JP6633039B2 - ステータ及びその製造方法と、ステータ用コア部材製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転するロータとともにモータや発電機等の回転電機を構成するステータ及びその製造方法と、ステータ用コア部材製造装置に関する。

モータや発電機等の回転電機は、位置決めされたステータと、該ステータの内方又は外方で回転するロータを有するものとして周知である。ステータの構造の一例を示すと、ステータは、略円環形状をなすステータコアを有する。ステータコアは、締結孔が形成されたコアプレート同士が積層されるとともに加締めや溶接等で互いに連結されることで構成され、さらに、前記締結孔に通されたボルトを介してケーシング等に固定される。

ステータコアには、そのステータコアの周方向に沿って複数個のスロットが形成されている。各スロットには、２本の脚部と湾曲部を有し略Ｕ字形状をなす電気導体（以下、「セグメント」とも表記する）の前記脚部が挿入され、さらに、露出した脚部同士が接合されることで電気的に接続される。これにより、ステータが構成される。

前記脚部同士の接合部のような電気導体の露出部位には、特許文献１に記載されるように、該露出部位を絶縁するための絶縁樹脂が塗布される。

絶縁樹脂を塗布する際、最上に位置するコアプレートの締結孔の周囲に粉体樹脂やワニス等の絶縁樹脂が飛散して付着すると、ステータの取付面やコアプレートの締結面に対してワッシャが密着することが阻害される。このような事態が生じると、締結力が緩んでしまう懸念がある。これを回避するためには、例えば、作業者が締結孔近傍の状態を目視検査したり、飛散した絶縁樹脂を取り除き易くするため、事前にマスキングテープ等で締結孔の周辺を覆い、絶縁樹脂の塗布後にマスキングテープを剥がすことで、飛散した絶縁樹脂を除去したりする必要があった。

特開２０１２−１６５４８４号公報

マスキングテープを用いる場合、締結孔の近傍にマスキングテープを貼付する作業と、絶縁樹脂を塗布した後にマスキングテープを除去する作業とが必要となる。しかも、マスキングテープは、絶縁樹脂の塗布環境下でもその性能を維持できる高耐熱性を要するために非常に高価であるが、信頼性の観点から再利用することはできないため、コストの低廉化を図ることができない問題があった。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、コアプレートの締結孔近傍に飛散した絶縁樹脂を容易に除去することが可能なステータ及びその製造方法と、ステータ用コア部材製造装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、複数個の第１コア部材と、少なくとも１個の第２コア部材とを積層して形成されるステータコアと、前記ステータコアに形成されたスロットに一部が挿入される電気導体とを備えるステータであって、
前記第１コア部材は、前記スロットが形成された第１円環部と、前記第１円環部の外周部から突出し且つ締結部材が通される締結孔が形成された第１タブ部とを有し、
前記第２コア部材は、前記スロットが形成され且つ前記第１円環部に重なる第２円環部を有するとともに、前記第１コア部材の前記第１タブ部に対応する部位が除去された形状をなすことを特徴とする。

また、本発明は、複数個の第１コア部材と、少なくとも１個の第２コア部材とを積層して形成されるステータコアと、前記ステータコアに形成されたスロットに一部が挿入される電気導体とを備えるステータの製造方法であって、
前記スロットが形成された第１円環部と、前記第１円環部の外周部から突出し且つ締結部材が通される締結孔が形成された第１タブ部とを有する第１コア部材を複数個得る第１コア部材作製工程と、
前記スロットが形成され且つ前記第１円環部に重なる第２円環部と、前記第１タブ部に重なり且つ前記締結部材が通される締結孔が形成された除去予定部とを有する第２コア部材予備成形体を少なくとも１個得る予備成形体作製工程と、
前記第１コア部材と前記第２コア部材予備成形体とを積層する積層工程と、
前記第１コア部材及び前記第２コア部材予備成形体の重なり合った前記スロットに前記電気導体の一部を挿入した後、前記電気導体の、前記スロットから突出した部位に樹脂を塗布する塗布工程と、
前記第２コア部材予備成形体から前記除去予定部を除去して第２コアとする除去工程と、
を有することを特徴とする。

このように、本発明では、第２コア部材予備成形体に除去予定部を設けるとともに、絶縁樹脂を塗布した後に、ステータコア中で上方に位置する第２コア部材予備成形体から除去予定部を除去するようにしている。塗布工程では、除去予定部に絶縁樹脂の一部が飛散する可能性があるが、塗布工程後に除去予定部を除去することにより、絶縁樹脂が付着していない清浄な第１タブ部（又は後述する第２タブ部）が露呈する。このため、締結孔に締結部材を挿入してコア部材同士を締結するときに絶縁樹脂が噛み込む懸念が払拭される。従って、長期にわたって十分な締結力を示すステータが得られる。

しかも、高価なマスキングテープを用いる必要がないので、コストの低廉化を図ることができる。さらに、マスキングテープを貼付及び除去する作業が不要となり、その作業のための専用治具も不要である。

第１コア部材と前記第２コア部材の間に少なくとも１個の第３コア部材を介挿するようにしてもよい。なお、第３コア部材は、スロットが形成され且つ第１円環部と第２円環部の間に介挿される第３円環部と、第３円環部の外周部から突出し且つ締結部材が通される締結孔が形成されるとともに、第１タブ部に重なる第２タブ部とを有する。そして、第２タブ部は、第１タブ部の突出先端部が除去された形状をなす。

この構成では、第２タブ部の突出先端部が、第１タブ部の突出先端部に比してステータコアの直径方向内方に位置する。このため、第１タブ部と除去予定部との間に第２タブ部が介挿されると、その突出先端部が、第１タブ部と除去予定部の突出先端部よりも奥まった位置となる。これにより、ステータコアに差込口が形成される。例えば、この差込口に何らかの治具を挿入し、該治具を傾斜させたり、回転させたりすることで第２円環部から除去予定部を容易に離脱させることができる。

なお、第３コア部材は、第１円環部及び第１タブ部が形成された第１コア部材の、前記第１タブ部の突出先端部を除去して前記第２タブ部とすることで得ることができる。この場合、第３コア部材を第１コア部材と略同一形状として作製すればよいので、第３コア部材を簡便に得ることができる。

また、第２コア部材予備成形体は、第１円環部及び第１タブ部が形成された第１コア部材の、前記第１タブ部の周囲に脆弱部を形成して除去予定部とすることで得ることができる。この場合、第２コア部材予備成形体を第１コア部材と略同一形状として作製すればよいので、該第２コア部材予備成形体を簡便に得ることができる。

しかも、第１コア部材を成形する金型に対し、一部切替機構を付設することで第２コア部材予備成形体、第３コア部材を成形することも可能であるため、設備投資コストを抑制することができる。

以上の第１コア部材、第２コア部材予備成形体及び第３コア部材は、例えば、同一の帯材を送り出しながら打抜加工によって得ることができる。

さらに、本発明は、積層されてステータコアを構成する第１コア部材と第２コア部材を得るステータ用コア部材製造装置であって、
ワークに、締結部材を通すための締結孔を形成する締結孔形成用金型と、
前記ワークに、電気導体の一部を挿入するためのスロットを形成するスロット形成用金型と、
前記スロットの内方側を円形状に打ち抜いて除去する円形打抜金型と、
前記ワークの一部を打ち抜いて脆弱部を形成する脆弱部形成用金型と、
前記ワークから前記第１コア部材、又は、前記第２コア部材となる第２コア部材予備成形体を打ち抜くコア打抜金型と、
を有し、
前記締結孔形成用金型、前記スロット形成用金型、前記コア打抜金型で成形することで、前記スロットが形成された第１円環部と、前記締結孔が形成された第１タブ部とを有する前記第１コア部材を得、
前記締結孔形成用金型、前記スロット形成用金型、前記脆弱部形成用金型、前記コア打抜金型で成形することで、前記スロットが形成された第２円環部と、前記第２円環部の外縁部から突出し且つ前記締結孔の周囲に前記脆弱部が形成された除去予定部とを有する前記第２コア部材予備成形体を得ることを特徴とする。

このように、本発明では、同一の装置を用いて第１コア部材及び第２コア部材予備成形体を作製することができる。しかも、この装置は、第１コア部材を得る既存の装置に対し、脆弱部を形成する脆弱部形成用金型を付加することで構成することができる。このため、第１コア部材を作製する装置と、第２コア部材予備成形体を作製する装置とを個別に設ける必要がない。従って、設備投資の低廉化を図ることができる。

同一の装置を用いて、第１コア部材、第２コア部材予備成形体及び第３コア部材を作製することも可能である。この場合、前記締結孔の外方側を直線形状に打ち抜いて除去する直線形状打抜金型をさらに設ければよい。すなわち、ワークを、締結孔形成用金型、スロット形成用金型、直線形状打抜金型、コア打抜金型で成形することで、スロットが形成された第３円環部と、締結孔が形成され且つ前記第１タブ部の突出先端部が除去された形状の第２タブ部とを有する第３コア部材を得ることができる。

本発明によれば、少なくとも第１コア部材、第２コア部材予備成形体でステータコアを構成するとともに、前記第２コア部材予備成形体に除去予定部を設けるようにしている。そして、特に電気導体に絶縁樹脂を塗布した後、ステータコア中で上方に位置する第２コア部材予備成形体から前記除去予定部を除去する。

塗布工程では、除去予定部に絶縁樹脂が飛散する可能性があるが、除去予定部が塗布工程後に除去されることから、絶縁樹脂が付着していない清浄な第１タブ部（又は第３コア部材の第２タブ部）が露呈する。このため、締結孔に締結部材を挿入してコア部材同士を締結するとき、除去予定部に付着していた絶縁樹脂が噛み込む懸念が払拭される。従って、十分な締結力を示すステータが得られる。

このため、マスキングテープを用いる必要がない。従って、マスキングテープを使い捨てる必要もない。さらに、マスキングテープを貼付する作業、及び除去する作業が不要となるので、その作業のための専用治具も不要である。以上のような理由から、ステータを得る際のコストの低廉化を図ることができる。

絶縁樹脂の図示を省略して示したステータの概略平面図である。 保護コアプレート（第２コア部材）の除去予定部を除去する前のステータの概略平面図である。 図１のステータを構成するステータコアの概略側面図である。 図１のステータを構成する主コアプレート（第１コア部材）の概略平面図である。 図１のステータを構成する差込口形成コアプレート（第３コア部材）の概略平面図である。 図１のステータを構成する保護コアプレート（第２コア部材）の概略平面図である。 図１のステータを構成するセグメント（電気導体）が複数個束ねられた状態を示す概略斜視図である。 図４に示す主コアプレート（第１コア部材）の成形過程を示す概略フロー図である。 図５に示す差込口形成コアプレート（第３コア部材）の成形過程を示す概略フロー図である。 図６に示す保護コアプレート（第２コア部材）となる予備成形体の成形過程を示す概略フロー図である。 ステータコアに形成された差込口に治具を挿入した状態を示す概略側面図である。

以下、本発明に係るステータ及びその製造方法につき、ステータ用コア部材製造装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、絶縁樹脂の図示を省略して示したステータ１０の概略平面図であり、図２は、後述する除去予定部３８を除去する前のステータ１０の概略平面図である。このステータ１０は、図３に概略側面が示されるステータコア１２と、セグメント１４（電気導体）とを有する。

ステータコア１２につき先ず説明すると、該ステータコア１２は、図４〜図６に示す３種のコアプレートが積層された積層体として構成される。以下、図４に示すコアプレートを主コアプレート（第１コア部材）、図５に示すコアプレートを差込口形成コアプレート（第３コア部材）、図６に示すコアプレートを保護コアプレート（第２コア部材）と表し、各々の参照符号を１６、１８、２０とする。

主コアプレート１６は、第１円環部２２と、該第１円環部２２の外周部から突出した第１タブ部２４とを有する。第１円環部２２の内周側には、複数個のスロット２６が第１円環部２２に沿って周回するように形成されている。なお、スロット２６の長手方向は第１円環部２２の直径方向であり、従って、スロット２６は放射状に延在する。

第１タブ部２４は、互いに等間隔で離間した複数個（本実施の形態では６個）が設けられる。各第１タブ部２４は、第１円環部２２の外周部を底辺とし、この底辺が最長である二等辺三角形に近似される形状をなす。第１タブ部２４は、その突出先端部が湾曲されるとともに、略中央に締結孔２８が形成される。

差込口形成コアプレート１８は、介挿円環部３０（第３円環部）と、該介挿円環部３０の外周部から突出した第２タブ部３２とを有する。この中の介挿円環部３０は、内径及び外径の双方とも第１円環部２２の内径及び外径に略一致する。介挿円環部３０は、第１円環部２２に重畳される。勿論、この介挿円環部３０には、主コアプレート１６のスロット２６と重なるスロット２６が形成されている。

第２タブ部３２は、６個の第１タブ部２４の位相に対応する位相で形成される。第２タブ部３２は、第１タブ部２４の突出先端部が除去された形状をなす。すなわち、第１タブ部２４の湾曲頂部が略台形形状に切除された形状である。第２タブ部３２の略中央には、前記締結孔２８が形成される。

保護コアプレート２０は、介挿円環部３０を介して第１円環部２２に重なる第２円環部３４を有する。第２円環部３４の内径及び外径は、第１円環部２２と介挿円環部３０の内径及び外径に略一致する。また、第２円環部３４の内周側には、第１円環部２２、介挿円環部３０の各々に形成されたスロット２６に連なるスロット２６が、第２円環部３４に沿って周回するように形成されている。

保護コアプレート２０には、第１タブ部２４、第２タブ部３２に相当する部位が形成されていない。すなわち、保護コアプレート２０は、第１円環部２２から第１タブ部２４（ないしは介挿円環部３０から第２タブ部３２）と、第１円環部２２の、第１タブ部２４に連なる外周部の一部が除去された形状をなす。このため、第２円環部３４には、外周部側から内周部側に指向して陥没した凹部３６が形成される。後述するように、凹部３６は、除去予定部３８の除去跡である。

ステータコア１２は、上記のように構成された主コアプレート１６、差込口形成コアプレート１８、保護コアプレート２０が下方からこの順序で積層されることで構成されている。なお、ステータコア１２には複数枚（例えば、十数枚〜数十枚）の主コアプレート１６が含まれる。一方、差込口形成コアプレート１８、保護コアプレート２０は少なくとも１枚あれば足り、多くとも数枚程度で十分である。

第１タブ部２４には第２タブ部３２が重なり、且つ第２タブ部３２には凹部３６が重なる。第２タブ部３２は、第１タブ部２４の突出先端部が除去された形状をしているので、第２タブ部３２の突出先端部は、第１タブ部２４の突出先端部よりも、ステータコア１２の直径方向内方に奥まった位置となる。これにより、ステータコア１２に差込口３９（後述）が形成される。

また、複数個の第１タブ部２４に対して少なくとも１個の第２タブ部３２が重なることにより、締結孔２８同士が重なる。各締結孔２８には、締結部材としてのボルト４０が通される。このボルト４０が、ケーシング（図示せず）等の部材に形成されたボルト孔に螺合されることにより、主コアプレート１６及び差込口形成コアプレート１８が連結されるとともにケーシング内等に位置決め固定される。第２タブ部３２の締結孔２８近傍の上面（締結面）と、ボルト４０の頭部の下面にはワッシャ４２が介挿される。なお、参照符号５３は、第１円環部２２、介挿円環部３０、第２円環部３４を円環形状に形成する内孔を示す。

次に、セグメント１４は、図７に示すように、第１脚部４４と、該第１脚部４４に対して平行に延在する第２脚部４６と、これら第１脚部４４と第２脚部４６の間に介在するターン部４８とを有する。ターン部４８は、第１脚部４４から第２脚部４６に向かうようにして折り返されるように湾曲しており、このため、セグメント１４は略Ｕ字形状をなす。

セグメント１４は、ステータコア１２に形成されたスロット２６中の１個に第１脚部４４が挿入されるとともに、別の１個に第２脚部４６が挿入される。その結果、該セグメント１４がこれら２個のスロット２６間の電気的経路となる。すなわち、第１脚部４４が挿入されたスロット２６と、第２脚部４６が挿入されたスロット２６との間で導通可能な状態となる。なお、セグメント１４は、図７に示すように、複数個（図７の図示例では４個）が一束とされ、第１脚部４４、第２脚部４６が同一のスロット２６に挿入される。１つのスロット２６には、４本のセグメント１４の第１脚部４４と、異なる４本のセグメント１４の第２脚部４６とが挿入されるため、合計で８本の脚部が同一スロット２６中に並ぶ。

その後、第１脚部４４、第２脚部４６が他のセグメント１４の第１脚部４４又は第２脚部４６に適切に接合される。これによりセグメント１４同士が電気的に接続され、電磁コイルが形成される。その後、セグメント１４の、スロット２６から露出したターン部４８等が、図示しない絶縁樹脂で被覆される。

保護コアプレート２０には、ボルト４０が通った締結孔２８が形成されていないものの、上記のようにしてスロット２６にセグメント１４の一部が挿入され、しかも、該セグメント１４が絶縁樹脂によって位置決め固定される。さらに、主コアプレート１６同士、主コアプレート１６と差込口形成コアプレート１８同士、差込口形成コアプレート１８と保護コアプレート２０同士は、加締めや溶接等によって連結される。このため、差込口形成コアプレート１８から保護コアプレート２０が位置ズレを起こしたり、脱落したりすることが回避される。

次に、このステータ１０の製造方法につき、ステータ用コア部材製造装置との関係で説明する。なお、以下においては、ステータ用コア部材製造装置を単にコア製造装置と表記する。

本実施の形態に係るコア製造装置は、図８〜図１０に示す第１成形ステーション〜第７成形ステーションを有する。なお、図８〜図１０には、第１成形ステーション、第２成形ステーション、第３成形ステーション、第４成形ステーション、第５成形ステーション、第６成形ステーション、第７成形ステーションの各々を、「１ｓｔ」、「２ｎｄ」。「３ｒｄ」、「４ｔｈ」、「５ｔｈ」、「６ｔｈ」、「７ｔｈ」で示している。

第１成形ステーションから第７成形ステーションには、単一個の長尺なストリップ５０（帯材）がワークとして流される。このストリップ５０から、主コアプレート１６、差込口形成コアプレート１８、保護コアプレート予備成形体（以下、単に「予備成形体」と表記する）５２が打抜成形される。

一層詳細には、第１成形ステーションは、図８〜図１０を参照して諒解されるように、締結孔２８を打抜成形するための締結孔形成用パンチ（金型）を有する。また、第２成形ステーション、第３成形ステーションは、スロット２６を打抜成形するためのスロット形成用パンチ（金型）、スロット２６の内方側を円形状に打ち抜くための円形打抜パンチ（金型）をそれぞれ有する。

さらに、第４成形ステーションは、締結孔２８の外方を打ち抜いて直線形状打抜５４を形成するための直線形状打抜パンチ（金型）を有し、第５成形ステーション、第６成形ステーションは、締結孔２８の周囲に脆弱部としての第１スリット５６、第２スリット５８を形成するスリット形成用パンチ（脆弱部形成用金型）、第１スリット５６と第２スリット５８の間に分割線６０を形成する分割線形成用パンチ（脆弱部形成用金型）をそれぞれ有する。そして、第７成形ステーションには、主コアプレート１６、予備成形体５２、保護コアプレート２０のいずれかを打ち抜くコア打抜パンチ（金型）が設けられる。

主コアプレート１６は、ストリップ５０の同一部位に対し、第１成形ステーション、第２成形ステーション、第３成形ステーション、第７成形ステーションにて上記の各打抜加工がなされることにより得られる。一層詳細には、図８に示すように、ストリップ５０の、第１成形ステーションに位置した部位に対し、前記締結孔形成用パンチが下降する。この下降により、６個の締結孔２８が同時に成形される。

次に、ストリップ５０が送り出されることにより、締結孔２８が形成された部位が変位して第２成形ステーションに位置する。その後、スロット形成用パンチが下降することにより、スロット２６が打抜成形される。

締結孔２８及びスロット２６が形成された部位は、次に、第３成形ステーションに送り出される。この第３成形ステーションでは、円形打抜パンチにより、スロット２６の内方側が円形状に打ち抜かれて内孔５３が形成される。

締結孔２８及びスロット２６が形成され、且つスロット２６の内方側が円形状に打ち抜かれて内孔５３が形成された部位は、その後、第４成形ステーション、第５成形ステーション、第６成形ステーションに順次送り出される。主コアプレート１６を作製する場合、これらの成形ステーションでは加工は行われない。すなわち、直線形状打抜パンチ、スリット形成用パンチ、分割線形成用パンチが下降することはない。従って、締結孔２８の周囲に直線形状打抜５４や、第１スリット５６、第２スリット５８及び分割線６０等が形成されることはない。

最後に、第７成形ステーションにおいて、締結孔２８及びスロット２６が形成され、且つスロット２６の内方側が円形状に打ち抜かれた部位が、締結孔２８の近傍が第１タブ部２４、且つスロット２６が形成された部位が第１円環部２２となるように、コア打抜パンチで打ち抜かれる。これにより、スロット２６が形成された第１円環部２２と、締結孔２８が形成されて第１円環部２２の外周部から突出した第１タブ部２４とを有する主コアプレート１６が得られるに至る。

第１成形ステーションで締結孔２８が形成された部位が第２成形ステーションに送り出されると、締結孔２８が形成された部位の下流側が同時に送り出されて第１成形ステーションに位置する。この下流側の部位に対し、図９に示すように、第１成形ステーション、第２成形ステーション、第３成形ステーション、第４成形ステーション、第７成形ステーションにて各打抜加工がなされ、差込口形成コアプレート１８が打ち抜かれる（第３コア部材作製工程）。

具体的には、第１成形ステーション、第２成形ステーション、第３成形ステーションにおいて、主コアプレート１６を作製したときと同様に、締結孔形成用パンチ、スロット形成用パンチ、円形打抜パンチにより、６個の締結孔２８、スロット２６が順次成形されるとともに、スロット２６の内方側が円形状に打ち抜かれて内孔５３が形成される。

次に、ストリップ５０が送り出されることにより、締結孔２８、スロット２６及び内孔５３が形成された部位が変位して第４成形ステーションに位置する。その後、直線形状打抜パンチが下降する結果、締結孔２８の外方が直線形状に打ち抜かれる。すなわち、直線形状打抜５４が形成される。

この部位は、第５成形ステーション、第６成形ステーションに順次送り出される。差込口形成コアプレート１８を作製する場合も、これらの成形ステーションでは加工は行われない。すなわち、締結孔２８の周囲に第１スリット５６、第２スリット５８や分割線６０等が形成されることはない。

最後に、第７成形ステーションにおいて、締結孔２８及びスロット２６が形成されるとともにスロット２６の内方側が円形状に打ち抜かれ、且つ締結孔２８の外方に直線形状打抜５４が形成された部位が、締結孔２８の近傍が第２タブ部３２、且つスロット２６が形成された部位が介挿円環部３０となるように、コア打抜パンチで打ち抜かれる。これにより、スロット２６が形成された介挿円環部３０と、締結孔２８が形成されて介挿円環部３０の外周部から突出した第２タブ部３２とを有する差込口形成コアプレート１８が得られる。

直線形状打抜５４が予め形成されたため、第２タブ部３２は、第１タブ部２４の突出先端部が略台形形状に切除された形状として得られる。このように、差込口形成コアプレート１８は、第１円環部２２と同様にして成形された介挿円環部３０と、第１タブ部２４を一部変形させたような形状の第２タブ部３２とを有するようにして形成される。

締結孔２８及びスロット２６が形成されて主コアプレート１６となる部位が第３成形ステーションに送り出され、且つ締結孔２８が形成されて差込口形成コアプレート１８となる部位が第２成形ステーションに送り出されると、後者の部位の下流側が同時に送り出されて第１成形ステーションに位置する。この下流側の部位に対し、図１０に示すように、第１成形ステーション、第２成形ステーション、第３成形ステーション、第５成形ステーション、第６成形ステーション、第７成形ステーションにて各打抜加工がなされ、保護コアプレート２０となる予備成形体５２が打ち抜かれる。

具体的には、第１成形ステーション、第２成形ステーション、第３成形ステーションにおいて、主コアプレート１６、差込口形成コアプレート１８を作製したときと同様に、締結孔形成用パンチ、スロット形成用パンチ、円形打抜パンチにより、６個の締結孔２８、スロット２６が順次成形されるとともに、スロット２６の内方側が円形状に打ち抜かれて内孔５３が形成される。

次に、ストリップ５０が送り出されることにより、締結孔２８、スロット２６及び内孔５３が形成された部位が変位して第４成形ステーションに位置する。予備成形体５２を作製する場合、この第４成形ステーションでは加工は行われない。すなわち、締結孔２８の外方に直線形状打抜５４が形成されることはない。従って、第４成形ステーションに位置している予備成形体５２となる部位は、主コアプレート１６となる部位に準じた形状をなす。

この部位は、第５成形ステーション、第６成形ステーションに順次送り出される。第５成形ステーションでは、下降したスリット形成用パンチによって締結孔２８の周辺に第１スリット５６、第２スリット５８が形成される。第１スリット５６は、第１タブ部２４の輪郭に沿い、且つ第２円環部３４の外周部に切り込むように延在する。一方、第２スリット５８は、第２円環部３４中の、第１タブ部２４の基端部近傍に、直線状に延在する。第２スリット５８は、直線形状打抜５４よりも若干長尺である。

第６成形ステーションでは、下降した分割線形成用パンチによって、第１スリット５６と第２スリット５８の間に分割線６０が形成される。この分割線６０により、第１スリット５６と第２スリット５８の間が脆弱となる。すなわち、第１スリット５６、分割線６０及び第２スリット５８が存在することにより、第１タブ部２４が脆弱化されて第２円環部３４から離脱させることが容易な除去予定部３８となる。

そして、第７成形ステーションにおいて、締結孔２８及びスロット２６が形成されるとともにスロット２６の内方側が円形状に打ち抜かれ、且つ締結孔２８が第１スリット５６、分割線６０及び第２スリット５８で囲繞された部位が除去予定部３８、スロット２６が形成された部位が第２円環部３４となるように、コア打抜パンチで打ち抜かれる。これにより、図１０に示すように、スロット２６が形成された第２円環部３４と、締結孔２８が形成されて第２円環部３４の外周部から突出した除去予定部３８とを有する予備成形体５２が得られる。

このように、本実施の形態によれば、主コアプレート１６を打抜成形する装置と同一の装置を用いて差込口形成コアプレート１８と予備成形体５２（保護コアプレート２０）を打抜成形することができる。しかも、差込口形成コアプレート１８及び予備成形体５２の双方とも、主コアプレート１６の一部に対してさらなる打抜加工を施すことで得られる。すなわち、煩雑な金型や装置を特に必要としない。従って、設備投資を低廉化することができる。

なお、主コアプレート１６の後に予備成形体５２を作製し、その次に差込口形成コアプレート１８を作製するようにしてもよいことは勿論である。さらに、主コアプレート１６と、差込口形成コアプレート１８及び予備成形体５２を同一枚数で形成する必要は特になく、例えば、主コアプレート１６を十数枚〜数十枚作製した後（又は前）に差込口形成コアプレート１８及び予備成形体５２を１枚〜数枚作製すれば十分である。差込口形成コアプレート１８と予備成形体５２を同一枚数で形成する必要も特にない。

次に、上記のようにして得られた主コアプレート１６、差込口形成コアプレート１８、予備成形体５２を積層する。主コアプレート１６の枚数は、例えば、十数枚〜数十枚とすればよく、差込口形成コアプレート１８及び予備成形体５２の枚数は、例えば、１枚〜数枚とすればよい。なお、差込口形成コアプレート１８と予備成形体５２を同一枚数とする必要は特になく、それぞれの枚数は個別に設定することができる。

積層により、第１円環部２２上に介挿円環部３０（第３円環部）が重なり、さらに、介挿円環部３０上に第２円環部３４が重なる。同時に、第１タブ部２４上に第２タブ部３２が重なり、且つ第２タブ部３２に、図２及び図１１に示すように除去予定部３８が重なる。第２タブ部３２が、第１タブ部２４の突出先端部が略台形形状に除去された形状をしているので、第２タブ部３２の突出先端部は、第１タブ部２４の突出先端部よりも、ステータコア１２の直径方向内方に奥まった位置となる。このため、ステータコア１２に、直径方向内方に向かって陥没した差込口３９が形成される。

次に、主コアプレート１６、差込口形成コアプレート１８、予備成形体５２の各締結孔２８にボルト４０を通し、締結孔２８から露呈した端部にナットを螺合する。これにより、ステータコア１２が仮組立される。このようにして得られたコア仮組立体のスロット２６に、セグメント１４の第１脚部４４、又は第２脚部４６を、例えば、ステータコア１２の下方側から挿入する。第１脚部４４、第２脚部４６は、互いに別のスロット２６に挿入される。

第１脚部４４、第２脚部４６は、予備成形体５２側のスロット２６から露出する。この露出した第１脚部４４、第２脚部４６を所定の装置で円周方向に沿って捻り、第１脚部４４、第２脚部４６の先端を接合する。これによりセグメント１４同士の電気的接続がなされ、ステータ１０の仮組立体が構成される。

次に、コア仮組立体を通電加熱等によって加熱し、その後、セグメント１４の露出部位に粉体樹脂を塗布する。粉体樹脂が熱で溶融して流動し、セグメント１４の、スロット２６から露呈した部位を覆う。その後に硬化した絶縁樹脂により、セグメント１４の外部との絶縁がなされたステータ１０が構成される。

このようにして絶縁樹脂を塗布する際、ステータコア１２の最上に位置する予備成形体５２の締結孔２８の近傍にも粉体樹脂が飛散して付着する懸念がある。ステータ１０は、その後、ボルト４０が取り外され、モータを構成するケーシング等に組み付けられるが、この際に締結孔２８の近傍に粉体樹脂が付着していると、ワッシャ４２が密着することが阻害される。

これを回避するべく、本実施の形態では、予備成形体５２の除去予定部３８を除去する。このために、図１１に示すように、差込口形成コアプレート１８の第２タブ部３２によって形成されたステータコア１２の差込口３９に鋭利な治具６２（例えば、マイナスドライバの先端）を差し込む。その後、該治具６２を引き上げることにより、除去予定部３８に第２スリット５８を破壊起点とする亀裂が発生する。亀裂は、分割線６０を介して第１スリット５６まで伝播し、その結果、予備成形体５２の除去予定部３８が第２円環部３４から除去される。これにより、除去跡に凹部３６が形成された保護コアプレート２０が得られるとともに、ステータ１０の仮組立体が、平面視した際に第２タブ部３２が視認されるステータ１０となる。

このように、粉体樹脂等の異物が付着した除去予定部３８が取り除かれるので、ステータコア１２では、清浄な第２タブ部３２が上方に位置し、その下方に第１タブ部２４が位置した状態となっている。すなわち、除去予定部３８は、第２タブ部３２及び第１タブ部２４を覆ってこれらタブ部２４、３２に粉体樹脂が付着することを防止する保護部としての役割を果たす。

ステータ１０をケーシング等に取り付ける場合、ボルト４０の頭部と第２タブ部３２の上面との間にワッシャ４２が介挿されるようにして、第２タブ部３２の締結孔２８から第１タブ部２４の締結孔２８に新たなボルト４０（締結部材）を通す。このボルト４０を、ケーシングのボルト孔に螺合する。

セグメント１４に粉体樹脂を塗布する際、第２タブ部３２は、第１タブ部２４と除去予定部３８の間に介挿されている。このため、飛散した粉体樹脂が第２タブ部３２に付着することが回避される。従って、上記のようにして第２タブ部３２の締結孔２８からボルト４０を通したときに、第２タブ部３２の上面とワッシャ４２との間、又はワッシャ４２とボルト４０の頭部との間に粉体樹脂やワニス等の異物が噛み込むことが回避される。このため、十分な締結力が得られる。

しかも、この場合、高価なマスキングテープを用いる必要がない。従って、マスキングテープを使い捨てることもない。また、マスキングテープを貼付する作業や除去する作業が不要となる上、この作業を行うための専用治具が不要となる。以上のような理由から、コストの低廉化を図ることができる。

上記したように、隣接するコアプレート同士は、加締めや溶接等によって連結される。さらに、保護コアプレート２０は、スロット２６に挿入されたセグメント１４を介することでも差込口形成コアプレート１８、主コアプレート１６に連結される。このため、保護コアプレート２０が位置ズレを起こしたり、ステータコア１２から脱落したりすることが防止される。

ステータ１０の取付面側にも粉体樹脂やワニスを塗布する場合、１枚〜数枚の予備成形体５２（保護コアプレート２０）、１枚〜数枚の差込口形成コアプレート１８、十数枚〜数十枚の主コアプレート１６、１枚〜数枚の差込口形成コアプレート１８、１枚〜数枚の予備成形体５２（保護コアプレート２０）を下方からこの順序で積層するようにしてもよい。この場合も上記に準じて下方及び上方の除去予定部３８を除去することにより、下方及び上方に清浄な第２タブ部３２が露呈したステータコア１２が得られる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、直線形状打抜５４を形成する成形ステーションと、第１スリット５６及び第２スリット５８を形成する成形ステーション、ないし分割線６０を形成する成形ステーションの位置を入れ替えるようにしてもよい。

さらに、脆弱部は第１スリット５６、第２スリット５８である必要は特になく、例えば、複数個の丸穴等、除去予定部３８を第２円環部３４から切り離し易い構成であればよい。

さらにまた、除去予定部３８を第２円環部３４から離脱させることが容易であれば、主コアプレート１６と保護コアプレート２０の間に差込口形成コアプレート１８を介挿する必要、換言すれば、ステータコア１２に差込口３９を形成する必要は特にない。この場合、主コアプレート１６と保護コアプレート２０でステータコア１２を構成すればよい。

１０…ステータ １２…ステータコア
１４…セグメント １６…主コアプレート
１８…差込口形成コアプレート ２０…保護コアプレート
２２…第１円環部 ２４…第１タブ部
２６…スロット ２８…締結孔
３０…介挿円環部 ３２…第２タブ部
３４…第２円環部 ３６…凹部
３８…除去予定部 ３９…差込口
４０…ボルト ４２…ワッシャ
４４…第１脚部 ４６…第２脚部
４８…ターン部 ５０…ストリップ
５２…予備成形体 ５４…直線形状打抜
５６…第１スリット ５８…第２スリット
６０…分割線

Claims (10)

1. 複数個の第１コア部材と、少なくとも１個の第２コア部材とを積層して形成されるステータコアと、前記ステータコアに形成されたスロットに一部が挿入される電気導体とを備えるステータであって、
   前記第１コア部材は、前記スロットが形成された第１円環部と、前記第１円環部の外周部から突出し且つ締結部材が通される締結孔が形成された第１タブ部とを有し、
   前記第２コア部材は、前記スロットが形成され且つ前記第１円環部に重なる第２円環部を有するとともに、前記第１コア部材の前記第１タブ部に対応する部位が除去された形状をなし、
   前記ステータコアを前記第２コア部材側から平面視したとき、前記第２円環部の外方に前記第１タブ部が視認され、
   前記第２コア部材の前記第２円環部に絶縁樹脂が付着する一方で、前記第１タブ部に前記絶縁樹脂が付着していないことを特徴とするステータ。
2. 複数個の第１コア部材と、少なくとも１個の第２コア部材とを積層して形成されるステータコアと、前記ステータコアに形成されたスロットに一部が挿入される電気導体とを備えるステータであって、
   前記第１コア部材は、前記スロットが形成された第１円環部と、前記第１円環部の外周部から突出し且つ締結部材が通される締結孔が形成された第１タブ部とを有し、
   前記第２コア部材は、前記スロットが形成され且つ前記第１円環部に重なる第２円環部を有するとともに、前記第１コア部材の前記第１タブ部に対応する部位が除去された形状をなし、
   前記第１コア部材と前記第２コア部材の間に介挿される少なくとも１個の第３コア部材をさらに備え、
   前記第３コア部材は、前記スロットが形成され且つ前記第１円環部と前記第２円環部の間に介挿される第３円環部と、前記第３円環部の外周部から突出し且つ締結部材が通される締結孔が形成されるとともに、前記第１タブ部に重なる第２タブ部とを有し、
   前記第２タブ部は、前記第１タブ部の突出先端部が除去された形状をなすことを特徴とするステータ。
3. 複数個の第１コア部材と、少なくとも１個の第２コア部材とを積層して形成されるステータコアと、前記ステータコアに形成されたスロットに一部が挿入される電気導体とを備えるステータの製造方法であって、
   前記スロットが形成された第１円環部と、前記第１円環部の外周部から突出し且つ締結部材が通される締結孔が形成された第１タブ部とを有する第１コア部材を複数個得る第１コア部材作製工程と、
   前記スロットが形成され且つ前記第１円環部に重なる第２円環部と、前記第１タブ部に重なり且つ前記締結部材が通される締結孔が形成された除去予定部とを有する第２コア部材予備成形体を少なくとも１個得る予備成形体作製工程と、
   前記第１コア部材と前記第２コア部材予備成形体とを積層する積層工程と、
   前記第１コア部材及び前記第２コア部材予備成形体の重なり合った前記スロットに前記電気導体の一部を挿入した後、前記電気導体の、前記スロットから突出した部位に樹脂を塗布する塗布工程と、
   前記第２コア部材予備成形体から前記除去予定部を除去して第２コアとする除去工程と、
   を有することを特徴とするステータの製造方法。
4. 請求項３記載の製造方法において、前記第１円環部と前記第２円環部の間に介挿される第３円環部と、前記第１タブ部と前記除去予定部との間に介挿され且つ前記第１タブ部の突出先端部が除去された形状をなす第２タブ部とを有する第３コア部材を得る第３コア部材作製工程をさらに有することを特徴とするステータの製造方法。
5. 請求項４記載の製造方法において、前記第３コア部材を、前記第１円環部及び前記第１タブ部が形成された前記第１コア部材の、前記第１タブ部の突出先端部を除去して前記第２タブ部とすることで得ることを特徴とするステータの製造方法。
6. 請求項４又は５記載の製造方法において、前記除去工程にて、前記第１タブ部、前記除去予定部及び前記第２タブ部で画成された間隙に治具を挿入した後、前記治具で前記除去予定部を除去することを特徴とするステータの製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の製造方法において、前記第１コア部材、前記第２コア部材予備成形体及び前記第３コア部材を、同一の帯材から打抜加工によって得ることを特徴とするステータの製造方法。
8. 請求項３〜７のいずれか１項に記載の製造方法において、前記第２コア部材予備成形体を、前記第１円環部及び前記第１タブ部が形成された前記第１コア部材の、前記第１タブ部の周囲に脆弱部を形成して除去予定部とすることで得ることを特徴とするステータの製造方法。
9. 積層されてステータコアを構成する第１コア部材と第２コア部材を得るステータ用コア部材製造装置であって、
   ワークに、締結部材を通すための締結孔を形成する締結孔形成用金型と、
   前記ワークに、電気導体の一部を挿入するためのスロットを形成するスロット形成用金型と、
   前記スロットの内方側を円形状に打ち抜いて除去する円形打抜金型と、
   前記ワークの一部を打ち抜いて脆弱部を形成する脆弱部形成用金型と、
   前記ワークから前記第１コア部材、又は、前記第２コア部材となる第２コア部材予備成形体を打ち抜くコア打抜金型と、
   を有し、
   前記締結孔形成用金型、前記スロット形成用金型、前記コア打抜金型で成形することで、前記スロットが形成された第１円環部と、前記締結孔が形成された第１タブ部とを有する前記第１コア部材を得、
   前記締結孔形成用金型、前記スロット形成用金型、前記脆弱部形成用金型、前記コア打抜金型で成形することで、前記スロットが形成された第２円環部と、前記第２円環部の外縁部から突出し且つ前記締結孔の周囲に前記脆弱部が形成された除去予定部とを有する前記第２コア部材予備成形体を得ることを特徴とするステータ用コア部材製造装置。
10. 請求項９記載の製造装置において、前記締結孔の外方側を直線形状に打ち抜いて除去する直線形状打抜金型をさらに有し、
    前記ワークを、前記締結孔形成用金型、前記スロット形成用金型、前記直線形状打抜金型、前記コア打抜金型で成形することで、前記スロットが形成された第３円環部と、前記締結孔が形成され且つ前記第１タブ部の突出先端部が除去された形状の第２タブ部とを有する第３コア部材を得ることを特徴とするステータ用コア部材製造装置。

Images