(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め導線が枠体に巻き付けられて形成された集中巻コイルユニットを、積層鋼板で形成されたステータコアに挿入し、前記集中巻コイルユニットから突出するリード線を前記ステータコア上に設けられた端子部に挿入して組み付けるステータ組付方法において、
前記枠体の所定位置に備えられたリード線引き出し部に前記リード線を通し、
前記枠体の内周面の上側から前記リード線引き出し部までの高さと、前記ステータコアの枠体挿入部上面から前記端子部のリード線挿入位置内周下面までの距離とを略同一とし、
前記枠体の内周面の上側から前記枠体の内周面の下側までの高さ方向の距離が、前記ステータコアのティース部の高さより大きく、
前記枠体の内周面の上側は、前記ステータコアの枠体挿入部上面と、接触しないように、前記枠体の前記ステータコアへの挿入を開始して、前記リード線が前記端子部に挿入された以降に、前記枠体の内周面の上側を、前記ステータコアの枠体挿入部上面まで降下させ、前記ステータコアの前記枠体挿入部上面と前記枠体の前記内周面の上側とを接触させる状態とすることを特徴とするステータ組付方法。
【請求項２】
請求項１に記載のステータ組付方法において、
前記枠体を、前記ステータコアへ挿入する際に、
前記枠体を、加圧手段を用いて前記ステータコアの前記枠体挿入部上面側に押し付けることで、前記ステータコアの前記枠体挿入部上面と、前記枠体の前記内周面の上側とを接触させた状態とすることを特徴とするステータ組付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集中巻コイルユニットをモータのステータに組み付ける技術であって、自動組立性の向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド車などのように駆動力に用いる大きなモータを車載するケースが増えている。このような車載用のモータに用いられるステータのうち、集中巻きコイルユニットは、コイルが巻かれた状態で、ステータコアに複数取り付けられるものである。
そして、集中巻きコイルユニットに設けられたコイル端子を、ステータに設けられた結線ターミナル側のターミナル端子に挿入し、カシメ加工機等により接続することが行われている。
【０００３】
このような、集中巻きコイルユニットをステータに組み付けることでモータを製造する場合には、自動組立性が悪いことが問題となっている。このような自動組立性を高める技術についても、近年研究されてきている。
特許文献１に、自動組立性の高いモータ製造方法についての技術が開示されている。
コイルユニットを結線ターミナルのターミナル端子に挿入する際に、ガイド部材にコイル端子をガイドさせて挿入させる。ガイド部材は、フローティング機構がそなえられ、自由な位置に位置決めが可能である。
エアシリンダに連結された一対のガイド付きチャック部材がターミナル端子を把持し、ガイド部材によってガイドされたコイル端子が挿入される。
【０００４】
集中巻きコイルユニットを製作する上では、コイル端子の位置はある程度の精度が出るように設計されている。しかし、リード線をコイルユニットから引き出しているという構成上、精度を高めることにも限界がある。このため、ガイド部材にフローティング機構を備えることで、左右方向のバラツキを吸収することが可能である。このようにフローティング機構を備えたガイド部材をステータの組立に用いることで、コイルユニットをステータへ自動組立性の向上が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１５３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術には、以下のような課題があると考えられる。
特許文献１の技術は、ガイド部材にフローティング機構を備えており、コイルユニットから突出するリード線の左右のバラツキに対応している。
ところが、リード線は左右方向だけでなく上下方向にもバラツキが発生する。このバラツキを吸収することは、特許文献１の構成では困難である。
【０００７】
もともと、車載用のモータは寸法状の制約が厳しく、極力小さく形成されることが望ましい。このため、コイルユニットとステータコア上に設けられたバスバとの接続に際して、コイルユニットから突出するリード線やバスバに形成されるターミナル端子は小さく形成される傾向にある。
このようなモータの小型化は、コイルユニットとステータコアとの組立性を悪化させ、自動化への阻害要因となる。特にコイルユニットから突出するリード線とターミナル端子との組み付けはバラツキが発生しやすく問題となる。特許文献１のように、フローティング機構を左右に動くように設けて左右方向のバラツキを低減することは可能だが、上下方向には余裕が少ないために、特許文献１の方法ではバラツキ吸収するための隙間を確保することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、集中巻きコイルユニットのリード線のバラツキを吸収して自動組み付け性を高めることが可能なステータ組付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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明によるステータ組付方法は以下のような特徴を有する。
（１）予め導線が枠体に巻き付けられて形成された集中巻コイルユニットを、積層鋼板で形成されたステータコアに挿入し、前記集中巻コイルユニットから突出するリード線を前記ステータコア上に設けられた端子部に挿入して組み付けるステータ組付方法において、
前記枠体の所定位置に備えられたリード線引き出し部に前記リード線を通し、前記枠体の内周面から前記リード線引き出し部までの高さと、前記ステータコアの枠体挿入部上面から前記端子部のリード線挿入位置内周下面までの距離とを均しくし、前記枠体の前記ステータコアへの挿入を開始して前記リード線が前記端子部に挿入された以降に、前記ステータコアの前記枠体挿入部上面と前記枠体の前記内周面の上側とを接触させた状態とすることを特徴とする。
【００１０】
（２）（１）に記載のステータ組付方法において、
前記枠体を、前記ステータコアへ挿入する際に、前記枠体を、加圧手段を用いて前記ステータコアの前記枠体挿入部上面側に押し付けることで、前記ステータコアの前記枠体挿入部上面と、前記枠体の前記内周面の上側とを接触させた状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような特徴を有する本発明によるステータ組付方法により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、予め導線が枠体に巻き付けられて形成された集中巻コイルユニットを、積層鋼板で形成されたステータコアに挿入し、集中巻コイルユニットから突出するリード線をステータコア上に設けられた端子部に挿入して組み付けるステータ組付方法において、枠体の所定位置に備えられたリード線引き出し部にリード線を通し、枠体の内周面からリード線引き出し部までの高さと、ステータコアの枠体挿入部上面から端子部のリード線挿入位置内周下面までの距離とを均しくし、枠体のステータコアへの挿入を開始してリード線が端子部に挿入された以降に、ステータコアの枠体挿入部上面と枠体の内周面の上側とを接触させた状態とするものである。
【００１２】
枠体の内周面からリード線引き出し部までの高さと、ステータコアの枠体挿入部上面から端子部のリード線挿入位置内周下面までの距離とを均しく設定しておけば、枠体のステータコアへの挿入を開始して、リード線が端子部に挿入された以降に、ステータコアの枠体挿入部上面と枠体の内周面の上側とを接触させた状態とすることで、リード線の高さと端子部の高さがほぼ均しくなり、組み付け位置のバラツキが低減される。
従来のステータコアへの集中巻きコイルユニット組み付け時には、このようなリード線と端子部との組み付けに関する考慮が行われてこなかったので、このようにリード線と端子部の高さが一定となるように構成することで、組み付け性を向上させ不良の低減が期待できる。
したがって、集中巻きコイルユニットのリード線のバラツキを吸収して自動組み付け性を高めることが可能なステータ組付方法を提供することができる。
【００１３】
また、（２）に記載される発明は、（１）に記載のステータ組付方法において、枠体を、ステータコアへ挿入する際に、枠体を、加圧手段を用いてステータコアの枠体挿入部上面側に押し付けることで、ステータコアの枠体挿入部上面と、枠体の内周面の上側とを接触させた状態とする。
このため、加圧手段によって確実に枠体をステータコアの枠体挿入部上面に押し付けることができ、精度良くリード線と端子部を組み付けることが可能である。
枠体をステータコアに挿入する作業は、制約が多く構造的にガイド治具などを用いる余地が殆ど無い。しかし、加圧手段で枠体を又はコイルユニットをステータコアに押し付けるだけで、バラツキの低減が期待できるので、スペース上の制約が多い場所にも採用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明のステータ組付方法について、図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施形態のステータの上面図を示す。
ステータ３０は、積層鋼板で形成されるステータコア３１に矩形コイルユニット１０とテーパコイルユニット２０とが交互に挿入されて製造されている。矩形コイルユニット１０及びテーパコイルユニット２０は、集中巻コイルユニットである。
ステータコア３１は円筒状に積層鋼板が積層されて形成され、その内周側に凸となるティース部３３が複数設けられている。このティース部２３に、矩形コイルユニット１０及びテーパコイルユニット２０が交互に挿入される。
【００１５】
図２には、ステータコア３１に組み付けられた際にステータコア３１の内周側から見た矩形コイルユニット１０の平面図を示す。
図３には、ステータコア３１に組み付けられた際にステータコア３１の外周側から見た矩形コイルユニット１０の平面図を示す。
図４には、矩形コイルユニット１０の側面断面図を示す。図１に示すＡＡ断面である。
矩形コイルユニット１０は、矩形コイル用枠体１１に導線１２が巻回されて形成されている。矩形コイル用枠体１１は、絶縁性の樹脂で形成されている。導線１２は予め絶縁被覆された線材であり、材質は銅やアルミニウムに、エナメル被覆したもの等が考えられる。
【００１６】
矩形コイル用枠体１１には、枠状のボディ１１ａに内壁部１１ｂと外壁部１１ｃが形成されている。矩形コイル用枠体１１の外周を、ボディ１１ａと内壁部１１ｂ及び外壁部１１ｃとで、図４に示すように、コの字状に外側に折り返す形状に形成されている。導線１２は、このコの字状の溝に巻回されている。
矩形コイル用枠体１１に設けられた内壁部１１ｂには、図２及び図３に示すように、導線１２から引き出されるリード線１２ａの高さを決定するリード線引出部１１ｄが形成されている。
【００１７】
リード線１２ａは１つの矩形コイルユニット１０から２カ所引き出されている。したがって、リード線１２ａのリード線高さＡ１はリード線引出部１１ｄによって決定される。
このリード線１２ａは、ステータコア３１の端面の一方に設けられるバスバ３４に接続される。バスバ３４は、矩形コイルユニット１０及びテーパコイルユニット２０を用いて矩形コイルユニット１０の回路を形成するために用いられている。バスバ３４とリード線１２ａの接続は、バスバ３４の上面に突出するように設けられる端子部３４ａによって行われる。
【００１８】
図５に、テーパコイルユニット２０の断面図を示す。
テーパコイルユニット２０は矩形コイルユニット１０とほぼ構成が同じであるが、テーパコイル用枠体２１に巻回される導線１２が外壁部２１ｃ側に高く内壁部２１ｂ側に低く巻回される点で異なる。ボディ２１ａはボディ１１ａとほぼ同形状であり、外壁部２１ｃにはリード線引出部２１ｄが設けられている。リード線１２ａのリード線高さＡ１は矩形コイルユニット１０と同様にリード線引出部２１ｄの高さによって決定される。
矩形コイルユニット１０とテーパコイルユニット２０はステータコア３１のティース部３３に交互に挿入されて、ステータ３０を形成する。
【００１９】
矩形コイルユニット１０及びテーパコイルユニット２０のステータコア３１への組み付けは、以下に説明するような手順で行われる。
図６に、矩形コイルユニット１０をステータコア３１に挿入する前の様子の模式断面図を示す。
図７に、矩形コイルユニット１０をステータコア３１に挿入する前の様子の模式平面図を示す。
図８に、矩形コイルユニット１０をステータコア３１に挿入する途中の模式断面図を示す。
図９に、矩形コイルユニット１０をステータコア３１に挿入する途中であって、リード線１２ａが端子部３４ａに差し込まれ始めた状態の模式断面図を示す。
図１０に、矩形コイルユニット１０にステータコア３１が挿入され終わった状態の模式断面図を示す。
【００２０】
矩形コイルユニット１０及びテーパコイルユニット２０は、ステータコア３１に備えられたティース部３３に挿入される。図６では、ステータコア３１に形成されるティース部３３に矩形コイルユニット１０が挿入されようとしている。
この際に、矩形コイルユニット１０の矩形コイル用枠体１１に形成されたボディ１１ａは、図２に示された内周上面１１ａａから内周下面１１ａｂまでの距離に相当する高さ方向距離Ｙ１がティース部３３の高さに比べて余裕を持って形成されている。一方、ボディ１１ａの幅方向距離Ｘ１は、ティース部３３に対してガタが発生しないような寸法に形成されている。
【００２１】
これは、ステータコア３１を形成する積層鋼板は１枚ずつプレスで形成されるために、ティース幅Ｘ２は精度良く形成することが可能であるが、鋼板が積層されて形成されるティース高Ｙ２は、積層されて形成されるために精度が出しにくいという事情があるためである。
【００２２】
矩形コイルユニット１０は、ステータコア３１の鋼板がめくれないように、コア上面３１ａ及びコア下面３１ｂにボディ１１ａが接触しない位置で挿入される。
なお、実際には図７に示されるように、ガイド治具４０を用いてリード線１２ａをガイドしているが、図６、図８、図９では説明のために省略している。ガイド治具４０には、リード線１２ａが挿入される部分にテーパ４１が設けられており、リード線１２ａが端子部３４ａの中に入るように誘導される。
そして、図８に示されるように挿入されていき、図９に示されるように、リード線１２ａが端子部３４ａの内部に入った段階で、上部からコイルユニット加圧手段５０によって、矩形コイルユニット１０をコア上面３１ａ側に加圧しながら更に矩形コイルユニット１０を挿入する。
【００２３】
コイルユニット加圧手段５０による矩形コイルユニット１０の加圧は、数十ｋｇ程度の加圧力で足り、シリンダなどの推力によって加圧される。加圧手段に関してはモータなどの推力や、カムを使用する等の手段でも代用できる。ただし、ガイド治具４０と干渉しない位置に設けられる必要があるので、場所をとらない構成が望ましい。
そして、図１０に示すようにリード線１２ａが端子部３４ａに挿入され、矩形コイルユニット１０が所定の位置に配置された段階でガイド治具４０が退避し、端子部３４ａをカシメ加工し、リード線１２ａと端子部３４ａを接続する。
【００２４】
本実施形態のステータ３０はこのような方法で製造されるので、以下に説明するような効果を得られる。
まず、リード線１２ａと端子部３４ａとの組み付け位置のバラツキが低減可能である点が挙げられる。
本実施形態に記載されるステータ３０の組み付け方法は、予め導線１２が矩形コイル用枠体１１又はテーパコイル用枠体２１に巻き付けられて形成された集中巻コイルユニットである矩形コイルユニット１０又はテーパコイルユニット２０を、積層鋼板で形成されたステータコア３１に挿入し、矩形コイルユニット１０又はテーパコイルユニット２０から突出するリード線１２ａをステータコア３１上に設けられた端子部３４ａに挿入して組み付けるステータ組付方法において、矩形コイル用枠体１１の所定位置に備えられたリード線引出部１１ｄ又はテーパコイル用枠体２１の所定位置に備えられたリード線引出部２１ｄにリード線１２ａを通し、矩形コイル用枠体１１の内周上面１１ａａ又はテーパコイル用枠体２１又は内周上面２１ａａからリード線引出部１１ｄ又はリード線引出部２１ｄまでの高さと、ステータコア３１の枠体挿入部上面であるコア上面３１ａから端子部３４ａのリード線挿入位置内周下面１２ｂまでの距離とを均しくし、矩形コイル用枠体１１又はテーパコイル用枠体２１のステータコア３１への挿入を開始してリード線１２ａが端子部３４ａに挿入された以降に、ステータコア３１のコア上面３１ａと矩形コイル用枠体１１の内周上面１１ａａ又はテーパコイル用枠体２１の内周上面２１ａａとを接触させた状態とするものである。
【００２５】
図１１に、バスバ３４の部分正面図を示す。
リード線１２ａの高さは、図８に示すように、内周上面１１ａａからリード線１２ａの下面までの距離であるリード線高さＡ１としている。この高さはすなわち矩形コイル用枠体１１の外壁部１１ｃに設けられたリード線引出部１１ｄまでの高さに均しい。
一方、バスバ３４に設けられた端子部３４ａの形状は、図１１に示すようにＵ字形をしている。そして、Ｕ字形金具下面３４ｂの位置は理想的なリード線１２ａの挿入位置にあわせて設計されている。
【００２６】
リード線１２ａのリード線挿入位置内周下面１２ｂまでの挿入高さＡ２は、リード線１２ａが端子部３４ａに対して理想的な位置に挿入された場合の位置であり、Ｕ字形金具下面３４ｂの高さは、これよりも若干低い位置に設定されている。リード線挿入位置内周下面１２ｂとＵ字形金具下面３４ｂの位置が完全に一致させていないのは、リード線１２ａの寸法公差を考慮しているためである。
そして、リード線高さＡ１と挿入高さＡ２は均しく設計されている。
【００２７】
このように矩形コイルユニット１０又はテーパコイルユニット２０とステータコア３１が組み付けられた際のリード線１２ａと端子部３４ａの位置が設定されているので、図９に示すようにコイルユニット加圧手段５０によって矩形コイルユニット１０に付勢しながら矩形コイルユニット１０をティース部３３に挿入することで、リード線１２ａを端子部３４ａに挿入した際のバラツキを低減することが可能である。
【００２８】
例えば、図１１に二点差線で示すような位置にリード線１２ａが挿入された場合、端子部３４ａをカシメる為にはリード線１２ａを上から押し込まなければならない。しかし、リード線１２ａの位置にバラツキがあると、装置を用いて確実に端子部３４ａに押し込むことは困難となる。このようなバラツキがある場合には組み付けを手作業に頼る必要があり生産性が悪い。このため、リード線１２ａと端子部３４ａとの相対位置のバラツキが抑えられることは、自動組み付け性の向上を図ることができ、生産性向上を図ることができる。
【００２９】
なお、図７に示すように、矩形コイルユニット１０のステータ３０への組み付けには、ガイド治具４０を用いているが、このガイド治具４０は、課題にも示した通りリード線１２ａの左右方向のガイドはテーパ４１によって実現できるが、上下方向のガイドは困難である。これは、矩形コイルユニット１０と端子部３４ａとの位置関係による制約であり、狭いスペースにガイド治具４０を挿入する必要があるため、高さ方向のガイドスペースを確保しにくいという事情があるからである。
【００３０】
また、ガイド治具４０は、リード線１２ａと端子部３４ａをカシメる際には退避する必要がある。このため、図１１のように上方向に解放している形状の端子部３４ａにリード線１２ａを挿入した際には、ガイド治具４０でリード線１２ａを抑えていたとしてもガイド治具４０が退避した結果、リード線１２ａの復元力により元に戻ってしまうなどの不都合がある。
【００３１】
このように、ステータ３０の形状的制限によって、装置を用いてリード線１２ａの位置を保持しておくことが困難なケースであっても、リード線１２ａと端子部３４ａとの相対位置が決定される。したがって、矩形コイルユニット１０をコイルユニット加圧手段５０で押し付けながら組み付けることで、リード線１２ａの先端の位置のバラツキの低減が可能となる。
【００３２】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、コイル用枠体等はステータの設計思想によっても変更されるものであるため、その形状を変更することを妨げない。また、矩形コイルユニットとテーパコイルユニットという２種類のコイルを用いているのは、ステータの占積率を高める目的があるが、１種類のコイルであってもステータを製作することが可能であるし、更に種類を増やすことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態の、ステータの上面図である。
【図２】本実施形態の、ステータコアに組み付けられた際にステータコアの内周側から見た矩形コイルユニットの平面図である。
【図３】本実施形態の、ステータコアに組み付けられた際にステータコアの外周側から見た矩形コイルユニットの平面図である。
【図４】本実施形態の、矩形コイルユニットの断面図である。
【図５】本実施形態の、テーパコイルユニットの断面図である。
【図６】本実施形態の、矩形コイルユニットをステータコアに挿入する前の様子を示す模式断面図である。
【図７】本実施形態の、矩形コイルユニットをステータコアに挿入する前の様子を示す模式平面図である。
【図８】本実施形態の、矩形コイルユニットをステータコアに挿入する途中の様子を示す模式断面図である。
【図９】本実施形態の、矩形コイルユニットをステータコアに挿入する途中であって、リード線が端子部に差し込まれ始めた状態を示す模式断面図である。
【図１０】本実施形態の、矩形コイルユニットにステータコアが挿入され終わった状態を示す模式断面図である。
【図１１】本実施形態の、バスバの部分正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０      矩形コイルユニット
１１      矩形コイル用枠体
１１ａ      ボディ
１１ａａ      内周上面
１１ａｂ      内周下面
１１ｂ      内壁部
１１ｃ      外壁部
１１ｄ      リード線引出部
１２      導線
１２ａ      リード線
１２ｂ      リード線挿入位置内周下面
２０      テーパコイルユニット
２１      テーパコイル用枠体
２３      ティース部
３０      ステータ
３１      ステータコア
３１ａ      コア上面
３１ｂ      コア下面
３３      ティース部
３４      バスバ
３４ａ      端子部
３４ｂ      Ｕ字形金具下面
【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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