JP4281496B2 - ステータの製造方法、コイル巻線装置、ステータの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステータの製造方法、コイル巻線装置、ステータの製造装置に関し、特に、インサータ方式によるステータの製造方法、インサータ方式にかかるコイル巻線装置及びステータ製造装置に関する。

従来より、インサータ方式によるステータの製造方法、あるいはインサータ方式にかかるステータの製造装置について、様々なものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開平０５−２３６７１１号公報 特開平０７−３９１１９号公報 特開平０７−５９３０６号公報

特許文献１、特許文献２、特許文献３に開示されている製造方法では、複数本の素線からなる巻線を巻枠に巻き付けて成形しつつ、環状に配置された複数のブレードを有するトランスファツールのうち隣り合うブレード間に挟持させる形態で、成形した巻線をトランスファツールへ移し換え、セットする。次いで、ステータ鉄心をブレードの先端位置に配置させた後、ストリッパを用いて、トランスファツールにセットされている成形済み巻線（コイル）を押し上げつつ、ステータ鉄心のスロット内に挿入する。

ところで、特許文献１、特許文献２、特許文献３にも開示されているように、従来の製造方法では、一つのコイル５１のうち少なくともステータ鉄心３０のスロット３２内へ挿入、配置されるスロット内挿入部５３における各素線４０を直線状に成形し、一つのコイル５１の一部を所定のブレード５２１間に挟持させる形態で、トランスファツール５２０へ移し換える（図９参照）。その後、巻線５０にテンションをかけつつ巻線５０をフライヤ５１５（あるいはグリッパ）から引き出し、トランスファツール５２０あるいは巻枠（図示しない）をトランスファツール５２０の軸線Ｃ２周りに回転移動させて渡り部５７（隣り合うコイル５１を渡る部分）を形成し、引き続き、巻線５０を巻枠に巻き付けて次のコイル５１を成形しつつ、他のブレード５２１間に挟持させる形態でトランスファツール５２０へ移し換える。

しかし、このような手法では、図９に示すように、巻線５０にテンションをかけつつ、トランスファツール５２０あるいは巻枠（図示しない）の少なくともいずれかをトランスファツール５２０の軸線Ｃ２周りに回転移動させて渡り部５７を形成する間に、一旦直線状に成形した第１最先端側スロット内挿入部５３ｂ（スロット内挿入部５３のうち、最もブレード５２１の先端側に位置し渡り部５７と隣り合って連なるスロット内挿入部）が、ブレード５２１を支点として屈曲してしまうことがあった。このように、スロット３２内に最初に挿入される第１最先端側スロット内挿入部５３ｂ（図１０中黒丸で示す）が、屈曲した状態で、スロット内壁３２ｂと当接しながらスロット３２の奥側３２Ｘ（スロット３２を通るステータ鉄心３０の径方向のうち外側方向）へ挿入されるので、挿入の抵抗となる。また、挿入の際に、これらがステータ鉄心３０の周方向に力を受け、周方向に片寄って配置されてしまう（図１０参照）。その上、屈曲した状態でスロット３２内に挿入されるので、後から挿入される素線４０が奥側３２Ｘへ進むのを妨害する形となり、図１０に示すように、スロット３２内のうち奥側３２Ｘに素線４０が配置されていないデッドスペースＤＳができてしまうことがあった。特に、占積率の高い（例えば、占積率６０％以上）ステータを製造しようとする場合には、デッドスペースＤＳの存在により、挿入すべき素線４０の一部がスロット３２内に挿入できず、ステータ鉄心３０の内周からはみ出してしまうなどの不具合を生じることもあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、スロット内のうち奥側に素線が配置されていないデッドスペースができるのを抑制できるステータの製造方法、第１最先端側スロット内挿入部における各素線を直線状とすることができるコイル巻線装置、スロットの奥まで素線が配置されたステータを製造することが可能なステータの製造装置を提供することを目的とする。

その解決手段は、複数本の素線からなる巻線を予め巻回して成形したコイルの一部を、表面及び裏面を有し内歯形状のステータ鉄心に形成されたスロット内に挿入、装着してなるステータの製造方法であって、上記巻線を成形して、所定ターン数ずつ巻回されてコイルをなす複数のコイル部と、このコイル部同士の間を渡る渡り部と、を有する挿入用成形済み巻線としつつ、上記コイル部のうちの挟持部を、環状に配置された複数のブレードを有するトランスファツールのうち隣り合うブレード間に挟持させる形態で、上記挿入用成形済み巻線を上記トランスファツールにセットする巻線成形セット工程と、セットされた上記挿入用成形済み巻線を、ストリッパで上記ブレードに沿って移動させ、上記挿入用成形済み巻線のうち上記コイル部のスロット内挿入部を、上記ステータ鉄心の上記スロット内に挿入、配置すると共に、上記コイル部のうち上記スロット内挿入部以外のコイルエンド部及び上記渡り部を上記ステータ鉄心の上記表面上あるいは上記裏面上に配置する巻線挿入工程と、を含み、上記巻線成形セット工程は、上記挟持部のうち最も上記ブレードの先端側に位置する最先端側挟持部から上記渡り部までの部分に、上記各素線が直線状に成形された上記スロット内挿入部を含む形状に、あるいは上記最先端側挟持部を含み上記渡り部までの部分が、上記各素線が直線状に成形された上記スロット内挿入部となる形状に、上記挿入用成形済み巻線を成形しつつ、上記トランスファツールにセットするステータの製造方法である。

本発明のステータの製造方法では、最先端側挟持部から渡り部までの部分に、各素線が直線状に成形されたスロット内挿入部を含む形状に、挿入用成形済み巻線を成形しつつ、トランスファツールにセットする。あるいは、最先端側挟持部を含み渡り部までの部分が、各素線が直線状に成形されたスロット内挿入部となる形状に、挿入用成形済み巻線を成形しつつ、トランスファツールにセットする。すなわち、本発明の製造方法では、従来と異なり、第１最先端側スロット内挿入部（スロット内挿入部のうち、最もブレードの先端側の位置で渡り部と隣り合って連なるスロット内挿入部を、屈曲させることなく、直線状に成形セットさせている。

このため、トランスファツールにセットされている挿入用成形済み巻線を、ストリッパを用いてステータ鉄心のスロット内に挿入したとき、スロット内に最初に挿入される第１最先端側スロット内挿入部がスロットの奥側（スロットを通るステータ鉄心の径方向のうち外側方向を言う。以下同じ）にスムーズに挿入させることができる。すなわち、従来と異なり、スロット内に最初に挿入される第１最先端側スロット内挿入部が、屈曲した状態で、スロット内壁と当接しながらスロットの奥側へ挿入されることがなく、また、ステータ鉄心の周方向に力を受け、周方向に片寄って配置されることもない。従って、本発明の製造方法によれば、概略挿入の順序にしたがって奥側から順に素線がスロット内に詰め込まれ、スロット内のうち奥側に素線が配置されていないデッドスペースができるのを抑制することができる。

なお、本発明の製造方法は、スロットに対する巻線の占積率が、例えば、６０％以上というような高い値のステータを製造する場合において、特に有効である。スロットに対する巻線の占積率が６０％以上という高い値のステータを製造する場合、その製造に際してスロット内に巻線を挿入するとき、僅かなデッドスペースができてしまうだけで、最後に挿入する素線の挿入が困難となり、あるいはウエッジ紙を挿入するのが困難となり、不良となる虞がある。これに対し、本発明の製造方法によれば、上述のように、スロット内のうち奥側に素線が配置されていないデッドスペースができるのを抑制することができるので、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合でも、適切に製造することができる。

ここで、占積率とは、スロットの中に占める素線（絶縁被覆を含む）の割合をいう。一般に、素線（絶縁被覆を含む）の半径をｒ（ｍ）、スロット内の素線数をｎ、スロット断面積（スロット紙等の絶縁物を除いた有効スロット断面積）をＡ（ｍ²）としたとき、占積率Ｓ（％）は、Ｓ＝（ｎπｒ²／Ａ）×１００として求められる。

また、複数本の素線からなる巻線を予め巻回して成形したコイルの一部を、表面及び裏面を有し内歯形状のステータ鉄心に形成されたスロット内に挿入、装着してなるステータの製造方法であって、上記巻線を成形して、所定ターン数ずつ巻回されてコイルをなす複数のコイル部と、このコイル部同士の間を渡る渡り部と、を有する挿入用成形済み巻線としつつ、上記コイル部のうちの挟持部を、環状に配置された複数のブレードを有するトランスファツールのうち隣り合うブレード間に挟持させる形態で、上記挿入用成形済み巻線を上記トランスファツールにセットする巻線成形セット工程と、セットされた上記挿入用成形済み巻線を、ストリッパで上記ブレードに沿って移動させ、上記挿入用成形済み巻線のうち上記コイル部のスロット内挿入部を、上記ステータ鉄心の上記スロット内に挿入、配置すると共に、上記コイル部のうち上記スロット内挿入部以外のコイルエンド部及び上記渡り部を上記ステータ鉄心の上記表面上あるいは上記裏面上に配置する巻線挿入工程と、を含み、上記巻線成形セット工程では、上記スロット内挿入部のうち最も上記ブレードの先端側に位置する最先端側スロット内挿入部における上記各素線を、直線状に成形するステータの製造方法が好ましい。

このステータの製造方法では、巻線成形セット工程において、最先端側スロット内挿入部における各素線を、直線状に成形する。すなわち、第１最先端側スロット内挿入部（スロット内挿入部のうち、最もブレードの先端側の位置で渡り部と隣り合って連なるスロット内挿入部）を含む最先端側スロット内挿入部における各素線を、いずれも直線状に成形する。このため、トランスファツールにセットされている挿入用成形済み巻線を、ストリッパを用いてステータ鉄心のスロット内に挿入すると、スロット内に最初に挿入される最先端側スロット内挿入部がスロットの奥側（スロットをステータ鉄心の径方向に見たとき、ステータ鉄心の径方向外側）へスムーズに挿入される。

すなわち、従来と異なり、スロット内に最初に挿入される第１最先端側スロット内挿入部が、屈曲した状態で、スロット内壁と当接しながらスロットの奥側へ挿入され、ステータ鉄心の周方向に力を受け、周方向に片寄って配置されることがない。同様に、最先端側スロット内挿入部のうち、第１最先端側スロット内挿入部とは異なる最先端側スロット内挿入部（以下、第２最先端側スロット内挿入部とも言う）についても、周方向に片寄って配置されることがない。従って、この製造方法によれば、概略挿入の順序にしたがって奥側から順に素線がスロット内に詰め込まれ、スロット内のうち奥側に素線が配置されていないデッドスペースができるのを抑制することができる。

なお、この製造方法は、スロットに対する巻線の占積率が、例えば、６０％以上というような高い値のステータを製造する場合において、特に有効である。スロットに対する巻線の占積率が６０％以上という高い値のステータを製造する場合、その製造に際してスロット内に巻線を挿入するとき、僅かなデッドスペースができてしまうだけで、最後に挿入する素線の挿入が困難となり、あるいはウエッジ紙を挿入するのが困難となり、不良となる虞がある。これに対し、この製造方法によれば、上述のように、スロット内のうち奥側に素線が配置されていないデッドスペースができるのを抑制することができるので、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合でも、適切に製造することができる。

さらに、上記いずれかのステータの製造方法であって、前記巻線成形セット工程では、前記スロット内挿入部における前記各素線のいずれについても直線状に成形するステータの製造方法とすると良い。

本発明の巻線成形セット工程では、スロット内挿入部における各素線のいずれについても、屈曲部を有することなく、直線状に成形する。このため、トランスファツールにセットされている挿入用成形済み巻線を、ストリッパを用いてステータ鉄心のスロット内に挿入すると、スロット内挿入部が、ブレードの先端側から順に、スロットの奥側へスムーズに挿入される。従って、いずれのスロットについても、概略挿入の順序にしたがって奥側から順に素線がスロット内に詰め込まれ、スロット内にデッドスペースができるのを抑制することができる。
このような本発明の製造方法は、例えば、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合において、特に有効である。すなわち、スロット内にデッドスペースができるのを抑制することができるので、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合でも、適切に製造することができる。

他の解決手段は、複数本の素線からなる巻線を巻枠に巻き付けて成形しつつ、環状に配置された複数のブレードを有するトランスファツールのうち隣り合うブレード間に挟持させる形態で、上記成形した巻線を上記トランスファツールへ移し換え、所定ターン数ずつ巻回されてコイルをなす複数のコイル部とこのコイル部同士の間を渡る渡り部とを有する挿入用成形済み巻線を、上記トランスファツールにセットするコイル巻線装置であって、一つのコイル部のうち少なくともステータ鉄心のスロット内へ挿入、配置されるスロット内挿入部における上記各素線を直線状に成形し、上記一つのコイル部の一部を所定の上記ブレード間に挟持させる形態で、上記トランスファツールへ移し換えた後、上記巻線にテンションをかけつつ上記巻線を引き出し、上記トランスファツール及び上記巻枠の少なくともいずれかを上記トランスファツールの軸線周りに回転移動させて上記渡り部を形成し、引き続き、上記巻線を上記巻枠に巻き付けて次のコイル部を成形し、他の上記ブレード間に挟持させる形態で上記トランスファツールへ移し換えるにあたり、上記一つのコイル部の上記スロット内挿入部のうち最も上記ブレードの先端側に位置するものを最先端側スロット内挿入部としたとき、この最先端側スロット内挿入部のうち上記渡り部と隣り合って連続する第１最先端側スロット内挿入部における上記各素線の屈曲を防止する屈曲防止機構を備え、上記屈曲防止機構は、上記ブレードよりも上記トランスファツールの径方向外側に配置された屈曲部材であって、上記巻線にテンションをかけつつ上記巻線を引き出し、上記トランスファツール及び上記巻枠の少なくともいずれかを上記トランスファツールの軸線周りに回転移動させて上記渡り部を形成するにあたり、上記巻線を当該屈曲部材に回し掛けて、上記第１最先端側スロット内挿入部を直線状に保ちつつ、当該屈曲部材に接触する部位で上記巻線を屈曲させる屈曲部材、を含むコイル巻線装置である。

従来のコイル巻線装置では、巻線にテンションをかけつつ、トランスファツール及び巻枠の少なくともいずれかをトランスファツールの軸線周りに回転移動させて渡り部を形成する間に、一旦直線状に成形した第１最先端側スロット内挿入部が、ブレードを支点として屈曲してしまうことがあった。これにより、スロット内に最初に挿入される第１最先端側スロット内挿入部が、屈曲した状態で、スロット内壁と当接しながらスロットの奥側へ挿入されると、スムーズな挿入が妨げられる。また、ステータ鉄心の周方向に力を受け、周方向に片寄って配置されてしまうことがあった。これによって、スロット内のうち奥側に素線が配置されていないデッドスペースができてしまうことがあった。

これに対し、本発明のコイル巻線装置は、巻線にテンションをかけつつ巻線を引き出し、トランスファツール及び巻枠の少なくともいずれかをトランスファツールの軸線周りに回転移動させて渡り部を形成し、引き続き、巻線を巻枠に巻き付けて次のコイル部を成形し、他のブレード間に挟持させる形態でトランスファツールへ移し換えるにあたり、第１最先端側スロット内挿入部における各素線の屈曲を防止する屈曲防止機構を備えている。この屈曲防止機構は、ブレードよりもトランスファツールの径方向外側に配置された屈曲部材を含んでいる。この屈曲部材は、巻線にテンションをかけつつ巻線を引き出し、トランスファツール及び巻枠の少なくともいずれかをトランスファツールの軸線周りに回転移動させて渡り部を形成するにあたり、巻線を当該屈曲部材に回し掛けて、第１最先端側スロット内挿入部を直線状に保ちつつ、屈曲部材に接触する部位で巻線を屈曲させる。
これにより、最終的に、トランスファツールにセットされた挿入用成形済み巻線について、第１最先端側スロット内挿入部における各素線を直線状とすることができる。

このため、トランスファツールにセットされている挿入用成形済み巻線を、ストリッパを用いてステータ鉄心のスロット内に挿入した場合、スロット内挿入部を、ブレードの先端側から順に、スロットの奥側へスムーズに挿入させることが可能となる。これにより、スロット内の奥側にデッドスペースができるのを抑制することができる。
なお、本発明のコイル巻線装置は、例えば、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合において、特に有効である。すなわち、本発明のコイル巻線装置を用いることで、スロット内の奥側にデッドスペースができるのを抑制することができるので、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合でも、適切に製造することができる。また、上述のような屈曲部材を含む変形防止機構は、極めて構造が簡易で、安価となる。

他の解決手段は、前記のコイル巻線装置と、前記ステータ鉄心を前記ブレードの先端位置に配置させた状態で、前記トランスファツールにセットされた前記挿入用成形済み巻線を、上記トランスファツールの軸線方向に上記ステータ鉄心側へ押し出しつつ上記ステータ鉄心のスロット内に挿入するストリッパと、を備えるステータの製造装置である。

本発明のステータの製造装置は、前述の屈曲防止機構を有するコイル巻線装置と、トランスファツールにセットされた挿入用成形済み巻線を、トランスファツールの軸線方向にステータ鉄心側へ押し出しつつステータ鉄心のスロット内に挿入するストリッパとを備えている。このような製造装置を用いることで、スロット内の奥側にデッドスペースが生じることなく、スロットの奥まで素線が配置されたステータを製造することが可能となる。
なお、本発明のステータの製造装置は、例えば、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合において、特に有効である。すなわち、本発明のコイル巻線装置を用いることで、スロット内の奥側にデッドスペースが生じることなく、スロットの奥まで素線を配置できるので、占積率が６０％以上というような高い値のステータを製造する場合でも、適切に製造することができる。

また、内歯形状のステータ鉄心と、複数本の素線からなる巻線を用い、この巻線を予め巻回成形し、上記内歯で構成されるスロット内にその一部を挿入、装着して形成された複数のコイル、及び隣り合う上記コイル同士の間を渡る渡り部と、を備え、上記コイルをなす上記巻線のうち上記スロット内に挿入されている部分をスロット内挿入部とし、このスロット内挿入部のうち上記スロットの奥側から延びる上記渡り部に隣り合って連なる部分を第１先端側スロット内挿入部としたとき、いずれの上記コイルについても、上記第１先端側スロット内挿入部が、他のスロット内挿入部よりも上記スロット内で奥側に位置してなるステータが好ましい。

このステータは、それぞれのコイルについて、スロット内挿入部のうち、スロットの奥側から延びる渡り部に隣り合って連なる第１先端側スロット内挿入部が、他のスロット内挿入部よりもスロット内で奥側に位置している。このように第１先端側スロット内挿入部が、他のスロット内挿入部よりもスロット内で奥側に挿入、配置されたステータは、デッドスペースが生じることなく、スロットの奥から口元まで素線を適切に配置できる。

さらに、上記のステータであって、前記スロットに対する前記巻線の占積率を６０％以上としてなるステータが好ましい。

スロットに対する巻線の占積率が６０％以上という高い値のステータの場合、その製造に際してスロット内に巻線を挿入するとき、僅かなデッドスペースができてしまうだけで、最後に挿入する素線の挿入が困難となり、あるいはウエッジ紙を挿入するのが困難となり、不良となる場合がある。このため、従来のように、第１先端側スロット内挿入部が屈曲した状態でスロット内に巻線（スロット内挿入部）が挿入されたステータでは、するスロットの奥側にデッドスペースができてしまうことによって、製造が困難となることがあった。
これに対し、このステータは、前述のように、第１先端側スロット内挿入部を、他のスロット内挿入部よりもスロット内で奥側に位置させている。従って、デッドスペースが生じることなく、スロットの奥から口元まで高密度で素線を配置できるので、容易に、占積率が６０％以上のステータとすることができる。このため、このステータは、モータに用いた場合、従来のステータに比して、高出力、小型、軽量とすることができる。

また、上記いずれかのステータと、ロータと、を備えるモータが好ましい。

このモータを構成するステータは、それぞれのコイルについて、スロット内挿入部のうち、スロットの奥側から延びる渡り部に隣り合って連なる第１スロット内挿入部が、他のスロット内挿入部よりもスロット内で奥側に位置している。このように第１スロット内挿入部が挿入、配置されたステータは、素線がスロットの奥から口元まで高密度で配置される。従って、スロットに対する巻線の占積率が、例えば、６０％以上というような高い値のステータとすることができる。
このため、このモータは、従来のように、スロット内の奥側にデッドスペースができてしまい、スロットに対する巻線の占積率が低いステータを備えるモータに比して、高出力、小型、軽量とすることができる。

次に、本発明の実施例について、図面を参照しつつ説明する。
（実施例）

まず、本実施例にかかるモータ１０について、図１を参照して説明する。このモータ１０は、ロータ１１とステータ２０とからなる三相モータである。このうち、ロータ１１は、回転軸１２を中心とする円筒形のロータ本体１３と、マグネット１４とからなる８極の永久磁石ロータである。マグネット１４は、ロータ本体１３に、平面視花びらのように、外周面近傍に沿ってジグザグに形成したスリット１３Ｓにそれぞれ挿入固着してなる。一方、ステータ２０はこのロータ１１を包囲するように配置されている。

このステータ２０は、３相８極の分布巻きステータである。ステータ２０は、図２に示すように、平面視リング状で、４８ヶのティース（内歯）３１及びスロット３２を有するステータ鉄心３０を備える。また、それぞれ８ヶのＵ相コイル５１，Ｖ相コイル６１，Ｗ相コイル７１を備える。これらのコイルは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相毎にＵ相巻線５０，Ｖ相巻線６０，Ｗ相巻線７０を所定のスロット３２に挿入しティース３１に分布巻きによって巻き付けて形成してなる。Ｕ相巻線５０，Ｖ相巻線６０，Ｗ相巻線７０は、それぞれ一端にＵ相端子５０Ｔ，Ｖ相端子６０Ｔ，Ｗ相端子７０Ｔを有し、他端は共通端子７９によって終端されている。

なお、本実施例では、このようなステータ２０について、スロット３２に対する巻線（Ｕ相巻線５０，Ｖ相巻線６０，Ｗ相巻線７０）の占積率を約７０％としている。ここで、占積率とは、スロット３２の中に占める素線４０（絶縁被覆を含む）の割合をいう。本実施例では、素線４０（絶縁被覆を含む）の半径をｒ（ｍ）、スロット３２内の素線数をｎ、スロット断面積（スロット紙等の絶縁物を除いた有効スロット断面積）をＡ（ｍ²）としたとき、占積率Ｓ（％）を、Ｓ＝（ｎπｒ²／Ａ）×１００として求めている。

また、図１及び図２では、Ｕ相コイル５１，Ｖ相コイル６１，Ｗ相コイル７１における各相の巻線５０，６０，７０の巻き方（時計回りと反時計回り）の違いを示すため、各相のコイル５１等の側部に「ドット（・印）」及び「クロス（×印）」を示した。各相のコイル５１等のうち、「ドット」で示される側は、各相の端子５０Ｔ，６０Ｔ，７０Ｔに近く、「クロス」で示される側は共通端子７９に近いことを示している。これにより理解できるように、各相の８ヶのコイル５１，６１，７１は、それぞれ巻き付け方が交互に逆向きになっており、隣り合うコイルが逆極性となることが判る。

次に、このようなステータ２０を製造する製造装置１００の概略図を図３に示す。製造装置１００は、図３に示すように、巻線機１１０と、巻線機１１０の下方に配置されたトランスファツール１２０と、ストリッパ１３０とを有している。このうち、巻線機１１０は、公知の巻線機であり、巻枠１１１と、この巻枠１１１を保持して軸線Ｃ１方向（図中上下方向）に移動可能な支持板１１２と、巻枠１１１の径方向外側に位置し、複数（本実施例では１０本）の素線４０からなる巻線（Ｕ相巻線５０，Ｖ相巻線６０，Ｗ相巻線７０）を挿通させたフライヤ１１５とを備えている。このフライヤ１１５は、軸線Ｃ１周りに回転可能に設けられており、フライヤ１１５を高速で巻枠１１１の周りに旋回させつつ、支持板１１２と共に巻枠１１１を下降させることにより、巻枠１１１に巻線（Ｕ相巻線５０等）を螺旋状に巻き付けることができる。

さらに、この巻線機１１０には、支持板１１２に対し軸線Ｃ１方向（図中上下方向）に摺動可能に装着された複数のコイル落し１１３と、このコイル落し１１３の下端部に固設された押板１１４とが設けられている。このため、所定ターン数（本実施例では５ターン）の巻線（Ｕ相巻線５０等）を巻枠１１１の周りに巻き付け、一つのコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ，Ｖ相コイル部６１ｂ，Ｗ相コイル部７１ｂ）を形成した後、コイル落し１１３を下方に移動させることで、押板１１４によって巻枠１１１に巻き付けられているコイル部を下方に押し出し、下方に配置されているトランスファツール１２０に移載することができる（図６参照）。なお、フライヤ１１５は、軸線Ｃ１方向（図中上下方向）にも移動可能に設けられており、コイル落し１１３と同期して、下方に移動するように構成されている。

本実施例では、巻線機１１０によって成形され、トランスファツール１２０にセットされた巻線（Ｕ相巻線５０等）を挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ、挿入用成形済みＶ相巻線６０ｂ、挿入用成形済みＷ相巻線７０ｂ）とする。この挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）のうち、巻線（Ｕ相巻線５０等）が５ターンずつ巻回されコイルをなす部分をコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ，Ｖ相コイル部６１ｂ，Ｗ相コイル部７１ｂ）とし、このコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）同士の間を渡る部分を渡り部（Ｕ相渡り部５７，Ｖ相渡り部６７，Ｗ相渡り部７７）とする。

さらに、トランスファツール１２０の隣り合うブレード１２１の間に挟持された部分を挟持部（Ｕ相挟持部５４，Ｖ相挟持部６４，Ｗ相挟持部７４）とし、この挟持部（Ｕ相挟持部５４等）のうち、最もブレード１２１の先端側（図４中上方側）に位置するものを最先端側挟持部（最先端側Ｕ相挟持部５４ｂ，最先端側Ｖ相挟持部６４ｂ，最先端側Ｗ相挟持部７４ｂ）とする（図４，図７参照）。

さらに、コイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）のうち、ステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入される部分をスロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３，Ｖ相スロット内挿入部６３，Ｗ相スロット内挿入部７３）とする。また、ステータ鉄心３０の表面３０ｂ上に配置される部分を表面側コイルエンド部（表面側Ｕ相コイルエンド部５６ｂ，表面側Ｖ相コイルエンド部６６ｂ，表面側Ｗ相コイルエンド部７６ｂ）、裏面３０ｃ上に配置される部分を裏面側コイルエンド部（裏面側Ｕ相コイルエンド部５６ｃ，裏面側Ｖ相コイルエンド部６６ｃ，裏面側Ｗ相コイルエンド部７６ｃ）とする（図４，図７参照）。
なお、本実施例では、挟持部（Ｕ相挟持部５４等）は、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）に含まれている。換言すれば、コイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）は、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）において、ブレード１２１間に挟持される。

さらに、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）のうち、トランスファツール１２０のブレード１２１の最も先端側（図中上側）に位置するものを最先端側スロット内挿入部（最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｃ，最先端側Ｖ相スロット内挿入部６３ｃ，最先端側Ｗ相スロット内挿入部７３ｃ）とする。さらに、この最先端側スロット内挿入部（最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｃ等）のうち、渡り部（Ｕ相渡り部５７等）と隣り合って連続するものを第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ，第１最先端側Ｖ相スロット内挿入部６３ｂ，第１最先端側Ｗ相スロット内挿入部７３ｂ）とする（図４，図７参照）。

トランスファツール１２０は、ベース部１２３と、このベース部１２３から軸線Ｃ２方向に延びる複数（本実施例では２４本）のブレード１２１と、このブレード１２１よりもトランスファツール１２０の径方向外側の位置で軸線Ｃ２方向に延びる複数（本実施例では８本）の屈曲部材１２５とを有している（図３，図５参照）。このうち、ブレード１２１は、図５に示すように、１本の可動ブレード１２１ｃ（軸線Ｃ２方向に移動可能）とこの可動ブレード１２１ｃの両側に配置された２本の固定ブレード１２１ｂとの計３本のブレード１２１の組が、コイルを挿入しようとするスロット３２を構成するティース３１の位置に対応するように、計８組、軸線Ｃ２の周りに等間隔で、環状に配置されている。

屈曲部材１２５は、図５に示すように、ブレード１２１よりも径方向外側の位置で、隣接する２本の屈曲部材１２５の組が、計４組、軸線Ｃ２の周りに等間隔で、環状に配置されている。詳細には、屈曲部材１２５は、直線状に成形された第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ等）を径方向外側に延長した仮想延長線Ｋと接する位置に配置されている。このような屈曲部材１２５を設けることで、後に詳述するが、巻線（Ｕ相巻線５０等）にテンションをかけつつフライヤ１１５から巻線（Ｕ相巻線５０等）を引き出し、トランスファツール１２０を軸線Ｃ２周りに回転移動させて渡り部（Ｕ相渡り部５７等）を形成するにあたり、巻線（Ｕ相巻線５０等）をこの屈曲部材１２５に回し掛けて、第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ等）を直線状に保ちつつ、屈曲部材１２５に接触する部位で巻線（Ｕ相巻線５０等）を屈曲させることができる（図４参照）。すなわち、本実施例では、屈曲部材１２５が、第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ等）における各素線４０の屈曲を防止する屈曲防止機構を構成している。

なお、この屈曲部材１２５は、ベース部１２３に対し、着脱可能に設けられている。このため、後に詳述するが、トランスファーツール１２０にセットされた挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）を、ステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入する際、屈曲部材１２５をベース部１２３から取り外すことにより、屈曲部材１２５によって挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）の挿入が妨げられないようにできる。
なお、本実施例では、巻線機１１０とトランスファツール１２０とによって、コイル巻線装置１０１が構成されている。

ストリッパ１３０は、公知のストリッパであり、軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられている（図３，図６参照）。後に詳述するが、このストリッパ１３０を上方に移動させることで、トランスファーツール１２０にセットされた挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）を、ステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入することができる。

次に、このようなステータの製造装置１００を用いたステータ２０の製造方法について説明する。
まず、巻線成形セット工程において、巻線機１１０によって巻線（Ｕ相巻線５０等）を成形し、挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）をトランスファツール１２０にセットする。具体的には、図３に示すように、巻線機１１０のフライヤ１１５を高速で巻枠１１１の周りに旋回させながら、支持板１１２と共に巻枠１１１を下降させ、巻枠１１１に巻線（Ｕ相巻線５０等）を螺旋状に巻き付けていく。このとき、巻枠１１１に巻き付けられた巻線（Ｕ相巻線５０等）は、巻枠１１１が下降するのに伴い、順に、トランスファツール１２０の隣り合うブレード１２１の間に挿入されていく。このようにして、所定ターン数（本実施例では５ターン）の巻線（Ｕ相巻線５０等）を巻枠１１１の周りに巻き付け、一つのコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）を形成する。なお、形成されたコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）のうち、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）における各素線４０は、直線状に成形されている（図４参照）。

次いで、コイル落し１１３を下方に移動させると、押板１１４によって巻枠１１１に巻き付けられているコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）が下方に押し出され、図４に示すように、トランスファツール１２０に移し換えられる。このとき、フライヤ１１５を、コイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）と共に下方に移動させ、コイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）の略側方に配置させる。なお、図４では、左側に位置するコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）が、図３に示されているコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）を移し換えたものに相当し、右側に位置するコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）は、これより先にトランスファツール１２０に移し換えられたコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）を示している。

次いで、図４に示すように、新たに成形するコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）を所定のブレード１２１間に挟持させるために、トランスファツール１２０を軸線Ｃ２周りに、所定の角度（本実施例では約４５°）だけ回転移動させる。このとき、巻線（Ｕ相巻線５０等）にテンションをかけつつ、フライヤ１１５から巻線（Ｕ相巻線５０等）を引き出し、渡り部（Ｕ相渡り部５７等）を形成する。

ところで、本実施例では、前述のように、直線状に成形された第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ等）を径方向外側に延長した仮想延長線Ｋと接する位置に、屈曲部材１２５を配置させている（図５参照）。このため、上記のように、トランスファツール１２０を軸線Ｃ２周りに回転移動させ、渡り部（Ｕ相渡り部５７等）を形成する際、巻線（Ｕ相巻線５０等）を屈曲部材１２５に回し掛けて、第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ等）を直線状に保ちつつ、屈曲部材１２５に接触する部位で巻線（Ｕ相巻線５０等）を屈曲させることができる（図４参照）。
このようにして、コイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）及び渡り部（Ｕ相渡り部５７等）を順次形成し、図５に示すように、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）における各素線４０のいずれもが直線状に成形された挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）をトランスファーツール１２０にセットすることができる。

次に、巻線挿入工程において、トランスファーツール１２０にセットされた挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）をステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入する。具体的には、トランスファーツール１２０に挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）をセットした後、図６に示すように、屈曲部材１２５をベース部１２３から取り外し、各ブレード１２１がスロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）を挿入しようとするスロット３２を構成するティース３１の位置に対応するように、ステータ鉄心３０をブレード１２１の先端位置に配置させる。次いで、ストリッパ１３０を上方に移動させることで、トランスファーツール１２０にセットされた挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）を、ステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入させる。

このとき、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）は、第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ）を含めた最先端側スロット内挿入部（最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｃ等）がスロット内に最初に挿入され、ブレード１２１の先端側に位置するスロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）から順に、スロット３２内に挿入される。なお、本実施例では、固定ブレード１２１ｂに挟まれた可動ブレード１２１ｃを、ストリッパ１３０の上昇と共に上昇させることで、ブレード１２１とスロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）との間の摩擦を軽減させている。
以上のようにして、挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ、挿入用成形済みＶ相巻線６０ｂ、及び挿入用成形済みＷ相巻線７０ｂをそれぞれスロット３２内に挿入させた後、表面側コイルエンド部（表面側Ｕ相コイルエンド部５６ｂ等）及び裏面側コイルエンド部（裏面側Ｕ相コイルエンド部５６ｃ等）を整形し、図７に示す、ステータ２０が完成する。

ところで、本実施例では、前述のように、第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ等）を含め、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）における各素線４０のいずれもを直線状に成形している（図５参照）。このため、挿入用成形済み巻線（挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂ等）をステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入すると、スロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）が、最先端側スロット内挿入部（最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｃ等）から順に、スロット３２の奥側３２Ｘへスムーズに挿入される。

これにより、図８に示すように、第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ）を含め、最先端側スロット内挿入部（最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｃ等）における各素線４０を、他のスロット内挿入部（Ｕ相スロット内挿入部５３等）よりもスロット３２内で奥側３２Ｘに位置させることができる。従って、スロット３２内にデッドスペースができることなく、素線４０をスロット３２内の奥側３２Ｘから順に高密度で配置できる。このため、挿入すべき全ての素線４０をスロット３２内に挿入でき、さらに、ウエッジ紙２５を無理なく適切にスロット３２内に挿入することができる。
このように、スロット３２に対する巻線（Ｕ相巻線５０等）の占積率を６０％以上（本実施例では約７０％）としたステータ２０を確実に製造することができる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例では、屈曲部材１２５をトランスファツール１２０に設けたが、巻線機１１０に設けるようにしても良い。あるいは、別途、屈曲部材１２５を有する屈曲防止装置を設けるようにしても良い。また、実施例では、屈曲部材１２５を屈曲防止機構として用いたが、第１最先端側スロット内挿入部（第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部５３ｂ）の屈曲を防止できる機構であればいずれの機構でも良く、例えば、屈曲防止装置を別途設けるようにしても良い。

また、実施例では、３相８極分布巻きのステータ２０を製造したが、本発明は、任意の複数相、複数極のいずれの分布巻きステータについても適用することができる。また、分布巻に限らず、集中巻のステータにも適用することができる。
また、実施例では、一つのコイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ，Ｖ相コイル部６１ｂ，Ｗ相コイル部７１ｂ）のターン数を５ターンとしたが、５ターンに限らず、要求される出力等に応じて適宜変更することができる。

また、実施例では、トランスファツール１２０を軸線Ｃ２の周りに回転移動させて、順に、成形した各コイル部（Ｕ相コイル部５１ｂ等）をトランスファツール１２０に移し換えたが、巻枠１１１をトランスファツール１２０を軸線Ｃ２の周りに回転移動させるようにしても良い。
また、実施例では、フライヤ１１５を巻枠１１１の周りに旋回させて巻枠１１１に巻線（Ｕ相巻線５０等）を巻き付けたが、軸線Ｃ１を回転軸として、巻枠１１１を回転させるようにしても良い。

実施例にかかるモータ１０の模式図である。 実施例にかかるステータ２０の模式図である。 実施例にかかるステータの製造装置１００の概略図である。 実施例にかかるステータの製造装置１００（コイル巻線装置１０１）による巻線成形セット工程の要部を説明するための斜視図である。 トランスファーツール１２０に挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂをセットしたときの模式図である。 トランスファーツール１２０にセットされた挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂをステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入する巻線挿入工程を説明する説明図である。 ステータ鉄心３０のスロット３２内に挿入された挿入用成形済みＵ相巻線５０ｂを模式的に表した正面図である。 図７のＡ−Ａ断面図であり、スロット３２内に挿入された素線４０（スロット内挿入部５３）の配列を示す。 従来のステータの製造装置５００による巻線成形セット工程の要部を説明するための斜視図である。 従来のステータの製造装置５００を用いてスロット３２内に挿入された素線４０（スロット内挿入部５３）の配列を示す断面図である。

符号の説明

１０ モータ
２０ ステータ
３０ ステータ鉄心
３２ スロット
４０ 素線
５０ Ｕ相巻線（巻線）
５０ｂ 挿入用成形済みＵ相巻線（挿入用成形済み巻線）
５１ Ｕ相コイル（コイル）
５１ｂ Ｕ相コイル部（コイル部）
５３ Ｕ相スロット内挿入部（スロット内挿入部）
５３ｂ 第１最先端側Ｕ相スロット内挿入部（第１最先端側スロット内挿入部）
５３ｃ 最先端側Ｕ相スロット内挿入部（最先端側スロット内挿入部）
５４ Ｕ相挟持部（挟持部）
５４ｂ 最先端側挟持部（最先端側Ｕ相挟持部）
５６ｂ 表面側Ｕ相コイルエンド部（表面側コイルエンド部）
５６ｃ 裏面側Ｕ相コイルエンド部（裏面側コイルエンド部）
５７ Ｕ相渡り部（渡り部）
１００，５００ ステータの製造装置
１０１ コイル巻線装置
１１０ 巻線機
１１１ 巻枠
１１５，５１５ フライヤ
１２０，５２０ トランスファツール
１２１，５２１ ブレード
１２５ 屈曲部材
１３０ ストリッパ

Claims (4)

1. 複数本の素線からなる巻線を予め巻回して成形したコイルの一部を、表面及び裏面を有し内歯形状のステータ鉄心に形成されたスロット内に挿入、装着してなるステータの製造方法であって、
   上記巻線を成形して、所定ターン数ずつ巻回されてコイルをなす複数のコイル部と、このコイル部同士の間を渡る渡り部と、を有する挿入用成形済み巻線としつつ、上記コイル部のうちの挟持部を、環状に配置された複数のブレードを有するトランスファツールのうち隣り合うブレード間に挟持させる形態で、上記挿入用成形済み巻線を上記トランスファツールにセットする巻線成形セット工程と、
   セットされた上記挿入用成形済み巻線を、ストリッパで上記ブレードに沿って移動させ、上記挿入用成形済み巻線のうち上記コイル部のスロット内挿入部を、上記ステータ鉄心の上記スロット内に挿入、配置すると共に、上記コイル部のうち上記スロット内挿入部以外のコイルエンド部及び上記渡り部を上記ステータ鉄心の上記表面上あるいは上記裏面上に配置する巻線挿入工程と、を含み、
   上記巻線成形セット工程は、
   上記挟持部のうち最も上記ブレードの先端側に位置する最先端側挟持部から上記渡り部までの部分に、上記各素線が直線状に成形された上記スロット内挿入部を含む形状に、
   あるいは上記最先端側挟持部を含み上記渡り部までの部分が、上記各素線が直線状に成形された上記スロット内挿入部となる形状に、
   上記挿入用成形済み巻線を成形しつつ、上記トランスファツールにセットする
   ステータの製造方法。
2. 請求項１に記載のステータの製造方法であって、
   前記巻線成形セット工程では、前記スロット内挿入部における前記各素線のいずれについても直線状に成形する
   ステータの製造方法。
3. 複数本の素線からなる巻線を巻枠に巻き付けて成形しつつ、環状に配置された複数のブレードを有するトランスファツールのうち隣り合うブレード間に挟持させる形態で、上記成形した巻線を上記トランスファツールへ移し換え、所定ターン数ずつ巻回されてコイルをなす複数のコイル部とこのコイル部同士の間を渡る渡り部とを有する挿入用成形済み巻線を、上記トランスファツールにセットするコイル巻線装置であって、
   一つのコイル部のうち少なくともステータ鉄心のスロット内へ挿入、配置されるスロット内挿入部における上記各素線を直線状に成形し、上記一つのコイル部の一部を所定の上記ブレード間に挟持させる形態で、上記トランスファツールへ移し換えた後、上記巻線にテンションをかけつつ上記巻線を引き出し、上記トランスファツール及び上記巻枠の少なくともいずれかを上記トランスファツールの軸線周りに回転移動させて上記渡り部を形成し、引き続き、上記巻線を上記巻枠に巻き付けて次のコイル部を成形し、他の上記ブレード間に挟持させる形態で上記トランスファツールへ移し換えるにあたり、
   上記一つのコイル部の上記スロット内挿入部のうち最も上記ブレードの先端側に位置するものを最先端側スロット内挿入部としたとき、この最先端側スロット内挿入部のうち上記渡り部と隣り合って連続する第１最先端側スロット内挿入部における上記各素線の屈曲を防止する屈曲防止機構を備え、
   上記屈曲防止機構は、
   上記ブレードよりも上記トランスファツールの径方向外側に配置された屈曲部材であって、
   上記巻線にテンションをかけつつ上記巻線を引き出し、上記トランスファツール及び上記巻枠の少なくともいずれかを上記トランスファツールの軸線周りに回転移動させて上記渡り部を形成するにあたり、上記巻線を当該屈曲部材に回し掛けて、上記第１最先端側スロット内挿入部を直線状に保ちつつ、当該屈曲部材に接触する部位で上記巻線を屈曲させる屈曲部材、を含む
   コイル巻線装置。
4. 請求項３に記載のコイル巻線装置と、
   前記ステータ鉄心を前記ブレードの先端位置に配置させた状態で、前記トランスファツールにセットされた前記挿入用成形済み巻線を、上記トランスファツールの軸線方向に上記ステータ鉄心側へ押し出しつつ上記ステータ鉄心のスロット内に挿入するストリッパと、
   を備える
   ステータの製造装置。

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