特許 7290517 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-05

(45)【発行日】2023-06-13

(54)【発明の名称】ステータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/06 20060101AFI20230606BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20230606BHJP

   H02K 3/04 20060101ALI20230606BHJP

   H02K 15/02 20060101ALN20230606BHJP

【ＦＩ】

H02K15/06

H02K15/04 C

H02K3/04 E

H02K15/02 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019159365

(22)【出願日】2019-09-02

(65)【公開番号】P2021040388

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-08-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】和田 昭人

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３０４１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５３４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１２８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３２２５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０６８０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１２５６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／００－ １５／０２

Ｈ０２Ｋ １５／０４－ １５／１６

Ｈ０２Ｋ ３／００－ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコアおよび前記ステータコアに分布巻きされたコイルを備えたステータの製造方法であって、
前記ステータコアは、環状部および前記環状部から内周側へ突出する複数の突極部を備え、周方向で隣り合う２つの前記突極部と前記環状部によって区画されるスロットが周方向に複数並んでおり、
前記コイルは、異なる２箇所の前記スロットにそれぞれ挿入されて前記ステータコアの軸線方向に延びる第１コイル部分および第２コイル部分と、前記第１コイル部分と前記第２コイル部分を前記ステータコアの軸線方向の一方側で接続する第１接続部分と、前記第１コイル部分と前記第２コイル部分を前記ステータコアの軸線方向の他方側で接続する第２接続部分と、を備えており、
前記突極部の内周側へ治具を挿入して、前記治具を軸線方向および径方向に貫通するコイル挿入溝の径方向の一端および他端を、それぞれ、前記異なる２箇所の前記スロットの入口に位置決めする治具挿入工程と、
前記ステータコアに組み付けられる前の前記コイルの少なくとも一部を、前記スロットの入口幅よりも薄い薄型コイル部分に変形させるコイル変形工程と、
前記コイル挿入溝に対して、前記薄型コイル部分を前記軸線方向の一方側から挿入して前記軸線方向の他方側へ取り出すことにより、前記第１コイル部分および前記第２コイル部分を前記異なる２箇所の前記スロットに配置するコイル挿入工程と、
前記ステータコアから前記治具を取り外す治具取り外し工程と、
を行うことを特徴とするステータの製造方法。

【請求項2】

前記治具挿入工程では、前記コイル挿入溝の径方向の一方側の縁および他方側の縁の２箇所から径方向に突出する保護部材を、前記異なる２箇所の前記スロットの入口に挿入し、
前記コイル挿入工程では、前記薄型コイル部分を前記保護部材によってガイドして前記入口を通過させることを特徴とする請求項１に記載のステータの製造方法。

【請求項3】

前記保護部材は、前記コイル挿入溝の内面に配置される可撓性部材であることを特徴とする請求項２に記載のステータの製造方法。

【請求項4】

前記ステータコアのスロット数が６であり、
前記コイルの数は３であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のステータの製造方法。

【請求項5】

径方向で対向する２つの前記スロットに、同一の前記コイルに設けられた前記第１コイル部分と前記第２コイル部分が配置されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のステータの製造方法。

【請求項6】

前記治具は、第１治具部分および第２治具部分を備えており、
前記治具挿入工程の前に、前記第１治具部分および前記第２治具部分を支持台に着脱可能に取り付けることにより、前記第１治具部分と前記第２治具部分の間に前記コイル挿入溝を形成する治具組立工程を行うことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のステータの製造方法。

【請求項7】

前記治具挿入工程では、前記支持台の上端に前記コイル挿入溝を上下方向に向けた状態で固定されている前記治具に対して、上方から前記ステータコアを組み付けて、前記治具の上端を前記ステータコアから突出させ、
前記治具の上端側から、前記薄型コイル部分を前記コイル挿入溝に挿入することを特徴
とする請求項６に記載のステータの製造方法。

【請求項8】

前記ステータコアは、前記軸線方向の一方側の端面、前記軸線方向の他方側の端面、および、前記スロットの内周面が絶縁層によって被覆されることを特徴とする請求項１から７の何れか一項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、ステータコアとステータコアに分布巻きされたコイルとを備えるステータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ステータコアと、ステータコアに複数のスロットをまたぐように分布巻きされたコイルとを備えるステータ（固定子）の製造方法が記載されている。特許文献１において、ステータコア（鉄心）は、所定の間隔で内周側へ突出する突極部（磁極ティース部）を備えており、周方向で隣り合う突極部の間にスロットが設けられている。コイルは、周方向に離れた２つのスロットにそれぞれ挿入された第１コイル部分（第１の辺部）および第２コイル部分（第２の辺部）と、第１の辺部と第２の辺部の一端側を接続する第１接続部分（第３の辺部）と、第１の辺部と第２の辺部の他端側を接続する第２接続部分（第４の辺部）を備える。

【0003】

ステータコアにコイルを組み付ける際、ステータコアが小径である場合には、コイルを巻くための自動化装置が突極部の内周側に入らない。特許文献１では、コイル挿入治具に保持させたコイルをステータコアの軸線方向の端面からスロットに挿入することによってステータコアにコイルを組み付ける方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－１５３７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、予め、コイルの第３の辺部の厚さを薄くして、第３の辺部が２つのスロットの入口を通過できる形状にコイルの形状を整える。そして、コイル挿入治具の軸線方向の一方側へ第３の辺部を飛び出させた状態にコイルを保持させる。コイル挿入治具は、第３の辺部が位置する側へ突出する２本のピン（ワイヤガイドブレード）を備えており、ワイヤガイドブレードをステータコアの内周面に沿わせてコイル挿入治具をステータコアの軸線方向に移動させることによって、コイルをステータコアに挿入する。

【0006】

特許文献１では、コイルの第３の辺部がコイル挿入治具から飛び出しており、第３の辺部をステータコアに挿入する際、ステータコアの内側には、第３の辺部を案内する部材は配置されていない。そのため、第３の辺部がステータコアに設けられた２つのスロットの入口を通過する際に、スロットの入口を形成している突極部の先端部分にコイル線が摺接してコイル線が損傷するおそれがある。

【0007】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、小型のステータにコイルを分布巻きの状態に組み付ける作業を効率的に行い、且つ、コイル線の損傷を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は、ステータコアおよび前記ステータコアに分布巻きされたコイルを備えたステータの製造方法であって、前記ステータコアは、環状部および前記環状部から内周側へ突出する複数の突極部を備え、周方向で隣り合う２つの前記突極部と前記環状部によって区画されるスロットが周方向に複数並んでおり、前記コイルは、異なる２箇所の前記スロットにそれぞれ挿入されて前記ステータコアの軸線方向に延び
る第１コイル部分および第２コイル部分と、前記第１コイル部分と前記第２コイル部分を前記ステータコアの軸線方向の一方側で接続する第１接続部分と、前記第１コイル部分と前記第２コイル部分を前記ステータコアの軸線方向の他方側で接続する第２接続部分と、を備えており、前記突極部の内周側へ治具を挿入して、前記治具を軸線方向および径方向に貫通するコイル挿入溝の径方向の一端および他端を、それぞれ、前記異なる２箇所の前記スロットの入口に位置決めする治具挿入工程と、前記ステータコアに組み付けられる前の前記コイルの少なくとも一部を、前記スロットの入口幅よりも薄い薄型コイル部分に変形させるコイル変形工程と、前記コイル挿入溝に対して、前記薄型コイル部分を前記軸線方向の一方側から挿入して前記軸線方向の他方側へ取り出すことにより、前記第１コイル部分および前記第２コイル部分を前記異なる２箇所の前記スロットに配置するコイル挿入工程と、前記ステータコアから前記治具を取り外す治具取り外し工程と、を行うことを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、ステータコアの突極部の内周側に治具を挿入した状態で、治具に設けられたコイル挿入溝に薄型コイル部分を挿入することによってステータコアにコイルを組み付ける。このようにすると、ステータの内周側において、治具に設けられたコイル挿入溝によってコイルが案内される。従って、スロットの入口を薄型コイル部分が通過する際、突極部の先端部とコイル線とが摺接しにくく、コイル線が損傷しにくい。よって、ステータコアの内側に自動化装置が入らない小型のステータに対してコイルを分布巻きの状態に組み付ける作業を効率的に行うことができ、且つ、コイル線の損傷を抑制できる。

【0010】

本発明において、前記治具挿入工程では、前記コイル挿入溝の径方向の一方側の縁および他方側の縁の２箇所から径方向に突出する保護部材を、前記異なる２箇所の前記スロットの入口に挿入し、前記コイル挿入工程では、前記薄型コイル部分を前記保護部材によってガイドして前記入口を通過させることが好ましい。このようにすると、薄型コイル部分の形状を精度良く整えなくても、スロットの入口をスムーズに薄型コイル部分が通過する。また、薄型コイル部分と、スロットの入口を規定している突極部の先端部分との間に保護部材を配置できるので、突極部の先端部とコイル線とが摺接することを抑制できる。従って、コイル線の損傷を抑制できる。

【0011】

本発明において、前記保護部材は、前記コイル挿入溝の内面に配置される可撓性部材であることが好ましい。このようにすると、可撓性部材を容易にスロットの入口へ挿入できる。従って、コイル挿入治具のステータコアへの装着が容易である。

【0012】

本発明において、前記ステータコアのスロット数が６であり、前記コイルの数は３であことが好ましい。このようにすると、３相のコイルを分布巻きによってステータコアに組み付けることができる。

【0013】

本発明において、径方向で対向する２つの前記スロットに、同一の前記コイルに設けられた前記第１コイル部分と前記第２コイル部分が配置されることが好ましい。このように、径方向で対向するスロットに同一のコイルを配置する場合には、薄型コイル部分を平坦な板状にして挿入すればよい。従って、コイルの形状を整える作業が容易である。また、直線状のコイル挿入溝に平坦な薄型コイル部分を挿入すればよいので、コイルの挿入作業が容易である。

【0014】

本発明において、前記治具は、第１治具部分および第２治具部分を備えており、前記治具挿入工程の前に、前記第１治具部分および前記第２治具部分を支持台に着脱可能に取り付けることにより、前記第１治具部分と前記第２治具部分の間に前記コイル挿入溝を形成する治具組立工程を行うことが好ましい。このようにすると、第１治具部分および第２治具部分の間に軸線方向および径方向に貫通するコイル挿入溝を形成できる。

【0015】

本発明において、前記治具挿入工程では、前記支持台の上端に前記コイル挿入溝を上下方向に向けた状態で固定されている前記治具に対して、上方から前記ステータコアを組み付けて、前記治具の上端部分を前記ステータコアから突出させ、前記治具の上端側から、前記薄型コイル部分を前記コイル挿入溝に挿入することが好ましい。このようにすると、支持台に対して同一方向からの作業によって、治具の組立て、ステータコアに対する治具の挿入、コイルの組み付けの全ての作業を行うことができる。

【0016】

本発明において、前記ステータコアは、前記軸線方向の一方側の端面、前記軸線方向の他方側の端面、および、前記スロットの内周面が絶縁層によって被覆されることが好ましい。例えば、絶縁層として樹脂コーティング層を設けることにより、ステータコアとステータコアに分布巻きされたコイル（コイル）とを絶縁できる。このようにすると、スロットに絶縁紙などの絶縁部材を配置する必要がないので、コイル線の組み付け作業が容易である。また、ステータコアの軸線方向の端面とコイルとの間に絶縁紙の折り返し部分を配置した場合と比較して、ステータの軸線方向の寸法を小さくすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ステータコアの突極部の内周側に治具を挿入した状態で、治具に設けられたコイル挿入溝に薄型コイル部分を挿入することによってステータコアにコイルを組み付ける。このようにすると、ステータの内周側において、治具に設けられたコイル挿入溝によってコイルが案内される。従って、スロットの入口を薄型コイル部分が通過する際、突極部の先端部とコイル線とが摺接しにくく、コイル線が損傷しにくい。よって、ステータコアの内側に自動化装置が入らない小型のステータに対してコイルを分布巻きの状態に組み付ける作業を効率的に行うことができ、且つ、コイル線の損傷を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る製造方法により製造したステータの斜視図である。

【図2】ステータコアを軸線に沿って切断した断面図およびコイルの斜視図である。

【図3】支持台およびコイル挿入治具の分解斜視図である。

【図4】支持台に取り付けられたコイル挿入治具およびステータコアの斜視図である。

【図5】コイル挿入治具をステータコアに挿入した状態を示す斜視図である。

【図6】コイル挿入治具の斜視図および第１治具部分の分解斜視図である。

【図7】本発明に係るステータの製造方法のフローチャートである。

【図8】コイル変形工程の説明図、形状を整えたコイルの側面図、および、コイル挿入工程の途中の状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図面を参照して、本発明を適用したステータの製造方法の実施形態を説明する。

【0020】

（ステータ）
図１は本発明に係る製造方法により製造したステータ１の斜視図である。図２（ａ）はステータコア２を軸線に沿って切断した断面図であり、図２（ｂ）はコイル３の斜視図である。図１、図２（ｂ）では、コイル３の巻回数を実際よりも簡略化して示す。図１に示すように、ステータ１は、軸線Ｌを中心とする円環状である。ステータ１の内周側に軸線Ｌ周りに回転可能に支持されたロータ（図示せず）を配置することによって、３相の直流モータが構成される。本明細書において、ステータ１の軸線に沿った方向を軸線Ｌ方向とし、軸線Ｌ方向の一方側をＬ１方向とし、軸線Ｌ方向の他方側をＬ２方向とする。また、Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交し、且つ、軸線Ｌと直交する方向である。

【0021】

ステータ１は、円環状のステータコア２と、ステータコア２に分布巻きされた複数のコイル３を備える。ステータコア２は、軸線Ｌを中心とする円筒状の環状部４と、環状部４から内周側へ突出する複数の突極部５を備える。本形態では、ステータコア２は６本の突極部５を備える。環状部４の内周側には、周方向で隣り合う２つの突極部５と環状部４とによってスロット６が区画されている。本形態のステータ１のスロット数は６であり、スロット６は、周方向に等角度間隔で６箇所に設けられている。

【0022】

ステータコア２は、複数枚の鋼鈑を積層した積層コアである。図１、図２（ａ）に示すように、ステータコア２の表面は、絶縁層７に被覆されている。絶縁層７は樹脂コーティング層である。絶縁層７は、各スロット６の内周面と、ステータコア２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端面および他方側Ｌ２の端面に形成されている。突極部５の内周端面５０および環状部４の外周面は絶縁層７に覆われておらず、積層コアが露出している。突極部５の内周端面５０は、ステータ１の内周側にロータ（図示せず）を配置したとき、ロータの外周面に配置される磁石と僅かな隙間を介して対向する。

【0023】

図２（ｂ）に示すように、各コイル３は、ステータコア２の軸線Ｌ方向に延びる第１コイル部分３１および第２コイル部分３２と、ステータコア２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で周方向に引き回されて第１コイル部分３１と第２コイル部分３２とを接続する第１接続部分３３と、ステータコア２の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で周方向に引き回されて第１コイル部分３１と第２コイル部分３２を接続する第２接続部分３４を備える。図１に示すように、各コイル３は、異なる２箇所のスロット６に配置される。本形態では、６箇所のスロットに対して３つのコイルが組み付けられている。同一のコイル３に設けられた第１コイル部分３１と第２コイル部分３２は、径方向で対向する２箇所のスロット６に配置される。

【0024】

（コイル挿入治具）
図３は、支持台８およびコイル挿入治具１０の分解斜視図である。図４は、支持台８に取り付けられたコイル挿入治具１０およびステータコア２の斜視図である。図５は、コイル挿入治具１０をステータコア２に挿入した状態を示す斜視図である。図６（ａ）は、コイル挿入治具１０の斜視図であり、図６（ｂ）は、第１治具部分１１の分解斜視図である。本形態のステータ１の製造方法では、コイル挿入治具１０（治具）を用いて、ステータコア２に対してコイル３を分布巻きした状態に組み付ける作業を行う。

【0025】

図４に示すように、ステータコア２の突極部５の内周側には、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１および他方側Ｌ２に開口する内周側空間Ｓが設けられている。内周側空間Ｓは突極部５の内周端面５０によって囲まれる。周方向で隣り合う内周端面５０の間には、各スロット６と内周側空間Ｓとを連通する入口６０が設けられている。スロット６の入口６０は、ステータコア２の一方側Ｌ１の端面から他方側Ｌ２の端面まで軸線Ｌ方向に延びている。

【0026】

コイル３は、ステータコア２に対して軸線Ｌ方向に挿入される。その際、コイル挿入治具１０をステータコア２の中心に装着してコイル３を挿入することにより、径方向で対向する２箇所のスロット６の入口６０をコイル３が通過する。コイル３をステータコア２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１から挿入してステータコア２の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２から取り出すことにより、図１に示すように、径方向で対向する２箇所のスロット６に第１コイル部分３１と第２コイル部分３２が配置される。

【0027】

図４、図６（ａ）に示すように、コイル挿入治具１０は、軸線Ｌ方向に延びる略円柱状の外形をしている。コイル挿入治具１０は、ステータコア２の内周側空間Ｓに軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２から挿入されて、図５に示す装着完了位置１０Ａに位置決めされる。図４に示すように、コイル挿入治具１０の外周面には、外周側に突出する当接部１９が設けられている。当接部１９は、コイル挿入治具１０の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部に設けられ
た環状凸部である。図５に示す装着完了位置１０Ａでは、ステータコア２の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端面が当接部１９に当接している。

【0028】

図４、図６（ａ）に示すように、コイル挿入治具１０は、Ｙ方向に対向する第１治具部分１１および第２治具部分１２と、第１治具部分１１と第２治具部分１２の間に設けられたコイル挿入溝１３を備える。コイル挿入溝１３は、コイル挿入治具１０の径方向の中央を通ってＸ方向および軸線Ｌ方向に延びている。コイル挿入溝１３は、コイル挿入治具１０の軸線Ｌ方向の一方端および他方端において開口しており、コイル挿入治具１０を軸線Ｌ方向に貫通する。

【0029】

図４に示すように、第１治具部分１１と第２治具部分１２は、支持台８に設けられた治具装着部８０に着脱可能に取り付けられる。図３に示すように、治具装着部８０は、軸線Ｌ方向に延びる支柱８１と、支柱８１の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端面から突出する４本の位置決めピン８２を備える。支柱８１は、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２へ凹んだ溝部８３と、溝部８３のＹ方向の両側で軸線Ｌ方向に延びる第１支柱部分８４および第２支柱部分８５を備える。４本の位置決めピン８２のうちの２本はＸ方向に並んでおり、第１支柱部分８４の先端面から突出する。残りの２本はＸ方向に並んでおり、第２支柱部分８５の先端面から突出する。

【0030】

図３に示すように、第１治具部分１１と第２治具部分１２は、それぞれ、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端面に開口する位置決め孔１１０を２箇所に備える。第１治具部分１１の位置決め孔１１０には、第１支柱部分８４から突出する位置決めピン８２が挿入される。第２治具部分１２の位置決め孔１１０には、第２支柱部分８５から突出する位置決めピン８２が挿入される。これにより、図４に示すように、第１治具部分１１と第２治具部分１２が治具装着部８０に着脱可能に取り付けられて、第１治具部分１１と第２治具部分１２の間にコイル挿入溝１３が形成される。

【0031】

図６（ａ）に示すように、コイル挿入溝１３は、コイル挿入治具１０の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部に設けられた第１案内部１３１と、コイル挿入治具１０の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部に設けられた第２案内部１３２を備える。第１案内部１３１は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向かうに従ってＹ方向の幅が拡大する。また、第２案内部１３２は、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に向かうに従ってＹ方向の幅が拡大する。コイル挿入治具１０は、装着完了位置１０Ａ（図５参照）において、ステータコア２から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１および他方側Ｌ２の端部が突出する。第１案内部１３１および第２案内部１３２は、ステータコア２から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１および他方側Ｌ２に突出している端部に設けられている。

【0032】

図４、図６（ａ）に示すように、コイル挿入溝１３はＸ方向に延びており、コイル挿入治具１０を径方向に貫通している。コイル挿入治具１０の径方向の一方側の外周面、および、径方向の他方側の外周面には、ぞれぞれ、コイル挿入溝１３の径方向の一方端１３３および他方端１３４が開口している。コイル挿入溝１３の径方向の一方端１３３および他方端１３４には、それぞれ、保護部材１４が配置される。保護部材１４は、一方端１３３および他方端１３４からそれぞれ径方向外側へ突出する。保護部材１４は、コイル挿入溝１３のＹ方向の一方側の内面、および、コイル挿入溝１３のＹ方向の他方側の内面に配置される可撓性部材１５からなる。

【0033】

ここで、図６（ｂ）を参照して第１治具部分１１の構成を説明する。第２治具部分１２の構成は、第１治具部分１１と同一であるため、説明を省略する。図６（ｂ）に示すように、第１治具部分１１は、外側部材１６および内側部材１７と、外側部材１６と内側部材１７の間に挟まれる可撓性部材１５と、内側部材１７を外側部材１６にねじ止めするねじ
１８を備える。外側部材１６は、円弧状外周面１６１と、円弧状外周面１６１とは反対側を向く面に設けられた溝部１６２を備える。外側部材１６には、軸線Ｌ方向に離間した２箇所にねじ穴１６３が形成されている。可撓性部材１５は、溝部１６２に沿う形状に屈曲した屈曲部１５１と、屈曲部１５１のＸ方向の両端からＸ方向の両側へ突出する縁部１５２を備えている。内側部材１７は、溝部１６２に配置され、屈曲部１５１を径方向内側から押さえている。可撓性部材１５の縁部１５２は、外側部材１６からＸ方向の両側へ突出しており、保護部材１４として機能する。

【0034】

（ステータの製造方法）
図７は、本発明に係るステータ１の製造方法のフローチャートである。本形態では、ステータ１を製造する際、図７に示す各工程を行って、ステータコア２にコイル３を取り付ける。図７に示す各工程を行う前に、コイル線３０を短軸巻線機で巻いて長円状の形態のコイル３を製造しておく。図７に示すように、本形態のステータ１の製造方法は、治具組立工程ＳＴ１と、治具挿入工程ＳＴ２と、コイル変形工程ＳＴ３と、コイル挿入工程ＳＴ４と、治具取り外し工程ＳＴ５を行う。

【0035】

治具組立工程ＳＴ１では、図３、図４に示すように、第１治具部分１１および第２治具部分１２に設けられた位置決め孔１１０に支持台８に設けられた位置決めピン８２を挿入することによって、第１治具部分１１および第２治具部分１２を支持台８に着脱可能に取り付ける。これにより、第１治具部分１１と第２治具部分１２の間にコイル挿入溝１３を備えたコイル挿入治具１０が組み立てられる。

【0036】

続いて、治具挿入工程ＳＴ２では、ステータコア２の中心にコイル挿入治具１０を装着する。本形態では、突極部５の内周側へ軸線Ｌ方向にコイル挿入治具１０を挿入する。その際、図５に示すように、コイル挿入治具１０を軸線Ｌ方向および径方向に貫通するコイル挿入溝１３の径方向の一方端１３３および他方端１３４を、それぞれ、異なる２箇所のスロット６の入口６０に位置決めしてコイル挿入治具１０を挿入することにより、コイル挿入溝１３の径方向の一方側の縁および他方側の縁の２箇所から径方向に突出する保護部材１４をスロット６の入口６０に挿入する。保護部材１４は、Ｙ方向に対向する一対の可撓性部材１５からなる。可撓性部材１５は、スロット６の入口６０を規定している突極部５の先端部分の周方向の端部に沿って配置される。

【0037】

図８（ａ）はコイル変形工程ＳＴ３の説明図であり、図８（ｂ）は形状を整えたコイルの側面図である。コイル変形工程ＳＴ３では、長円状のコイル３の一部を変形させて、スロット６の入口６０を通過できるようにコイル３の形状を整える。コイル変形工程ＳＴ３において変形させるコイル部分は、長円状のコイル３の長手方向の一方側の端部であり、ステータコア２への組み付け後に第２接続部分３４になるコイル部分である。コイル変形工程ＳＴ３では、コイル３の長手方向の一方側の端部のコイル線３０を図８（ａ）に示すようにずらすことによって薄型コイル部分３５を形成する。コイル変形工程ＳＴ３では、薄型コイル部分３５の厚さＤ１がスロット６の入口幅Ｄ０（図２（ａ）参照）よりも薄くなるようにコイル３の形状を整える。

【0038】

図８（ｃ）は、コイル挿入工程ＳＴ４の途中の状態を示す説明図である。コイル挿入工程ＳＴ４では、ステータコア２に装着されたコイル挿入治具１０のコイル挿入溝１３およびスロット６に対して、薄型コイル部分３５を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１から挿入する。コイル挿入溝１３は、ステータコア２から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出した第１案内部１３１を備えているので、薄型コイル部分３５を容易にコイル挿入溝１３に挿入することができる。薄型コイル部分３５は、コイル挿入溝１３の径方向の両端に配置される保護部材１４（可撓性部材１５）によってガイドされて、スロット６の入口６０を通過する。

【0039】

コイル挿入工程ＳＴ４では、コイル挿入溝１３に軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１から挿入した薄型コイル部分３５を、コイル挿入溝１３から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２へ取り出す。その結果、コイル３は、薄型コイル部分３５がステータコア２の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に配置され、第１コイル部分３１および第２コイル部分３２は対向する２箇所のスロット６に配置され、第１接続部分３３になるコイル部分は、ステータコア２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に配置された状態になる。コイル挿入溝１３の他方側Ｌ２には、治具装着部８０の溝部８３が設けられている。従って、薄型コイル部分３５は、コイル挿入溝１３から溝部８３の内側の空間へ引き出される。

【0040】

治具取り外し工程ＳＴ５では、支持台８からステータコア２と共にコイル挿入治具１０を取り外した後、ステータコア２からコイル挿入治具１０を抜き取る。本形態では、ステータコア２に挿入された状態のコイル挿入治具１０を支持台８から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１へ引き抜く。引き抜いたコイル挿入治具１０およびステータコア２を裏返して、コイル３が適正な位置に挿入されていることを確認した後、ステータコア２からコイル挿入治具１０を抜き取る。

【0041】

治具取り外し工程ＳＴ５では、コイル挿入治具１０をステータコア２から引き抜いた後に、ステータコア２から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１へ飛び出しているコイル部分（第１接続部分３３になる部分）および他方側Ｌ２へ飛び出しているコイル部分（薄型コイル部分３５）をステータコア２の端面に押し付けた形状に潰して、第１接続部分３３および第２接続部分３４の形状を整える。

【0042】

本形態のステータ１は、３本のコイル３を備えている。従って、治具挿入工程ＳＴ２、コイル変形工程ＳＴ３、コイル挿入工程ＳＴ４、および治具取り外し工程ＳＴ５をコイル３の数だけ繰り返して行う。コイル挿入治具１０は、コイル３を１つ組み付ける毎にステータコア２から抜き取って、次のコイル３が挿入されるスロット６に保護部材１４が挿入されるように角度位置をずらして再びステータコア２に挿入される。全てのコイル３をステータコア２に組み付けることにより、ステータ１は完成する。

【0043】

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態のステータ１は、ステータコア２およびステータコア２に分布巻きされたコイル３を備えており、ステータコア２は、環状部４および環状部４から内周側へ突出する複数の突極部５を備え、周方向で隣り合う２つの突極部５と環状部４によって区画されるスロット６が周方向に複数並んでいる。コイル３は、異なる２箇所のスロット６にそれぞれ挿入されてステータコア２の軸線Ｌ方向に延びる第１コイル部分３１および第２コイル部分３２と、第１コイル部分３１と第２コイル部分３２をステータコア２の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で接続する第１接続部分３３と、第１コイル部分３１と第２コイル部分３２をステータコア２の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で接続する第２接続部分３４と、を備える。

【0044】

本形態のステータ１の製造方法は、突極部５の内周側へコイル挿入治具１０を挿入して、コイル挿入治具１０を軸線Ｌ方向および径方向に貫通するコイル挿入溝１３の径方向の一端および他端を、それぞれ、異なる２箇所のスロット６の入口６０に位置決めする治具挿入工程ＳＴ２と、ステータコア２に組み付けられる前のコイル３の少なくとも一部を、スロット６の入口幅Ｄ０よりも薄い薄型コイル部分３５に変形させるコイル変形工程ＳＴ３と、コイル挿入溝１３に対して、薄型コイル部分３５を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１から挿入して他方側へ取り出すことにより、第１コイル部分３１および第２コイル部分３２を異なる２箇所のスロット６に配置するコイル挿入工程ＳＴ４と、ステータコア２からコイル挿入治具１０を取り外す治具取り外し工程ＳＴ５と、を行う。

【0045】

本形態では、このように、ステータコア２の突極部５の内周側にコイル挿入治具１０を挿入した状態で、コイル挿入治具１０に設けられたコイル挿入溝１３に薄型コイル部分３５を挿入することによってステータコア２にコイル３を組み付ける。従って、ステータ１の内周側をコイル３が通過する際、コイル挿入溝１３の内面によってコイル３が案内されるので、薄型コイル部分３５の形状を精度良く整えなくても、コイル３を挿入できる。また、コイル挿入溝１３の内面によってコイル３が案内されるので、スロット６の入口６０を薄型コイル部分３５が通過する際、突極部５の先端部とコイル線３０とが摺接しにくく、コイル線３０が損傷しにくい。よって、ステータコア２の内側に自動化装置が入らない小型のステータ１においても、コイル３の組み付け作業を効率的に行うことができ、且つ、コイル線３０の損傷を抑制できる。なお、上記各工程のうち、コイル変形工程ＳＴ３と治具挿入工程ＳＴ２の順序は、逆にすることも可能である。

【0046】

本形態では、治具挿入工程ＳＴ２において、コイル挿入溝１３の径方向の一方側の縁および他方側の縁の２箇所から径方向に突出する保護部材１４を、異なる２箇所のスロット６の入口６０に挿入する。そして、コイル挿入工程ＳＴ４では、薄型コイル部分３５を保護部材１４によってガイドして入口６０を通過させる。このようにすれば、薄型コイル部分３５と、スロット６の入口６０を規定している突極部５の先端部分との間に保護部材１４を配置できるので、突極部５の先端部とコイル線３０とが摺接することを抑制できる。従って、コイル線３０の損傷を抑制できる。

【0047】

本形態の保護部材１４は、コイル挿入溝１３の内面に配置される可撓性部材１５である。保護部材１４として可撓性部材１５を用いることにより、スロット６の入口６０へ保護部材１４を容易に挿入できる。従って、ステータコア２に対してコイル挿入治具１０を装着する作業が容易である。

【0048】

本形態では、ステータコア２のスロット数が６であり、コイル３の数は３である。従って、３相のコイル３をステータコア２に分布巻きした状態に組み付けることができる。また、径方向で対向する２つのスロット６には、同一のコイル３に設けられた第１コイル部分３１と第２コイル部分３２が配置される。このように、径方向で対向するスロット６に同一のコイル３を配置する場合には、薄型コイル部分３５を平坦な板状にして挿入すればよいので、コイル３の形状を整える作業が容易である。また、直線状のコイル挿入溝１３に平坦な薄型コイル部分３５を挿入すればよいので、コイル３の挿入作業が容易である。

【0049】

本形態のコイル挿入治具１０は、第１治具部分１１および第２治具部分１２を備えており、治具挿入工程ＳＴ２の前に、第１治具部分１１および第２治具部分１２を支持台に着脱可能に取り付けることにより、第１治具部分１１と第２治具部分１２の間にコイル挿入溝１３を形成する治具組立工程ＳＴ１を行う。このようにすれば、第１治具部分１１および第２治具部分１２の間に軸線Ｌ方向および径方向に貫通するコイル挿入溝１３を形成できる。

【0050】

本形態では、治具挿入工程ＳＴ２において、支持台８の上端にコイル挿入溝１３を上下方向に向けた状態で取り付けたコイル挿入治具１０に対して、上方からステータコア２を組み付けて、コイル挿入治具１０の上端部分をステータコア２から突出させる。そして、コイル挿入治具１０の上端側から、薄型コイル部分３５をコイル挿入溝１３に挿入する。従って、支持台８に対して同一方向からの作業によって、コイル挿入治具１０の組立て、ステータコア２に対するコイル挿入治具１０の挿入、ステータコア２に対するコイル３の挿入の全ての作業を行うことができる。

【0051】

本形態では、治具取り外し工程ＳＴ５において、支持台８からステータコア２と共にコイル挿入治具１０を取り外した後、ステータコア２からコイル挿入治具１０を抜き取る。
従って、コイル挿入治具１０を抜き取る前に、ステータコア２にコイル３が適正に挿入されたことを容易に確認することができる。

【0052】

本形態では、治具挿入工程ＳＴ２において、コイル挿入治具１０の外周面に設けられている当接部１９にステータコア２を当接させることにより、コイル挿入治具１０に対してステータコア２を軸線Ｌ方向に位置決めする。従って、コイル挿入治具１０に対するステータコア２の位置精度を高めることができる。

【0053】

本形態のステータコア２は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端面、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端面、および、スロット６の内周面に絶縁層７が設けられているので、絶縁層７によってステータコア２とステータコア２に分布巻きされたコイル３（コイル３）とを絶縁できる。従って、スロット６に絶縁紙などの絶縁部材を配置する必要がないので、コイル線３０の組み付け作業が容易である。また、ステータコア２の軸線Ｌ方向の端面とコイル３との間に絶縁紙の折り返し部分を配置した場合と比較して、ステータ１の軸線Ｌ方向の寸法を小さくすることができる。

【符号の説明】

【0054】

１…ステータ、２…ステータコア、３…コイル、４…環状部、５…突極部、６…スロット、７…絶縁層、８…支持台、１０…コイル挿入治具（治具）、１０Ａ…装着完了位置、１１…第１治具部分、１２…第２治具部分、１３…コイル挿入溝、１４…保護部材、１５…可撓性部材、１６…外側部材、１７…内側部材、１８…ねじ、１９…当接部、３０…コイル線、３１…第１コイル部分、３２…第２コイル部分、３３…第１接続部分、３４…第２接続部分、３５…薄型コイル部分、５０…内周端面、６０…入口、８０…治具装着部、８１…支柱、８２…位置決めピン、８３…溝部、８４…第１支柱部分、８５…第２支柱部分、１１０…位置決め孔、１３１…第１案内部、１３２…第２案内部、１３３…径方向の一方端、１３４…径方向の他方端、１５１…屈曲部、１５２…縁部、１６１…円弧状外周面、１６２…溝部、１６３…ねじ穴、Ｄ０…入口幅、Ｄ１…薄型コイル部分の厚さ、Ｌ…ステータコアの軸線、Ｌ１…一方側、Ｌ２…他方側、Ｓ…内周側空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】