(57)【要約】【課題】ティース鉄心とコアバック鉄心とを容易に連結することができる固定子の製造方法を提供する。【解決手段】所定の基準円の円周上に所定間隔で配置される複数のティース鉄心１１と、隣合うティース鉄心１１、１１間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から挿入されるコアバック鉄心１２とを備える固定子１０の製造方法において、前記ティース鉄心１１の先端側に配置される内径治具２９によりティース鉄心１１を位置決めした状態で導電線１３をティース鉄心１１、１１同士の間に巻回する巻回工程と、内径治具２９の位置決め部を解除する治具解除工程と、コアバック鉄心１２をティース鉄心１１、１１間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から挿入するコアバック鉄心挿入工程とを備える。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準円の円周上に所定間隔で配置される複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から挿入されるコアバック鉄心とを備える固定子の製造方法において、前記ティース鉄心の先端側に配置される内径治具によりティース鉄心を位置決めした状態で導電線をティース鉄心同士の間に巻回する巻回工程と、内径治具の位置決め部を解除する治具解除工程と、コアバック鉄心をティース鉄心間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から挿入するコアバック鉄心挿入工程とを備えることを特徴とする固定子の製造方法。
【請求項２】
所定の基準円の円周上に所定間隔で配置される複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から挿入されるコアバック鉄心とを備える固定子の製造方法において、ティース鉄心の先端側に配置される内径治具によりティース鉄心を位置決めした状態で導電線をティース鉄心同士の間に巻回する巻回工程と、コアバック鉄心をティース鉄心間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から１個または所定数ずつ順次挿入するコアバック鉄心挿入工程と、前記ティース鉄心および挿入されたコアバック鉄心全体の配置を楕円形状に変形して最後の一つのコアバック鉄心を挿入する最終挿入工程とを備えることを特徴とする固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子として、環状に配置される複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間に設けられる複数のコアバック鉄心とを備え、これらのティース鉄心の側面に固定子巻線を巻きつけて形成される固定子が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２３６１４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ティース鉄心やコアバック鉄心の位置決めが適切に行われていないと、前記ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面に外周保持リングを圧入する場合等に、ティース鉄心やコアバック鉄心の位置がずれてしまい、成形精度が悪化する虞がある。そこで、円周方向に隣合う鉄心同士を、径方向に位置決めしつつ連結させるために、前記円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部を設けることを考えた。
【０００５】
しかしながら、この場合、隣合うティース鉄心間にコアバック鉄心を径方向から挿入する際に、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉して挿入が困難になってしまうという問題の発生が予想され、この点でさらなる改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ティース鉄心とコアバック鉄心とを容易に連結することができる固定子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載した発明は、所定の基準円の円周上に所定間隔で配置される複数のティース鉄心（例えば、後述する実施の形態におけるティース鉄心１１）と、隣合うティース鉄心間の外周側に前記基準円（例えば、後述する実施の形態における基準円Ｄ０）の径方向または軸方向から挿入されるコアバック鉄心（例えば、後述する実施の形態におけるコアバック鉄心１２）とを備える固定子の製造方法において、前記ティース鉄心の先端側に配置される内径治具（例えば、後述する実施の形態におけるティース固定治具２９）によりティース鉄心を位置決めした状態で導電線（例えば、後述する実施の形態における固定子巻線１３）をティース鉄心同士の間に巻回する巻回工程と、内径治具の位置決め部を解除する治具解除工程と、コアバック鉄心をティース鉄心間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から挿入するコアバック鉄心挿入工程とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、治具解除工程においてティース鉄心の位置決めを解除した状態で、コアバック鉄心挿入工程においてコアバック鉄心を基準円の径方向または軸方向から挿入することで、前記コアバック鉄心を挿入し易いようにティース鉄心の位置をずらすことができる。したがって、円周方向に隣合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉してコアバック鉄心のティース鉄心間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、所定の基準円の円周上に所定間隔で配置される複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から挿入されるコアバック鉄心とを備える固定子の製造方法において、ティース鉄心の先端側に配置される内径治具によりティース鉄心を位置決めした状態で導電線をティース鉄心同士の間に巻回する巻回工程と、コアバック鉄心をティース鉄心間の外周側に前記基準円の径方向または軸方向から１個または所定数ずつ順次挿入するコアバック鉄心挿入工程と、前記ティース鉄心および挿入されたコアバック鉄心全体の配置を楕円形状に変形して最後の一つのコアバック鉄心を挿入する最終挿入工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、コアバック鉄心挿入工程においてコアバック鉄心をティース鉄心間に前記基準円の径方向または軸方向から挿入していき、最終挿入工程において鉄心全体の配置を楕円形状に変形するため、最後の一つのコアバック鉄心が挿入される隣合うティース鉄心の間隔を前記コアバック鉄心の長さよりも拡げた状態で、該最後のコアバック鉄心を挿入することができる。したがって、円周方向に隣合う鉄心同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部および嵌合凸部が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部が干渉してコアバック鉄心のティース鉄心間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における固定子を図面と共に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態における固定子を示す概略平面図である。
本実施の形態による固定子１０は、所定の基準円Ｄ０の円周上に所定間隔で放射状に配置された複数のティース鉄心１１と、隣合うティース鉄心１１、１１間に配置されたコアバック鉄心１２とを備えている。
【００１２】
ティース鉄心１１は、基準円Ｄ０の中心軸線（図１の紙面に直交する方向）と平行な方向に所定の厚さを有しており、固定子巻線１３が巻装される内周側の巻線部と、コアバック鉄心１２が挿入される外周側の継鉄部とを備えて構成されている。また、ティース鉄心１１の端部には周方向の外側に向かって突出する係止部１７が設けられている。前記ティース鉄心１１は、珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板が積層されてなり、例えば磁化容易方向が固定子１０の径方向に設定されている。
【００１３】
コアバック鉄心１２は、略Ｌ字状に形成され、ティース鉄心１１、１１間の外周側から前記ティース鉄心１１の背面側にかけて設けられる。前記コアバック鉄心１２は、後述するように、ティース鉄心１１の径方向外側からティース鉄心１１、１１間に挿入配置され、その基端側をティース鉄心１１、１１間に挟み込まれるようにして固定される。コアバック鉄心１２の厚さは、例えばティース鉄心１１の厚さと同等に形成されている。また、前記コアバック鉄心１２は、珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板が積層されてなる略Ｌ字状に形成され、例えば磁化容易方向が固定子１０の周方向に設定されている。
【００１４】
前記コアバック鉄心１２には、ティース鉄心１１より外側の一方の側面に嵌合凹部１８を、他方の側面に前記嵌合凹部１８と嵌合する嵌合凸部１９とが設けられている。また、前記コアバック鉄心１２の他方の側面には、ティース鉄心１１の外周側側面に設けられた嵌合凹部２１に嵌合する嵌合凸部２０が設けられている。
【００１５】
このようにすると、前記ティース鉄心１１、１１間の外周側から前記ティース鉄心１１の背面側にかけて前記コアバック鉄心１２を設ける際に、前記ティース鉄心１１の側面と、該側面に接する前記コアバック鉄心１２の側面とを前記嵌合凹部２１、嵌合凸部２０にて嵌合させるとともに、前記隣合うコアバック鉄心１２、１２同士を、それぞれの側面に設けられた嵌合凹部１８と嵌合凸部１９とにより嵌合させることができる。
また、前記ティース鉄心１１の背面には、その幅より小さい突出部２２を設け、この突出部２２と嵌合する嵌合凹部２３を前記コアバック鉄心１２の内周側に設けている。前記突出部２２に前記嵌合凹部２３を嵌合させることで、ティース鉄心１１とコアバック鉄心１２の締結力をさらに強めることができる。
【００１６】
そして、前記ティース鉄心１１は、図１に示すように、それぞれの係止部１７側が略円筒形状のティース固定治具２９の外径側に当接させられた状態で保持される。図３に示すように、前記ティース固定治具２９は、ティース鉄心１１の位置決めをするティース位置決め部材３２と、該位置決め部材３２を径方向に進退可能に保持する保持ベース３４と、前記位置決め部材３２を径方向に進退させるスライド部材３１と、該スライド部材３１をスライド可能に保持する軸部３０とを有している。
【００１７】
前記スライド部材３１は、軸心に中空部を有した逆円錐台形状に形成され、軸方向下側から上側に向かって拡径している。前記スライド部材３１は、前記中空部を貫通する軸部３０に、その軸方向に摺動可能な状態で保持されている。
また、前記スライド部材３１の外周側には、外形を略円環状に形成された保持ベース３３が設けられている。前記保持ベース３３内には、前記位置決め部材３２が、所定間隔を開けた状態で放射状に設けられている。前記位置決め部材３２は、ティース鉄心１１と同じ数だけ設けられ、ティース鉄心１１に径方向に対向した状態で設けられている。
【００１８】
前記位置決め部材３２には、前記スライド部材３１のテーパ面３１ａに対応するテーパ面３２ａを備えている。そして、前記スライド部材３１と前記位置決め部材３２のテーパ面３１ａ、３２ａ同士が互いに当接している状態では、前記位置決め部材３２は、スライド部材３１により径方向外方に突出した状態に保持される。この状態で、前記位置決め部材３２の外周面は、前記基準円Ｄ０に一致し、対向するティース鉄心１１の内周面に当接するため、前記ティース鉄心１１は前記位置決め部材３２により位置決めされた状態で保持される。なお、ティース鉄心１１は、その軸方向の両端面を保持部材（図示せず）により保持され、軸方向への移動が規制されている。
【００１９】
図２は図１の固定子の製造工程における巻回工程を示す説明図である。同図に示したように、ティース固定治具２９に固定されたティース鉄心１１の巻線部間に、巻線機に設けられたノズル２８によって、固定子巻線１３が巻装される。前記巻線機は、各周回毎に同じ相の固定子巻線１３が同じティース鉄心１１間に巻装されるように設定されている。例えば、３相モータの場合には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して、複数本の固定子巻線１３を同時に束ねた状態で供給するように構成され、それぞれの固定子巻線１３が各ティース鉄心１１に巻装される。
【００２０】
このように、１つのノズル２８から複数本の固定子巻線１３を供給し、かつ、複数のノズル２８を所定間隔をあけて同時にティース鉄心１１、１１間を周回させて固定子巻線１３を巻装させるので、固定子巻線１３の装着に要する時間の短縮が可能であると共に、占積率を向上させることができる。
【００２１】
図３は図１の固定子の製造工程における位置決め工程を示す説明図である。本実施の形態においては、各ティース鉄心１１をその径方向内側で固定治具２９にて位置決めした状態で、各コアバック鉄心１２を順次挿入していき、最後のコアバック鉄心１２を挿入する際にティース鉄心１１の位置決め状態を解除する治具解除工程を行う。
【００２２】
図４は図１の固定子の製造工程における治具解除工程とコアバック鉄心挿入工程を示す説明図である。治具解除工程は、前記スライド部材３１を軸方向上方に移動させることにより行う。前記スライド部材３１を軸方向上方に移動させると、前記スライド部材３１に当接している位置決め部材３２が、摺動しつつ基準円Ｄ０よりも径方向内側に移動して、当接していたティース鉄心１１と離間される。これにより、ティース鉄心１１、１１の位置決めが解除され、この状態で最後のコアバック鉄心１２を挿入する。このように、治具解除工程においてティース鉄心１１の位置決めを解除した状態で、コアバック鉄心挿入工程においてコアバック鉄心１２を基準円Ｄ０の径方向から挿入することで、前記コアバック鉄心１２を挿入し易いようにティース鉄心１１の位置をずらすことができる。
したがって、円周方向に隣合う鉄心１１、１２同士に円周方向に凹凸をなして嵌合する嵌合凹部１８、２１および嵌合凸部１９、２０が設けられていても、円周方向に出っ張る嵌合凸部１９、２０が干渉してコアバック鉄心１２のティース鉄心１１、１１間への挿入が困難になってしまうことがなくなる。
【００２３】
なお、実施の形態においては、最後のコアバック鉄心１２を挿入する際に、治具解除工程を行ったが、これに限らず、例えば最初をコアバック鉄心１２を挿入する際に、治具解除工程を行ってもよい。
【００２４】
図５は本発明の第２の実施の形態における固定子の製造工程を示す説明図である。本実施の形態においては、前記治具解除工程に換えて、前記基準円Ｄ０の円周上に所定間隔で配置されるティース鉄心１１間に最後のコアバック鉄心１２を挿入する際に、前記ティース鉄心１１および挿入されたコアバック鉄心１２全体の配置を楕円形状に変形する最終挿入工程を備えている点が、前実施の形態と異なっている。
本実施の形態においては、最後のコアバック鉄心１２を挿入する際に、前記固定治具２９の外周面の形状を、矢印Ｐに示すように、基準円Ｄ０から楕円Ｑのように変形させて、最後の一つのコアバック鉄心１２が挿入される隣合うティース鉄心１１、１１の間隔Ｌを前記コアバック鉄心１２の長さよりも拡げた状態で、該最後のコアバック鉄心１２を挿入することができる。このため、前記実施の形態の場合と同様に、ティース鉄心１１とコアバック鉄心１２とを容易に連結することができる。
【００２５】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限られるものではなく、例えば、Ｌ字状のコアバック鉄心１２ではなく、直方形状のコアバック鉄心であってもよい。また、嵌合凹部１８、２１や嵌合凸部１９、２０を有さない鉄心を用いてもよい。また、隣合うティース鉄心１１、１１間へのコアバック鉄心１２の挿入は径方向からではなく、軸方向から行ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、治具解除工程においてティース鉄心の位置決めを解除した状態で、コアバック鉄心挿入工程においてコアバック鉄心を基準円の径方向または軸方向から挿入することで、前記コアバック鉄心を挿入し易いようにティース鉄心の位置をずらすことができる。したがって、ティース鉄心とコアバック鉄心とを容易に連結することができる。
【００２７】
請求項２に記載した発明によれば、コアバック鉄心挿入工程においてコアバック鉄心をティース鉄心間に前記基準円の径方向または軸方向から挿入していき、最終挿入工程において鉄心全体の配置を楕円形状に変形するため、最後の一つのコアバック鉄心が挿入される隣合うティース鉄心の間隔を前記コアバック鉄心の長さよりも拡げた状態で、該最後のコアバック鉄心を挿入することができる。したがって、ティース鉄心とコアバック鉄心とを容易に連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における固定子を示す概略平面図である。
【図２】図１の固定子の製造工程における巻回工程を示す説明図である。
【図３】図１の固定子の製造工程における位置決め工程を示す説明図である。
【図４】図１の固定子の製造工程における治具解除工程とコアバック鉄心挿入工程を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における固定子の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  固定子
１１  ティース鉄心
１２  コアバック鉄心
１３  固定子巻線
２９  ティース固定治具
【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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