JP2011205835A

JP2011205835A - ステータの製造方法及びステータ製造用の変形ガイド治具

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Publication number: JP2011205835A
Application number: JP2010072476A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kosaka; 英樹向坂; Yuzo Hotta; 祐三堀田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】波巻コイルを塑性変形させてステータコアに組み付けるにも拘らず、波巻コイルの形状の精度が良く、性能に優れたステータを製造することができるステータの製造方法及びステータ製造用の変形ガイド治具を提供すること。
【解決手段】直線部３１と渡り部３２とを連結してなる波巻コイルを成形する成形工程と、波巻コイルから縮小波巻コイル３０を成形する縮小変形工程と、縮小波巻コイル３０を元の波巻コイルに戻すよう変形させる際に、複数の直線部３１を複数のスロットに配置する配置工程とを行う。縮小変形工程においては、直線部３１と渡り部３２との間の角部３３の屈曲形状及び直線部３１の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の直線部３１と渡り部３２とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する角部３３同士を近づけて、渡り部３２を円弧状に変形させる。
【選択図】図１８

Description

本発明は、波巻形状を有する波巻コイルをステータコアに組み付けてステータを製造する方法及びステータ製造用の変形ガイド治具に関する。

回転電機に用いるステータにおいては、ステータコアのスロットにおけるコイルの占積率（占有割合）を向上させるために、断面略四角形状の平角線をステータコアの周方向に巡回する波巻形状に形成してなる波巻コイルを用いることが行われている。
この波巻コイルは、ステータコアのスロットに配置する立体的形状に成形している。そのため、ステータコアに配置する際には、波巻コイルの形状に工夫をして軸方向から挿入配置できるようにするか、あるいはステータコアをスロットの形成位置において複数に分割し、この分割したコア部を波巻コイルの外周側から組み付けるようにしている。

ステータコアを分割すると、コイルに通電する際に形成される磁路が分断されることになり、回転電機の性能の低下を招くおそれがある。そのため、回転電機の性能低下を防ぐために、一体型のステータコアを用いることが好ましい。
一体型のステータコアを用いるために、波巻コイルに工夫を行った例として、例えば、特許文献１に開示された回転電機におけるステータコイルの巻装方法がある。この巻装方法においては、予めステータコイルをステータコアに巻装された形状に成形し、この成形したものを軸方向に引張ってステータコアの内径よりも小径の螺旋状に弾性変形させ、これをステータコアの内周側に挿入し、順次弾性復帰させて、ステータコイルをステータコアのスロットに収納することが開示されている。

特開２００１−３０９６１９号公報

上記特許文献１に示されるように、一体型のステータコアに対して波巻コイルを配置する場合においては、何らかの方法で波巻コイルを変形させる必要が生じる。このとき、特にステータコアのスロットに配置する直線部は、スロット内に配置された状態で直線状に矯正することが困難なため、極力変形を避ける必要がある。また、直線部と、ステータコアの軸方向両側において直線部同士を連結する渡り部との間の角部は、一旦変形させてしまうと、元の形状に戻すことが容易でないため、極力変形を避ける必要がある。特許文献１の巻装方法によっては、ステータコイルを螺旋状に変形させる際に直線部及び角部が変形してしまうおそれがある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、波巻コイルを塑性変形させてステータコアに組み付けるにも拘らず、波巻コイルの形状の精度が良く、性能に優れたステータを製造することができるステータの製造方法及びステータ製造用の変形ガイド治具を提供しようとするものである。

第１の発明は、ステータコアにおける複数のスロットに分散して配置する複数の直線部を、上記ステータコアの軸方向一方側の外方と軸方向他方側の外方とに周方向に沿って交互に配置する渡り部によって順次連結してなる波巻コイルを成形する成形工程と、
上記直線部と上記渡り部との間の角部の屈曲形状及び上記直線部の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の上記直線部と上記渡り部とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する上記角部同士を近づけて、上記渡り部を円弧状に変形させることによって、上記波巻コイルの外形を上記ステータコアにおけるティースの内周面よりも縮小させた縮小波巻コイルを成形する縮小変形工程と、
上記縮小波巻コイルを上記ステータコアの内周側に対向配置し、該縮小波巻コイルを元の上記波巻コイルに戻すよう変形させる際に、上記複数の直線部を上記複数のスロットに配置する配置工程とを含むことを特徴とするステータの製造方法にある（請求項１）。

第２の発明は、ステータコアにおける複数のスロットに分散して配置する複数の直線部を、上記ステータコアの軸方向一方側の外方と軸方向他方側の外方とに周方向に沿って交互に配置する渡り部によって順次連結してなる波巻コイルを、上記ステータコアに組み付ける際に用いる変形ガイド治具であって、
該変形ガイド治具は、上記ステータコアの内周側に対向配置する円柱形状を有し、該円柱形状の外周に複数のガイド溝を形成してなり、
該複数のガイド溝は、上記直線部と上記渡り部との間の角部の屈曲形状及び上記直線部の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の上記直線部と上記渡り部とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する上記角部同士を近づけて上記渡り部を円弧状に変形させる際に、上記複数の直線部が移動する経路に沿って形成してあることを特徴とするステータ製造用の変形ガイド治具にある（請求項７）。

第１の発明のステータの製造方法においては、ステータコアに配置する際の波巻コイルの変形形状に工夫をし、一体型のステータコアに波巻コイルを配置する際に、波巻コイルにおける角部の屈曲形状及び直線部の直線形状に変形を生じないようにしている。
具体的には、上記成形工程において波巻コイルを成形し、これを縮小変形工程において縮小波巻コイルに変形した後、配置工程において縮小波巻コイルをステータコアに組み付けて元の波巻コイルとする。

縮小変形工程においては、直線部と渡り部との間の角部の屈曲形状及び直線部の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の直線部と渡り部とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する角部同士を近づけて、渡り部を円弧状に変形させる。すなわち、各渡り部を円弧状に変形させながら、周方向に互いに隣接する各角部同士を近づけることにより、各角部の屈曲形状と各直線部の直線形状とを維持することができる。そして、この変形を行うことにより、波巻コイルの外形をステータコアにおけるティースの内周面よりも縮小させた縮小波巻コイルを成形する。

次いで、配置工程においては、縮小波巻コイルをステータコアの内周側に対向配置し、縮小波巻コイルを元の波巻コイルに戻すよう変形させる際に、複数の直線部を複数のスロットに配置する。
これにより、本発明においては、ステータコアを複数に分割することなく、かつ波巻コイルの各角部の屈曲形状及び各直線部の直線形状を維持して、波巻コイルをステータコアに組み付けることができる。

それ故、第１の発明のステータの製造方法によれば、波巻コイルを塑性変形させてステータコアに組み付けるにも拘らず、波巻コイルの形状の精度が良く、性能に優れたステータを製造することができる。

第２の発明のステータ製造用の変形ガイド治具によれば、上記第１の発明と同様に、波巻コイルを塑性変形させてステータコアに組み付けるにも拘らず、波巻コイルの形状の精度が良く、性能に優れたステータを製造することができる。

実施例における、波巻コイルを示す平面図。実施例における、波巻コイルを示す正面図。実施例における、第１変形段階の変形を行った波巻コイルを示す平面図。実施例における、第１変形段階の変形を行った波巻コイルを示す正面図。実施例における、第２変形段階の変形を行った縮小波巻コイルを示す平面図。実施例における、第２変形段階の変形を行った縮小波巻コイルを示す正面図。実施例における、波巻コイルを組み付けたステータコアを示す断面説明図。実施例における、３相の波巻コイルを組み付けたステータコアを示す断面説明図。実施例における、波巻コイルをステータコアに組み付けてなるステータについて、渡り部の形成状態を模式的に示す説明図。実施例における、波巻コイルをステータコアに組み付けた状態を、平面的に展開した状態で模式的に示す説明図。実施例における、変形ガイド治具を示す平面図。実施例における、波巻コイルに移動ガイド治具及び縮小押出治具を配置した状態を示す断面説明図。実施例における、移動ガイド治具及び縮小押出治具に対して変形ガイド治具を配置した状態を示す断面説明図。実施例における、移動ガイド治具及び縮小押出治具に対して変形ガイド治具を配置した状態を示す正面説明図。実施例における、第１変形段階を行った状態を示す断面説明図。実施例における、第１変形段階を行った状態を示す正面説明図。実施例における、第２変形段階を行った状態を示す断面説明図。実施例における、第２変形段階を行った状態を示す正面説明図。実施例における、縮小波巻コイルを保持する変形ガイド治具を示す断面説明図。実施例における、縮小波巻コイルを保持する変形ガイド治具をステータコアの内周側に配置した状態を示す断面説明図。実施例における、拡大押出治具によって縮小波巻コイルの変形を戻す状態を示す断面説明図。実施例における、縮小波巻コイルを波巻コイルに戻した状態を示す断面説明図。実施例における、縮小波巻コイルを波巻コイルに戻した状態を示す正面説明図。

上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記縮小変形工程においては、上記波巻コイルの軸中心から上記直線部の外周面までの距離が上記ティースの内周面の半径以上であるときに、上記角部の屈曲形状、上記直線部の直線形状及び上記直線部が互いに平行な状態を維持して、上記渡り部を円弧状に変形させることによって上記波巻コイルの外形を縮小させる第１変形段階と、上記波巻コイルの軸中心から上記直線部の外周面までの距離が上記ティースの内周面の半径よりも小さくなったときに、上記角部の屈曲形状及び上記直線部の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の上記直線部と上記渡り部とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する上記角部同士を近づけて、上記渡り部を円弧状にさらに変形させることによって上記縮小波巻コイルを成形する第２変形段階とを行うことが好ましい（請求項２）。

この場合には、波巻コイルを第１変形段階と第２変形段階との２段階に変形させて縮小波巻コイルを成形することにより、縮小波巻コイルを成形する過程を、縮小波巻コイルをステータコアへ組み付ける際の変形過程と逆にすることができる。そのため、縮小波巻コイルの変形を戻して波巻コイルをステータコアに組み付けることが容易になる。

また、上記縮小変形工程及び上記配置工程においては、上記ステータコアの内周側に対向配置する円柱形状を有し、該円柱形状の外周に、上記波巻コイルから上記縮小波巻コイルに外形を縮小させる際の上記複数の直線部の移動経路に沿った複数のガイド溝を形成してなる変形ガイド治具を用い、上記縮小変形工程の上記第２変形段階及び上記配置工程においては、上記ガイド溝によって上記直線部の移動をガイドすることが好ましい（請求項３）。
この場合には、変形ガイド治具を用いることにより、波巻コイルから縮小波巻コイルに変形させることが容易になり、かつ縮小波巻コイルの変形を戻して波巻コイルをステータコアに組み付けることも容易になる。そして、ステータコアへの波巻コイルの組付を安定して行うことができる。

また、上記縮小変形工程においては、上記ステータコアの上記スロットと同じ平面形状を有するガイド用スロットを形成してなる移動ガイド治具を用い、上記縮小変形工程の上記第１変形段階においては、上記ガイド用スロットによって上記直線部の移動をガイドすることが好ましい（請求項４）。
この場合には、波巻コイルの第１変形段階を安定して行うことができる。

また、上記縮小変形工程の上記第１変形段階及び上記第２変形段階においては、上記ステータコアの軸方向両端面から突出する上記直線部の一部である一対の立上り部を、その外周側に配置した縮小押出治具によって内周側へ押し出し、上記縮小変形工程の上記第２変形段階においては、上記複数の直線部を上記ガイド溝における内周側底部に押し当てて上記縮小波巻コイルを成形することが好ましい（請求項５）。
この場合には、変形ガイド治具と縮小押出治具とを用いることにより、波巻コイルから縮小波巻コイルに安定して変形させることができる。

また、上記配置工程においては、上記縮小波巻コイルが配置された上記変形ガイド治具を上記ステータコアの内周側に配置し、上記ステータコアの軸方向両端面から突出する上記直線部の一部である一対の立上り部を、その内周側に配置した拡大押出治具によって外周側へ押し出し、上記ガイド溝から上記スロットへ上記直線部を移動させて上記縮小波巻コイルを元の上記波巻コイルに戻すよう変形させることが好ましい（請求項６）。
この場合には、変形ガイド治具と拡大押出治具とを用いることにより、縮小波巻コイルを元の波巻コイルに安定して変形させることができる。

以下に、本発明のステータの製造方法及びステータ製造用の変形ガイド治具に係る実施例につき、図面を参照して説明する。
本例のステータ１の製造方法は、次の成形工程、縮小変形工程及び配置工程を行うことによって、波巻コイル３をステータコア２に組み付けるものである。
成形工程においては、図１、図２に示すごとく、ステータコア２における複数のスロット２１に分散して配置する複数の直線部３１を、ステータコア２の軸方向Ｌの一方側の外方と軸方向Ｌの他方側の外方とに周方向Ｃに沿って交互に配置する渡り部３２によって順次連結してなる波巻コイル３を成形する。

縮小変形工程においては、図５、図６に示すごとく、直線部３１と渡り部３２との間の角部３３の屈曲形状及び直線部３１の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の直線部３１と渡り部３２とによって三角形状を作るように、周方向Ｃに互いに隣接する角部３３同士を近づけて、渡り部３２を円弧状に変形させることによって、波巻コイル３の外形をステータコア２におけるティース２２の内周面２２１よりも縮小させた縮小波巻コイル３０を成形する。
配置工程においては、図７に示すごとく、縮小波巻コイル３０をステータコア２の内周側に対向配置し、縮小波巻コイル３０を元の波巻コイル３に戻すよう変形させる際に、複数の直線部３１を複数のスロット２１に配置する。

以下に、本例のステータ１の製造方法及びステータ製造用の変形ガイド治具４につき、図１〜図２３を参照して詳説する。
図８に示すごとく、本例のステータ１は、３相回転電機に用いるものであり、ステータコア２に対してＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の波巻コイル３を、ステータコア２の各スロット２１に対して所定スロット数ずつ空けながら分散配置して製造する。
本例の各相の波巻コイル３は、ステータコア２の周方向Ｃに複数巡回する形状に形成され、ステータコア２の径方向Ｒに重ねて配置される。本例の各相の波巻コイル３は、互いに隣接する同相の２つのスロット２１に直線部３１を分散配置して、ステータコア２の周方向Ｃに複数巡回して配置される。図７、図８においては、ステータコア２の取付部を省略して示す。

図１、図２、図７、図８においては、互いに隣接する同相の２つのスロット２１に配置する直線部３１が、渡り部３２において軸方向Ｌに並んで配置される波巻コイル３を示している。同各図においては、波巻コイル３がステータコア２の周方向Ｃに２巡回する形状で示している。これに対し、図９、図１０に示すごとく、波巻コイル３は、同じスロット２１において径方向Ｒに２本の直線部３１を並べて配置し、ステータコア２の軸方向端面２０１の外方において、互いに隣接する同相の２つのスロット２１から繋がる渡り部３２が、軸方向Ｌに４つ並ぶ形状に形成することもできる。この場合においても、本例のステータ１の製造方法を適用することができる。なお、図９においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル３を３（Ｕ）、３（Ｖ）、３（Ｗ）によって示す。

図９に示すごとく、本例のステータコア２は、２つずつ隣接するＵ相、Ｖ相及びＷ相のスロット２１を、周方向Ｃに繰り返し形成してなる。本例のステータコア２においては、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のスロット２１の６つを、周方向Ｃに８回繰り返して、４８個のスロット２１が形成されている。各相のスロット２１においては、各波巻コイル３の直線部３１が径方向Ｒに複数並んで配置される。また、各スロット２１同士の間には、残部としてのティース２２が形成されている。ステータコア２におけるスロット２１は、周方向Ｃに位置する一対の壁面が互いに平行な平行スロットとして形成されている。波巻コイル３は、長方形の断面形状を有すると共に、四方の角部３３分が丸みを帯びた形状（Ｒ形状）に形成されている。

本例の縮小変形工程においては、波巻コイル３を第１変形段階と第２変形段階との２段階に変形させて、縮小波巻コイル３０を成形する。
第１変形段階は、波巻コイル３の軸中心から直線部３１の外周面までの距離がティース２２の内周面２２１（後述する移動ガイド治具５の内側面５２）の半径以上であるときの波巻コイル３の変形段階である。そして、第１変形段階においては、角部３３の屈曲形状、直線部３１の直線形状及び直線部３１が互いに平行な状態を維持して、渡り部３２を円弧状に変形させることによって波巻コイル３の外形を縮小させる。

第２変形段階は、波巻コイル３の軸中心から直線部３１の外周面までの距離がティース２２の内周面２２１の半径よりも小さくなったときの波巻コイル３の変形段階である。そして、第２変形段階においては、角部３３の屈曲形状及び直線部３１の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の直線部３１と渡り部３２とによって三角形状を作るように、周方向Ｃに互いに隣接する角部３３同士を近づけて、渡り部３２を円弧状にさらに変形させることによって縮小波巻コイル３０を成形する。

また、図１１に示すごとく、縮小変形工程及び配置工程においては、ステータコア２の内周側に対向配置する円柱形状を有し、円柱形状の外周に複数のガイド溝４１を形成してなる変形ガイド治具４を用いる。
複数のガイド溝４１は、波巻コイル３から縮小波巻コイル３０に外形を縮小させる際の複数の直線部３１の移動経路に沿って形成してある。すなわち、複数のガイド溝４１は、角部３３の屈曲形状及び直線部３１の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の直線部３１と渡り部３２とによって三角形状を作るように、周方向Ｃに互いに隣接する角部３３同士を近づけて渡り部３２を円弧状に変形させる際に、複数の直線部３１が移動する経路に沿って形成してある。

縮小波巻コイル３０は、その各直線部３１が周方向Ｃに対して傾斜して成形される。そして、各ガイド溝４１は、その外周側開口部４１１が変形ガイド治具４の軸方向Ｌに平行に形成され、その内周側底部４１２が変形ガイド治具４の周方向Ｃに向けて倒れるように軸方向Ｌに対して傾斜して形成されている（図１４参照）。なお、ガイド溝４１の軸方向Ｌの両側の端部は、変形ガイド治具４の軸方向Ｌの両側の端面に開口している。

図１３〜図１８に示すごとく、本例の縮小変形工程の第１変形段階及び第２変形段階においては、波巻コイル３を縮小波巻コイル３０に変形させる際に、縮小押出治具６を用いる。この縮小押出治具６は、ステータコア２の軸方向両端面２０１から突出する直線部３１の一部である一対の立上り部３１１を、内周側へ押し出すよう構成してある（図１４参照）。縮小押出治具６は、波巻コイル３における各直線部３１の形成位置の外周側に位置するよう放射状に配置する。また、縮小押出治具６によって波巻コイル３における立上り部３１１を内周側へ押し出す際には、波巻コイル３の各渡り部３２に対する内周側にポール６１を配置する。そして、縮小押出治具６を内周側へ移動させる際に、各ポール６１に対して渡り部３２を引っ掛けることにより、波巻コイル３を縮小波巻コイル３０に変形させる際に、渡り部３２を径方向Ｒの外方に膨らむ円弧形状に変形させることができる。なお、各ポール６１は、縮小押出治具６を内周側へ移動させる際に、所定の荷重が加わったときに、縮小押出治具６の移動に従動して内周側へ移動させることができる。

また、図１３、図１４に示すごとく、縮小変形工程の第１変形段階においては、波巻コイル３の直線部３１を互いに平行な状態を維持して内周側へ移動させるための移動ガイド治具５を用いる。この移動ガイド治具５は、ステータコア２のスロット２１と同じ平面形状を有するガイド用スロット５１を形成してなる。移動ガイド治具５は、ガイド用スロット５１に直線部３１が配置されるように、変形前の波巻コイル３における直線部３１に対して外周側から配置する。

図２０〜図２３に示すごとく、本例の配置工程においては、縮小波巻コイル３０を元の波巻コイル３に変形させる際に、拡大押出治具７を用いる。この拡大押出治具７は、ステータコア２の軸方向両端面２０１から突出する直線部３１の一部である一対の立上り部３１１を、外周側へ押し出すよう構成してある。拡大押出治具７は、波巻コイル３における各直線部３１の形成位置の内周側に位置するよう放射状に配置する。

また、配置工程においては、ステータコア２の軸方向端面２０１に配置して、拡大押出治具７によって外周側へ押し出される波巻コイル３の渡り部３２を受け止める受止治具７１を用いる。この受止治具７１は、曲率半径が小さく変形された渡り部３２の円弧形状を元の形状に矯正する内周面を有している。そして、渡り部３２は、拡大押出治具７と受止治具７１とによって押圧されて、形状が矯正される。

次に、上記各治具４、５、６、７を用いて、ステータコア２に対して波巻コイル３を組み付ける順序についてさらに詳説する。
本例においては、成形工程において波巻コイル３を成形し、これを縮小変形工程において縮小波巻コイル３０に変形した後、配置工程において縮小波巻コイル３０をステータコア２に組み付けて元の波巻コイル３とする。

まず、成形工程として、図１、図２に示すごとく、波巻コイル３を成形する。この波巻コイル３は、ステータコア２における径方向Ｒの配置位置によって外形が異なるものを成形する。また、３相回転電機用のステータ１を形成するために、各相の波巻コイル３を成形する。

次いで、縮小変形工程においては、まず、図１２に示すごとく、変形前の波巻コイル３における直線部３１をガイド用スロット５１に配置し、各直線部３１に対して外周側から移動ガイド治具５を配置する。このとき、移動ガイド治具５には、ガイド用スロット５１内及びガイド用スロット５１同士の間のティース部の内側面に、波巻コイル３に傷が入ることを防止するためのスロット紙を配置しておくことができる。本例においては、互いに隣接する２つの直線部３１に対して１つの移動ガイド治具５をそれぞれ配置し、波巻コイル３に対して放射状に移動ガイド治具５を配置する。

また、図１３に示すごとく、放射状に配置した移動ガイド治具５の中心部に、変形ガイド治具４を配置する。変形ガイド治具４は、波巻コイル３における各直線部３１に対してガイド溝４１の外周側開口部４１１が対向するように配置する。また、波巻コイル３の軸中心から複数の移動ガイド治具５の内側面５２までの距離は、ステータコア２の軸中心からステータコア２におけるティース２２の内周面２２１までの半径と略同じ距離に設定される。
なお、変形ガイド治具４の外周及びガイド溝４１には、波巻コイル３に傷が入ることを防止するための紙等を配置しておくことができる。

次いで、図１４に示すごとく、各直線部３１における一対の立上り部３１１に対して外周側から縮小押出治具６を配置する。また、各渡り部３２の内周側にポール６１を配置する。本例においては、互いに隣接する２つの直線部３１に対して１つの縮小押出治具６をそれぞれ配置し、波巻コイル３の軸方向Ｌの両側において放射状に縮小押出治具６を配置する。

そして、図１５、図１６に示すごとく、第１変形段階として、各直線部３１における一対の立上り部３１１を、縮小押出治具６によって内周側へ押し出す。このとき、波巻コイル３の各直線部３１が、移動ガイド治具５における各ガイド用スロット５１によってガイドされ、角部３３の屈曲形状、直線部３１の直線形状及び直線部３１が互いに平行な状態を維持して、渡り部３２を径方向Ｒの外方に円弧状に膨らませることによって波巻コイル３の外形が縮小される（図３、図４参照）。また、直線部３１が移動ガイド治具５におけるガイド用スロット５１の内周側開口部まで移動する。
なお、渡り部３２は、変形前の波巻コイル３においても周方向Ｃに沿った円弧状に形成されており、第１変形段階において、渡り部３２は円弧状の曲率半径を小さくするように変形する。

次いで、図１７、図１８に示すごとく、第２変形段階として、各直線部３１における一対の立上り部３１１を、縮小押出治具６によって内周側へさらに押し出す。このとき、直線部３１は、縮小押出治具６によって押し出されて、変形ガイド治具４におけるガイド溝４１の外周側開口部４１１へ挿入される。そして、波巻コイル３の各直線部３１が、変形ガイド治具４における各ガイド溝４１によってガイドされ、角部３３の屈曲形状及び直線部３１の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の直線部３１と渡り部３２とによって三角形状を作るように、周方向Ｃに互いに隣接する角部３３同士を近づけて、渡り部３２を円弧状にさらに変形させる。そして、各直線部３１をガイド溝４１における内周側底部４１２に押し当てて縮小波巻コイル３０を成形する（図５、図６参照）。

第２変形段階を行う際に、各直線部３１が周方向Ｃに傾倒するときには、円弧状に変形される渡り部３２は、周方向Ｃの中心部分が径方向Ｒの外周側に変形すると共に、周方向Ｃの中心部分が軸方向Ｌの外方に最も突出するように軸方向Ｌに向けても変形する。また、第２変形段階において、渡り部３２は円弧状の曲率半径をさらに小さくするように変形する。

このように、縮小変形工程においては、各渡り部３２を径方向Ｒの外方に円弧状に膨らませながら、周方向Ｃに互いに隣接する各角部３３同士を近づけることにより、各角部３３の屈曲形状と各直線部３１の直線形状とを維持することができる。また、上記２段階の変形を行うことにより、波巻コイル３の外形をステータコア２におけるティース２２の内周面２２１よりも縮小させた縮小波巻コイル３０を成形する。

次いで、配置工程においては、まず、図１９に示すごとく、複数の移動ガイド治具５及び複数の縮小押出治具６から、縮小波巻コイル３０が保持された変形ガイド治具４を取り出す。そして、図２０に示すごとく、縮小波巻コイル３０が保持された変形ガイド治具４を、ステータコア２の内周側に配置し、変形ガイド治具４における各ガイド溝４１の外周側開口部４１１をステータコア２におけるスロット２１の内周側開口部に対向させる。
なお、ステータコア２のスロット２１には、スロット紙を配置しておく。

また、ステータコア２の軸方向両端面２０１に受止治具７１を配置する。この状態で、変形ガイド治具４の軸方向両端面において、縮小波巻コイル３０の直線部３１における一対の立上り部３１１の内周側に拡大押出治具７を配置する。本例においては、互いに隣接する２つの直線部３１に対して１つの拡大押出治具７をそれぞれ配置し、波巻コイル３の軸方向Ｌの両側において放射状に拡大押出治具７を配置する。

そして、図２１に示すごとく、各直線部３１における一対の立上り部３１１を、拡大押出治具７によって外周側へ押し出す。このとき、直線部３１は、拡大押出治具７によって押し出されて、変形ガイド治具４のガイド溝４１によってガイドされ、角部３３の屈曲形状及び直線部３１の直線形状を維持して、傾斜した状態から軸方向Ｌに平行な状態まで変形する。そして、各直線部３１は、ステータコア２の各スロット２１の内周側開口部まで移動する。

次いで、図２２、図２３に示すごとく、各直線部３１における一対の立上り部３１１を、拡大押出治具７によって外周側へさらに押し出す。このとき、各直線部３１が、ステータコア２における各スロット２１によってガイドされ、角部３３の屈曲形状、直線部３１の直線形状及び直線部３１が互いに平行な状態を維持して、渡り部３２の円弧状の変形が復帰し、各直線部３１がスロット２１の外周側底部に押し当てられ、各渡り部３２が受止治具７１の内周面に押し当てられる。こうして、縮小波巻コイル３０を元の波巻コイル３の形状に復帰させると共に、各直線部３１を各スロット２１に配置して、ステータコア２に対する波巻コイル３の組付を行うことができる。

このように、本例のステータ１の製造方法においては、ステータコア２を複数に分割することなく、かつ波巻コイル３の各角部３３の屈曲形状及び各直線部３１の直線形状を維持して、波巻コイル３をステータコア２に組み付けることができる。
それ故、ステータ１の製造方法及びステータ製造用の変形ガイド治具４によれば、波巻コイル３を塑性変形させてステータコア２に組み付けるにも拘らず、波巻コイル３の形状の精度が良く、性能に優れたステータ１を製造することができる。

１ステータ
２ステータコア
２１スロット
２２ティース
３波巻コイル
３０縮小波巻コイル
３１直線部
３１１立上り部
３２渡り部
３３角部
４変形ガイド治具
４１ガイド溝
５移動ガイド治具
５１ガイド用スロット
６縮小押出治具
７拡大押出治具

Claims

ステータコアにおける複数のスロットに分散して配置する複数の直線部を、上記ステータコアの軸方向一方側の外方と軸方向他方側の外方とに周方向に沿って交互に配置する渡り部によって順次連結してなる波巻コイルを成形する成形工程と、
上記直線部と上記渡り部との間の角部の屈曲形状及び上記直線部の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の上記直線部と上記渡り部とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する上記角部同士を近づけて、上記渡り部を円弧状に変形させることによって、上記波巻コイルの外形を上記ステータコアにおけるティースの内周面よりも縮小させた縮小波巻コイルを成形する縮小変形工程と、
上記縮小波巻コイルを上記ステータコアの内周側に対向配置し、該縮小波巻コイルを元の上記波巻コイルに戻すよう変形させる際に、上記複数の直線部を上記複数のスロットに配置する配置工程とを含むことを特徴とするステータの製造方法。
請求項１に記載のステータの製造方法において、上記縮小変形工程においては、上記波巻コイルの軸中心から上記直線部の外周面までの距離が上記ティースの内周面の半径以上であるときに、上記角部の屈曲形状、上記直線部の直線形状及び上記直線部が互いに平行な状態を維持して、上記渡り部を円弧状に変形させることによって上記波巻コイルの外形を縮小させる第１変形段階と、
上記波巻コイルの軸中心から上記直線部の外周面までの距離が上記ティースの内周面の半径よりも小さくなったときに、上記角部の屈曲形状及び上記直線部の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の上記直線部と上記渡り部とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する上記角部同士を近づけて、上記渡り部を円弧状にさらに変形させることによって上記縮小波巻コイルを成形する第２変形段階とを行うことを特徴とするステータの製造方法。
請求項２に記載のステータの製造方法において、上記縮小変形工程及び上記配置工程においては、上記ステータコアの内周側に対向配置する円柱形状を有し、該円柱形状の外周に、上記波巻コイルから上記縮小波巻コイルに外形を縮小させる際の上記複数の直線部の移動経路に沿った複数のガイド溝を形成してなる変形ガイド治具を用い、
上記縮小変形工程の上記第２変形段階及び上記配置工程においては、上記ガイド溝によって上記直線部の移動をガイドすることを特徴とするステータの製造方法。
請求項３に記載のステータの製造方法において、上記縮小変形工程においては、上記ステータコアの上記スロットと同じ平面形状を有するガイド用スロットを形成してなる移動ガイド治具を用い、
上記縮小変形工程の上記第１変形段階においては、上記ガイド用スロットによって上記直線部の移動をガイドすることを特徴とするステータの製造方法。
請求項３又は４に記載のステータの製造方法において、上記縮小変形工程の上記第１変形段階及び上記第２変形段階においては、上記ステータコアの軸方向両端面から突出する上記直線部の一部である一対の立上り部を、その外周側に配置した縮小押出治具によって内周側へ押し出し、
上記縮小変形工程の上記第２変形段階においては、上記複数の直線部を上記ガイド溝における内周側底部に押し当てて上記縮小波巻コイルを成形することを特徴とするステータの製造方法。
請求項３〜５のいずれか一項に記載のステータの製造方法において、上記配置工程においては、上記縮小波巻コイルが配置された上記変形ガイド治具を上記ステータコアの内周側に配置し、上記ステータコアの軸方向両端面から突出する上記直線部の一部である一対の立上り部を、その内周側に配置した拡大押出治具によって外周側へ押し出し、上記ガイド溝から上記スロットへ上記直線部を移動させて上記縮小波巻コイルを元の上記波巻コイルに戻すよう変形させることを特徴とするステータの製造方法。
ステータコアにおける複数のスロットに分散して配置する複数の直線部を、上記ステータコアの軸方向一方側の外方と軸方向他方側の外方とに周方向に沿って交互に配置する渡り部によって順次連結してなる波巻コイルを、上記ステータコアに組み付ける際に用いる変形ガイド治具であって、
該変形ガイド治具は、上記ステータコアの内周側に対向配置する円柱形状を有し、該円柱形状の外周に複数のガイド溝を形成してなり、
該複数のガイド溝は、上記直線部と上記渡り部との間の角部の屈曲形状及び上記直線部の直線形状を維持して、互いに隣接する一対の上記直線部と上記渡り部とによって三角形状を作るように、周方向に互いに隣接する上記角部同士を近づけて上記渡り部を円弧状に変形させる際に、上記複数の直線部が移動する経路に沿って形成してあることを特徴とするステータ製造用の変形ガイド治具。