JP5975934B2 - 回転電機用のステータの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ステータコアにコイルを配置して、回転電機用のステータを製造する方法に関する。
回転電機用のステータを製造する方法としては、一体形状のステータコアにコイルを配置する方法、ステータコアを分割して形成した分割コアにコイルを配置し、このコイルが配置された分割コアを互いに連結する方法等がある。また、コイルは、複数本の細径のマグネットワイヤをまとめて巻回して形成する場合と、1本の平角線を巻回して形成する場合とがある。
例えば、特許文献1においては、固定子コアにおける複数のティースに、矩形断面の平角導体を曲げ加工して形成された複数の台形コイルを挿入するモータ固定子の製造装置が開示されている。この製造装置は、台形コイルを斜め変形状態に規制するコイル形状規制部材を有している。そして、コイル形状規制部材によって巻きひねりを防止した状態で、台形コイルをティースに挿入している。
例えば、特許文献1においては、固定子コアにおける複数のティースに、矩形断面の平角導体を曲げ加工して形成された複数の台形コイルを挿入するモータ固定子の製造装置が開示されている。この製造装置は、台形コイルを斜め変形状態に規制するコイル形状規制部材を有している。そして、コイル形状規制部材によって巻きひねりを防止した状態で、台形コイルをティースに挿入している。
しかしながら、特許文献1の製造装置においては、台形コイルをティースにおける正規位置に挿入するまで、コイル形状規制部材によって、常に台形コイルを斜め変形状態に規制している。そのため、ティースの基端側部分における周方向の幅を大きくしたい場合には、特許文献1によってはティースに台形コイルを挿入することが困難になる。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ティースの基端側部分における周方向の幅を大きくしても、ティースに最後に配置される最終コイルの配置を円滑にすることができる回転電機用のステータの製造方法を提供しようとして得られたものである。
本発明の一態様は、ステータコアにコイルを配置して、回転電機用のステータを製造する方法であって、
上記ステータコアにおいて、円環状のヨーク部の内周側に放射状に形成された複数のティースは、先端側部分に形成されて周方向の幅が一定である先端平行側面と、該先端平行側面に繋がって形成されて外周側へ行くに連れて周方向の幅が大きくなる中間傾斜側面と、該中間傾斜側面から繋がった基端側部分に形成されて周方向の幅が一定である基端平行側面とを有しており、
上記ステータコアにおける上記ティースに対して最終コイルを配置するに当たり、
該最終コイルを変形させて、該最終コイルの周方向一方側に位置する一方側導体部分の外周側端部と、該最終コイルの周方向他方側に位置する他方側導体部分の内周側端部とに鋭角状の角部を形成し、該一方側導体部分の外周側端部を、上記ティースに対する周方向一方側に位置する一方側スロットの開口部へ挿入する第1挿入工程と、
上記最終コイルの変形状態を維持して、上記一方側導体部分の外周側端部を上記一方側スロットにおける上記中間傾斜側面と上記基端平行側面との境界位置まで挿入するとともに、上記他方側導体部分の外周側端部を上記ティースに対する周方向他方側に位置する他方側スロットの開口部へ挿入する第2挿入工程と、
上記一方側導体部分の外周側端部を起点に上記最終コイルの変形を元に戻して、上記他方側導体部分の外周側端部を上記他方側スロットにおける上記中間傾斜側面と上記基端平行側面との境界位置まで挿入する第3挿入工程と、
上記最終コイルを上記ティースに対して対向させ、上記一方側導体部分及び上記他方側導体部分を、それぞれ上記一方側スロット及び上記他方側スロットへ同時に挿入する第4挿入工程と、を行うことを特徴とする回転電機用のステータの製造方法にある(請求項1)。
上記ステータコアにおいて、円環状のヨーク部の内周側に放射状に形成された複数のティースは、先端側部分に形成されて周方向の幅が一定である先端平行側面と、該先端平行側面に繋がって形成されて外周側へ行くに連れて周方向の幅が大きくなる中間傾斜側面と、該中間傾斜側面から繋がった基端側部分に形成されて周方向の幅が一定である基端平行側面とを有しており、
上記ステータコアにおける上記ティースに対して最終コイルを配置するに当たり、
該最終コイルを変形させて、該最終コイルの周方向一方側に位置する一方側導体部分の外周側端部と、該最終コイルの周方向他方側に位置する他方側導体部分の内周側端部とに鋭角状の角部を形成し、該一方側導体部分の外周側端部を、上記ティースに対する周方向一方側に位置する一方側スロットの開口部へ挿入する第1挿入工程と、
上記最終コイルの変形状態を維持して、上記一方側導体部分の外周側端部を上記一方側スロットにおける上記中間傾斜側面と上記基端平行側面との境界位置まで挿入するとともに、上記他方側導体部分の外周側端部を上記ティースに対する周方向他方側に位置する他方側スロットの開口部へ挿入する第2挿入工程と、
上記一方側導体部分の外周側端部を起点に上記最終コイルの変形を元に戻して、上記他方側導体部分の外周側端部を上記他方側スロットにおける上記中間傾斜側面と上記基端平行側面との境界位置まで挿入する第3挿入工程と、
上記最終コイルを上記ティースに対して対向させ、上記一方側導体部分及び上記他方側導体部分を、それぞれ上記一方側スロット及び上記他方側スロットへ同時に挿入する第4挿入工程と、を行うことを特徴とする回転電機用のステータの製造方法にある(請求項1)。
上記回転電機用のステータの製造方法においては、先端平行側面、中間傾斜側面及び基端平行側面を有するティースに、最後に配置される最終コイルの配置の仕方に工夫をしている。
最終コイルをティースに配置するに当たっては、まず、第1挿入工程として、最終コイルを変形させて、最終コイルの周方向一方側に位置する一方側導体部分の外周側端部と、最終コイルの周方向他方側に位置する他方側導体部分の内周側端部とに鋭角状の角部を形成する。このとき、一方側導体部分の内周側端部と、他方側導体部分の外周側端部とには鈍角状の角部が形成される。ここで、最終コイルを変形させる量は、一方側導体部分を一方側スロットに挿入することができる量とする。そして、一方側導体部分の外周側端部を、ティースに対する周方向一方側に位置する一方側スロットの開口部へ挿入する。
最終コイルをティースに配置するに当たっては、まず、第1挿入工程として、最終コイルを変形させて、最終コイルの周方向一方側に位置する一方側導体部分の外周側端部と、最終コイルの周方向他方側に位置する他方側導体部分の内周側端部とに鋭角状の角部を形成する。このとき、一方側導体部分の内周側端部と、他方側導体部分の外周側端部とには鈍角状の角部が形成される。ここで、最終コイルを変形させる量は、一方側導体部分を一方側スロットに挿入することができる量とする。そして、一方側導体部分の外周側端部を、ティースに対する周方向一方側に位置する一方側スロットの開口部へ挿入する。
次いで、第2挿入工程として、最終コイルの変形状態を維持して、一方側導体部分の外周側端部を一方側スロットにおける中間傾斜側面と基端平行側面との境界位置まで挿入する。また、他方側導体部分の外周側端部をティースに対する周方向他方側に位置する他方側スロットの開口部へ挿入する。第2挿入工程においては、最終コイルを変形させた状態でティースに配置することにより、最終コイルの一方側導体部分が、ティース又は1つ前にティースに配置されたコイルに干渉しないようにすることができる。
次いで、第3挿入工程として、一方側導体部分の外周側端部を起点に最終コイルの変形状態を、元の変形がない初期状態に戻す。このとき、他方側導体部分の外周側端部が、他方側スロットにおける中間傾斜側面と基端平行側面との境界位置まで挿入される。第3挿入工程においては、最終コイルの変形を戻しながらティースに配置することにより、最終コイルの他方側導体部分が、ティースに最初に配置されたコイルに干渉しないようにすることができる。
そして、第4挿入工程として、最終コイルがティースに対して対向した後、一方側導体部分及び他方側導体部分を、径方向外方へ移動させて、それぞれ一方側スロット及び他方側スロットへ同時に挿入する。
こうして、ティースの基端側部分に、周方向の幅が大きい基端平行側面が形成されている場合であっても、第1〜第4挿入工程を行うことによって最終コイルをティースに、干渉を避けて容易に配置することができる。
こうして、ティースの基端側部分に、周方向の幅が大きい基端平行側面が形成されている場合であっても、第1〜第4挿入工程を行うことによって最終コイルをティースに、干渉を避けて容易に配置することができる。
ティースに先端平行側面を形成することにより、コイルに通電を行う際にティースを通過する磁束が、ティースの先端部において飽和しにくくすることができる。また、ティースに基端平行側面を形成することにより、ティースの基端側部分における周方向の幅を大きくして、磁束をより多く通過させることができる。そして、上記ティース形状を有するステータコアを用いることにより、回転電機の性能を向上させることができる。
それ故、上記回転電機用のステータの製造方法によれば、ティースの基端側部分における周方向の幅を大きくしても、ティースに最後に配置される最終コイルの配置を円滑にすることができる。
それ故、上記回転電機用のステータの製造方法によれば、ティースの基端側部分における周方向の幅を大きくしても、ティースに最後に配置される最終コイルの配置を円滑にすることができる。
上述した回転電機用のステータの製造方法における好ましい実施の形態につき説明する。
上記回転電機用のステータの製造方法において、上記一方側導体部分の外周側端部及び上記他方側導体部分の外周側端部とは、上記ステータコアのティースの外周側に配置された際のヨーク側の端部のことをいう。
上記ステータコアに対して上記最終コイルよりも先にティースに配置されるコイルは、ステータコアのティースの1つずつに周方向に回って順番に配置することができる。
上記回転電機用のステータの製造方法において、上記一方側導体部分の外周側端部及び上記他方側導体部分の外周側端部とは、上記ステータコアのティースの外周側に配置された際のヨーク側の端部のことをいう。
上記ステータコアに対して上記最終コイルよりも先にティースに配置されるコイルは、ステータコアのティースの1つずつに周方向に回って順番に配置することができる。
また、上記回転電機用のステータの製造方法においては、上記最終コイルは、上記先端平行側面、上記中間傾斜側面及び上記基端平行側面による上記ティースの側面形状に沿って、平角線を内外周に複数層に巻回して形成されていてもよい(請求項2)。
この場合には、平角線を用いることによって、ステータコアのスロットにおけるコイルの占積率を高めることができる。
この場合には、平角線を用いることによって、ステータコアのスロットにおけるコイルの占積率を高めることができる。
また、上記最終コイルは、上記ステータコアの上記ティースに最初に装着しておいた、絶縁樹脂からなるインシュレータに対して配置してもよい(請求項3)。
この場合には、インシュレータから分離された最終コイルを容易に変形させることができる。
この場合には、インシュレータから分離された最終コイルを容易に変形させることができる。
また、上記最終コイルを把持して上記ティースに対する内周側に対向して配置される可動治具部と、該可動治具部が移動可能に配設されたベース治具部とを有する組付治具を用い、上記第1〜第4挿入工程においては、上記ベース治具部に設けられたガイドレールに沿って、上記可動治具部に設けられたローラを移動させることにより、該可動治具部に把持した上記最終コイルを上記ティースへ配置してもよい(請求項4)。
この場合には、可動治具部及びベース治具部を有する組付治具を用いることにより、ティースに対する最終コイルの配置を一層容易に行うことができる。また、ガイドレールに沿ってローラを移動させることにより、最終コイルを配置する経路を適切に形成することができる。
この場合には、可動治具部及びベース治具部を有する組付治具を用いることにより、ティースに対する最終コイルの配置を一層容易に行うことができる。また、ガイドレールに沿ってローラを移動させることにより、最終コイルを配置する経路を適切に形成することができる。
以下に、回転電機用のステータの製造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の回転電機用のステータ1の製造方法においては、図7に示すごとく、ステータコア2にコイル3を配置してステータ1を製造する。
図1に示すごとく、ステータコア2において、円環状のヨーク部23の内周側に放射状に形成された複数のティース21は、先端側部分に形成されて周方向の幅が一定である先端平行側面211と、先端平行側面211に繋がって形成されて外周側へ行くに連れて周方向の幅が大きくなる中間傾斜側面212と、中間傾斜側面212から繋がった基端側部分に形成されて周方向の幅が一定である基端平行側面213とを有している。
本例の回転電機用のステータ1の製造方法においては、図7に示すごとく、ステータコア2にコイル3を配置してステータ1を製造する。
図1に示すごとく、ステータコア2において、円環状のヨーク部23の内周側に放射状に形成された複数のティース21は、先端側部分に形成されて周方向の幅が一定である先端平行側面211と、先端平行側面211に繋がって形成されて外周側へ行くに連れて周方向の幅が大きくなる中間傾斜側面212と、中間傾斜側面212から繋がった基端側部分に形成されて周方向の幅が一定である基端平行側面213とを有している。
そして、以下の第1〜第4挿入工程を行って、最後にティース21に配置する最終コイル3Cをティース21に配置する。
図1に示すごとく、第1挿入工程においては、最終コイル3Cを菱形状に変形させて、最終コイル3Cの周方向一方側C1に位置する一方側導体部分32Aの外周側端部321と、最終コイル3Cの周方向他方側C2に位置する他方側導体部分32Bの内周側端部323とに鋭角状の角部を形成し、一方側導体部分32Aの外周側端部321を、ティース21に対する周方向一方側C1に位置する一方側スロット22Aの開口部へ挿入する。
図1に示すごとく、第1挿入工程においては、最終コイル3Cを菱形状に変形させて、最終コイル3Cの周方向一方側C1に位置する一方側導体部分32Aの外周側端部321と、最終コイル3Cの周方向他方側C2に位置する他方側導体部分32Bの内周側端部323とに鋭角状の角部を形成し、一方側導体部分32Aの外周側端部321を、ティース21に対する周方向一方側C1に位置する一方側スロット22Aの開口部へ挿入する。
次いで、図2に示すごとく、第2挿入工程においては、最終コイル3Cの変形状態を維持して、一方側導体部分32Aの外周側端部321を一方側スロット22Aにおける中間傾斜側面212と基端平行側面213との境界位置まで挿入するとともに、他方側導体部分32Bの外周側端部321をティース21に対する周方向他方側C2に位置する他方側スロット22Bの開口部へ挿入する。次いで、図3、図4に示すごとく、第3挿入工程においては、一方側導体部分32Aの外周側端部321を起点に最終コイル3Cの変形を元に戻して、他方側導体部分32Bの外周側端部321を他方側スロット22Bにおける中間傾斜側面212と基端平行側面213との境界位置まで挿入する。その後、図5に示すごとく、第4挿入工程においては、最終コイル3Cをティース21に対して正対させ、一方側導体部分32A及び他方側導体部分32Bを、それぞれ一方側スロット22A及び他方側スロット22Bへ同時に挿入する。なお、「正対」とは、正面から対向することを示す。
以下に、本例の回転電機用のステータ1の製造方法につき、図1〜図9を参照して詳説する。
図7に示すごとく、本例のステータ1は、3相回転電機に用いられるものであり、U相、V相、W相の3相のコイル3U,3V,3Wを、ステータコア2における複数のティース21に同じ配置順序で複数回繰り返し配置して形成されている。
各相のコイル3は、平角線301を複数回巻回して形成されたコイル本体31と、コイル本体31の一端においてステータコア2の軸方向一方側L1に引き出された一端部33Aと、コイル本体31の他端においてステータコア2の軸方向一方側L1に引き出された他端部33Bとを有している。各相のコイル3における一端部33Aは、同相のコイル3における他端部33Bに合わさるよう、他相のコイル3のコイル本体31に対する軸方向Lの外方を跨ぐ状態でステータコア2の軸方向Lに対して直交する方向に引き出されている。
図7に示すごとく、本例のステータ1は、3相回転電機に用いられるものであり、U相、V相、W相の3相のコイル3U,3V,3Wを、ステータコア2における複数のティース21に同じ配置順序で複数回繰り返し配置して形成されている。
各相のコイル3は、平角線301を複数回巻回して形成されたコイル本体31と、コイル本体31の一端においてステータコア2の軸方向一方側L1に引き出された一端部33Aと、コイル本体31の他端においてステータコア2の軸方向一方側L1に引き出された他端部33Bとを有している。各相のコイル3における一端部33Aは、同相のコイル3における他端部33Bに合わさるよう、他相のコイル3のコイル本体31に対する軸方向Lの外方を跨ぐ状態でステータコア2の軸方向Lに対して直交する方向に引き出されている。
各相の回転配置コイル3Bの一端部33Aは、渡り線としてコイル3から隣接するコイル3へ渡される部分の中間位置331が、外周側に屈曲している。これにより、回転配置コイル3Bを回転させながらティース21に配置する際に、回転配置コイル3Bの一端部33Aが、これに隣接するコイル3の他端部33Bに干渉しないようにしている。
各相のコイル3は、一端部33Aと他端部33Bとによって互いに接合され、U相、V相、W相の連コイルをそれぞれ形成している。また、各相の連コイルはスター結線されており、各相の連コイルにおける一端部33Aには、各相のコイル3の一端部33Aが互いに接合された中性点34が形成され、各相の連コイル3における他端部33Bには、外部に接続されるリード部35が形成されている。
各相のコイル3を形成する平角線301は、略矩形状の断面形状を有しており、銅材料等からなる導体層の外周を、樹脂材料等からなる被覆層によって被覆して形成されている。なお、平角線301の断面形状は、互いに平行な平坦面を有する扁平形状とすることもできる。
本例の各相のコイル3は、平角線301を複数回巻回して形成されたコイル本体31から、一端部33A及び他端部33Bを引き出して形成された集中巻コイルである。各相のコイル3は、ティース21の周方向両側に位置するスロット22A,22Bに配置されるように、ティース21の外周に1つずつ単独で装着される。
本例の各相のコイル3は、平角線301を複数回巻回して形成されたコイル本体31から、一端部33A及び他端部33Bを引き出して形成された集中巻コイルである。各相のコイル3は、ティース21の周方向両側に位置するスロット22A,22Bに配置されるように、ティース21の外周に1つずつ単独で装着される。
図1に示すごとく、各相のコイル3のコイル本体31は、先端平行側面211、中間傾斜側面212及び基端平行側面213によるティース21の側面形状に沿って、外周側に行くに連れて拡径する四角環形状に形成されている。各相のコイル3のコイル本体31は、先端平行側面211に対向する部分と基端平行側面213に対向する部分とが直方形状に平角線301を巻回して形成されており、中間傾斜側面212に対向する部分が台形状に平角線301を巻回して形成されている。各相のコイル3におけるコイル本体31は、平角線301が内外周に2層に重なる状態で巻回されて形成されている。なお、最終コイル3Cのコイル本体31が外周側に行くに連れて拡径する形状を有していることにより、第1挿入工程において変形される最終コイル3Cは、厳密には菱形状に近い形状に変形される。
各相のコイル3は、ステータコア2との絶縁を行う樹脂であるインシュレータ4の外周に配置される。インシュレータ4は、その外周にコイル本体31を保持し、ティース21に対して装着される。
各相のコイル3は、ステータコア2との絶縁を行う樹脂であるインシュレータ4の外周に配置される。インシュレータ4は、その外周にコイル本体31を保持し、ティース21に対して装着される。
図8、図9に示すごとく、本例の製造方法においては、最終コイル3Cを把持してティース21に対する内周側に対向して配置される可動治具部52と、可動治具部52が移動可能に配設されたベース治具部51とを有する組付治具5を用いる。可動治具部52は、中間コイル3Bにおける上下の導体部分32Cを支持する把持部521を有しており、回動軸部522によってベース治具部51に対して回動可能であるとともに、リニヤガイドによってベース治具部51に対してスライド可能である。
また、ベース治具部51には、ステータコア2のティース21に配置する際の中間コイル3Bの移動経路Xを形成するための2本のガイドレール(ガイド溝)511が設けられている。また、可動治具部52には、2本のガイドレール511に配置される2つのローラ523が設けられている。
また、ベース治具部51には、ステータコア2のティース21に配置する際の中間コイル3Bの移動経路Xを形成するための2本のガイドレール(ガイド溝)511が設けられている。また、可動治具部52には、2本のガイドレール511に配置される2つのローラ523が設けられている。
そして、製造方法における第1〜第4挿入工程においては、可動治具部52をリニヤガイドによってスライドさせる際に、可動治具部52が回動軸部522を中心に回動しながら、2つのローラ523が2本のガイドレール511に沿って移動することにより、可動治具部52の把持部521を中間コイル3Bの移動経路Xに沿って移動させることができる。そして、第1〜第4挿入工程を行って、中間コイル3Bをティース21へ配置することができる。
また、従来の組付治具においては、集中巻されたコイルをティースに対して傾斜して対向させた後、2軸の移動部の位置制御を行って、コイルをティースに配置していた。そのため、組付治具を用いてコイルの組付を繰り返し行う際に、組付治具によるコイルの組付位置が変化してしまったとき、2軸の移動部の位置制御のプログラム等を、組付位置が変化するごとに修正する必要が生じていた。
これに対し、本例の組付治具5においては、ガイドレール511が設けられたベース治具部51は、ベース治具部51を取り付ける取付部に対して位置の調整ができるようにしておくことができる。例えば、取付部に形成されたネジ穴に対して、ベース治具部51に形成された貫通孔に挿通するネジを締め付ける構造において、貫通孔とネジとの間に形成されるクリアランスを、ガイドレール51とローラ523との間に形成されるクリアランスよりも大きくしておくことができる。これにより、コイル3の組付位置が変化してしまったときでも、取付部に対するベース治具部51の位置を調整することにより、組付位置の修正を容易に行うことができる。
次に、3相のコイル3をステータコア2のティース21に配置する方法及び本例の作用効果につき説明する。
本例においては、まず、ステータコア2のティース21に最後に配置される最終コイル3Cを保持するためのインシュレータ4を、ティース21に装着しておく(図6参照)。そして、インシュレータ4の外周に保持された3相のコイル3U,3V,3Wを、ステータコア2のティース21の1つずつに周方向(配置方向)Dに回って順番に配置する(図7参照)。なお、3相のコイル3U,3V,3Wを1つずつ順番に配置する周方向Dは、周方向他方側C2と同じである。
本例においては、まず、ステータコア2のティース21に最後に配置される最終コイル3Cを保持するためのインシュレータ4を、ティース21に装着しておく(図6参照)。そして、インシュレータ4の外周に保持された3相のコイル3U,3V,3Wを、ステータコア2のティース21の1つずつに周方向(配置方向)Dに回って順番に配置する(図7参照)。なお、3相のコイル3U,3V,3Wを1つずつ順番に配置する周方向Dは、周方向他方側C2と同じである。
図6に示すごとく、ステータコア2のティース21に最初に配置される1番目コイル3Aは、隣接する他相のコイル3に干渉することがない。そのため、ステータコア2におけるティース21の内周側に正対させ、径方向に対して平行な状態で外周側に移動させて、ティース21に装着することができる。ただし、本例においては、使用する組付治具5の簡略化の観点より、本例の1番目コイル3Aは、後述する中間コイル3Bと同様に、第1〜第4挿入工程を行ってティース21に配置する。
本例においては、ステータコア2のティース21に最初と最後に配置されるコイル3A,3C、及びティース21に2番目に配置される中間コイル3Bは、中性点34を形成するためのものである。
本例においては、ステータコア2のティース21に最初と最後に配置されるコイル3A,3C、及びティース21に2番目に配置される中間コイル3Bは、中性点34を形成するためのものである。
次いで、ステータコア2のティース21に対して2番目以降に配置される中間コイル3Bについては、ティース21に対して傾斜して対向させ、この傾斜角度を戻しながら、ティース21に正対させて配置する(図1参照)。この中間コイル3Bは、インシュレータ4の外周に巻回した状態でティース21に配置する。
次いで、ステータコア2のティース21に対して最終コイル3Cを配置するに当たっては、以下の第1〜第4挿入工程を行う。図1〜図5においては、ティース21に配置される際の最終コイル3Cの移動経路Xを、最終コイル3Cの外周側中心部322を基準にして示す。
まず、図1に示すごとく、第1挿入工程として、最終コイル3Cを菱形状に変形させて、最終コイル3Cの周方向一方側C1に位置する一方側導体部分32Aの外周側端部321と、最終コイル3Cの周方向他方側C2に位置する他方側導体部分32Bの内周側端部323とに鋭角状の角部を形成する。このとき、一方側導体部分32Aの内周側端部323と、他方側導体部分32Bの外周側端部321とには鈍角状の角部が形成される。ここで、最終コイル3Cを変形させる量は、一方側導体部分32Aを一方側スロット22Aに挿入することができる量とする。そして、一方側導体部分32Aの外周側端部321を、ティース21に対する周方向一方側C1に位置する一方側スロット22Aの開口部へ挿入する。
まず、図1に示すごとく、第1挿入工程として、最終コイル3Cを菱形状に変形させて、最終コイル3Cの周方向一方側C1に位置する一方側導体部分32Aの外周側端部321と、最終コイル3Cの周方向他方側C2に位置する他方側導体部分32Bの内周側端部323とに鋭角状の角部を形成する。このとき、一方側導体部分32Aの内周側端部323と、他方側導体部分32Bの外周側端部321とには鈍角状の角部が形成される。ここで、最終コイル3Cを変形させる量は、一方側導体部分32Aを一方側スロット22Aに挿入することができる量とする。そして、一方側導体部分32Aの外周側端部321を、ティース21に対する周方向一方側C1に位置する一方側スロット22Aの開口部へ挿入する。
次いで、図2に示すごとく、第2挿入工程として、最終コイル3Cの変形状態を維持して、一方側導体部分32Aの外周側端部321を一方側スロット22Aにおける中間傾斜側面212と基端平行側面213との境界位置まで挿入する。また、他方側導体部分32Bの外周側端部321をティース21に対する周方向他方側C2に位置する他方側スロット22Bの開口部へ挿入する。第2挿入工程においては、最終コイル3Cを変形させた状態でティース21に配置することにより、最終コイル3Cの一方側導体部分32Aが、ティース21又は1つ前にティース21に配置されたコイルに干渉しないようにすることができる。
次いで、図3、図4に示すごとく、第3挿入工程として、一方側導体部分32Aの外周側端部321を起点に最終コイル3Cの変形状態を、元の変形がない初期状態に戻す。このとき、他方側導体部分32Bの外周側端部321が、他方側スロット22Bにおける中間傾斜側面212と基端平行側面213との境界位置まで挿入される。第3挿入工程においては、最終コイル3Cの変形を戻しながらティース21に配置することにより、最終コイル3Cの他方側導体部分32Bが、ティース21に最初に配置されたコイルに干渉しないようにすることができる。
そして、図5に示すごとく、第4挿入工程として、最終コイル3Cがティース21に対して正対した後、一方側導体部分32A及び他方側導体部分32Bを、径方向外方へ移動させて、それぞれ一方側スロット22A及び他方側スロット22Bへ同時に挿入する。
こうして、全ての3相のコイル3A,3B,3Cをステータコア2のティース21に対して配置する。
また、図7に示すごとく、ステータコア2においては、互いに合わさった、同相の各コイル3の一端部33Aと他端部33B、中性点34を形成する各一端部33A、リード部35を形成する各他端部33Bについて、溶接を行って接合することができる。
こうして、全ての3相のコイル3A,3B,3Cをステータコア2のティース21に対して配置する。
また、図7に示すごとく、ステータコア2においては、互いに合わさった、同相の各コイル3の一端部33Aと他端部33B、中性点34を形成する各一端部33A、リード部35を形成する各他端部33Bについて、溶接を行って接合することができる。
このように、ティース21の基端側部分に、周方向の幅が大きい基端平行側面213が形成されている場合であっても、第1〜第4挿入工程を行うことによって最終コイル3Cをティース21に、干渉を避けて容易に配置することができる。
また、ティース21に先端平行側面211を形成することにより、コイルに通電を行う際にティース21を通過する磁束が、ティース21の先端部において飽和しにくくすることができる。また、ティース21に基端平行側面213を形成することにより、ティース21の基端側部分における周方向の幅を大きくして、磁束をより多く通過させることができる。そして、上記ティース21形状を有するステータコア2を用いることにより、回転電機の性能を向上させることができる。
また、ティース21に先端平行側面211を形成することにより、コイルに通電を行う際にティース21を通過する磁束が、ティース21の先端部において飽和しにくくすることができる。また、ティース21に基端平行側面213を形成することにより、ティース21の基端側部分における周方向の幅を大きくして、磁束をより多く通過させることができる。そして、上記ティース21形状を有するステータコア2を用いることにより、回転電機の性能を向上させることができる。
それ故、本例の回転電機用のステータ1の製造方法によれば、ティース21の基端側部分における周方向の幅を大きくしても、ティース21に最後に配置される最終コイル3Cの配置を円滑にすることができる。
1 回転電機用のステータ
2 ステータコア
21 ティース
22A 一方側スロット
22B 他方側スロット
211 先端平行側面
212 中間傾斜側面
213 基端平行側面
23 ヨーク部
3 コイル
3C 最終コイル
301 平角線
32A 一方側導体部分
32B 他方側導体部分
321 外周側端部
4 インシュレータ
5 組付治具
51 ベース治具部
511 ガイドレール
52 可動治具部
523 ローラ
2 ステータコア
21 ティース
22A 一方側スロット
22B 他方側スロット
211 先端平行側面
212 中間傾斜側面
213 基端平行側面
23 ヨーク部
3 コイル
3C 最終コイル
301 平角線
32A 一方側導体部分
32B 他方側導体部分
321 外周側端部
4 インシュレータ
5 組付治具
51 ベース治具部
511 ガイドレール
52 可動治具部
523 ローラ
Claims (4)
- ステータコアにコイルを配置して、回転電機用のステータを製造する方法であって、
上記ステータコアにおいて、円環状のヨーク部の内周側に放射状に形成された複数のティースは、先端側部分に形成されて周方向の幅が一定である先端平行側面と、該先端平行側面に繋がって形成されて外周側へ行くに連れて周方向の幅が大きくなる中間傾斜側面と、該中間傾斜側面から繋がった基端側部分に形成されて周方向の幅が一定である基端平行側面とを有しており、
上記ステータコアにおける上記ティースに対して最終コイルを配置するに当たり、
該最終コイルを変形させて、該最終コイルの周方向一方側に位置する一方側導体部分の外周側端部と、該最終コイルの周方向他方側に位置する他方側導体部分の内周側端部とに鋭角状の角部を形成し、該一方側導体部分の外周側端部を、上記ティースに対する周方向一方側に位置する一方側スロットの開口部へ挿入する第1挿入工程と、
上記最終コイルの変形状態を維持して、上記一方側導体部分の外周側端部を上記一方側スロットにおける上記中間傾斜側面と上記基端平行側面との境界位置まで挿入するとともに、上記他方側導体部分の外周側端部を上記ティースに対する周方向他方側に位置する他方側スロットの開口部へ挿入する第2挿入工程と、
上記一方側導体部分の外周側端部を起点に上記最終コイルの変形を元に戻して、上記他方側導体部分の外周側端部を上記他方側スロットにおける上記中間傾斜側面と上記基端平行側面との境界位置まで挿入する第3挿入工程と、
上記最終コイルを上記ティースに対して対向させ、上記一方側導体部分及び上記他方側導体部分を、それぞれ上記一方側スロット及び上記他方側スロットへ同時に挿入する第4挿入工程と、を行うことを特徴とする回転電機用のステータの製造方法。 - 請求項1に記載の回転電機用のステータの製造方法において、上記最終コイルは、上記先端平行側面、上記中間傾斜側面及び上記基端平行側面による上記ティースの側面形状に沿って、平角線を内外周に複数層に巻回して形成されていることを特徴とする回転電機用のステータの製造方法。
- 請求項1又は2に記載の回転電機用のステータの製造方法において、上記最終コイルは、上記ステータコアの上記ティースに最初に装着しておいた、絶縁樹脂からなるインシュレータに対して配置することを特徴とする回転電機用のステータの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機用のステータの製造方法において、上記最終コイルを把持して上記ティースに対する内周側に対向して配置される可動治具部と、該可動治具部が移動可能に配設されたベース治具部とを有する組付治具を用い、
上記第1〜第4挿入工程においては、上記ベース治具部に設けられたガイドレールに沿って、上記可動治具部に設けられたローラを移動させることにより、該可動治具部に把持した上記最終コイルを上記ティースへ配置することを特徴とする回転電機用のステータの製造方法。
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