特許 6202961 ステータ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202961

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】ステータ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/12 20060101AFI20170914BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20170914BHJP

   H02K 15/10 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   H02K3/12

   H02K15/085

   H02K15/10

【請求項の数】2

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-192922(P2013-192922)

(22)【出願日】2013年9月18日

(65)【公開番号】特開2015-61370(P2015-61370A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】390020031

【氏名又は名称】三工機器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086689

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 茂

(72)【発明者】

【氏名】加藤 良雄

【審査官】 土田 嘉一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１２６３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０２８３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７２４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９５０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１８２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３５８３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ３／１２

Ｈ０２Ｋ １５／０８５

Ｈ０２Ｋ １５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコアの端面から見たときコイル同士が螺旋状に重なった形状をなすように、コイルがスロットに挿入されたステータにおいて、
１つのスロットに挿入されるコイルが２つに分かれて、スロットの外径側及び内径側に挿入されて、螺旋状に重なった形状のコイルが外内２層をなして挿入されており、
同じ極をなす同相のコイルのうち、スロットの外径側に挿入されるものと、スロットの内径側に挿入されるものとが、周方向に１スロットずれて挿入されており、
１つのスロットに挿入される外径側のコイルと内径側のコイルとの間に、軸方向から見てコ字状に折曲された絶縁シートが、その折曲片をスロットの奥方に向けて配置されていることを特徴とするステータ。

【請求項2】

ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードと、各ブレードの外側に配置された複数本のウェッジガイドとを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの下になって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、全体として螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを、ステータコアの対応するスロットに同時挿入すると共に、前記ウェッジガイドを通してスロット開口部側に絶縁シートを挿入するステータの製造方法において、
１つのスロットに挿入されるコイルを２つに分けて、最初にスロットの外径側に配置されるコイルを上記方法で挿入すると共に、絶縁シートをスロット開口部側に挿入し、
次いで、挿入されたコイル及び絶縁シートをスロットの外径側に押し付けて移動させる中間成形を行い、
更に、スロットの内径側に配置されるコイルを、上記外径側に配置されるコイルに対して周方向に１スロットずれるように配置して、上記方法で挿入すると共に、絶縁シートをスロットの開口部側に挿入することにより、
同じ極をなす同相のコイルのうち、スロットの外径側に挿入されるものと、スロットの内径側に挿入されるものとが、周方向に１スロットずれて挿入され、１つのスロットに挿入される外径側のコイルと内径側のコイルとの間に絶縁シートが配置されたステータを得ることを特徴とするステータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ、発電機等に利用されるステータ及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ステータコアの端面から見たときコイル同士が螺旋状に重なった形態をなすステータ（以下「螺旋巻きステータ」とする）が知られている。このような螺旋巻きステータは、コイルエンドが短く、その高さが比較的均一でコンパクトな形状となるとともに、モータとしたときのトルクムラが小さく、モータの振動や騒音を低減させることができるという優れた特性を有している。

【0003】

下記特許文献１には、そのような螺旋巻きステータを製造するため、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの下になって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、全体として螺旋状に重なり合った状態にセットするコイル巻線・セット方法及びコイル巻線・セット装置が開示されている。

【0004】

一方、ステータには、隣り合ったスロットに巻線を巻き、コイルごとに磁極を構成する集中巻と、スロットをいくつかまたいで巻線を巻き、複数のコイルで磁極を構成する分布巻がある。分布巻においては、磁極ピッチとコイルピッチが一致する全節巻と、コイルピッチが磁極ピッチより短い短節巻とがある。

【0005】

また、１つのスロットに１つのコイル辺だけを収める単層巻と、１つのスロットに２つのコイル辺を収める２層巻とがある。更に、２層巻には、１つのスロットに同じ相のコイル辺が挿入された同相巻と、別の相のコイル辺が挿入された異相巻とがある。そして、短節巻２層の異相巻は、同相巻よりも回転が滑らかになるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】ＷＯ２０１２／１５３８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１には、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの下になって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、全体として螺旋状に重なり合った状態にセットする方法が開示されているが、そのようにセットされたコイルをステータコアのスロットに挿入する場合には、螺旋状に積み重なったコイルを全スロットに同時挿入する必要があった。

【0008】

このため、コイル挿入治具のブレードを全て固定ブレードとする必要があり、可動ブレードを用いた通常のコイル挿入の場合に比べて、ブレードとコイルとの間の摩擦抵抗が増大すると共に、全てのスロットにコイルを同時挿入することからますます挿入抵抗が大きくなって、挿入が困難になるという問題があった。

【0009】

また、短節巻２層の異相巻は、同相巻に比べて、回転が滑らかになるという利点があるが、外径側に挿入されたコイル辺と内径側に挿入されたコイルが異相なので、相間絶縁紙を挿入する必要があった。

【0010】

このため、短節巻２層の異相巻にしようとすると、コイル挿入装置で機械的に挿入することが困難であり、手作業で挿入する必要があった。また、螺旋状に積み重なったコイルを短節巻２層の異相巻にする試みは今までなされていなかった。

【0011】

したがって、本発明の目的は、螺旋巻きステータであって、コイルを挿入する際の挿入抵抗を少なくすることができるようにし、しかも短節巻２層の異相巻を機械的に製造できるようにしたステータ及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するため、本発明のステータは、ステータコアの端面から見たときコイル同士が螺旋状に重なった形状をなすように、コイルがスロットに挿入されたステータにおいて、
１つのスロットに挿入されるコイルが２つに分かれて、スロットの外径側及び内径側に挿入されて、螺旋状に重なった形状のコイルが外内２層をなして挿入されており、
同じ極をなす同相のコイルのうち、スロットの外径側に挿入されるものと、スロットの内径側に挿入されるものとが、周方向に１スロットずれて挿入されており、
１つのスロットに挿入される外径側のコイルと内径側のコイルとの間に絶縁シートが配置されていることを特徴とする。

【0013】

また、本発明のステータの製造方法は、ステータコアの内歯に対応して円環状に配列された複数本のブレードと、各ブレードの外側に配置された複数本のウェッジガイドとを有するコイル挿入治具の前記ブレードの所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの下になって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、全体として螺旋状に重なり合った状態にセットされたコイルを、ステータコアの対応するスロットに同時挿入すると共に、前記ウェッジガイドを通してスロット開口部側に絶縁シートを挿入するステータの製造方法において、
１つのスロットに挿入されるコイルを２つに分けて、最初にスロットの外径側に配置されるコイルを上記方法で挿入すると共に、絶縁シートをスロット開口部側に挿入し、
次いで、挿入されたコイル及び絶縁シートをスロットの外径側に押し付けて移動させる中間成形を行い、
更に、スロットの内径側に配置されるコイルを、上記外径側に配置されるコイルに対して周方向に１スロットずれるように配置して、上記方法で挿入すると共に、絶縁シートをスロットの開口部側に挿入することにより、
同じ極をなす同相のコイルのうち、スロットの外径側に挿入されるものと、スロットの内径側に挿入されるものとが、周方向に１スロットずれて挿入され、１つのスロットに挿入される外径側のコイルと内径側のコイルとの間に絶縁シートが配置されたステータを得ることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、１つのスロットに挿入されるコイルを２つに分けて、スロットの外径側及び内径側に挿入し、螺旋状に重なった形状のコイルが外内２層をなして挿入されるようにしたので、螺旋状に積み重なったコイルを全スロットに同時挿入する必要がある螺旋巻きステータであっても、コイルを挿入する際の挿入抵抗を少なくすることができる。

【0015】

また、最初にスロットの外径側に配置されるコイルを挿入した後、中間成形を行い、次にスロットの内径側に配置されるコイルを、上記外径側に配置されるコイルに対して周方向に１スロットずれるように配置して挿入することにより、同じ極をなす同相のコイルのうち、スロットの外径側に挿入されるものと、スロットの内径側に挿入されるものとが、周方向に１スロットずれて挿入された、いわゆる短節巻の形態にすることができるので、回転磁界の磁極が滑らかに変化するステータを得ることができる。

【0016】

また、コイル挿入操作を２回繰り返して行うことにより、その都度、ウェッジガイドを通して、スロットの開口部側に絶縁シート（ウェッジ）が挿入されるので、最初に挿入された絶縁シートが、外径側に挿入されるコイルと内径側に挿入されるコイルとの相間絶縁シートとなり、１つのスロットに異なる相のコイルが挿入された場合でも、絶縁性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態によるステータの製造方法の第１工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図2】同ステータの製造方法の第２工程を示す縦断面図である。

【図3】同ステータの製造方法の第３工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図4】同ステータの製造方法の第４工程を示す平面図である。

【図5】同ステータの製造方法の第５工程を示す縦断面図である。

【図6】同ステータの製造方法の第６工程を示す縦断面図である。

【図7】同ステータの製造方法の第７工程を示す縦断面図である。

【図8】同ステータの製造方法の第８工程を示す縦断面図である。

【図9】同ステータの製造方法の第９工程を示す縦断面図である。

【図10】同ステータの製造方法の第１０工程を示す説明図である。

【図11】同ステータの製造方法の第１１工程を示す説明図である。

【図12】同ステータの製造方法の第１２工程を示す説明図である。

【図13】同ステータの製造方法の第１３工程を示す説明図である。

【図14】同ステータの製造方法の第１４工程を示す縦断面図である。

【図15】同ステータの製造方法の第１５工程を示す縦断面図である。

【図16】同ステータの製造方法の第１６工程を示す縦断面図である。

【図17】同ステータの製造方法の第１７工程を示す縦断面図である。

【図18】同ステータの製造方法の第１８工程を示す縦断面図である。

【図19】同ステータの製造方法の第１９工程を示す縦断面図である。

【図20】同ステータの製造方法に用いるストリッパを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図21】同ステータの製造方法で挿入されたコイルのスロット内における状態を示し、（ａ）は外側コイルを挿入した状態の説明図、（ｂ）は中間成形をした状態の説明面、（ｃ）は内側コイルを挿入した状態の説明図である。

【図22】同ステータの製造方法により製造された、本発明の一実施形態によるステータのコイルエンドを平面的に見た模式図である。

【図23】同ステータのコイルの挿入状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に基づいて本発明によるステータ及びその製造方法の一実施形態について説明する。まず、同製造方法に用いられるコイル挿入装置の概略構造について説明する。

【0019】

図１は、コイル挿入治具１０に、ストリッパ２０を配置し、外側コイルＣ１をセットした状態を示している。コイル挿入治具１０は、円筒状のホルダ１１を有し、その外周にはインデックス用のギヤ部材１２が装着されている。ホルダ１１の内周には、ウェッジガイド１３の基部が固定されている。また、ウェッジガイド１３の内周には、ブレード１４が配置されており、ブレード１４は、全て固定ブレードであって、それらの基部をホルダ１１の内側に配置された筒状のブレードホルダ１５に固定されている。

【0020】

図２３に示すように、ステータコア３０は、その内周に複数のティース３１を有し、各ティース３１の間が、コイルが挿入されるスロット３２をなしている。そして、ブレード１４は、これらのティース３１の内端面に嵌合して環状に配列されており、図３に示すように、ステータコア３０をセットした状態で、その先端部がステータコア３０の上端面からやや突出する程度の長さとされている。

【0021】

ウェッジガイド１３は、ステータコア３０を装着したとき、その上端部がステータコア３０の下端面に達する程度の長さとされている（図３参照）。また、ウェッジガイド１３は、ブレード１４の外周に配置され、各ウェッジガイド１３の間が、絶縁シート（ウェッジ）の通路となっている。絶縁シート（ウェッジ）は、図２１に示すように、第１絶縁シート３４、第２絶縁シート３５からなり、いずれも軸方向から見てコ字状に折曲されており、コイルの挿入時に、図示しないウェッジプッシャにより、スロット３２の開口部を塞ぐように、スロット３２内に挿入されるようになっている。なお、スロット３２の内周には、予めスロット絶縁シート３３が挿入されている。

【0022】

ストリッパ２０は、図２０に示すように、全体として円柱状をなし、外周にブレード１４の間隙に挿入される複数の歯２１を有している。ストリッパ２０の下面には、図４等に示される駆動軸２２の先端部が着脱可能に嵌合するカップリングが配置された凹部２３が形成されている。ストリッパ２０の歯２１の突出長さは、ステータコア３０のスロット３２の開口部よりやや内方に挿入される程度の長さとされている。

【0023】

図１に示すように、ストリッパ２０の上面には、円柱状のスペーサ２４が取付けられている。このスペーサ２４は、ブレード１４の内周との間に所定の間隙が形成される程度の外径とされている。この間隙は、図３、図１４に示すように、ブレード１３に引き掛けられた外側コイルＣ１や内側コイルＣ２のループの内側が挿入される部分となる。

【0024】

図２に示すように、ブレード１４上には、コアガイド５０が設置されるようになっている。コアガイド５０は、本体部５１と、導入部５２とからなっている。本体部５０は、ステータコア３０のティース３１（図２１、２３参照）の隙間と、ブレード１４の隙間に挿入される歯５５を外周に有している。導入部５２は、ステータコア３０のティース３１の隙間に挿入される歯５６を外周に有している。

【0025】

導入部５２は、図示しないボルトによって、本体部５１の上面に固定されるようになっている。導入部５２の上面中央には、支軸５４が取付けられており、図示しない駆動装置によって、上下方向に移動するカップリング５３が、支軸５４外周に着脱可能に連結されて、コアガイド５０をブレード１４の上端部に設置したり、ブレード１４の上端部から取り外したりすることができるようになっている。

【0026】

ステータコア３０をブレード１４の上部に設置するとき、ブレード１４の上部にコアガイド５０を設置しておくことにより、ステータコア３０のティース３１の隙間に、導入部５２の歯５６が入り、更に本体部５０の歯５５が入って、ステータコア３０のティース３１の内端面が、ブレード１４に嵌合して、ステータコア３０がブレード１４の上端部外周に装着されることになる（図３参照）。

【0027】

図２、３に示すように、ステータコア３０は、パレット状のコアホルダ６０に保持されて、ブレード１４上に着脱されるようになっている。コアホルダ６０は、座板６１と天板６２とスペーサリング６３とを有し、座板６１と天板６２との間に、ステータコア３０を挟持して保持するようになっている。また、座板６１と天板６２には、ステータコア３０のティース３１の上下端面に当接するように、外径方向から内径方向に向けて放射状に、進退可能にスライドする複数のカフサ６４が配置されている。各カフサ６４は、対応するティース３１の上下端面に当接して、ステータコア３０の上下端面から突出するスロット絶縁シート３３（図２１参照）のカフス（折り返した襟部）が潰れないように支持する。なお、図中６５は、上記カフサ６４を進退動作させるための操作棒である。この装置は試作品であるため、カフサ６４を操作棒６５で進退動作させるようにしているが、実際には、カム機構を使って自動的に進退動作させることになる。そのような構造は、例えば特開平７−２２２４１１号公報などに開示された公知の構造であるため、その詳細な説明は省略することにする。

【0028】

更に、本発明で用いるコイル挿入装置は、図９〜１０に示す中間成形装置４０を備えている。中間成形装置４０は、図示しない駆動機構によって、それぞれ独立して昇降動作する、下方成形型４１と、上方成形型４２を備えている。

【0029】

下方成形型４１は、全体として円筒状をなし、テーパ状の上端部４３と、その下方の周壁に周方向に沿って所定間隔でかつ軸方向に沿って所定長さで形成された押込み刃部４４とを備えている。押込み刃部４４は、図２１に示すように、ステータコア３０のスロット３２内に挿入されて、第１絶縁シート３４をスロット３２の奥方に押し込む役割をなす。押込み刃部４４の上端部は、下方に向けて次第に高くなるテーパ状をなしている。

【0030】

上方成形型４２は、上記下方成形型４１が挿入可能な内径とされた円筒状をなし、内周には下方成形型４１の押込み刃４４が挿入されるガイド溝４５が形成され、下端部外周には下方に向けて凹曲面状に縮径するコイルエンド成形部４６が形成されている。

【0031】

次に、上記コイル挿入装置を用いた、本発明によるステータの製造方法の一実施形態について説明する。

【0032】

図１に示すように、コイル挿入治具１０には、ストリッパ２０とスペーサ２４とが設置されている。そして、例えば前記特許文献１（ＷＯ２０１２／１５３８４４号公報）に開示された方法によって、コイル挿入治具１０のブレード１４の所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの下になって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、全体として螺旋状に重なり合った状態に、外側コイルＣ１をセットする。例えば三相誘導モータの場合は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のコイルが順番に繰り返すように周方向に並び、Ｕの片側はＷの下に入り、反対側はＶの上に載り、Ｖ相の片側はＵ相の下に入り、反対側はＷ相の上に載り、Ｗ相の片側はＶ相の下に入り、Ｗ相の反対側はＵ相の上に載るというような態様で、互いに重なり合った状態で、ブレード１４の所定の間隙に両側辺を保持させてセットする。このコイルセット方法及び装置については、上記特許文献１に詳細に説明されているので、その説明を省略することにする。外側コイルＣ１のループのブレード１４の内側は、スペーサ２４とブレード１４との隙間に配置されて、ストリッパ２０上に載置される。

【0033】

次に、図２に示すように、図示しない駆動装置によって移動するカップリング５３に保持された支軸５４を介して、コアガイド５０をブレード１４の上方に移動させ、ブレード１４上に設置する。コアガイド５０がブレード１４上に設置されると、カップリング５３は支軸５４から外されて上方に待機し、ステータコア３０を保持したコアホルダ６０が、ブレード１４の上方に配置される。

【0034】

そして、図３に示すように、コアホルダ６０を下降させ、コアガイド５０によって案内しながら、ステータコア３０をブレード１４の外周に装着する。このとき、ブレード１４の先端は、ステータコア３０の上端面よりやや突出した状態となる。

【0035】

この状態で、図４に示すように、駆動軸２２が上昇し、第２ストリッパ３０の凹部２３に配置されたカップリングに接続されて、ストリッパ２０、スペーサ２４が上昇する。その結果、ストリッパ２０によって、外側コイルＣ１が押し上げられ、ストリッパ２０の歯２１（図２０参照）によって、外側コイルＣ１がステータコア３０の対応するスロット３２に挿入されていく。このとき、ステータコア３０の下面に配置されたコイルガイド６６が、第１コイルＣ１をスムーズにスロット３２に導入させるので、挿入部での抵抗を軽減させると共に、コイルの損傷を軽減することができる。なお、前述したようにブレード１４は全て固定ブレードであり、外側コイルＣ１は、螺旋状に重なり合った状態で、全てのスロット３２に同時に挿入されていく。

【0036】

図５に示すように、ストリッパ２０が最大位置まで上昇すると、ブレード１４に引き掛けられていた外側コイルＣ１の両側辺が、ステータコア３０の所定のスロット３２に完全に挿入され、外側コイルＣ１の上方のループがブレード１４の上端から外れて、ステータコア３０の上端面から突出したコイルエンドとなる。

【0037】

こうして、外側コイルＣ１の挿入が終了すると、図６、７に示すように、図示しない駆動装置によって、カップリング５３及び支軸５４を介して、コアガイド５０が取り外されて所定の位置に移動する。更に、図８に示すように、ストリッパ２０が下降して初期位置に戻る。

【0038】

この状態で、図９に示すように、コアホルダ６０をブレード１４から取外し、中間成形装置４０の下方成形型４１と上方成形型４２との間に移動させる。

【0039】

次いで、図１０に示すように、下方成形型４１を上昇させ、ステータコア３０の内周に下方から挿入する。すると、下方成形型４１の押込み刃部４４が、ステータコア３０のスロット３２内に挿入される。

【0040】

図２１の（ａ）に示すように、外側コイルＣ１の挿入が終了した状態で、スロット３２内には、外側コイルＣ１が挿入され、第１絶縁シート（ウェッジ）３４が、スロット３２の開口部を塞ぐように挿入されている。この状態で、上記のように下方成形型４１の押込み刃部４４をスロット３２に挿入すると、図２１（ｂ）に示すように、第１絶縁シート３４を介して、外側コイルＣ１がスロット６２の外径側に押し付けられる。

【0041】

次いで、図１１に示すように、上方成形型４２を下降させ、外側コイルＣ１の上方のコイルエンドを、コイルエンド成形部４６で押圧して、同コイルエンドをステータコア３０の外径側に反るように成形する。

【0042】

こうして、外側コイルＣ１の中間成形が終了したら、図１２に示すように、下方成形型４１を下降させ、上方成形型４２を上昇させて、両者の間からコアホルダ６０を取出す。

【0043】

次に、図１３に示すように、コアホルダ６０を再びコイル挿入治具１０の上方に移動させる。このとき、コイル挿入治具１０のブレード１４には、前述した特許文献１（ＷＯ２０１２／１５３８４４号公報）等に開示された方法によって、コイル挿入治具１０のブレード１４の所定間隙に、コイルの一側が隣接するコイルの下になって所定間隙に入り、コイルの他側が上記と反対側に隣接するコイルの上に重なって所定間隙に入り、全体として螺旋状に重なり合った状態に、内側コイルＣ２をセットしておく。

【0044】

また、内側コイルＣ２を保持させたコイル挿入治具１０は、前記外側コイルＣ１をセットしたときの配置に対して、ステータコア３０の１スロット分、周方向にずらしてセットしておく。すなわち、例えば三相誘導モータの場合、外側コイルＣ１のＵＶＷ相のコイルに対して、内側コイルＣ２の対応するＵＶＷ相のコイルが、周方向に１スロットずれて挿入されるようにする。

【0045】

そして、図１４に示すように、コアホルダ６０を下降させ、コアガイド５０によって案内しながら、ステータコア３０をブレード１４の外周に装着する。

【0046】

この状態で、図１５に示すように、駆動軸２２が上昇し、第２ストリッパ３０の凹部２３に配置されたカップリングに接続されて、ストリッパ２０、スペーサ２４が上昇する。その結果、ストリッパ２０によって、内側コイルＣ２が押し上げられ、ストリッパ２０の歯２１（図２０参照）によって、内側コイルＣ２がステータコア３０の対応するスロット３２に挿入されていく。このとき、ステータコア３０の下面に配置されたコイルガイド６６が、第２コイルＣ２をスムーズにスロット３２に導入させるので、挿入部での抵抗を軽減させると共に、コイルの損傷を軽減することができる。なお、前述したようにブレード１４は全て固定ブレードであり、内側コイルＣ２は、螺旋状に重なり合った状態で、全てのスロット３２に同時に挿入されていく。

【0047】

図１６に示すように、ストリッパ２０が最大位置まで上昇すると、ブレード１４に引き掛けられていた内側コイルＣ２の両側辺が、ステータコア３０の所定のスロット３２に完全に挿入され、内側コイルＣ２の上方のループがブレード１４の上端から外れて、ステータコア３０の上端面から突出したコイルエンドとなる。

【0048】

こうして、内側コイルＣ２の挿入が終了すると、図１７、１８に示すように、図示しない駆動装置によって、カップリング５３及び支軸５４を介して、コアガイド５０が取り外されて所定の位置に移動する。更に、図１９に示すように、ストリッパ２０が下降して初期位置に戻る。

【0049】

図２１（ｃ）は、こうして内側コイルＣ２が、ステータコア３０のスロット３２に挿入された状態が示されている。前述したように、外側コイルＣ１は、同図（ｂ）に示すように、中間成形によって外径側に押されて移動しており、内側コイルＣ２は、それによって形成された、スロット３２の内径側の空隙に挿入され、スロット３２の開口部側には、第２絶縁シート（ウェッジ）３５が挿入される。その結果、先に挿入された第１絶縁シート３４を介して、外径側に外側コイルＣ１が挿入され、内径側に内側コイルＣ２が挿入されて、図２２に示すように、ステータコア３０の端面から見たとき、螺旋巻きコイルが同心状に２重に挿入された形状となる。こうして得られた本発明のステータ７０は、コイルエンドの高さが低く、しかもフラットで、コンパクトな形状になる。

【0050】

また、図２３は、ステータ７０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルが、それぞれのスロット３２にどのように挿入されているかを示す説明図である。ステータコア３０の周縁に付された番号は、説明の便宜上付したスロット番号である。スロット３２の外径側に挿入されたコイルは、Ｕａ１、Ｕａ２…（以下省略）、Ｖａ１、Ｖａ２…（以下省略）、Ｗａ１、Ｗａ２…（以下省略）で表示してあり、スロット３２の内径側に挿入されたコイルは、Ｕｂ１、Ｕｂ２…（以下省略）、Ｖｂ１、Ｖｂ２…（以下省略）、Ｗｂ１、Ｗｂ２…（以下省略）で表示してある。

【0051】

この図に示すように、外径側のＵ相コイルＵａ１は、スロット１とスロット６に両側を挿入されている。これに対して、上記コイルＵａ１に対応する内径側のＵ相コイルＵｂ１は、周方向に１スロットずれて、スロット２とスロット７に両側を挿入されている。

【0052】

同様にして、外径側のＶ相コイルＶａ１は、スロット３とスロット８に両側を挿入されている。これに対して上記コイルＶａ１に対応する内径側のＶ相コイルＶｂ１は、周方向に１スロットずれて、スロット４とスロット９に両側を挿入されている。

【0053】

同様にして、外径側のＷ相コイルＷａ１は、スロット５とスロット１０に両側を挿入されている。これに対して上記コイルＷａ１に対応する内径側のＶ相コイルＷｂ１は、周方向に１スロットずれて、スロット６とスロット１１に両側を挿入されている。

【0054】

以下同様に、外側のＵ相コイルＵａ２…、Ｖ相コイルＶａ２…、Ｗ相コイルＷａ２…に対して、内側のＵ相コイルＵｂ２…、Ｖ相コイルＶｂ２…、Ｗ相コイルＷｂ２…は、周方向に１スロットずれて、それらの両側を挿入されている。

【0055】

その結果、コイルピッチ（１個のコイル辺の間隔）に対して、磁極ピッチ（１つの極をなすＵＶＷ各相の幅）が１スロット分だけ広くなり、いわゆる短節巻きとなる。また、１つの極を形成する同相のコイルの両側に、隣接する異なる相のコイルの一部が入り込んだ状態となる。それによって、回転磁界の磁極が滑らかに変化するステータを得ることができる。

【0056】

また、１つの極を形成する同相のコイルの両側では、例えばスロット６（外径側にＵａ１、内径側にＷｂ１）、スロット８（外径側にＶａ１、内径側にＵｂ２）に示されるように、１つのスロットの内外に異なる相のコイルが挿入された状態となる。

【0057】

しかし、本発明では、コイル挿入操作を２回繰り返して行うことにより、その都度、ウェッジガイドを通して、スロットの開口部側に絶縁シート（ウェッジ）が挿入されるので、最初に挿入された第１絶縁シート３４が、外径側に挿入されるコイルと内径側に挿入されるコイルとの相間絶縁シートとなり、１つのスロットに異なる相のコイルが挿入されても、絶縁性を確保することができる。

【0058】

更に、螺旋巻きステータでは、ブレード１４の全てを固定ブレードとして、螺旋状に積み重なったコイルを全スロットに同時挿入する必要があるが、本発明では、コイル挿入操作を２回繰り返して行うことにより、１つのスロットに対して２回に分けてコイルを挿入するようにしたので、１回で挿入するコイルの量を半分にすることができ、コイルの挿入抵抗を低減し、過度な摩擦力がかかってコイルの絶縁被覆が損傷することを防止できる。

【0059】

こうして得られた本発明のステータ７０は、螺旋状に重なりあって挿入されたコイルによって、モータとしたときのトルクムラが小さく、モータの振動や騒音を低減させることができると共に、コイルエンドが短いので渦電流損失が少なく、モータの小型化に寄与することができる。なお、このステータは、発電機等にも利用することができる。

【符号の説明】

【0060】

１０…コイル挿入治具
１１…ホルダ
１２…ギヤ部材
１３…ウェッジガイド
１４…ブレード
１５…ブレードホルダ
２０…ストリッパ
２１…歯
２２…駆動軸
２３…凹部
２４…スペーサ
３０…ステータコア
３１…ティース
３２…スロット
３３…スロット絶縁シート
３４…第１絶縁シート
３５…第２絶縁シート
４０…中間成形装置
４１…下方成形型
４２…上方成形型
４３…上端部
４４…押込み刃部
４５…ガイド溝
４６…コイルエンド成形部
５０…コアガイド
５１…本体部
５２…導入部
５３…カップリング
５４…支軸
５５…歯
５６…歯
６０…コアホルダ
６１…座板
６２…天板
６３…スペーサリング
６４…カフサ
６５…操作棒
６６…コイルガイド
７０…ステータ
Ｃ１…外側コイル
Ｃ２…内側コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】