スキュー付ステータの製造方法及びその製造装置
【課題】ステータコアを捻る際にステータコイルに生じるダメージを減少しつつ、コイルエンド部の突出量を減少させる。
【解決手段】スキュー付ステータの製造方法は、複数の磁性金属片１６を積層して形成されたステータコア１１の軸方向に平行なスロット１４にコイル２０を挿入し、その後各磁性金属片１６が周方向に徐々にずれるように捻りを与える。コイル２０を挿入した後のステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２にスロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成する。コイル２０を挿入した後のステータコア１１の一方の端面から突出する一方のコイルエンド部２２と他方の端面から突出する他方のコイルエンド部２２の双方に延長部をそれぞれ形成し、一方のコイルエンド部２２における延長部２２ａが連続するスロット１４とは別のスロット１４の延長線にそって他方のコイルエンド部２２における延長部２２ａを形成する。
【解決手段】スキュー付ステータの製造方法は、複数の磁性金属片１６を積層して形成されたステータコア１１の軸方向に平行なスロット１４にコイル２０を挿入し、その後各磁性金属片１６が周方向に徐々にずれるように捻りを与える。コイル２０を挿入した後のステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２にスロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成する。コイル２０を挿入した後のステータコア１１の一方の端面から突出する一方のコイルエンド部２２と他方の端面から突出する他方のコイルエンド部２２の双方に延長部をそれぞれ形成し、一方のコイルエンド部２２における延長部２２ａが連続するスロット１４とは別のスロット１４の延長線にそって他方のコイルエンド部２２における延長部２２ａを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性金属片を積層して構成されてその金属片が徐々にずれるように捻りが与えられたステータコアにコイルが装着されたスキュー付ステータの製造方法及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機のステータは、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）及びその間に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアと、そのスロットにコイル辺部を納めることによりそのコアに装着されたステータコイルとを備える。このステータコアは複数の磁性金属片を積層して形成され、ステータコイルの装着に関しては、環状のステータコイルをステータコアと別に予め製造し、その後このステータコイルをインサータ装置を用いてステータコアの軸方向に平行な各スロットに収容するいわゆるインサータ方法が知られている。
【０００３】
このインサータ装置を用いた環状コイルの装着は、インサータ装置における押上げシャフトによりコイルを引き上げて、そのコイルをスロットの中に押し込みながら上昇させる方法であり、図８に示すように、組み付け後にコイル７はステータコア１の軸方向に平行な別々なスロット６に掛け回される。そして、コイル７は、ティース４とティース４の間に開口するスロット６に納められた部分がコイル辺部７ａとなり、コイル７のスロット６に挿入されない残りの部分が、ステータコア１の端面から突出するコイルエンド部７ｂとなる。ここで、コイルエンド部７ｂは、コイルの組み付けが完了した時点で、図示しないインサータ装置における押上げシャフトの上面に位置する必要がある。このため、このインサータ方法では、コイルの組み付けが完了した時点で、コイルエンド部７ｂが図示しない押上げシャフトの上面に位置するようにコイル７の大きさが設定される。
【０００４】
一方、このようなステータには、後にロータ（回転子）が挿入されることになるけれども、このロータの回転を円滑にするため、そのステータコアに捻り（スキュー）を与えて、ロータの磁極との間で連続的な吸引又は反発力が付与されるようにして、その回転電機の振動や騒音を低減させるステータ製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、このようなスキュー付ステータの具体的な製造方法として、スロットがステータコアの軸方向に平行である状態で、そのスロットにコイルを挿入した後、磁性金属片が徐々にずれるように捻る方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。この特許文献２におけるスキュー付ステータの製造方法では、図９に示すように、ステータコア１を構成する複数の金属片２の外周に互いに整合する切欠き２ａを設けておき、ステータコア１のスロット６に図示しないコイルを挿入した後、複数の金属片２の整合する切欠き２ａに沿って板３を挿入し、この板３を実線矢印で示すように回転させてステータコア１の軸心に対して傾斜させることにより、複数の金属片２が徐々にずれるように捻るとしている。
【０００５】
また、別のスキュー付ステータの製造装置として、図１１に示すように、ステータコア１の内周にセンタポスト８を進退可能に挿入し、ステータコア１のスロット開口部に挿入されるヘリカル状の捻りガイド部８ａをそのセンタポスト８の外周に形成した製造装置（例えば、特許文献３参照。）も提案されている。この特許文献３におけるスキュー付ステータの製造装置では、ステータコア１の磁性金属片に捻りを与えずに、スロットがステータコアの軸方向に平行である状態でコイル７を挿入し、その後ステータコアの一方の端面からステータコア１の内部にスキューセンタポスト８を実線矢印で示すように挿入するとしている。すると、スキューセンタポスト８に形成されたヘリカル状のガイド部８ａが、ステータコア１の内周のスロット開口部に挿入され、ステータコア１を構成する各磁性金属片は、ヘリカル状のガイド部８ａによって捻られてスキューされるとしている。ここで、図１１における符号９は、コイル７が挿入されたステータコア１を支持する支持具９を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−９４２２６号公報（段落番号「００１４」〜「００１６」）
【特許文献２】特開平１１−２２５４６１号公報（段落番号「０００８」、「０００９」）
【特許文献３】特開平１１−２９９１８７号公報（段落番号「０００８」、「０００９」）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８に示すように、いわゆるインサータ方法では、上述したように、コイル７の装着が完了した時点で、図示しない押上げシャフトの上面にコイルエンド部７ｂが位置するようにコイル７の大きさが設定される。このため、特許文献１におけるステータ製造方法では、環状コイル７をステータコア１に装着したときに、そのコイルエンド部７ｂは、ステータコア１の軸方向端面からループ状に突出することになる。即ち、このループ状のコイルエンド部７ｂは、その両端が各スロット６の延長線上にあって、その中間が湾曲してその両端部を滑らかに連続させるようなループ状のものになる。
【０００８】
一方、コイル７の組み付けられたステータコア１に捻りを与えると、ステータコア１の中心軸に平行なスロット６は、ステータコア１の中心軸に対して所定角度をなすように傾けられ、各スロット６が長くなる。すると、スロット６の延長分に対応して、コイルエンド７ｂがスロット６の中に引き込まれる。このため、コイル７が装着されたテータコア１に捻りを与えると、コイルエンド部７ｂの端部７ｃは、湾曲した状態から真っ直ぐに伸ばされつつスロット６に引き込まれることになる。してみると、その湾曲状態から真っ直ぐに伸ばされるコイルエンド部７ｂの端部７ｃは、そのスロット６の端部におけるティース４の角部４ａに強く擦られてダメージが与えられる可能性があった。
【０００９】
また、コイルエンド部７ｂがコア１の端面から比較的大きく突出すると、ステータの周囲に占めるコイルエンド部７ｂが増加して、このステータを用いる回転電機の外形が大型化する。このため、コイルエンド部７ｂのコア１の端面からの突出量は小さいことが好ましい。そのためには、ステータコイル７の大きさを可能な限り小さくして、ループ状を成すコイルエンド部７ｂの高さを一点鎖線で示すように低くすることが考えられる。けれども、コイルエンド部７ｂをループ状の状態でその高さを一点鎖線で示すように低くすると、コイルエンド部７ｂの端部７ｃにおいてスロット６に連続する部分における湾曲の程度が増加する。すると、ステータコア１に捻りを与える際に、湾曲状態から真っ直ぐに伸ばされるコイルエンド部７ｂの端部７ｃはティース４の角部４ａに更に強く擦られる不具合があった。よって、捻りが後に与えられるステータコア１に装着されたコイル７のコイルエンド部７ｂの高さをループ状の状態で低くするには限界があった。
【００１０】
また、図９に示すように、切欠き２ａに挿入した板３を回転させることによりステータコア１を捻る上記特許文献２における製造装置は、複数の金属片２の外周に切欠き２ａが形成されていなければ、用いることができない。また、切欠き２ａが形成されていたとしても、その切欠き２ａは、図１０の破線矢印で示すように、ステータコア１を構成する金属片２の外周に沿って円弧状に移動する。一方、その切欠き２ａに挿入された板３をステータコア１の軸心に対して傾斜させると、ステータコア１の端部における切欠き２ａに挿入された板３は、図１０の実線矢印で示すように直線的に移動する。このため、ステータコア１の捻りの程度を大きくすると、当初挿入された板３がその切欠き２ａから外れてしまうことになり、捻りの程度を大きくするには限界があると言う未だ解決すべき課題が残存していた。
【００１１】
更に、図１１に示すスキューセンタポスト８を押し込んでステータコア１に捻りを与える上記特許文献３における製造装置では、実際にスキューを行うヘリカル状の捻りガイド部８ａはそのセンタポスト８の外周に直接形成されているので、捻りの程度を変更させるためには、所望の捻りを付与するようなヘリカル状の捻りガイド部８ａが外周に形成された別のセンタポスト８を準備する必要があり、その捻りの程度を変更することは困難であった。また、ステータコア１に捻りを与えた後には、そのスキューセンタポスト８をステータコア１から破線矢印で示すように引き抜くことが必要となる。けれども、実際にスキューを行うヘリカル状の捻りガイド部８ａはそのセンタポスト８の外周に直接形成されているので、スキューされたステータコア１又はそのスキューセンタポスト８をその捻りの程度に合わせて回転させなければ、そのコア１からセンタポスト８を真っ直ぐに引き抜くことができないという不具合がある。このため、そのステータコア１又はスキューセンタポスト８をその捻りの程度に合わせて回転させるための構造が新たに必要となって、その構造が複雑化するという未だ解決すべき課題が残存していた。
【００１２】
本発明の目的は、ステータコアを捻る際にステータコイルに生じるダメージを減少しつつ、コイルエンド部の突出量を減少させてコア端面近傍におけるコイルエンド部の占積率を向上させ得るスキュー付ステータの製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、捻りの程度が自由に調整できかつ比較的単純な構造のスキュー付ステータの製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のスキュー付ステータの製造方法は、複数の磁性金属片を積層して形成されたステータコアの軸方向に平行なスロットに環状のコイルを掛け回すように挿入し、その後、各磁性金属片が周方向に徐々にずれるように捻りを与える方法である。
【００１５】
その特徴ある点は、ステータコアの端面から突出するコイルエンド部にスロットの延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部を形成したところにある。
【００１６】
この方法では、コイルを挿入した後のステータコアの一方の端面から突出する一方のコイルエンド部と他方の端面から突出する他方のコイルエンド部の双方に延長部をそれぞれ形成し、一方のコイルエンド部における延長部が連続するスロットとは別のスロットの延長線にそって他方のコイルエンド部における延長部を形成することが好ましい。
【００１７】
また、ステータコアに捻りを与えた後のスロットの長さと捻りを与える以前のスロットの長さの差より延長部の長さを長くすることが好ましく、ステータコアの軸方向に平行なスロットの長さをＨとし、捻りを与えた後のスロットの傾斜角度をθとするとき、延長部の長さをＨ×｛（１／ｃｏｓθ）−１｝以上とすることが更に好ましい。
【００１８】
本発明のスキュー付ステータの製造装置は、外周に互いに連通する切欠きを有する複数の磁性金属片を積層して形成されたステータコアの軸方向に平行なスロットにコイルを挿入した後、各磁性金属片が周方向に徐々にずれるように捻りを与える装置である。
【００１９】
その特徴ある構成は、ステータコアの一方の端面が載置されるベースと、ベースに取り外し可能であってかつ傾動可能に立設されステータコアの外周にあってステータコアの軸方向に連通する切欠きに挿通されるピンと、ステータコアの外周に嵌入され切欠きに挿通されたピンの切欠きからの離脱を防止する円形筒体と、ステータコアの他方の端面側に位置しピンの先端が係止された操作部材と、操作部材に設けられステータコアの中心軸を回転中心として操作部材を回転させる操作ハンドルとを備えるところにある。
【００２０】
また、本発明の別のスキュー付ステータの製造装置は、複数の磁性金属片を積層して形成されたステータコアの軸方向に平行なスロットにコイルを挿入した後、各磁性金属片が周方向に徐々にずれるように捻りを与える装置である。
【００２１】
その特徴ある構成は、ステータコアの一方の端面が載置されるベースと、ベースに取り外し可能であってかつ傾動可能に立設されステータコアの内周にあってステータコアの軸方向に連通するスロットに挿通されるピンと、ステータコアの内周に挿入されスロットに挿通されたピンのスロットからの離脱を防止するセンタポストと、ステータコアの他方の端面側に位置しピンの先端が係止された操作部材と、操作部材に設けられステータコアの中心軸を回転中心として操作部材を回転させる操作ハンドルとを備えるところにある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のスキュー付ステータの製造方法は、コイルエンド部にスロットの延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部を形成するので、そのコイルが組み付けられたステータコアに捻りを与えると、スロットの延長分に対応して、その延長部がその真っ直ぐな状態を維持した状態でその長手方向に移動し、そのままスロットの中に引き込まれる。特に、スロットの長さと捻りを与える以前のスロットの長さの差より延長部の長さを長くすれば、その延長部のみを確実にスロットに引き込ませることができる。このため、スロットの中に引き込まれる延長部がティースの角部に接触するようなことなく、湾曲した状態から真っ直ぐに伸ばされつつスロットに引き込まれてティースの角部に擦られる従来に比較して、その引き込まれる延長部にダメージが与えられるようなことはない。
【００２３】
また、延長部がスロットの中に引き込まれてコイル辺部になると、延長部以外の部分がステータコアの端面に残存してコイルエンド部となる。このため、延長部形成時にその残余の部分をステータコアの周方向に沿うように予め成形しておくことにより、ステータコアに捻りを与えた後におけるコイルエンド部のコアの端面からの突出量を小さくすることができる。これにより、ステータコアを捻る際にステータコイルに生じるダメージを減少しつつ、コイルエンド部の突出量を減少させてコア端面近傍におけるコイルエンド部の占積率を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明のスキュー付ステータの製造装置は、ステータコアの外周にある切欠き又はスロットに挿通されるピンを備えるので、操作ハンドルを回転させると、その回転量に応じてピンはベースに対して傾動し、切欠き又はスロットにピンが挿通された磁性金属片はピンに押されて回動する。これによりステータコアに捻りを付与することができる。このため、その捻りの程度を操作ハンドルの回転量により調整することが可能になり、その捻りの程度を自由に調整することができる。そして、そのステータコアが捩られた後には各金属片の切欠き又はスロットは、緩やかな螺旋を描くようになるけれども、ピンは円形筒体又はセンタポストによりその切欠き又はスロットから離脱することは禁止される。このため、ステータコアに与える捻りの程度を従来よりも増加させることが可能になる。
【００２５】
一方、本発明のスキュー付ステータの製造装置は、実際に捻りを与えるピンをベースに取り外し可能に立設させるので、捻りを与えたステータコアをそのピンとともに装置から取り外すことができる。よって、捻りを与えたステータコアの取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要はなく、その取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要がある従来の装置に比較して構造を単純化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のスキュー付ステータの製造方法において図２の矢印Ａで示すコアの内側から観たコイルの状態を示す拡大図である。
【図２】その製造方法によりコアに捻りが与えられるステータの斜視図である。
【図３】その製造方法に用いる製造装置の分解斜視図である。
【図４】その製造装置の縦断面図である。
【図５】その製造方法に用いるインサータ装置の構成図である。
【図６】その別の製造装置の分解斜視図である。
【図７】その別の製造装置の縦断面図である。
【図８】インサータ装置により組み込まれたコイルを示す図１に対応する図である。
【図９】従来の製造装置によりスキューを与える状態を示す概念図である。
【図１０】図９のＢ方向から観た図である。
【図１１】従来の別の製造装置によりスキューを与える状態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本発明のスキュー付ステータの製造方法は、複数の磁性金属片１６を積層して形成されたステータコア１１の軸方向に平行な別々なスロット１４に環状のコイル２０を掛け回すように挿入し、その後、各磁性金属片１６が周方向に徐々にずれるように捻りを与える方法である。ステータコア１１は、円環状の環状部１２と、この環状部１２の内周面からその環状部１２の中心に向けて突出している複数のティース１３とを備えた磁性材料からなり（図２）、複数のティース１３の間にはステータコイル２０の後述するコイル辺部２１（図１）を収容する複数のスロット１４が形成される。
【００２９】
即ち、ステータコア１１は、一定厚さの環状部１２及びティース１３を備えた形状の磁性金属片１６を、所定の厚さとなるように積層することにより構成された積層型のものである。そして、この実施の形態では、ステータコア１１を構成する複数の磁性金属片１６の外周には、互いに整合する切欠き１６ａ（図２）がそれぞれ設けられ、スロットがコア１１の軸方向に平行になるように磁性金属片１６が積層された状態で、その切欠き１６ａはステータコア１１の外周にあってステータコア１１の軸方向に平行に連通するように形成される。
【００３０】
環状のステータコイル２０は、ステータコア１１とは別に予め製造される。図示しないが、このステータコイル２０の製造は、巻芯を用いる一般的な巻線機を用いることができ、その巻芯に線材を複数回巻回させることにより所望の大きさのステータコイル２０を得る。この場合、巻芯に線材を巻回してコイルを形成し、この巻芯から外されるコイルをブレード台から突出する複数のブレードにそれぞれ掛落とすコイル巻落とし方法が知られており、コイル巻回時に大コイル、中コイル、小コイルがそれぞれ巻回される構成とし、巻芯から外されるコイルを傾斜して積み上げることにより、各ブレードに対してコイルがバラけずに巻落とされるようにすることができる（特許第４４１１２５５号）。この実施の形態における線材は、表面に絶縁皮膜が形成された断面円形の丸線である場合を示すけれども、断面が方形を成すいわゆる角線を用いても良い。ステータコイル２０の大きさは図示しない巻芯の大きさを変更することにより調整することができ、コイル２０の大きさの目安は、このステータコイル２０をステータコア１１に組み付けた状態で、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２が、後述するインサータ装置５０における押上げシャフト５２（図５）の上面に位置するように設定される。
【００３１】
ステータコイル２０をステータコア１１に挿入するコイル挿入にあっては、インサータ装置が用いられる。このインサータ装置は一般的なものが使用可能であって、図５にその一例を示す。図５に示すインサータ装置５０は、ステータコア１１におけるティース１３（図１及び図２）の内側に沿って配置される棒状のブレード５１と、コア１１の内側を移動する押上げシャフト５２と、ブレード５１に外側から重なってコア１１のティース１３下面を支持する受容冠５３と、そのコア１１の環状部１２を上側から押さえる押圧リング５４を備える。また、このインサータ装置５０には、押圧リング５４側に突出したコイルエンド部２２をコア１１の半径方向外側に逃がしつつその形状を成形する押圧ジョー５６が複数設けられる。
【００３２】
ステータコイル２０の装着は、コイルエンド部２２となる部分を受容冠５３の外側に位置させ、その他の部分をブレード５１の内側に位置させる。その後コア１１を受容冠５３に支持させて押圧リング５４により押さえて固定する。この状態で、押上げシャフト５２をコア１１の内側に挿通させてブレード５１の内側に位置する部分を図の上方に引き上げる。これによりブレード５１の内側に位置する部分が引き上げられ、それに続く部分がスロット１４の中に押し込まれながら上昇し、ブレード５１の内側に位置する部分がコア１１の上方にまで達した状態でコイル２０はスロット１４に収容される。これにより、環状のコイル２０は、ステータコア１１の軸方向に平行な別々なスロット１４に掛け回すように挿入される。そして、３相式の回転電機を例示するこの実施の形態では、図１及び図２に示すように、コイル２０は３つのティース１３を跨いで別々のスロット１４に、それら３つのティース１３を掛け回すように挿入される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、本発明の特徴ある点は、コイル２０をステータコア１１に挿入した後であって、そのステータコア１１に捻りを与える以前に、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２にスロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成するところにある。即ち、本発明のスキュー付ステータの製造方法は、ステータコア１１と別に予め製造された環状のステータコイル２０をステータコア１１に挿入する上述したコイル挿入工程と、コイル２０を挿入した後のステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２を成形してスロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成するコイルエンド成形行程と、そのコイル２０が挿入されたステータコア１１に捻りを与えるコア捻り工程とを有する。
【００３４】
インサータ装置５０を用いて環状コイル２０をステータコア１１に挿入すると、そのコイルエンド部２２は、両端がスロット１４の延長線上にあって、その中間が湾曲してその両端部を滑らかに連続させるループ状のものとなる（図８参照）。このループ状のコイルエンド部２２はステータコア１１の軸方向端面から突出して形成され、本発明では、ステータコア１１に捻りを与える以前に、このループ状を成すコイルエンド部２２を成形して、スロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成する。
【００３５】
図１（ａ）に示すように、延長部２２ａの形成は、コイル２０の挿入後のステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２の端面近傍をスロット１４の延長線上に真っ直ぐに延ばすことにより行われる。そして、そのステータコア１１の端面から突出してスロット１４の延長線上に真っ直ぐに延ばされた延長部２２ａの延長端を折り曲げてステータコア１１の端面において周方向に沿う渡り部２２ｂをその延長部２２ａに連続して形成し、その渡り部２２ｂの延長部２２ａと反対側を再び折り曲げて別のスロット１４に進入させる。そして、周方向に沿う渡り部２２ｂの長さをスロット１４間の距離に合わせ、延長部２２ａと渡り部２２ｂとステータコア１１の端面が略三角形を成すようにコイルエンド部２２を成形する。このコイルエンド部２２の成形は、作業員の手作業により行うこともできるけれども、上述したインサータ装置５０を用いる場合には、押圧リング５４側に突出したコイルエンド部２２をコア１１の半径方向外側に逃がしつつその形状を成形する押圧ジョー５６により行わせることもできる。
【００３６】
ここで、図１に示すように、ステータコア１１に捻りを与えた後のスロット１４の長さＨｄと捻りを与える以前のスロット１４の長さＨの差より延長部２２ａの長さＦを長く設定することが好ましい。即ち、ステータコア１１の軸方向に平行なスロット１４の長さをＨとし、捻りを与えた後のスロット１４の傾斜角度をθとするとき、延長部２２ａの長さＦをＨ×｛（１／ｃｏｓθ）−１｝以上とすることが望まれる。
【００３７】
コイル２０がステータコア１１に挿入されると、そのステータコア１１の一方の端面から突出する一方のコイルエンド部２２と、他方の端面から突出する他方のコイルエンド部２２の双方が同時に形成される。この双方のコイルエンド部２２に延長部２２ａをそれぞれ形成するけれども、一方のコイルエンド部２２における延長部２２ａが連続するスロット１４とは別のスロット１４の延長線にそって他方のコイルエンド部２２における延長部２２ａを形成する。即ち、ステータコア１１の両方の端面から突出する双方のコイルエンド部２２，２２をそれぞれ同じ形状のものとする。
【００３８】
本発明では、上述したようにコイル２０が挿入されてコイルエンド部２２に延長部２２ａを形成した後に、ステータコア１１に捻りを与える。この捻りは図９及び図１１に示す従来の装置を用いても良いけれども、その装置は捻りの程度が自由に調整できかつ比較的単純な構造のものであることが好ましい。このため、図３及び図４に、この実施の形態において使用する装置６０を示す。この実施の形態において使用する装置６０は、ステータコア１１（図４）の一方の端面が載置されるベース６１を備える。このベース６１は四隅に取付孔６２ａ（図３）が形成された基板６２と、その基板６２に固定されてステータコア１１の一方の端面である下面が載置されるリング状の載置リング６３とを備える。
【００３９】
載置リング６３はステータコア１１の環状部１２を載置可能な大きさに形成され（図４）、この載置リング６３には、下面が載置されたステータコア１１の切欠き１６ａに対応する位置に遊挿孔６３ａが形成される。この遊挿孔６３ａにはステータコア１１の切欠き１６ａに挿通可能なピン６４が遊挿される。ピン６４は僅かに弾性変形が可能な鋼材から成るものが用いられ、遊挿孔６３ａに遊びを持って挿入されることから、このピン６４は、そのベース６１に取り外し可能であって、傾動可能にそのベース６１に立設される。そして、遊挿孔６３ａは切欠き１６ａに対応する位置に設けられるので、その遊挿孔６３ａに遊挿されるピン６４は、ステータコア１１の外周にあってステータコア１１の軸方向に連通する切欠き１６ａに挿通されるものとなる（図２及び図４）。
【００４０】
また、この装置６０は、ステータコア１１の外周に嵌入されてコア１１の切欠き１６ａに挿通されたピン６４の切欠き１６ａからの離脱を防止する円形筒体６６と、ステータコア１１の他方の端面側に位置しピン６４の先端が係止された操作部材６７を備える。載置リング６３には円形筒体６６を同軸に載置する段部６３ｂが形成され、その円形筒体６６はステータコア１１の外径より僅かに大きな内径に形成される。そして、ベース６１における基板６２には、ステータコア１１の内周に僅かな隙間を持って挿入されるセンタポスト６８が載置リング６３と同軸に設けられる。操作部材６７は載置リング６３と略同一のリング状物であって、ステータコア１１の切欠き１６ａに挿通されてコア１１の上面から上方に突出する部分が遊挿可能な貫通孔６７ａが形成される。
【００４１】
センタポスト６８の上面中央には円柱状の突起６８ａが設けられ、このリング状の操作部材６７には、その中央を通過する操作ハンドル６９が固定される。操作部材６７の中央に位置する操作ハンドル６９には、その中央に突起６８ａが挿通する中央孔６９ａが形成され、操作ハンドル６９の両端には、作業員がその手に把持する把持部６９ｂが形成される。そして、中央孔６９ａに突起６８ａが挿通された操作ハンドル６９の両端における把持部６９ｂを作業員がその手に把持し、その突起６８ａを回転中心として回転させることによりステータコア１１の中心軸を回転中心として操作部材６７を回転可能に構成される。
【００４２】
この製造装置６０を用いて、コイル２０が入されたステータコア１１に捻りを与える（スキューさせる）手順を説明すると、この装置６０は、図４に示すように、取付孔６２ａに挿通されたボルト８１によりそのベース６１が作業台８２に固定されて用いられる。コイル２０が挿入されたステータコア１１は、センタポスト６８の外周に装着され、ステータコア１１の下方の端面をベース６１における載置リング６３上に載置する。このようにして、ステータコア１１の下面から下方に突出するコイルエンド部２２をセンタポスト６８と載置リング６３の間に挿入させる。そして、ピン６４を遊挿孔６３ａに挿入して、ステータコア１１の外周にあってコア１１の軸方向に平行に連続する切欠き１６ａに挿入する。そして円形筒体６６をステータコア１１に嵌入して、ピン６４が切欠き１６ａから離脱することを防止する。
【００４３】
その後、突起６８ａが中央孔６９ａに挿入するように操作ハンドル６９をセンタポスト６８に載置し、そのハンドルに固定された操作部材６７における貫通孔６７ａに各ピン６４の上端を遊挿させる。この状態で、操作ハンドル６９の両端における把持部６９ｂを作業員がその手に把持し、その突起６８ａを回転中心として回転させる。すると、図２（ｂ）に示すように、ピン６４はベース６１に対して傾動し、切欠き１６ａにピン６４が挿通された磁性金属片１６は、センタポスト６８の回りでピン６４に押されて回動し、磁性金属片１６に捻り作用が付与され、スキュー付ステータ１０を得ることができる。よって、ステータコア１１には、操作部材６７の回転角度に相応した捻りが付与され、この装置６０では、操作部材６７の回転角度を調整することによりステータコア１１の捻りの程度を容易に調整することができる。
【００４４】
ステータコア１１が捩られると、各金属片１６の切欠き１６ａは緩やかな螺旋を描いて連なるようになるけれども、ピン６４は円形筒体６６により切欠き１６ａから離脱することが禁止されているので、そのピン６４は螺旋を描くように連なる切欠き１６ａに沿って緩やかに弾性変形し、その切欠き１６ａから離脱することはない。このため、このピン６４は、各磁性金属片１６を確実に回動させることになり、その切り欠きからの離脱する板を用いてステータコアに捻りを与える図９に示す従来の装置に比較して、本装置６０は、その捻りの程度を増加させることが可能になり、ステータコア１１に比較的大きな捻りを与えることができる。
【００４５】
図１に示すように、コイル２０が組み付けられたステータコア１１に捻りを与えると、ステータコア１１の中心軸に平行なスロット１４は、ステータコア１１の中心軸に対して所定角度をなすように傾けられ、各スロット１４が長くなる。すると、スロット１４の延長分に対応して、コイルエンド部２２がスロット１４の中に引き込まれることになる。本発明では、コイルエンド部２２に、一方のスロット１４の延長線上に延びる延長部２２ａを形成し、その延長部２２ａと反対側の渡り部２２ｂを折り曲げて別のスロット１４に進入させた。このため、ステータコア１１に捻りを与えると、渡り部２２ｂとスロット１４との間の折り曲がり部２２ｃがスロット１４の端部におけるティース１３の角部に当接するので、渡り部２２ｂがスロット１４に引き込まれるようなことはなく、その折り曲がり部２２ｃとともにスロット１４を挟む反対側における延長部２２ａのみがその真っ直ぐな状態を維持した状態で長手方向に移動し、そのままスロット１４の中に引き込まれる。
【００４６】
即ち、スロット１４の延長線上に延びる延長部２２ａをコイルエンド部２２に形成したので、ステータコア１１に捻りを与えると、図１に示すように、コイル２０はその形状をあまり変化させずに、延長部２２ａが長手方向に移動してスロット１４の中に引き込まれる。そして、ステータコア１１に捻りを与えた後のスロット１４の長さＨｄと捻りを与える以前のスロット１４の長さＨの差より延長部２２ａの長さＦを長くすることにより、その延長部２２ａのみを確実にスロット１４に引き込ませることができる。このため、スロット１４の中に引き込まれる延長部２２ａがティース１３の角部に接触するようなことなく、湾曲した状態から真っ直ぐに伸ばされつつスロットに引き込まれてティースの角部に擦られる図８に示す従来に比較して、その引き込まれる延長部２２ａにダメージが与えられるようなことはない。
【００４７】
また、ステータコア１１に捻りを与えると、渡り部２２ｂとスロット１４との間の折り曲がり部２２ｃは不動のままで、延長部２２ａがスロット１４の中に引き込まれるので、その延長部２２ａに連続する渡り部２２ｂは、図１の実線矢印で示すようにステータコア１１の端面に近づく。そして、延長部２２ａがスロット１４の中に引き込まれてコイル辺部２１になると、その渡り部２２ｂがステータコア１１の端面に残存してコイルエンド部２２を形成することになる。この結果、そのステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２の高さは、ステータコア１１に捻りを与える以前の高さよりも低くなる。よって、ステータコア１１に捻りを与える以前に、その渡り部２２ｂをステータコア１１の周方向に沿うように予め成形し、渡り部２２ｂの長さをスロット１４間の距離に合わせておくことにより、ステータコア１１に捻りを与えた後におけるコイルエンド部２２のコアの端面からの突出量をより小さくすることができる。
【００４８】
また、この実施の形態では、コイル２０が３つのティース１３を跨いで別々のスロット１４に挿入されるいわゆる分布巻きが成される場合を示すけれども、このような分布巻きにおいては、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２が隣接するコイル２０のコイルエンド部２２と重複することになる。このコイルエンド部２２の重複に起因してそのコイルエンド部２２が嵩張ると、コアの端面からのコイルエンド部２２の突出量は増加する。けれども、本発明では、ステータコア１１に捻りを与えた後にコイルエンド部２２となる渡り部２２ｂを、捻りを与える以前にステータコア１１の周方向に沿わせるので、その際に、その渡り部２２ｂを隣接するコイル２０の渡り部２２ｂにステータコア１１の径方向に整列させておくことができる。すると、ステータコア１１に捻りを与えた後にあっても、その渡り部２２ｂはステータコア１１の径方向に整列するので、その渡り部２２ｂがコア１１の軸方向に重なり合って、コイルエンド部２２が嵩張るような事態を避けることができる。よって、コア１１の端面からのコイルエンド部２２の突出量の増加は防止され、ステータコア１１に捻りを与えた後におけるコイルエンド部２２のコアの端面からの突出量を著しく小さくすることができる。これにより、ステータコア１１を捻る際にステータコイル２０に生じるダメージを減少しつつ、コア１１の端面近傍空間におけるコイルエンド部２２の占積率を高めることができる。
【００４９】
また、本発明の上記スキュー付ステータの製造装置６０では、実際に捻りを与えるピン６４をベース６１に取り外し可能に立設させるので、捻りを与えたステータコア１１をそのピン６４とともに装置６０から取り外すことができる。よって、捻りを与えたステータコア１１の取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要はなく、その取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要がある図１１に示す従来の装置に比較してその構造を単純化させることができる。
【００５０】
そして、このようにスキューさせたステータコア１１は、図１に示すように、磁性金属片１６が徐々にずれて斜めに傾斜したティース１３を有し、隣接するティース１３同士において、一方の上端が他方の下端に周方向に沿って極めて近接し、それによって図示しない回転子の回転を滑らかにすることができる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態では、環状コイル２０をステータコア１１に挿入した後に、そのコイルエンド部２２を成形して、スロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成する場合を説明したけれども、ステータコア１１に挿入したならばコイルエンド部２２となる部分を予め成形して、そのコイルエンド部２２となる部分に延長部２２ａが予め形成された環状のコイル２０を、ステータコア１１に挿入するようにしても良い。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、センタポスト６８の突起６８ａが中央孔６９ａに挿通された操作ハンドル６９を回転させる製造装置６０を説明したけれども、ステータコア１１の中心軸を回転中心として操作部材６７を回転させ得る限り、そのセンタポスト６８は設けなくても良い。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、ステータコア１１の外周に互いに連通する切欠き１６ａを形成し、その切欠き１６ａに挿通されるピン６４を備えた製造装置６０を用いて説明したけれども、図６及び図７に示すように、製造装置７０は、ステータコア１１の内周にあってステータコア１１の軸方向に連通するスロット１４に挿通されるピン７４を備えるようなものであっても良い。
【００５４】
具体的に、この図６及び図７に示す製造装置７０は、ステータコア１１の一方の端面が載置されるベース７１を備える。このベース７１は四隅に取付孔７２ａが形成された基板７２と、その基板７２に固定されてステータコア１１の一方の端面である下面が載置されるリング状の載置リング７３とを備える。この載置リング７３はステータコア１１の環状部１２を載置可能な大きさに形成される。基板７２には、載置リング７３に下面が載置されたステータコア１１のスロット１４に対応する位置に遊挿孔７２ｂが形成され、この遊挿孔７２ｂにピン７４が遊挿される。これによりピン７４は、そのベース７１に取り外し可能であって、遊びを持って遊挿孔７２ｂに挿入されることから、傾動可能にそのベース７１に立設される。そして、遊挿孔７２ｂはスロット１４に対応する位置に設けられるので、その遊挿孔７２ｂに遊挿されるピン７４は、ステータコア１１の内周にあってステータコア１１の軸方向に連通するスロット１４に挿通されるものとなる（図７）。
【００５５】
また、この装置７０は、ステータコア１１の外周に嵌入される円形筒体７６を備え、載置リング７３には円形筒体６６を同軸に載置する段部７３ｂが形成され、その円形筒体７６はステータコア１１の外径より僅かに大きな内径に形成される。また、この装置７０は、ステータコア１１の内周に挿入されスロット１４に挿通されたピン７４のスロット１４からの離脱を防止するセンタポスト７８と、ステータコア１１の他方の端面側に位置しピン７４の先端が係止された操作部材７７を備える。センタポスト７８は、ステータコア１１の内周に僅かな隙間を持って挿入される外径を有する円柱状物であって、そのセンタポスト７８はベース７１における基板７２に載置リング７３と同軸に設けられる。操作部材７７はリング状物であって、ステータコア１１の上面から上方に突出するピン７４の上部が遊挿可能な貫通孔７７ａが形成される。
【００５６】
センタポスト７８の上部周囲には、操作部材７７を同軸に載置する段部７８ｂが形成され、センタポスト７８の上面中央には円柱状の突起７８ａが設けられる。リング状の操作部材７７には、その中央を通過する操作ハンドル７９が固定される。操作部材７７の中央に位置する操作ハンドル７９には、その中央に突起７８ａが挿通する中央孔７９ａが形成され、操作ハンドル７９の両端には、作業員がその手に把持する把持部７９ｂが形成される。そして、中央孔７９ａに突起７８ａが挿通された操作ハンドル７９の両端における把持部７９ｂを作業員がその手に把持し、その突起７８ａを回転中心として回転させることによりステータコア１１の中心軸を回転中心として操作部材７７を回転可能に構成される。
【００５７】
この製造装置７０を用いて、コイル２０が入されたステータコア１１をスキューさせる手順を説明すると、図７に示すように、この装置７０は、取付孔７２ａに挿通されたボルト８１によりそのベース７１が作業台８２に固定されて用いられる。コイル２０が挿入されたステータコア１１は、センタポスト７８の外周に装着され、ステータコア１１の下方の端面をベース７１における載置リング７３上に載置する。このようにして、ステータコア１１の下面から下方に突出するコイルエンド部２２をセンタポスト７８と載置リング７３の間に挿入させる。そして、ステータコア１１の内周にあってコア１１の軸方向に平行に連続するスロット１４にピン７４を挿入、その下端を遊挿孔７２ｂに遊挿する。このようにして、そのピン７４がスロット１４から離脱することをセンタポスト７８により防止させる。
【００５８】
その後、突起７８ａが中央孔７９ａに挿入するように操作ハンドル７９をセンタポスト７８に載置し、そのハンドル７９に固定された操作部材７７における貫通孔７７ａに各ピン７４の上端を遊挿させる。この状態で、操作ハンドル７９の両端における把持部７９ｂを作業員がその手に把持し、その突起７８ａを回転中心として回転させ、ピン７４をベース７１に対して傾動させる。すると、スロット１４にピン７４が挿通された磁性金属片１６は、センタポスト７８の回りでピン７４に押されて回動し、磁性金属片１６に捻り作用が付与され、ステータコア１１に捻りを付与することができる。これによりスキュー付ステータ１０が得られる。
【００５９】
このような製造装置７０であっても、操作部材７７の回転角度によりその捻りの程度を容易に調整することができるとともに、ピン７４はセンタポスト７８によりスロット１４から離脱することが禁止されているので、このピン７４は、各磁性金属片１６を確実に回動させることになり、ステータコア１１に与える捻りの程度を増加させることが可能になる。また、切欠き１６ａに挿通されるピン６４を備えた上記製造装置６０では、複数の金属片の外周に切欠き１６ａが形成されていなければ、用いることができないけれども、スロット１４に挿通されるピン７４を備える図６及び図７に示す製造装置７０では、金属片１６の外周に切欠きが形成されていないステータコア１１であっても、捻りを与えることができる。
【００６０】
また、このスキュー付ステータの製造装置７０であっても、実際に捻りを与えるピン７４をベース７１に取り外し可能に立設させるので、捻りを与えたステータコア１１をそのピン７４とともに装置７０から取り外すことができる。よって、捻りを与えたステータコア１１の取り外しの際にステータコア１１又はセンタポスト７８を回転させる必要はなく、その取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要がある図１１に示す従来の装置に比較してその構造を単純化させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０ スキュー付ステータ
１１ ステータコア
１４ スロット
１６ 磁性金属片
１６ａ 切欠き
２０ コイル
２２ コイルエンド部
２２ａ 延長部
６０ スキュー付ステータの製造装置
６１ ベース
６４ ピン
６６ 円形筒体
６７ 操作部材
６９ 操作ハンドル
７０ スキュー付ステータの製造装置
７１ ベース
７４ ピン
７７ 操作部材
７８ センタポスト
７９ 操作ハンドル
Ｈ ステータコアの軸方向に平行なスロットの長さ
Ｈｄ 捻りを与えた後のスロットの長さ
θ 捻りを与えた後のスロットの傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性金属片を積層して構成されてその金属片が徐々にずれるように捻りが与えられたステータコアにコイルが装着されたスキュー付ステータの製造方法及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機のステータは、放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）及びその間に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアと、そのスロットにコイル辺部を納めることによりそのコアに装着されたステータコイルとを備える。このステータコアは複数の磁性金属片を積層して形成され、ステータコイルの装着に関しては、環状のステータコイルをステータコアと別に予め製造し、その後このステータコイルをインサータ装置を用いてステータコアの軸方向に平行な各スロットに収容するいわゆるインサータ方法が知られている。
【０００３】
このインサータ装置を用いた環状コイルの装着は、インサータ装置における押上げシャフトによりコイルを引き上げて、そのコイルをスロットの中に押し込みながら上昇させる方法であり、図８に示すように、組み付け後にコイル７はステータコア１の軸方向に平行な別々なスロット６に掛け回される。そして、コイル７は、ティース４とティース４の間に開口するスロット６に納められた部分がコイル辺部７ａとなり、コイル７のスロット６に挿入されない残りの部分が、ステータコア１の端面から突出するコイルエンド部７ｂとなる。ここで、コイルエンド部７ｂは、コイルの組み付けが完了した時点で、図示しないインサータ装置における押上げシャフトの上面に位置する必要がある。このため、このインサータ方法では、コイルの組み付けが完了した時点で、コイルエンド部７ｂが図示しない押上げシャフトの上面に位置するようにコイル７の大きさが設定される。
【０００４】
一方、このようなステータには、後にロータ（回転子）が挿入されることになるけれども、このロータの回転を円滑にするため、そのステータコアに捻り（スキュー）を与えて、ロータの磁極との間で連続的な吸引又は反発力が付与されるようにして、その回転電機の振動や騒音を低減させるステータ製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、このようなスキュー付ステータの具体的な製造方法として、スロットがステータコアの軸方向に平行である状態で、そのスロットにコイルを挿入した後、磁性金属片が徐々にずれるように捻る方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。この特許文献２におけるスキュー付ステータの製造方法では、図９に示すように、ステータコア１を構成する複数の金属片２の外周に互いに整合する切欠き２ａを設けておき、ステータコア１のスロット６に図示しないコイルを挿入した後、複数の金属片２の整合する切欠き２ａに沿って板３を挿入し、この板３を実線矢印で示すように回転させてステータコア１の軸心に対して傾斜させることにより、複数の金属片２が徐々にずれるように捻るとしている。
【０００５】
また、別のスキュー付ステータの製造装置として、図１１に示すように、ステータコア１の内周にセンタポスト８を進退可能に挿入し、ステータコア１のスロット開口部に挿入されるヘリカル状の捻りガイド部８ａをそのセンタポスト８の外周に形成した製造装置（例えば、特許文献３参照。）も提案されている。この特許文献３におけるスキュー付ステータの製造装置では、ステータコア１の磁性金属片に捻りを与えずに、スロットがステータコアの軸方向に平行である状態でコイル７を挿入し、その後ステータコアの一方の端面からステータコア１の内部にスキューセンタポスト８を実線矢印で示すように挿入するとしている。すると、スキューセンタポスト８に形成されたヘリカル状のガイド部８ａが、ステータコア１の内周のスロット開口部に挿入され、ステータコア１を構成する各磁性金属片は、ヘリカル状のガイド部８ａによって捻られてスキューされるとしている。ここで、図１１における符号９は、コイル７が挿入されたステータコア１を支持する支持具９を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−９４２２６号公報（段落番号「００１４」〜「００１６」）
【特許文献２】特開平１１−２２５４６１号公報（段落番号「０００８」、「０００９」）
【特許文献３】特開平１１−２９９１８７号公報（段落番号「０００８」、「０００９」）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８に示すように、いわゆるインサータ方法では、上述したように、コイル７の装着が完了した時点で、図示しない押上げシャフトの上面にコイルエンド部７ｂが位置するようにコイル７の大きさが設定される。このため、特許文献１におけるステータ製造方法では、環状コイル７をステータコア１に装着したときに、そのコイルエンド部７ｂは、ステータコア１の軸方向端面からループ状に突出することになる。即ち、このループ状のコイルエンド部７ｂは、その両端が各スロット６の延長線上にあって、その中間が湾曲してその両端部を滑らかに連続させるようなループ状のものになる。
【０００８】
一方、コイル７の組み付けられたステータコア１に捻りを与えると、ステータコア１の中心軸に平行なスロット６は、ステータコア１の中心軸に対して所定角度をなすように傾けられ、各スロット６が長くなる。すると、スロット６の延長分に対応して、コイルエンド７ｂがスロット６の中に引き込まれる。このため、コイル７が装着されたテータコア１に捻りを与えると、コイルエンド部７ｂの端部７ｃは、湾曲した状態から真っ直ぐに伸ばされつつスロット６に引き込まれることになる。してみると、その湾曲状態から真っ直ぐに伸ばされるコイルエンド部７ｂの端部７ｃは、そのスロット６の端部におけるティース４の角部４ａに強く擦られてダメージが与えられる可能性があった。
【０００９】
また、コイルエンド部７ｂがコア１の端面から比較的大きく突出すると、ステータの周囲に占めるコイルエンド部７ｂが増加して、このステータを用いる回転電機の外形が大型化する。このため、コイルエンド部７ｂのコア１の端面からの突出量は小さいことが好ましい。そのためには、ステータコイル７の大きさを可能な限り小さくして、ループ状を成すコイルエンド部７ｂの高さを一点鎖線で示すように低くすることが考えられる。けれども、コイルエンド部７ｂをループ状の状態でその高さを一点鎖線で示すように低くすると、コイルエンド部７ｂの端部７ｃにおいてスロット６に連続する部分における湾曲の程度が増加する。すると、ステータコア１に捻りを与える際に、湾曲状態から真っ直ぐに伸ばされるコイルエンド部７ｂの端部７ｃはティース４の角部４ａに更に強く擦られる不具合があった。よって、捻りが後に与えられるステータコア１に装着されたコイル７のコイルエンド部７ｂの高さをループ状の状態で低くするには限界があった。
【００１０】
また、図９に示すように、切欠き２ａに挿入した板３を回転させることによりステータコア１を捻る上記特許文献２における製造装置は、複数の金属片２の外周に切欠き２ａが形成されていなければ、用いることができない。また、切欠き２ａが形成されていたとしても、その切欠き２ａは、図１０の破線矢印で示すように、ステータコア１を構成する金属片２の外周に沿って円弧状に移動する。一方、その切欠き２ａに挿入された板３をステータコア１の軸心に対して傾斜させると、ステータコア１の端部における切欠き２ａに挿入された板３は、図１０の実線矢印で示すように直線的に移動する。このため、ステータコア１の捻りの程度を大きくすると、当初挿入された板３がその切欠き２ａから外れてしまうことになり、捻りの程度を大きくするには限界があると言う未だ解決すべき課題が残存していた。
【００１１】
更に、図１１に示すスキューセンタポスト８を押し込んでステータコア１に捻りを与える上記特許文献３における製造装置では、実際にスキューを行うヘリカル状の捻りガイド部８ａはそのセンタポスト８の外周に直接形成されているので、捻りの程度を変更させるためには、所望の捻りを付与するようなヘリカル状の捻りガイド部８ａが外周に形成された別のセンタポスト８を準備する必要があり、その捻りの程度を変更することは困難であった。また、ステータコア１に捻りを与えた後には、そのスキューセンタポスト８をステータコア１から破線矢印で示すように引き抜くことが必要となる。けれども、実際にスキューを行うヘリカル状の捻りガイド部８ａはそのセンタポスト８の外周に直接形成されているので、スキューされたステータコア１又はそのスキューセンタポスト８をその捻りの程度に合わせて回転させなければ、そのコア１からセンタポスト８を真っ直ぐに引き抜くことができないという不具合がある。このため、そのステータコア１又はスキューセンタポスト８をその捻りの程度に合わせて回転させるための構造が新たに必要となって、その構造が複雑化するという未だ解決すべき課題が残存していた。
【００１２】
本発明の目的は、ステータコアを捻る際にステータコイルに生じるダメージを減少しつつ、コイルエンド部の突出量を減少させてコア端面近傍におけるコイルエンド部の占積率を向上させ得るスキュー付ステータの製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、捻りの程度が自由に調整できかつ比較的単純な構造のスキュー付ステータの製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のスキュー付ステータの製造方法は、複数の磁性金属片を積層して形成されたステータコアの軸方向に平行なスロットに環状のコイルを掛け回すように挿入し、その後、各磁性金属片が周方向に徐々にずれるように捻りを与える方法である。
【００１５】
その特徴ある点は、ステータコアの端面から突出するコイルエンド部にスロットの延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部を形成したところにある。
【００１６】
この方法では、コイルを挿入した後のステータコアの一方の端面から突出する一方のコイルエンド部と他方の端面から突出する他方のコイルエンド部の双方に延長部をそれぞれ形成し、一方のコイルエンド部における延長部が連続するスロットとは別のスロットの延長線にそって他方のコイルエンド部における延長部を形成することが好ましい。
【００１７】
また、ステータコアに捻りを与えた後のスロットの長さと捻りを与える以前のスロットの長さの差より延長部の長さを長くすることが好ましく、ステータコアの軸方向に平行なスロットの長さをＨとし、捻りを与えた後のスロットの傾斜角度をθとするとき、延長部の長さをＨ×｛（１／ｃｏｓθ）−１｝以上とすることが更に好ましい。
【００１８】
本発明のスキュー付ステータの製造装置は、外周に互いに連通する切欠きを有する複数の磁性金属片を積層して形成されたステータコアの軸方向に平行なスロットにコイルを挿入した後、各磁性金属片が周方向に徐々にずれるように捻りを与える装置である。
【００１９】
その特徴ある構成は、ステータコアの一方の端面が載置されるベースと、ベースに取り外し可能であってかつ傾動可能に立設されステータコアの外周にあってステータコアの軸方向に連通する切欠きに挿通されるピンと、ステータコアの外周に嵌入され切欠きに挿通されたピンの切欠きからの離脱を防止する円形筒体と、ステータコアの他方の端面側に位置しピンの先端が係止された操作部材と、操作部材に設けられステータコアの中心軸を回転中心として操作部材を回転させる操作ハンドルとを備えるところにある。
【００２０】
また、本発明の別のスキュー付ステータの製造装置は、複数の磁性金属片を積層して形成されたステータコアの軸方向に平行なスロットにコイルを挿入した後、各磁性金属片が周方向に徐々にずれるように捻りを与える装置である。
【００２１】
その特徴ある構成は、ステータコアの一方の端面が載置されるベースと、ベースに取り外し可能であってかつ傾動可能に立設されステータコアの内周にあってステータコアの軸方向に連通するスロットに挿通されるピンと、ステータコアの内周に挿入されスロットに挿通されたピンのスロットからの離脱を防止するセンタポストと、ステータコアの他方の端面側に位置しピンの先端が係止された操作部材と、操作部材に設けられステータコアの中心軸を回転中心として操作部材を回転させる操作ハンドルとを備えるところにある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のスキュー付ステータの製造方法は、コイルエンド部にスロットの延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部を形成するので、そのコイルが組み付けられたステータコアに捻りを与えると、スロットの延長分に対応して、その延長部がその真っ直ぐな状態を維持した状態でその長手方向に移動し、そのままスロットの中に引き込まれる。特に、スロットの長さと捻りを与える以前のスロットの長さの差より延長部の長さを長くすれば、その延長部のみを確実にスロットに引き込ませることができる。このため、スロットの中に引き込まれる延長部がティースの角部に接触するようなことなく、湾曲した状態から真っ直ぐに伸ばされつつスロットに引き込まれてティースの角部に擦られる従来に比較して、その引き込まれる延長部にダメージが与えられるようなことはない。
【００２３】
また、延長部がスロットの中に引き込まれてコイル辺部になると、延長部以外の部分がステータコアの端面に残存してコイルエンド部となる。このため、延長部形成時にその残余の部分をステータコアの周方向に沿うように予め成形しておくことにより、ステータコアに捻りを与えた後におけるコイルエンド部のコアの端面からの突出量を小さくすることができる。これにより、ステータコアを捻る際にステータコイルに生じるダメージを減少しつつ、コイルエンド部の突出量を減少させてコア端面近傍におけるコイルエンド部の占積率を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明のスキュー付ステータの製造装置は、ステータコアの外周にある切欠き又はスロットに挿通されるピンを備えるので、操作ハンドルを回転させると、その回転量に応じてピンはベースに対して傾動し、切欠き又はスロットにピンが挿通された磁性金属片はピンに押されて回動する。これによりステータコアに捻りを付与することができる。このため、その捻りの程度を操作ハンドルの回転量により調整することが可能になり、その捻りの程度を自由に調整することができる。そして、そのステータコアが捩られた後には各金属片の切欠き又はスロットは、緩やかな螺旋を描くようになるけれども、ピンは円形筒体又はセンタポストによりその切欠き又はスロットから離脱することは禁止される。このため、ステータコアに与える捻りの程度を従来よりも増加させることが可能になる。
【００２５】
一方、本発明のスキュー付ステータの製造装置は、実際に捻りを与えるピンをベースに取り外し可能に立設させるので、捻りを与えたステータコアをそのピンとともに装置から取り外すことができる。よって、捻りを与えたステータコアの取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要はなく、その取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要がある従来の装置に比較して構造を単純化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のスキュー付ステータの製造方法において図２の矢印Ａで示すコアの内側から観たコイルの状態を示す拡大図である。
【図２】その製造方法によりコアに捻りが与えられるステータの斜視図である。
【図３】その製造方法に用いる製造装置の分解斜視図である。
【図４】その製造装置の縦断面図である。
【図５】その製造方法に用いるインサータ装置の構成図である。
【図６】その別の製造装置の分解斜視図である。
【図７】その別の製造装置の縦断面図である。
【図８】インサータ装置により組み込まれたコイルを示す図１に対応する図である。
【図９】従来の製造装置によりスキューを与える状態を示す概念図である。
【図１０】図９のＢ方向から観た図である。
【図１１】従来の別の製造装置によりスキューを与える状態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本発明のスキュー付ステータの製造方法は、複数の磁性金属片１６を積層して形成されたステータコア１１の軸方向に平行な別々なスロット１４に環状のコイル２０を掛け回すように挿入し、その後、各磁性金属片１６が周方向に徐々にずれるように捻りを与える方法である。ステータコア１１は、円環状の環状部１２と、この環状部１２の内周面からその環状部１２の中心に向けて突出している複数のティース１３とを備えた磁性材料からなり（図２）、複数のティース１３の間にはステータコイル２０の後述するコイル辺部２１（図１）を収容する複数のスロット１４が形成される。
【００２９】
即ち、ステータコア１１は、一定厚さの環状部１２及びティース１３を備えた形状の磁性金属片１６を、所定の厚さとなるように積層することにより構成された積層型のものである。そして、この実施の形態では、ステータコア１１を構成する複数の磁性金属片１６の外周には、互いに整合する切欠き１６ａ（図２）がそれぞれ設けられ、スロットがコア１１の軸方向に平行になるように磁性金属片１６が積層された状態で、その切欠き１６ａはステータコア１１の外周にあってステータコア１１の軸方向に平行に連通するように形成される。
【００３０】
環状のステータコイル２０は、ステータコア１１とは別に予め製造される。図示しないが、このステータコイル２０の製造は、巻芯を用いる一般的な巻線機を用いることができ、その巻芯に線材を複数回巻回させることにより所望の大きさのステータコイル２０を得る。この場合、巻芯に線材を巻回してコイルを形成し、この巻芯から外されるコイルをブレード台から突出する複数のブレードにそれぞれ掛落とすコイル巻落とし方法が知られており、コイル巻回時に大コイル、中コイル、小コイルがそれぞれ巻回される構成とし、巻芯から外されるコイルを傾斜して積み上げることにより、各ブレードに対してコイルがバラけずに巻落とされるようにすることができる（特許第４４１１２５５号）。この実施の形態における線材は、表面に絶縁皮膜が形成された断面円形の丸線である場合を示すけれども、断面が方形を成すいわゆる角線を用いても良い。ステータコイル２０の大きさは図示しない巻芯の大きさを変更することにより調整することができ、コイル２０の大きさの目安は、このステータコイル２０をステータコア１１に組み付けた状態で、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２が、後述するインサータ装置５０における押上げシャフト５２（図５）の上面に位置するように設定される。
【００３１】
ステータコイル２０をステータコア１１に挿入するコイル挿入にあっては、インサータ装置が用いられる。このインサータ装置は一般的なものが使用可能であって、図５にその一例を示す。図５に示すインサータ装置５０は、ステータコア１１におけるティース１３（図１及び図２）の内側に沿って配置される棒状のブレード５１と、コア１１の内側を移動する押上げシャフト５２と、ブレード５１に外側から重なってコア１１のティース１３下面を支持する受容冠５３と、そのコア１１の環状部１２を上側から押さえる押圧リング５４を備える。また、このインサータ装置５０には、押圧リング５４側に突出したコイルエンド部２２をコア１１の半径方向外側に逃がしつつその形状を成形する押圧ジョー５６が複数設けられる。
【００３２】
ステータコイル２０の装着は、コイルエンド部２２となる部分を受容冠５３の外側に位置させ、その他の部分をブレード５１の内側に位置させる。その後コア１１を受容冠５３に支持させて押圧リング５４により押さえて固定する。この状態で、押上げシャフト５２をコア１１の内側に挿通させてブレード５１の内側に位置する部分を図の上方に引き上げる。これによりブレード５１の内側に位置する部分が引き上げられ、それに続く部分がスロット１４の中に押し込まれながら上昇し、ブレード５１の内側に位置する部分がコア１１の上方にまで達した状態でコイル２０はスロット１４に収容される。これにより、環状のコイル２０は、ステータコア１１の軸方向に平行な別々なスロット１４に掛け回すように挿入される。そして、３相式の回転電機を例示するこの実施の形態では、図１及び図２に示すように、コイル２０は３つのティース１３を跨いで別々のスロット１４に、それら３つのティース１３を掛け回すように挿入される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、本発明の特徴ある点は、コイル２０をステータコア１１に挿入した後であって、そのステータコア１１に捻りを与える以前に、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２にスロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成するところにある。即ち、本発明のスキュー付ステータの製造方法は、ステータコア１１と別に予め製造された環状のステータコイル２０をステータコア１１に挿入する上述したコイル挿入工程と、コイル２０を挿入した後のステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２を成形してスロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成するコイルエンド成形行程と、そのコイル２０が挿入されたステータコア１１に捻りを与えるコア捻り工程とを有する。
【００３４】
インサータ装置５０を用いて環状コイル２０をステータコア１１に挿入すると、そのコイルエンド部２２は、両端がスロット１４の延長線上にあって、その中間が湾曲してその両端部を滑らかに連続させるループ状のものとなる（図８参照）。このループ状のコイルエンド部２２はステータコア１１の軸方向端面から突出して形成され、本発明では、ステータコア１１に捻りを与える以前に、このループ状を成すコイルエンド部２２を成形して、スロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成する。
【００３５】
図１（ａ）に示すように、延長部２２ａの形成は、コイル２０の挿入後のステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２の端面近傍をスロット１４の延長線上に真っ直ぐに延ばすことにより行われる。そして、そのステータコア１１の端面から突出してスロット１４の延長線上に真っ直ぐに延ばされた延長部２２ａの延長端を折り曲げてステータコア１１の端面において周方向に沿う渡り部２２ｂをその延長部２２ａに連続して形成し、その渡り部２２ｂの延長部２２ａと反対側を再び折り曲げて別のスロット１４に進入させる。そして、周方向に沿う渡り部２２ｂの長さをスロット１４間の距離に合わせ、延長部２２ａと渡り部２２ｂとステータコア１１の端面が略三角形を成すようにコイルエンド部２２を成形する。このコイルエンド部２２の成形は、作業員の手作業により行うこともできるけれども、上述したインサータ装置５０を用いる場合には、押圧リング５４側に突出したコイルエンド部２２をコア１１の半径方向外側に逃がしつつその形状を成形する押圧ジョー５６により行わせることもできる。
【００３６】
ここで、図１に示すように、ステータコア１１に捻りを与えた後のスロット１４の長さＨｄと捻りを与える以前のスロット１４の長さＨの差より延長部２２ａの長さＦを長く設定することが好ましい。即ち、ステータコア１１の軸方向に平行なスロット１４の長さをＨとし、捻りを与えた後のスロット１４の傾斜角度をθとするとき、延長部２２ａの長さＦをＨ×｛（１／ｃｏｓθ）−１｝以上とすることが望まれる。
【００３７】
コイル２０がステータコア１１に挿入されると、そのステータコア１１の一方の端面から突出する一方のコイルエンド部２２と、他方の端面から突出する他方のコイルエンド部２２の双方が同時に形成される。この双方のコイルエンド部２２に延長部２２ａをそれぞれ形成するけれども、一方のコイルエンド部２２における延長部２２ａが連続するスロット１４とは別のスロット１４の延長線にそって他方のコイルエンド部２２における延長部２２ａを形成する。即ち、ステータコア１１の両方の端面から突出する双方のコイルエンド部２２，２２をそれぞれ同じ形状のものとする。
【００３８】
本発明では、上述したようにコイル２０が挿入されてコイルエンド部２２に延長部２２ａを形成した後に、ステータコア１１に捻りを与える。この捻りは図９及び図１１に示す従来の装置を用いても良いけれども、その装置は捻りの程度が自由に調整できかつ比較的単純な構造のものであることが好ましい。このため、図３及び図４に、この実施の形態において使用する装置６０を示す。この実施の形態において使用する装置６０は、ステータコア１１（図４）の一方の端面が載置されるベース６１を備える。このベース６１は四隅に取付孔６２ａ（図３）が形成された基板６２と、その基板６２に固定されてステータコア１１の一方の端面である下面が載置されるリング状の載置リング６３とを備える。
【００３９】
載置リング６３はステータコア１１の環状部１２を載置可能な大きさに形成され（図４）、この載置リング６３には、下面が載置されたステータコア１１の切欠き１６ａに対応する位置に遊挿孔６３ａが形成される。この遊挿孔６３ａにはステータコア１１の切欠き１６ａに挿通可能なピン６４が遊挿される。ピン６４は僅かに弾性変形が可能な鋼材から成るものが用いられ、遊挿孔６３ａに遊びを持って挿入されることから、このピン６４は、そのベース６１に取り外し可能であって、傾動可能にそのベース６１に立設される。そして、遊挿孔６３ａは切欠き１６ａに対応する位置に設けられるので、その遊挿孔６３ａに遊挿されるピン６４は、ステータコア１１の外周にあってステータコア１１の軸方向に連通する切欠き１６ａに挿通されるものとなる（図２及び図４）。
【００４０】
また、この装置６０は、ステータコア１１の外周に嵌入されてコア１１の切欠き１６ａに挿通されたピン６４の切欠き１６ａからの離脱を防止する円形筒体６６と、ステータコア１１の他方の端面側に位置しピン６４の先端が係止された操作部材６７を備える。載置リング６３には円形筒体６６を同軸に載置する段部６３ｂが形成され、その円形筒体６６はステータコア１１の外径より僅かに大きな内径に形成される。そして、ベース６１における基板６２には、ステータコア１１の内周に僅かな隙間を持って挿入されるセンタポスト６８が載置リング６３と同軸に設けられる。操作部材６７は載置リング６３と略同一のリング状物であって、ステータコア１１の切欠き１６ａに挿通されてコア１１の上面から上方に突出する部分が遊挿可能な貫通孔６７ａが形成される。
【００４１】
センタポスト６８の上面中央には円柱状の突起６８ａが設けられ、このリング状の操作部材６７には、その中央を通過する操作ハンドル６９が固定される。操作部材６７の中央に位置する操作ハンドル６９には、その中央に突起６８ａが挿通する中央孔６９ａが形成され、操作ハンドル６９の両端には、作業員がその手に把持する把持部６９ｂが形成される。そして、中央孔６９ａに突起６８ａが挿通された操作ハンドル６９の両端における把持部６９ｂを作業員がその手に把持し、その突起６８ａを回転中心として回転させることによりステータコア１１の中心軸を回転中心として操作部材６７を回転可能に構成される。
【００４２】
この製造装置６０を用いて、コイル２０が入されたステータコア１１に捻りを与える（スキューさせる）手順を説明すると、この装置６０は、図４に示すように、取付孔６２ａに挿通されたボルト８１によりそのベース６１が作業台８２に固定されて用いられる。コイル２０が挿入されたステータコア１１は、センタポスト６８の外周に装着され、ステータコア１１の下方の端面をベース６１における載置リング６３上に載置する。このようにして、ステータコア１１の下面から下方に突出するコイルエンド部２２をセンタポスト６８と載置リング６３の間に挿入させる。そして、ピン６４を遊挿孔６３ａに挿入して、ステータコア１１の外周にあってコア１１の軸方向に平行に連続する切欠き１６ａに挿入する。そして円形筒体６６をステータコア１１に嵌入して、ピン６４が切欠き１６ａから離脱することを防止する。
【００４３】
その後、突起６８ａが中央孔６９ａに挿入するように操作ハンドル６９をセンタポスト６８に載置し、そのハンドルに固定された操作部材６７における貫通孔６７ａに各ピン６４の上端を遊挿させる。この状態で、操作ハンドル６９の両端における把持部６９ｂを作業員がその手に把持し、その突起６８ａを回転中心として回転させる。すると、図２（ｂ）に示すように、ピン６４はベース６１に対して傾動し、切欠き１６ａにピン６４が挿通された磁性金属片１６は、センタポスト６８の回りでピン６４に押されて回動し、磁性金属片１６に捻り作用が付与され、スキュー付ステータ１０を得ることができる。よって、ステータコア１１には、操作部材６７の回転角度に相応した捻りが付与され、この装置６０では、操作部材６７の回転角度を調整することによりステータコア１１の捻りの程度を容易に調整することができる。
【００４４】
ステータコア１１が捩られると、各金属片１６の切欠き１６ａは緩やかな螺旋を描いて連なるようになるけれども、ピン６４は円形筒体６６により切欠き１６ａから離脱することが禁止されているので、そのピン６４は螺旋を描くように連なる切欠き１６ａに沿って緩やかに弾性変形し、その切欠き１６ａから離脱することはない。このため、このピン６４は、各磁性金属片１６を確実に回動させることになり、その切り欠きからの離脱する板を用いてステータコアに捻りを与える図９に示す従来の装置に比較して、本装置６０は、その捻りの程度を増加させることが可能になり、ステータコア１１に比較的大きな捻りを与えることができる。
【００４５】
図１に示すように、コイル２０が組み付けられたステータコア１１に捻りを与えると、ステータコア１１の中心軸に平行なスロット１４は、ステータコア１１の中心軸に対して所定角度をなすように傾けられ、各スロット１４が長くなる。すると、スロット１４の延長分に対応して、コイルエンド部２２がスロット１４の中に引き込まれることになる。本発明では、コイルエンド部２２に、一方のスロット１４の延長線上に延びる延長部２２ａを形成し、その延長部２２ａと反対側の渡り部２２ｂを折り曲げて別のスロット１４に進入させた。このため、ステータコア１１に捻りを与えると、渡り部２２ｂとスロット１４との間の折り曲がり部２２ｃがスロット１４の端部におけるティース１３の角部に当接するので、渡り部２２ｂがスロット１４に引き込まれるようなことはなく、その折り曲がり部２２ｃとともにスロット１４を挟む反対側における延長部２２ａのみがその真っ直ぐな状態を維持した状態で長手方向に移動し、そのままスロット１４の中に引き込まれる。
【００４６】
即ち、スロット１４の延長線上に延びる延長部２２ａをコイルエンド部２２に形成したので、ステータコア１１に捻りを与えると、図１に示すように、コイル２０はその形状をあまり変化させずに、延長部２２ａが長手方向に移動してスロット１４の中に引き込まれる。そして、ステータコア１１に捻りを与えた後のスロット１４の長さＨｄと捻りを与える以前のスロット１４の長さＨの差より延長部２２ａの長さＦを長くすることにより、その延長部２２ａのみを確実にスロット１４に引き込ませることができる。このため、スロット１４の中に引き込まれる延長部２２ａがティース１３の角部に接触するようなことなく、湾曲した状態から真っ直ぐに伸ばされつつスロットに引き込まれてティースの角部に擦られる図８に示す従来に比較して、その引き込まれる延長部２２ａにダメージが与えられるようなことはない。
【００４７】
また、ステータコア１１に捻りを与えると、渡り部２２ｂとスロット１４との間の折り曲がり部２２ｃは不動のままで、延長部２２ａがスロット１４の中に引き込まれるので、その延長部２２ａに連続する渡り部２２ｂは、図１の実線矢印で示すようにステータコア１１の端面に近づく。そして、延長部２２ａがスロット１４の中に引き込まれてコイル辺部２１になると、その渡り部２２ｂがステータコア１１の端面に残存してコイルエンド部２２を形成することになる。この結果、そのステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２の高さは、ステータコア１１に捻りを与える以前の高さよりも低くなる。よって、ステータコア１１に捻りを与える以前に、その渡り部２２ｂをステータコア１１の周方向に沿うように予め成形し、渡り部２２ｂの長さをスロット１４間の距離に合わせておくことにより、ステータコア１１に捻りを与えた後におけるコイルエンド部２２のコアの端面からの突出量をより小さくすることができる。
【００４８】
また、この実施の形態では、コイル２０が３つのティース１３を跨いで別々のスロット１４に挿入されるいわゆる分布巻きが成される場合を示すけれども、このような分布巻きにおいては、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド部２２が隣接するコイル２０のコイルエンド部２２と重複することになる。このコイルエンド部２２の重複に起因してそのコイルエンド部２２が嵩張ると、コアの端面からのコイルエンド部２２の突出量は増加する。けれども、本発明では、ステータコア１１に捻りを与えた後にコイルエンド部２２となる渡り部２２ｂを、捻りを与える以前にステータコア１１の周方向に沿わせるので、その際に、その渡り部２２ｂを隣接するコイル２０の渡り部２２ｂにステータコア１１の径方向に整列させておくことができる。すると、ステータコア１１に捻りを与えた後にあっても、その渡り部２２ｂはステータコア１１の径方向に整列するので、その渡り部２２ｂがコア１１の軸方向に重なり合って、コイルエンド部２２が嵩張るような事態を避けることができる。よって、コア１１の端面からのコイルエンド部２２の突出量の増加は防止され、ステータコア１１に捻りを与えた後におけるコイルエンド部２２のコアの端面からの突出量を著しく小さくすることができる。これにより、ステータコア１１を捻る際にステータコイル２０に生じるダメージを減少しつつ、コア１１の端面近傍空間におけるコイルエンド部２２の占積率を高めることができる。
【００４９】
また、本発明の上記スキュー付ステータの製造装置６０では、実際に捻りを与えるピン６４をベース６１に取り外し可能に立設させるので、捻りを与えたステータコア１１をそのピン６４とともに装置６０から取り外すことができる。よって、捻りを与えたステータコア１１の取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要はなく、その取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要がある図１１に示す従来の装置に比較してその構造を単純化させることができる。
【００５０】
そして、このようにスキューさせたステータコア１１は、図１に示すように、磁性金属片１６が徐々にずれて斜めに傾斜したティース１３を有し、隣接するティース１３同士において、一方の上端が他方の下端に周方向に沿って極めて近接し、それによって図示しない回転子の回転を滑らかにすることができる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態では、環状コイル２０をステータコア１１に挿入した後に、そのコイルエンド部２２を成形して、スロット１４の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部２２ａを形成する場合を説明したけれども、ステータコア１１に挿入したならばコイルエンド部２２となる部分を予め成形して、そのコイルエンド部２２となる部分に延長部２２ａが予め形成された環状のコイル２０を、ステータコア１１に挿入するようにしても良い。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、センタポスト６８の突起６８ａが中央孔６９ａに挿通された操作ハンドル６９を回転させる製造装置６０を説明したけれども、ステータコア１１の中心軸を回転中心として操作部材６７を回転させ得る限り、そのセンタポスト６８は設けなくても良い。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、ステータコア１１の外周に互いに連通する切欠き１６ａを形成し、その切欠き１６ａに挿通されるピン６４を備えた製造装置６０を用いて説明したけれども、図６及び図７に示すように、製造装置７０は、ステータコア１１の内周にあってステータコア１１の軸方向に連通するスロット１４に挿通されるピン７４を備えるようなものであっても良い。
【００５４】
具体的に、この図６及び図７に示す製造装置７０は、ステータコア１１の一方の端面が載置されるベース７１を備える。このベース７１は四隅に取付孔７２ａが形成された基板７２と、その基板７２に固定されてステータコア１１の一方の端面である下面が載置されるリング状の載置リング７３とを備える。この載置リング７３はステータコア１１の環状部１２を載置可能な大きさに形成される。基板７２には、載置リング７３に下面が載置されたステータコア１１のスロット１４に対応する位置に遊挿孔７２ｂが形成され、この遊挿孔７２ｂにピン７４が遊挿される。これによりピン７４は、そのベース７１に取り外し可能であって、遊びを持って遊挿孔７２ｂに挿入されることから、傾動可能にそのベース７１に立設される。そして、遊挿孔７２ｂはスロット１４に対応する位置に設けられるので、その遊挿孔７２ｂに遊挿されるピン７４は、ステータコア１１の内周にあってステータコア１１の軸方向に連通するスロット１４に挿通されるものとなる（図７）。
【００５５】
また、この装置７０は、ステータコア１１の外周に嵌入される円形筒体７６を備え、載置リング７３には円形筒体６６を同軸に載置する段部７３ｂが形成され、その円形筒体７６はステータコア１１の外径より僅かに大きな内径に形成される。また、この装置７０は、ステータコア１１の内周に挿入されスロット１４に挿通されたピン７４のスロット１４からの離脱を防止するセンタポスト７８と、ステータコア１１の他方の端面側に位置しピン７４の先端が係止された操作部材７７を備える。センタポスト７８は、ステータコア１１の内周に僅かな隙間を持って挿入される外径を有する円柱状物であって、そのセンタポスト７８はベース７１における基板７２に載置リング７３と同軸に設けられる。操作部材７７はリング状物であって、ステータコア１１の上面から上方に突出するピン７４の上部が遊挿可能な貫通孔７７ａが形成される。
【００５６】
センタポスト７８の上部周囲には、操作部材７７を同軸に載置する段部７８ｂが形成され、センタポスト７８の上面中央には円柱状の突起７８ａが設けられる。リング状の操作部材７７には、その中央を通過する操作ハンドル７９が固定される。操作部材７７の中央に位置する操作ハンドル７９には、その中央に突起７８ａが挿通する中央孔７９ａが形成され、操作ハンドル７９の両端には、作業員がその手に把持する把持部７９ｂが形成される。そして、中央孔７９ａに突起７８ａが挿通された操作ハンドル７９の両端における把持部７９ｂを作業員がその手に把持し、その突起７８ａを回転中心として回転させることによりステータコア１１の中心軸を回転中心として操作部材７７を回転可能に構成される。
【００５７】
この製造装置７０を用いて、コイル２０が入されたステータコア１１をスキューさせる手順を説明すると、図７に示すように、この装置７０は、取付孔７２ａに挿通されたボルト８１によりそのベース７１が作業台８２に固定されて用いられる。コイル２０が挿入されたステータコア１１は、センタポスト７８の外周に装着され、ステータコア１１の下方の端面をベース７１における載置リング７３上に載置する。このようにして、ステータコア１１の下面から下方に突出するコイルエンド部２２をセンタポスト７８と載置リング７３の間に挿入させる。そして、ステータコア１１の内周にあってコア１１の軸方向に平行に連続するスロット１４にピン７４を挿入、その下端を遊挿孔７２ｂに遊挿する。このようにして、そのピン７４がスロット１４から離脱することをセンタポスト７８により防止させる。
【００５８】
その後、突起７８ａが中央孔７９ａに挿入するように操作ハンドル７９をセンタポスト７８に載置し、そのハンドル７９に固定された操作部材７７における貫通孔７７ａに各ピン７４の上端を遊挿させる。この状態で、操作ハンドル７９の両端における把持部７９ｂを作業員がその手に把持し、その突起７８ａを回転中心として回転させ、ピン７４をベース７１に対して傾動させる。すると、スロット１４にピン７４が挿通された磁性金属片１６は、センタポスト７８の回りでピン７４に押されて回動し、磁性金属片１６に捻り作用が付与され、ステータコア１１に捻りを付与することができる。これによりスキュー付ステータ１０が得られる。
【００５９】
このような製造装置７０であっても、操作部材７７の回転角度によりその捻りの程度を容易に調整することができるとともに、ピン７４はセンタポスト７８によりスロット１４から離脱することが禁止されているので、このピン７４は、各磁性金属片１６を確実に回動させることになり、ステータコア１１に与える捻りの程度を増加させることが可能になる。また、切欠き１６ａに挿通されるピン６４を備えた上記製造装置６０では、複数の金属片の外周に切欠き１６ａが形成されていなければ、用いることができないけれども、スロット１４に挿通されるピン７４を備える図６及び図７に示す製造装置７０では、金属片１６の外周に切欠きが形成されていないステータコア１１であっても、捻りを与えることができる。
【００６０】
また、このスキュー付ステータの製造装置７０であっても、実際に捻りを与えるピン７４をベース７１に取り外し可能に立設させるので、捻りを与えたステータコア１１をそのピン７４とともに装置７０から取り外すことができる。よって、捻りを与えたステータコア１１の取り外しの際にステータコア１１又はセンタポスト７８を回転させる必要はなく、その取り外しの際にステータコア又はセンタポストを回転させる必要がある図１１に示す従来の装置に比較してその構造を単純化させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０ スキュー付ステータ
１１ ステータコア
１４ スロット
１６ 磁性金属片
１６ａ 切欠き
２０ コイル
２２ コイルエンド部
２２ａ 延長部
６０ スキュー付ステータの製造装置
６１ ベース
６４ ピン
６６ 円形筒体
６７ 操作部材
６９ 操作ハンドル
７０ スキュー付ステータの製造装置
７１ ベース
７４ ピン
７７ 操作部材
７８ センタポスト
７９ 操作ハンドル
Ｈ ステータコアの軸方向に平行なスロットの長さ
Ｈｄ 捻りを与えた後のスロットの長さ
θ 捻りを与えた後のスロットの傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁性金属片(16)を積層して形成されたステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)に環状のコイル(20)を掛け回すように挿入し、その後、前記各磁性金属片(16)が周方向に徐々にずれるように捻りを与えるスキュー付ステータの製造方法において、
前記ステータコア(11)の端面から突出するコイルエンド部(22)に前記スロット(14)の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部(22a)を形成した
ことを特徴とするスキュー付ステータの製造方法。
【請求項２】
コイル(20)を挿入した後のステータコア(11)の一方の端面から突出する一方のコイルエンド部(22)と他方の端面から突出する他方のコイルエンド部(22)の双方に延長部(22a)をそれぞれ形成し、前記一方のコイルエンド部(22)における延長部(22a)が連続するスロット(14)とは別のスロット(14)の延長線にそって前記他方のコイルエンド部(22)における延長部(22a)を形成する請求項１記載のスキュー付ステータの製造方法。
【請求項３】
ステータコア(11)に捻りを与えた後のスロット(14)の長さ(Hd)と捻りを与える以前のスロット(14)の長さ(H)の差より延長部(22a)の長さを長くする請求項１又は２記載のスキュー付ステータの製造方法。
【請求項４】
ステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)の長さをＨとし、捻りを与えた後の前記スロット(14)の傾斜角度をθとするとき、延長部(22a)の長さをＨ×｛（１／ｃｏｓθ）−１｝以上とする請求項１又は２記載のスキュー付ステータの製造方法。
【請求項５】
外周に互いに連通する切欠き(16a)を有する複数の磁性金属片(16)を積層して形成されたステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)にコイル(20)を挿入した後、前記各磁性金属片(16)が周方向に徐々にずれるように捻りを与えるスキュー付ステータの製造装置において、
前記ステータコア(11)の一方の端面が載置されるベース(61)と、
前記ベース(61)に取り外し可能であってかつ傾動可能に立設され前記ステータコア(11)の外周にあって前記ステータコア(11)の軸方向に連通する切欠き(16a)に挿通されるピン(64)と、
前記ステータコア(11)の外周に嵌入され前記切欠き(16a)に挿通されたピン(64)の前記切欠き(16a)からの離脱を防止する円形筒体(66)と、
前記ステータコア(11)の他方の端面側に位置し前記ピン(64)の先端が係止された操作部材(67)と、
前記操作部材(67)に設けられ前記ステータコア(11)の中心軸を回転中心として前記操作部材(67)を回転させる操作ハンドル(69)と
を備えたスキュー付ステータの製造装置。
【請求項６】
複数の磁性金属片(16)を積層して形成されたステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)にコイル(20)を挿入した後、前記各磁性金属片(16)が周方向に徐々にずれるように捻りを与えるスキュー付ステータの製造装置において、
前記ステータコア(11)の一方の端面が載置されるベース(71)と、
前記ベース(71)に取り外し可能であってかつ傾動可能に立設され前記ステータコア(11)の内周にあって前記ステータコア(11)の軸方向に連通する前記スロット(14)に挿通されるピン(74)と、
前記ステータコア(11)の内周に挿入され前記スロット(14)に挿通されたピン(74)の前記スロット(14)からの離脱を防止するセンタポスト(78)と、
前記ステータコア(11)の他方の端面側に位置し前記ピン(74)の先端が係止された操作部材(77)と、
前記操作部材(77)に設けられ前記ステータコア(11)の中心軸を回転中心として前記操作部材(77)を回転させる操作ハンドル(79)と
を備えたスキュー付ステータの製造装置。
【請求項１】
複数の磁性金属片(16)を積層して形成されたステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)に環状のコイル(20)を掛け回すように挿入し、その後、前記各磁性金属片(16)が周方向に徐々にずれるように捻りを与えるスキュー付ステータの製造方法において、
前記ステータコア(11)の端面から突出するコイルエンド部(22)に前記スロット(14)の延長線に沿って真っ直ぐに伸びる延長部(22a)を形成した
ことを特徴とするスキュー付ステータの製造方法。
【請求項２】
コイル(20)を挿入した後のステータコア(11)の一方の端面から突出する一方のコイルエンド部(22)と他方の端面から突出する他方のコイルエンド部(22)の双方に延長部(22a)をそれぞれ形成し、前記一方のコイルエンド部(22)における延長部(22a)が連続するスロット(14)とは別のスロット(14)の延長線にそって前記他方のコイルエンド部(22)における延長部(22a)を形成する請求項１記載のスキュー付ステータの製造方法。
【請求項３】
ステータコア(11)に捻りを与えた後のスロット(14)の長さ(Hd)と捻りを与える以前のスロット(14)の長さ(H)の差より延長部(22a)の長さを長くする請求項１又は２記載のスキュー付ステータの製造方法。
【請求項４】
ステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)の長さをＨとし、捻りを与えた後の前記スロット(14)の傾斜角度をθとするとき、延長部(22a)の長さをＨ×｛（１／ｃｏｓθ）−１｝以上とする請求項１又は２記載のスキュー付ステータの製造方法。
【請求項５】
外周に互いに連通する切欠き(16a)を有する複数の磁性金属片(16)を積層して形成されたステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)にコイル(20)を挿入した後、前記各磁性金属片(16)が周方向に徐々にずれるように捻りを与えるスキュー付ステータの製造装置において、
前記ステータコア(11)の一方の端面が載置されるベース(61)と、
前記ベース(61)に取り外し可能であってかつ傾動可能に立設され前記ステータコア(11)の外周にあって前記ステータコア(11)の軸方向に連通する切欠き(16a)に挿通されるピン(64)と、
前記ステータコア(11)の外周に嵌入され前記切欠き(16a)に挿通されたピン(64)の前記切欠き(16a)からの離脱を防止する円形筒体(66)と、
前記ステータコア(11)の他方の端面側に位置し前記ピン(64)の先端が係止された操作部材(67)と、
前記操作部材(67)に設けられ前記ステータコア(11)の中心軸を回転中心として前記操作部材(67)を回転させる操作ハンドル(69)と
を備えたスキュー付ステータの製造装置。
【請求項６】
複数の磁性金属片(16)を積層して形成されたステータコア(11)の軸方向に平行なスロット(14)にコイル(20)を挿入した後、前記各磁性金属片(16)が周方向に徐々にずれるように捻りを与えるスキュー付ステータの製造装置において、
前記ステータコア(11)の一方の端面が載置されるベース(71)と、
前記ベース(71)に取り外し可能であってかつ傾動可能に立設され前記ステータコア(11)の内周にあって前記ステータコア(11)の軸方向に連通する前記スロット(14)に挿通されるピン(74)と、
前記ステータコア(11)の内周に挿入され前記スロット(14)に挿通されたピン(74)の前記スロット(14)からの離脱を防止するセンタポスト(78)と、
前記ステータコア(11)の他方の端面側に位置し前記ピン(74)の先端が係止された操作部材(77)と、
前記操作部材(77)に設けられ前記ステータコア(11)の中心軸を回転中心として前記操作部材(77)を回転させる操作ハンドル(79)と
を備えたスキュー付ステータの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１９６０３３（Ｐ２０１２−１９６０３３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７４１３（Ｐ２０１１−５７４１３）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【出願人】（５９２０５３１０３）株式会社林工業所 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【出願人】（５９２０５３１０３）株式会社林工業所 (4)
【Ｆターム（参考）】
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