２と複数のコイルエンド部１０３とがそれぞれ折り曲げ形成された６本の平角導線１０１を、直線部１０２が一定の間隔で平行に並列するように束ねることによって、長尺帯状に形成される。

コイル巻取治具４は、ステータコア２の貫通孔２０に挿入される前に、帯状コイル１００の直線部１０２を櫛歯部４２，４２の間に外方から順次挿入することによって、帯状コイル１００を多重に巻き取っている。これによって、図２に示すように、帯状コイル１００が円環状に巻き取られたコイル巻取治具４が構成される。

ステータコア２の内側の貫通孔２０に挿入されたコイル巻取治具４は、位置決め治具３を間に挟んで、ステータコア２の中心軸方向の両側に対面するように一対配置されるコイル拡張機構部５に支持されることによって、所定の位置及び姿勢に保持される。本実施形態のコイル拡張機構部５は、図５に示すように、略円柱状の外観形状を有し、図１に示すように、ステータコア２の内側に挿入されたコイル巻取治具４に対して、その中心軸方向から対向するように配置される。コイル拡張機構部５は、図示しないアクチュエータの駆動によって、基台１１上を直線的に移動し、コイル巻取治具４に対して当接する方向及び離隔する方向にそれぞれ移動可能に設けられる。

コイル拡張機構部５は、略円筒状に形成され、先端側の外周に複数のコイル押圧部５１を有する。複数のコイル押圧部５１は、コイル拡張機構部５の先端側の外周に沿って配列され、図示しないアクチュエータの駆動によって径方向に沿って拡径及び縮径可能に設けられる。縮径状態のコイル押圧部５１の外径は、コイル巻取治具４に巻き取られた円環状の帯状コイル１００の内径以下である。拡径状態のコイル押圧部５１の外径は、コイル巻取治具４の外径よりも大きい。コイル拡張機構部５は、縮径状態のコイル押圧部５１をコイル巻取治具４に巻き取られた円環状の帯状コイル１００の内側に挿入することによって、コイル巻取治具４を保持する。帯状コイル１００の内側に挿入されたコイル押圧部５１が拡径すると、帯状コイル１００が外側に向けて押圧されて拡径する。これによって、帯状コイル１００の直線部１０２が、径方向外側に配置されるスロット２２内の絶縁紙２４の内側に向けて移動し、スロット２２内に挿入される。コイル拡張機構部５のコイル押圧部５１は、帯状コイル１００を径方向外側に向けて押圧して、帯状コイル１００の直線部１０２をスロット２２内の絶縁紙２４の内側に移動させる押圧手段を構成する。

ガイド機構部６は、図１に示すように、コイル拡張機構部５と同様に、位置決め治具３を間に挟んで、ステータコア２の中心軸方向の両側に対面するように一対配置される。一対のガイド機構部６は、コイル拡張機構部５の外周側にそれぞれ同芯状に配置されている。

一対のガイド機構部６は同一構成であるため、図６～図９を参照して、一方のガイド機構部６の構成について説明する。図６は、一方のガイド機構部６をステータコア２の中心軸方向に沿う方向から見た図である。ガイド機構部６は、円環状に配列される複数の先行ガイド部材６１と、先行ガイド部材６１の外側に円環状に配列される複数の強化ガイド部材６２と、を有する。

先行ガイド部材６１は、スロット２２内に装着された絶縁紙２４の内側に対して、ステータコア２の中心軸方向に沿って挿入可能な十分な長さを有する棒状体からなる。先行ガイド部材６１の長手方向に直交する断面は、先細り状の先端部を除き、角部が丸められた四辺形状である。そのため、先行ガイド部材６１は、長手方向から見た場合、四辺形状をなしている。先行ガイド部材６１の長手方向は、ステータコア２の中心軸方向に沿って配置されている。

ステータコア２の径方向に沿う先行ガイド部材６１の縦幅Ｗ１１（図１３Ａ参照）は、ステータコア２の径方向に沿うスロット２２の深さよりも十分に小さい。本実施形態の先行ガイド部材６１の縦幅Ｗ１１は、スロット２２の深さの略１／５に設定されている。ステータコア２の周方向に沿う先行ガイド部材６１の横幅Ｗ１２（図１３Ａ参照）は、スロット２２内の絶縁紙２４の内側におけるステータコア２の周方向に沿う幅以下である。この先行ガイド部材６１の横幅Ｗ１２は、スロット２２内に挿入される帯状コイル１００の直線部１０２におけるステータコア２の周方向に沿う幅Ｗ０（図１３Ａ参照）よりも大きい。

先行ガイド部材６１は、１つのスロット２２に対して少なくとも１つずつ設けられ、スロット２２の配列ピッチと同じ配列ピッチで円環状に配列されている。本実施形態の先行ガイド部材６１は、１つのスロット２２に対して１つずつ設けられるが、先行ガイド部材６１は、１つのスロット２２に対して複数設けられてもよい。

図７に示すように、先行ガイド部材６１の先端は先細り状に形成される。この先行ガイド部材６１の先端形状については後述する。先行ガイド部材６１の基端側には、円環状の径方向外側に向けて突出する操作部６１１がそれぞれ形成される。操作部６１１には、径方向外側に向けて長尺に延びるガイド孔６１２が設けられる。ガイド孔６１２内には、ガイド機構部６に設けられる支持板部６０１が径方向（図７の上下方向）にスライド可能に係合している。これによって、先行ガイド部材６１は、ガイド機構部６に径方向に移動可能に支持される。

操作部６１１の先端側には、連結板６１３の一端が回転軸６１３ａによって回転可能に取り付けられている。連結板６１３の他端は、操作部６１１に対する先行ガイド部材６１の延び方向と反対方向（図７の右方向）に延び、回転軸６１３ｂによってガイド機構部６の先行ガイド部材支持部６０２に回転可能に取り付けられている。回転軸６１３ｂに対して操作部６１１と反対側の連結板６１３の他端側には、連結板６１３の他端側を径方向外側に向けて付勢するコイルスプリング等からなる弾発部材６１４が設けられている。

弾発部材６１４が連結板６１３の他端側を径方向外側に向けて付勢することによって、先行ガイド部材６１は、連結板６１３に押されて径方向内側に向けて常に押し付けられている。しかし、先行ガイド部材６１に対して、径方向内側から外側に向けて弾発部材６１４の付勢力を上回る押圧力が作用すると、先行ガイド部材６１は、図７中の白抜き矢印に沿って、径方向外側に向けて拡径するように移動可能である。押圧力が解除されると、先行ガイド部材６１は、弾発部材６１４の付勢力が作用することによって、径方向内側に向けて縮径して定常状態に復帰する。

複数の先行ガイド部材６１は、図６に示すガイド機構部６に設けられる第１ガイド部材駆動用のアクチュエータ６１０の駆動によって、ステータコア２の中心軸方向に移動可能に設けられる。アクチュエータ６１０は、図１に示すステータ組立装置１の制御部１０によって制御される。アクチュエータ６１０が駆動すると、アクチュエータ６１０は、先行ガイド部材支持部６０２をステータコア２の中心軸方向に沿って、ステータコア２に向かう方向及びステータコア２から離れる方向に移動させる。先行ガイド部材支持部６０２がステータコア２に向かう方向に移動することによって、複数の先行ガイド部材６１は、それぞれ対応するスロット２２内の絶縁紙２４の内側に、ステータコア２の中心軸方向から挿入される。先行ガイド部材支持部６０２がステータコア２から離れる方向に移動することによって、複数の先行ガイド部材６１は、スロット２２内の絶縁紙２４の内側からステータコア２の中心軸方向の外側に離脱する。

強化ガイド部材６２は、スロット２２内に装着された絶縁紙２４の内側に対して、ステータコア２の中心軸方向に沿って挿入可能な長さで、且つ先行ガイド部材６１の長さよりも短い棒状体からなる。強化ガイド部材６２の長手方向に直交する断面は、先細り状の先端部を除き、角部が丸められた四辺形状をなしている。ステータコア２の径方向に沿う強化ガイド部材６２の縦幅Ｗ２１（図１３Ａ参照）は、先行ガイド部材６１の縦幅Ｗ１１と略同一である。ステータコア２の周方向に沿う強化ガイド部材６２の横幅Ｗ２２（図１３Ａ参照）は、先行ガイド部材６１の横幅Ｗ１２と略同一である。

強化ガイド部材６２は、１つのスロット２２に対して３つずつ設けられる。すなわち、強化ガイド部材６２は、図８に示すように、最も内径側の第１強化ガイド部材６２ａと、第１強化ガイド部材６２ａの径方向外側に配置される第２強化ガイド部材６２ｂと、第２強化ガイド部材６２ｂの径方向外側に配置される第３強化ガイド部材６２ｃと、によって構成される。第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃは、それぞれスロット２２の配列ピッチと同じ配列ピッチで円環状に配列され、径方向に積層されている。しかし、強化ガイド部材６２の最も内径側の第１強化ガイド部材６２ａと先行ガイド部材６１との間は、１本分の先行ガイド部材６１の縦幅Ｗ１１及び１本分の第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃの縦幅Ｗ２１に相当する距離Ｌで離隔している（図１０、図１３Ａ参照）。具体的な距離Ｌは、スロット２２の仕様、絶縁紙２４の種類等によって適宜設定されるものであり、特に限定されないが、本実施形態においては４．２ｍｍに設定されている。

図８に示すように、第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃの先端はそれぞれ先細り状に形成される。第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃの基端側には、円環状の径方向外側に向けて突出する操作部６２１ａ，６２１ｂ，６２１ｃがそれぞれ形成される。操作部６２１ａ，６２１ｂ，６２１ｃは、ガイド機構部６のアクチュエータ６２０にそれぞれ個別に連結されている。

第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃは、ガイド機構部６に設けられる強化ガイド部材駆動用のアクチュエータ６２０の駆動によって、ステータコア２の中心軸方向に個別に移動可能に設けられる。アクチュエータ６２０は、図６に示すように、第１強化ガイド用アクチュエータ６２０ａ、第２強化ガイド用アクチュエータ６２０ｂ、第３強化ガイド用アクチュエータ６２０ｃからなり、図１に示すステータ組立装置１の制御部１０によってそれぞれ個別に制御される。

アクチュエータ６２０が駆動すると、アクチュエータ６２０は、第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃをステータコア２の中心軸方向に沿って、ステータコア２に向かう方向及びステータコア２から離れる方向にそれぞれ個別に移動させる。第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃがステータコア２に向かう方向に移動することによって、第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃは、それぞれ対応するスロット２２内の絶縁紙２４の内側に、ステータコア２の中心軸方向から挿入される。第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃがステータコア２から離れる方向に移動することによって、第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃは、それぞれスロット２２内の絶縁紙２４の内側からステータコア２の中心軸方向の外側に個別に離脱可能である。

ここで、先行ガイド部材６１の先端形状について図９Ａ～図９Ｃを参照して説明する。先行ガイド部材６１の先端部６１ａは、ステータコア２の径方向に沿う先行ガイド部材６１の一方端部６１ｂ側に頂点Ｐを有する。先行ガイド部材６１の先端部６１ａは、この頂点Ｐからステータコア２の径方向に沿う先行ガイド部材６１の他方端部６１ｃ側に向けて、ステータコア２の径方向に沿って傾斜している。本実施形態の先行ガイド部材６１における先端部６１ａは、図９Ｂに示すように直線的に傾斜しているが、曲線を描くように傾斜していてもよい。

さらに、図９Ａ及び図９Ｃに示すように、先行ガイド部材６１の先端部６１ａは、ステータコア２の径方向に沿う先行ガイド部材６１の中心線Ｏに向けて先細りする形状を有する。ステータコア２の周方向に面している先行ガイド部材６１の両側面６１ｄ，６１ｄは、先端に向かうに従って徐々に細くなり、略中心線Ｏ上で互いに突き合わされる。これによって、先行ガイド部材６１の先端部６１ａには、一方端部６１ｂ側の頂点Ｐから他方端部６１ｃ側に向けて傾斜する稜線Ｐａが形成される。この稜線Ｐａは、先行ガイド部材６１の中心線Ｏに略一致している。本実施形態の先行ガイド部材６１において、両側面６１ｄ，６１ｄが先細りすることによって形成される傾斜面６１ｄ１，６１ｄ１は、図９Ａに示すように直線的に傾斜する平面によって形成されているが、曲面によって形成されていてもよい。

このような先端形状を有する先行ガイド部材６１は、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように、頂点Ｐがステータコア２の径方向外側（Ｙ１側）に配置されるように、ガイド機構部６に取り付けられる。

次に、ステータ組立装置１において、ステータコア２のスロット２２内の絶縁紙２４の内側に帯状コイル１００の直線部１０２を挿入する工程について説明する。図１０、図１１Ａ～図１１Ｃ及び図１２Ａ～図１２Ｊは、コイル巻取治具４に巻き取られた帯状コイル１００を、ステータコア２の内方からステータコア２のスロット２２内の絶縁紙２４の内側に挿入する動作過程を模式的に示している。ステータコア２の中心軸方向の両側の動作過程は同期して進行するため、図１２Ａ～図１２Ｊは、ステータコア２の中心軸方向の一方側の動作過程のみを示す。図１３Ａ～図１３Ｊは、ステータコア２の１つのスロット２２内の先行ガイド部材６１及び強化ガイド部材６２を模式的に示している。図１３Ａ～図１３Ｊは、図１２Ａ～図１２Ｊに時間的に対応している。なお、図１０、図１２Ａ～図１２Ｊ及び図１３Ａ～図１３Ｊにおいて、位置決め治具３は図示を省略している。

まず、図１０に示すように、帯状コイル１００が巻き取られたコイル巻取治具４が、コイル拡張機構部５によってステータコア２の貫通孔２０内に支持された後、ガイド機構部６のアクチュエータ６１０，６２０が制御部１０によって駆動制御され、先行ガイド部材６１及び強化ガイド部材６２の全てを、ステータコア２の中心軸方向の両外側から、それぞれスロット２２内の絶縁紙２４の内側に挿入する。スロット２２内の絶縁紙２４の内側に挿入された先行ガイド部材６１及び強化ガイド部材６２の先端同士は、スロット２２内で対向するように配置される。

先行ガイド部材６１は、ガイド機構６における最も内径側に配置され、ステータコア２に向けて移動してスロット２２内に挿入される際、スロット２２の開口部２２ａ付近に配置される。したがって、先行ガイド部材６１は、ステータコア２に向けて移動することにより、少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ内に掛かった状態で、絶縁紙２４の内側に挿入される（図１１Ｃ）。

このとき、先行ガイド部材６１は、頂点Ｐ側から絶縁紙２４の内側に進入する。先行ガイド部材６１において、頂点Ｐは、ステータコア２の径方向外側（Ｙ１側）に配置されているため、先行ガイド部材６１は、絶縁紙２４の開口端２４ａよりもスロット２２内の奥側（Ｙ１側）寄りの位置から絶縁紙２４の内側に進入する（図１１Ａ）。

その後、先行ガイド部材６１の挿入が進むと、先行ガイド部材６１の先端部６１ａの傾斜に沿って、２つの傾斜面６１ｄ１，６１ｄ１が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａに向けて内側から徐々に進入していく。これによって、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａが閉じた状態に近い状態まで狭くなっていても、絶縁紙２４の内側から開口端２４ａ，２４ａを開くように案内することができる。これと同時に、先行ガイド部材６１の両側面６１ｄ，６１ｄも、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ付近を内側から外側に向けて徐々に開くように案内する（図１１Ｂ）。

先行ガイド部材６１の挿入が完了すると、先行ガイド部材６１は、少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ内に掛かった状態でスロット２２内に配置される。先行ガイド部材６１における他方端部６１ｃ側の側面は、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａと同一もしくは開口端２４ａ，２４ａよりもスロット２２の外側、すなわちステータコア２の径方向内側（Ｙ２側）に配置される（図１１Ｃ）。これによって、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａは、帯状コイル１００の幅Ｗ０以上に広がり、帯状コイル１００の直線部１０２が先行ガイド部材６１に当接することによって、直線部１０２を絶縁紙２４の内側に円滑に導入することができる。

なお、強化ガイド部材６２（第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃ）の先端も、先行ガイド部材６１の先端と同様の形状に形成されてもよい。

先行ガイド部材６１及び強化ガイド部材６２の全てがスロット２２内の絶縁紙２４の内側に挿入された直後の状態においては、先行ガイド部材６１は、上記のとおり、少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ内に掛かった状態でスロット２２内に配置される。一方、強化ガイド部材６２の第１強化ガイド部材６２ａ、第２強化ガイド部材６２ｂ、第３強化ガイド部材６２ｃは、スロット２２内の径方向外側（スロット２２の奥側）に積層された状態で配置される。先行ガイド部材６１と最も内径側の第１強化ガイド部材６２ａとの間は、距離Ｌで離隔している。

このようにスロット２２内の絶縁紙２４の内側に先行ガイド部材６１及び強化ガイド部材６２が挿入された状態は、絶縁紙２４の内側に帯状コイル１００の直線部１０２が挿入された状態に近い。そのため、帯状コイル１００の直線部１０２が挿入される前の絶縁紙２４は、帯状コイル１００の直線部１０２が挿入された後の絶縁紙２４の状態になり、帯状コイル１００の挿入に先立って、絶縁紙２４の形状は適正な形状に保持される。しかも、先行ガイド部材６１の少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ内に掛かった状態でスロット２２内に配置されているため、帯状コイル１００の挿入に先立って、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａを開いた状態に保持することができる。これにより、絶縁紙２４が、移動する帯状コイル１００と接触することが抑制されるため、帯状コイル１００を絶縁紙２４の内側に円滑に導入することができる。

先行ガイド部材６１及び強化ガイド部材６２の挿入完了後、制御部１０は、コイル拡張機構部５を動作させて、図１２Ａ中に示す白抜き矢印の方向にコイル押圧部５１を拡径させる。これによって、コイル巻取治具４に巻き取られた帯状コイル１００のコイルエンド部１０３が、拡径するコイル押圧部５１によって押圧され、ステータコア２の径方向外側に向けて移動する。この移動に伴って、帯状コイル１００が次第に拡径し、直線部１０２がスロット２２内の絶縁紙２４の内側に向けて徐々に移動する（図１２Ａ、図１３Ａ）。

拡径した帯状コイル１００は、帯状コイル１００の移動方向の前方に配置される先行ガイド部材６１に当接し、さらにコイル押圧部５１に押圧されることによって、先行ガイド部材６１をステータコア２の径方向外側に向けて押圧する。先行ガイド部材６１は、帯状コイル１００に押されることによって、弾発部材６１４の付勢力に抗して距離Ｌを縮めるように、径方向外側に向けて移動する。これによって、帯状コイル１００に押された先行ガイド部材６１は、強化ガイド部材６２の最も内径側に配置される第１強化ガイド部材６２ａに当接あるいは近接する（図１２Ｂ、図１３Ｂ）。

先行ガイド部材６１が帯状コイル１００に押圧されると、弾発部材６１４の付勢力によって、先行ガイド部材６１には径方向内側に向けた押し付け力が発生する。そのため、先行ガイド部材６１は、帯状コイル１００に押されて移動する間、コイル押圧部５１に向けて径方向内側に向けて押し付けながら絶縁紙２４の内側を移動する。これによって、帯状コイル１００は、移動中、常に先行ガイド部材６１とコイル押圧部５１との間で挟着されるため、帯状コイル１００の移動方向前方側のバラケが抑制される。本実施形態において、連結板６１３及び弾発部材６１４は、帯状コイル１００に対してステータコア２の径方向内側に向けて押し付ける押し付け手段を構成する。

先行ガイド部材６１が、距離Ｌを縮めるように移動して最も内径側の第１強化ガイド部材６２ａに当接あるいは近接すると、制御部１０は、第１強化ガイド用アクチュエータ６２０ａを駆動させ、第１強化ガイド部材６２ａをステータコア２の中心軸方向の外側に向けて移動させる。これによって、第１強化ガイド部材６２ａは、スロット２２内の絶縁紙２４の内側から退避する。第１強化ガイド部材６２ａの退避後の先行ガイド部材６１と第２強化ガイド部材６２ｂとの間は、距離Ｌで離隔する（図１２Ｃ、図１３Ｃ）。

さらに帯状コイル１００が拡径するのに伴い、先行ガイド部材６１は、帯状コイル１００に押されて、第２強化ガイド部材６２ｂとの間の距離Ｌを縮めるように、径方向外側に向けて移動する。これによって、帯状コイル１００に押された先行ガイド部材６１は、スロット２２内に残存する第２強化ガイド部材６２ｂと第３強化ガイド部材６２ｃとのうちの最も内径側に配置される第２強化ガイド部材６２ｂに当接あるいは近接する（図１２Ｄ、図１３Ｄ）。

先行ガイド部材６１が、距離Ｌを縮めるように移動して第２強化ガイド部材６２ｂに当接あるいは近接すると、制御部１０は、第２強化ガイド用アクチュエータ６２０ｂを駆動させ、第２強化ガイド部材６２ｂをステータコア２の中心軸方向の外側に向けて移動させる。これによって、第２強化ガイド部材６２ｂは、スロット２２内の絶縁紙２４の内側から退避する。第２強化ガイド部材６２ｂの退避後の先行ガイド部材６１と第３強化ガイド部材６２ｃとの間は、距離Ｌで離隔する（図１２Ｅ、図１３Ｅ）。

さらに帯状コイル１００が拡径するのに伴い、先行ガイド部材６１は、帯状コイル１００に押されて、第３強化ガイド部材６２ｃとの間の距離Ｌを縮めるように、径方向外側に向けて移動する。これによって、帯状コイル１００に押された先行ガイド部材６１は、スロット２２内に残存する最も内径側に配置される第３強化ガイド部材６２ｃに当接あるいは近接する（図１２Ｆ、図１３Ｆ）。

先行ガイド部材６１が、距離Ｌを縮めるように移動して第３強化ガイド部材６２ｃに当接あるいは近接すると、制御部１０は、第３強化ガイド用アクチュエータ６２０ｃを駆動させ、第３強化ガイド部材６２ｃをステータコア２の中心軸方向の外側に向けて移動させる。これによって、第３強化ガイド部材６２ｃは、スロット２２内の絶縁紙２４の内側から退避する。第３強化ガイド部材６２ｃの退避後の絶縁紙２４の内側には、先行ガイド部材６１よりも径方向外側に、距離Ｌに相当する空隙が形成される（図１２Ｇ、図１３Ｇ）。

さらに帯状コイル１００が拡径するのに伴い、先行ガイド部材６１は、帯状コイル１００に押されて、スロット２２内に残存する距離Ｌを縮めるように、径方向外側に向けて移動する。これによって、帯状コイル１００に押された先行ガイド部材６１は、スロット２２内の径方向の最も奥側の壁面２２ｂに当接あるいは近接する（図１２Ｈ、図１３Ｈ）。

先行ガイド部材６１が、距離Ｌを縮めるように移動してスロット２２の最も奥側の壁面２２ｂに当接あるいは近接すると、制御部１０は、アクチュエータ６１０を駆動させ、先行ガイド部材６１をステータコア２の中心軸方向の外側に向けて移動させる。これによって、先行ガイド部材６１は、スロット２２内の絶縁紙２４の内側から退避する。先行ガイド部材６１の退避後の絶縁紙２４の内側には、帯状コイル１００の直線部１０２と壁面２２ｂとの間に、距離Ｌに相当する空隙が形成される（図１２Ｉ、図１３Ｉ）。

さらに帯状コイル１００が拡径すると、帯状コイル１００は、スロット２２内に残存する距離Ｌを縮めるように、径方向外側に向けて移動する。これによって、帯状コイル１００の直線部１０２が、スロット２２内の絶縁紙２４の内側に収容される（図１２Ｊ、図１３Ｊ）。これによって、帯状コイル１００がステータコア２のスロット２２に装着され、ステータ２００が完成する（図１４）。

以上の実施形態に係るステータ組立装置１及びステータ組立方法によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本実施形態に係るステータ組立装置１は、絶縁紙２４を装着したステータコア２のスロット２２に、ステータコア２の内方から帯状コイル１００を挿入してステータ２００を組み立てるステータ組立装置である。ステータコア２の中心軸方向に沿って移動可能に設けられ、ステータコア２に向けて移動することにより、少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ内に掛かった状態で、帯状コイル１００が挿入される前の絶縁紙２４の内側に挿入されるとともに、スロット２２に向けて移動する帯状コイル１００の移動方向前方に配置される先行ガイド部材６１を備える。先行ガイド部材６１は、長手方向から見て四辺形状をなし、先行ガイド部材６１の先端部６１ａは、ステータコア２の径方向の一方端部側（Ｙ１側）を頂点Ｐとしてステータコア２の径方向に沿って傾斜するとともに、ステータコア２の径方向に沿う先行ガイド部材６１の中心線Ｏに向けて先細りする形状を有し、頂点Ｐは、ステータコア２の径方向外側に配置される。これによれば、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａが閉じた状態に近い状態まで狭くなっている場合でも、ステータコア２の中心軸方向に沿って絶縁紙２４の内側に先行ガイド部材６１を円滑に挿入することができる。先行ガイド部材６１は、長手方向から見て四辺形状をなし、ステータコア２の径方向の一方端部側（Ｙ１側）を頂点Ｐとしてステータコア２の径方向に沿って傾斜するとともに、ステータコア２の径方向に沿う中心線に向けて先細りする形状を有し、頂点Ｐが、ステータコア２の径方向外側に配置される構成を有しており、少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ内に掛かった状態でスロット２２内に挿入されるため、先行ガイド部材６１を絶縁紙２４の内側に挿入するだけで、帯状コイル１００の挿入に先立って、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａを開口した状態に復帰させることができる。そのため、ステータ２００の組立作業性の良いステータ組立装置１を提供することができる。

本実施形態において、ステータコア２の周方向に沿う先行ガイド部材６１の横幅Ｗ１２は、ステータコア２の周方向に沿う帯状コイル１００の直線部１０２の幅Ｗ０以上である。これによれば、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａを、帯状コイル１００の直線部１０２の幅Ｗ０よりも広く開口させることができるため、帯状コイル１００の挿入性がさらに向上する。

本実施形態に係るステータ組立方法は、絶縁紙２４を装着したステータコア２のスロット２２に、ステータコア２の内方から帯状コイル１００を挿入してステータ２００を組み立てるステータ組立方法である。帯状コイル１００をスロット２２内に挿入する前に、ステータコア２の中心軸方向外側から、少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ内に掛かった状態で、スロット２２に向けて移動する帯状コイル１００の移動方向前方に配置されるように、先行ガイド部材６１を絶縁紙２４の内側に挿入する工程を備える。先行ガイド部材６１は、長手方向から見て四辺形状をなし、先行ガイド部材６１の先端部６１ａは、ステータコア２の径方向の一方端部側（Ｙ１側）を頂点Ｐとしてステータコア２の径方向に沿って傾斜するとともに、ステータコア２の径方向に沿う先行ガイド部材６１の中心線Ｏに向けて先細りする形状を有し、頂点Ｐは、ステータコア２の径方向外側に配置される。これによれば、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａが閉じた状態に近い状態まで狭くなっている場合でも、ステータコア２の中心軸方向に沿って絶縁紙２４の内側に先行ガイド部材６１を円滑に挿入することができる。先行ガイド部材６１は、長手方向から見て四辺形状をなし、ステータコア２の径方向の一方端部側（Ｙ１側）を頂点Ｐとしてステータコア２の径方向に沿って傾斜するとともに、ステータコア２の径方向に沿う中心線Ｏに向けて先細りする形状を有し、頂点Ｐが、ステータコア２の径方向外側に配置される構成を有しており、少なくとも一部が絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａ内に掛かった状態でスロット２２内に挿入されるため、先行ガイド部材６１を絶縁紙２４の内側に挿入するだけで、帯状コイル１００の挿入に先立って、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａを開口した状態に復帰させることができる。そのため、ステータ２００の組立作業性の良いステータ組立方法を提供することができる。

本実施形態において、ステータコア２の周方向に沿う先行ガイド部材６１の横幅Ｗ１２は、ステータコア２の周方向に沿う帯状コイル１００の直線部１０２の幅Ｗ０以上である。これによれば、絶縁紙２４の開口端２４ａ，２４ａを、帯状コイル１００の直線部１０２の幅Ｗ０よりも広く開口させることができるため、帯状コイル１００の挿入性がさらに向上する。

以上説明した実施形態のステータ組立装置１は、ステータコア２及びコイル巻取治具４の中心軸方向が水平方向に配置されるように構成されるが、ステータコア２及びコイル巻取治具４の中心軸方向が垂直方向等の水平方向以外の方向に配置されるように構成されてもよい。

１ ステータ組立装置
２ ステータコア
２２ スロット
２４ 絶縁紙（絶縁部材）
２４ａ 開口端
６１ 先行ガイド部材
６１ａ 先端部
１００ 帯状コイル
２００ ステータ
Ｐ 頂点
Ｗ０ 帯状コイルの幅
Ｗ１２，Ｗ２２ 横幅

Claims (4)

1. 絶縁部材を装着したステータコアのスロットに、前記ステータコアの内方からコイルを挿入してステータを組み立てるステータ組立装置であって、
   前記ステータコアの中心軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記ステータコアに向けて移動することにより、少なくとも一部が前記絶縁部材の開口端内に掛かった状態で、前記コイルが挿入される前の前記絶縁部材の内側に挿入されるとともに、前記スロットに向けて移動する前記コイルの移動方向前方に配置される先行ガイド部材を備え、
   前記先行ガイド部材は、長手方向から見て四辺形状をなし、
   前記先行ガイド部材の先端部は、前記ステータコアの径方向の一方端部側を頂点として前記ステータコアの径方向に沿って傾斜するとともに、前記先端部における前記ステータコアの周方向に面する両側面が先端に向かうに従って徐々に近づくように形成され、前記ステータコアの径方向に沿う前記先行ガイド部材の中心線上で互いに突き合わされた先細り形状を有し、
   前記頂点は、前記ステータコアの径方向外側に配置される、ステータ組立装置。
2. 前記ステータコアの周方向に沿う前記先行ガイド部材の横幅は、前記ステータコアの周方向に沿う前記コイルの幅以上である、請求項１に記載のステータ組立装置。
3. 絶縁部材を装着したステータコアのスロットに、前記ステータコアの内方からコイルを挿入してステータを組み立てるステータ組立方法であって、
   前記コイルを前記スロット内に挿入する前に、前記ステータコアの中心軸方向外側から、少なくとも一部が前記絶縁部材の開口端内に掛かった状態で、前記スロットに向けて移動する前記コイルの移動方向前方に配置されるように、先行ガイド部材を前記絶縁部材の内側に挿入する工程を備え、
   前記先行ガイド部材は、長手方向から見て四辺形状をなし、
   前記先行ガイド部材の先端部は、前記ステータコアの径方向の一方端部側を頂点として前記ステータコアの径方向に沿って傾斜するとともに、前記先端部における前記ステータコアの周方向に面する両側面が先端に向かうに従って徐々に近づくように形成され、前記ステータコアの径方向に沿う前記先行ガイド部材の中心線上で互いに突き合わされた先細り形状を有し、
   前記頂点は、前記ステータコアの径方向外側に配置される、ステータ組立方法。
4. 前記ステータコアの周方向に沿う前記先行ガイド部材の横幅は、前記ステータコアの周方向に沿う前記コイルの幅以上である、請求項３に記載のステータ組立方法。

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