JP2012105392A - 固定子コイルの製造方法及びその製造方法に用いる予備成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のコイル線材よりなる帯状の組み込み体を巻き取る巻き取り工程において、所望の径で安定した巻き取りを行い得るようにした固定子コイルの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の固定子コイルの製造方法は、電気導体線を所定形状に成形して複数のコイル線材５０を形成するコイル線材形成工程１０１と、複数のコイル線材５０を組み込んで帯状の組み込み体４７を形成する組み込み工程１０２と、組み込み体４７を第１ローラ８２の外周面に第１押さえ部材８３で押し当てながら巻き付けて組み込み体４７を長手方向の全長に亘って円弧状に成形するとともに、組み込み体４７の先端部を第２ローラ８４の外周面に第２押さえ部材８５で押し当てながら巻き付けて組み込み体４７の先端部を長手方向に沿って円弧状に成形する予備成形工程１０３と、組み込み体４７を先端部から芯部材に巻き取って巻き取り体４８を形成する巻き取り工程１０４とを備える。
【選択図】図１８

Description

本発明は、回転電機に用いられる固定子コイルの製造方法及びその製造方法に用いる予備成形装置に関する。

近年、電動機及び発電機として使用される回転電機において、小型高出力及び高品質が求められている。例えば、車両に搭載される回転電機においては、回転電機を搭載するためのスペースが小さくなってきている一方で、出力の向上が求められている。従来の回転電機として、固定子に用いられる固定子コイルが連続巻線で形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された固定子コイルの製造方法は、複数のコイル線材が組み込まれてなる帯状の組み込み体を、仮巻き取り工程において、ある曲率をなす第１芯部材の外周面に巻き取って仮巻き取り体を形成してから、その仮巻き取り体の外周を押さえ治具を介して３箇所で押圧をかけた後、本巻き取り工程において、その押さえ治具を外して、再度、巻き終わり端から連続して巻き外した帯状の組み込み体を第２芯部材の外周面に巻き取る。このとき、コイルエンド部によるスプリングバック（弾性復帰作用）を抑制した状態を維持して巻き取ることができる。

特開２００９−２６８２２１号公報

ところが、特許文献１に記載された固定子コイルの製造方法では、一度、仮巻き取り工程で第１芯部材に巻き取って外周から押圧しても、次の本巻き取り工程において再度巻き外すため、巻き癖がつく程度で、所定の円弧形状を得ることはできない。そのため、本巻き取り工程において、帯状の組み込み体の巻き始め部分が第２芯部材の外周面に密着しないため、所望の径で安定した巻き取りを行うことができない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のコイル線材よりなる帯状の組み込み体を巻き取る巻き取り工程において、所望の径で安定した巻き取りを行い得るようにした固定子コイルの製造方法、及びその製造方法に用いる予備成形装置を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、複数のコイル線材が巻回されてなる固定子コイルの製造方法であって、電気導体線を所定形状に成形して複数の前記コイル線材を形成するコイル線材形成工程と、前記組み込み体を第１ローラの外周面に第１押さえ部材で押し当てながら巻き付けて前記組み込み体を長手方向の全長に亘って円弧状に成形する第１成形工程と、前記組み込み体の先端部を第２ローラの外周面に第２押さえ部材で押し当てながら巻き付けて前記組み込み体の先端部を長手方向に沿って円弧状に成形する第２成形工程とからなる予備成形工程と、前記組み込み体を前記先端部から芯部材に巻き取って巻き取り体を形成する巻き取り工程と、を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、帯状の組み込み体を最終的な形状に成形するための巻き取り工程の前に、予備成形工程を行うようにしている。即ち、予備成形工程では、第１ローラと第１押さえ部材によって、略平面状である帯状の組み込み体を、長手方向の全長に亘って、第１ローラの外周面の曲率に応じて湾曲した円弧形状に成形する第１成形工程を行う。その後、第２ローラと第２押さえ部材によって、組み込み体の先端部の所定範囲を、第２ローラの外周面の曲率に応じて湾曲した円弧形状に成形する第２成形工程を行う。これにより、次の巻き取り工程において組み込み体を先端部から芯部材に巻き取る際に、組み込み体の先端部が芯部材の外周面形状に倣い易くなるので、芯部材の外周面に密着した状態にすることができる。そのため、組み込み体を、所望の径で安定して巻き取ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記予備成形工程は、前記第１ローラと前記第２ローラのそれぞれの前記外周面で前記組み込み体を搬送しつつ、前記第１成形工程と前記第２成形工程を連続的に行うことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、第１ローラと第２ローラによる組み込み体の成形を効率良く行うことができるので、生産性が向上し、低コスト化を図ることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記第１ローラと前記第２ローラは、同期して回転することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、第１ローラと第２ローラを、回転周速が同じになるように同期して回転させることにより、第１ローラと第２ローラの外周面で搬送される組み込み体のコイル線材へのダメージを低減することができるとともに、第１ローラと第２ローラの両方のローラで同時に成形することができる。

請求項４に記載の発明は、前記第２ローラの外径は、前記芯部材の外径と同じ寸法に設定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、第２ローラで成形する組み込み体の先端部の円弧形状を、芯部材の外周面形状に合わせることができる。そのため、巻き取り工程を行う際に、組み込み体の先端部を芯部材の外周面により確実に密着した状態にすることができるので、所望の径でより安定した巻き取りを行うことが可能となる。

請求項５に記載の発明は、前記第１ローラの外径は、前記第２ローラの外径と同じ寸法又は前記第２ローラの外径よりも大きい寸法に設定されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、第１ローラの外径が第２ローラの外径よりも小さくならないようにされている。そのため、第１ローラの外径を、巻き取り工程で形成される巻き取り体の外径に合わせることによって、狙いの外径寸法に巻き取られた巻き取り体を得ることができる。この場合、第２ローラの外径を、芯部材の外径と同じ寸法に設定すること（請求項４）によって、巻き取り体の外径寸法を狙いの外径寸法により確実に近付けることが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の固定子コイルの製造方法に用いる予備成形装置であって、複数のコイル線材が組み込まれてなる帯状の組み込み体を長手方向の全長に亘って円弧状に成形する外周面を有する第１ローラと、該第１ローラの外周面に前記組み込み体を押し当てる第１押さえ部材と、前記組み込み体の先端部を長手方向に沿って円弧状に成形する外周面を有する第２ローラと、該第２ローラの外周面に前記組み込み体を押し当てる第２押さえ部材と、を備えていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、第１ローラと第１押さえ部材によって、複数のコイル線材が組み込まれてなる組み込み体を、長手方向の全長に亘って円弧形状に成形するとともに、第２ローラと第２押さえ部材によって、その組み込み体の先端部の所定範囲を円弧形状に成形することができる。これにより、巻き取り工程を行う際に、組み込み体の先端部が芯部材の外周面に密着した状態にすることが可能になり、所望の径で安定した巻き取りを行うことが可能になる。

請求項７に記載の発明は、前記第１押さえ部材は、所定距離を隔てて配設された一対の第１プーリと、一対の該第１プーリ間に掛け渡された第１周回ベルトと、該第１周回ベルトを前記第１ローラの外周面に対して進退移動させる第１駆動モータとを備え、前記第２押さえ部材は、所定距離を隔てて配設された一対の第２プーリと、一対の該第２プーリ間に掛け渡された第２周回ベルトと、該第２周回ベルトを前記第２ローラの外周面に対して進退移動させる第２駆動モータとを備えていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、巻き取り工程を行う際に、組み込み体の先端部を芯部材の外周面に密着した状態させて、所望の径で安定した巻き取りを行うことができる予備成形装置を容易に実現することができる。

実施形態に係る回転電機の構成を模式的に示す軸方向断面図である。 実施形態に係る回転電機の固定子の全体斜視図である。 実施形態に係る回転電機の固定子の平面図である。 実施形態に係る回転電機の固定子の側面図である。 実施形態に係る固定子コアの平面図である。 実施形態に係る分割コアの平面図である。 実施形態に係る固定子コイルの全体斜視図である。 実施形態に係る固定子コイルの側面図である。 実施形態に係る固定子コイルの平面図である。 実施形態に係る固定子コイルの底面図である。 （Ａ）（Ｂ）は実施形態において用いられるコイル線材の断面図である。 （Ａ）は実施形態において用いられるコイル線材の上面図であり、（Ｂ）はそのコイル線材の正面図である。 （Ａ）は実施形態において用いられる導線のターン部の形状を示す斜視図であり、（Ｂ）は隣接する複数のターン部を示す斜視図である。 実施形態において用いられる固定子巻線の結線図である。 実施形態において各スロットの最外径側に配置される各導線の第１スロット収容部の配置位置を示す説明図である。 実施形態の固定子巻線において１本の導線（Ｕ１−４’）のスロット収容部の配置位置および軌跡を示す説明図である。 実施形態においてＶ相の巻線の接続状態を示す巻線仕様図である。 実施形態の製造方法の製造工程を示すブロック図である。 実施形態の組み込み工程において形成される組み込み体の正面図である。 実施形態の予備成形工程において用いられる予備成形装置の平面図である。 実施形態の予備成形工程において用いられる予備成形装置の要部の正面図である。

以下、本発明の固定子コイルの製造方法の実施形態について詳しく説明する。なお、説明する実施形態はあくまでも実施形態の例にすぎず、本発明の固定子コイルの製造方法は、下記実施形態に限定されるものではない。本発明の固定子コイルの製造方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。

まず、本実施形態の固定子コイルの製造方法により得られた固定子コイルを用いた回転電気の構成について説明する。図１は、実施形態に係る回転電機の構成を模式的に示す軸方向断面図である。図２は、本実施形態に係る回転電機の固定子の全体斜視図であり、図３はその固定子の平面図、図４はその固定子の側面図である。

本実施形態に係る回転電機１は、例えば車両の電動機および発電機を兼ねる回転電機として使用されるものであって、略有底筒状の一対のハウジング部材１０ａ，１０ｂが開口部同士で接合されてなるハウジング１０と、ハウジング１０に軸受け１１，１２を介して回転自在に支承される回転軸１３に固定された回転子１４と、ハウジング１０の内部で回転子１４を包囲する位置でハウジング１０に固定された固定子２０と、を備えている。

回転子１４は、永久磁石により磁性が周方向に交互に異なる磁極を、固定子２０の内周側と向き合う外周側に複数形成している。回転子１４の磁極の数は、回転電機により異なるため限定されるものではない。本実施形態においては、８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）の回転子が用いられている。

固定子２０は、図２〜図４に示すように、固定子コア３０と、複数（本実施形態では４８本）のコイル線材５０から形成される三相の固定子コイル４０とを備えている。なお、固定子コア３０と固定子コイル４０との間には、絶縁紙を配してもよい。

図５は、本実施形態に係る固定子コアの平面図である。図６は、本実施形態に係る分割コアの平面図である。

固定子コア３０は、図５に示すように、内周に複数のスロット３１を形成された円環状を呈している。複数のスロット３１は、その深さ方向が径方向と一致するように周方向に設けられている。固定子コア３０に形成されたスロット３１の数は、回転子の磁極数（８磁極）に対し、固定子コイル４０の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。

固定子コア３０は、図６に示す分割コア３２を所定の数（本実施形態では２４個）を周方向に連結して形成されている。分割コア３２の外周には、外筒３７が嵌合されている（図２〜４参照）。分割コア３２は、一つのスロット３１を区画するとともに、周方向で隣接する分割コア３２との間で一つのスロット３１を区画する形状を呈している。具体的には、分割コア３２は、径方向内方に伸びる一対のティース部３３と、ティース部３３を径方向外方で連結するバックコア部３４とを有している。

固定子コア３０を構成する分割コア３２は、複数枚の電磁鋼板を積層させて形成されている。積層された電磁鋼板の間には、絶縁薄膜が配置されている。分割コア３２は、この電磁鋼板の積層体からだけでなく、従来公知の金属薄板および絶縁薄膜を用いて形成してもよい。

図７は、本実施形態に係る固定子コイルの全体斜視図であり、図８は、その固定子コイルの側面図、図９は、その固定子コイルの平面図、図１０は、その固定子コイルの底面図である。

固定子コイル４０は、図７〜図１０に示すように、複数のコイル線材５０により円筒形状に形成されており、固定子コア３０のスロット３１内に収容される直状部４１と、この直状部４１の両端においてスロット３１外に配置されるコイルエンド部４２を有する。一方のコイルエンド部４２の端面において、出力線および中性点が軸方向に突出するとともに、内径側から突出したコイル線材５０の端部を外径側から突出したコイル線材５０の端部に接続する渡り部７０が設けられている。

固定子コイル４０を構成するコイル線材５０は、図１１（Ａ）に示すように、銅製の導体６７と、導体６７の外周を覆い導体６７を絶縁する内層６８ａおよび外層６８ｂからなる絶縁被膜６８とから形成されている。内層６８ａおよび外層６８ｂを合わせた絶縁被膜６８の厚みは、１００μｍ〜２００μｍの間に設定されている。このように、内層６８ａおよび外層６８ｂからなる絶縁被膜６８の厚みが厚いので、コイル線材５０同士を絶縁するためにコイル線材５０同士の間に絶縁紙等を挟み込む必要がなくなっているが、コイル線材５０同士の間あるいは固定子コア３０と固定子コイル４０との間に絶縁紙を配設してもよい。

外層６８ｂはナイロン等の絶縁材で形成され、内層６８ａは外層６８ｂよりもガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂またはポリアミドイミド等の絶縁材で形成されている。これにより、回転電機１に発生する熱により外層６８ｂは内層６８ａよりも早く結晶化するため、外層６８ｂの表面硬度が高くなり、コイル線材５０に傷がつきにくくなる。このため、後述するターン部５２に段部を形成する加工を施したコイル線材５０の絶縁を確保することができる。

さらに、コイル線材５０は、図１１（Ｂ）に示すように、内層６８ａおよび外層６８ｂからなる絶縁被膜６８の外周をエポキシ樹脂等からなる融着材６９で被覆してもよい。これにより、融着材６９は、回転電機に発生する熱により絶縁被膜６８よりも早く溶融するので、同じスロット３１に収容されている複数のコイル線材５０同士が融着材６９同士により熱接着する。その結果、同じスロット３１に収容されている複数のコイル線材５０が一体化しコイル線材５０同士が硬化することで、スロット３１内のコイル線材５０の機械的強度が向上する。なお、絶縁被膜６８の外層６８ｂには、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）よりなる被膜を用いてもよい。

図１２は、コイル線材５０を平面上に展開した場合の展開図である。コイル線材５０は、図１２に示すように、固定子コア３０のスロット３１内に収容される複数のスロット収容部５１と、スロット３１から固定子コア３０の外に突出し、周方向に異なるスロットに収容されているスロット収容部５１同士を接続している複数のターン部５２とを有する。本実施形態の場合、各コイル線材５０は、１２個のスロット収容部５１Ａ〜５１Ｌと、１１個のターン部５２Ａ〜５２Ｋを備えている。

具体的には、本実施形態におけるスロット収容部５１は、図１２の左端に位置する第１スロット収容部５１Ａから順に、固定子コア３０の周方向に離間したスロット３１にそれぞれ収容される第２スロット収容部５１Ｂ、第３スロット収容部５１Ｃ、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌの１２個からなる。また、ターン部５２は、固定子コア３０の一端側におけるスロット３１の外部と固定子コア３０の他端側におけるスロット３１の外部とで交互にスロット収容部５１同士を接続する第１ターン部５２Ａ、第２ターン部５２Ｂ、・・・、第１０ターン部５２Ｊ、および第１１スロット収容部５１Ｋと第１２スロット収容部５１Ｌを接続する第１１ターン部５２Ｋの１１個からなる。

このコイル線材５０の隣り合うスロット収容部５１同士の周方向（矢印Ｙ方向）の離間距離Ｘは、全ての箇所で異なるようにされている。この場合、離間距離Ｘは、コイル線材５０の第１スロット収容部５１Ａ側から第１２スロット収容部５１Ｌ側に向かうにつれて、徐々に短くなるようにされている。即ち、離間距離Ｘは、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３＞Ｘ４＞Ｘ５＞Ｘ６＞Ｘ７＞Ｘ８＞Ｘ９＞Ｘ１０＞Ｘ１１となっている。なお、離間距離Ｘは、固定子コア３０の周方向において隣り合うスロット３１同士の離間距離（スロットピッチ）を考慮して適宜設定される。

コイル線材５０の両端には、他のコイル線材５０等と接続するための引出し部５３ａ、５３ｂが設けられている。一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａの端末から内側（図１２の右側）へ戻るように、スロット収容部５１間にあるターン部５２の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍを介して形成されている。よって、一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａからターン部５２Ｍの長さだけ内側（図１１の右側）へ寄った所に位置している。他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌの端末から内側（図１２の左側）へ戻るように、スロット収容部５１間にあるターン部５２の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｎを介して形成されている。よって、他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌからターン部５２Ｎの長さだけ内側（図１２の左側）へ寄った所に位置している。他方の引出し部５３ｂとターン部５２Ｎとの間には、固定子コイル４０の軸方向端面上で固定子コア３０の径方向外方へ折り曲げられて配置される渡り部７０が設けられている。

ターン部５２の略中央部には、ターン部５２の両端に接続するスロット収容部５１の径方向での位置をずらすためのクランク部５４が設けられている。具体的には、クランク部５４は、第１〜第１２スロット収容部５１Ａ〜５１Ｌのそれぞれを、コイル線材５０の長手方向およびスロット収容部５１の延伸方向に対して直交する方向（固定子コア３０の径方向）に順次変位させるようにクランク状に形成されている。その結果、コイル線材５０は、図１２（Ａ）に示すように階段状の形状を有することになる。

図１３（Ａ）（Ｂ）に、図１２に示すコイル線材５０を用いて円筒形状の固定子コイル４０を形成した場合のターン部５２の形状を示す斜視図を示す。図１３（Ａ）に示すように、ターン部５２は、固定子コア３０の径方向に変位して固定子コア３０の端面３０ａに沿って延びるクランク部５４を有する。クランク部５４のクランク形状によるずれ量（固定子コア３０の径方向への変位量）は、ターン部５２の径方向厚み分である。これにより、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、ターン部５２の径方向厚み分だけ変位している。このようにクランク部５４がターン部５２に設けられていることにより、図１３（Ｂ）に示すように、周方向に隣接しているコイル線材５０のターン部５２同士を密に巻回できる。また、図１３（Ｂ）に示すように周方向に隣接するターン部５２は互いに同じ形状であり、ターン部５２同士が干渉するのを防止している。

また、スロット３１から固定子コア３０の外に突出するターン部５２の突出箇所に、コイル線材５０がまたがって設置されているスロット同士に向けて固定子コア３０の軸方向両側の端面３０ａに沿って段部５５が形成されている。これにより、スロット３１から突出しているコイル線材５０のターン部５２の突出箇所の間隔、言い換えればターン部５２が形成する三角形状部分の底辺の長さは、コイル線材５０がまたがって設置されているスロット同士の間隔よりも狭くなっている。その結果、コイルエンド部４２の高さが低くなる。

また、固定子コア３０の端面３０ａに沿った段部５５の長さをｄ１、周方向に隣接するスロット３１同士の間隔をｄ２とすると、ｄ１≦ｄ２になっている。これにより、コイル線材５０の段部５５が周方向に隣り合うスロット３１から突出するコイル線材５０と干渉することを防止できる。これにより、周方向に隣接するスロット３１から突出するコイル線材５０（ターン部５２）同士が互いに干渉することを避けるために、コイルエンド部４２の高さが高くなったり、あるいはコイルエンド部４２の径方向の幅が大きくなったりすることを防止できる。その結果、コイルエンド部４２の高さが低くなる。さらに、コイルエンド部４２の径方向の幅が小さくなるので、固定子コイル４０が径方向外側に張り出すことを防止する。

さらに、コイル線材５０には、ターン部５２の略中央部のクランク部５４と、ターン部５２の突出箇所に形成した段部５５との間に、それぞれ２個の段部５６が形成されている。つまり、固定子コア３０の一方の軸方向の端面３０ａ側のコイル線材５０のターン部５２には、１個のクランク部５４と合計６個の段部５５、５６が形成されている。これにより、クランク部５４や段部５５、５６を形成しない三角形状のターン部の高さに比べ、ターン部５２の高さが低くなる。クランク部５４のクランク形状も、段部５５、５６と同様に、固定子コア３０の端面３０ａに沿って形成されている。したがって、コイル線材５０のターン部５２は、クランク部５４を挟んで両側が階段状に形成されている。

固定子コイル４０は、図１２に示したコイル線材５０を４８本用いて形成されている。ただし、固定子コイル４０に出力線や中性点などを設けるために、渡り部７０を設けていないコイル線材５０を適宜混在させても良い。したがって、本実施形態では、４８本のコイル線材５０の全ては、各コイル線材５０の両端部に形成された引出し部５３ａ、５３ｂの間において同じ形状に成形されている。

この固定子コイル４０を構成するコイル線材５０は、ターン部５２の略中央部に、ターン部５２の径方向厚み分だけ径方向にずれたクランク部５４が設けられていることにより、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、固定子コア３０の中心軸線からの半径距離が、スロット収容部５１の径方向厚み分だけ異なっている。また、コイル線材５０は、隣り合うスロット収容部５１同士の離間距離Ｘが、コイル線材５０の第１スロット収容部５１Ａ側から第１２スロット収容部５１Ｌ側に向かうにつれて、徐々に短くなるようにされており、全ての箇所で実質的に異なっている（図１２（Ｂ）参照）。これらのことから、固定子コイル４０は、径方向に重なり合うスロット収容部５１が、周方向に位置ずれすることなく径方向一列にストレートな状態に整列するようになるので、真円筒形状により近い形状にすることができる（図７および図８参照）。

この固定子コイル４０は、複数のコイル線材５０の第１スロット収容部５１Ａ同士、第２スロット収容部５１Ｂ同士、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌ同士をそれぞれ周方向に連続するスロットに配置するとともに、第１スロット収容部５１Ａ同士、第２スロット収容部５１Ｂ同士、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌ同士の固定子コアの中心軸線Ｏからの半径距離がそれぞれ等しくなるよう配置されているので、固定子コイル４０の外径寸法および内径寸法を周方向で均一化することができる。この固定子コイル４０は、図１４に示すように、それぞれの相が１６本のコイル線材５０を直列に接続した各相巻線４３（Ｕ、Ｖ、Ｗ）をＹ結線した三相巻線として形成されている。

図１５は、本実施形態において各スロットの最外径側に配置される各コイル線材の第１スロット収容部の配置位置を示す説明図である。図１５において、各コイル線材５０のスロット収容部５１は、１２個の破線円と放射方向に延びる破線とが交差する位置に配置されており、最外径側と最内径側のみが矩形断面形状で表されている。また、放射方向に１列に並んだスロット収容部５１の外側には、それぞれ対応する１〜４８のスロット番号が付されている（以後、図１６においても同じ）。また、スロット番号の外側には、それぞれのスロットの最外径側（第１２層）に、巻回の始端側となる第１スロット収容部５１Ａが配置されるコイル線材５０の番号が付されている。

各相の巻線を構成する１６本のコイル線材５０は、８個の同一のスロット３１にスロット収容部５１が収容される８本のコイル線材５０と、それら８個のスロット３１とは別の８個の同一のスロット３１にスロット収容部５１が収容される８本のコイル線材５０とに分かれている。例えばＵ相の場合には、８本のコイル線材（Ｕ１−１）〜（Ｕ１−４）および（Ｕ１−１’）〜（Ｕ１−４’）は、外径側から内径側に向かって反時計回りに巻回されて、それぞれのスロット収容部５１が、１番スロット、７番スロット、１３番スロット、１９番スロット、２５番スロット、３１番スロット、３７番スロットおよび４３番スロットに収容される。また、他の８本のコイル線材（Ｕ２−１）〜（Ｕ２−４）および（Ｕ２−１’）〜（Ｕ２−４’）は、外径側から内径側に向かって反時計回りに巻回されて、それぞれのスロット収容部５１が、２番スロット、８番スロット、１４番スロット、２０番スロット、２６番スロット、３２番スロット、３８番スロットおよび４４番スロットに収容される。

なお、図１５には、代表としてコイル線材（Ｕ１−１）の軌跡が示されている。図１５において、黒四角で示された部分はコイル線材（Ｕ１−１）のスロット収容部５１が配置されていることを示し、コイル線材（Ｕ１−１）の周方向に延びる太線は、固定子コア３０の軸方向一方側（図１５の紙面手前側）に位置するターン部５２を示し、コイル線材（Ｕ１−１）の周方向に延びる二点鎖線は、固定子コア３０の軸方向他方側（図１５の紙面後側）に位置するターン部５２を示す（以後、図１６においても同じ）。

この固定子コイル４０は、図１５に示すように、各スロット３１において、８本のコイル線材５０のスロット収容部５１が径方向に１２層、積層された状態になっている。コイル線材（Ｕ１−１）は、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１番スロットの最外層（第１２層）に位置し、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１９番スロットの最内層（第１層）に位置している。

また、固定子コイル４０を構成する４８本のコイル線材５０は、長手方向（周方向）に１スロットピッチずつずれて配置されているので、各コイル線材５０の始端側となる第１スロット収容部５１Ａが、４８個の各スロット３１の最外層（第１２層）に順に収容されている。下記の表１は、１番〜４８番の各スロット３１において、最外層に位置するコイル線材５０の番号と、最内層に位置するコイル線材５０の番号をまとめたものである。

固定子コイル４０を構成するコイル線材５０は、各コイル線材５０の一端側（第１スロット収容部５１Ａ側）から他端側（第１２スロット収容部５１Ｌ側）に向かうにつれて、スロット収容部５１の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離が順次小さくなっている。本実施形態の場合、各コイル線材５０は、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径方向距離がスロット収容部５１の径方向厚み分異なっている。

図１６は、固定子コイル４０を図１５の裏側から見た場合の、１本のコイル線材（Ｕ１−４’）の軌跡を示す図である。このコイル線材（Ｕ１−４’）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが４３番スロットの第１２層（最外層）に配置され、第２スロット収容部５１Ｂが１番スロットの第１１層に配置され、第３スロット収容部５１Ｃが７番スロットの第１０層に配置され、第４スロット収容部５１Ｄが１３番スロットの第９層に配置され、最終の第１２スロット収容部５１Ｌが１３番スロットの第１層（最内層）に配置されている。即ち、コイル線材（Ｕ１−４’）は、始端側（外径側）から終端側（内径側）に向かうにつれて、スロット収容部５１の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離が順次小さくなっている。

よって、固定子コア３０の中心軸線Ｏから、第１スロット収容部５１Ａまでの半径距離ｒ４３と、第２スロット収容部５１Ｂまでの半径距離ｒ１と、第３スロット収容部５１Ｃまでの半径距離ｒ７と、第４スロット収容部５１Ｄまでの半径距離ｒ１３は、順次スロット収容部５１の径方向厚み分小さくなっており、以後同様に、第１２スロット収容部５１Ｌに至るまで、半径距離が順次スロット収容部５１の径方向厚み分小さくなっている。すなわち、第１スロット収容部５１Ａから第１２スロット収容部５１Ｌに至るまで、半径距離が順次小さくなるのみで、途中で半径距離が大きくなることはない。

次に、１６本のコイル線材５０を直列に接続してなる各相巻線４３（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のうち、代表としてＶ相の各相巻線４３の接続状態を、図１６、図１７および上記の表１を参照して説明する。なお、Ｕ相、Ｗ相の各相巻線もＶ相と同様の接続となっている。

図１６において出力線Ｖの始端に位置するコイル線材（Ｖ１−１）は、表１および図１７に示すように、始端側の第１スロット収容部５１Ａが５番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２３番スロットの最内層（第１層）に配置されている。コイル線材（Ｖ１−１）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１７番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３５番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ１−２）の始端側が接続されている。

コイル線材（Ｖ１−２）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２９番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４７番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ１−３）の始端側が接続されている。コイル線材（Ｖ１−３）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４１番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１１番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ１−４）の始端側が接続されている。コイル線材（Ｖ１−４）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが６番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２４番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−１）の始端側が接続されている。

コイル線材（Ｖ２−１）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１８番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３６番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−２）の始端側が接続されている。コイル線材（Ｖ２−２）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３０番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４８番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−３）の始端側が接続されている。コイル線材（Ｖ２−３）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４２番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１２番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−４）の始端側が接続されている。

コイル線材（Ｖ２−４）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４８番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１８番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−４’）の終端側が接続されている。コイル線材（Ｖ２−４’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３６番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが６番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−３’）の終端側が接続されている。コイル線材（Ｖ２−３’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２４番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４２番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−２’）の終端側が接続されている。コイル線材（Ｖ２−２’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１２番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３０番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ２−１’）の終端側が接続されている。

コイル線材（Ｖ２−１’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４７番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１７番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ１−４’）の終端側が接続されている。コイル線材（Ｖ１−４’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３５番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが５番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ１−３’）の終端側が接続されている。コイル線材（Ｖ１−３’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２３番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４１番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ１−２’）の終端側が接続されている。コイル線材（Ｖ１−２’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１１番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２９番スロットの第１層に配置されたコイル線材（Ｖ１−１’）の終端側が接続されている。なお、コイル線材（Ｖ１−１’）の始端側は、中性点Ｖに接続されている。

次に、表１、図１２および図１７を参照して各コイル線材５０の接続状態を説明する。ここでは、代表として２本のコイル線材（Ｖ１−１）（Ｖ１−２）の接続状態を説明する。一方のコイル線材（Ｖ１−１）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが５番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側となる第１２スロット収容部５１Ｌが２３番スロットの最内層（第１層）に配置されている。このコイル線材（Ｖ１−１）の終端側に設けられた引出し部５３ｂ（内周側端部）は、第１２スロット収容部５１Ｌが配置されている２３番スロットからターン部５２Ｎの長さ分だけ戻った所（２０番スロット付近）に位置している。

そして、他方のコイル線材（Ｖ１−２）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが１７番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側となる第１２スロット収容部５１Ｌが３５番スロットの最内層（第１層）に配置されている。このコイル線材（Ｖ１−２）の始端側に設けられた引出し部５３ａ（外周側端部）は、第１スロット収容部５１Ａが配置されている１７番スロットからターン部５２Ｍの長さ分だけ戻った所（２０番スロット付近）に位置している。図７〜図１０に示すように、このコイル線材（Ｖ１−１）の引出し部５３ｂ（内周側端部）は、径方向外方側へ略直角に折り曲げられた後、その先端が、固定子コイル４０の外周端部に位置するコイル線材（Ｖ１−２）の引出し部５３ａ（外周側端部）の先端部に溶接接合されることにより接続されている。

この溶接接合は、固定子コイル４０の最も外径側に位置するターン部５２よりも外径側において溶接により接続されている。この場合、コイル線材（Ｖ１−１）の引出し部５３ｂ（内周側端部）の折り曲げ部は、固定子コイル４０の軸方向端面（ターン部５２の軸方向外面）上を通る渡り部７０を形成しており、２本のコイル線材（Ｖ１−１）（Ｖ１−２）は、渡り部７０を介して接続されている。これにより、内径側に位置する第１２スロット収容部５１Ｌの径方向内方への膨出をより効果的に防止することができるので、内径側に位置する回転子との干渉を回避することが可能となる。

なお、渡り部７０は、図３および図９に示すように、渡り部７０の径方向両端部が、固定子コア３０（固定子コイル４０）の中心軸線Ｏから放射方向に延びる直線に沿って延びるように形成されている。渡り部７０の形状をこのようにすることによって、コイル線材５０の折り曲げを容易にするとともに、溶接接合を容易にすることができる。

また、この渡り部７０は、図３および図９に示すように、固定子コイル４０の軸方向端面上において、周方向に略３／４周する範囲の領域に設けられている。そして、固定子コイル４０の軸方向端面上の残り１／４周する範囲の領域には、中性点Ｖ、出力線Ｗ、中性点Ｕ、出力線Ｖ、中性点Ｗおよび出力線Ｕの引出し部が順番に並んで設けられている。即ち、固定子コイル４０の軸方向端面において、中性点Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部と同じ領域に出力線Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部が設けられているとともに、渡り部７０が設けられる領域と中性点Ｕ、Ｖ、Ｗおよび出力線Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部が設けられる領域が分離されている。

上記のように構成された固定子コイル４０は、外周側から分割コア３２のティース部３３が挿入されることによって固定子コア３０と組み付けられている（図２〜図４参照）。これにより、固定子コイル４０を構成するコイル線材５０は、固定子コア３０の内周側で周方向に沿って波巻きされた状態に組み付けられている。コイル線材５０のターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、所定のスロットピッチ（本実施形態では、３相×２個＝６スロットピッチ）だけ離間したスロット３１に収容されている。隣り合うスロット収容部５１同士を接続するターン部５２は、固定子コア３０の軸方向の両端面からそれぞれ突出しており、その突出しているターン部５２の集合体によりコイルエンド部４２が形成されている。

次に、本実施形態の固定子コイル４０の製造方法について説明する。本実施形態の固定子コイル４０の製造方法は、図１８に示すように、コイル線材形成工程１０１と、組む込み工程１０２と、予備成形工程１０３と、巻き取り工程１０４とからなる。

＜コイル線材形成工程１０１＞
コイル線材形成工程１０１では、電気導体線を所定形状に成形してコイル線材５０を形成する。本実施形態場合、１個の固定子コイル４０につき４８本のコイル線材５０を準備する。ここで形成するコイル線材５０は、互いに平行に延びてコイル線材５０の長手方向に並列した１２個のスロット収容部５１と、隣り合うスロット収容部５１同士をスロット収容部５１の一端側と他端側とで交互に連結する１１個のターン部５２とを有する（図１２参照）。なお、電気導体線を成形する成形装置としては、従来より公知のものを採用することができる。

＜組み込み工程１０２＞
組み込み工程１０２では、コイル線材形成工程１０１で形成したコイル線材５０を、６本ずつ所定の方法で組み込むことにより、図１９に示される組み込み体４７を形成する。この組み込み体４７は、６本のコイル線材５０が組み込み体４７の長手方向に１スロットピッチずつずれた状態で重ね合わされることにより組み付けられており、略平面状に形成されている。

＜予備成形工程１０３＞
予備成形工程１０３は、図２０及び図２１に示す予備成形装置を用いて、組み込み体４７を所定の円弧状に成形する予備成形を行う。まず、ここで用いる予備成形装置の構成について説明する。この予備成形装置は、図２０に示すように、ベッド８０上に設置されたシュートケース８１と、第１成形工程を行う第１ローラ８２及び第１押さえ部材８３と、第２成形工程を行う第２ローラ８４及び第２押さえ部材８５と、案内部材８６と、整列部材８７と、センサ８８を備えている。

シュートケース８１は、成形すべき組み込み体４７を整列させた状態で送り出すものであって、組み込み体４７の厚み寸法と略同じ幅で長手方向にストレートに延びる凹溝８１ａを有する。この場合、組み込み体４７は、その先端が図２０の直線Ａに位置するようにして凹溝８１ａにセットされる。

シュートケース８１の送り出し側端部の近傍位置には、外径１１０ｍｍの第１ローラ８２が配設されている。この第１ローラ８２は、図２０に示すように、シュートケース８１の凹溝８１ａの延長方向が、第１ローラ８２の外周面の周方向と略一致する位置に配設されている。この第１ローラ８２は、図２１に示すように、ベッド８０に対してベアリング８２ａを介して回転可能に立設された第１回転軸８２ｂの上端部外周に同軸状に嵌合固定されている。なお、第１ローラ８２の外径は、次の巻き取り工程１０４で形成される巻き取り体の外径の大きさに合わせられている。

第１回転軸８２ｂの下端には、第１回転軸８２ｂ及び第１ローラ８２を図２０において反時計回りに回転駆動させるサーボモータ８２ｃが連結されている。このサーボモータ８２ｃは、図示しない制御部により回転制御される。第１回転軸８２ｂの軸方向中央部には、プーリ８２ｄが第１回転軸８２ｂと同軸状に取着されている。

第１押さえ部材８３は、ベッド８０上に設置された基台８３ａに対して、第１ローラ８２の外周面に向かって進退移動自在に設置された可動基板８３ｂを有する。この可動基板８３ｂは、第１駆動モータ８３ｃにより第１ローラ８２の外周面に対して進退移動可能にされている。そして、この可動基板８３ｂには、互いに所定距離を隔てて配置された一対の第１プーリ８３ｄ、８３ｄが設けられており、一対の第１プーリ８３ｄ、８３ｄ間には、第１周回ベルト８３ｅが掛け渡されている。

この第１押さえ部材８３は、組み込み体４７の先端が図２０の直線Ａの所に位置合わせされてシュートケース８１の凹溝８１ａに組み込み体４７をセットした後、第１駆動モータ８３ｃを駆動させて可動基板８３ｂを第１ローラ８２の外周面に向かって前進移動させることにより、組み込み体４７の先端部を第１周回ベルト８３ｅで第１ローラ８２の外周面に押し当てるようにされている。なお、第１周回ベルト８３ｅで組み込み体４７が第１ローラ８２の外周面に押し付けられる範囲は、第１ローラ８２の回転角度で約９０°の範囲となっている。

第２ローラ８４は、外径が９０ｍｍで、第１ローラ８２よりも外径の小さいものが用いられている。なお、第２ローラ８４の外径は、次の巻き取り工程１０４で用いられる芯部材の外径と同じ寸法に設定されている。この第２ローラ８４は、第１ローラ８２と所定距離を隔てて並列状に配設されている。本実施形態では、シュートケース８１から組み込み体４７が送り出される方向と、第１ローラ８２と第２ローラ８４を結ぶ方向が略直角となる位置に配設されている。第２ローラ８４は、図２１に示すように、ベッド８０に対してベアリング８４ａを介して回転可能に立設された第２回転軸８４ｂの上端部外周に同軸状に嵌合固定されている。

第２回転軸８４ｂの下端には、プーリ８４ｄが第２回転軸８４ｂと同軸状に取着されている。このプーリ８４ｄと第１回転軸８２ｂに取着されたプーリ８２ｄとの間には、タイミングベルト８２ｅが掛け渡されている。これにより、第２回転軸８４ｂは、サーボモータ８２ｃにより回転駆動される第１回転軸８２ｂに従動して回転するようになっている。この場合、第１ローラ８２と第２ローラ８４は、プーリ８２ｄとプーリ８４ｄのプーリ比により、回転周速を合わせて同期回転するように設定されている。

第２押さえ部材８５は、ベッド８０上に設置された基台８５ａに対して、第２ローラ８４の外周面に向かって進退移動自在に設置された可動基板８５ｂを有する。この可動基板８５ｂは、第２駆動モータ８５ｃにより第２ローラ８４の外周面に対して進退移動可能にされている。そして、この可動基板８５ｂには、互いに所定距離を隔てて配置された一対の第２プーリ８５ｄ、８５ｄが設けられており、一対の第２プーリ８５ｄ、８５ｄ間には、第２周回ベルト８５ｅが掛け渡されている。

この第２押さえ部材８５は、第１ローラ８２から搬送されて来る組み込み体４７の先端部が、第２ローラ８４と第２周回ベルト８５ｅの間に到達したときに、第２駆動モータ８５ｃを駆動させて可動基板８５ｂを第２ローラ８４の外周面に向かって前進移動させることにより、組み込み体４７の先端部を第２周回ベルト８５ｅで第２ローラ８４の外周面に押し当てるようにされている。なお、第２周回ベルト８５ｅで組み込み体４７が第２ローラ８４の外周面に押し付けられる範囲は、第２ローラ８４の回転角度で約９０°の範囲となっている。

第１ローラ８２と第２ローラ８４の間には、第１ローラ８２から第２ローラ８４へ向かって搬送される組み込み体４７の先端を、第２ローラ８４の外周面の所定位置に向けて案内する案内部材８６が設置されている。

また、第２ローラ８４及び第２押さえ部材８５の組み込み体４７送り出し側には、円弧状に成形された組み込み体４７の先端部を整列させる整列部材８７が設置されている。この整列部材８７は、シリンダ８７ａの作動によって組み込み体４７のスロット収容部５１を整列させた状態でクランプするクランプ部８７ｂを有する。

また、整列部材８７の組み込み体４７送り出し側には、発光素子８８ａと受光素子８８ｂとからなり、組み込み体４７の先端部の到達を検出する光電センサ８８が設置されている。この光電センサ８８は、組み込み体４７の先端部の到達を検出したときに、その検出信号を、サーボモータ８２ｃを制御する前記制御部に送信する。この光電センサ８８は、搬送しつつ成形する組み込み体４７の先端を検出することによって、第１成形工程及び第２成形工程の終了位置を同時に検出することができる。

上記のように構成された予備成形装置による組み込み体４７の予備成形は次のようにして行う。まず、成形すべき組み込み体４７を、その先端が図２０の直線Ａに位置するようにして、シュートケース８１の凹溝８１ａにセットする。このとき、組み込み体４７は、各コイル線材５０の引出し部５３ｂが先端側となるようにセットする。

次いで、第１押さえ部材８３の第１駆動モータ８３ｃを駆動させて、可動基板８３ｂを第１ローラ８２の外周面に向かって前進移動させる。これにより、第１周回ベルト８３ｅが、組み込み体４７の先端部を第１ローラ８２の外周面に押し当てた状態になる。このとき、第１周回ベルト８３ｅによる組み込み体４７の先端部の押し当て範囲は、第１ローラ８２の回転角度で約４５°の範囲となっており、この押し当て範囲において、組み込み体４７の上下両側にあるターン部５２（コイルエンド部４２）が第１ローラ８２の外周面に沿った円弧状に成形される。

この状態で、サーボモータ８２ｃを駆動させることにより、第１回転軸８２ｂ及び第１ローラ８２が回転を開始するとともに、これと同期して第２回転軸８４ｂ及び第２ローラ８４が回転を開始する。これにより、第１周回ベルト８３ｅで第１ローラ８２の外周面に先端部が押し当てられた組み込み体４７は、第１ローラ８２の回転に伴って第１周回ベルト８３ｅと共に連れ周りした状態で搬送される。このとき、組み込み体４７を押圧している第１周回ベルト８３ｅは、一対の第１プーリ８３ｄ、８３ｄ間を周回する。

これにより、搬送される組み込み体４７は、第１ローラ８２の外周面と第１周回ベルト８３ｅで挟持される箇所を通過する際に、組み込み体４７のターン部５２（コイルエンド部４２）が第１ローラ８２の外周面に沿った円弧状に成形される。なお、第１ローラ８２の外周面と第１周回ベルト８３ｅにより行う第１成形工程は、組み込み体４７の後端部が到達乃至は通過するまで行われる。これにより、略平面状であった帯状の組み込み体４７が、長手方向の全長に亘って円弧状に成形される。

このようにして成形されつつ搬送される組み込み体４７は、その先端部が案内部材８６によって第２ローラ８４の外周面の所定位置Ｂに向けて案内される。そして、組み込み体４７の先端が第２ローラ８４の外周面の所定位置Ｂに到達すると、第２押さえ部材８５の第２駆動モータ８５ｃを駆動させて、可動基板８５ｂを第２ローラ８４の外周面に向かって前進移動させる。これにより、第２周回ベルト８５ｅが、組み込み体４７の先端部を第２ローラ８４の外周面に押し当てた状態になる。これにより、組み込み体４７は、第２ローラ８４の回転に伴って第２周回ベルト８５ｅと共に連れ周りした状態で搬送される。

このとき、組み込み体４７を押圧している第２周回ベルト８５ｅは、一対の第２プーリ８５ｄ、８５ｄ間を周回する。これにより、搬送される組み込み体４７は、第２ローラ８４の外周面と第２周回ベルト８５ｅで挟持される箇所を通過する際に、組み込み体４７の先端部のターン部５２（コイルエンド部４２）が第２ローラ８４の外周面に沿った円弧状に成形される。即ち、第２ローラ８４の外周面と第２周回ベルト８５ｅにより組み込み体４７の先端部を成形する第２成形工程が行われる。なお、第２成形工程が行われている際には、第１成形工程も続行されており、第１成形工程と第２成形工程は、組み込み体４７を搬送しつつ連続的に行われる。

そして、第２ローラ８４の外周面と第２周回ベルト８５ｅによる成形を終えて送り出された組み込み体４７の先端が到達したことを光電センサ８８が検出すると、光電センサ８８から送信された検出信号に基づき、前記制御部がサーボモータ８２ｃの駆動を停止させる。これにより、第１ローラ８２及び第２ローラ８４の回転が同時に停止し、第１成形工程及び第２成形工程が同時に終了する。

その後、整列部材８７のシリンダ８７ａを作動させて、クランプ部８７ｂにより組み込み体４７のスロット収容部５１を整列させた状態でクランプする。次いで、第１押さえ部材８３の第１駆動モータ８３ｃを駆動させて、可動基板８３ｂ及び第１周回ベルト８３ｅを第１ローラ８２から後退移動させると同時に、第２押さえ部材８５の第２駆動モータ８５ｃを駆動させて、可動基板８５ｂ及び第２周回ベルト８５ｅを第２ローラ８４から後退移動させる。その状態で、予備成形工程を終了した組み込み体４７は、予備成形装置の上方から取り出され、次の巻き取り工程１０４へ送られる。

＜巻き取り工程１０４＞
巻き取り工程１０４では、予備成形された８組の組み込み体４７を、芯部材に巻き取って巻き取り体を形成する。この場合、８組の組み込み体４７を、予備成形工程１０３の第２成形工程で円弧状に成形された先端部を芯部材の外周面に沿うように当接させて、芯部材の周方向に４５°ずつ位相をずらせて等間隔となるように配置する。これにより、８組の組み込み体４７は、芯部材の外周面の周りに４５°位相がずれた状態で渦巻き状に配置される。この状態で、芯部材を回転させつつ、組み込み体４７を外周側から押圧して芯部材に巻き取ることにより、円筒形状に成形された巻き取り体を形成する。この巻き取り体においては、組み込み体４７の各コイル線材５０が周方向に略１周半する渦巻き状に巻き付けられている。

その後、４８本のコイル線材５０のうち所定のコイル線材５０の引出し部５３ａ、５３ｂを溶接で接続することにより、図７〜図１０に示す固定子コイル４０が得られる。

以上のように、本実施形態の固定子コイル４０の製造方法によれば、巻き取り工程１０４の前に、第１成形工程及び第２成形工程よりなる予備成形工程１０３を行うようにしている。そのため、次の巻き取り工程１０４において組み込み体４７を先端部から芯部材に巻き取る際に、組み込み体４７の先端部が芯部材の外周面形状に倣い易くなるので、芯部材の外周面に密着した状態にすることができる。これにより、組み込み体４７を、所望の径で安定して巻き取ることができる。

また、本実施形態の予備成形工程１０３は、第１ローラ８２と第２ローラ８４のそれぞれの外周面で組み込み体４７を搬送しつつ、第１成形工程と第２成形工程を連続的に行うようにしているので、第１ローラ８２と第２ローラ８４による組み込み体４７の成形を効率良く行うことができる。そのため、生産性が向上し、低コスト化を図ることができる。

さらに、第１ローラ８２と第２ローラ８４は、回転周速が同じになるように同期して回転するようにしている。これにより、第１ローラ８２と第２ローラ８４の外周面で搬送される組み込み体４７のコイル線材５０へのダメージを低減することができるとともに、第１ローラ８２と第２ローラ８４の両方のローラで同時に成形することができる。

また、第２ローラ８４の外径は、芯部材の外径と同じ寸法に設定されていることから、第２ローラ８４で成形する組み込み体４７の先端部の円弧形状を、芯部材の外周面形状に合わせることができる。そのため、巻き取り工程を行う際に、組み込み体４７の先端部を芯部材の外周面により確実に密着した状態にすることができるので、所望の径でより安定した巻き取りを行うことが可能となる。

また、第１ローラ８２の外径は、第２ローラ８４の外径よりも大きい寸法に設定され、且つ巻き取り工程１０４で形成される巻き取り体の外径に合わせられているので、狙いの外径寸法に巻き取られた巻き取り体を得ることができる。本実施形態では、上記のように、第２ローラ８４の外径が、芯部材の外径と同じ寸法に設定されているので、巻き取り体の外径寸法を狙いの外径寸法により確実に近付けることが可能となる。

そして、本実施形態の予備成形装置によれば、第１ローラ８２と第１押さえ部材８３によって、組み込み体４７を長手方向の全長に亘って円弧形状に成形するとともに、第２ローラ８４と第２押さえ部材８５によって、その組み込み体４７の先端部の所定範囲を円弧形状に成形することができる。これにより、巻き取り工程１０４を行う際に、組み込み体４７の先端部が芯部材の外周面に密着した状態にすることが可能になり、所望の径で安定した巻き取りを行うことが可能になる。

また、第１押さえ部材８３は、一対の第１プーリ８３ｄ、８３ｄと第１周回ベルト８３ｅと第１駆動モータ８３ｃとを備え、第２押さえ部材８５は、一対の第２プーリ８５ｄ、８５ｄと第２周回ベルト８５ｅと第２駆動モータ８５ｃとを備えている。そのため、巻き取り工程１０４を行う際に、所望の径で安定した巻き取りを行うことができる予備成形装置を容易に実現することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、上記の実施形態では、第１ローラ８２の外径は、第２ローラ８４の外径よりも大きい寸法に設定され、且つ巻き取り工程１０４で形成される巻き取り体の外径に合わせられていたが、成形すべき組み込み体４７の剛性が高くスプリングバックが発生し易い場合には、第１ローラ８２と第２ローラ８４の外径を、巻き取り工程で形成される巻き取り体の外径よりもスプリングバックの分だけ小さくして、同じ寸法に設定するようにしてもよい。このようにすれば、第１ローラ８２で成形された組み込み体４７がスプリングバックにより変形した場合でも、組み込み体４７の先端部が第２ローラ８４で再度成形されることによって、スプリングバックの変位量を解消乃至は低減することができるので、組み込み体４７の全長において狙いの円弧形状に成形することが可能となる。

また、上記の実施形態の組み込み工程１０２では、４８本のコイル線材５０を６本ずつ組み込んで８組の組み込み体４７を形成するようにしていたが、組み込み体４７に組み込まれるコイル線材５０の本数は、適宜変更してもよい。例えば、８本ずつ組み込んで６組の組み込み体４７を形成したり、１２本ずつ組み込んで４組の組み込み体４７を形成したり、１６本ずつ組み込んで３組の組み込み体４７を形成したり、２４本ずつ組み込んで２組の組み込み体４７を形成したりすることができる。

但し、組み込み体４７に組み込まれるコイル線材５０の本数が多くなる程、組み込み体４７の剛性が高まるので、予備成形工程１０３において組み込み体４７を成形する際に、大きなスプリングバックが発生し易くなる。したがって、この点を考慮して、組み込み体４７に組み込まれるコイル線材５０の本数を決定すればよい。

また、上記の実施形態では、組み込み体４７は、６本のコイル線材５０が組み込み体４７の長手方向に１スロットピッチずつずれた状態で重ね合わされることにより組み付けられていたが、それらのコイル線材５０を所定の方法で編み込むことにより組み付けるようにしてもよい。

１…回転電機、 １０…ハウジング、 １４…回転子、 ２０…固定子、 ３０…固定子コア、 ３１…スロット、 ４０…固定子コイル、 ４１…直状部、 ４２…コイルエンド部、 ４３…各相巻線、 ４７…組み込み体、 ５０…コイル線材、 ５１…スロット収容部、 ５２…ターン部、 ５４…クランク部、 ５５、５６…段部、 ６７…導体、 ６８…絶縁皮膜、 ８０…ベッド、 ８１…シュートケース、 ８２…第１ローラ、 ８３…第１押さえ部材、 ８３ｃ…第１駆動モータ、 ８３ｄ…第１プーリ、 ８３ｅ…第１周回ベルト、 ８４…第２ローラ、 ８５…第２押さえ部材、 ８５ｃ…第２駆動モータ、 ８５ｄ…第２プーリ、 ８５ｅ…第２周回ベルト、 ８６…案内部材、 ８７…整列部材、 ８８…光電センサ。

Claims (7)

1. 複数のコイル線材が巻回されてなる固定子コイルの製造方法であって、
   電気導体線を所定形状に成形して複数の前記コイル線材を形成するコイル線材形成工程と、
   複数の前記コイル線材を組み込んで帯状の組み込み体を形成する組み込み工程と、
   前記組み込み体を第１ローラの外周面に第１押さえ部材で押し当てながら巻き付けて前記組み込み体を長手方向の全長に亘って円弧状に成形する第１成形工程と、前記組み込み体の先端部を第２ローラの外周面に第２押さえ部材で押し当てながら巻き付けて前記組み込み体の先端部を長手方向に沿って円弧状に成形する第２成形工程とからなる予備成形工程と、
   前記組み込み体を前記先端部から芯部材に巻き取って巻き取り体を形成する巻き取り工程と、
   を備えていることを特徴とする固定子コイルの製造方法。
2. 前記予備成形工程は、前記第１ローラと前記第２ローラのそれぞれの前記外周面で前記組み込み体を搬送しつつ、前記第１成形工程と前記第２成形工程を連続的に行うことを特徴とする請求項１に記載の固定子コイルの製造方法。
3. 前記第１ローラと前記第２ローラは、同期して回転することを特徴とする請求項１又は２に記載の固定子コイルの製造方法。
4. 前記第２ローラの外径は、前記芯部材の外径と同じ寸法に設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の固定子コイルの製造方法。
5. 前記第１ローラの外径は、前記第２ローラの外径と同じ寸法又は前記第２ローラの外径よりも大きい寸法に設定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の固定子コイルの製造方法。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の固定子コイルの製造方法に用いる予備成形装置であって、
   複数のコイル線材が組み込まれてなる帯状の組み込み体を長手方向の全長に亘って円弧状に成形する外周面を有する第１ローラと、
   該第１ローラの外周面に前記組み込み体を押し当てる第１押さえ部材と、
   前記組み込み体の先端部を長手方向に沿って円弧状に成形する外周面を有する第２ローラと、
   該第２ローラの外周面に前記組み込み体を押し当てる第２押さえ部材と、
   を備えていることを特徴とする予備成形装置。
7. 前記第１押さえ部材は、所定距離を隔てて配設された一対の第１プーリと、一対の該第１プーリ間に掛け渡された第１周回ベルトと、該第１周回ベルトを前記第１ローラの外周面に対して進退移動させる第１駆動モータとを備え、
   前記第２押さえ部材は、所定距離を隔てて配設された一対の第２プーリと、一対の該第２プーリ間に掛け渡された第２周回ベルトと、該第２周回ベルトを前記第２ローラの外周面に対して進退移動させる第２駆動モータとを備えていることを特徴とする請求項６に記載の予備成形装置。

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