ステータの製造方法
【課題】挿入時に絶縁紙がずれにくいステータの製造方法を提供する。
【解決手段】ステータ１０の軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝３１と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチ１と軸方向に進退する第２押込みパンチ５とを有する挿入治具１００を備え、絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部を第１押込みパンチ１で内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、スロット状溝３１とスロット７とを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチ１を内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチ５で軸方向から押込んで、絶縁紙をスロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有する。
【解決手段】ステータ１０の軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝３１と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチ１と軸方向に進退する第２押込みパンチ５とを有する挿入治具１００を備え、絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部を第１押込みパンチ１で内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、スロット状溝３１とスロット７とを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチ１を内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチ５で軸方向から押込んで、絶縁紙をスロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に使用するステータの製造方法に関し、特に、スロット内に挿入されて両端が内周側で重なり合う絶縁紙を有するステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動機や発電機など回転電機のステータには、ステータコアに設けられたスロット内に巻装されるステータコイル外周面とスロット内周面との間に、対地絶縁材である絶縁紙がスロット内周面を包囲するように装着されている。
例えば、特許文献１の技術では、ステータコイルの周囲に巻かれる絶縁紙が、スロット内周面を包囲するように形成され、スロットの内周側の開口にて重なり合うように分断されると共に、この分断された部分が開く方向にスロットの周方向側面に対向する部分にて折り曲げられており、更に両端を重ねられるように幅方向内側に折り曲げられている。そして、スロットの内周側の開口に絶縁紙の開口部分が位置するようにスロット内に絶縁紙を途中まで挿入する工程と、絶縁紙の開口部分からステータコイルを挿入することで、絶縁紙の開口が重なるように閉じる工程とからなるステータの製造方法が開示されている。この方法によれば、幅広の開口部分からステータコイルを容易に挿入することができ、ステータコイルを挿入するだけで絶縁紙の分断されている部分（両端部）を重ね合わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９９３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術は、スロット内の途中に挿入され、分断された部分が開く方向にスロットの周方向側面に対向する部分にて折り曲げられた絶縁紙をステータコイルでスロット内に押込む方法であるので、ステータコイルで押込み、挿入する際に、絶縁紙がスロットからずれる虞があった。
かかる絶縁紙のずれを防止するため、予め絶縁紙をオス型、メス型からなる治具に挿入してから、ステータコアのスロット内に移動する方法が考えられる。例えば、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、オス型１１１でメス型１２１内に絶縁紙Ｚ１１をロ字状に挿入してから、メス型１２１内の絶縁紙Ｚ１１を押出し部材１３１にて軸方向に移動させてステータのスロット内に挿入する方法が考えられる。しかし、この方法では、絶縁紙の両端Ｚ１１１が内周側の開口にて重なり合って開口を閉じているので、オス型１１１をメス型１２１から抜き戻すことができず、オス型１１１が邪魔して絶縁紙Ｚ１１を軸方向に移動させることができない。
一方、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、オス型２１１でメス型２２１内に絶縁紙Ｚ２１をコ字状に挿入し、オス型２１１を抜き戻してから、絶縁紙の両端部Ｚ２１１を折り曲げる方法も考えられるが、この方法では、芯金となるものがないので絶縁紙の両端部Ｚ２１１を強く折り曲げることが難しい。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、両端部が折り曲げられた絶縁紙を治具でガイドしながらステータに挿入することにより、挿入時に絶縁紙がずれにくい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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のステータの製造方法は、次のような構成を有している。
（１）内周側に開口する複数のスロットを有するステータコアと、前記スロット内に挿入されて両端部が内周側で重なり合う絶縁紙と、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイルとを有するステータの製造方法であって、
前記ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチと軸方向に進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、
前記絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で前記絶縁紙の中央部を前記第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、前記絶縁紙を前記スロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、
前記スロット状溝と前記スロットとを軸方向で位置を合わせ、前記第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、前記スロット状溝内へ挿入した前記絶縁紙を前記第２押込みパンチで軸方向から押込んで、前記絶縁紙を前記スロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
（２）（１）に記載されたステータの製造方法において、
前記絶縁紙の中央部に折り目を設けるとともに、前記第１押込みパンチは、板状本体部と該本体部より周方向に太い先端部とを備えることを特徴とする。
（３）（２）に記載されたステータの製造方法において、
前記第１押込みパンチの本体部には、一方の側面から軸方向に向けて先細りとなる傾斜面が形成され、
前記絶縁紙移動工程では、前記絶縁紙の折り返した両端部の内、一方の端部が他方の端部より先行して前記第１押込みパンチの傾斜面から離間して周方向に開くことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
次に、本発明に係るステータの製造方法の作用及び効果について説明する。
（１）内周側に開口する複数のスロットを有するステータコアと、スロット内に挿入されて両端部が内周側で重なり合う絶縁紙と、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイルとを有するステータの製造方法であって、ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチと軸方向に進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部を第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、スロット状溝とスロットとを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチで軸方向から押込んで、絶縁紙をスロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とするので、両端部が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具でガイドしながらステータコアのスロット内に挿入することによって、絶縁紙が挿入時にずれにくい効果を奏する。
【０００９】
具体的には、ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチと軸方向に進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部を第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程を有するので、挿入治具のスロット状溝内に挿入された絶縁紙はコ字状に形成され、その両端部は折り返した状態で維持されている。そのため、絶縁紙をスロット状溝内へ残したまま、第１押込みパンチを内周側に抜き戻すことができる。
また、スロット状溝とスロットとを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチで軸方向から押込んで、絶縁紙をスロット内に移動させる絶縁紙移動工程を有するので、両端部が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具でガイドしながら、正確にスロット内に移動させることができる。この時、第１押込みパンチは内周側に途中まで抜き戻されているので、第２押込みパンチは第１押込みパンチに邪魔されることなく、軸方向に進退できる。
したがって、両端部が内周側で重なり合う絶縁紙を、位置ずれを発生させることなくスロット内に挿入することができる。
【００１０】
（２）（１）に記載されたステータの製造方法において、絶縁紙の中央部に折り目を設けるとともに、第１押込みパンチは、板状本体部と該本体部より周方向に太い先端部とを備えることを特徴とするので、絶縁紙の側面（中央部の折り目から両端部の折り目までの間）は、押込みパンチの本体部側面寄りに湾曲する湾曲面を形成する。そのため、絶縁紙の側面が挿入治具のスロット状溝に摺接することなく、絶縁紙を挿入治具のスロット状溝内に挿入することができる。
したがって、絶縁紙の側面にスロット状溝からの摩擦抵抗を受けることがないので、絶縁紙を挿入する際、絶縁紙の位置ずれを発生させる可能性が一層減少する。
【００１１】
（３）（２）に記載されたステータの製造方法において、第１押込みパンチの本体部には、一方の側面から軸方向に向けて先細りとなる傾斜面が形成され、絶縁紙移動工程では、絶縁紙の折り返した両端部の内、一方の端部が他方の端部より先行して第１押込みパンチの傾斜面から離間して周方向に開くことを特徴とするので、絶縁紙の両端部は、絶縁紙がステータコアのスロット内に移動するときに、互いに干渉することなく内周側に開いて、重なり合うことができる。そのため、絶縁紙は、両端部が内周側で重なり合うので、横断面においてロ字状を確実に形成することができる。
したがって、絶縁紙による信頼性の高い絶縁性能をステータコア等とステータコイルとの間で確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施形態であるステータの部分斜視図である。
【図２】図１のスロット内に挿入される絶縁紙の斜視図である。
【図３】図２に示す絶縁紙のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２に示す絶縁紙のカフス折り方法を示す説明図である。
【図５】図２に示す絶縁紙の両端折り返し方法を示す説明図である。
【図６】本発明に係る実施形態であるステータの製造方法に使用する挿入治具の動作説明用の模式図である。
【図７】図６におけるステータ状溝内に絶縁紙を挿入したときの拡大図である。
【図８】絶縁紙をステータのスロット内に移動させる方法を示す説明図である。
【図９】スロット内に絶縁紙を移動させるときの斜視図である。
【図１０】ステータのスロット内に絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。
【図１１】メス型内に両端部を折り曲げた絶縁紙を挿入する説明図である。
【図１２】メス型内に絶縁紙を挿入してから両端部を折り曲げる方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係るステータの製造方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明に係る実施形態であるステータの部分斜視図を示す。
図１に示すように、ステータ１０は軸方向と径方向に所定の厚みを有するドーナツ状をなしている。そのステータコア８には、内周側に開口を有する複数のスロット７が、軸方向へ貫通するように形成されている。スロット７には、断面矩形状のステータコイル９が複数積層されて巻装されている。ステータコア８とステータコイル９との対地絶縁性能を確保するため、スロット７の内周面には、横断面がロ字状に内周側の両端部が重ね合わされた絶縁紙Ｚが介装されている。絶縁紙Ｚは、車両用回転電機を小型化、高出力化するために必要な絶縁性能を高める重要な役割を担っている。
【００１４】
本実施形態では、絶縁紙を切断後に予備成形してから、挿入治具内に挿入する絶縁紙挿入工程と、挿入治具内に挿入した絶縁紙を軸方向から移動してステータコアのスロット内に挿入する絶縁紙移動工程とを有する。ここでは、絶縁紙の構造を説明した上で、絶縁紙の切断・予備成形、挿入治具内への絶縁紙挿入、スロット内への絶縁紙移動の順で説明する。
【００１５】
＜絶縁紙の構造＞
本実施形態の絶縁紙は、内周側の両端部が径方向で重なり、横断面が略ロ字状をなしている。図２に、図１のスロット内に挿入される絶縁紙の斜視図を示す。また、図３に、図２に示す絶縁紙のＢ−Ｂ断面図を示す。
図２、図３に示すように、絶縁紙Ｚは、軸方向の上下端Ｚ１６、Ｚ１７が所定の幅でカフス折りされている。カフス折りされた上下端Ｚ１６、Ｚ１７がステータコア８の上下端から突出することで、沿面放電を起こし難くするとともに、スロット７内での絶縁紙Ｚの上下動を防止している。
【００１６】
また、絶縁紙Ｚは、両側面Ｚ１３、Ｚ１５が中央部Ｚ１４を中心に内周側へコ字状に折り曲げられている。両側面Ｚ１３、Ｚ１５の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、更にステータコイル９を包囲するように折り曲げられ、径方向で重ね合わされている。径方向で両端部を重ね合わせることで、ステータコイルの周囲を絶縁紙で包囲して、ステータコアとロータとの絶縁性能を高めている。
両端部Ｚ１１、Ｚ１２の内、径方向内側に位置する端部Ｚ１２（一方の端部）は、径方向外側に位置する端部Ｚ１１（他方の端部）よりも周方向の長さが長い。また、両側面Ｚ１３、Ｚ１５の内、一方の端部Ｚ１２に連続する側面（一方の側面）Ｚ１３は、他方の端部Ｚ１１に連続する側面（他方の側面）Ｚ１５よりも、径方向の長さが長い。
この両端部Ｚ１１、Ｚ１２と両側面Ｚ１３、Ｚ１５の上記長さに差を設けることで、絶縁紙Ｚをスロット７内へ挿入する時、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が折り返し状態から開く際に、互いに干渉し合わないようにしている。
【００１７】
また、中央部Ｚ１４と両側面Ｚ１３、Ｚ１５と両端部Ｚ１１、Ｚ１２との各折り曲げは、直角に折り曲げられて、折り曲げ線ＺＬ１〜ＺＬ４が形成されている。直角に折り曲げることで、ステータコイル９の占積率を高めている。
絶縁紙には、０．２ｍｍ厚程度のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用いている。上記フィルムの両側から不織布を接着して三層構造とするとすべり性が向上する。そのため、絶縁紙を後述する挿入治具に押込む際に、挿入治具との摩擦抵抗が減少して、位置ずれし難い効果を奏する。
【００１８】
＜絶縁紙の切断・予備成形＞
絶縁紙は、ロール状に巻いたコイルを所定の長さに切断するとともに、必要な箇所を予備成形する。また、折り曲げ線に沿って折り目を形成する。図４に、図２に示す絶縁紙のカフス折り方法の説明図を示す。また、図５に、図２に示す絶縁紙の両端折り返し方法の説明図を示す。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ロール状に巻かれた絶縁紙のコイルＺＣから、巻き戻しながら上下端を所定の幅にカフス折りする。上下端Ｚ１６、Ｚ１７をカフス折りした状態で、所定の長さに切断する。カフス折りする方向は、ステータコイル９との接触面と反対方向である。
図５（ａ）に示すように、所定の長さに切断された絶縁紙には、折り曲げ線に沿って折り目ＺＬ１〜ＺＬ４を形成する。その後、図５（ｂ）に示すように、両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、ステータコイル９との接触面側に重なるように、３次元曲げ型２０を用いて、１８０度折り返している。１８０度折り返すことにより、両端部Ｚ１１、Ｚ１２の折り癖を強く付けることができる。図５（ｃ）に示すように、予備成形された絶縁紙ＺＹ１は、上下端Ｚ１６、Ｚ１７がステータコイルとの接触面と反対方向にカフス折りされ、両端部Ｚ１１、Ｚ１２がステータコイルとの接触面側に１８０度折り返されている。
【００１９】
＜挿入治具内への絶縁紙挿入＞
予備成形された絶縁紙ＺＹ１は、以下に説明する挿入治具に挿入する。図６に、本発明に係る実施形態であるステータの製造方法に使用する挿入治具の動作説明用の模式図を示す。図６（ａ）に、予備成形された絶縁紙をオス型とメス型との間にセットした状態を示し、図６（ｂ）に、オス型をメス型に近接させて絶縁紙を山形に成形した状態を示し、図６（ｃ）に、第１押込みパンチを進出させて絶縁紙をスロット状溝内に挿入した状態を示し、図６（ｄ）に、第１押込みパンチを途中まで抜き戻した状態を示し、図６（ｅ）に、第２押込みパンチで絶縁紙を軸方向に移動させる状態を示す。図７に、図６（ｃ）におけるステータ状溝内に絶縁紙を挿入したときの拡大図を示す。
【００２０】
図６（ａ）（ｅ）に示すように、挿入治具１００は、第１押込みパンチ１、オス型２、絶縁紙格納部３、メス型４、第２押込みパンチ５を有している。
オス型２には、平坦な頂部２３と該頂部から裾広がりに傾斜する凸傾斜部２２と頂部２３の中央を径方向に貫通する溝部２１とが形成されている。溝部２１には、第１押込みパンチ１が頂部２３に先端を揃えて嵌合されている。第１押込みパンチ１は、板状の本体部１１と該本体部より太い台形状先端部１２を備えている。
メス型４には、中央を第１押込みパンチ１が径方向に貫通する溝部４１とオス型２の凸傾斜部２２を迎え入れる凹傾斜部４２とが形成されている。メス型４の背面には、絶縁紙格納部３が連結されている。絶縁紙格納部３には、ステータに形成されたスロット溝と周方向の溝幅及び径方向の奥行きが略同一形状を有するスロット状溝３１が、形成されている。スロット状溝３１は、第１押込みパンチが径方向に貫通する溝部４１と連通している。なお、スロット状溝３１の溝幅は、溝部４１の溝幅よりも広い。
スロット状溝３１の両側面には、底面３４寄りに４本の切欠き溝３３Ａ１、３３Ａ２、３３Ｂ１、３３Ｂ２が左右対称に形成されている。切欠き溝３３Ａ１、３３Ａ２、３３Ｂ１、３３Ｂ２は、後述する第２押込みパンチ５の凸ピン５２が軸方向に通過する溝である。
【００２１】
図６（ａ）に示すように、オス型２とメス型４は予備成形された絶縁紙ＺＹ１を挟んで離間している。絶縁紙ＺＹ１は、図示しない絶縁紙保持部６によって径方向に対して垂直に保持されている。
その後、図６（ｂ）に示すように、オス型２を矢印Ｆ方向に移動させて、メス型４に近接させる。メス型４の凹傾斜部４２にオス型２の凸傾斜部２２の一部を迎え入れる。メス型４の凹傾斜部４２とオス型２の凸傾斜部２２の間で、絶縁紙ＺＹ２は山形に成形される。そのとき、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、１８０度に折り返されたままである。
次に、図６（ｃ）、図７に示すように、第１押込みパンチ１を矢印Ｐ方向に移動させ、先端部１２がメス型４の溝部４１を通過して、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内に進入する。第１押込みパンチ１の先端部１２に押された絶縁紙の中央部Ｚ１４は、スロット状溝の底面３４に当接する。絶縁紙ＺＹ３は、スロット状溝内でコ字状断面に成形されるが、絶縁紙ＺＹ３の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、先端が第１押込みパンチ１の本体部１１の両側面１１Ａ、１１Ｂに規制されて、折り曲げ線ＺＬ１、ＺＬ２で１８０度折り返された状態のままになっている。
【００２２】
ここで、第１押込みパンチ１の先端部１２の厚みｔ２は、板状本体部１１の厚みｔ１より大きい。先端部１２は、絶縁紙の中央部Ｚ１４と当接する先端面１２Ｃと先端面から本体部の両側面１１Ａ、１１Ｂに向けて傾斜する傾斜面１２Ａ、１２Ｂとを備えている。また、絶縁紙の中央部Ｚ１４には、折り曲げ線ＺＬ１３、ＺＬ１４に沿って、予め折り目が形成されている。したがって、第１押込みパンチ１の先端部１２に押された絶縁紙ＺＹ３の側面Ｚ１３、Ｚ１５は、折り曲げ線ＺＬ１３、ＺＬ１４を起点にして第１押込みパンチ１の本体部１１の両側面１１Ａ、１１Ｂ寄りに湾曲する。絶縁紙ＺＹ３の側面Ｚ１３、Ｚ１５が本体部の両側面寄りに湾曲するので、第１押込みパンチ１で絶縁紙ＺＹ３を押込む際に、絶縁紙ＺＹ３の側面Ｚ１３、Ｚ１５はスロット状溝３１の側壁３１Ａ、３１Ｂと接触せず、挿入時に摩擦抵抗を受けることがない。
次に、図６（ｄ）に示すように、第１押込みパンチ１を矢印Ｒ方向に移動させ、先端部１２の根元が絶縁紙ＺＹ３の両端部に当接する位置まで抜き戻す。第１押込みパンチ１を抜き戻すことにより、後述する第２押込みパンチ５の挿入空間を設けている。この状態においても、絶縁紙ＺＹ３の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、第１押込みパンチ１に規制されて１８０度折り返された状態が維持されている。
また、メス型４の溝部４１の溝幅は、スロット状溝３１の溝幅よりも狭いので、絶縁紙ＺＹ３は、溝部４１の肩部で止められて、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内にそのまま残置される。
【００２３】
＜スロット内への絶縁紙移動＞
次に、図６（ｅ）に示すように、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内にそのまま残置される絶縁紙ＺＹ３を、第２押込みパンチ５が紙面垂直方向（軸方向）に移動して、ステータコア８のスロット７内に挿入させる。絶縁紙ＺＹ３は、カフス折りされた一端が、第２押込みパンチ５の先端部で突出した凸ピン５２によって押されることで移動する。このとき、第１押込みパンチ１の先端部１２が絶縁紙ＺＹ３の両端部Ｚ１１、Ｚ１２に当接する位置まで抜き戻されているので、第２押込みパンチ５は、第１押込みパンチ１と干渉することなく、軸方向に進入することができる。
【００２４】
ここで、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内に残置された絶縁紙ＺＹ３を、ステータのスロット内に移動させつつ、両端部を周方向に開く方法を説明する。図８に、絶縁紙をステータのスロット内に移動させる方法の説明図を示す。図８（ａ）は、移動前の状態を示し、図８（ｂ）は、移動途中の状態を示し、図８（ｃ）は、移動後の状態を示す。図９に、スロット内に絶縁紙を移動させるときの斜視図を示す。なお、図８には、絶縁紙の両端部が周方向に開く様子を見やすくするため、ステータ及びスロットの形状を省略している。
図８（ａ）に示すように、第１押込みパンチ１の本体部には、一方の側面１１Ｂから軸方向下端に向けて先細りとなる傾斜面１１Ｃが形成されている。傾斜面Ｃの傾斜角Ｋは、絶縁紙の両端部が周方向に開くときの時間差を設けるために設定され、傾斜角Ｋが小さいほど時間差が大きくなる。他方の側面１１Ａには傾斜面が存在しない。一方の側面１１Ｂにのみ傾斜面１１Ｃが形成されているため、図８（ｂ）（ｃ）、図９に示すように、第２押込みパンチ５を矢印Ｖの方向に移動して、スロット内に絶縁紙ＺＹ４を挿入させるとき、絶縁紙の折り返した両端部Ｚ１１、Ｚ１２が第１押込みパンチ１の本体部側面１１Ａ、１１Ｂに摺接しながら移動した後、折り返した両端部の内、一方の端部Ｚ１２が他方の端部Ｚ１１より先行して第１押込みパンチ１の傾斜面１１Ｃから離間して周方向に開くことになる。つまり、一方の端部Ｚ１２が周方向に開く位置において、対向する位置の他方の端部Ｚ１１は、まだ他方の側面１１Ａに規制されて１８０度折り返された状態のままである。したがって、一方の端部Ｚ１２と他方の端部Ｚ１１は、時間差をもって周方向に開くことになる。絶縁紙の両端部が、このように時間差をもって周方向に開くので、周方向の長さが長くても、両端部は互いに干渉することなく開き、径方向で重ね合わせることができる。
【００２５】
以上の動作を各スロット毎に繰り返すことによって、図１０に示すように、挿入治具１００を用いて、絶縁紙Ｚをステータコア８の複数ある各スロット７内に挿入することができる。また、その後、図１に示すように、スロット７内には、断面矩形状のステータコイル９が複数積層されて巻装されることで、スロット７の内周面には、横断面がロ字状に内周側の両端部が重ね合わされた絶縁紙Ｚが介装されているステータを製造することができる。
【００２６】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るステータの製造方法によれば、内周側に開口する複数のスロット７を有するステータコア８と、スロット７内に挿入されて両端部Ｚ１１、Ｚ１２が内周側で重なり合う絶縁紙Ｚと、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイル９とを有するステータ１０の製造方法であって、ステータ１０の軸方向上方に位置し、内周側に開口したスロット状溝３１と該スロット状溝３１内へ径方向に進退する第１押込みパンチ１と軸方向に進退する第２押込みパンチ５とを有する挿入治具１００を備え、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部Ｚ１４を第１押込みパンチ１で内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、スロット状溝３１とスロット７とを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチ１を内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチ５で軸方向上方から下方へ押込んで、絶縁紙をスロット７内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とするので、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具１００でガイドしながらステータコア８のスロット７内に挿入することによって、絶縁紙が挿入時にずれにくい効果を奏する。
【００２７】
具体的には、ステータ１０の軸方向上方に位置し、内周側に開口したスロット状溝３１と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチ１と軸方向に進退する第２押込みパンチ５とを有する挿入治具１００を備え、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部Ｚ１４を第１押込みパンチ１で内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝３１内へ挿入する絶縁紙挿入工程を有するので、挿入治具のスロット状溝３１内に挿入された絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は折り返した状態で維持されている。そのため、絶縁紙をスロット状溝３１内へ残したまま、第１押込みパンチ１を内周側に抜き戻すことができる。
また、スロット状溝３１とスロット７とを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチ１を内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝３１内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチ５で軸方向上方から下方へ押込んで、絶縁紙をスロット７内に移動させる絶縁紙移動工程を有するので、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具１００でガイドしながら、正確にスロット７内に移動させることができる。この時、第１押込みパンチ１は内周側に途中まで抜き戻されているので、第２押込みパンチ５は第１押込みパンチ１に邪魔されることなく、軸方向に進退できる。
したがって、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が内周側で重なり合う絶縁紙を、位置ずれを発生させにくい状態で、スロット７内に挿入することができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、絶縁紙の中央部Ｚ１４に折り目ＺＬ３、ＺＬ４を設けるとともに、第１押込みパンチ１は、板状本体部１１と該本体部より周方向に太い先端部１２とを備えることを特徴とするので、絶縁紙の側面Ｚ１３、Ｚ１５（中央部の折り目から両端部の折り目までの間）は、第１押込みパンチ１の本体部側面１１Ａ、１１Ｂ寄りに湾曲する湾曲面を形成する。そのため、絶縁紙の側面が挿入治具１００のスロット状溝３１に摺接することなく、絶縁紙を挿入治具のスロット状溝内に挿入することができる。
したがって、絶縁紙の側面Ｚ１３、Ｚ１５にスロット状溝３１からの摩擦抵抗を受けることがないので、絶縁紙を挿入する際、絶縁紙の位置ずれを発生させる可能性が一層減少する。
【００２９】
また、本実施形態によれば、第１押込みパンチ１の本体部１１には、一方の側面１１Ｂから軸方向下端に向けて先細りとなる傾斜面１１Ｃが形成され、絶縁紙移動工程では、絶縁紙の折り返した両端部Ｚ１１、Ｚ１２が第１押込みパンチ１の本体部側面１１Ａ、１１Ｂに摺接しながら移動し、折り返した両端部の内、一方の端部Ｚ１２が他方の端部Ｚ１１より先行して第１押込みパンチ１の傾斜面１１Ｃから離間して周方向に開くことを特徴とするので、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、絶縁紙をステータコア８のスロット７内に移動するときに、互いに干渉することなく内周側に開いて、重なり合うことができる。そのため、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２の幅が長くても内周側で重なり合うので、絶縁紙の横断面においてロ字状を確実に形成することができる。
したがって、絶縁紙による信頼性の高い絶縁性能をステータコア８等とステータコイル９との間で確保することができる。
【００３０】
上述した本実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。
例えば、本実施形態では第１押込みパンチ１の先端部１２を本体部１１より太くしたが、先端部１２と本体部１１とを同一の厚さとしてもよい。絶縁紙の中央部には、予め、折り目を付けているので、中央部の折り目より内側を第１押込みパンチの先端部が押しても、折り目の付いた折り曲げ線から本体部側面寄りに湾曲するので、絶縁紙を挿入治具に挿入する際の摩擦抵抗は、あまり増大しないからである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、特に電気自動車やハイブリッド自動車等に用いる車両用回転電機に使用するステータの製造方法として利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１ 第１押込みパンチ
２ オス型
３ 絶縁紙格納部
４ メス型
５ 第２押込みパンチ
６ 絶縁紙保持部
７ スロット
８ ステータコア
９ ステータコイル
１０ ステータ
１１ 第１押込みパンチの本体部
１２ 第１押込みパンチの先端部
２０ ３次元曲げ型
３１ スロット状溝
１１Ｃ 第１押込みパンチの本体部に形成された傾斜面
１００ 挿入治具
Ｚ 絶縁紙
Ｚ１１、Ｚ１２ 絶縁紙の両端部
Ｚ１４ 絶縁紙の中央部
ＺＹ１ 予備成形した絶縁紙
ＺＹ２〜４ 押込み途中の絶縁紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に使用するステータの製造方法に関し、特に、スロット内に挿入されて両端が内周側で重なり合う絶縁紙を有するステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動機や発電機など回転電機のステータには、ステータコアに設けられたスロット内に巻装されるステータコイル外周面とスロット内周面との間に、対地絶縁材である絶縁紙がスロット内周面を包囲するように装着されている。
例えば、特許文献１の技術では、ステータコイルの周囲に巻かれる絶縁紙が、スロット内周面を包囲するように形成され、スロットの内周側の開口にて重なり合うように分断されると共に、この分断された部分が開く方向にスロットの周方向側面に対向する部分にて折り曲げられており、更に両端を重ねられるように幅方向内側に折り曲げられている。そして、スロットの内周側の開口に絶縁紙の開口部分が位置するようにスロット内に絶縁紙を途中まで挿入する工程と、絶縁紙の開口部分からステータコイルを挿入することで、絶縁紙の開口が重なるように閉じる工程とからなるステータの製造方法が開示されている。この方法によれば、幅広の開口部分からステータコイルを容易に挿入することができ、ステータコイルを挿入するだけで絶縁紙の分断されている部分（両端部）を重ね合わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９９３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術は、スロット内の途中に挿入され、分断された部分が開く方向にスロットの周方向側面に対向する部分にて折り曲げられた絶縁紙をステータコイルでスロット内に押込む方法であるので、ステータコイルで押込み、挿入する際に、絶縁紙がスロットからずれる虞があった。
かかる絶縁紙のずれを防止するため、予め絶縁紙をオス型、メス型からなる治具に挿入してから、ステータコアのスロット内に移動する方法が考えられる。例えば、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、オス型１１１でメス型１２１内に絶縁紙Ｚ１１をロ字状に挿入してから、メス型１２１内の絶縁紙Ｚ１１を押出し部材１３１にて軸方向に移動させてステータのスロット内に挿入する方法が考えられる。しかし、この方法では、絶縁紙の両端Ｚ１１１が内周側の開口にて重なり合って開口を閉じているので、オス型１１１をメス型１２１から抜き戻すことができず、オス型１１１が邪魔して絶縁紙Ｚ１１を軸方向に移動させることができない。
一方、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、オス型２１１でメス型２２１内に絶縁紙Ｚ２１をコ字状に挿入し、オス型２１１を抜き戻してから、絶縁紙の両端部Ｚ２１１を折り曲げる方法も考えられるが、この方法では、芯金となるものがないので絶縁紙の両端部Ｚ２１１を強く折り曲げることが難しい。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、両端部が折り曲げられた絶縁紙を治具でガイドしながらステータに挿入することにより、挿入時に絶縁紙がずれにくい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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のステータの製造方法は、次のような構成を有している。
（１）内周側に開口する複数のスロットを有するステータコアと、前記スロット内に挿入されて両端部が内周側で重なり合う絶縁紙と、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイルとを有するステータの製造方法であって、
前記ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチと軸方向に進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、
前記絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で前記絶縁紙の中央部を前記第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、前記絶縁紙を前記スロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、
前記スロット状溝と前記スロットとを軸方向で位置を合わせ、前記第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、前記スロット状溝内へ挿入した前記絶縁紙を前記第２押込みパンチで軸方向から押込んで、前記絶縁紙を前記スロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
（２）（１）に記載されたステータの製造方法において、
前記絶縁紙の中央部に折り目を設けるとともに、前記第１押込みパンチは、板状本体部と該本体部より周方向に太い先端部とを備えることを特徴とする。
（３）（２）に記載されたステータの製造方法において、
前記第１押込みパンチの本体部には、一方の側面から軸方向に向けて先細りとなる傾斜面が形成され、
前記絶縁紙移動工程では、前記絶縁紙の折り返した両端部の内、一方の端部が他方の端部より先行して前記第１押込みパンチの傾斜面から離間して周方向に開くことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
次に、本発明に係るステータの製造方法の作用及び効果について説明する。
（１）内周側に開口する複数のスロットを有するステータコアと、スロット内に挿入されて両端部が内周側で重なり合う絶縁紙と、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイルとを有するステータの製造方法であって、ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチと軸方向に進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部を第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、スロット状溝とスロットとを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチで軸方向から押込んで、絶縁紙をスロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とするので、両端部が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具でガイドしながらステータコアのスロット内に挿入することによって、絶縁紙が挿入時にずれにくい効果を奏する。
【０００９】
具体的には、ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチと軸方向に進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部を第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程を有するので、挿入治具のスロット状溝内に挿入された絶縁紙はコ字状に形成され、その両端部は折り返した状態で維持されている。そのため、絶縁紙をスロット状溝内へ残したまま、第１押込みパンチを内周側に抜き戻すことができる。
また、スロット状溝とスロットとを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチで軸方向から押込んで、絶縁紙をスロット内に移動させる絶縁紙移動工程を有するので、両端部が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具でガイドしながら、正確にスロット内に移動させることができる。この時、第１押込みパンチは内周側に途中まで抜き戻されているので、第２押込みパンチは第１押込みパンチに邪魔されることなく、軸方向に進退できる。
したがって、両端部が内周側で重なり合う絶縁紙を、位置ずれを発生させることなくスロット内に挿入することができる。
【００１０】
（２）（１）に記載されたステータの製造方法において、絶縁紙の中央部に折り目を設けるとともに、第１押込みパンチは、板状本体部と該本体部より周方向に太い先端部とを備えることを特徴とするので、絶縁紙の側面（中央部の折り目から両端部の折り目までの間）は、押込みパンチの本体部側面寄りに湾曲する湾曲面を形成する。そのため、絶縁紙の側面が挿入治具のスロット状溝に摺接することなく、絶縁紙を挿入治具のスロット状溝内に挿入することができる。
したがって、絶縁紙の側面にスロット状溝からの摩擦抵抗を受けることがないので、絶縁紙を挿入する際、絶縁紙の位置ずれを発生させる可能性が一層減少する。
【００１１】
（３）（２）に記載されたステータの製造方法において、第１押込みパンチの本体部には、一方の側面から軸方向に向けて先細りとなる傾斜面が形成され、絶縁紙移動工程では、絶縁紙の折り返した両端部の内、一方の端部が他方の端部より先行して第１押込みパンチの傾斜面から離間して周方向に開くことを特徴とするので、絶縁紙の両端部は、絶縁紙がステータコアのスロット内に移動するときに、互いに干渉することなく内周側に開いて、重なり合うことができる。そのため、絶縁紙は、両端部が内周側で重なり合うので、横断面においてロ字状を確実に形成することができる。
したがって、絶縁紙による信頼性の高い絶縁性能をステータコア等とステータコイルとの間で確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施形態であるステータの部分斜視図である。
【図２】図１のスロット内に挿入される絶縁紙の斜視図である。
【図３】図２に示す絶縁紙のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２に示す絶縁紙のカフス折り方法を示す説明図である。
【図５】図２に示す絶縁紙の両端折り返し方法を示す説明図である。
【図６】本発明に係る実施形態であるステータの製造方法に使用する挿入治具の動作説明用の模式図である。
【図７】図６におけるステータ状溝内に絶縁紙を挿入したときの拡大図である。
【図８】絶縁紙をステータのスロット内に移動させる方法を示す説明図である。
【図９】スロット内に絶縁紙を移動させるときの斜視図である。
【図１０】ステータのスロット内に絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。
【図１１】メス型内に両端部を折り曲げた絶縁紙を挿入する説明図である。
【図１２】メス型内に絶縁紙を挿入してから両端部を折り曲げる方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係るステータの製造方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明に係る実施形態であるステータの部分斜視図を示す。
図１に示すように、ステータ１０は軸方向と径方向に所定の厚みを有するドーナツ状をなしている。そのステータコア８には、内周側に開口を有する複数のスロット７が、軸方向へ貫通するように形成されている。スロット７には、断面矩形状のステータコイル９が複数積層されて巻装されている。ステータコア８とステータコイル９との対地絶縁性能を確保するため、スロット７の内周面には、横断面がロ字状に内周側の両端部が重ね合わされた絶縁紙Ｚが介装されている。絶縁紙Ｚは、車両用回転電機を小型化、高出力化するために必要な絶縁性能を高める重要な役割を担っている。
【００１４】
本実施形態では、絶縁紙を切断後に予備成形してから、挿入治具内に挿入する絶縁紙挿入工程と、挿入治具内に挿入した絶縁紙を軸方向から移動してステータコアのスロット内に挿入する絶縁紙移動工程とを有する。ここでは、絶縁紙の構造を説明した上で、絶縁紙の切断・予備成形、挿入治具内への絶縁紙挿入、スロット内への絶縁紙移動の順で説明する。
【００１５】
＜絶縁紙の構造＞
本実施形態の絶縁紙は、内周側の両端部が径方向で重なり、横断面が略ロ字状をなしている。図２に、図１のスロット内に挿入される絶縁紙の斜視図を示す。また、図３に、図２に示す絶縁紙のＢ−Ｂ断面図を示す。
図２、図３に示すように、絶縁紙Ｚは、軸方向の上下端Ｚ１６、Ｚ１７が所定の幅でカフス折りされている。カフス折りされた上下端Ｚ１６、Ｚ１７がステータコア８の上下端から突出することで、沿面放電を起こし難くするとともに、スロット７内での絶縁紙Ｚの上下動を防止している。
【００１６】
また、絶縁紙Ｚは、両側面Ｚ１３、Ｚ１５が中央部Ｚ１４を中心に内周側へコ字状に折り曲げられている。両側面Ｚ１３、Ｚ１５の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、更にステータコイル９を包囲するように折り曲げられ、径方向で重ね合わされている。径方向で両端部を重ね合わせることで、ステータコイルの周囲を絶縁紙で包囲して、ステータコアとロータとの絶縁性能を高めている。
両端部Ｚ１１、Ｚ１２の内、径方向内側に位置する端部Ｚ１２（一方の端部）は、径方向外側に位置する端部Ｚ１１（他方の端部）よりも周方向の長さが長い。また、両側面Ｚ１３、Ｚ１５の内、一方の端部Ｚ１２に連続する側面（一方の側面）Ｚ１３は、他方の端部Ｚ１１に連続する側面（他方の側面）Ｚ１５よりも、径方向の長さが長い。
この両端部Ｚ１１、Ｚ１２と両側面Ｚ１３、Ｚ１５の上記長さに差を設けることで、絶縁紙Ｚをスロット７内へ挿入する時、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が折り返し状態から開く際に、互いに干渉し合わないようにしている。
【００１７】
また、中央部Ｚ１４と両側面Ｚ１３、Ｚ１５と両端部Ｚ１１、Ｚ１２との各折り曲げは、直角に折り曲げられて、折り曲げ線ＺＬ１〜ＺＬ４が形成されている。直角に折り曲げることで、ステータコイル９の占積率を高めている。
絶縁紙には、０．２ｍｍ厚程度のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用いている。上記フィルムの両側から不織布を接着して三層構造とするとすべり性が向上する。そのため、絶縁紙を後述する挿入治具に押込む際に、挿入治具との摩擦抵抗が減少して、位置ずれし難い効果を奏する。
【００１８】
＜絶縁紙の切断・予備成形＞
絶縁紙は、ロール状に巻いたコイルを所定の長さに切断するとともに、必要な箇所を予備成形する。また、折り曲げ線に沿って折り目を形成する。図４に、図２に示す絶縁紙のカフス折り方法の説明図を示す。また、図５に、図２に示す絶縁紙の両端折り返し方法の説明図を示す。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ロール状に巻かれた絶縁紙のコイルＺＣから、巻き戻しながら上下端を所定の幅にカフス折りする。上下端Ｚ１６、Ｚ１７をカフス折りした状態で、所定の長さに切断する。カフス折りする方向は、ステータコイル９との接触面と反対方向である。
図５（ａ）に示すように、所定の長さに切断された絶縁紙には、折り曲げ線に沿って折り目ＺＬ１〜ＺＬ４を形成する。その後、図５（ｂ）に示すように、両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、ステータコイル９との接触面側に重なるように、３次元曲げ型２０を用いて、１８０度折り返している。１８０度折り返すことにより、両端部Ｚ１１、Ｚ１２の折り癖を強く付けることができる。図５（ｃ）に示すように、予備成形された絶縁紙ＺＹ１は、上下端Ｚ１６、Ｚ１７がステータコイルとの接触面と反対方向にカフス折りされ、両端部Ｚ１１、Ｚ１２がステータコイルとの接触面側に１８０度折り返されている。
【００１９】
＜挿入治具内への絶縁紙挿入＞
予備成形された絶縁紙ＺＹ１は、以下に説明する挿入治具に挿入する。図６に、本発明に係る実施形態であるステータの製造方法に使用する挿入治具の動作説明用の模式図を示す。図６（ａ）に、予備成形された絶縁紙をオス型とメス型との間にセットした状態を示し、図６（ｂ）に、オス型をメス型に近接させて絶縁紙を山形に成形した状態を示し、図６（ｃ）に、第１押込みパンチを進出させて絶縁紙をスロット状溝内に挿入した状態を示し、図６（ｄ）に、第１押込みパンチを途中まで抜き戻した状態を示し、図６（ｅ）に、第２押込みパンチで絶縁紙を軸方向に移動させる状態を示す。図７に、図６（ｃ）におけるステータ状溝内に絶縁紙を挿入したときの拡大図を示す。
【００２０】
図６（ａ）（ｅ）に示すように、挿入治具１００は、第１押込みパンチ１、オス型２、絶縁紙格納部３、メス型４、第２押込みパンチ５を有している。
オス型２には、平坦な頂部２３と該頂部から裾広がりに傾斜する凸傾斜部２２と頂部２３の中央を径方向に貫通する溝部２１とが形成されている。溝部２１には、第１押込みパンチ１が頂部２３に先端を揃えて嵌合されている。第１押込みパンチ１は、板状の本体部１１と該本体部より太い台形状先端部１２を備えている。
メス型４には、中央を第１押込みパンチ１が径方向に貫通する溝部４１とオス型２の凸傾斜部２２を迎え入れる凹傾斜部４２とが形成されている。メス型４の背面には、絶縁紙格納部３が連結されている。絶縁紙格納部３には、ステータに形成されたスロット溝と周方向の溝幅及び径方向の奥行きが略同一形状を有するスロット状溝３１が、形成されている。スロット状溝３１は、第１押込みパンチが径方向に貫通する溝部４１と連通している。なお、スロット状溝３１の溝幅は、溝部４１の溝幅よりも広い。
スロット状溝３１の両側面には、底面３４寄りに４本の切欠き溝３３Ａ１、３３Ａ２、３３Ｂ１、３３Ｂ２が左右対称に形成されている。切欠き溝３３Ａ１、３３Ａ２、３３Ｂ１、３３Ｂ２は、後述する第２押込みパンチ５の凸ピン５２が軸方向に通過する溝である。
【００２１】
図６（ａ）に示すように、オス型２とメス型４は予備成形された絶縁紙ＺＹ１を挟んで離間している。絶縁紙ＺＹ１は、図示しない絶縁紙保持部６によって径方向に対して垂直に保持されている。
その後、図６（ｂ）に示すように、オス型２を矢印Ｆ方向に移動させて、メス型４に近接させる。メス型４の凹傾斜部４２にオス型２の凸傾斜部２２の一部を迎え入れる。メス型４の凹傾斜部４２とオス型２の凸傾斜部２２の間で、絶縁紙ＺＹ２は山形に成形される。そのとき、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、１８０度に折り返されたままである。
次に、図６（ｃ）、図７に示すように、第１押込みパンチ１を矢印Ｐ方向に移動させ、先端部１２がメス型４の溝部４１を通過して、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内に進入する。第１押込みパンチ１の先端部１２に押された絶縁紙の中央部Ｚ１４は、スロット状溝の底面３４に当接する。絶縁紙ＺＹ３は、スロット状溝内でコ字状断面に成形されるが、絶縁紙ＺＹ３の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、先端が第１押込みパンチ１の本体部１１の両側面１１Ａ、１１Ｂに規制されて、折り曲げ線ＺＬ１、ＺＬ２で１８０度折り返された状態のままになっている。
【００２２】
ここで、第１押込みパンチ１の先端部１２の厚みｔ２は、板状本体部１１の厚みｔ１より大きい。先端部１２は、絶縁紙の中央部Ｚ１４と当接する先端面１２Ｃと先端面から本体部の両側面１１Ａ、１１Ｂに向けて傾斜する傾斜面１２Ａ、１２Ｂとを備えている。また、絶縁紙の中央部Ｚ１４には、折り曲げ線ＺＬ１３、ＺＬ１４に沿って、予め折り目が形成されている。したがって、第１押込みパンチ１の先端部１２に押された絶縁紙ＺＹ３の側面Ｚ１３、Ｚ１５は、折り曲げ線ＺＬ１３、ＺＬ１４を起点にして第１押込みパンチ１の本体部１１の両側面１１Ａ、１１Ｂ寄りに湾曲する。絶縁紙ＺＹ３の側面Ｚ１３、Ｚ１５が本体部の両側面寄りに湾曲するので、第１押込みパンチ１で絶縁紙ＺＹ３を押込む際に、絶縁紙ＺＹ３の側面Ｚ１３、Ｚ１５はスロット状溝３１の側壁３１Ａ、３１Ｂと接触せず、挿入時に摩擦抵抗を受けることがない。
次に、図６（ｄ）に示すように、第１押込みパンチ１を矢印Ｒ方向に移動させ、先端部１２の根元が絶縁紙ＺＹ３の両端部に当接する位置まで抜き戻す。第１押込みパンチ１を抜き戻すことにより、後述する第２押込みパンチ５の挿入空間を設けている。この状態においても、絶縁紙ＺＹ３の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、第１押込みパンチ１に規制されて１８０度折り返された状態が維持されている。
また、メス型４の溝部４１の溝幅は、スロット状溝３１の溝幅よりも狭いので、絶縁紙ＺＹ３は、溝部４１の肩部で止められて、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内にそのまま残置される。
【００２３】
＜スロット内への絶縁紙移動＞
次に、図６（ｅ）に示すように、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内にそのまま残置される絶縁紙ＺＹ３を、第２押込みパンチ５が紙面垂直方向（軸方向）に移動して、ステータコア８のスロット７内に挿入させる。絶縁紙ＺＹ３は、カフス折りされた一端が、第２押込みパンチ５の先端部で突出した凸ピン５２によって押されることで移動する。このとき、第１押込みパンチ１の先端部１２が絶縁紙ＺＹ３の両端部Ｚ１１、Ｚ１２に当接する位置まで抜き戻されているので、第２押込みパンチ５は、第１押込みパンチ１と干渉することなく、軸方向に進入することができる。
【００２４】
ここで、絶縁紙格納部３のスロット状溝３１内に残置された絶縁紙ＺＹ３を、ステータのスロット内に移動させつつ、両端部を周方向に開く方法を説明する。図８に、絶縁紙をステータのスロット内に移動させる方法の説明図を示す。図８（ａ）は、移動前の状態を示し、図８（ｂ）は、移動途中の状態を示し、図８（ｃ）は、移動後の状態を示す。図９に、スロット内に絶縁紙を移動させるときの斜視図を示す。なお、図８には、絶縁紙の両端部が周方向に開く様子を見やすくするため、ステータ及びスロットの形状を省略している。
図８（ａ）に示すように、第１押込みパンチ１の本体部には、一方の側面１１Ｂから軸方向下端に向けて先細りとなる傾斜面１１Ｃが形成されている。傾斜面Ｃの傾斜角Ｋは、絶縁紙の両端部が周方向に開くときの時間差を設けるために設定され、傾斜角Ｋが小さいほど時間差が大きくなる。他方の側面１１Ａには傾斜面が存在しない。一方の側面１１Ｂにのみ傾斜面１１Ｃが形成されているため、図８（ｂ）（ｃ）、図９に示すように、第２押込みパンチ５を矢印Ｖの方向に移動して、スロット内に絶縁紙ＺＹ４を挿入させるとき、絶縁紙の折り返した両端部Ｚ１１、Ｚ１２が第１押込みパンチ１の本体部側面１１Ａ、１１Ｂに摺接しながら移動した後、折り返した両端部の内、一方の端部Ｚ１２が他方の端部Ｚ１１より先行して第１押込みパンチ１の傾斜面１１Ｃから離間して周方向に開くことになる。つまり、一方の端部Ｚ１２が周方向に開く位置において、対向する位置の他方の端部Ｚ１１は、まだ他方の側面１１Ａに規制されて１８０度折り返された状態のままである。したがって、一方の端部Ｚ１２と他方の端部Ｚ１１は、時間差をもって周方向に開くことになる。絶縁紙の両端部が、このように時間差をもって周方向に開くので、周方向の長さが長くても、両端部は互いに干渉することなく開き、径方向で重ね合わせることができる。
【００２５】
以上の動作を各スロット毎に繰り返すことによって、図１０に示すように、挿入治具１００を用いて、絶縁紙Ｚをステータコア８の複数ある各スロット７内に挿入することができる。また、その後、図１に示すように、スロット７内には、断面矩形状のステータコイル９が複数積層されて巻装されることで、スロット７の内周面には、横断面がロ字状に内周側の両端部が重ね合わされた絶縁紙Ｚが介装されているステータを製造することができる。
【００２６】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るステータの製造方法によれば、内周側に開口する複数のスロット７を有するステータコア８と、スロット７内に挿入されて両端部Ｚ１１、Ｚ１２が内周側で重なり合う絶縁紙Ｚと、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイル９とを有するステータ１０の製造方法であって、ステータ１０の軸方向上方に位置し、内周側に開口したスロット状溝３１と該スロット状溝３１内へ径方向に進退する第１押込みパンチ１と軸方向に進退する第２押込みパンチ５とを有する挿入治具１００を備え、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部Ｚ１４を第１押込みパンチ１で内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、スロット状溝３１とスロット７とを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチ１を内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチ５で軸方向上方から下方へ押込んで、絶縁紙をスロット７内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とするので、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具１００でガイドしながらステータコア８のスロット７内に挿入することによって、絶縁紙が挿入時にずれにくい効果を奏する。
【００２７】
具体的には、ステータ１０の軸方向上方に位置し、内周側に開口したスロット状溝３１と該スロット状溝内へ径方向に進退する第１押込みパンチ１と軸方向に進退する第２押込みパンチ５とを有する挿入治具１００を備え、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２をステータコイル接触面側に折り返した状態で絶縁紙の中央部Ｚ１４を第１押込みパンチ１で内周側から外周側へ押込んで、絶縁紙をスロット状溝３１内へ挿入する絶縁紙挿入工程を有するので、挿入治具のスロット状溝３１内に挿入された絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は折り返した状態で維持されている。そのため、絶縁紙をスロット状溝３１内へ残したまま、第１押込みパンチ１を内周側に抜き戻すことができる。
また、スロット状溝３１とスロット７とを軸方向で位置を合わせ、第１押込みパンチ１を内周側に途中まで抜き戻してから、スロット状溝３１内へ挿入した絶縁紙を第２押込みパンチ５で軸方向上方から下方へ押込んで、絶縁紙をスロット７内に移動させる絶縁紙移動工程を有するので、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が折り曲げられた絶縁紙を挿入治具１００でガイドしながら、正確にスロット７内に移動させることができる。この時、第１押込みパンチ１は内周側に途中まで抜き戻されているので、第２押込みパンチ５は第１押込みパンチ１に邪魔されることなく、軸方向に進退できる。
したがって、両端部Ｚ１１、Ｚ１２が内周側で重なり合う絶縁紙を、位置ずれを発生させにくい状態で、スロット７内に挿入することができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、絶縁紙の中央部Ｚ１４に折り目ＺＬ３、ＺＬ４を設けるとともに、第１押込みパンチ１は、板状本体部１１と該本体部より周方向に太い先端部１２とを備えることを特徴とするので、絶縁紙の側面Ｚ１３、Ｚ１５（中央部の折り目から両端部の折り目までの間）は、第１押込みパンチ１の本体部側面１１Ａ、１１Ｂ寄りに湾曲する湾曲面を形成する。そのため、絶縁紙の側面が挿入治具１００のスロット状溝３１に摺接することなく、絶縁紙を挿入治具のスロット状溝内に挿入することができる。
したがって、絶縁紙の側面Ｚ１３、Ｚ１５にスロット状溝３１からの摩擦抵抗を受けることがないので、絶縁紙を挿入する際、絶縁紙の位置ずれを発生させる可能性が一層減少する。
【００２９】
また、本実施形態によれば、第１押込みパンチ１の本体部１１には、一方の側面１１Ｂから軸方向下端に向けて先細りとなる傾斜面１１Ｃが形成され、絶縁紙移動工程では、絶縁紙の折り返した両端部Ｚ１１、Ｚ１２が第１押込みパンチ１の本体部側面１１Ａ、１１Ｂに摺接しながら移動し、折り返した両端部の内、一方の端部Ｚ１２が他方の端部Ｚ１１より先行して第１押込みパンチ１の傾斜面１１Ｃから離間して周方向に開くことを特徴とするので、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２は、絶縁紙をステータコア８のスロット７内に移動するときに、互いに干渉することなく内周側に開いて、重なり合うことができる。そのため、絶縁紙の両端部Ｚ１１、Ｚ１２の幅が長くても内周側で重なり合うので、絶縁紙の横断面においてロ字状を確実に形成することができる。
したがって、絶縁紙による信頼性の高い絶縁性能をステータコア８等とステータコイル９との間で確保することができる。
【００３０】
上述した本実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。
例えば、本実施形態では第１押込みパンチ１の先端部１２を本体部１１より太くしたが、先端部１２と本体部１１とを同一の厚さとしてもよい。絶縁紙の中央部には、予め、折り目を付けているので、中央部の折り目より内側を第１押込みパンチの先端部が押しても、折り目の付いた折り曲げ線から本体部側面寄りに湾曲するので、絶縁紙を挿入治具に挿入する際の摩擦抵抗は、あまり増大しないからである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、特に電気自動車やハイブリッド自動車等に用いる車両用回転電機に使用するステータの製造方法として利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１ 第１押込みパンチ
２ オス型
３ 絶縁紙格納部
４ メス型
５ 第２押込みパンチ
６ 絶縁紙保持部
７ スロット
８ ステータコア
９ ステータコイル
１０ ステータ
１１ 第１押込みパンチの本体部
１２ 第１押込みパンチの先端部
２０ ３次元曲げ型
３１ スロット状溝
１１Ｃ 第１押込みパンチの本体部に形成された傾斜面
１００ 挿入治具
Ｚ 絶縁紙
Ｚ１１、Ｚ１２ 絶縁紙の両端部
Ｚ１４ 絶縁紙の中央部
ＺＹ１ 予備成形した絶縁紙
ＺＹ２〜４ 押込み途中の絶縁紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周側に開口する複数のスロットを有するステータコアと、前記スロット内に挿入されて両端部が内周側で重なり合う絶縁紙と、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイルとを有するステータの製造方法であって、
前記ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内に径方向で進退する第１押込みパンチと軸方向で進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、
前記絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で前記絶縁紙の中央部を前記第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、前記絶縁紙を前記スロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、
前記スロット状溝と前記スロットとを軸方向で位置を合わせ、前記第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、前記スロット状溝内へ挿入した前記絶縁紙を前記第２押込みパンチで軸方向から押込んで、前記絶縁紙を前記スロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とするステータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたステータの製造方法において、
前記絶縁紙の中央部に折り目を設けるとともに、前記第１押込みパンチは、板状本体部と該本体部より周方向に太い先端部とを備えることを特徴とするステータの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたステータの製造方法において、
前記第１押込みパンチの本体部には、一方の側面から軸方向に向けて先細りとなる傾斜面が形成され、
前記絶縁紙移動工程では、前記絶縁紙の折り返した両端部の内、一方の端部が他方の端部より先行して前記第１押込みパンチの傾斜面から離間して周方向に開くことを特徴とするステータの製造方法。
【請求項１】
内周側に開口する複数のスロットを有するステータコアと、前記スロット内に挿入されて両端部が内周側で重なり合う絶縁紙と、該絶縁紙を介して巻装されたステータコイルとを有するステータの製造方法であって、
前記ステータの軸方向に位置し、内周側に開口したスロット状溝と該スロット状溝内に径方向で進退する第１押込みパンチと軸方向で進退する第２押込みパンチとを有する挿入治具を備え、
前記絶縁紙の両端部をステータコイル接触面側に折り返した状態で前記絶縁紙の中央部を前記第１押込みパンチで内周側から外周側へ押込んで、前記絶縁紙を前記スロット状溝内へ挿入する絶縁紙挿入工程と、
前記スロット状溝と前記スロットとを軸方向で位置を合わせ、前記第１押込みパンチを内周側に途中まで抜き戻してから、前記スロット状溝内へ挿入した前記絶縁紙を前記第２押込みパンチで軸方向から押込んで、前記絶縁紙を前記スロット内に移動させる絶縁紙移動工程とを有することを特徴とするステータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたステータの製造方法において、
前記絶縁紙の中央部に折り目を設けるとともに、前記第１押込みパンチは、板状本体部と該本体部より周方向に太い先端部とを備えることを特徴とするステータの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたステータの製造方法において、
前記第１押込みパンチの本体部には、一方の側面から軸方向に向けて先細りとなる傾斜面が形成され、
前記絶縁紙移動工程では、前記絶縁紙の折り返した両端部の内、一方の端部が他方の端部より先行して前記第１押込みパンチの傾斜面から離間して周方向に開くことを特徴とするステータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０２５６８（Ｐ２０１３−１０２５６８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３８５９（Ｐ２０１１−２４３８５９）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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