JP2009207306A - ステータコイルのコイルエンド成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエンド部の曲げ成形においてコイルの膨らみを抑制することができるステータコイルのコイルエンド成形方法を提供することである。
【解決手段】絶縁被覆導体線３０のコイルエンド予定部分を直角に折り曲げる直角曲げ工程を有し、この直角曲げ工程は、絶縁被覆導体線３０の幅とほぼ同じ幅のガイド溝５２ｄが設けられたダイ５２を用いて、ダイ５２のガイド溝５２ｄに絶縁被覆導体線３０を嵌め込んだ状態で、パンチ５４をダイ５２側へ相対移動させることにより絶縁被覆導体線３０を直角に折り曲げるようにしたので、絶縁被覆導体線３０の両側面とダイ５２のガイド溝５２ｄの側壁とが当接し、絶縁被覆導体線３０の両側面が膨らもうとする力がダイ５２のガイド溝５２ｄの側壁に押さえつけられ、膨らみを抑制することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ステータコイルのコイルエンド成形方法に関し、詳しくは絶縁被覆平角線を階段状に折り曲げてなるコイルエンドを有するステータコイルのコイルエンド成形方法に関する。

従来、回転電機の小型化、高性能化の要望を実現するためには、ステータコイルのスロット占積率の向上、またトルク発生に寄与しないコイルエンド部を如何に低減できるかが課題とされる。

ところで、ステータコイルを構成する導体線を大きな断面積を確保できる平角線により構成することは、回転電機のスロット内導線占積率向上のために好適である（たとえば特許文献１参照）。

また、この種の平角線を用いて予めコイルエンド部を成形したステータコイルをオープンスロット型や分割コア型のステータコアに収容した構造の回転電機が、たとえば特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載の回転電機では、ステータコイルをステータコアに収容するにあたって、コイルエンドにおいてコイルを所定の形状に折り曲げている。
特許第３１１５３４３号公報 特許第３６０４３２６号公報

上述のようにコイルを平角線にするとともに、コイルエンド形状を階段状にすると、コイルの幅分を積み重ねた高さとなり、コイルエンド高さを最低にすることが可能となる。このため、コイルエンド形状を階段状にすることが望ましい。

ところが、コイルエンド形状を階段状にするにあたっては、コイルを曲げたことにより不要な膨らみが生じるという問題があった。すなわち、この階段状のコイルエンドの加工は、従来の巻線と呼ばれる工法とは違いプレス成形の工法を用いて加工するが、コイルすなわち平角線の銅線を曲げあるいはプレス成形すると曲げＲの内側部分の側面部に膨らみが発生する。この点について特許文献１や特許文献２では何ら考察していなかった。この問題となる膨らみの発生について図１５を参照しながら詳しく説明する。

図１５は、ステータコイルの形状の一例を示す図であり、（ａ）は階段状にしたコイルエンド部の側面図であり、（ｂ）はコイルの断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＫ−Ｋ部分におけるコイルの断面図である。

図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、３０は平角線のコイルであり、銅線３０ｂを、エナメル層やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂層で被覆して絶縁被膜３０ａを形成した構造を有する、絶縁被覆平角線である。

コイルエンド形状を階段状にし、そのステータコイルをステータコアに収容するにあたっては、図１５（ａ）のように、コイルエンド同士を幾重にも重ね合わせる必要がある。コイルすなわち絶縁被覆平角線３０の断面形状は、元々、図１５（ｂ）に示すように上部と下部とが同じ長さＬの長方形であるため、重ね合わせたときに隙間なく効率的に重ね合わせることができる。

ところが、図１５（ａ）のＫ−Ｋ断面では、図１５（ｂ）に示すように、絶縁被覆平角線３０を曲げたために、曲げの内側では側面が膨らんで長さＮとなり、外側では側面がへこんで長さＭとなっている。ここで、Ｌ＞Ｍ、Ｎ＞Ｌである。このような状況が絶縁被覆平角線３０を曲げた各所で発生すると、コイルエンド同士を重ね合わせるときに隙間が生じ、導線占積率を向上させる上での障害となってしまう。また、コイルサブアッシー（コイル組立体）の内外径の寸法精度が低くなってしまうという問題があった。

また、絶縁被覆平角線３０を曲げて膨らみが生じると、その部分の樹脂による絶縁被膜３０ａが薄くなってしまい、組立時にコイル間が近くなり、絶縁が十分に確保できず、高電圧（たとえば１０００Ｖ）でコロナ放電が生じる虞があるという問題もあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、コイルエンド部の曲げ成形においてコイルの膨らみを抑制することができるステータコイルのコイルエンド成形方法を提供することを目的とする。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。

１．平角線を絶縁被覆してなる絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分に折り曲げ加工を施してステータコイルのコイルエンド部を所定の形状に成形するステータコイルのコイルエンド成形方法において、前記絶縁被覆導体線における前記コイルエンド予定部分の折り曲げ時に、該折り曲げ方向と交差する方向における前記絶縁被覆導体線の両側面にガイド面を当接させて該絶縁被覆導体線の膨らみ変形を抑制することを特徴とするステータコイルのコイルエンド成形方法。

手段１によれば、絶縁被覆導体線におけるコイルエンド予定部分の折り曲げ時に、その折り曲げ方向と交差する方向における絶縁被覆導体線の両側面にガイド面を当接させたことにより、この絶縁被覆導体線の膨らみ変形を抑制することができる。

このようにして成形したコイルエンドは、その断面形状が元のままの長方形であるため、コイルエンド同士を重ね合わせたときに余計な隙間を生じさせずに導線占積率を向上させることができるし、コイルサブアッシーの内外径の寸法精度を高めることができる。

また、絶縁被覆導体線の折り曲げ方向と交差する方向への変形が抑制されるので、絶縁被覆導体線の被覆が薄い部分が発生せず、十分に絶縁を確保でき、高電圧にも耐え得る構造とすることができる。

２．前記絶縁被覆導体線の前記コイルエンド予定部分を直角に折り曲げる直角曲げ工程を有し、前記直角曲げ工程は、前記絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイド溝が設けられたダイを用いて、該ダイの前記ガイド溝に前記絶縁被覆導体線を嵌め込んだ状態で、パンチを前記ダイ側へ相対移動させることにより前記絶縁被覆導体線を直角に折り曲げることを特徴とする請求項１に記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。

手段２によれば、絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分を直角に折り曲げる直角曲げ工程において、絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイド溝が設けられたダイを用いて、このダイのガイド溝に絶縁被覆導体線を嵌め込んだ状態で、パンチをダイ側へ相対移動させて絶縁被覆導体線を直角に折り曲げることにより、絶縁被覆導体線の両側面がガイド溝の側壁に当接し、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力がダイのガイド溝の側壁に押さえつけられ、絶縁被覆導体線の膨らみ変形を抑制することができる。

３．前記直角曲げ工程は、前記ダイとして前記ガイド溝を幅方向に分割可能な複数の分割ブロックを連結してなるものを用いて、前記絶縁被覆導体線を折り曲げ後に、前記ダイを前記各分割ブロックに分解し、前記ガイド溝に嵌め込まれた前記絶縁被覆導体線を取り出すことを特徴とする請求項２に記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。

手段３によれば、ダイとしてガイド溝を幅方向に分割可能な複数の分割ブロックを連結してなるものを用いたので、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力でダイの溝の内壁に密着し、溝から絶縁被覆導体線を抜き取るのが困難な状況になったとしてもダイを各分割ブロックに分解することによって絶縁被覆導体線をダイから容易に抜き取ることができるようになる。

４．前記絶縁被覆導体線の前記コイルエンド予定部分を階段状に形成する階段状成形工程を有し、前記階段状成形工程は、中央が最も深く階段状の受け面を有して両側に前記絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けた凹部を備えたダイと、先端に前記受け面に応じた階段状の押圧面を有する凸部を備えたパンチとを用いて、前記絶縁被覆導体線の長さ方向を前記ダイの前記ガイドに沿わせた状態で、前記パンチの凸部を該ダイの凹部に嵌挿して該絶縁被覆導体線を階段状に成形することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。

手段４によれば、絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分を階段状に形成する階段状成形工程において、中央が最も深く階段状の受け面を有して両側に絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けた凹部を備えたダイと、先端に受け面に応じた階段状の押圧面を有する凸部を備えたパンチとを用いて、絶縁被覆導体線の長さ方向をダイのガイドに沿わせた状態で、パンチの凸部をダイの凹部に嵌挿してその絶縁被覆導体線を階段状に成形するようにしたので、絶縁被覆導体線の両側面とダイのガイドの内壁とが当接し、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力がダイのガイドの内壁に押さえつけられ、絶縁被覆導体線の膨らみを抑制することができる。

５．前記絶縁被覆導体線の前記コイルエンド予定部分をクランク状に形成するクランク曲げ工程を有し、前記クランク曲げ工程は、受け面が段差を有し該段差に前記絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けたダイを用いて、前記ガイドに前記絶縁被覆導体線を嵌め込み、前記ダイの浅い受け面と第１のパンチとで前記絶縁被覆導体線の一端を押さえた状態で、第２のパンチによって該絶縁被覆導体線の他端を前記ダイの深い受け面に押し当ててクランク曲げし、該クランク曲げ時に前記絶縁被覆導体線の側面に前記ガイドを当接させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。

手段５によれば、絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分をクランク状に形成するクランク曲げ工程において、受け面が段差を有しこの段差に絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けたダイを用いて、ガイドに絶縁被覆導体線を嵌め込み、ダイの浅い受け面と第１のパンチとで絶縁被覆導体線の一端を押さえた状態で、第２のパンチによってこの絶縁被覆導体線の他端をダイの深い受け面に押し当ててクランク曲げし、このクランク曲げ時に絶縁被覆導体線の側面にガイドを当接させるようにしたので、絶縁被覆導体線の両側面とダイのガイドの内壁とが当接し、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力がダイのガイドの内壁に押さえつけられ、膨らみを抑制することができる。

ところで、本発明のように膨らみを抑制する以外に、一度膨らませてしまい、後からその膨れを加圧して元の寸法に戻す方法も考えられるが、その場合、膨れた部分が加工硬化しており、押しつぶすことで樹脂被膜は薄くなってしまう。すなわち、樹脂被膜は、膨れたときに薄くなり、さらに押しつぶしたときに薄くなってしまう。このため、本発明の方法を用いることが望ましい。

以下、本発明のステータコイルのコイルエンド成形方法を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

（ステータコイルの説明）
まず、階段状コイルエンド部を採用するこの実施形態のステータコイルについて図１、図２を参照して説明する。

図１は、１本の絶縁被覆平角線３０の一部を示す部分斜視図であり、図２は、階段状のコイルエンド部４２の集合体であるコイルエンドを示す部分斜視図である。

１１はステータ、１２はステータコア、１３はステータコア１２の端面、２０はステータコイルである。ステータ１１は車両駆動用発電電動機に使用されるものであり、ステータ１１の径方向内側には図略のロータが回転自在に収容される。このロータの外周部には、極性が周方向交互に異なる多数の磁極が永久磁石によって形成されている。ロータの外周面は、ステータ１１の内周面に対して微小なエアギャップを介して対面している。ステータコア１２は、所定厚さの電磁鋼板を軸方向に積層して形成されている。ステータコイル２０は３相巻線であり、スロット１４には１つの相の波巻巻線が巻装され、スロット１５にもこれと同じ１つの相の波巻巻線が巻装されている。つまり、互いに隣接する２つのスロット１４、１５に同相のステータコイル２０が巻装されいわゆる毎極毎相２スロット構成となっている。

ステータコイル２０の１つの相コイル（波巻き巻線）は、平角線を絶縁被覆してなる絶縁被覆導体線である絶縁被覆平角線３０を屈曲加工した後、ステータコア１２のオープンスロット構造のスロット１４または１５に収容して形成されている。オープンスロット構造の代わりに分割ステータコア構造を採用してもよいことはもちろんである。

絶縁被覆平角線３０は、図１５（ｂ）に示したものと同様であり、略方形断面の銅線３０ｂにポリアミドイミド等のエナメル層（図示せず）による被覆を行い、さらにその外側にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの押出し被覆樹脂層の絶縁被膜３０ａを形成して構成されている。

絶縁被膜３０ａの厚さはたとえば１００μｍ〜１７０μｍに設定されている。ただし、絶縁被覆平角線３０の絶縁被覆構造は公知の他の方式を採用しても良い。また、この実施形態では、複数の絶縁被覆平角線３０はスロット内にスロット深さ方向に一列に配列されているが、これに限定されることなく、スロット内に行列状に配置してもよい。また、スロット内面には、絶縁紙を設けるのが通常であるが、この実施形態では、エナメル層および被覆樹脂層により絶縁被膜３０ａは２層絶縁層を形成しているため、絶縁紙を省略している。

図１、図２においてステータコイル２０についてさらに説明する。ステータコイル２０を成す絶縁被覆平角線３０は、ステータコア１２のスロット１４、１５内にそれぞれ収容されるスロット収容部４０と、軸方向および周方向へ延在しつつ周方向略１磁極ピッチ離れた２つのスロット収容部４０の端部同士をステータコア１２の軸方向両端にて接続するコイルエンド部４２とを有している。

（コイルエンド部４２の形状説明）
絶縁被覆平角線３０のコイルエンド部４２を、その模式周方向展開図である図３を参照して更に詳しく説明する。

コイルエンド部（階段状コイルエンド部とも言う）４２の周方向中央部には、軸方向最外側に位置して周方向へ延在する周方向線部である頭頂部１が設けられ、コイルエンド部４２は、頭頂部（周方向線部）１から両側のスロット収容部４０に向けて階段状に屈曲されている。

頭頂部（周方向線部）１の中央部には、径方向（厚さ方向）に絶縁被覆平角線３０の略厚さ分だけ段差（厚さ方向段差とも言う）３Ａが設けられている。この厚さ方向段差３Ａは、コイルエンド部４２の周方向一半部と他半部とを径方向に１導体線分ずらせることにより、他のコイルエンド部との重なりを可能とするための段差である。

２〜４は、周方向に延在する周方向線部、６〜８は軸方向に延在する軸方向線部である。Ｃ１〜Ｃ６は、隣り合う１つの周方向線部と１つの軸方向線部との境界部を成す角部である。Ｃ７は周方向線部４とスロット収容部４０との境界部をなす角部である。

コイルエンド部４２は、軸方向最外側の頭頂部１から左右のスロット収容部４０に向けて階段状に形成されている。

なお、図３では、角部Ｃ１〜Ｃ７は直角に図示されているが、実際には隣接する他のコイルエンド部４２との高密度実装が可能な範囲で所定の曲率半径で屈曲ないし湾曲されていればよい。

（コイルエンド部４２の形成方法）
続いて、上述した形状のコイルエンド部４２を形成する、本実施形態のステータコイルのコイルエンド成形方法について図面を参照しながら詳細に説明する。

（直角曲げ工程）
本実施形態では、直棒状の１本の絶縁被覆平角線３０に対してコイルエンド部４２を成形するにあたって、まず、直角曲げ工程を施す。

図４は、本実施形態のステータコイルのコイルエンド成形方法のうちの直角曲げ工程を説明する図であり、（ａ）は直角曲げ工程が施された状態の絶縁被覆平角線３０を示す図であり、（ｂ）は直角曲げ工程の処理を説明する概略平面図である。

直角曲げ工程は、直棒状の絶縁被覆平角線３０を角部Ｃ７（図３、図４（ａ）参照）で折り曲げる工程であり、この工程を施すことによってスロット収容部４０およびコイルエンド予定部分４３（図４（ａ）参照）を形成することができる。

以下、図４（ｂ）を参照して直角曲げ工程の概略を説明する。

本実施形態の直角曲げ工程においては、ダイ５２と、ダイ５３と、パンチ５４と、パンチ５５とを用いる。

まず、直棒状の絶縁被覆平角線３０をダイ５２とダイ５３とで挟んで固定する。この状態で、パンチ５４をダイ５２側に相対移動させ、すなわちパンチ５４を図中矢印で示すように角を軸に回転させ、絶縁被覆平角線３０をほぼ９０度の角度で屈曲させる。この屈曲させた角が絶縁被覆平角線３０の角部Ｃ７となる。

その後、絶縁被覆平角線３０をそのままダイ５２とパンチ５４とで挟んで固定し、この状態でパンチ５５を図中矢印で示すように角を軸に回転させ、絶縁被覆平角線３０をほぼ９０度の角度で屈曲させる。この屈曲させた角がやはり絶縁被覆平角線３０の角部Ｃ７となる。以降、繰り返し、図４（ａ）に示す角部Ｃ７が形成された絶縁被覆平角線３０を得る。

ところで、本実施形態では、絶縁被覆平角線３０に角部Ｃ７を形成する際に、角部Ｃ７の内側の側面が膨らんでしまうことを防ぐことができる。このための構成を図５、図６および図７を参照しながら説明する。

図５は、図４に示した直角曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）は直角曲げ工程を実施する第１の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ａから見た側面図である。また、図６は、図４に示した直角曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）は直角曲げ工程を実施する状態であって図５に続く第２の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｂから見た側面図である。さらに、図７は、図４に示した直角曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）は直角曲げ工程を実施する状態であって図６に続く第３の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｃから見た側面図である。

ダイ５２は、基台５２ｂの先端下部に下部分割ブロック５２ｃを設け、その上部に上部分割ブロック５２ａを設けて構成される。上部分割ブロック５２ａは、下部分割ブロック５２ｃとの間にガイド溝５２ｄが形成される位置に固定される。このときガイド溝５２ｄの溝幅は、絶縁被覆平角線３０の幅よりも０．０５ｍｍ程度広くされる。

絶縁被覆平角線３０はガイド溝５２ｄに嵌め込まれ、この絶縁被覆平角線３０をダイ５２とダイ５３とで挟んで固定し、図４（ｂ）に示したように、パンチ５４をダイ５２側に相対移動させ、すなわちパンチ５４を回転させて絶縁被覆平角線３０を屈曲させ、角部Ｃ７を形成する（図６（ａ）、（ｂ）参照）。

この絶縁被覆平角線３０の角部Ｃ７は、ダイ５２のガイド溝５２ｄに嵌ったままで形成されるため、絶縁被覆平角線３０の側面の膨らみは、ガイド溝５２ｄの側壁である上部分割ブロック５２ａおよび下部分割ブロック５２ｃによって押さえつけられて抑制される。

ところで、上部分割ブロック５２ａと上部分割ブロック５２ａとはガイド溝５２ｄを広げるよう溝の幅方向に分割可能に構成されており、絶縁被覆平角線３０をガイド溝５２ｄから取り出すときには、分解してガイド溝５２ｄを広げることによって容易に行うことができる。

ダイ５２では、基台５２ｂと下部分割ブロック５２ｃと上部分割ブロック５２ａとが別体となった例を示したが、パンチ５４はダイの役割を兼ね、パンチ５４では基台と下部分割ブロックとが一体になり、基台５４ｂが下部分割ブロックの役割を兼ねる例を示す。

パンチ５４は、基台５４ｂの先端上部に上部分割ブロック５４ａを設けて構成される。上部分割ブロック５４ａは、基台５４ｂとの間にガイド溝５４ｄが形成される位置に固定される。このときガイド溝５４ｄの溝幅は、絶縁被覆平角線３０の幅よりも０．０５ｍｍ程度広くされる。

絶縁被覆平角線３０はガイド溝５４ｄに嵌め込まれ、この絶縁被覆平角線３０をダイ５２とパンチ５４とで挟んで固定し、図４（ｂ）に示したように、パンチ５５をパンチ５４側に相対移動させ、すなわちパンチ５５を回転させて絶縁被覆平角線３０を屈曲させ、角部Ｃ７を形成する（図７（ａ）、（ｂ）参照）。

この絶縁被覆平角線３０の角部Ｃ７は、パンチ５４のガイド溝５４ｄに嵌ったままで形成されるため、絶縁被覆平角線３０の側面の膨らみは、ガイド溝５４ｄの側壁である上部分割ブロック５４ａおよび基台５４ｂによって押さえつけられて抑制される。

上部分割ブロック５４ａと基台５４ｂとはガイド溝５４ｄを広げるよう溝の幅方向に分割可能に構成されており、絶縁被覆平角線３０をガイド溝５４ｄから取り出すときには、分解してガイド溝５４ｄを広げることによって容易に行うことができる。

この実施形態によれば、絶縁被覆導体線におけるコイルエンド予定部分の折り曲げ時に、その折り曲げ方向と交差する方向における絶縁被覆導体線の両側面にガイド面を当接させたことにより、この絶縁被覆導体線の膨らみ変形を抑制することができる。

このようにして成形したコイルエンドは、その断面形状が元のままの長方形であるため、コイルエンド同士を重ね合わせたときに余計な隙間を生じさせずに導線占積率を向上させることができるし、コイルサブアッシーの内外径の寸法精度を高めることができる。

また、絶縁被覆導体線の折り曲げ方向とは異なる方向への変形が抑制されるので、絶縁被覆導体線の被覆が薄い部分が発生せず、十分に絶縁を確保でき、高電圧にも耐え得る構造とすることができる。

また、絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分を直角に折り曲げる直角曲げ工程において、絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイド溝が設けられたダイを用いて、このダイのガイド溝に絶縁被覆導体線を嵌め込んだ状態で、パンチをダイ側へ相対移動させることにより絶縁被覆導体線を直角に折り曲げることにより、絶縁被覆導体線の両側面がガイド溝の側壁に当接し、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力がダイのガイド溝の側壁に押さえつけられ、絶縁被覆導体線の膨らみ変形を抑制することができる。

また、ダイとしてガイド溝を幅方向に分割可能な複数の分割ブロックを連結してなるものを用いたので、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力でダイの溝の内壁に密着し、溝から絶縁被覆導体線を抜き取るのが困難な状況になったとしてもダイを各分割ブロックに分解することによって絶縁被覆導体線をダイから容易に抜き取ることができるようになる。

（階段状成形工程）
本実施形態では、絶縁被覆平角線３０に対して、上述の直角曲げ工程の後に、階段状成形工程を施す。

図８は、本実施形態のステータコイルのコイルエンド成形方法のうちの階段状成形工程を説明する図であり、（ａ）は階段状成形工程が施された状態の絶縁被覆平角線３０を示す図であり、（ｂ）は階段状成形工程の処理を説明する概略平面図である。

階段状成形工程は、直角曲げ工程が済んだ絶縁被覆平角線３０のコイルエンド予定部分４３を階段状に成形する（図３、図８（ａ）参照）工程であり、この工程を施すことによって頭頂部１、周方向線部２〜４、軸方向線部６〜８、角部Ｃ１〜Ｃ６を形成することができる。

以下、図８（ｂ）を参照して階段状成形工程の概略を説明する。

本実施形態の階段状成形工程においては、中央が最も深く階段状の受け面を有する凹部を備えたダイ５７と、ダイ５７の受け面に応じた階段状の押圧面を先端に有する凸部を備えたパンチ５６とを用いて、ダイ５７の凹部とパンチ５６の凸部とを対向させ、絶縁被覆平角線３０のコイルエンド予定部分４３をそのダイ５７とパンチ５６との間に用意し、そのままダイ５７の凹部にパンチ５６の凸部を嵌挿し、凹部の階段状受け面と凸部の階段状押圧面とによりコイルエンド予定部分４３を屈曲させ、角部Ｃ１〜Ｃ６を形成する。

ところで、本実施形態では、絶縁被覆平角線３０に角部Ｃ１〜Ｃ６を形成する際に、角部Ｃ１〜Ｃ６の内側の側面が膨らんでしまうことを防ぐことができる。このための構成を図９および図１０を参照しながら説明する。

図９は、図８に示した階段状成形工程の詳細を示す図であり、（ａ）は階段状成形工程を実施する第１の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｄから見た側面図である。また、図１０は、図８に示した階段状成形工程の詳細を示す図であり、（ａ）は階段状成形工程を実施する状態であって図９に続く第２の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｅから見た側面図である。

ダイ５７は、基台５７ａの先端下部に下部ガイド５７ｃを設け、その上部に上部ガイド５７ｄを設けて構成される。上部ガイド５７ｄと下部ガイド５７ｃとの間のガイド幅は、絶縁被覆平角線３０の幅よりも０．０５ｍｍ程度広くされる。上部ガイド５７ｄと下部ガイド５７ｃとの間の奥には中央が最も深く階段状の受け面５７ｂが形成され、凹部となっている。

パンチ５６の基台５６ａの先端には、上部ガイド５７ｄと下部ガイド５７ｃとの間のガイド幅に嵌挿可能な幅の、受け面５７ｂに応じた階段状の押圧面５６ｂが設けられ、凸部となっている。

絶縁被覆平角線３０のコイルエンド予定部分４３は、その長さ方向が内壁に沿うように、上部ガイド５７ｄと下部ガイド５７ｃとの間に嵌め込まれ（図９（ａ）、（ｂ）参照）、この状態で、ダイ５７の凹部にパンチ５６の凸部を嵌挿し、受け面５７ｂと押圧面５６ｂとでコイルエンド予定部分４３を挟んで角部Ｃ１〜Ｃ６を形成する（図１０（ａ）、（ｂ）参照）。

この絶縁被覆平角線３０の角部Ｃ１〜Ｃ６は、上部ガイド５７ｄと下部ガイド５７ｃとの間に嵌ったままで形成されるため、絶縁被覆平角線３０の側面の膨らみは、上部ガイド５７ｄの内壁および下部ガイド５７ｃの内壁によって押さえつけられて抑制される。

この実施形態によれば、絶縁被覆導体線の折り曲げ時に、絶縁被覆導体線が折り曲げ方向とは異なる方向に変形しようとする力を変形抑制部材が押さえつけ、その変形を抑制することができる。

このようにして成形したコイルエンドは、その断面形状が元のままの長方形であるため、コイルエンド同士を重ね合わせたときに余計な隙間を生じさせずに導線占積率を向上させることができるし、コイルサブアッシーの内外径の寸法精度を高めることができる。

また、絶縁被覆導体線の折り曲げ方向とは異なる方向への変形が抑制されるので、絶縁被覆導体線の被覆が薄い部分が発生せず、十分に絶縁を確保でき、高電圧にも耐え得る構造とすることができる。

また、絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分を階段状に形成する階段状成形工程において、中央が最も深く階段状の受け面を有して両側に絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けた凹部を備えたダイと、先端に受け面に応じた階段状の押圧面を有する凸部を備えたパンチとを用いて、絶縁被覆導体線の長さ方向をダイのガイドに沿わせた状態で、パンチの凸部をダイの凹部に嵌挿してその絶縁被覆導体線を階段状に成形するようにしたので、絶縁被覆導体線の両側面とダイのガイドの内壁とが当接し、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力がダイのガイドの内壁に押さえつけられ、絶縁被覆導体線の膨らみを抑制することができる。

（クランク曲げ工程）
本実施形態では、絶縁被覆平角線３０に対して、上述の階段状成形工程の後に、クランク曲げ工程を施す。

図１１は、本実施形態のステータコイルのコイルエンド成形方法のうちのクランク曲げ工程を説明する図であり、（ａ）はクランク曲げ工程が施された状態の絶縁被覆平角線３０を示す図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｆから見た側面図であり、（ｃ）はクランク曲げ工程の処理を説明する概略側面図である。

クランク曲げ工程は、階段状成形工程が済んだ絶縁被覆平角線３０のコイルエンド予定部分４３をクランク曲げする（図３、図１１（ｂ）参照）工程であり、この工程を施すことによって段差３Ａを形成することができる。

以下、図１１（ｃ）を参照してクランク曲げ工程の概略を説明する。

本実施形態のクランク曲げ工程においては、ダイ５８と、パンチ５９と、パンチ６０とを用いて、ダイ５８に段差のある受け面を設け、絶縁被覆平角線３０のコイルエンド予定部分４３をその受け面とパンチ５９およびパンチ６０との間に用意し、浅い受け面とパンチ５９とで絶縁被覆平角線３０を固定した状態でパンチ６０を深い受け面に押し当ててコイルエンド予定部分４３を屈曲させ、段差３Ａを形成する。

ところで、本実施形態では、絶縁被覆平角線３０に段差３Ａを形成する際に、段差３Ａの内側の側面が膨らんでしまうことを防ぐことができる。このための構成を図１２、図１３および図１４を参照しながら説明する。

図１２は、図１１に示したクランク曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）はクランク曲げ工程を実施する第１の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｇから見た側面図である。また、図１３は、図１１に示したクランク曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）はクランク曲げ工程を実施する状態であって図１２に続く第２の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｈから見た側面図である。さらに、図１４は、図１３（ｂ）の部分Ｊを拡大した図である。

ダイ５８は５８ａおよび５８ｂの互いに段差のある２つの受け面を有し、この浅い受け面５８ａと深い受け面５８ｂとの間にガイド５８ｃおよび５８ｄを設けて構成される。ガイド５８ｃとガイド５８ｄとの間のガイド幅は、絶縁被覆平角線３０の幅よりも０．０５ｍｍ程度広くされる。

絶縁被覆平角線３０のコイルエンド予定部分４３は、その長さ方向が受け面５８ａから受け面５８ｂにわたる向きで、頭頂部１のほぼ中央部分がガイド５８ｃとガイド５８ｄとの間に嵌め込まれ（図１２（ａ）、（ｂ）参照）、この状態で、浅い受け面５８ａとパンチ５９とで絶縁被覆平角線３０の一端を押さえ、パンチ６０によって絶縁被覆平角線３０の他端を深い受け面５８ｂに押し当ててクランク曲げし、段差３Ａを形成する（図１３（ａ）、（ｂ）参照）。

この絶縁被覆平角線３０の段差３Ａは、ガイド５８ｃとガイド５８ｄとの間に嵌ったままで形成されるため、絶縁被覆平角線３０の側面の膨らみは、ガイド５８ｃの内壁およびガイド５８ｄの内壁によって押さえつけられて抑制される（図１４参照）。

この実施形態によれば、絶縁被覆導体線の折り曲げ時に、絶縁被覆導体線が折り曲げ方向とは異なる方向に変形しようとする力を変形抑制部材が押さえつけ、その変形を抑制することができる。

このようにして成形したコイルエンドは、その断面形状が元のままの長方形であるため、コイルエンド同士を重ね合わせたときに余計な隙間を生じさせずに導線占積率を向上させることができるし、コイルサブアッシーの内外径の寸法精度を高めることができる。

また、絶縁被覆導体線の折り曲げ方向とは異なる方向への変形が抑制されるので、絶縁被覆導体線の被覆が薄い部分が発生せず、十分に絶縁を確保でき、高電圧にも耐え得る構造とすることができる。

また、絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分をクランク状に形成するクランク曲げ工程において、受け面が段差を有しこの段差に絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けたダイを用いて、ガイドに絶縁被覆導体線を嵌め込み、ダイの浅い受け面と第１のパンチとで絶縁被覆導体線の一端を押さえた状態で、第２のパンチによってこの絶縁被覆導体線の他端をダイの深い受け面に押し当ててクランク曲げし、このクランク曲げ時に絶縁被覆導体線の側面にガイドを当接させるようにしたので、絶縁被覆導体線の両側面とダイのガイドの内壁とが当接し、絶縁被覆導体線の両側面が膨らもうとする力がダイのガイドの内壁に押さえつけられ、膨らみを抑制することができる。

本発明は、車両駆動用発電電動機に適用でき、たとえば内燃機関と電動機とを併せ持ついわゆるハイブリッドカーの性能向上に有効である。

１本の絶縁被覆平角線の一部を示す部分斜視図である。 階段状のコイルエンド部の集合体であるコイルエンドを示す部分斜視図である。 階段状のコイルエンド部の模式周方向展開平面図である。 本実施形態のステータコイルのコイルエンド成形方法のうちの直角曲げ工程を説明する図であり、（ａ）は直角曲げ工程が施された状態の絶縁被覆平角線を示す図であり、（ｂ）は直角曲げ工程の処理を説明する概略平面図である。 図４に示した直角曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）は直角曲げ工程を実施する第１の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ａから見た側面図である。 図４に示した直角曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）は直角曲げ工程を実施する状態であって図５に続く第２の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｂから見た側面図である。 図４に示した直角曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）は直角曲げ工程を実施する状態であって図６に続く第３の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｃから見た側面図である。 本実施形態のステータコイルのコイルエンド成形方法のうちの階段状成形工程を説明する図であり、（ａ）は階段状成形工程が施された状態の絶縁被覆平角線を示す図であり、（ｂ）は階段状成形工程の処理を説明する概略平面図である。 図８に示した階段状成形工程の詳細を示す図であり、（ａ）は階段状成形工程を実施する第１の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｄから見た側面図である。 図８に示した階段状成形工程の詳細を示す図であり、（ａ）は階段状成形工程を実施する状態であって図９に続く第２の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｅから見た側面図である。 本実施形態のステータコイルのコイルエンド成形方法のうちのクランク曲げ工程を説明する図であり、（ａ）はクランク曲げ工程が施された状態の絶縁被覆平角線を示す図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｆから見た側面図であり、（ｃ）はクランク曲げ工程の処理を説明する概略側面図である。 図１１に示したクランク曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）はクランク曲げ工程を実施する第１の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｇから見た側面図である。 図１１に示したクランク曲げ工程の詳細を示す図であり、（ａ）はクランク曲げ工程を実施する状態であって図１２に続く第２の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）を方向Ｈから見た側面図である。 図１３（ｂ）の部分Ｊを拡大した図である。 ステータコイルの形状の一例を示す図であり、（ａ）は階段状にしたコイルエンド部の側面図であり、（ｂ）はコイルの断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＫ−Ｋ部分におけるコイルの断面図である。

符号の説明

Ｃ１〜Ｃ７ 角部
Ｃ１ 角部（最内側角部）
Ｃ７ 角部（最外側角部）
１〜４ 周方向線部
１ 頭頂部
６〜８ 軸方向線部
３Ａ 段差
１１ ステータ
１２ ステータコア
１４ スロット
１５ スロット
２０ ステータコイル
３０ 絶縁被覆平角線
４０ スロット収容部
４２ コイルエンド部（階段状コイルエンド部）
４３ コイルエンド予定部分
５２、５３、５７、５８ ダイ
５４、５５、５６、５９、６０ パンチ
５２ａ、５４ａ 上部分割ブロック
５２ｂ、５４ｂ、５６ａ、５７ａ 基台
５２ｃ 下部分割ブロック
５２ｄ、５４ｄ ガイド溝
５６ｂ 押圧面
５７ｂ、５８ａ、５８ｂ 受け面
５７ｃ 下部ガイド
５７ｄ 上部ガイド
５８ｃ、５８ｄ ガイド

Claims (5)

1. 平角線を絶縁被覆してなる絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部分に折り曲げ加工を施してステータコイルのコイルエンド部を所定の形状に成形するステータコイルのコイルエンド成形方法において、
   前記絶縁被覆導体線における前記コイルエンド予定部分の折り曲げ時に、該折り曲げ方向と交差する方向における前記絶縁被覆導体線の両側面にガイド面を当接させて該絶縁被覆導体線の膨らみ変形を抑制することを特徴とするステータコイルのコイルエンド成形方法。
2. 前記絶縁被覆導体線の前記コイルエンド予定部分を直角に折り曲げる直角曲げ工程を有し、
   前記直角曲げ工程は、前記絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイド溝が設けられたダイを用いて、該ダイの前記ガイド溝に前記絶縁被覆導体線を嵌め込んだ状態で、パンチを前記ダイ側へ相対移動させることにより前記絶縁被覆導体線を直角に折り曲げることを特徴とする請求項１に記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。
3. 前記直角曲げ工程は、前記ダイとして前記ガイド溝を幅方向に分割可能な複数の分割ブロックを連結してなるものを用いて、前記絶縁被覆導体線を折り曲げ後に、前記ダイを前記各分割ブロックに分解し、前記ガイド溝に嵌め込まれた前記絶縁被覆導体線を取り出すことを特徴とする請求項２に記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。
4. 前記絶縁被覆導体線の前記コイルエンド予定部分を階段状に形成する階段状成形工程を有し、
   前記階段状成形工程は、中央が最も深く階段状の受け面を有して両側に前記絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けた凹部を備えたダイと、先端に前記受け面に応じた階段状の押圧面を有する凸部を備えたパンチとを用いて、前記絶縁被覆導体線の長さ方向を前記ダイの前記ガイドに沿わせた状態で、前記パンチの凸部を該ダイの凹部に嵌挿して該絶縁被覆導体線を階段状に成形することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。
5. 前記絶縁被覆導体線の前記コイルエンド予定部分をクランク状に形成するクランク曲げ工程を有し、
   前記クランク曲げ工程は、受け面が段差を有し該段差に前記絶縁被覆導体線の幅とほぼ同じ幅のガイドを設けたダイを用いて、前記ガイドに前記絶縁被覆導体線を嵌め込み、前記ダイの浅い受け面と第１のパンチとで前記絶縁被覆導体線の一端を押さえた状態で、第２のパンチによって該絶縁被覆導体線の他端を前記ダイの深い受け面に押し当ててクランク曲げし、該クランク曲げ時に前記絶縁被覆導体線の側面に前記ガイドを当接させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のステータコイルのコイルエンド成形方法。

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