特開 2024-144081 ステータの製造装置及びステータの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024144081

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】ステータの製造装置及びステータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/085 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H02K15/085

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023213364

(22)【出願日】2023-12-18

(31)【優先権主張番号】202310310808.9

(32)【優先日】2023-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英司

(72)【発明者】

【氏名】松本 豊

(72)【発明者】

【氏名】落合 順也

(72)【発明者】

【氏名】辻井 杜夢

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB05

5H615BB14

5H615PP13

5H615QQ02

5H615QQ06

5H615QQ12

5H615SS09

5H615SS10

(57)【要約】

【課題】拡張前の巻回状態の帯状コイルを安定した形状に保持することができるステータ製造装置を提供する。
【解決手段】中心の軸孔に向けて開口する複数のスロットを有するステータコアに対して、軸孔に配置される巻回状態の帯状コイルを拡張させることによって、帯状コイルの複数の直線部を複数のスロットに挿入するステータの製造装置であって、ステータコアの軸孔に挿入可能に構成され、外周に帯状コイルを巻回するコイル巻取治具を備え、コイル巻取治具は、複数の直線部を収容して帯状コイルを巻回可能な複数の櫛歯状溝と、複数の櫛歯状溝に収容される複数の直線部のうちの少なくとも一部の直線部を、巻回状態の帯状コイルの内側から半径方向の外側に向けて押圧可能な押部材と、を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心の軸孔に向けて開口する複数のスロットを有するステータコアに対して、前記軸孔に配置される巻回状態の帯状コイルを拡張させることによって、前記帯状コイルの複数の直線部を前記複数のスロットに挿入するステータの製造装置であって、
前記ステータコアの前記軸孔に挿入可能に構成され、外周に前記帯状コイルを巻回するコイル巻取治具を備え、
前記コイル巻取治具は、
前記複数の直線部を収容して前記帯状コイルを巻回可能な複数の櫛歯状溝と、
前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうちの少なくとも一部の前記直線部を、巻回状態の前記帯状コイルの内側から半径方向の外側に向けて押圧可能な押部材と、を有する、ステータの製造装置。

【請求項2】

前記帯状コイルは、長さ方向の少なくとも一方の端部に、前記帯状コイルの長さ方向の他の部位よりも厚みが小さい部位を有し、
前記押部材は、前記コイル巻取治具において、前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうち、少なくとも前記帯状コイルの前記厚みが小さい部位に配置される前記直線部を押圧可能な位置に設けられる、請求項１に記載のステータの製造装置。

【請求項3】

前記押部材は、前記直線部を前記櫛歯状溝の内部において押圧するように設けられる、請求項１又は２に記載のステータの製造装置。

【請求項4】

前記押部材は、一端が前記コイル巻取治具に固定される固定端であり、他端が前記櫛歯状溝の内部に配置可能な自由端である板ばねによって構成される、請求項３に記載のステータの製造装置。

【請求項5】

中心の軸孔に向けて開口する複数のスロットを有するステータコアに対して、前記軸孔に配置される巻回状態の帯状コイルを拡張させることによって、前記帯状コイルの複数の直線部を前記スロットに挿入するステータの製造方法であって、
前記ステータコアの前記軸孔に挿入可能に構成され、前記帯状コイルの前記複数の直線部を収容可能な複数の櫛歯状溝を有するコイル巻取治具の外周に、前記帯状コイルを巻回した後、
巻回状態の前記帯状コイルを拡張させるまでの間、前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうちの少なくとも一部の前記直線部を、押部材によって、巻回状態の前記帯状コイルの内側から半径方向の外側に向けて押圧する、ステータの製造方法。

【請求項6】

前記帯状コイルは、長さ方向の少なくとも一方の端部に、前記帯状コイルの長さ方向の他の部位よりも厚みが小さい部位を有し、
前記押部材は、前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうち、少なくとも前記帯状コイルの前記厚みが小さい部位に配置される前記直線部を押圧する、請求項５に記載のステータの製造方法。

【請求項7】

前記押部材は、前記直線部を前記櫛歯状溝の内部において押圧する、請求項５又は６に記載のステータの製造方法。

【請求項8】

前記押部材は、一端が前記コイル巻取治具に固定される固定端であり、他端が前記櫛歯状溝の内部に配置可能な自由端である板ばねによって構成される、請求項７に記載の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、ステータの製造装置及びステータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステータコアの中心の軸孔に、治具の外周に巻き取られた巻回状態の帯状コイルを配置させ、帯状コイルを拡張させることによって、帯状コイルの直線部をステータコアのスロットに挿入する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３９８２４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

巻回状態の帯状コイルを拡張することによってステータコアに装着する場合、巻回状態の帯状コイルの形状がばらついていると、帯状コイルの各直線部をスロット内の適正位置に収容することができず、一部の直線部がスロットからステータコアの軸孔側にはみ出してしまうおそれがある。そのため、治具に巻き取られた帯状コイルが拡張されるまでの間、巻回状態の帯状コイルを安定した形状に保持しておくことが望まれる。しかし、上記従来技術には、巻回状態の帯状コイルの形状を安定化させることについて、開示されていない。

【0005】

本発明は、拡張前の巻回状態の帯状コイルを安定した形状に保持することができるステータ製造装置及びステータの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１） 本発明に係るステータ製造装置は、中心の軸孔（例えば、後述の軸孔２０）に向けて開口する複数のスロット（例えば、後述のスロット２２）を有するステータコア（例えば、後述のステータコア２）に対して、前記軸孔に配置される巻回状態の帯状コイル（例えば、後述の帯状コイル１００）を拡張させることによって、前記帯状コイルの複数の直線部（例えば、後述の直線部１０１）を前記複数のスロットに挿入するステータ（例えば、後述のステータ２００）の製造装置（例えば、後述のステータ製造装置１）であって、前記ステータコアの前記軸孔に挿入可能に構成され、外周に前記帯状コイルを巻回するコイル巻取治具（例えば、後述のコイル巻取治具４）を備え、前記コイル巻取治具は、前記帯状コイルの前記複数の直線部を収容可能な複数の櫛歯状溝（例えば、後述の櫛歯状溝４３）と、前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうちの少なくとも一部の前記直線部を、巻回状態の前記帯状コイルの内側から半径方向の外側に向けて押圧可能な押部材（例えば、後述の押部材４５）と、を有する。

【0007】

（２） 上記（１）に記載のステータ製造装置において、前記帯状コイルは、長さ方向の少なくとも一方の端部に、前記帯状コイルの長さ方向の他の部位よりも厚みが小さい部位（例えば、後述の先頭端部１０４）を有し、前記コイル巻取治具において、前記押部材は、前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうち、少なくとも前記帯状コイルの前記厚みが小さい部位に配置される前記直線部を押圧可能な位置に設けられる。

【0008】

（３） 上記（１）又は（２）に記載のステータ製造装置において、前記押部材は、前記直線部を前記櫛歯状溝の内部において押圧するように設けられる。

【0009】

（４） 上記（３）に記載のステータ製造装置において、前記押部材は、一端が前記コイル巻取治具に固定される固定端（例えば、後述の固定端４５ａ）であり、他端が前記櫛歯状溝の内部に配置可能な自由端（例えば、後述の自由端４５ｂ）である板ばねによって構成される。

【0010】

（５） 本発明に係るステータの製造方法は、中心の軸孔（例えば、後述の軸孔２０）に向けて開口する複数のスロット（例えば、後述のスロット２２）を有するステータコア（例えば、後述のステータコア２）に対して、前記軸孔に配置される巻回状態の帯状コイル（例えば、後述の帯状コイル１００）を拡張させることによって、前記帯状コイルの複数の直線部（例えば、後述の直線部１０１）を前記複数のスロットに挿入するステータ（例えば、後述のステータ２００）の製造方法であって、前記ステータコアの前記軸孔に挿入可能に構成され、前記帯状コイルの前記複数の直線部を収容可能な複数の櫛歯状溝（例えば、後述の櫛歯状溝４３）を有するコイル巻取治具（例えば、後述のコイル巻取治具４）の外周に、前記帯状コイルを巻回した後、巻回状態の前記帯状コイルを拡張させるまでの間、前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうちの少なくとも一部の前記直線部を、押部材（例えば、後述の押部材４５）によって、巻回状態の前記帯状コイルの内側から半径方向の外側に向けて押圧する。

【0011】

（６） 上記（５）に記載のステータの製造方法において、前記帯状コイルは、長さ方向の少なくとも一方の端部に、前記帯状コイルの長さ方向の他の部位よりも厚みが小さい部位（例えば、後述の先頭端部１０４）を有し、前記押部材は、前記複数の櫛歯状溝に収容される前記複数の直線部のうち、少なくとも前記帯状コイルの前記厚みが小さい部位に配置される前記直線部を押圧する。

【0012】

（７） 上記（５）又は（６）に記載のステータの製造方法において、前記押部材は、前記直線部を前記櫛歯状溝の内部において押圧する。

【0013】

（８） 上記（７）に記載のステータの製造方法において、前記押部材は、一端が前記コイル巻取治具に固定される固定端（例えば、後述の固定端４５ａ）であり、他端が前記櫛歯状溝の内部に配置可能な自由端（例えば、後述の自由端４５ｂ）である板ばねによって構成される。

【発明の効果】

【0014】

上記（１）及び上記（５）によれば、コイル巻取治具に巻き取られた帯状コイルは、巻回状態の帯状コイルの内側から半径方向の外側に向けて押圧され続けるため、巻回状態の帯状コイルの形状が半径方向の内側に向けて乱れることを防止できる。そのため、拡張前の巻回状態の帯状コイルを安定した形状に保持し続けることができる。

【0015】

上記（２）及び上記（６）によれば、巻回状態の帯状コイルにおいて形状の乱れが発生し易い厚みが小さい部位が押圧されるため、拡張前の巻回状態の帯状コイルの形状をより安定して保持し続けることができる。

【0016】

上記（３）及び上記（７）によれば、押部材は、櫛歯状溝によって周方向の両側からガイドされるため、櫛歯状溝に収容された直線部を確実に半径方向の外側に向けて押圧することができる。

【0017】

上記（４）及び上記（８）によれば、簡単な構造の押部材で、櫛歯状溝に収容された直線部を確実に押圧することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ステータ製造装置を示す斜視図である。

【図2】ステータコアを有するステータコア固定治具と帯状コイルを巻き取ったコイル巻取治具とを分解して示す斜視図である。

【図3】ステータコア固定治具の一部を示す拡大図である。

【図4】ステータコアのスロットを拡大して示す斜視図である。

【図5】ステータコアにコイル巻取治具が挿入された状態を示す拡大図である。

【図6】コイル巻取治具を示す斜視図である。

【図7】コイル巻取治具を示す平面図である。

【図8】帯状コイルの一部を示す正面図である。

【図9】図８中のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図10】帯状コイルの製造工程を説明する図である。

【図11】図８中のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

【図12】コイル巻取治具に帯状コイルを巻き取る様子を示す平面図である。

【図13】帯状コイルを巻き取ったコイル巻取治具を示す平面図である。

【図14】帯状コイルを巻き取ったコイル巻取治具を示す斜視図である。

【図15】帯状コイルを巻き取ったコイル巻取治具の一部を拡大して示す斜視図である。

【図16】帯状コイルを巻き取ったコイル巻取治具を示す断面図である。

【図17】ステータコアに挿入されたコイル巻取治具に対してコイル拡張機構部を装着する様子を断面で示すステータ製造装置の側面図である。

【図18】縮径状態のコイル拡張機構部を示す斜視図である。

【図19】縮径状態のコイル拡張機構部のコイル拡張部を示す側面図である。

【図20】縮径状態のコイル拡張機構部のコイル拡張部を示す正面図である。

【図21】拡張状態のコイル拡張機構部を示す斜視図である。

【図22】拡張状態のコイル拡張機構部のコイル拡張部を示す側面図である。

【図23】拡張状態のコイル拡張機構部のコイル拡張部を示す正面図である。

【図24】カフスガイドがスロット内の絶縁紙を支持された状態を示す拡大図である。

【図25】拡張された帯状コイルがステータコアのスロット内に挿入された状態を示す拡大図である。

【図26】ステータコア固定治具のステータを示す拡大図である。

【図27】帯状コイルの直線部が適正位置に収容されたステータの一部を示す断面図である。

【図28】コイル巻取治具の押部材の有無と帯状コイルの直線部のズレ量との関係を示すグラフである。

【図29】帯状コイルにおける図２８中のスロット位置を説明する図である。

【図30】直線部のズレ量を説明する図である。

【図31】帯状コイルの形状が乱れたコイル巻取治具の一部を示す斜視図である。

【図32】形状が乱れた帯状コイルの直線部が収容されたステータの一部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るステータ製造装置１を示す。ステータ製造装置１は、ステータコア２（図２及び図３参照）と、ステータコア２を固定するステータコア固定治具３と、ステータコア２の軸孔２０（図２及び図３参照）内に挿入され、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に巻き取られた巻回状態の帯状コイル１００を拡張させるコイル拡張機構部５と、を備える。

【0020】

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、軸方向に貫通する軸孔２０が設けられる。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る。スロット２２は、軸孔２０に向けて開口する開口部２２ａ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が設けられる。

【0021】

ステータコア固定治具３は、図１～図３に示すように、ステータコア２の軸方向の寸法に略等しい軸方向の寸法を有する六角柱形状を有する。ステータコア固定治具３の中央には、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が設けられる。本実施形態のステータ製造装置１において、ステータコア固定治具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の軸方向が水平方向になるように、ステータ製造装置１の基台１１の中央部に固定される。

【0022】

ステータコア固定治具３は、ステータコア挿入孔３１内のステータコア２を所定の位置及び姿勢に固定する。詳しくは、ステータコア固定治具３は、図２及び図３に示すように、ステータコア２の６つの耳部２３の位置に対応する６つのコア押さえブロック３２を有する。各コア押さえブロック３２は、ステータコア挿入孔３１内に対して突出及び後退するように移動可能に設けられる。コア押さえブロック３２は、ステータコア挿入孔３１内にステータコア２が挿入された後、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、それぞれステータコア挿入孔３１内に向けて突出し、ステータコア２の耳部２３を把持する。これによって、ステータコア固定治具３は、ステータコア挿入孔３１内のステータコア２を所定の位置及び姿勢に固定する。

【0023】

ステータコア２のスロット２２内には、図３及び図４に示すように、それぞれスロット２２の内面形状に沿うように折り曲げられた絶縁紙２４が装着されている。絶縁紙２４は、図４に示すように、スロット２２からステータコア２の軸方向に所定の高さで突出するカフス部２４ａを有する。カフス部２４ａは、スロット２２からステータコア２の軸方向の両外側にそれぞれ突出している。

【0024】

図２に示すように、ステータコア固定治具３の軸方向の両端面３ａ，３ａには、それぞれ複数のカフスガイド３３が周方向に沿って一定の間隔で放射状に配列するように取り付けられている。カフスガイド３３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の径方向に沿って移動可能に設けられる。なお、図３では、コア押さえブロック３２の説明の理解を容易にするため、カフスガイド３３は図示を省略している。

【0025】

カフスガイド３３は、ステータコア２の径方向に沿って長尺な薄板状に形成される。図５に示すように、カフスガイド３３の内端３３ａ側には、ガイド溝３３１がカフスガイド３３の長さ方向に沿って設けられる。ガイド溝３３１は、ステータコア固定治具３の内方に向けて開口し、絶縁紙２４のカフス部２４ａを両側から支持する。ガイド溝３３１は、ステータコア２のスロット２２の周方向に沿う幅よりも僅かに狭い切り欠き幅を有してコ字状に切り欠かれている。カフスガイド３３のガイド溝３３１よりも外端３３ｂ側には、カフスガイド３３の径方向の移動範囲を規制する長孔３３２が設けられる。

【0026】

ステータコア固定治具３の両端面３ａ，３ａには、内径側規制ピン３４ａ及び外径側規制ピン３４ｂが設けられる。内径側規制ピン３４ａ及び外径側規制ピン３４ｂは、カフスガイド３３にそれぞれ対応して一対ずつ設けられる。一対の内径側規制ピン３４ａ及び外径側規制ピン３４ｂは、カフスガイド３３の長孔３３２の内側に係合している。

【0027】

内径側規制ピン３４ａは、カフスガイド３３がステータコア固定治具３の径方向内側に向けて移動した際に、長孔３３２の外端部３３２ｂに当接する。これによって、カフスガイド３３は、最も径方向内側のガイド位置に位置決めされる。このとき、カフスガイド３３の内端３３ａは、コイル巻取治具４よりも径方向外側に配置される（図２４参照）。

【0028】

外径側規制ピン３４ｂは、カフスガイド３３がステータコア固定治具３の径方向外側に向けて移動した際に、長孔３３２の内端部３３２ａに当接する。これによって、カフスガイド３３は、最も径方向外側の非ガイド位置に位置決めされる。非ガイド位置では、カフスガイド３３の内端３３ａは、ステータコア挿入孔３１よりも径方向の外側に配置される（図２５参照）。

【0029】

なお、ステータコア２は、ステータコア固定治具３のステータコア挿入孔３１に、軸方向のいずれか一方側から挿入される。そのため、ステータコア２の挿入側と反対側に配置されるカフスガイド３３の内端３３ａは、図５に示すように、ステータコア２の円環部２１に干渉するように配置されていてもよい。しかし、内径側規制ピン３４ａ及び外径側規制ピン３４ｂは、ステータコア固定治具３の内部に設けた図示しない進退機構によって、ステータコア固定治具３の表面に対する突出及び陥没を選択可能に構成されてもよい。必要に応じて、内径側規制ピン３４ａ及び外径側規制ピン３４ｂをステータコア固定治具３の表面に対して陥没させることによって、カフスガイド３３をさらに径方向外側に移動させ、図２に示すように、ステータコア２の円環部２１から完全に退避させることができる。

【0030】

カフスガイド３３は、ステータコア固定治具３の径方向内側に移動してガイド位置に位置決めされた際に、隣り合うカフスガイド３３，３３間の内端３３ａ側の周方向の離隔距離が、カフスガイド３３のガイド溝３３１の切り欠き幅に一致するように配置される。

【0031】

次に、コイル巻取治具４について、図６及び図７を参照して説明する。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、周方向に隣り合う櫛歯部４２，４２の間の複数の櫛歯状溝４３と、治具本体４１の中心に開口する軸孔４４と、治具本体４１の外周に取り付けられる複数の押部材４５と、を有する。

【0032】

櫛歯部４２及び櫛歯状溝４３は、治具本体４１の軸方向の両端部にそれぞれ設けられる。治具本体４１の両端部の櫛歯部４２及び櫛歯状溝４３のそれぞれの位相は、軸方向に揃えられている。治具本体４１の周方向に配列される櫛歯状溝４３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の軸孔２０内に挿入可能である。すなわち、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の外径は、ステータコア２の内径と同一もしくは僅かに小径である。

【0033】

押部材４５は、治具本体４１に取り付けられた弾性部材からなり、コイル巻取治具４に巻き取られる帯状コイル１００と治具本体４１との間に配置される。押部材４５は、巻回状態の帯状コイル１００を、帯状コイル１００の内側から半径方向の外側に向けて弾性的に押圧する。本実施形態に示す押部材４５は、細い長尺な板状に形成された板ばねによって構成される。

【0034】

板ばねからなる押部材４５の長さ方向の一端は固定端４５ａであり、他端は自由端４５ｂである。固定端４５ａは、治具本体４１の外周面４１ａに、ねじによって固定される。詳しくは、固定端４５ａは、治具本体４１の軸方向の一方端側（図６における下端側）に配列される櫛歯状溝４３の近傍の治具本体４１の外周面４１ａに、ねじによって固定されている。自由端４５ｂは、治具本体４１に固定されていない。図６及び図７は、押部材４５に圧縮力が作用していない定常状態を示している。このときの自由端４５ｂは、固定端４５ａから治具本体４１の軸方向の他方端側に配列される櫛歯状溝４３に向かい、且つ、コイル巻取治具４の半径方向の外側に向けて斜めに延びている。自由端４５ｂは、治具本体４１の軸方向の他方端側（図６における上端側）に配列される櫛歯状溝４３に近接している。具体的には、自由端４５ｂは、櫛歯状溝４３よりも治具本体４１の半径方向のやや外側に配置されている。

【0035】

押部材４５は、コイル巻取治具４の周方向に放射状に配列される複数の櫛歯状溝４３のうちの少なくとも一部に対応するように設けられる。図７に示すコイル巻取治具４は、１周当たり４８か所の櫛歯状溝４３を有する。これに対して、押部材４５は、１２本設けられている。１２本の押部材４５の固定端４５ａは、櫛歯状溝４３の配列ピッチに一致するように、治具本体４１の周方向に取り付けられている。１２本の押部材４５は、隣接する１２か所の櫛歯状溝４３に対応している。したがって、押部材４５が、固定端４５ａを支点にしてコイル巻取治具４の半径方向の内側に向けて弾性的に変形したとき、自由端４５ｂは、対応する櫛歯状溝４３の内部に嵌合する（図１２～図１６参照）。

【0036】

コイル巻取治具４の櫛歯状溝４３には、図示しないステータコア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８に示すように、複数の直線部１０１と複数のコイルエンド部１０２とを有する。直線部１０１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、一定の間隔で平行に配置される。コイルエンド部１０２は、隣り合う直線部１０１の一方端部同士と他方端部同士とを山型状に交互に連結する。コイルエンド部１０２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するように配置される。本実施形態の帯状コイル１００は、６本の導体線１１０を用いて、複数の直線部１０１と複数のコイルエンド部１０２とを折り曲げ成形することによって、長尺なシート状に形成される。

【0037】

帯状コイル１００を構成する導体線１１０のそれぞれは、図９に示すように、略矩形の断面を有する銅線等の金属線からなる複数本の平角線１１１によって構成される。平角線１１１の表面は、図示しない樹脂製の絶縁被膜で覆われている。本実施形態の導体線１１０は、２本の平角線１１１，１１１が密接するように導体線１１０の幅方向Ｘに並列している。すなわち、導体線１１０は、それぞれ２本の平角線１１１，１１１が並列した分割線である。

【0038】

ここで、図中に示す帯状コイル１００の方向について次のように定義する。Ｘ方向は、帯状コイル１００を構成する導体線１１０の幅方向である。このＸ方向は、ステータコア２及びコイル巻取治具４の周方向に対応する。Ｙ方向は、帯状コイル１００を構成する導体線１１０の長さ方向である。このＹ方向は、ステータコア２及びコイル巻取治具４の周方向に対応する。Ｚ方向は、帯状コイル１００及び導体線１１０の厚み方向である。このＺ方向は、ステータコア２及びコイル巻取治具４の半径方向に対応する。

【0039】

帯状コイル１００は、図１０に示すように、それぞれＵ字状に折り曲げ成形された６本の導体線１１０を、導体線１１０の厚み方向に複数回折り返すことによって形成される。詳しくは、それぞれのＵ字部１１０ａを内側と外側とに二重に配置された２本ずつの導体線１１０，１１０の組が、幅方向Ｘに一定の間隔をおいて並列するように３組重ねられる。合計６本のＵ字状の導体線１１０は、ステータコア２のスロット２２内に収容される直線部１０１を残して、幅方向Ｘに折り曲げられる。これによって斜行部１０３が形成される。斜行部１０３は、導体線１１０の厚み方向Ｚに折り返されることによって、山型状に成形される。同様にして、直線部１０１を残した斜行部１０３の折り曲げ成形工程及び斜行部１０３の折り返し成形工程が複数回繰り返し実行されることによって、図８に示す長尺なシート状の帯状コイル１００が形成される。

【0040】

帯状コイル１００は、導体線１１０が折り返されて成形されることによって、２本ずつの直線部１０１，１０１が重なり合った２層構造を有する。しかし、帯状コイル１００は、導体線１１０のＵ字部１１０ａ側から順次折り曲げ成形されるため、図８、図１０及び図１１に示すように、６本のＵ字部１１０ａを有する帯状コイル１００の先頭端部１０４に配置される１２本の直線部１０１のうちの複数本の直線部１０１は重なり合っておらず、１層構造を有する。帯状コイル１００の先頭端部１０４において１層構造の直線部１０１が配置される領域１０４ａは、帯状コイル１００の長さ方向の他の部位（２層構造の部位）よりも厚みが小さい部材である。

【0041】

コイル巻取治具４は、ステータコア２の内側に挿入される前に、図１２に示すように、巻き取り方向Ｄに沿って回転しながら、帯状コイル１００の直線部１０１を櫛歯状溝４３内にそれぞれ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。帯状コイル１００は、先頭端部１０４側から、コイル巻取治具４に巻き取れられる。詳しくは、先頭端部１０４の最も端部に配置される直線部１０１が、押部材４５の位置に対応する櫛歯状溝４３に挿入される。この櫛歯状溝４３は、複数本の押部材４５のうち、巻き取り方向Ｄの最も先頭側に配置される押部材４５の位置に対応する櫛歯状溝４３である。すなわち、押部材４５は、コイル巻取治具４の櫛歯状溝４３に収容される帯状コイル１００の複数の直線部１０１のうち、帯状コイル１００の厚みが小さい部位である先頭端部１０４に配置される直線部１０１を押圧可能な位置に設けられる。その後、帯状コイル１００の直線部１０１は、コイル巻取治具４の各櫛歯状溝４３内に順次挿入される。

【0042】

これによって、帯状コイル１００は、図１３～図１６に示すように、コイル巻取治具４の外周に巻回される。コイル巻取治具４に巻き取られた帯状コイル１００の直線部１０１は、治具本体４１の両端部の同位相の櫛歯状溝４３，４３に亘って収容される。多重に巻き取られた帯状コイル１００のコイルエンド部１０２は、櫛歯状溝４３から治具本体４１の軸方向の外側にそれぞれ円筒状に突出する。なお、図１５及び図１６に示すように、帯状コイル１００は、先頭端部１０４における各導体線１１０のＵ字部１１０ａが、押部材４５の自由端４５ｂ側に配置されるように、コイル巻取治具４に巻き取られている。

【0043】

このように帯状コイル１００がコイル巻取治具４の櫛歯状溝４３に巻き取られる際、先頭端部１０４に配置される直線部１０１は、押部材４５を弾性的に圧縮しながら櫛歯状溝４３内に収容される。そのため、先頭端部１０４の直線部１０１は、押部材４５の押圧力を受けて、導体線１１０を構成する２本の平角線１１１，１１１の並列状態が維持された状態で、櫛歯状溝４３内に収容される。その結果、図１５に示すように、各直線部１０１を構成する導体線１１０の２本の平角線１１１，１１１が、コイル巻取治具４の周方向に並列するように配置される。

【0044】

各押部材４５は、治具本体４１と巻回状態の帯状コイル１００との間に配置され、帯状コイル１００によって圧縮される。これによって、各押部材４５は、治具本体４１の外周面４１ａに沿うように弾性的に変形し、櫛歯状溝４３内の直線部１０１の並列する２本の平角線１１１，１１１を、帯状コイル１００の内側から半径方向の外側に向けて弾性的に押圧し続ける。そのため、導体線１１０の２本の平角線１１１，１１１がばらつくことなく、巻回状態の帯状コイル１００は安定した形状を維持する。

【0045】

圧縮された各押部材４５の自由端４５ｂは、それぞれ櫛歯状溝４３内に嵌合している。これによって、各押部材４５は、櫛歯状溝４３によって両側がガイドされた状態で、櫛歯状溝４３内の直線部１０１を押圧する。そのため、各押部材４５は、櫛歯状溝４３に収容された直線部１０１を確実に半径方向の外側に向けて押圧することができる。

【0046】

帯状コイル１００において、先頭端部１０４の他の部位に配置される直線部１０１は２層構造であるのに対し、先頭端部１０４に配置される直線部１０１は１層構造である。そのため、帯状コイル１００を巻き取ったコイル巻取治具４において、先頭端部１０４に配置される直線部１０１が収容される櫛歯状溝４３は、他の２層構造の直線部１０１のみが収容される櫛歯状溝４３に比べて、コイル巻取治具４の半径方向の内側に隙間が生じる。この隙間によって、先頭端部１０４に配置される直線部１０１を構成する導体線１１０の半角線１１１，１１１が分離し、コイル巻取治具４の半径方向の内側に向けて位置ずれし易い。平角線１１１の位置ずれが発生すると、その半径方向外側の直線部１０１にも位置ずれが伝播することによって、巻回状態の帯状コイル１００の形状に乱れが発生する。しかし、本実施形態のコイル巻取治具４は、押部材４５によって、帯状コイル１００の少なくとも先頭端部１０４に配置される１層構造の直線部１０１を、半径方向の外側に向けて押圧し続けるため、直線部１０１を構成する導体線１１０の２本の平角線１１１，１１１の並列状態が適正状態に維持される。そのため、コイル巻取治具４に巻き取られた巻回状態の帯状コイル１００の形状は安定化され、乱れは生じない。

【0047】

押部材４５が発生する弾性的な押圧力（押圧荷重）の上限は、巻き取られた帯状コイル１００の直線部１０１が櫛歯状溝４３から抜け出ることのない程度に設定される。押圧力（押圧荷重）の下限は、直線部１０１を構成する２本の平角線１１１，１１１が櫛歯状溝４３内で分離することなく、コイル巻取治具４の周方向に沿う並列状態を維持し得る程度に設定される。

【0048】

このようにして帯状コイル１００が円環状に巻き取られたコイル巻取治具４は、図１、図２及び図３に示すように、ステータコア固定治具３に固定されたステータコア２の内側に、例えば、図示しないロボットの動作によって挿入される。なお、図１では、コイル巻取治具４の帯状コイル１００は図示を省略している。

【0049】

ステータコア２の内側に挿入されたコイル巻取治具４は、ステータコア固定治具３を間に挟んでその両側にそれぞれ配置される一対のコイル拡張機構部５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、略円柱状の外観形状を有し、ステータコア２の内側に挿入されたコイル巻取治具４に対して軸方向から対向している。

【0050】

図１に示すように、ステータコア固定治具３を固定する基台１１上には、ステータコア固定治具３を挟んで対面するように、一対のコイル拡張機構部５に対応する一対の支持基板１２が立設される。コイル拡張機構部５は、支持基板１２からステータコア２の内側に挿入されるコイル巻取治具４に向けて水平方向に突出している。コイル拡張機構部５は、支持基板１２が図示しないモータ等の駆動によって基台１１上を直線的に移動することによって、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。

【0051】

コイル拡張機構部５は、図１７に示すように、支持基板１２からステータコア２の内側に挿入されたコイル巻取治具４に向けて延びる主軸部５１を中心に有する。主軸部５１の先端には、ステータコア２の内側においてコイル巻取治具４を所定の位置及び姿勢に保持する保持部５２が設けられる。保持部５２は、主軸部５１の先端に配置される円形状の端板部５２１の中心から突出する軸突部５２２を有する。保持部５２は、コイル巻取治具４の軸孔４４に嵌合し、ステータコア固定治具３に固定されるステータコア２のスロット２２の位相と、ステータコア２の内側に挿入されたコイル巻取治具４の櫛歯状溝４３の位相とが一致するように保持する。

【0052】

コイル拡張機構部５は、主軸部５１の外周側にコイル拡張部５３を有する。コイル拡張部５３は、主軸部５１の外周側に嵌合する可動筒部５３１と、可動筒部５３１のさらに外周側に配置される複数の可動腕部５３２と、可動腕部５３２の先端にそれぞれ設けられる複数の駒部材５３３と、を有する。

【0053】

可動筒部５３１は、主軸部５１の長さよりも短い長さを有し、支持基板１２の後方に配置されるシリンダ等のアクチュエータ５４の駆動によって、主軸部５１の軸方向に沿って摺動可能に設けられる。

【0054】

可動腕部５３２は、主軸部５１の軸方向に沿って延び、可動筒部５３１の外周側において周方向に一定の間隔をおいて複数配置される。本実施形態のコイル拡張部５３は、主軸部５１の周方向に沿って配列される１２本の可動腕部５３２を有する。支持基板１２の表面には、主軸部５１を中心にして径方向外側に向けて放射状に配列される１２本のガイドレール１２１が設けられる。可動腕部５３２の後端５３２ｂは、それぞれガイドレール１２１に沿って移動可能に取り付けられる。可動腕部５３２は、ガイドレールから可動筒部５３１の軸方向に沿って屈曲して保持部５２の外周近傍まで延びている。可動腕部５３２の先端５３２ａは、それぞれ回動可能に取り付けられる２つずつのリンク部５３４を介して、可動筒部５３１の先端側の外周面に連結される。

【0055】

駒部材５３３は、略扇形状を有し、可動腕部５３２の先端にそれぞれ１つずつ設けられる。したがって、本実施形態のコイル拡張部５３は、１２個の駒部材５３３を有する。図１９及び図２２に示すように、駒部材５３３は、周方向の一方端部に一対の係合突片５３３ａをそれぞれ有し、周方向の他方端部に、係合突片５３３ａと係合する一対の係合溝５３３ｂをそれぞれ有する。一対の係合突片５３３ａは、コイル拡張部５３の軸方向に平行に配置され、それぞれコイル拡張部５３の周方向に向けて平行に突出している。１２個の駒部材５３３は、周方向に隣り合う駒部材５３３，５３３の一対の係合突片５３３ａと一対の係合溝５３３ｂとが互いに係合し合うことによって、保持部５２の外周側に円環状に配列される。

【0056】

図１８に示すコイル拡張機構部５は、コイル拡張部５３の可動筒部５３１が主軸部５１の後端側（支持基板１２側）に後退した状態を示す。このとき、可動腕部５３２は、それぞれ放射状のガイドレール１２１の内方端側に移動し、可動筒部５３１の外周面に最も近接するように配置される。これによって、コイル拡張部５３は、図１８～図２０に示すように、１２個の駒部材５３３を互いに密接させるように最も縮径する。コイル拡張部５３が最も縮径したときの外径は、帯状コイル１００が巻き取られたコイル巻取治具４から軸方向に円筒状に突出するコイルエンド部１０２の内径よりも僅かに小さい。コイル拡張機構部５は、コイル拡張部５３が縮径した状態で、コイル巻取治具４の軸方向に円筒状に突出するコイルエンド部１０２に挿入され、保持部５２によってコイル巻取治具４を保持する。

【0057】

次に、アクチュエータ５４の駆動によって、可動筒部５３１が、主軸部５１に沿ってコイル巻取治具４に向けて前進すると、可動筒部５３１に連結されるリンク部５３４が、それぞれ可動筒部５３１の径方向外側に向けて張り出すように回動する。これによって、１２本の可動腕部５３２は、ガイドレールに沿ってそれぞれ外側に平行移動し、可動筒部５３１から径方向外側に離隔する。このとき、コイル拡張部５３は、図２１～図２３に示すように、隣り合う駒部材５３３間の距離を互いに広げるように移動させて拡張する。最も拡張したコイル拡張部５３の外径は、コイル巻取治具４の外径よりもやや大きい。

【0058】

なお、図２２及び図２３に示すように、コイル拡張部５３が最も拡張した際、隣り合う駒部材５３３，５３３同士は離隔する。しかし、駒部材５３３，５３３間には係合溝５３３ｂから離れた一対の係合突片５３３ａが周方向に張り出しているため、コイル拡張部５３を周方向に見た場合、隣り合う駒部材５３３，５３３の間は一対の係合突片５３３ａによって連続する。そのため、コイル拡張部５３が拡張した際、拡張したコイル拡張部５３は周方向に連続し、拡張時に帯状コイル１００の直線部１０１が嵌り込んでしまうような溝部は形成されない。

【0059】

次に、ステータ製造装置１において、コイル巻取治具４に巻き取られた帯状コイル１００を、ステータコア固定治具３に固定されたステータコア２の内側からスロット２２に挿入する方法について説明する。

【0060】

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がステータコア固定治具３に固定されたステータコア２の内側に挿入された後、カフスガイド３３が、図示しないアクチュエータの駆動によって径方向内側に向けて移動する。これによって、図２４に示すように、カフスガイド３３のガイド溝３３１が、スロット２２内の絶縁紙２４のカフス部２４ａを挟み込んで支持する。このとき、周方向に隣り合うカフスガイド３３，３３の内端３３ａ，３３ａ同士の間も、ガイド溝３３１と同様にして、カフスガイド３３，３３間に配置される絶縁紙２４のカフス部２４ａを挟み込んで支持する。カフスガイド３３によるカフス部２４ａの支持動作は、ステータコア固定治具３にステータコア２が固定された後で、後述するコイル拡張部５３の動作によって帯状コイル１００がステータコア２のスロット２２内に挿入される前までの適宜のタイミングで行われる。

【0061】

ステータコア２の内側に挿入されたコイル巻取治具４は、図１７に示すように、コイル拡張部５３を縮径させた状態の一対のコイル拡張機構部５が、コイル巻取治具４に向けて軸方向の両側からそれぞれ移動することによって、コイル拡張機構部５の保持部５２によって保持される。

【0062】

さらに、カフスガイド３３によってスロット２２内の絶縁紙２４が位置決めされた後、図２１～図２３に示すように、コイル拡張機構部５のコイル拡張部５３がそれぞれアクチュエータ５４の駆動によって拡張する。これによって、コイル拡張部５３は、図２５に示すように、巻回状態の帯状コイル１００のコイルエンド部１０２を、帯状コイル１００の内側から半径方向の外側に向けて拡張させるように押圧する。コイル拡張部５３によって押圧された帯状コイル１００は徐々に拡張する。これに伴い、直線部１０１は、櫛歯状溝４３にガイドされながら、櫛歯状溝４３と連通するステータコア２のスロット２２に向けて移動する。

【0063】

これによって、帯状コイル１００の直線部１０１は、ステータコア２のスロット２２に干渉することなく、スロット２２の開口部２２ａからスロット２２内に挿入される。このとき、スロット２２内の絶縁紙２４は、それぞれカフスガイド３３によって所定の位置に位置決めされるため、帯状コイル１００の直線部１０１が絶縁紙２４をかみ込むことは抑制される。

【0064】

２つのコイル拡張機構部５のコイル拡張部５３がそれぞれ最も拡張すると、コイル巻取治具４の帯状コイル１００の直線部１０１は、図２５に示すように、ステータコア２のスロット２２内にそれぞれ完全に挿入される。これによって、帯状コイル１００はステータコア２のスロット２２内に装着される。一対のコイル拡張機構部５のコイル拡張部５３は、同時に拡張するように動作してもよいし、直線部１０１がスロット２２の開口部２２ａに対して径方向に斜めに挿入されるように、時間差を設けて順次拡張するように動作してもよい。

【0065】

その後、カフスガイド３３は、径方向外側に移動する。さらに、コイル拡張部５３がそれぞれ縮径した後、コイル拡張機構部５がそれぞれコイル巻取治具４から離隔する。これによって、図２６に示すように、ステータコア２のスロット２２内に帯状コイル１００が装着されたステータ２００が得られる。

【0066】

コイル巻取治具４に巻き取られた帯状コイル１００は、ステータコア２のスロット２２内に拡張挿入される直前まで、コイル巻取治具４の押部材４５によって、帯状コイル１００の内側から半径方向の外側に向けて押圧され続けている。そのため、直線部１０１を構成する導体線１１０の２本の平角線１１１，１１１の並列状態が適正状態に維持され、巻回状態の帯状コイル１００の形状に乱れは生じない。ステータコア２のスロット２２に拡張挿入された帯状コイル１００の各直線部１０１は、図２７に示すように、導体線１１０を構成する２本の平角線１１１，１１１がステータコア２の周方向に並列した適正状態を維持して、各スロット２２内に規則正しく配列され、安定した状態で収容される。

【0067】

ここで、以上のように拡張挿入されたスロット２２内の直線部１０１に発生する平角線１１１，１１１のズレ量を、押部材４５を備えた本実施形態のコイル巻取治具４を用いた場合と、押部材４５を備えないコイル巻取治具４を用いた場合とで比較した結果を図２８に示す。図２８において、横軸の番号は、図２９に示す帯状コイル１００の先頭端部１０４側から直線部１０１が収容されるスロット２２の位置を示す。図２９中の番号は、図２８の横軸の番号に対応している。縦軸は、直線部１０１を構成する導体線１１０の２本の平角線１１１，１１１のズレ量を示す。ズレ量は、図３０に示すように、２本の平角線１１１，１１１がステータコア２の半径方向（導体線１１０の厚み方向Ｚ）の相対的に位置ずれ量Ｌを示す。導体線１１０の厚み方向Ｚに沿う各平角線１１１，１１１の寸法は、２．４５ｍｍである。

【0068】

図２８に示すように、押部材４５を備えるコイル巻取治具４を用いた場合、スロット２２内の帯状コイル１００の直線部１０１のズレ量は、極めて小さい。これに対して、押部材４５を備えないコイル巻取治具４を用いた場合、押部材４５を備えるコイル巻取治具４を用いた場合に比較して極めて大きなズレ量を有することがわかる。押部材４５を備えないコイル巻取治具４を用いた場合、図３１に示すように、導体線１１０を構成する平角線１１１，１１１が分離してばらつくことによって、櫛歯状溝４３内の直線部１０１には乱れが発生している。その結果、図３２に示すように、拡張挿入後のスロット２２内の直線部１０１は、一部の平角線１１１がスロット２２からはみ出すように収容され、各直線部１０１がスロット２２内の適正位置に配置されない状態が発生する。

【0069】

以上の実施形態に示すコイル巻取治具４は、帯状コイル１００の先頭端部１０４に配置される１２本の直線部１０１に対応する１２本の板ばねからなる押部材４５を有する。しかし、押部材４５の数はこれに限定されない。コイル巻取治具４には、少なくとも先頭端部１０４における１層構造の直線部１０１の数に対応する数の押部材４５が設けられていればよい。

【0070】

コイル巻取治具４に設けられる押部材４５は、櫛歯状溝４３内に収容される直線部１０１を、帯状コイル１００の内側から半径方向の外側に向けて押圧可能な構成であれば、板ばねに限定されず、その他の様々な弾性構造体を用いることができる。

【符号の説明】

【0071】

１ ステータ製造装置
２ ステータコア
２０ 軸孔
２２ スロット
２００ ステータ
４ コイル巻取治具
４３ 櫛歯状溝
４５ 押部材
４５ａ 固定端
４５ｂ 自由端
１００ 帯状コイル
１０１ 直線部
１０４ 先頭端部（他の部位よりも厚みが小さい部位）

【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】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】