特許 7596957 電機子の製造装置及び電機子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】電機子の製造装置及び電機子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/085 20060101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

H02K15/085

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021120717

(22)【出願日】2021-07-21

(65)【公開番号】P2023016422

(43)【公開日】2023-02-02

【審査請求日】2023-12-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】竹本 雅昭

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０８７２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１９５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１２５３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０７６８８３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／０８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造装置であって、
前記コイルのうち前記鉄心の軸線方向において前記スロットから突出したコイルエンドを前記鉄心の周方向における両側から加圧して保持する保持治具と、
前記スロットの内部に配置された前記コイルを前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧して塑性変形させる押圧治具と、を備え、
前記保持治具は、
前記コイルエンドを前記周方向における両側から加圧して保持する２つの突出部と、
前記２つの突出部よりも前記鉄心の軸線方向における前記スロット側に設けられ、前記周方向において互いに対向する２つの逃がし部と、を含み、
前記周方向における前記２つの突出部同士の距離は、前記スロットの幅よりも小さく、
前記周方向における前記２つの逃がし部同士の距離は、前記周方向における前記２つの突出部同士の距離よりも大きい、
電機子の製造装置。

【請求項2】

複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造方法であって、
前記コイルを前記スロットの内部に配置するコイル配置工程と、
前記スロットの内部に配置された前記コイルのうち前記鉄心の軸線方向において前記スロットから突出したコイルエンドを、保持治具によって前記鉄心の周方向における両側から加圧して保持する保持工程と、
前記保持治具によって保持された前記コイルを、押圧治具によって前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧することで、前記コイルを前記スロットの内面に沿って塑性変形させる押圧工程と、を備え、
前記保持治具は、
前記コイルエンドを前記周方向における両側から加圧して保持する２つの突出部と、
前記２つの突出部よりも前記鉄心の軸線方向における前記スロット側に設けられ、前記周方向において互いに対向する２つの逃がし部と、を含み、
前記周方向における前記２つの突出部同士の距離は、前記スロットの幅よりも小さく、
前記周方向における前記２つの逃がし部同士の距離は、前記周方向における前記２つの突出部同士の距離よりも大きい、
電機子の製造方法。

【請求項3】

前記コイルのうち前記スロットの内部に配置される部分を配置部とするとき、
前記コイル配置工程では、前記スロットの幅よりも小さい幅を有する前記配置部を前記スロットの内部に配置し、
前記押圧工程では、前記押圧治具により前記配置部を押圧して塑性変形させることに伴って、前記コイルエンドのうち前記配置部に隣接する部分に、前記配置部から離れるほど断面積が徐々に小さくなる徐変部を形成し、
前記保持工程では、前記コイルエンドのうち前記徐変部が形成される予定の部分よりも前記配置部から離れた部分を前記保持治具によって保持する、
請求項２に記載の電機子の製造方法。

【請求項4】

前記コイルのうち前記スロットの内部に配置される部分を配置部とするとき
前記コイル配置工程では、前記コイルとして、互いに異なる２つの前記スロットの内部にそれぞれ配置される２つの前記配置部と、前記２つの配置部からそれぞれ片持ち状に延びる２つの第１コイルエンドと、前記２つの配置部における前記第１コイルエンドとは反対側の部分同士を連結する第２コイルエンドと、を有するセグメントコイルを用い、
前記保持工程では、前記第１コイルエンドを前記保持治具によって前記周方向における両側から加圧して保持する、
請求項２または３に記載の電機子の製造方法。

【請求項5】

複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造装置であって、
前記スロットの内部に配置された前記コイルを前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧して塑性変形させる押圧治具を備え、
前記押圧治具における前記コイルを押圧する押圧面には、微細な凹凸を有し、その他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部が設けられており、
前記コイルは、導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁被覆と、を有しており、
前記凹凸の最大高さは、前記絶縁被覆の厚さよりも小さい、
電機子の製造装置。

【請求項6】

複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造方法であって、
前記コイルを前記スロットの内部に配置するコイル配置工程と、
前記スロットの内部に配置された前記コイルを、押圧治具によって前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧することで、前記コイルを前記スロットの内面に沿って塑性変形させる押圧工程と、を備え、
前記押圧治具として、前記コイルを押圧する押圧面に微細な凹凸を有し、その他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部が設けられたものを用い、
前記コイルは、導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁被覆と、を有しており、
前記凹凸の最大高さは、前記絶縁被覆の厚さよりも小さい、
電機子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電機子の製造装置及び電機子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、回転電機のステータなどの電機子は、複数のスロットを有する鉄心と、スロットの内部に配置されたコイルとを備えている。
こうしたステータの製造方法において、特許文献１には、スロットの内部に配置されたコイルが押圧されて塑性変形することで、コイルの断面形状が変化することが開示されている。特許文献１に記載の方法では、断面円形状のコイルがスロットの内部に配置された後、当該コイルが鉄心の径方向において押圧されて塑性変形することによって、コイルが断面矩形状に成形される。これにより、スロットの内部におけるコイル同士の隙間が小さくなるため、コイルの占積率が高められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１２５３３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、コイルの塑性変形によって当該コイルの断面形状が変化する際、当該コイルは、鉄心の軸線方向と、当該軸線方向に直交する面方向との双方に塑性変形する。軸線方向におけるコイルの塑性変形では、コイルが軸線方向に伸びるため、当該塑性変形の前後においてコイルの断面積が変化する。すなわち、塑性変形後のコイルの断面積が、塑性変形前のコイルの断面積よりも減少する。この場合、コイルの電気抵抗が増大するため、塑性変形後のコイルの断面積の減少を抑制することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための電機子の製造装置は、複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造装置であって、前記コイルのうち前記鉄心の軸線方向において前記スロットから突出したコイルエンドを前記鉄心の周方向における両側から加圧して保持する保持治具と、前記スロットの内部に配置された前記コイルを前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧して塑性変形させる押圧治具と、を備える。

【0006】

同構成によれば、コイルエンドが鉄心の周方向における両側から保持治具によって加圧されて保持される。これにより、押圧治具によって押圧されることでコイルが塑性変形する際に、上記軸線方向におけるコイルの塑性変形が規制されやすくなる。このため、コイルは、上記軸線方向に直交する面方向には塑性変形しやすくなる一方で、当該軸線方向には塑性変形しにくくなる。その結果、上記軸線方向におけるコイルの伸びが低減される。したがって、塑性変形後のコイルの断面積の減少を抑制することができる。

【0007】

上記課題を解決するための電機子の製造方法は、複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造方法であって、前記コイルを前記スロットの内部に配置するコイル配置工程と、前記スロットの内部に配置された前記コイルのうち前記鉄心の軸線方向において前記スロットから突出したコイルエンドを、保持治具によって前記鉄心の周方向における両側から加圧して保持する保持工程と、前記保持治具によって保持された前記コイルを、押圧治具によって前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧することで、前記コイルを前記スロットの内面に沿って塑性変形させる押圧工程と、を備える。

【0008】

同方法によれば、保持工程において、コイルエンドが鉄心の周方向における両側から保持治具によって加圧されて保持される。これにより、押圧工程においてコイルが押圧治具によって押圧されて塑性変形する際に、上記軸線方向におけるコイルの塑性変形が規制されやすくなる。このため、コイルは、上記軸線方向に直交する面方向には塑性変形しやすくなる一方で、当該軸線方向には塑性変形しにくくなる。その結果、上記軸線方向におけるコイルの伸びが低減される。したがって、塑性変形後のコイルの断面積の減少を抑制することができる。

【0009】

上記課題を解決するための電機子の製造装置は、複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造装置であって、前記スロットの内部に配置された前記コイルを前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧して塑性変形させる押圧治具を備え、前記押圧治具における前記コイルを押圧する押圧面には、その他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部が設けられている。

【0010】

同構成によれば、粗面部が設けられた押圧面によってコイルが押圧される。このため、押圧面に粗面部が設けられていない押圧治具と比較して、押圧面とコイルの外面との間に生じる摩擦力が大きくなる。これにより、コイルが押圧治具によって押圧されて塑性変形する際に、鉄心の軸線方向におけるコイルの塑性変形が生じにくくなる。このため、上記軸線方向におけるコイルの伸びが低減される。したがって、塑性変形後のコイルの断面積の減少を抑制することができる。

【0011】

上記課題を解決するための電機子の製造方法は、複数のスロットを有する円筒状の鉄心と、前記スロットの内部に配置されたコイルと、を備える電機子の製造方法であって、前記コイルを前記スロットの内部に配置するコイル配置工程と、前記スロットの内部に配置された前記コイルを、押圧治具によって前記鉄心の径方向において前記スロットの内面に向けて押圧することで、前記コイルを前記スロットの内面に沿って塑性変形させる押圧工程と、を備え、前記押圧治具として、前記コイルを押圧する押圧面に、その他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部が設けられたものを用いる。

【0012】

同方法によれば、押圧工程において、粗面部が設けられた押圧面によってコイルが押圧される。このため、押圧面に粗面部が設けられていない押圧治具と比較して、押圧面とコイルの外面との間に生じる摩擦力が大きくなる。これにより、コイルが押圧治具によって押圧されて塑性変形する際に、鉄心の軸線方向におけるコイルの塑性変形が生じにくくなる。このため、上記軸線方向におけるコイルの伸びが低減される。したがって、塑性変形後のコイルの断面積の減少を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、第１実施形態におけるステータを示す断面図である。

【図2】図２は、第１実施形態におけるステータを示す拡大断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態におけるステータをステータの内側から視た正面図である。

【図4】図４は、第１実施形態におけるセグメントコイルを示す断面斜視図である。

【図5】図５は、第１実施形態における押圧治具を示す断面斜視図である。

【図6】図６は、第１実施形態における保持治具を示す断面図である。

【図7】図７（ａ）は、第１実施形態における保持治具によって保持されたセグメントコイルが塑性変形する前の状態を示す断面図であり、図７（ｂ）は、同保持治具によって保持されたセグメントコイルが塑性変形した後の状態を示す断面図である。

【図8】図８は、第１実施形態におけるコイル配置工程を示す断面図である。

【図9】図９は、第１実施形態における保持工程を示す断面図である。

【図10】図１０は、第１実施形態における５つのセグメントコイルの押圧工程が完了した状態を示す断面図である。

【図11】図１１は、第１実施形態における８つのセグメントコイルの押圧工程が完了した状態を示す断面図である。

【図12】図１２は、第２実施形態における押圧治具を示す断面斜視図である。

【図13】図１３は、第２実施形態におけるコイル配置工程を示す断面図である。

【図14】図１４は、第２実施形態における１つのセグメントコイルの押圧工程が完了した状態を示す断面図である。

【図15】図１５は、第２実施形態における３つのセグメントコイルの押圧工程が完了した状態を示す断面図である。

【図16】図１６は、第２実施形態における８つのセグメントコイルの押圧工程が完了した状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜第１実施形態＞
以下、図１～図１１を参照して、電機子の製造装置及び電機子の製造方法をステータの製造装置及びステータの製造方法として具体化した第１実施形態について説明する。

【0015】

各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。
（ステータ１０）
図１及び図２に示すように、ステータ１０は、ステータコア２０と、コイル３０と、複数の絶縁シート５０とを備えている。ステータコア２０は、円筒状をなしている。コイル３０は、ステータコア２０に巻回されている。各絶縁シート５０は、コイル３０の外面を覆っている。ステータコア２０は、「鉄心」に相当する。

【0016】

本実施形態のステータ１０は、三相同期型の回転電機に用いられるものであり、図示しないロータを取り囲むように設けられている。
以降において、ステータコア２０の軸線方向、径方向、及び周方向を単にそれぞれ軸線方向、径方向、及び周方向と称する。

【0017】

（ステータコア２０）
ステータコア２０は、ヨーク２１と、複数のティース２２と、複数のスロット２３とを有している。ヨーク２１は円環状をなしている。複数のティース２２は、ヨーク２１から径方向の内側に突出するとともに周方向に互いに間隔をおいて設けられている。スロット２３は、周方向において隣り合うティース２２同士の間に１つずつ形成されている。各スロット２３は、径方向の内側及び軸線方向の両側において開口している。本実施形態のステータコア２０は、都合４８個のスロット２３を有している。

【0018】

図１に示すように、ステータコア２０は、ヨーク２１から径方向の外側に突出した３つの固定部２４を有している。３つの固定部２４は、周方向に互いに間隔をおいて設けられている。各固定部２４には、固定部２４を軸線方向に貫通するボルト孔２４ａが設けられている。ボルト孔２４ａに挿入された図示しないボルトが図示しないハウジングに締結されることで、ステータコア２０が当該ハウジングに対して固定されている。

【0019】

こうしたステータコア２０は、例えば、軸線方向において積層された複数の電磁鋼板が互いに接合されることにより構成されている。
（コイル３０）
コイル３０は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相を構成する３つの相巻線により構成されている。各相巻線は、複数のティース２２に跨がって巻回されている。

【0020】

コイル３０は、導体と、導体の外周を被覆する絶縁被覆とを有している。導体は、例えばアルミニウム合金などの金属材料により形成されている。各図においては、絶縁被覆の図示が省略されている。

【0021】

図３に示すように、コイル３０は、複数の配置部３１と、複数の第１コイルエンド３２と、複数の第２コイルエンド３３とを有している。
配置部３１は、スロット２３の内部に配置されている。配置部３１は、軸線方向において直線状に延びている。スロット２３の内部には、８つの配置部３１が径方向に並んで設けられている。

【0022】

コイル３０の長さ方向に直交する断面形状は、長辺及び短辺を有する長方形状をなしている。配置部３１の断面形状における長辺は、スロット２３の幅方向に延びており、配置部３１の断面形状における短辺は、径方向に延びている。配置部３１の長辺は、絶縁シート５０の開口幅と同一である。なお、スロット２３の幅方向とは、軸線方向と径方向との双方に直交する方向である。

【0023】

第１コイルエンド３２は、配置部３１から延びている。第１コイルエンド３２は、軸線方向の一方においてスロット２３から突出するとともに周方向に屈曲している。第１コイルエンド３２は、異なる２つのスロット２３の内部に配置された２つの配置部３１同士を連結している。

【0024】

第１コイルエンド３２は、一般部３２ａと、徐変部３２ｂとを有している。徐変部３２ｂは、配置部３１に隣接する部分であって、配置部３１と一般部３２ａとの間に設けられている。

【0025】

一般部３２ａの幅は、配置部３１の幅よりも小さい。
徐変部３２ｂの断面積は、配置部３１から離れるほど、すなわち一般部３２ａに向かうほど徐々に小さくなっている。徐変部３２ｂの幅は、配置部３１から離れるほど徐々に小さくなっている。

【0026】

第２コイルエンド３３は、配置部３１から延びている。第２コイルエンド３３は、軸線方向の一方とは反対の他方においてスロット２３から突出するとともに周方向に屈曲している。第２コイルエンド３３は、異なる２つのスロット２３の内部に配置された２つの配置部３１同士を連結している。

【0027】

第２コイルエンド３３は、一般部３３ａと、徐変部３３ｂとを有している。一般部３３ａ及び徐変部３３ｂの構成は、第１コイルエンド３２の一般部３２ａ及び徐変部３２ｂの構成と同一である。このため、一般部３３ａ及び徐変部３３ｂの構成についての詳細な説明を省略する。

【0028】

（セグメントコイル４０）
図２に示すように、上述したコイル３０の各相巻線は、複数のセグメントコイル４０が互いに接合されることによって構成されている。本実施形態では、１つのスロット２３の内部において、８つのセグメントコイル４０が径方向に並んで配置される。

【0029】

図４に示すように、セグメントコイル４０は、平行に延びる２つの直線部と、２つの直線部の端部同士を連結する連結部とを有している。セグメントコイル４０は、Ｕ字状をなしている。

【0030】

こうしたセグメントコイル４０の２つの直線部は、異なる２つのスロット２３のそれぞれに対して、軸線方向の一方から挿入される。その後、スロット２３から突出した直線部の一部が周方向の一方または他方に曲げられる。そして、１つのセグメントコイル４０の直線部と、当該セグメントコイル４０とは別のセグメントコイル４０の直線部とが接合される。これにより、各相巻線が構成されている。

【0031】

上記各直線部は、第１コイルエンド３２、配置部３１、及び第２コイルエンド３３の一部を構成している。上記連結部は、第２コイルエンド３３の一部を構成している。したがって、セグメントコイル４０は、２つの配置部３１と、２つの第１コイルエンド３２と、１つの第２コイルエンド３３とを有している。セグメントコイル４０における２つの第１コイルエンド３２は、２つの配置部３１からそれぞれ片持ち状に延びている。第２コイルエンド３３は、２つの配置部３１における第１コイルエンド３２とは反対側の部分同士を連結している。

【0032】

（絶縁シート５０）
図２に示すように、絶縁シート５０は、各スロット２３の内部に１つずつ配置されている。絶縁シート５０は、スロット２３の内面とコイル３０の外面との間に配置されている。絶縁シート５０は、スロット２３の内面全体を覆っている。絶縁シート５０は、例えば、スロット２３と同様に、径方向の内側及び軸線方向の両側において開口している。軸線方向における絶縁シート５０の両端は、スロット２３から突出している。

【0033】

（ステータの製造装置６０）
図５及び図６に示すように、ステータの製造装置６０（以下、製造装置６０と称する）は、押圧治具７０と、保持治具８０とを備えている。押圧治具７０は、スロット２３の内部に配置されたセグメントコイル４０を押圧して塑性変形させるものである。保持治具８０は、セグメントコイル４０の第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３を加圧して保持するものである。

【0034】

（押圧治具７０）
図５に示すように、押圧治具７０は、例えば、軸線方向に延びる柱状をなしている。押圧治具７０の長さは、軸線方向におけるセグメントコイル４０の長さよりも大きい。

【0035】

押圧治具７０の材料としては、例えば、鉄系材料などの金属材料が挙げられる。
押圧治具７０は、配置部３１に対向する対向部７１を有している。対向部７１の幅は、押圧治具７０におけるその他の部分の幅よりも大きい。対向部７１の幅は、絶縁シート５０の開口幅と略同一である。軸線方向における対向部７１の長さは、軸線方向におけるスロット２３の長さよりも大きく、例えば、軸線方向における絶縁シート５０の長さと略同一である。

【0036】

対向部７１は、セグメントコイル４０の外面を押圧する押圧面７０ａを有している。押圧面７０ａは、径方向に直交する平坦面である。
（保持治具８０）
図６に示すように、保持治具８０は、軸線方向における各ティース２２の両端面上に配置される複数の保持部材８１を有している。各保持部材８１は、径方向に延びる柱状をなしている。各保持部材８１の長さは、スロット２３の径方向における長さよりも大きい。

【0037】

保持部材８１の材料としては、例えば、鉄系材料などの金属材料が挙げられる。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、保持部材８１は、第１コイルエンド３２を保持する保持部材８１Ａと、第２コイルエンド３３を保持する保持部材８１Ｂとを含んでいる。

【0038】

保持部材８１Ａは、１つのスロット２３から突出する複数の第１コイルエンド３２の周方向における両側に１つずつ配置される。同様に、保持部材８１Ｂは、１つのスロット２３から突出する複数の第２コイルエンド３３の周方向における両側に１つずつ配置される。

【0039】

以降において、１つのスロット２３から突出する複数の第１コイルエンド３２を挟んで周方向において互いに反対側に位置する２つの保持部材８１Ａを単に「２つの保持部材８１Ａ」と称する。また、１つのスロット２３から突出する複数の第２コイルエンド３３を挟んで周方向において互いに反対側に位置する２つの保持部材８１Ｂを単に「２つの保持部材８１Ｂ」と称する。

【0040】

保持部材８１Ａの構成と保持部材８１Ｂの構成とは同一である。このため、以降では、保持部材８１Ａの構成について説明することで、保持部材８１Ｂの構成についての説明を省略する場合がある。

【0041】

各保持部材８１Ａは、径方向において進退可能に設けられている。各保持部材８１Ａは、例えば、径方向の外側から内側に向かって移動することでティース２２の軸線方向における一端面上に配置される。

【0042】

２つの保持部材８１Ａは、周方向において互いに接近及び離間可能に構成されている。２つの保持部材８１Ａは、第１コイルエンド３２を周方向における両側から加圧して保持可能に構成されている。

【0043】

２つの保持部材８１Ａは、各スロット２３に対応して設けられている。本実施形態では、保持部材８１Ａが、各ティース２２の軸線方向における一端面上に１つずつ配置されている。また、保持部材８１Ｂが、各ティース２２の上記一端面とは反対側の他端面上に１つずつ配置されている。なお、各図においては、複数の保持部材８１Ａのうち２つの保持部材８１Ａのみが図示されており、複数の保持部材８１Ｂのうち２つの保持部材８１Ｂのみが図示されている。

【0044】

図７（ｂ）に示すように、保持部材８１Ａは、一般部３２ａに向かって突出する突出部８２と、徐変部３２ｂを逃がす逃がし部８３とを有している。
２つの保持部材８１Ａにおける突出部８２によって、一般部３２ａが周方向における両側から加圧されて保持される。

【0045】

２つの保持部材８１Ａにおける逃がし部８３によって、徐変部３２ｂと保持部材８１Ａとの干渉が回避される。
（ステータの製造方法）
ステータの製造方法は、絶縁シート配置工程、コイル配置工程、保持工程、押圧工程、及び接合工程を備えている。本実施形態では、絶縁シート配置工程、コイル配置工程、保持工程、押圧工程、及び接合工程がこの順で行われる。ただし、コイル配置工程、保持工程、及び押圧工程は、この順で複数回繰り返し行われる。

【0046】

（絶縁シート配置工程）
図８に示すように、絶縁シート配置工程では、スロット２３の内部に絶縁シート５０が配置される。このとき、絶縁シート５０は、径方向の内側からスロット２３の内部に挿入されてもよいし、軸線方向からスロット２３の内部に挿入されてもよい。

【0047】

（コイル配置工程）
コイル配置工程では、スロット２３の内部に複数のセグメントコイル４０が配置される。本実施形態では、まず、１つのスロット２３の内部に配置される都合８つのセグメントコイル４０のうち、５つのセグメントコイル４０がスロット２３の内部において径方向に並んで配置される。

【0048】

コイル配置工程では、スロット２３の幅よりも小さい幅、より詳しくは、絶縁シート５０の開口幅よりも小さい幅を有する配置部３１がスロット２３の内部に配置される。したがって、配置部３１と絶縁シート５０との間には、スロット２３の幅方向において隙間が設けられている。

【0049】

（保持工程）
図９に示すように、保持工程では、５つのセグメントコイル４０の第１コイルエンド３２が、保持治具８０の保持部材８１Ａによって周方向における両側から加圧して保持される。図示は省略するが、このとき、５つのセグメントコイル４０の第２コイルエンド３３が、保持部材８１Ｂによって周方向における両側から加圧して保持される。こうした保持部材８１による保持によって、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３には、保持部材８１によって加圧された跡がそれぞれ形成される。

【0050】

（押圧工程）
図１０に示すように、押圧工程では、保持治具８０によって保持されたセグメントコイル４０の配置部３１が、押圧治具７０によって径方向の外側におけるスロット２３の内面に向けて押圧される。これにより、配置部３１がスロット２３の内面に沿って塑性変形する。このため、上述した配置部３１と絶縁シート５０との隙間が無くなる。したがって、配置部３１の幅が絶縁シート５０の開口幅と同一になる。

【0051】

図７（ｂ）に示すように、押圧工程では、配置部３１の塑性変形に伴って、配置部３１の軸線方向における両側に徐変部３２ｂ，３３ｂがそれぞれ形成される。
図１１に示すように、次に、残り２つのセグメントコイル４０において、コイル配置工程、保持工程、及び押圧工程がこの順で行われた後に、残り１つのセグメントコイル４０において、コイル配置工程、保持工程、及び押圧工程がこの順で行われる。なお、残り３つのセグメントコイル４０において、コイル配置工程、保持工程、及び押圧工程がこの順で行われてもよい。

【0052】

（接合工程）
図示は省略するが、接合工程では、各第１コイルエンド３２に係合する円環状の捻り治具によって、各セグメントコイル４０における一方の第１コイルエンド３２が周方向の一方に捻られるとともに、他方の第１コイルエンド３２が周方向の他方に捻られる。これにより、セグメントコイル４０における第１コイルエンド３２の端部と、当該セグメントコイル４０とは別のセグメントコイル４０における第１コイルエンド３２の端部とが、径方向において隣接する。そして、これらの端部同士が溶接によって接合されることによりコイル３０が製造される。

【0053】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１－１）製造装置６０は、保持治具８０と、押圧治具７０とを備える。保持治具８０は、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３を周方向における両側から加圧して保持するものである。押圧治具７０は、スロット２３の内部に配置されたセグメントコイル４０を径方向においてスロット２３の内面に向けて押圧して塑性変形させるものである。

【0054】

こうした構成によれば、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３がステータコア２０の周方向における両側から保持治具８０によって加圧されて保持される。これにより、押圧治具７０によって押圧されることでセグメントコイル４０が塑性変形する際に、軸線方向におけるセグメントコイル４０の塑性変形が規制されやすくなる。このため、セグメントコイル４０は、軸線方向に直交する面方向には塑性変形しやすくなる一方で、軸線方向には塑性変形しにくくなる。その結果、軸線方向におけるセグメントコイル４０の伸びが低減される。したがって、塑性変形後のセグメントコイル４０の断面積の減少を抑制することができる。

【0055】

（１－２）ステータの製造方法は、コイル配置工程と、保持工程と、押圧工程とを備える。コイル配置工程では、セグメントコイル４０をスロット２３の内部に配置する。保持工程では、スロット２３の内部に配置されたセグメントコイル４０における第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３を、保持治具８０によって周方向における両側から加圧して保持する。押圧工程では、保持治具８０によって保持されたセグメントコイル４０を、押圧治具７０によって径方向においてスロット２３の内面に向けて押圧することで、セグメントコイル４０をスロット２３の内面に沿って塑性変形させる。

【0056】

こうした方法によれば、保持工程において、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３が周方向における両側から保持治具８０によって加圧されて保持される。これにより、押圧工程においてセグメントコイル４０が押圧治具７０によって押圧されて塑性変形する際に、軸線方向におけるセグメントコイル４０の塑性変形が規制されやすくなる。このため、セグメントコイル４０は、軸線方向に直交する面方向には塑性変形しやすくなる一方で、軸線方向には塑性変形しにくくなる。その結果、上記軸線方向におけるセグメントコイル４０の伸びが低減される。したがって、塑性変形後のセグメントコイル４０の断面積の減少を抑制することができる。

【0057】

ところで、セグメントコイル４０では、２つの第１コイルエンド３２が２つの配置部３１からそれぞれ片持ち状に延びるとともに、第２コイルエンド３３が上記２つの配置部３１を連結している。このため、配置部３１が軸線方向に塑性変形する場合、配置部３１は、軸線方向において第２コイルエンド３３に向かう方向よりも第１コイルエンド３２に向かう方向に伸びやすくなる。

【0058】

上記方法によれば、第１コイルエンド３２が保持治具８０によって加圧されて保持される。このため、押圧工程において、上記第１コイルエンド３２に向かう方向における配置部３１の伸びが低減される。また、第２コイルエンド３３が保持治具８０によって加圧されて保持されることによって、上記第２コイルエンド３３に向かう方向における配置部３１の伸びが低減される。したがって、塑性変形後のセグメントコイル４０の断面積の減少を効果的に抑制することができる。

【0059】

（１－３）コイル配置工程では、スロット２３の幅よりも小さい幅を有する配置部３１をスロット２３の内部に配置する。押圧工程では、押圧治具７０により配置部３１を押圧して塑性変形させることに伴って、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３のうち配置部３１に隣接する部分に徐変部３２ｂ，３３ｂをそれぞれ形成する。保持工程では、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３のうち徐変部３２ｂ，３３ｂが形成される予定の部分よりも配置部３１から離れた部分を保持治具８０によってそれぞれ保持する。

【0060】

スロット２３の幅よりも小さい幅を有する配置部３１が押圧治具７０によって押圧されて塑性変形した場合、配置部３１の幅が大きくなる。こうした配置部３１の塑性変形に伴って、配置部３１と、第１コイルエンド３２のうち断面積が変化しない部分である一般部３２ａとの間には、徐変部３２ｂが配置部３１に隣接して形成される。同様にして、第２コイルエンド３３には、徐変部３３ｂが形成される。このため、保持工程において、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３のうち配置部３１に隣接する部分が保持治具８０によってそれぞれ保持された場合、当該部分は断面積が変化しにくくなる。このため、徐変部３２ｂ，３３ｂに相当する部分が、配置部３１のうち軸線方向における端部に形成されることになる。その結果、配置部３１の断面積が部分的に減少するおそれがある。

【0061】

この点、上記方法によれば、保持工程において、第１コイルエンド３２及び第２コイルエンド３３のうち上記予定の部分よりも配置部３１から離れた部分が保持治具８０によって保持される。これにより、上記予定の部分が保持治具８０によって保持されることが回避される。したがって、上述した不都合が生じることを抑制できる。

【0062】

＜第２実施形態＞
以下、図１２～図１６を参照して、電機子の製造装置及び電機子の製造方法をステータの製造装置及びステータの製造方法として具体化した第２実施形態について説明する。

【0063】

第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、重複した説明を省略する。
各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。

【0064】

（ステータの製造装置１６０）
図１２に示すように、ステータの製造装置１６０（以下、製造装置１６０と称する）は、押圧治具１７０を備えている。

【0065】

（押圧治具１７０）
押圧治具１７０は、例えば、軸線方向に延びる柱状をなしている。押圧治具１７０の長さは、軸線方向におけるセグメントコイル４０の長さよりも大きい。

【0066】

押圧治具１７０の材料としては、例えば、鉄系材料などの金属材料が挙げられる。
押圧治具１７０の幅は、絶縁シート５０の開口幅と略同一である。
押圧治具１７０は、セグメントコイル４０の外面を押圧する押圧面１７０ａを有している。押圧面１７０ａには、その他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部が設けられている。

【0067】

粗面部は、微細な凹凸を有している。粗面部は、例えば、押圧面１７０ａに対するショットブラストやエッチングなどにより形成されている。粗面部における凹凸の最大高さは、セグメントコイル４０の絶縁被覆の厚さよりも小さいことが好ましく、当該厚さの半分以下であることがより好ましい。

【0068】

（ステータの製造方法）
ステータの製造方法は、絶縁シート配置工程、コイル配置工程、押圧工程、及び接合工程を備えている。本実施形態では、絶縁シート配置工程、コイル配置工程、押圧工程、及び接合工程がこの順で行われる。ただし、コイル配置工程及び押圧工程は、この順で複数回繰り返し行われる。

【0069】

本実施形態における絶縁シート配置工程及び接合工程は、第１実施形態における絶縁シート配置工程及び接合工程と同一である。このため、以降では、絶縁シート配置工程及び接合工程の詳細な説明を省略する。

【0070】

また、以降において、便宜上、１つのスロット２３の内部に配置される８つのセグメントコイル４０を、径方向の外側から順にセグメントコイルＳ１～セグメントコイルＳ８と称して説明する。

【0071】

（コイル配置工程）
図１３に示すように、コイル配置工程では、まず、スロット２３の内部に１つのセグメントコイルＳ１が配置される。

【0072】

コイル配置工程では、スロット２３の幅よりも小さい幅を有する配置部３１がスロット２３の内部に配置される。したがって、配置部３１とスロット２３との間には、スロット２３の幅方向において隙間が設けられている。

【0073】

（押圧工程）
図１４に示すように、押圧工程では、セグメントコイルＳ１の配置部３１が、押圧治具１７０によって径方向の外側におけるスロット２３の内面に向けて押圧される。これにより、配置部３１がスロット２３の内面に沿って塑性変形する。このため、上述した配置部３１と絶縁シート５０との隙間が無くなる。したがって、配置部３１の幅が絶縁シート５０の開口幅と同一になる。

【0074】

このとき、第１実施形態と同様に、配置部３１の軸線方向の両側に徐変部３２ｂ，３３ｂがそれぞれ形成される。
押圧工程では、セグメントコイルＳ１の外面に対して、押圧面１７０ａの粗面部が押し付けられる。これにより、セグメントコイルＳ１の上記外面には、粗面部の凹凸形状が転写された転写面４０ａが形成される。転写面４０ａの表面粗さは、セグメントコイルＳ１におけるその他の部分の表面粗さよりも大きい。なお、転写面４０ａは、セグメントコイルＳ１の絶縁被覆が変形することにより形成される。

【0075】

図１５に示すように、次に、スロット２３の内部に２つのセグメントコイルＳ２，Ｓ３が配置されるコイル配置工程が行われる。そして、これら２つのセグメントコイルＳ２，Ｓ３に対して押圧工程が行われる。このとき、セグメントコイルＳ３の外面に対して、押圧面１７０ａの粗面部が押し付けられるため、当該外面には、セグメントコイルＳ１と同様にして転写面４０ａが形成される。また、セグメントコイルＳ２は、セグメントコイルＳ１の転写面４０ａに対して押し付けられる。

【0076】

図１６に示すように、次に、セグメントコイルＳ２，Ｓ３と同様に、セグメントコイルＳ４，Ｓ５に対してコイル配置工程と押圧工程とが行われる。その後、同様に、セグメントコイルＳ６，Ｓ７に対してコイル配置工程と押圧工程とが行われる。最後に、セグメントコイルＳ８に対してコイル配置工程と押圧工程とが行われる。

【0077】

以上のようにコイル配置工程と押圧工程とが繰り返し行われることで、セグメントコイルＳ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８の外面にそれぞれ転写面４０ａが形成される。また、押圧工程において、セグメントコイルＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８は、セグメントコイルＳ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７の転写面４０ａに対してそれぞれ押し付けられる。

【0078】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（２－１）製造装置１６０は、スロット２３の内部に配置されたセグメントコイル４０を径方向においてスロット２３の内面に向けて押圧して塑性変形させる押圧治具１７０を備える。押圧治具１７０におけるセグメントコイル４０を押圧する押圧面１７０ａには、その他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部が設けられている。

【0079】

こうした構成によれば、粗面部が設けられた押圧面１７０ａによってセグメントコイル４０が押圧される。このため、押圧面１７０ａに粗面部が設けられていない押圧治具と比較して、押圧面１７０ａとセグメントコイル４０の外面との間に生じる摩擦力が大きくなる。これにより、セグメントコイル４０が押圧治具１７０によって押圧されて塑性変形する際に、軸線方向におけるセグメントコイル４０の塑性変形が生じにくくなる。このため、軸線方向におけるセグメントコイル４０の伸びが低減される。したがって、塑性変形後のセグメントコイル４０の断面積の減少を抑制することができる。

【0080】

（２－２）ステータの製造方法は、コイル配置工程と、押圧工程とを備える。押圧工程では、セグメントコイル４０を押圧する押圧面１７０ａに、その他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部が設けられた押圧治具１７０を用いる。

【0081】

こうした方法によれば、押圧工程において、粗面部が設けられた押圧面１７０ａによってセグメントコイル４０が押圧される。このため、押圧面１７０ａに粗面部が設けられていない押圧治具と比較して、押圧面１７０ａとセグメントコイル４０の外面との間に生じる摩擦力が大きくなる。これにより、セグメントコイル４０が押圧治具１７０によって押圧されて塑性変形する際に、軸線方向におけるセグメントコイル４０の塑性変形が生じにくくなる。このため、軸線方向におけるセグメントコイル４０の伸びが低減される。したがって、塑性変形後のセグメントコイル４０の断面積の減少を抑制することができる。

【0082】

（２－３）押圧工程では、転写面４０ａが形成されたセグメントコイル４０に向けて、径方向に並ぶ２つのセグメントコイル４０を押圧治具１７０によって押圧する。
こうした方法によれば、上記２つのセグメントコイル４０の一方が、転写面４０ａに対して押し付けられる。転写面４０ａは、粗面部の形状が転写された面であるため、転写面４０ａが形成されたセグメントコイル４０と、当該セグメントコイル４０に押し付けられるセグメントコイル４０との間に生じる摩擦力が大きくなる。これにより、転写面４０ａに対して押し付けられるセグメントコイル４０の軸線方向における塑性変形が生じにくくなる。このため、軸線方向におけるセグメントコイル４０の伸びが低減される。また、上記２つのセグメントコイル４０の他方は、押圧治具１７０により押圧されることで、軸線方向における伸びが低減される。したがって、塑性変形後のセグメントコイル４０の断面積の減少を抑制することができる。

【0083】

＜変形例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0084】

・第１実施形態において、保持治具８０は、保持部材８１Ａのみを有するものであってもよい。すなわち、保持工程において、保持治具８０によって第１コイルエンド３２が保持される一方、第２コイルエンド３３は保持されなくてもよい。

【0085】

・第１実施形態において、保持工程では、徐変部３２ｂ，３３ｂが形成される予定の部分が保持治具８０によって保持されてもよい。
・第１実施形態において、保持部材８１Ａが、各ティース２２の軸線方向における一端面上に２つずつ配置されていてもよい。また、保持部材８１Ｂが、各ティース２２の他端面上に２つずつ配置されていてもよい。

【0086】

・第１実施形態において、押圧治具７０の押圧面７０ａに第２実施形態の粗面部が設けられていてもよい。この場合、塑性変形後のセグメントコイル４０の断面積の減少をより一層抑制することができる。

【0087】

・第２実施形態において、粗面部は、押圧面１７０ａのうち配置部３１を押圧する部分の軸線方向における両端部にのみ設けられていてもよい。
・第２実施形態において、粗面部は、幅方向に延びるとともに軸線方向に互いに間隔をおいて設けられた複数の突条によって構成されていてもよい。この構成によれば、軸線方向におけるセグメントコイル４０の塑性変形が規制される一方、幅方向におけるセグメントコイル４０の塑性変形が許容されやすくなる。

【0088】

・各実施形態におけるコイル配置工程において、スロット２３の内部に一度に配置されるセグメントコイル４０の数は、適宜変更されてもよい。
・各実施形態において、スロット２３の内部に配置される配置部３１の数は、適宜変更されてもよい。

【0089】

・各実施形態において、ステータ１０から絶縁シート５０が省略されてもよい。この場合、絶縁シート配置工程が省略される。また、塑性変形後の配置部３１の幅は、スロット２３の幅と同一となる。

【0090】

・コイル３０の導体の材料は、銅合金などのアルミニウム合金以外の金属材料であってもよい。
・各実施形態におけるコイル３０は、複数のセグメントコイル４０が屈曲及び接合されることによって構成されるものであったが、コイル３０は、導体及び絶縁被覆を有する導線が予め環状に形成された巻線により構成されていてもよい。

【0091】

・各実施形態では、電機子の製造装置の一例として回転電機のステータの製造装置を例示したが、同様の構成を回転電機のロータの製造装置に対しても適用することも可能である。また、各実施形態では、電機子の製造方法の一例として回転電機のステータの製造方法を例示したが、同様の方法を回転電機のロータの製造方法に対して適用することも可能である。

【符号の説明】

【0092】

Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８…セグメントコイル
１０…ステータ
２０…ステータコア
２１…ヨーク
２２…ティース
２３…スロット
２４…固定部
２４ａ…ボルト孔
３０…コイル
３１…配置部
３２…第１コイルエンド
３２ａ…一般部
３２ｂ…徐変部
３３…第２コイルエンド
３３ａ…一般部
３３ｂ…徐変部
４０…セグメントコイル
４０ａ…転写面
５０…絶縁シート
６０…製造装置
７０…押圧治具
７０ａ…押圧面
７１…対向部
８０…保持治具
８１，８１Ａ，８１Ｂ…保持部材
８２…突出部
８３…逃がし部
１６０…製造装置
１７０…押圧治具
１７０ａ…押圧面

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】