(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回し、内周面に所定の間隔を介して形成されるスロットの幅より上記スロットの開口部の幅が狭く形成された鉄心の少なくとも対応する一対の上記スロットにそれぞれ装着される第１および第２の辺部を整列巻きして上記両スロット内に嵌挿可能な厚さに、上記第１および第２の辺部の各一端側に連なる第３の辺部を上記第１および第２の辺部の延在方向にずらして、積層方向の厚さが上記スロットの開口部の幅より小さな厚さにそれぞれ積層して複数のコイル組合体を形成する工程と、
上記コイル組合体の姿勢を、コイル挿入方向に移動すると共に所定の状態で上記コイル組合体との係合を解くことができるコイル保持部材で保持する工程と、
上記各コイル組合体を上記鉄心の一端側から接近させて上記第３の辺部を上記両スロットの開口部を通過させるとともに、上記鉄心の一端側から他端側に移動させることにより第１および第２の辺部を上記両スロット内に導きそれぞれ装着する工程とを包含したことを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項２】
線材の少なくともスロットにそれぞれ装着される第１および第２の辺部に位置する部位は、積層方向に隣接する当接面同士を偏平状に成形して整列巻きするようにしていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項３】
各コイル組合体の第３の辺部を成形して出っ張りを抑制する工程を包含したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スロット幅よりスロットの開口幅が狭く形成された鉄心のスロット内に、コイルが占積率よく装着された回転電機の固定子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネのため効率の良いモータが市場から求められており、一般に鉄心のスロット内に装着されるコイルの密度、すなわち占積率を向上させることでモータの効率の向上が図られている。
そして、上記のようなコイルの占積率を向上させるために、図示はしないが例えば特開平１０−２７１７３３号公報では、予めスロット外でスロットの断面に応じた断面の束に整列巻きされたコイルを、その形状を保持した状態でスロットの幅と同じ幅の開口側から半径方向に挿入して装着することが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機の固定子は以上のように、予めスロット外でスロットの断面に応じた断面の束に整列巻きされたコイルを、その形状を保持した状態でスロットの幅と同じ幅の開口側から半径方向に挿入して装着することにより、コイルの占積率の向上が図られている。
しかしながら、スロットの開口部の幅が大きいと、空隙部における磁気抵抗が増大し、誘導電動機等では励磁電流の増大、永久磁石式電動機では有効磁束の減少を招き、さらに、磁気的な凹、凸が大きくなることからスロット高調波が増大して、回転子、固定子に発生する高調波損失が増大し、さらに加えて、サーボモータ等においてはコギングの増大につながり、位置決め時の制御性が低下する等、種々の問題点が生じる。
【０００４】
このため、磁極テイース部の先端を周方向両側に突出させることにより、スロットの開口部の幅をスロットの幅より狭くした鉄心を用いることになるが、この場合、上記のように予めスロット外でスロットの断面に応じた断面の束に整列巻きされたコイルを、そのままスロットの開口部側から半径方向に挿入させることができなくなるため、コイルの占積率を高めてモータの効率を向上させることが困難になるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、スロットの開口部の幅がスロットの幅より狭く形成された鉄心においても、コイルの占積率を高めモータの効率を向上させることが可能な回転電機の固定子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る回転電機の固定子の製造方法は、  巻回し、内周面に所定の間隔を介して形成されるスロットの幅よりスロットの開口部の幅が狭く形成された鉄心の少なくとも対応する一対のスロットにそれぞれ装着される第１および第２の辺部を整列巻きして両スロット内に嵌挿可能な厚さに、第１および第２の辺部の各一端側に連なる第３の辺部を第１および第２の辺部の延在方向にずらして、積層方向の厚さがスロットの開口部の幅より小さな厚さにそれぞれ積層して複数のコイル組合体を形成する工程と、
コイル組合体の姿勢を、コイル挿入方向に移動すると共に所定の状態でコイル組合体との係合を解くことができるコイル保持部材で保持する工程と、
各コイル組合体を鉄心の一端側から接近させて第３の辺部を両スロットの開口部を通過させるとともに、鉄心の一端側から他端側に移動させることにより第１および第２の辺部を両スロット内に導きそれぞれ装着する工程とを包含するものである。
【０００７】
又、この発明の請求項２に係る回転電機の固定子の製造方法は、請求項１において、線材の少なくともスロットにそれぞれ装着される第１および第２の辺部に位置する部位の積層方向に隣接する当接面同士を偏平状に成形して整列巻きするようにしたものである。
【０００８】
又、この発明の請求項３に係る回転電機の固定子の製造方法は、請求項１又は請求項２において、各コイル組合体の第３の辺部を成形して出っ張りを抑制する工程を包含したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における回転電機の固定子の構成を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は部分詳細図、図２は図１におけるコイル組合体の構成を示す斜視図、図３は図２におけるコイル組合体が鉄心に装着された状態を示す正面図、図４は図３におけるコイル組合体の鉄心への装着手順を示し、（Ａ）は装着前の斜視図、（Ｂ）は装着後の斜視図、図５ないし図１３は図１における回転電機の固定子の製造の各工程を示す図である。
【００１０】
図において、１は円筒状を有する鉄心で、内周面に所定の間隔を介して突出し先端が両側に出っ張った複数の磁極テイース部１ａが形成されており、これら各磁極テイース部１ａ間には、開口部の幅ω１がその幅ω２より狭いスロット１ｂがそれぞれ形成されている。２は線材３が矩形状に巻回されたコイル組合体で、所定のスロット１ｂとこれからｎ個離れた位置のスロット１ｂに装着される第１および第２の辺部２ａ、２ｂは整列巻きされてスロット１ｂ内に嵌挿可能な厚さに積層され、これら第１および第２の辺部２ａ、２ｂの一端側に連なる第３の辺部２ｃは、各線材３が第１および第２の辺部２ａ、２ｂの延在方向にずれて、積層方向の厚さｔが鉄心１のスロット１ｂの開口部の幅ω１より小さく積層され、第１および第２の辺部２ａ、２ｂの他端側に連なる第４の辺部２ｄは、鉄心１の形状に沿った弧状に積層されている。そして、このコイル組合体３が、ｎ個ずつ離れた一対のスロット１ｂ内に、第１および第２の辺部２ａ、２ｂが装着されコイル４が構成されている。
【００１１】
次に、上記のように構成される実施の形態１における回転電機の固定子の製造方法を図に基づいて説明する。
まず、図２に示すように線材３を矩形状に巻回し、スロット１ｂに装着される第１および第２の辺部２ａ、２ｂは、整列巻きとして、スロット１ｂ内に嵌挿可能な厚さに積層し、第１および第２の辺部２ａ、２ｂの一端側に連なる第３の辺部２ｃは、各線材３を第１および第２の辺部２ａ、２ｂの延在方向にずらして一列に積層し、第１および第２の辺部２ａ、２ｂの他端側に連なる第４の辺部２ｄは、鉄心１の形状に沿った弧状に積層することにより複数のコイル組合体２を形成する。
【００１２】
次に、図５に示すようにコイル組合体２の第１および第２の辺部２ａ、２ｂの両端近傍を、一対のコイル保持部材５、６で保持してコイル挿入治具７の上方に位置させる。そして、図６に示すようにワイヤガイドブレード７ａに沿って下降させストリッパ７ｂで受けることによりコイル挿入治具７に保持させる。次いで、図７に示すようにコイル挿入治具７を鉄心１の下方に、そのワイヤガイドブレード７ａの先端が鉄心１の内側と対応するように位置させ、図８に示すようにコイル挿入治具７を上昇させることにより、ワイヤガイドブレード７ａを鉄心１の内周面に沿って移動させ内側を貫通させる。なお、この時、鉄心１とコイル組合体２との関係は図４（Ａ）に示すような状態になっている。
【００１３】
次に、図９に示すようにワイヤガイドブレード７ａはそのままの状態で、ストリッパ７ｂを上昇させることによりコイル組合体２をワイヤガイドブレード７ａに沿って上方に移動させ、鉄心１の下部に配置されコイル組合体２をスロット１ｂ内に導くコイル案内部材８により、まず第３の辺部２ｃをスロット１ｂの開口部を図４（Ａ）中矢印で示す方向に通過させ、さらにコイル組合体２を上方に移動させることにより、図１０に示すように第３の辺部２ｃに連なる第１および第２の辺部２ａ、２ｂをスロット１ｂ内に導き、両辺部２ａ、２ｂの全領域がスロット１ｂ内に嵌挿される位置で、ストリッパ７ｂの上昇を停止させることにより、鉄心１とコイル組合体２との関係を図４（Ｂ）に示す状態とする。なお、コイル保持部材５は図９に示す状態で、又、コイル保持部材５およびコイル案内部材８は図１０に示す状態で、それぞれコイル組合体２との係合を解いて図中矢印で示すように外側へ移動して待機する。
【００１４】
次に、図１１に示すような成形部材９を上方に配置し、図示はしないがワイヤガイドブレード７ａをストリッパ７ｂの上面より下方に待避させた後、図１２に示すように成形部材９を下降させ第３の辺部２ｃを上方から押しつぶすことにより、図１３に示すように第３の辺部２ｃを第４の辺部２ｄと同様の形状に成形する。
以下、上記と同様の動作を繰り返すことにより、所定の数のコイル組合体２をｎ個ずつ離れた一対のスロット１ｂ内に順次挿入し、全てのスロット１ｂ内にコイル組合体２が装着されてコイル４が構成され、鉄心１と共に回転電機の固定子１０が完成する。
【００１５】
このように上記実施の形態１によれば、線材３が矩形状に巻回され、所定のスロット１ｂとこれからｎ個離れた位置のスロット１ｂに装着される第１および第２の辺部２ａ、２ｂを、整列巻きしてスロット１ｂ内に嵌挿可能な厚さに積層し、これら第１および第２の辺部２ａ、２ｂの一端側に連なる第３の辺部２ｃを、各線材３が第１および第２の辺部２ａ、２ｂの延在方向にずれるように一列に積層し、第１および第２の辺部２ａ、２ｂの他端側に連なる第４の辺部２ｄを、鉄心１の形状に沿った弧状に形成することにより複数のコイル組合体２を構成し、コイル組合体２の姿勢を保持して鉄心１の一端側から接近させ、第３の辺部２ｃを両スロット１ｂの開口部を通過させるとともに、さらに一端側から他端側に移動させることにより、第１および第２の辺部２ａ、２ｂを両スロット１ｂ内に導いて装着するようにしているので、開口部の幅がスロット１ｂの幅より狭く形成された鉄心１においても、第１および第２の辺部２ａ、２ｂが整列巻きされたコイル組合体２をスロット１ｂ内に装着することができるため、コイル４の占積率を高めモータの効率を向上させることが可能になる。
【００１６】
なお、上記構成では、コイル組合体２の第３の辺部２ｃを、各線材３が第１および第２の辺部２ａ、２ｂの延在方向にずれるように一列に積層しているが、勿論これに限定されるものではなく、要するに図２中ｔで示す部分をスロット１ｂの開口部の幅ω１より小さな厚さに積層して、第３の辺部２ｃが開口部を通過できるようにすれば良く、上記と同様の効果を得ることができる。
又、コイル組合体２の姿勢を両コイル保持部材５、６で保持して、鉄心１に装着するようにしているが、接着等で固定して姿勢を保持するようにしても良く、さらに又、樹脂で固めて姿勢を保持するようにすれば、別にスロット絶縁を施す必要がなく、コストの低減を図ることができる。さらに又、コイル組合体２の第３の辺部２ｃを、成形部材９により押しつぶして成形することにより小形化が可能になる。
【００１７】
実施の形態２．
図１４はこの発明の実施の形態２における回転電機の固定子の要部の構成を示す断面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１１は図示はしないが上記実施の形態１におけるコイル組合体２と同様に第１ないし第３の辺部を有するコイル組合体で、第１および第２の辺部１１ａ、１１ｂに位置する部位が、少なくとも積層方向に隣接する当接面同士が偏平状に成形されて整列巻きされている。
【００１８】
このように上記実施の形態２によれば、コイル組合体１１の第１および第２の辺部１１ａ、１１ｂに位置する部位の少なくとも積層方向に隣接する当接面同士を偏平状に成形して整列巻きするようにしているので、整列が容易となりさらに占積率を高め、モータの効率を向上させることが可能になる。
なお、上記構成では、偏平状に成形する部位を第１および第２の辺部１１ａ、１１ｂとしたが、第１ないし第４の辺部全ての部位を偏平状に成形しても良いことは言うまでもない。又、上記各実施の形態１、２では、１つのスロットに１組のコイル組合体が挿入された場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数個のコイル組合体を積重して挿入するものに適用しても、同様の効果を発揮し得ることは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、矩形状に巻回し、内周面に所定の間隔を介して形成されるスロットの幅よりスロットの開口部の幅が狭く形成された鉄心の少なくとも対応する一対のスロットにそれぞれ装着される第１および第２の辺部を整列巻きして両スロット内に嵌挿可能な厚さに、第１および第２の辺部の各一端側に連なる第３の辺部を第１および第２の辺部の延在方向にずらして、積層方向の厚さがスロットの開口部の幅より小さな厚さにそれぞれ積層して複数のコイル組合体を形成する工程と、
コイル組合体の姿勢を、コイル挿入方向に移動すると共に所定の状態でコイル組合体との係合を解くことができるコイル保持部材で保持する工程と、
各コイル組合体を鉄心の一端側から接近させて第３の辺部を両スロットの開口部を通過させるとともに、鉄心の一端側から他端側に移動させることにより第１および第２の辺部を両スロット内に導きそれぞれ装着する工程とを包含するようにしたので、コイルの占積率を高め効率の向上を図ることが可能な回転電機の固定子の製造方法を提供することができる。
【００２０】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１において、線材の少なくともスロットにそれぞれ装着される第１および第２の辺部に位置する部位の積層方向に隣接する当接面同士を偏平状に成形して整列巻きするようにしたので、さらにコイルの占積率を高め効率の向上を図ることが可能な回転電機の固定子の製造方法を提供することができる。
【００２１】
又、この発明の請求項３によれば、請求項１又は請求項２において、各コイル組合体の第３の辺部を成形して出っ張りを抑制する工程を包含したので、小形化を図ることが可能な回転電機の固定子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における回転電機の固定子の構成を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は部分詳細図である。
【図２】  図１におけるコイル組合体の構成を示す斜視図である。
【図３】  図２におけるコイル組合体が鉄心に装着された状態を示す正面図である。
【図４】  図３におけるコイル組合体の鉄心への装着手順を示し、（Ａ）は装着前の斜視図、（Ｂ）は装着後の斜視図である。
【図５】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図６】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図７】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図８】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図９】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図１０】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図１１】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図１２】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図１３】  図１における回転電機の固定子の製造の一工程を示す図である。
【図１４】  この発明の実施の形態２における回転電機の固定子の要部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  鉄心、１ａ  磁極テイース部、１ｂ  スロット、２，１１  コイル組合体、
２ａ，１１ａ  第１の辺部、２ｂ，１１ｂ  第２の辺部、２ｃ  第３の辺部、
２ｄ  第４の辺部、３  線材、４  コイル、５，６  コイル保持部材、
７  コイル挿入治具、７ａ  ワイヤガイドブレード、７ｂ  ストリッパ、
８  コイル案内部材。
【図１】
0003798968.tif 000002
【図２】
0003798968.tif 000003
【図３】
0003798968.tif 000004
【図４】
0003798968.tif 000005
【図５】
0003798968.tif 000006
【図６】
0003798968.tif 000007
【図７】
0003798968.tif 000008
【図８】
0003798968.tif 000009
【図９】
0003798968.tif 000010
【図１０】
0003798968.tif 000011
【図１１】
0003798968.tif 000012
【図１２】
0003798968.tif 000013
【図１３】
0003798968.tif 000014
【図１４】
0003798968.tif 000015