(57)【要約】【課題】各ティースに各コイルを組み付けする工程において、ティースにコイルを組み付けし難くなることなく、ステータの体格を大きくすることなく、組み付けしたコイルが脱落するのを抑制することができるステータの製造方法を提供する。【解決手段】円環状のステータコア２の内周面からステータコア２の径方向に突出する複数のティース５に、略矩形状に巻回された平角線から成る複数のコイル３を順次組み付けしていくステータ１の製造方法であって、一端部１０ａがテーパ形状であるＣリング１０をステータコア２の内周に配置し、Ｃリング１０の切り欠き部分に位置するティース５にコイル３を組み付けた後、ステータコア２を回転させ、Ｃリング１０の一端部１０ａによりコイル３をＣリング１０の径方向の外側に誘い込むことでティース５に組み付けられたコイル３が脱落するのを抑制するものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のステータコアの内周面から前記ステータコアの径方向に突出する複数のティースに、略矩形状に巻回された平角線から成る複数のコイルを順次組み付けしていくステータの製造方法であって、
一端部がテーパ形状であるＣリングを前記ステータコアの内周に配置し、前記Ｃリングの切り欠き部分に位置する前記ティースに前記コイルを組み付けた後、前記ステータコアを回転させ、前記Ｃリングの前記一端部により前記コイルを前記Ｃリングの径方向の外側に誘い込むことで前記ティースに組み付けられた前記コイルが脱落するのを抑制する、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、ステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相誘導モーターなどに用いられるステータの製造方法では、円環状のステータコアの内周面からステータコアの径方向に突出する複数のティースに、略矩形状に巻回された平角線から成る複数のコイルを順次組み付けしていく。
【０００３】
特許文献１には、複数のティースの先端において、それぞれ、左右のスロットのいずれか一方側に突出した鍔を形成し、複数のティースに複数のコイルを順次組み付けする、ティースの製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０９３２７６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２２９４４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に記載のティースの製造方法では、各ティースに各コイルを組み付けする工程において、組み付けしたコイルが脱落するのを抑制することはできる。しかしながら、ティースの先端に上述のような鍔を形成することにより、ティースにコイルを組み付けし難くなるという問題があった。また、ステータコアのティースに挿入するインシュレータの上下端面に設けられたスナップフィットによりコイルの内側端面を弾性保持するステータの構成が知られているが（例えば、特許文献２）、このようなインシュレータを有するステータでは体格が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、各ティースに各コイルを組み付けする工程において、ティースにコイルを組み付けし難くなることなく、ステータの体格を大きくすることなく、組み付けしたコイルが脱落するのを抑制することができる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】
【０００７】
本発明は、円環状のステータコアの内周面から前記ステータコアの径方向に突出する複数のティースに、略矩形状に巻回された平角線から成る複数のコイルを順次組み付けしていくステータの製造方法であって、一端部がテーパ形状であるＣリングを前記ステータコアの内周に配置し、前記Ｃリングの切り欠き部分に位置する前記ティースに前記コイルを組み付けた後、前記ステータコアを回転させ、前記Ｃリングの前記一端部により前記コイルを前記Ｃリングの径方向の外側に誘い込むことで前記ティースに組み付けられた前記コイルが脱落するのを抑制するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各ティースに各コイルを組み付けする工程において、ティースにコイルを組み付けし難くなることなく、ステータの体格を大きくすることなく、組み付けしたコイルが脱落するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかるステータ１の概略構成を示す斜視図である。
【図２】各コイルの外観を示す斜視図である。
【図３】各ティースに各コイルを組み付け中のステータコアにＣリングが装着された状態を示す斜視図である。
【図４】図３の破線で囲った領域Ａを拡大した図である。
【図５】Ｃリングの各寸法の例を示す表である。
【図６】誘い込み角度が適切であるか否かを確認する評価に用いた評価装置について説明する図である。
【図７】図６の破線で囲んだ領域Ｂを拡大した図である。
【図８】誘い込み角度が適切であるか否かを確認する評価の結果について示す図である。
【図９】誘い込み角度が適切であるか否かを確認する評価の結果について示す図である。
【図１０】各コイルを各ティースに組み付けする方法について説明する図である。
【図１１】各コイルを各ティースに組み付けする方法について説明する図である。
【図１２】各コイルを各ティースに組み付けする方法について説明する図である。
【図１３】各コイルを各ティースに組み付けする方法について説明する図である。
【図１４】内径リングが装着されたステータの外観を示す斜視図である。
【図１５】Ｃリングの変形例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
まず、本実施の形態にかかる三相誘導モーター用のステータ１の構成について説明する。
図１は、ステータ１の概略構成を示す斜視図である。なお、図１において、後述する内径リング２０ついては省略している。図１に示すように、ステータ１は、円環状のステータコア２と、複数のコイル３と、を備えている。ステータコア２は、積層された複数の電磁鋼板によって構成されている。ステータコア２は、円環状のステータコア本体４と、ステータコア本体４の内周面からステータコア２の径方向に突出する複数のティース５と、を有する。ステータコア２において、複数のティース５は所定の角度ピッチ（例えば２４°）で配置されている。各コイル３は、各ティース５に集中的に巻回されている。
【００１２】
図２は、各コイル３の外観を示す斜視図である。図２に示すように、各コイル３は、絶縁被覆付きの平角線Ｚを略矩形状に巻回することで形成されている。絶縁被覆は、例えばエナメルである。導線は、例えば銅又は銅合金である。
【００１３】
次に、ステータ１の製造工程において、各ティース５に各コイル３を組み付けする際に用いる治具であるＣリング１０の形状について説明する。
【００１４】
図３は、各ティース５に各コイル３を組み付け中のステータコア２にＣリング１０が装着された状態を示す斜視図である。図３に示すように、Ｃリング１０は、円環の一部分を切り欠いてＣ字状に形成されたリングである。Ｃリング１０は、弾性部材からなり、縮径された状態で弾性反力を発生させつつステータコア２の径方向の内側に嵌められている。Ｃリング１０は、ステータコア２の内周（径方向の内側）に嵌められた状態で、一端部１０ａをコイル３Ａの周方向の中心に位置させたときに他端部１０ｂがティース５Ｃの周方向の中心に位置するように形成される。
【００１５】
図４は、図３の破線で囲った領域Ａを拡大した図である。図４に示すように、Ｃリングの一端部１０ａはテーパ形状である。なお、一端部１０ａの先端１０ａＡには、例えばＲ０．５のＲ面取り加工を施してもよい。Ｃリング１０において、誘い込み角度α１は、コイル３をティース５に組み付けする際にコイル３がたどる軌跡とＣリング１０の一端部１０ａが干渉せず、かつ、コイル３をティース５に組み付けした後にＣリング１０によってコイル３を径方向に押し潰すことができるよう、適切に定める。
【００１６】
コイル３をティース５に配置させたときに、径方向に負荷がかかっていない状態でのコイル３の径方向の厚さをコイル無負荷積厚Ｔ１、径方向に押し潰された状態でのコイル３の径方向の厚さをコイル積厚Ｔ２とする。Ｃリング１０の外側半径Ｒ１およびＣリング１０の径方向における幅Ｗ１は、ステータコア２の外径Ｄ１（またはステータコア２の内径Ｄ２）、コイル無負荷積厚Ｔ１およびコイル積厚Ｔ２を考慮して適切に定める。
【００１７】
図５は、Ｃリング１０の各寸法の例を示す表である。ここで、図中におけるステータの種類の欄で、“小小容量”とは小小容量の回転電機に用いるステータ、“小容量”とは小容量の回転電機に用いるステータ、“中容量”とは中容量の回転電機に用いるステータを意味する。図中のターン数とは、コイル３の平角線のターン数を意味する。図５に示すように、例えば、ステータコア２の外径が１７０ｍｍ、コイル無負荷積厚Ｔ１が最大２０．７ｍｍ、コイル積厚Ｔ２が１４．６ｍｍのとき、Ｃリング１０の外側半径Ｒ１は６１．５ｍｍ、径方向の幅Ｗ１は５．５ｍｍ、誘い込み角度α１は３１．４°以上にする。
【００１８】
Ｃリング１０の誘い込み角度α１（図４参照）が適切であるか否かを確認するために行った評価について以下に説明する。
図６は、誘い込み角度α１（図４参照）が適切であるか否かを確認する評価に用いた評価装置３０について説明する図である。図７は、図６の破線で囲んだ領域Ｂを拡大した図である。図６および図７に示すように、評価装置３０は、Ｃリング１０の一端部１０ａを模擬した誘い込み部３１と、誘い込み部３１がコイル３の方に押し付けられた状態で誘い込み部３１をステータ１の中心点Ｐを軸として時計回りに回転させるコイル押さえ部３２と、ステータ１が固定された状態で載置される載置台３３と、を備えている。
【００１９】
本評価では、図５に示す中容量の回転電機に用いるステータに対し、誘い込み部３１の誘い込み角度α１が４０°、４５°、５０°の場合についてそれぞれ評価を行った。評価項目は、コイル３が誘い込み部３１に誘い込みできたか否か（誘い込み可否）、誘い込みの際に誘い込み部３１がコイル３に接触することによるコイル３の最も径方向内側の平角線の膜厚の減少量（膜減量[μｍ]）、誘い込みの際に誘い込み部３１にかかる荷重（誘い込み荷重[Ｎ]）である。膜減量の評価では、誘い込み部３１へのコイル３の誘い込みを３回実施した。
【００２０】
図８および図９は、本評価の結果について示す図である。図８に示すように、誘い込み部３１の誘い込み角度が４０°、４５°、５０°のいずれの場合についてもコイル３の誘い込みができた。また、膜減量は、誘い込み部３１の誘い込み角度が４０°、４５°、５０°のいずれの場合についても規格値である１０μｍを下回った。さらに、図９に示すように、誘い込み荷重は、誘い込み部３１の誘い込み角度が４０°、４５°、５０°のいずれの場合についても規格値である１００Ｎを下回った。よって、中容量の回転電機に用いるステータにおいて、Ｃリング１０の誘い込み角度α１が４０°、４５°、５０°のいずれの場合も適切であるといえる。
【００２１】
次に、各コイル３を各ティース５に組み付けする方法について説明する。
図１０〜図１３は、各コイル３を各ティース５に組み付けする方法について説明する図である。まず、図１０に示すように、Ｃリング１０の一端部１０ａがティース５Ｄの周方向の中心に位置するようにＣリング１０をステータコア２の径方向の内側に嵌め込む。そして、コイル３ＡをＣリング１０の切り欠き部分に位置するティース５Ａに組み付ける。次に、図１１に示すように、ステータコア２を反時計回りに回転させ、コイル３Ａの最も径方向内側の平角線Ｚ１をＣリング１０の径方向外側に誘い込む。Ｃリング１０の径方向外側に誘い込まれたコイル３Ａは径方向に押し潰される。図１２に示すように、ステータコア２をティース５の角度ピッチである２４°回転させたところでステータコア２の回転を停止する。そして、図１３に示すように、次のコイル３Ｂをティース５Ｂに組み付ける。このようにして、各コイル３を順次、各ティース５に組み付けする。
【００２２】
全てのティース５にコイル３が組み付けされた後、Ｃリング１０を取り外され、各コイル３を各ティース５に固定するための内径リング２０が装着される。図１４は、内径リング２０が装着されたステータ１の外観を示す斜視図である。図１４に示すように、内径リング２０は、コイル３が組み付けされたステータコア２の内側に装着される。隣り合うコイル３の間には絶縁性材料でできた相間板２１がセットされる。また、コイル３は、高密度接着剤で固められる。本実施の形態にかかるステータ１は、ステータコア２とコイル３とを樹脂によってモールドする構造ではない、モールドレス化構造のステータである。
【００２３】
以上より、本実施の形態にかかるステータ１の製造方法に拠れば、各ティース５に各コイル３を組み付けする工程において、Ｃリング１０により組み付けされたコイル３がティース５の方に押し付けられるので、組み付けされたコイル３がティース５から脱落するのを抑制することができる。また、ステータ１において、体格を大きくさせるスナップフィットを廃止することができる。これにより、各ティースに各コイルを組み付けする工程において、ティースにコイルを組み付けし難くなることなく、ステータの体格を大きくすることなく、組み付けしたコイルが脱落するのを抑制することができる。
【００２４】
[変形例]
図１５は、Ｃリングの変形例について説明する図である。図１５に示すように、変形例としてのＣリング１１０は、一端部１１０ａが別体として構成されている。一端部１１０ａは、支点１１０ｂを中心に回転可能に構成され、ばね１１０ｃにより回転動作が規制される。コイル３Ｂを誘い込みするときに、コイル３Ｂの最も径方向内側の平角線Ｚ１に一端部１１０ａが当接すると、誘い込み角度α１が大きくなる。Ｃリングをこのような構造にすることで、コイルの誘い込みがしやすくなる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ステータ
２  ステータコア
３  コイル
４  ステータコア本体
５  ティース
１０  Ｃリング
１０ａ  一端部
１０ｂ  他端部
２０  内径リング
２１  相間板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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