特許 7621565 ステーターの製造方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-16

(45)【発行日】2025-01-24

(54)【発明の名称】ステーターの製造方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/06 20250101AFI20250117BHJP

   H02K 15/04 20250101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

H02K15/06

H02K15/04 F

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024546339

(86)(22)【出願日】2024-05-10

(86)【国際出願番号】 JP2024017480

【審査請求日】2024-08-05

(31)【優先権主張番号】P 2023082599

(32)【優先日】2023-05-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】小林 大

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特許第６２６９５１４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１４－１０７８７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／０６

Ｈ０２Ｋ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステーターコアに保持されたセグメントコイルの径方向に沿って配置された複数のコイルエンド部の内、最外周の第１コイルエンド部を折り曲げて動力線とするステーターの製造方法であって、
前記ステーターコアの前記径方向で前記第１コイルエンド部の内側に隣接する第２コイルエンド部を前記第１コイルエンド部と共に前記径方向の外側に向けて傾斜させ、
前記第２コイルエンドの先端部が軸方向に沿うように前記第２コイルエンドを折り曲げて前記傾斜した第１コイルエンド部の先端部を前記第２コイルエンドの先端部から分離させ、
前記分離した第１コイルエンド部の先端部を把持して変位させることによって前記第１コイルエンド部を前記動力線とするために折り曲げる、
ステーターの製造方法。

【請求項2】

請求項１のステーターの製造方法であって、
前記分離した第１コイルエンド部の前記先端部を一対の壁部間に位置させて把持し、
前記一対の壁部の一方が前記第１コイルエンド部と前記第２コイルエンド部との間に位置し、
前記一対の壁部の前記一方の先端に設けられた曲面に前記第１コイルエンド部を押し付けて前記折り曲げを行う、
ステーターの製造方法。

【請求項3】

ステーターコアに保持されたセグメントコイルの径方向に沿って配置された複数のコイルエンド部の内、最外周の第１コイルエンド部を折り曲げて動力線とするステーターの製造方法であって、
前記ステーターコアの前記径方向で前記第１コイルエンド部の内側に隣接する第２コイルエンド部を、該第２コイルエンド部よりも前記径方向の内側の隣接するコイルエンド部間に歯を軸方向に差し込んで前記第１コイルエンド部と共に前記軸方向に沿った状態から前記径方向の外側に向けて傾斜させ、
前記第２コイルエンド部の先端部をプッシャーにより前記歯に対して押し付けて前記軸方向に沿わせ、前記第２コイルエンド部の基端部の傾斜に沿って前記第１コイルエンド部が傾斜した状態で保持され、
前記傾斜した第１コイルエンド部の先端部を把持して変位させることによって前記第１コイルエンド部を前記動力線とするために折り曲げる、
ステーターの製造方法。

【請求項4】

請求項３のステーターの製造方法であって、
前記第１コイルエンド部は、折り曲げ前の状態において、前記第２コイルエンド部よりも前記軸方向で短く、
前記プッシャーは、前記第２コイルエンド部を前記第１コイルエンド部から前記軸方向に突出する範囲内で前記歯に押し付ける、
ステーターの製造方法。

【請求項5】

ステーターコアに保持されたセグメントコイルの径方向に沿って配置された複数のコイルエンド部の内、最外周の第１コイルエンド部を折り曲げて動力線とするステーターの製造装置であって、
隣接するコイルエンド部間に挿入可能な歯と、
前記コイルエンド部間に挿入された歯に対して前記挿入の方向に対する交差方向から移動可能なプッシャーと、
前記第１コイルエンド部の先端部を把持可能な把持部と、
前記歯、前記プッシャー、及び前記把持部を制御するコントローラーとを備え、
前記コントローラーは、
前記ステーターコアの径方向で前記第１コイルエンド部の内側に隣接する第２コイルエンド部よりも前記径方向の内側の前記コイルエンド部間に前記歯を前記軸方向に差し込んで前記第２コイルエンド部と共に前記第１コイルエンド部を前記軸方向に沿った状態から傾斜させ、
前記プッシャーにより前記第２コイルエンド部の前記先端部を前記歯に対して押し付け、前記第２コイルエンド部の前記先端部を前記軸方向に沿わせ、
前記傾斜した第１コイルエンド部の前記先端部を把持した前記把持部を変位することによって前記第１コイルエンド部を前記動力線とするために折り曲げる、
ステーターの製造装置。

【請求項6】

ステーターコアに保持されたセグメントコイルの径方向に沿って配置された複数のコイルエンド部の内、最外周の第１コイルエンド部を折り曲げて動力線とするステーターの製造装置であって、
隣接するコイルエンド部間に挿入可能な歯と、
前記コイルエンド部間に挿入された歯に対して前記挿入の方向に対する交差方向から移動可能なプッシャーと、
前記第１コイルエンド部の先端部を把持可能な把持部と、
前記歯、前記プッシャー、及び前記把持部を制御するコントローラーとを備え、
前記コントローラーは、
前記ステーターコアの径方向で前記第１コイルエンド部の内側に隣接する第２コイルエンド部よりも前記径方向の内側の前記コイルエンド部間に前記歯を前記軸方向に差し込んで前記第２コイルエンド部と共に前記第１コイルエンド部を前記軸方向に沿った状態から傾斜させ、
前記プッシャーにより前記第２コイルエンド部の前記先端部を前記歯に対して押し付け、前記第２コイルエンド部の前記先端部を前記軸方向に沿わせ、
前記傾斜した第１コイルエンド部の前記先端部を把持した前記把持部を変位することによって前記第１コイルエンド部を前記動力線とするために折り曲げ、
前記把持部は、前記傾斜した第１コイルエンド部の前記先端部を相互間に位置させて把持する一対の壁部と、前記把持の際に前記第１コイルエンド部と前記第２コイルエンド部との間に位置する前記一対の壁部の一方の先端に設けられ前記第１コイルエンド部に押し付けられて前記折り曲げを行う曲面とを備えた、
ステーターの製造装置。

【請求項7】

請求項６のステーターの製造装置であって、
前記歯と前記把持部は、ロボットマニピュレーターによって変位可能な折り曲げ治具上に配置された、
ステーターの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステーターコアに保持されたセグメントコイルのコイルエンド部を折り曲げて動力線とするステーターの製造方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のステーターの製造方法としては、例えば特許文献１に記載のように、複数の変形治具を用いたものがある。

【0003】

この製造方法では、まず動力線となるコイルエンド部（動力線）の外側に台座を配置する。次いで、動力線と隣接するコイルエンド部との間にブレードを打ち込んで台座を支点に動力線を外側に傾斜させる。

【0004】

傾斜した動力線と隣接するコイルエンド部との間にブロック状の第１の変形治具を挿入し、第１の変形治具と台座とで動力線を挟みつつ第１の変形治具を径方向の外側に移動させる。

【0005】

その後、台座の外側に配置されたローラーからなる第２の変形治具を隣接するコイルエンド部と平行に移動させて動力線の先端部を軸方向に沿うように折り曲げる。

【0006】

かかる製造方法では、動力線をクランク状に確実に折り曲げることができる。しかし、ブレードや第１及び第２の変形治具を連動させて制御する必要があり、コイルエンド部の折り曲げによる動力線の形成が煩雑なものとなっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許６２６９５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

解決しようとする問題点は、コイルエンド部の折り曲げによる動力線の形成が煩雑なものとなっていた点である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、ステーターコアに保持されたセグメントコイルの径方向に沿って配置された複数のコイルエンド部の内、最外周の第１コイルエンド部を折り曲げて動力線とするステーターの製造方法を提供する。この製造方法は、前記ステーターコアの前記径方向で前記第１コイルエンド部の内側に隣接する第２コイルエンド部を前記第１コイルエンド部と共に前記径方向の外側に向けて傾斜させ、前記第２コイルエンドの先端部が軸方向に沿うように前記第２コイルエンドを折り曲げて前記傾斜した第１コイルエンド部の先端部を前記第２コイルエンドの先端部から分離させ、前記分離した第１コイルエンド部の先端部を把持して変位させることによって前記第１コイルエンド部を前記動力線とするために折り曲げる。

【0010】

また、本発明は、ステーターコアに保持されたセグメントコイルの複数のコイルエンド部の内、最外周の第１コイルエンド部を折り曲げて動力線とするステーターの製造装置を提供する。この製造装置は、隣接するコイルエンド部間に挿入可能な歯と、前記コイルエンド部間に挿入された歯に対して前記挿入の方向に対する交差方向から移動可能なプッシャーと、前記第１コイルエンド部の先端部を把持可能な把持部と、前記歯、前記プッシャー、及び前記把持部を制御するコントローラーとを備える。そして、前記ステーターコアの径方向で前記第１コイルエンド部の内側に隣接する第２コイルエンド部よりも前記径方向の内側の前記コイルエンド部間に前記歯を前記軸方向に差し込んで前記第２コイルエンド部と共に前記第１コイルエンド部を前記軸方向に沿った状態から傾斜させ、前記プッシャーにより前記第２コイルエンド部の前記先端部を前記歯に対して押し付け、前記第２コイルエンド部の前記先端部を前記軸方向に沿わせ、前記傾斜した第１コイルエンド部の前記先端部を把持した前記把持部を変位することによって前記第１コイルエンド部を前記動力線とするために折り曲げる。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、コイルエンド部の折り曲げによる動力線の形成を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の実施例１に係るステーターを示す概略斜視図である。

【図2】図２は、図１のステーターを部分的に示す拡大断面図である。

【図3】図３は、実施例１に係るステーターの製造装置を示す側面図である。

【図4】図４は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ前の状態を示す拡大側面図である。

【図5】図５は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ開始時の状態を示す拡大側面図である。

【図6】図６は、図５の一部を示す拡大側面図である。

【図7】図７は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ治具の傾斜状態を示す拡大側面図である。

【図8】図８は、図７の一部を示す拡大側面図である。

【図9】図９は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ中の状態を示す拡大側面図である。

【図10】図１０は、図９の一部を示す拡大側面図である。

【図11】図１１は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ完了時の状態を示す拡大側面図である。

【図12】図１２は、図１１の一部を示す拡大側面図である。

【図13】図１３は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のあるスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ開始時の状態を示す拡大側面図である。

【図14】図１４は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のあるスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ中の状態を示す拡大側面図である。

【図15】図１５は、図１４の一部を示す拡大側面図である。

【図16】図１６は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のあるスロットの動力線以外のコイルエンド部に対する折り曲げ完了時の状態を示す拡大側面図である。

【図17】図１７は、図１６の一部を示す拡大側面図である。

【図18】図１８は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線の折り曲げ前の状態を示す拡大側面図である。

【図19】図１９は、図１８の一部を示す拡大側面図である。

【図20】図２０は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線の折り曲げ開始時の状態を示す拡大側面図である。

【図21】図２１は、図２０の一部を示す拡大側面図である。

【図22】図２２は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線の折り曲げ完了時の状態を示す拡大側面図である。

【図23】図２３は、実施例２に係るステーター製造装置の折り曲げ治具を示す正面図である。

【図24】図２４は、図２３の折り曲げ治具を示す背面図である。

【図25】図２５は、図２３の折り曲げ治具を示す側面図である。

【図26】図２６は、実施例２の変形例に係るステーター製造装置の折り曲げ治具を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

コイルエンド部の折り曲げによる動力線の形成を容易に行うという目的を、第１コイルエンド部を隣接する第２コイルエンド部の折り曲げに伴う基端部の傾斜に沿って傾斜させ、傾斜した第１コイルエンド部の先端部を把持して折り曲げを行うことによって実現した。

【0014】

図のように、ステーター１の製造方法は、ステーターコア３に保持されたセグメントコイル７の複数のコイルエンド部９の内、最外周の第１コイルエンド部９Ａａを折り曲げて動力線１１とするものである。

【0015】

この製造方法では、ステーターコア３の径方向で第１コイルエンド部９Ａａの内側に隣接する第２コイルエンド部９ｂを、基端部１０ｂが径方向の外側に向けて傾斜し先端部１０ａが軸方向に沿うように折り曲げる。この第２コイルエンド部９ｂの基端部１０ｂの傾斜に沿って、第１コイルエンド部９Ａａが傾斜した状態で保持される。そして、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持して変位させることによって、第１コイルエンド部９Ａａを動力線１１とするために折り曲げる。

【0016】

かかる製造方法は、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａの把持に適宜の手法を採用可能である。一実施形態では、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを一対の壁部２５ａ及び２９間に位置させて把持する。一対の壁部の一方２９が第１コイルエンド部９Ａａと第２コイルエンド部９ｂとの間に位置し、一対の壁部の一方２９の先端に設けられた曲面２９ａに第１コイルエンド部９Ａａを押し付けて折り曲げを行う。

【0017】

第２コイルエンド部９ｂの折り曲げは、適宜の手法で行うことができるが、一実施形態として歯２５ａとプッシャー２１とを用いてもよい。この場合、第２コイルエンド部９ｂよりも径方向の内側の隣接するコイルエンド部９間に歯２５ａを軸方向に差し込んで、第２コイルエンド部９ｂと共に第１コイルエンド部２５ａを軸方向に沿った状態から傾斜させる。そして、第２コイルエンド部９ｂの先端部１０ａを、プッシャー２１により歯２５ａに対して押し付けて軸方向に沿わせる。

【0018】

第１コイルエンド部９Ａａは、折り曲げ前の状態において、第２コイルエンド部９ｂよりも軸方向で短く、プッシャー２１は、第２コイルエンド部９ｂを第１コイルエンド部９Ａａから軸方向に突出する範囲内で歯２５ａに押し付けてもよい。

【0019】

ステーター１の製造装置１５は、歯２５ａと、プッシャー２１と、把持部２７と、コントローラー３１とを備える。歯２５ａは、隣接するコイルエンド部９間に挿入可能な部材である。プッシャー２１は、コイルエンド部９間に挿入された歯２５ａに対して挿入の方向に対する交差方向から移動可能な構成である。把持部２７は、第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持可能な構成である。コントローラー３１は、歯２５ａ、プッシャー２１、及び把持部２７を制御する。

【0020】

コントローラー３１は、ステーターコア３の径方向で第１コイルエンド部９Ａａの内側に隣接する第２コイルエンド部９ｂよりも径方向の内側のコイルエンド部９間に歯２５ａを軸方向に差し込んで第２コイルエンド部９ｂと共に第１コイルエンド部９Ａａを軸方向に沿った状態から傾斜させる。また、コントローラー３１は、プッシャー２１により第２コイルエンド部９ｂの先端部１０ａを歯２５ａに対して押し付け、第２コイルエンド部９ｂの先端部１０ａを軸方向に沿わせる。そして、コントローラー３１は、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持した把持部２７を変位することによって、第１コイルエンド部９Ａａを動力線１１とするために折り曲げる。

【0021】

把持部２７は、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを相互間に位置させて把持する一対の壁部２５ａ及び２９と、把持の際に第１コイルエンド部９Ａａと第２コイルエンド部９ｂとの間に位置する一対の壁部２５ａ及び２９の一方２９の先端に設けられ第１コイルエンド部９Ａａに押し付けられて折り曲げを行う曲面２９ａとを備えてもよい。

【0022】

歯２５ａと把持部２７は、ロボットマニピュレーター１７によって変位可能な折り曲げ治具１９上に配置されてもよい。

【実施例1】

【0023】

［ステーター］
図１は、本発明の実施例１に係るステーターを示す概略斜視図である。図２は、図１のステーターを部分的に示す拡大断面図である。

【0024】

図１及び図２のステーター１は、図示しないローターと共に回転電機を構成するものである。回転電機は、例えば図示しない電動車両の駆動輪を駆動し、駆動輪からの回生制動力によって発電する例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）８極の交流型の永久磁石同期モーターとして構成される。

【0025】

ここで、図１及び図２は、ステーターコア３にステーターコイル５を組み込んだ状態を示している。図１の状態では、ステーターコイル５を構成する各セグメントコイル７のコイルエンド部９の先端部１０ａが軸方向に沿った状態となっている。軸方向とは、ステーターコア３の軸方向をいう。

【0026】

この図１の状態に対し、コイルエンド部９は、周方向に折り曲げられた後、溶接により接合されてステーターコイル５を構成する。その後、コイルエンド部９の端末８ａが絶縁塗装され、ステーターコイル５の部分を樹脂封止するなどして回転電機のステーター１が形成される。以下の説明では、便宜上図１に示すものをステーター１として説明する。

【0027】

ステーター１は、上記のように、ステーターコア３と、ステーターコイル５とを備える。ステーターコア３は、例えば複数の円環状の電磁鋼板を積層して構成される。このステーターコア３は、複数のスロット３ａを周方向に等間隔で備えている。

【0028】

ステーターコイル５は、ステーターコア３に３相分設けられ、波巻き状となるように構成されている。かかるステーターコイル５は、複数のセグメントコイル７で構成されている。

【0029】

各セグメントコイル７は、例えば断面が矩形の平角線を、Ｕ状、例えばヘアピン状に形成したものである。なお、セグメントコイル７の断面形状等は、特に限定されるものではない。複数のセグメントコイル７は、ステーターコア３に対し円周方向に組み合わされている。

【0030】

各セグメントコイル７は、絶縁層の無い端末８ａを含む脚部８がステーターコア３のスロット３ａに挿入されている。これにより、セグメントコイル７は、ステーターコア３に保持されている。なお、絶縁層は、セグメントコイル７の端末８ａ以外の部分全体に形成されている。

【0031】

セグメントコイル７の脚部８は、ステーターコア３を貫通している。これにより、端末８ａを含む脚部８のコイルエンド部９がステーターコア３から軸方向に突出する。なお、図１及び図２は、セグメントコイル７の脚部８がステーターコア３に下方より押し込まれて上方へ突出した状態を示している。ここでの突出は、コイルエンド部９の先端と基端とが軸方向でずれて配置されていることをいう。

【0032】

コイルエンド部９は、各スロット３ａ内で径方向に一列に配置されている。本実施例では、ステーターコイル５の相に応じて最外周の第１コイルエンド部９ａ～最内周の第６コイルエンド部９ｆがスロット３ａ内に位置する。

【0033】

なお、第１コイルエンド部９ａ（及び後述する第１コイルエンド部９Ａａ）～最内周の第６コイルエンド部９ｆは、同一スロット３ａ内のコイルエンド部９を意味し、特に各スロット３ａ内のコイルエンド部９を識別するために用いる。

【0034】

動力線１１を有するスロット３ａにおいては、動力線用の第１コイルエンド部９Ａａの折り曲げによって動力線１１が形成され、動力線１１と共に第２コイルエンド部９ｂ～第６コイルエンド部９ｆがスロット３ａ内に位置する。

【0035】

隣接する層のコイルエンド部９の先端部１０ａ間には、径方向の隙間１３が形成されている。この隙間１３により、コイルエンド部９の周方向への折り曲げを行い易くする。

【0036】

隙間１３を形成するために、第１～第４コイルエンド部９ａ～９ｄには、軸方向に沿った先端部１０ａ及び軸方向に対して傾斜した基端部１０ｂを含む（図１２参照）。基端部１０ｂの傾斜は、先端部１０ａへ向けて漸次径方向の外側に偏倚するように行われている。

【0037】

ここでの先端部１０ａは、最終的に軸方向に沿う部分をいう。先端部１０ａは、軸方向に対して厳格に沿う必要はなく、多少傾斜した場合も含む。基端部１０ｂは、先端部１０ａに対してステーターコア３側に位置する部分をいう。基端部１０ｂの傾斜は、先端部１０ａが軸方向に対して多少傾斜している場合、この先端部１０ａよりも傾斜することをいう。

【0038】

動力線１１は、クランク状に折り曲げられた形状を有する。動力線１１は、軸方向に沿った先端部１１ａ及び軸方向に対して傾斜した基端部１１ｂを含む。基端部１１ｂの傾斜は、先端部１１ａへ向けて漸次径方向の外側に偏倚するように行われている。基端部１１ｂの軸方向に対する傾斜角度は、第１～第４コイルエンド部９ａ～９ｄの基端部１０ｂの軸方向に対する傾斜角度よりも大きい。

【0039】

［ステーターの製造装置及び方法］
図３は、実施例１にかかるステーターの製造装置を示す側面図である。

【0040】

本実施例では、図３のステーター１の製造装置１５を用いてステーター１を製造する。製造装置１５は、ロボットマニピュレーター１７と、折り曲げ治具１９と、クランプ２０と、プッシャー２１と、コントローラー３１とを備えている。

【0041】

ロボットマニピュレーター１７は、例えば６軸の垂直多関節型ロボットからなる。ロボットマニピュレーター１７の端部には、エンドエフェクターとしての折り曲げ治具１９が取り付けられている。なお、ロボットマニピュレーター１７は、図３において１台のみ図示されているが、これに限らずステーター１の周方向に複数台設けられていてもよい。

【0042】

折り曲げ治具１９は、隣接する層のコイルエンド部９間の隙間１３の形成と動力線１１の形成を行うためのものである。なお、隙間１３の形成と動力線１１の形成は、異なる治具等によって別々に行ってもよい。

【0043】

この折り曲げ治具１９は、本体部２３と、櫛歯２５と、把持部２７とが設けられている。本体部２３は、例えば金属からなる板状である。この本体部２３の一側面２３ａには、櫛歯２５及び把持部２７が設けられている。

【0044】

櫛歯２５は、ロボットマニピュレーター１７の第６軸Ａ６の軸方向に間隔をあけて並ぶ複数、本実施例において３つの歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃが設けられている。歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃは、板状に形成されている。

【0045】

歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃは、第６軸Ａ６から離れる方向に延び、その先端が片刃状に尖っている。これら歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃは、ステーターコア３の軸方向に沿って配置されると共に並び方向がスロット３ａ内でコイルエンド部９が並ぶステーター１の径方向と一致した状態で、片刃状に傾斜した面が径方向の外側を向く。また、この状態において、径方向の内側の歯２５ｃから外側の歯２５ａへかけて、順次軸方向で短くなっている。

【0046】

クランプ２０は、例えば金属等によって板状に形成され、スロット３ａ内のコイルエンド部９の基端を径方向の内外から把持するものである。この把持により、スロット３ａとコイルエンド部９との間の絶縁紙２２が保護されると共にコイルエンド部９の曲げの起点が構成される。

【0047】

プッシャー２１は、樹脂等によって形成された柱状である。このプッシャー２１は、歯２５ａに対してロボットマニピュレーター１７の第６軸Ａ６に沿った方向の外側で近接離反するように移動可能となっている。

【0048】

このプッシャー２１の移動方向は、歯２５ａのコイルエンド部９間への挿入の方向である軸方向に対する直交方向である径方向である。ただし、プッシャー２１の移動方向は、径方向及び第６軸Ａ６に対して傾斜した方向であってもよい。プッシャー２１の移動は、直動アクチュエーター等の適宜のアクチュエーターによって行えばよい。プッシャー２１の支持は、ロボットマニピュレーター１７或いは他の部材に対して行うことが可能である。

【0049】

把持部２７は、動力線１１用の第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持可能なものである。本実施例の把持部２７は、一対の壁部としての歯２５ｃと壁部２９とを備える。本実施例では、歯２５ｃを一方の壁部として利用しているが、別途壁部を設けてもよい。

【0050】

壁部２９は、歯２５ｃに対して第６軸Ａ６の軸方向に間隔をあけて並ぶ。この把持部２７は、歯２５ｃと壁部２９との間に第１コイルエンド９Ａａの先端部１０ａを挿入して把持するようになっている。ただし、把持部２７は、ロボットハンド等によって構成してもよい。壁部２９は、第６軸Ａ６から離れる方向の先端が歯２５ｃに面する角に曲面２９ａを有している（図６参照）。

【0051】

コントローラー３１は、プロセッサーやメモリー等を有するコンピューターからなる。図３において、コントローラー３１は、概念的にのみ示す。コントローラー３１は、ロボットマニピュレーター１７を通じて折り曲げ治具１９、つまり歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃ並びに把持部２７を制御すると共に、プッシャー２１を制御する。この制御を通じて、ステーター１の製造方法を実現する。

【0052】

以下、コントローラー３１による製造装置１５の制御として、ステーター１の製造方法について説明する。

【0053】

ステーター１の製造方法では、層間拡大が行われる。層間拡大は、図１及び図２のように、スロット３ａ内で隣接する層のコイルエンド部９間を拡大して隙間１３を形成する。層間拡大は、動力線１１のないスロット３ａ及び動力線１１のあるスロット３ａの双方に対して行われる。

【0054】

動力線１１のないスロット３ａにおいては、ステーターコア３の径方向で最内周の層を除き、コイルエンド部９を折り曲げる。なお、最内周の層のコイルエンド部９も折り曲げることも可能である。コイルエンド部９の折り曲げは、コイルエンド部９の基端部１０ｂが径方向の外側に向けて傾斜し、先端部１０ａが軸方向に沿うように行われる。

【0055】

図４は、実施例１のステーターの製造方法に係り、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ前の状態を示す拡大側面図である。

【0056】

図３及び図４のように、本実施例においては、まずステーター１を所定位置に保持し、ステーターコア３の軸方向が上下方向に沿うように配置する。このとき、クランプ２０により第１コイルエンド９ａ～第６コイルエンド９ｆの基端を把持する。なお、折り曲げ前の第１コイルエンド９ａ～第６コイルエンド９ｆは、全体として軸方向に沿っており、軸方向の長さが各スロット３ａ内において第１コイルエンド９ａから第６コイルエンド９ｆまで漸次短くなっている。

【0057】

動力線１１が形成される部分においては、第１コイルエンド９Ａａの軸方向の長さが最も短くなっており、その他の第２コイルエンド９ｂから第６コイルエンド９ｆまでは上記同様に漸次軸方向の長さが短くなる（図３参照）。

【0058】

このステーター１に対して、ロボットマニピュレーター１７により折り曲げ治具１９を上方に位置させる。このとき、折り曲げ治具１９の櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃは、軸方向に沿うようにし、片刃状の斜面をステーターコア３の径方向の外側に向けておく。

【0059】

そして、櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの先端が、それぞれ各層の径方向内側に位置するコイルエンド部９、本実施例では第２、第４、及び第６コイルエンド部９ｂ、９ｄ、及び９ｆに径方向で対向するように配置される。この配置は、歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの軸方向の長さの相違、並びにコイルエンド部９の軸方向の長さの相違に基づいて行われる。

【0060】

図５は、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ開始時の状態を示す拡大側面図である。図６は、図５の一部を示す拡大側面図である。

【0061】

図５及び図６のように、ロボットマニピュレーター１７により折り曲げ治具１９を径方向に移動させる。これにより、櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの先端をそれぞれ対向するコイルエンド部９（第２、第４、及び第６コイルエンド部９ｂ、９ｄ、及び９ｆ）に径方向で当接させる。

【0062】

これによって、櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの先端は、隣接する層のコイルエンド部９間に位置する。具体的には、歯２５ａを第２及び第３コイルエンド部９ｂ及び９ｃ間、歯２５ｂを第４及び第５コイルエンド部９ｄ及び９ｅ間に位置させる。また、歯２５ｃは、第６コイルエンド部９ｆの径方向に内側に位置する。

【0063】

図７は、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ治具の傾斜状態を示す拡大側面図である。図８は、図７の一部を示す拡大側面図である。

【0064】

図７及び図８のように、ロボットマニピュレーター１７により折り曲げ治具１９を軸方向でステーターコア３に向けてさらに移動させる。これにより、櫛歯２５の歯２５ａ及び２５ｂは、隣接する層のコイルエンド部９間である、第２及び第３コイルエンド部９ｂ及び９ｃ間、及び第４及び第５コイルエンド部９ｄ及び９ｅ間に挿入される。

【0065】

この挿入の際には、櫛歯２５を歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの並び方向となるステーターコア３の径方向とステーターコア３の軸方向とに直交する軸線周り、本実施例ではロボットマニピュレーター１７の第５軸Ａ５周りに折り曲げ治具１９が傾斜される。この結果、櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃが傾斜される。このため、櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの先端がコイルエンド部９の絶縁層に対して非接触となる。

【0066】

図９は、動力線のないスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ中の状態を示す拡大側面図である。図１０は、図９の一部を示す拡大側面図である。図１１は、同コイルエンド部に対する折り曲げ完了時の状態を示す拡大側面図である。図１２は、図１１の一部を示す拡大側面図である。

【0067】

図９及び図１０のように歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの挿入過程において、歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃが再び軸方向に沿うようにロボットマニピュレーター１７によって折り曲げ治具１９を変位させる。

【0068】

櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃを挿入しきると、第３及び第４コイルエンド部９ｃ及び９ｄが歯２５ａ及び２５ｂ間で折り曲げられ、第５及び第６コイルエンド部９ｅ及び９ｆが歯２５ｂ及び２５ｃ間に折り曲げられずに収容される。これによって、第３及び第４コイルエンド部９ｃ及び９ｄは、基端部１０ｂが径方向の外側へ向けて傾斜し、先端部１０ａが軸方向に沿った状態となる。

【0069】

一方、最外周の層である第１及び第２コイルエンド部９ａ及び９ｂは、径方向の外側に櫛歯２５の歯が存在しないため、全体として傾斜した状態となっている。この傾斜した第１及び第２コイルエンド部９ａ及び９ｂの先端部１０ａを、図１１及び図１２のようにプッシャー２１により歯２５ａに径方向の外側から押し付ける。これにより、第１及び第２コイルエンド部９ａ及び９ｂの先端部１０ａも、基端部１０ｂが径方向の外側へ向けて傾斜し、先端部１０ａが軸方向に沿った状態となる。

【0070】

その後、プッシャー２１を第１及び第２コイルエンド部９ａ及び９ｂの先端部１０ａから離し、ロボットマニピュレーター１７によって折り曲げ治具１９を上昇させる。これにより、櫛歯２５の歯２５ａ及び２５ｂが隣接する層のコイルエンド部９間から引き抜かれる。こうして動力線１１のないスロット３ａでの層間拡大が完了する。

【0071】

一方、動力線１１のあるスロット３ａでの層間拡大も、図１及び図２のように、コイルエンド部９の基端部１０ｂが径方向の外側に向けて傾斜し、先端部１０ａが軸方向に沿うようにコイルエンド部９を折り曲げる。

【0072】

図１３は、動力線のあるスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ開始時の状態を示す拡大側面図である。

【0073】

図１３のように、動力線１１のないスロット３ａと同様、ロボットマニピュレーター１７により折り曲げ治具１９を軸方向及び径方向に移動させる。これにより、櫛歯２５の歯２５ａ及び２５ｂを隣接する層のコイルエンド部９間である、第２及び第３コイルエンド部９ｂ及び９ｃ間、及び第４及び第５コイルエンド部９ｄ及び９ｅ間に挿入する。

【0074】

この挿入の際にも、櫛歯２５が傾斜されて、図７と同様にして櫛歯２５の歯２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃの先端がコイルエンド部９の絶縁層に対して非接触となる。

【0075】

図１４は、動力線のあるスロットのコイルエンド部に対する折り曲げ中の状態を示す拡大側面図である。図１５は、図１４の一部を示す拡大側面図である。

【0076】

櫛歯２５の歯２５ａ及び２５ｂを挿入しきると、図１４及び１５のように、第３及び第４コイルエンド部９ｃ及び９ｄが歯２５ａ及び２５ｂ間で折り曲げられ、第５及び第６コイルエンド部９ｅ及び９ｆが歯２５ｂ及び２５ｃ間に折り曲げられずに収容される。一方で、最外周の層である第１及び第２コイルエンド部９Ａａ及び９ｂが全体として傾斜した状態となる。

【0077】

これにより、本実施例では、第２コイルエンド部９ｂよりも径方向の内側の隣接するコイルエンド部９間に歯２５ａを軸方向に差し込んで、第２コイルエンド部９ｂと共に第１コイルエンド部９Ａａを軸方向に沿った状態から傾斜させている。

【0078】

なお、ステーターコイル５の構成によっては、櫛歯２５の歯２５ａを省略して歯２５ｂによって第３及び第４コイルエンド部９ｃ及び９ｄと共に第１及び第２コイルエンド部９ａ及び９ｂを傾斜させる構成としてもよい。つまり、第２コイルエンド部９ｂよりも径方向の内側の隣接するコイルエンド部９間は、第２及び第３コイルエンド部９ｂ及び９ｃ間だけでなく、他のコイルエンド部９間、例えば第４及び第５コイルエンド部９ｄ及び９ｅ間であってもよい。

【0079】

図１６は、動力線のあるスロットの動力線以外のコイルエンド部に対する折り曲げ完了時の状態を示す拡大側面図である。図１７は、図１６の一部を示す拡大側面図である。

【0080】

図１６及び図１７のように、傾斜した第１及び第２コイルエンド部９ａ及び９ｂの内、第２コイルエンド部９ｂの先端部１０ａを、プッシャー２１により歯２５ａに径方向の外側から押し付ける。

【0081】

この押し付けは、プッシャー２１が第１コイルエンド部９Ａａに当たらない位置で行われる。本実施例において、プッシャー２１は、第２コイルエンド部９ｂを第１コイルエンド部９Ａａから軸方向に突出する範囲内で歯２５ａに押し付ける。プッシャー２１は、この範囲内である限り、その軸方向の位置を動力線１１のあるスロット３ａと動力線１１のないスロット３ａとの間で固定することができる。

【0082】

かかる押し付けにより、第２コイルエンド部９ｂは、基端部１０ｂが径方向の外側へ向けて傾斜し、先端部１０ａが軸方向に沿うように折り曲げられる。一方、第１コイルエンド部９Ａａは、第２コイルエンド部９ｂの基端部１０ｂに当接し、その基端部１０ｂの傾斜に沿って傾斜した状態で保持される。

【0083】

こうして第１コイルエンド部９Ａａは第２コイルエンド部９ｂに対して分離される。この分離は、上記のように動力線１１がないスロット３ａと同様の層間拡大によって行うことができる。

【0084】

その後、プッシャー２１を第２コイルエンド部９ｂの先端部１０ａから離し、ロボットマニピュレーター１７によって折り曲げ治具１９を上昇させることで、櫛歯２５の歯２５ａ及び２５ｂが隣接する層のコイルエンド部９間から引き抜かれる。

【0085】

次いで、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持して変位させることによって、第１コイルエンド部９Ａａを動力線１１とするために折り曲げる。

【0086】

図１８は、動力線の折り曲げ前の状態を示す拡大側面図である。図１９は、図１８の一部を示す拡大側面図である。

【0087】

図１８及び図１９のように、本実施例では、ロボットマニピュレーター１７により、折り曲げ治具１９をコイルエンド部９群の径方向の外側に位置させる。このとき、折り曲げ治具１９を傾斜させ、一対の壁部である歯２５ｃ及び壁部２９を第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａの傾斜に一致させる。これにより、歯２５ｃ及び壁部２９間のスペースを第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａに指向させる。この傾斜は、櫛歯２５を傾斜させる際と同様、ロボットマニピュレーター１７の第５軸Ａ５周りの回転によって行うことができる。

【0088】

図２０は、動力線の折り曲げ開始時の状態を示す拡大側面図である。図２１は、図２０の一部を示す拡大側面図である。

【0089】

こうして歯２５ｃ及び壁部２９が傾斜した状態で、図２０及び図２１のように、折り曲げ治具１９を変位させて、第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを歯２５ｃ及び壁部２９間で把持する。

【0090】

このとき、折り曲げ治具１９、つまり歯２５ｃ及び壁部２９の傾斜を増加させる。傾斜の増加は、軸方向に対する傾斜角度を増加させることをいう。この傾斜の増加により、第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを円滑に把持することができる。ただし、折り曲げ治具１９の傾斜の増加は省略してもよい。

【0091】

この把持の際には、一対の壁部の一方である壁部２９が、第１コイルエンド部９Ａａと第２コイルエンド部９ｂとの間に位置する。壁部２９は、先端に曲面２９ａを有する関係上、歯２５ｃ等よりも板厚が厚くなる。本実施例では、第１コイルエンド部９Ａａが第２コイルエンド部９ｂに対して上記のように分離させることで、壁部２９が厚くても円滑に第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持部２７で把持することができる。

【0092】

図２２は、動力線の折り曲げ完了時の状態を示す拡大側面図である。

【0093】

図２２のように、第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持した状態において、ロボットマニピュレーター１７により折り曲げ治具１９を径方向の外側且つ軸方向でステーターコア３に近づけるように変位させる。このとき、壁部２９が軸方向に沿うように折り曲げ治具１９の傾斜を戻す。

【0094】

この結果、壁部２９の曲面２９ａに第１コイルエンド部９Ａａが押し付けられ、第１コイルエンド部９Ａａの折り曲げを行うことができる。これにより、第１コイルエンド部９Ａａがクランク状に折り曲げられて動力線１１となる。

【0095】

以上説明したように、本実施例のステーターコア３の製造方法では、ステーターコア３の径方向で第１コイルエンド部９Ａａの内側に隣接する第２コイルエンド部９ｂを、基端部１０ｂが径方向の外側に向けて傾斜し先端部１０ａが軸方向に沿うように折り曲げる。この第２コイルエンド部９ｂの基端部１０ｂの傾斜に沿って、第１コイルエンド部９Ａａが傾斜した状態で保持される。そして、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持して変位させることによって、第１コイルエンド部９Ａａを動力線１１とするために折り曲げる。

【0096】

従って、本実施例では、第２コイルエンド９ｂの折り曲げを利用して第１コイルエンド部９Ａａと第２コイルエンド部９ｂとを分離させ、第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ｂを容易且つ確実に把持することができる。そして、把持した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ｂを変位させることで、第１コイルエンド部９Ａａを容易且つ確実に折り曲げることができる。

【0097】

このように、本実施例では、第１コイルエンド部９Ａａの折り曲げによる動力線１１の形成を容易に行うことができる。

【0098】

また、本実施例では、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを一対の壁部である歯２５ｃ及び壁部２９間に位置させて把持する。このとき、一対の壁部の一方である壁部２９が第１コイルエンド部９Ａａと第２コイルエンド部９ｂとの間に位置する。そして、壁部２９の先端に設けられた曲面２９ａに第１コイルエンド部９Ａａを押し付けて折り曲げを行う。

【0099】

従って、本実施例では、より容易に第１コイルエンド部９Ａａの折り曲げを行うことができる。このように構成すると、壁部２９は、曲面２９ａを有する関係上、歯２５ｃのように板厚を薄くすることはできない。しかし、第１コイルエンド部９Ａａが第２コイルエンド部９ｂに対して分離されているので、歯２５ｃ及び壁部２９間で容易且つ確実に第１コイルエンド部９Ａａを把持することができる。

【0100】

また、本実施例では、第２コイルエンド部９ｂよりも径方向の内側の隣接するコイルエンド部９間に歯２５ａを軸方向に差し込んで第２コイルエンド部９ｂと共に第１コイルエンド部９Ａａを軸方向に沿った状態から傾斜させ、第２コイルエンド部９ｂの先端部１０ａをプッシャー２１により歯２５ａに対して押し付けて軸方向に沿わせる。

【0101】

従って、本実施例では、第１コイルエンド部９Ａａと第２コイルエンド部９ｂとを歯２５ａの差し込みだけで容易に傾斜させることができる。しかも、第２コイルエンド部９ｂの先端部１０ａを軸方向に沿わせる折り曲げによって、第１コイルエンド部９Ａａと第２コイルエンド部９ｂとを容易に分離させることができる。

【0102】

第１コイルエンド部９Ａａは、折り曲げ前の状態において、第２コイルエンド部９ｂよりも軸方向で短く、プッシャー２１は、第２コイルエンド部９ｂを第１コイルエンド部９Ａａから軸方向に突出する範囲内で歯２５ａに押し付ける。

【0103】

従って、本実施例では、動力線１１を形成する場合と動力線１１を形成しない場合との間でプッシャー２１の軸方向での位置を固定することができ、製造装置１５の構造や制御、製造方法の工程の簡素化等を図ることができる。

【0104】

本実施例のステーター１の製造装置１５は、隣接するコイルエンド部９間に挿入可能な歯２５ａと、コイルエンド部９間に挿入された歯２５ａに対して挿入の方向に対する交差方向から移動可能なプッシャー２１と、第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持可能な把持部２７と、歯２５ａ、プッシャー２１、及び把持部２７を制御するコントローラー３１とを備える。

【0105】

従って、ステーター１の製造装置１５は、本実施例の製造方法を実現して、第１コイルエンド部９Ａａの折り曲げによる動力線１１の形成を容易に行うことができる。また、製造装置１５では、歯２５ａ、プッシャー２１、及び把持部２７の複雑な制御が不要で、構造や制御の簡素化を図ることができる。

【0106】

歯２５ａと把持部２７は、ロボットマニピュレーターによって変位可能な折り曲げ治具１９上に配置された。このため、歯２５ａと把持部２７の動作を共通化して、製造装置１５の構造や制御の簡素化を図ることができる。

【実施例2】

【0107】

図２３は、本発明の実施例２に係るステーターの製造装置の折り曲げ治具を示す正面図である。図２４は、図２３の折り曲げ治具の背面図である。図２５は、図２３の折り曲げ治具の側面図である。なお、実施例２は、基本構成が実施例１と共通するため、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

【0108】

実施例２では、図２３～図２５のように、折り曲げ治具１９の把持部２７の位置を実施例１に対して変更したものである。すなわち、折り曲げ治具１９は、本体部２３の一側面２３ａに櫛歯２５を備える一方、本体部２３の他側面２３ｂに把持部２７を備える。その他は実施例１と同一である。

【0109】

図２６は、変形例に係る折り曲げ治具を示す正面図である。

【0110】

変形例では、折り曲げ治具１９の本体部２３の一側面２３ａに櫛歯２５及び把持部２７を備えるが、把持部２７と櫛歯２５とが本体部２３の長手方向の反対側の端部にそれぞれ設けられている。その他は、実施例１と同一である。

【0111】

かかる実施例においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。また、把持部２７が櫛歯２５と並列に設ける必要がないため、折り曲げ治具１９の寸法を小さくすることが可能となる。なお、把持部２７の位置は、折り曲げ治具１９の姿勢を制御して、動力線１１用の第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持できる限りにおいて、本体部２３上の種々の位置とすることが可能である。

【0112】

なお、把持部２７は、必ずしも折り曲げ治具１９と一体となっている必要はなく、別体の治具に設けてもよい。実施例１も同様である。

【符号の説明】

【0113】

１ ステーター
３ ステーターコア
５ ステーターコイル
７ セグメントコイル
９ コイルエンド部
９ａ～９ｆ 第１～第６コイルエンド部
９Ａａ 第１コイルエンド部
１０ａ 先端部
１０ｂ 基端部
１１ 動力線
１５ 製造装置
１７ ロボットマニピュレーター
１９ 折り曲げ治具
２１ プッシャー
２５ａ、２５ｂ、及び２５ｃ 歯
２７ 把持部
２９ 壁部
２９ａ 曲面

【要約】

コイルエンド部の折り曲げによる動力線の形成を容易に行うことが可能なステーターの製造方法を提供する。ステーターコア３に保持されたセグメントコイル７の複数のコイルエンド部９の内、最外周の第１コイルエンド部９Ａａを折り曲げて動力線１１とするステーター１の製造方法であって、ステーターコア３の径方向で第１コイルエンド部９Ａａの内側に隣接する第２コイルエンド部９ｂを、基端部１０ｂが径方向の外側に向けて傾斜し先端部１０ａが軸方向に沿うように折り曲げ、第２コイルエンド部９ｂの基端部１０ｂの傾斜に沿って第１コイルエンド部９Ａａが傾斜した状態で保持され、傾斜した第１コイルエンド部９Ａａの先端部１０ａを把持して変位させることによって第１コイルエンド部９Ａａを動力線１１とするために折り曲げる。

【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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】