JP2013251995A - コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータにおけるコイルエンドの小型化を可能とするコイルを製造することができるコイルの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様は、コイルの製造方法において、スロット内予定部４８とコイルエンド予定部５０，５２とを備える巻線４６を成形する巻線工程と、コイルエンド予定部５０，５２を凸形状に成形する凸成形工程と、コイルエンド予定部５０，５２にて段差を成形するクランク成形工程と、一対のスロット内予定部４８の互いの間隔が平角導体１０の積層方向について徐々に大きくなるように成形する開き成形工程と、コイルエンド予定部５０の縁部２８，３０を円弧形状に成形する円弧成形工程と、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを成形するシフト成形工程と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用回転電機などに使用されるコイルの製造方法に関する。

自動車用回転電機などに使用されるコイルに関する従来技術として、特許文献１には、レーンチェンジ部に相当するクランク形状部を備えるコイルが配置されたステータを有する回転電機の技術が開示されている。この特許文献１の技術では、平角導体を六角のボビンに巻いて巻線を成形し、その後、成形型を用いて前記の巻線を加工することにより、クランク形状部を備えるコイルを成形している。そして、このクランク形状部を備えるコイルをステータコアに配置して、ステータを製造している。

また、特許文献２には、２つの同相のコイルが互いに渡り線で接続されており、当該２つの同相のコイルがなす周回の一部が互い重なるようにして、ステータコアの隣接したスロットに配置される技術が開示されている。

特開２００８−１０４２９３号公報 特開２００９−１９５００６号公報

ここで、特許文献１や特許文献２の技術では、いずれもコイルに備わるレーンチェンジ部は、コイルのユニット単位でかわすように設計が為されている。そのため、例えば、コイルが３回巻きなら、一方のコイルのユニットは他方のコイルのユニットと干渉しないように、導体３本分の幅をレーンチェンジ部でかわすように設計が為されている。しかしながら、このレーンチェンジ部として使える幅は、ステータコアの径の大きさによって制約されてしまう。そのため、コイルの巻回数が多くなるとレーンチェンジ部が大きくなるので、レーンチェンジ部をステータコアの径方向に逃がすことが困難になり、レーンチェンジ部をステータコアの軸方向に逃がさなければならないおそれがある。そして、これにより、コイルエンドが大きくなってしまい、ステータおよびモータが大型化してしまう。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ステータにおけるコイルエンドの小型化を可能とするコイルを製造することができるコイルの製造方法を提供すること、を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、導体を周状に巻きながら積層して成形され、ステータコアのスロットの内部に配置するスロット内配置部と、前記スロットの外部に配置するコイルエンド配置部と、を備えるコイルを製造するコイルの製造方法において、前記導体を周状に巻きながら隣り合う前記導体を積層して、前記スロット内配置部に相当する一対のスロット内予定部と、前記コイルエンド配置部に相当する一対のコイルエンド予定部とを備える巻線を成形する巻線工程と、前記コイルエンド予定部を前記巻線の外周方向に突出する凸形状に成形する凸成形工程と、前記一対のスロット内予定部の互いの間隔が前記導体の積層方向について徐々に大きくなるように成形する開き成形工程と、前記コイルエンド予定部にて前記導体の積層方向に前記導体の幅の大きさの段差を成形するクランク成形工程と、前記一対のコイルエンド予定部のうちの一方または両方の前記コイルエンド予定部に前記導体の積層方向に湾曲する円弧形状部分を成形する円弧成形工程と、前記巻線の隣り合う前記導体の間に前記導体の幅の大きさの隙間を成形するシフト成形工程と、を有することを特徴とする。

この態様によれば、隣り合う導体の間に当該導体の幅の隙間を備え、コイルエンド配置部にて導体の積層方向について導線の幅の大きさの段差からなるレーンチェンジ部を備えるコイルを製造することができる。そして、これにより、ステータにおけるコイルエンドの小型化を可能とする。すなわち、この態様により製造したコイルを使用してステータを製造するときには、隣り合う２本のコイルについて、一方のコイルにおける隣り合う導体の間の隙間に他方のコイルの導体を挿入することができる。これにより、隣り合う２本のコイルの平角導体を交互に配置することができる。さらに、一方のコイルのリード側コイルエンド配置部と反リード側コイルエンド配置部に備わるレーンチェンジ部分により、他方のコイルの１本の導体をかわすことができる。そのため、前記の従来技術のように複数の導体の幅をレーンチェンジ部でかわす必要がなく、レーンチェンジ部をステータコアの軸方向に逃がす必要がない。したがって、ステータのコイルエンドの軸方向の高さを短縮できる。以上のように、この態様によれば、ステータにおけるコイルエンドの小型化を可能とするコイルを製造することができる。

また、巻線工程では隣り合う導体の隙間を確保することなく例えば隣り合う導体を密着させつつ巻線を成形するので、隣り合う導体の間に隙間をあけつつ巻線を成形する場合と比べて、巻線を容易に成形できる。

また、各工程は適宜、順序を変更できる。そして、上記態様においては、巻線工程で隣り合う導体の隙間を確保することなく例えば隣り合う導体を密着させつつ巻線を成形するので、巻線工程の後の工程において隣り合う導体の隙間を確保する必要がない状態で巻線を取り扱うことができる。そのため、巻線が取り扱い易くなり、巻線に対する成形が行い易くなる。

なお、前記のように、各工程は適宜、順序を変更できるものとする。そのため、例えば、円弧成形工程におけるコイルエンド予定部には、既に凸形状に成形したコイルエンド予定部や、既に段差を成形したコイルエンド予定部なども含まれる。

上記の態様においては、前記一対のコイルエンド予定部について、一方の前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向と他方の前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向とが互いに直交するように前記巻線工程で成形された前記巻線に対し曲げ成形を行う９０°曲げ成形工程を有すること、が好ましい。

この態様によれば、コイルをステータコアに配置するときに、ステータコアの軸方向からコイルを配置できる。そのため、複数のコイルからなるコイル籠を作成し、その後、このコイル籠をステータコアの軸方向からステータコアに配置できる。したがって、ステータの製造工程の簡素化を図ることができる。

上記の態様においては、前記９０°曲げ成形工程は、前記開き成形工程よりも前に行うこと、が好ましい。

この態様によれば、開き成形工程を９０°曲げ成形工程よりも前に行うことにより生じるコイルエンド予定部の変形を防止できる。そのため、コイルエンド予定部を所望の形状に成形することができる。

上記の態様においては、前記円弧成形工程と前記シフト成形工程とを同時に行うこと、が好ましい。

この態様によれば、工程を集約することにより、コイルの製造時間を短縮できる。

本発明に係るコイルの製造方法によれば、ステータにおけるコイルエンドの小型化を可能とするコイルを製造することができる。

コイルの外観斜視図である。 コイルの正面図である。 コイルの上面図である。 巻線工程による成形前における成形型の外観斜視図である。 巻線工程による成形前における成形型の側面図である。 巻線工程による成形前における成形型の上面図である。 巻線工程による成形後における成形型と巻線の外観斜視図である。 巻線工程による成形後における成形型と巻線の側面図である。 巻線工程による成形後における成形型と巻線の上面図である。 巻線工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 巻線工程による成形後における巻線の上面図である。 凸成形工程による成形前における成形型と巻線の外観斜視図である。 凸成形工程による成形前における成形型と巻線の側面図である。 凸成形工程による成形前における成形型と巻線の上面図である。 凸成形工程による成形後における成形型と巻線の外観斜視図である。 凸成形工程による成形後における成形型と巻線の側面図である。 凸成形工程による成形後における成形型と巻線の上面図である。 凸成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 凸成形工程による成形後における巻線の上面図である。 ９０°曲げ成形工程による成形前における成形型と巻線の外観斜視図である。 ９０°曲げ成形工程による成形前における成形型と巻線の側面図である。 ９０°曲げ成形工程による成形前における成形型と巻線の上面図である。 ９０°曲げ成形工程による成形後における成形型と巻線の外観斜視図である。 ９０°曲げ成形工程による成形後における成形型と巻線の側面図である。 ９０°曲げ成形工程による成形後における成形型と巻線の上面図である。 ９０°曲げ成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 ９０°曲げ成形工程による成形後における巻線の上面図である。 開き成形工程による成形前における成形型と巻線の外観斜視図である。 開き成形工程による成形前における成形型と巻線の側面図である。 開き成形工程による成形前における成形型と巻線の上面図である。 開き成形工程による成形後における成形型と巻線の外観斜視図である。 開き成形工程による成形後における成形型と巻線の側面図である。 開き成形工程による成形後における成形型と巻線の上面図である。 開き成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 開き成形工程による成形後における巻線の上面図である。 クランク成形工程による成形前における成形型と巻線の外観斜視図である。 クランク成形工程による成形前における成形型と巻線の側面図である。 クランク成形工程による成形前における成形型と巻線の上面図である。 クランク成形工程による成形後における成形型と巻線の外観斜視図である。 クランク成形工程による成形後における成形型と巻線の側面図である。 クランク成形工程による成形後における成形型と巻線の上面図である。 クランク成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 クランク成形工程による成形後における巻線の上面図である。 円弧シフト成形工程による成形前における成形型と巻線の外観斜視図である。 円弧シフト成形工程による成形前における成形型と巻線の側面図である。 円弧シフト成形工程による成形前における成形型と巻線の上面図である。 円弧シフト成形工程による成形後における成形型と巻線の外観斜視図である。 円弧シフト成形工程による成形後における成形型と巻線の側面図である。 円弧シフト成形工程による成形後における成形型と巻線の上面図である。 ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの正面図である。 ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの上面図である。 コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した正面図である。 コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した上面図である。 コイル籠の一部がステータコアに挿入される様子を表した斜視図である。 ステータの斜視図である。 折り曲げ部を有さないコイルの外観斜視図である。 折り曲げ部を有さないコイルの正面図である。 折り曲げ部を有さないコイルの上面図である。

以下、本発明を具体化した実施例について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

〔コイルの構造〕
まず、本実施例のコイル１の構造について説明する。ここで、図１はコイル１の外観斜視図であり、図２はコイル１の正面図であり、図３はコイル１の上面図である。なお、図１において色付け部分は、後述する円弧シフト成形工程にて平角導体１０が変形する部分を示したものである。コイル１は、平角導体１０からなるものである。ここで、平角導体１０は、導電性の高い銅やアルミニウム等の金属を矩形断面のワイヤとして形成したものであり、その周囲はエナメル等の絶縁被覆材で覆われている。そして、この平角導体１０に対してエッジワイズ曲げ加工やフラットワイズ曲げ加工を行って、コイル１を製造する。ここで、「エッジワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における短辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を短辺側方向に曲げて成形することである。また、「フラットワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における長辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を長辺側方向に曲げて成形することである。

図１〜図３に示すように、コイル１は、平角導体１０を周状に巻きながら積層して成形されるものである。このコイル１は、隣り合う平角導体１０の間に平角導体１０の積層方向の隙間δを備える。この隙間δは、平角導体１０が挿入できる大きさとしており、詳しくは、平角導体１０の短辺幅分の大きさとしている。そして、コイル１は、端部１２、端部１４、スロット内配置部１６、リード側コイルエンド配置部１８、反リード側コイルエンド配置部２０、折り曲げ部２２などを備えている。

ここで、スロット内配置部１６は、コイル１をステータコア１３２（図５４参照）に配置するときにスロット１３６（図５４参照）の内部に配置される部分である。このスロット内配置部１６は、図１や図２に示すように、図面の上下方向について直線形状に成形されている。

また、リード側コイルエンド配置部１８は、コイル１をステータコア１３２（図５４参照）に配置するときにスロット１３６（図５４参照）の外部に配置される部分である。このリード側コイルエンド配置部１８は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部２４と、第１縁部２６と、第２縁部２８などを備えている。第１縁部２６と第２縁部２８は、各々、図３に示すように、平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に湾曲する円弧形状部分である。

そして、図３に示すように、レーンチェンジ部２４は、リード側コイルエンド配置部１８の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）は、コイル１をステータコア１３２（図５４参照）に配置するときのステータコア１３２の径方向となる。

また、第１縁部２６と第２縁部２８は、図１と図２に示すように、各々、Ｒ形状部３０
を備える。このＲ形状部３０は、第１縁部２６とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成され、第２縁部２８とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成される。なお、リード側コイルエンド配置部１８は、ステータコア１３２の軸方向の端面１４６（図５４参照）に対し、電源供給用のリード線（不図示）が接続される側に配置される。

また、反リード側コイルエンド配置部２０は、コイル１をステータコア１３２（図５４参照）に配置するときにスロット１３６（図５４参照）の外部に配置される部分である。この反リード側コイルエンド配置部２０は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部３２と、第１縁部３４と、第２縁部３６などを備える。

そして、図２に示すように、レーンチェンジ部３２は、反リード側コイルエンド配置部２０の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）は、コイル１をステータコア１３２（図５４参照）に配置するときのステータコア１３２の軸方向となる。

また、折り曲げ部２２は、コイル１を用いて環状のコイル籠１３４（図５４参照）を形成したときの当該コイル籠１３４の内側に向かって、反リード側コイルエンド配置部２０がスロット内配置部１６から突出させるために成形された部分である。そして、この折り曲げ部２２を有することにより、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向とが直交する。

このように、コイル１は、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを備える。そして、このコイル１は、リード側コイルエンド配置部１８に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４を備え、反リード側コイルエンド配置部２０に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部３２を備えている。これにより、詳しくは後述するように、ステータ１３０のコイルエンドの小型化を可能とする。

〔コイルの製造方法〕
次に、以上のような構造のコイル１の製造方法について説明する。コイル１の製造方法では、巻線工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程、クランク成形工程、円弧シフト成形工程の順に行う。

（巻線工程）
まず、巻線工程について説明する。ここで、図４〜図６は巻線工程による成形前を示しており、図４は成形型の外観斜視図であり、図５は成形型の側面図であり、図６は成形型の上面図である。また、図７〜図９は巻線工程による成形後を示しており、図７は成形型と巻線の外観斜視図であり、図８は成形型と巻線の側面図であり、図９は成形型と巻線の上面図である。そして、図１０と図１１は巻線工程による成形後を示しており、図１０は巻線の外観斜視図であり、図１１は巻線の上面図である。

この巻線工程では、図４〜図６に示すように、第１巻線成形型３８と第２巻線成形型４０を使用する。第１巻線成形型３８は、円弧形状の側面部４２を備えている。ここでは一例として、第１巻線成形型３８は４つの側面部４２を備えている。そして、４つの側面部４２は、図５に示すように階段状に並んで配置されている。また、第２巻線成形型４０は、円弧形状の側面部４４を備えている。ここでは一例として、第２巻線成形型４０は５つの側面部４４を備えている。そして、５つの側面部４４は、図５に示すように階段状に並んで配置されている。

そして、この巻線工程では、図７〜図９に示すように、第１巻線成形型３８の側面部４２と第２巻線成形型４０の側面部４４に平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工を行いながら巻き付ける。そして、平角導体１０を周状に巻きながら積層する。

これにより、図１０と図１１に示すような形状の巻線４６を成形する。このように成形された巻線４６は、図１０と図１１に示すように、端部１２と端部１４を除いて、角丸長方形状（オーバル形状）に成形されている。そして、巻線４６は、角丸長方形状に成形された部分において、直線形状のスロット内予定部４８と、円弧形状のリード側コイルエンド予定部５０と、円弧形状の反リード側コイルエンド予定部５２とを備える。また、巻線４６は、少なくともスロット内予定部４８にて隣り合う平角導体１０が密着している。

また、リード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２の各々の部位で平角導体１０の短辺幅の高さ分のレーンチェンジが行われており、一対のスロット内予定部４８は互いに平行かつ高さが互い違いに成形される一方、リード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２は図１１に示すように傾いている。

そして、スロット内予定部４８は、リード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２の配置方向（図１０の上下方向）について、直線形状に形成されており、かつ、前記のスロット内配置部１６として必要な長さが確保されている。ここで、スロット内配置部１６として必要な長さとは、ステータコア１３２の軸方向（図５４の上下方向）についてのスロット１３６（図５４参照）の長さである。よって、スロット内予定部４８は既に成形は完了しており、巻線工程の後の成形工程ではリード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２の成形をしさえすれば良い。よって、巻線工程の後のリード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２の成形時において、成形が完了したスロット内予定部４８を基準として成形することができるので、精度良く成形することができる。

スロット内予定部４８は、前記のコイル１のスロット内配置部１６（図１参照）に相当する部分である。そして、スロット内予定部４８は、巻線４６の周上にて、互いに対向するように１対備わる。図１０や図１１で示す例では、一例として、スロット内予定部４８は合計５対備わる。

また、リード側コイルエンド予定部５０は、前記のコイル１のリード側コイルエンド配置部１８（図１参照）に相当する部分である。そして、リード側コイルエンド予定部５０は、巻線４６における周上にて、反リード側コイルエンド予定部５２とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。図１０や図１１で示す例では、一例として、リード側コイルエンド予定部５０は合計４つ備わる。そして、スロット内予定部４８の頂点部５４は、平角導体１０の積層方向（図１０の奥行き方向）について、巻線４６の外周方向（図１０の上下方向）の位置が徐々に高くなっている。これにより、最終的に製造されるコイル１において、前記の図１や図２に示すように、レーンチェンジ部２４の頂点部は、平角導体１０の積層方向（図２の奥行き方向）について、コイル１の外周方向の位置が同じ位置に揃う。

ここで、リード側コイルエンド予定部５０は、スロット内予定部４８との接続側端部にてＲ形状予定部５８を備える。このＲ形状予定部５８は、コイル１のＲ形状部３０（図１、図２参照）に相当する部分であり、巻線４６の周方向について円弧形状に形成される部分である。そして、Ｒ形状予定部５８は、その曲率がコイル１のＲ形状部３０の曲率と等しくなるように成形されている。そして、本実施例では、この後の各工程を通じてＲ形状予定部５８の曲率に変更を加えることなく、コイル１を製造する。

また、反リード側コイルエンド予定部５２は、前記のコイル１の反リード側コイルエンド配置部２０（図１参照）に相当する部分である。そして、反リード側コイルエンド予定部５２は、巻線４６における周上にて、リード側コイルエンド予定部５０とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。図１０や図１１で示す例では、一例として、反リード側コイルエンド予定部５２は合計５つ備わる。そして、反リード側コイルエンド予定部５２の頂点部５６は、平角導体１０の積層方向（図１０の奥行き方向）について、巻線４６の外周方向（図１０の上下方向）の位置が徐々に低くなっている。

（凸成形工程）
次に、凸成形工程について説明する。ここで、図１２〜図１４は凸成形工程による成形前を示しており、図１２は成形型と巻線の外観斜視図であり、図１３は成形型と巻線の側面図であり、図１４は成形型と巻線の上面図である。また、図１５〜図１７は凸成形工程による成形後を示しており、図１５は成形型と巻線の外観斜視図であり、図１６は成形型と巻線の側面図であり、図１７は成形型と巻線の上面図である。そして、図１８と図１９は凸成形工程による成形後を示しており、図１８は巻線の外観斜視図であり、図１９は巻線の上面図である。なお、図１８において色付け部分は、凸成形工程にて平角導体１０が変形する部分を示したものである。

この凸成形工程では、図１２〜図１４に示すように、第１凸成形型６０と第２凸成形型６２と第３凸成形型６４と第４凸成形型６６とを使用する。第１凸成形型６０は、後述する第２凸成形型６２の凸部７０と嵌合可能な凹部（不図示）を備える。また、第２凸成形型６２は、第１凸成形型６０の凹部と嵌合可能な凸部７０を備える。ここでは一例として、第２凸成形型６２は４つの凸部７０を備える。そして、４つの凸部７０は、その頂点部７４が階段状に並ぶように備わる。また、第３凸成形型６４は、後述する第４凸成形型６６の凹部７８と嵌合可能な凸部７６を備える。ここでは一例として、第３凸成形型６４は４つの凸部７６を備える。そして、４つの凸部７６は、その頂点部７７が階段状に並ぶように備わる。さらに、第４凸成形型６６は、第３凸成形型６４の凸部７６と嵌合可能な凹部７８を備える。

そして、この凸成形工程では、図１２〜図１４に示す状態から、図１５〜図１７に示すように、第１凸成形型６０と第２凸成形型６２との間に前記のリード側コイルエンド予定部５０を挟んで、第１凸成形型６０と第２凸成形型６２とを嵌合させる。また、第３凸成形型６４と第４凸成形型６６との間に前記の反リード側コイルエンド予定部５２を挟んで、第３凸成形型６４と第４凸成形型６６とを嵌合させる。

これにより、巻線４６を図１８と図１９に示すような形状に成形する。このように成形された巻線４６は、図１８と図１９に示すように、リード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２が各々、巻線４６の外周方向（図１８の上下方向）に突出する凸形状に成形される。なお、図１８や図１９に示すように、隣り合う平角導体１０は、少なくともスロット内予定部４８にて密着した状態を維持している。

リード側コイルエンド予定部５０は、その略中央部（中央部またはその近傍）に凸部８０を備え、この凸部８０を挟んで両側に第１縁部２６と第２縁部２８を備えるように成形
される。なお、リード側コイルエンド予定部５０の頂点部５４は、平角導体１０の積層方向（図１０の奥行き方向）について、巻線４６の外周方向（図１０の上下方向）の位置が徐々に高くなっている。

また、反リード側コイルエンド予定部５２は、その略中央部（中央部またはその近傍）に凸部８２を備え、この凸部８２を挟んで両側に第１縁部３４と第２縁部３６を備えるように成形される。なお、反リード側コイルエンド予定部５２の頂点部５６は、平角導体１０の積層方向（図１８の奥行き方向）について、巻線４６の外周方向（図１８の上下方向）の位置が徐々に低くなっている。

（９０°曲げ成形工程）
次に、９０°曲げ成形工程について説明する。ここで、図２０〜図２２は９０°曲げ成形工程による成形前を示しており、図２０は成形型と巻線の外観斜視図であり、図２１は成形型と巻線の側面図であり、図２２は成形型と巻線の上面図である。また、図２３〜図２５は９０°曲げ成形工程による成形後を示しており、図２３は成形型と巻線の外観斜視図であり、図２４は成形型と巻線の側面図であり、図２５は成形型と巻線の上面図である。そして、図２６と図２７は９０°曲げ成形工程による成形後を示しており、図２６は巻線の外観斜視図であり、図２７は巻線の上面図である。なお、図２６において色付け部分は、９０°曲げ成形工程にて平角導体１０が変形する部分を示したものである。

この９０°曲げ成形工程では、図２０〜図２２に示すように、一対の曲げ型８４を使用する。そして、曲げ型８４は、巻線４６のスロット内予定部４８の一部と反リード側コイルエンド予定部５２の上に配置されている。

そして、この９０°曲げ成形工程では、図２０〜図２２に示す状態から、図２３〜図２５に示すように、反リード側コイルエンド予定部５２を、スロット内予定部４８に対して９０°折り曲げるようにして、９０°曲げ成形する。

これにより、巻線４６を図２６と図２７に示すような形状に成形する。このように成形された巻線４６は、図２６と図２７に示すように、リード側コイルエンド予定部５０での平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド予定部５２での平角導体１０の積層方向とが直交するように成形される。

このように、９０°曲げ成形工程を行うことにより、最終形状のコイル１において、スロット内配置部１６やリード側コイルエンド配置部１８での平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド配置部２０での平角導体１０の積層方向とが直交するように成形される。なお、図２６や図２７に示すように、隣り合う平角導体１０は、少なくともスロット内予定部４８にて密着した状態を維持している。

（開き成形工程）
次に、開き成形工程について説明する。

ここで、図２８〜図３０は開き成形工程による成形前を示しており、図２８は成形型と巻線の外観斜視図であり、図２９は成形型と巻線の側面図であり、図３０は成形型と巻線の上面図である。また、図３１〜図３３は開き成形工程による成形後を示しており、図３１は成形型と巻線の外観斜視図であり、図３２は成形型と巻線の側面図であり、図３３は成形型と巻線の上面図である。そして、図３４と図３５は開き成形工程による成形後を示しており、図３４は巻線の外観斜視図であり、図３５は巻線の上面図である。

この開き成形工程では、図２８〜図３０に示すように、一対の開き成形型８６を使用する。

そして、この開き成形工程では、まず、図２８〜図３０に示すようにスロット内予定部４８を開き成形型８６の側面部８８に配置しておく。そして、図３１〜図３３に示すように、一対の開き成形型８６を各々反対方向に所定量回転させる。

これにより、巻線４６の周上における一対のスロット内予定部４８の互いの間隔が平角導体１０の積層方向について徐々に広くなるように成形する開き成形を行う。すなわち、図３５に示すように、コイル１の周上における一対のスロット内予定部４８の間隔Ｌ_０１〜Ｌ_０５が平角導体１０の積層方向（図３５の上方向）に沿って、間隔Ｌ_０１，Ｌ_０２，Ｌ_０３，Ｌ_０４，Ｌ_０５の順に徐々に広くなるように成形される。なお、図３４や図３５に示すように、隣り合う平角導体１０は、少なくともスロット内予定部４８にて密着した状態を維持している。

（クランク成形工程）
次に、クランク成形工程について説明する。ここで、図３６〜図３８はクランク成形工程による成形前を示しており、図３６は成形型と巻線の外観斜視図であり、図３７は成形型と巻線の側面図であり、図３８は成形型と巻線の上面図である。また、図３９〜図４１はクランク成形工程による成形後を示しており、図３９は成形型と巻線の外観斜視図であり、図４０は成形型と巻線の側面図であり、図４１は成形型と巻線の上面図である。そして、図４２と図４３はクランク成形工程による成形後を示しており、図４２は巻線の外観斜視図であり、図４３は巻線の上面図である。なお、図４２において色付け部分は、クランク成形工程にて平角導体１０が変形する部分を示したものである。

このクランク成形工程では、図３６〜図３８に示すように、一対のリード側第１クランク成形型９０と、一対のリード側第２クランク成形型９２と、一対の反リード側第１クランク成形型９４と、一対の反リード側第２クランク成形型９６と、を使用する。そして、一対のリード側第１クランク成形型９０の間にリード側コイルエンド予定部５０の第１縁部２６を挟み、一対のリード側第２クランク成形型９２の間にリード側コイルエンド予定部５０の第２縁部２８を挟む。また、一対の反リード側第１クランク成形型９４の間に反リード側コイルエンド予定部５２の第１縁部３４を挟み、一対の反リード側第２クランク成形型９６の間に反リード側コイルエンド予定部５２の第２縁部３６を挟む。

そして、このクランク成形工程では、図３６〜図３８に示す状態から、図３９〜図４１に示すように、一対のリード側第１クランク成形型９０と一対のリード側第２クランク成形型９２とを、平角導体１０の積層方向（図４１の紙面の奥行き手前方向）について互いに反対方向に移動させる。また、一対の反リード側第１クランク成形型９４と一対の反リード側第２クランク成形型９６とを、平角導体１０の積層方向（図４１の左右方向）について互いに反対方向に移動させる。

これにより、巻線４６を図４２と図４３に示すような形状に成形する。このように成形された巻線４６は、図４２と図４３に示すように、リード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２にて、各々、平角導体１０の積層方向（図４３の上下方向）に平角導体１０の短辺幅の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４，３２が成形される。そして、リード側コイルエンド予定部５０にて、第１縁部２６と第２縁部２８との間にレーンチェンジ部２４が成形される。また、反リード側コイルエンド予定部５２にて、第１縁部３４と第２縁部３６との間にレーンチェンジ部３２が成形される。このように、クランク成形工程において、最終形状のコイル１に備わるレーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２とが成形される。なお、図４２や図４３に示すように、隣り合う平角導体１０は、少なくともスロット内予定部４８にて密着した状態を維持している。

（円弧シフト成形工程）
次に、円弧シフト成形工程について説明する。円弧シフト成形工程は、円弧成形工程とシフト成形工程を同時に行う工程である。

ここで、図４４〜図４６は円弧シフト成形工程による成形前を示しており、図４４は成形型と巻線の外観斜視図であり、図４５は成形型と巻線の側面図であり、図４６は成形型と巻線の上面図である。また、図４７〜図４９は円弧シフト成形工程による成形後を示しており、図４７は成形型と巻線の外観斜視図であり、図４８は成形型と巻線の側面図であり、図４９は成形型と巻線の上面図である。

この円弧シフト成形工程では、図４４〜図４６に示すように、第１円弧シフト成形型９８と、第２円弧シフト成形型１００と、第３円弧シフト成形型１０２と、第４円弧シフト成形型１０４とを使用する。第１円弧シフト成形型９８は、後述する第２円弧シフト成形型１００の凸部１０８と嵌合可能な凹部（不図示）を備えている。また、第２円弧シフト成形型１００は、第１円弧シフト成形型９８の凹部と嵌合可能な凸部１０８を備えている。また、第３円弧シフト成形型１０２は、後述する第４円弧シフト成形型１０４の凹部１１２と嵌合可能な凸部１１０を備えている。さらに、第４円弧シフト成形型１０４は、第３円弧シフト成形型１０２の凸部１１０と嵌合可能な凹部１１２を備えている。

そして、この円弧シフト成形工程では、まず、図４４〜図４６に示す状態から、図４７〜図４９に示すように、第１円弧シフト成形型９８と第２円弧シフト成形型１００の間にリード側コイルエンド予定部５０を挟んで、第１円弧シフト成形型９８と第２円弧シフト成形型１００を嵌合させる。また、第３円弧シフト成形型１０２と第４円弧シフト成形型１０４の間に反リード側コイルエンド予定部５２を挟んで、第３円弧シフト成形型１０２と第４円弧シフト成形型１０４嵌合させる。

これにより、リード側コイルエンド予定部５０の第１縁部２６と第２縁部２８を、平角導体１０の積層方向に湾曲する円弧形状に成形する円弧成形を行う。これにより、前記の図３に示すように、リード側コイルエンド配置部１８の第１縁部２６と第２縁部２８が、平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に湾曲する円弧形状に成形される。そして、第１縁部２６と第２縁部２８を円弧形状に成形することにより、リード側コイルエンド配置部１８をステータコア１３２（図５４参照）の周方向に沿って配置することができる。

また、同時に、巻線４６の隣り合う平角導体１０の間に平角導体１０の短辺幅の大きさの隙間δを成形するシフト成形を行う。これにより、前記の図３に示すように、コイル１の隣り合う平角導体１０の間に隙間δを成形する。

なお、シフト成形を行う際には、第１円弧シフト成形型９８の凹部に隙間δと同じ大きさの間隔をあけた４つの溝部（不図示）を設けておき、この４つの溝部に各々のリード側コイルエンド予定部５０を挿入し、かつ、第４円弧シフト成形型１０４の凹部１１２に隙間δと同じ大きさの間隔をあけた５つの溝部（不図示）を設けておき、この５つの溝部に各々の反リード側コイルエンド予定部５２を挿入して、巻線４６の隣り合う平角導体１０の間に隙間δを成形することが考えられる。

あるいは、シフト成形を行う際には、第１円弧シフト成形型９８の凹部に隙間δと同じ大きさの板厚のブレード（板部材）を３つ設けておき、この３つのブレードをリード側コイルエンド予定部５０の隣り合う平角導体１０の間に挿入し、また、第４円弧シフト成形型１０４の凹部１１２に隙間δと同じ大きさの板厚のブレード（板部材）を４つ設けておき、この４つのブレードを反リード側コイルエンド予定部５２の隣り合う平角導体１０の間に挿入して、巻線４６の隣り合う平角導体１０の間に隙間δを成形することが考えられる。なお、ブレードの先端にテーパ部を設けておき、ブレードが巻線４６の隣り合う平角導体１０の間に入り込ませ易くしておくことが望ましい。

また、前記の図３に示すように、コイル１の周上における一対のスロット内配置部１６の間隔Ｌ１〜Ｌ５が平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に沿って、間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の順に徐々に広くなるように成形される。これにより、スロット内配置部１６をステータコア１３２（図５４参照）の径方向に放射状に形成されるスロット１３６（図５４参照）内に確実に配置できる。

以上のようにして、前記の図１〜図３に示すコイル１を製造することができる。

〔ステータの製造方法〕
次に、以上のように製造されたコイル１を使用したステータ１３０の製造方法について説明する。ここで、図５０はステータコア１３２に配置するために追加工した後のコイル１の正面図であり、図５１はステータコア１３２に配置するために追加工した後のコイル１の上面図である。また、図５２はコイル籠１３４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した正面図であり、図５３はコイル籠１３４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した上面図である。そして、図５４はコイル籠１３４の一部がステータコア１３２に挿入される様子を表した斜視図であり、図５５はステータ１３０の斜視図である。

まず、コイル１をステータコア１３２に配置するために、コイル１に対し追加工を行い、コイル１を図５０と図５１に示すような形状に成形する。具体的には、コイル１の一方の端部１２に渡し部１３８とリード部１４０を備え、コイル１の他方の端部１４に渡し部１４２と接合部１４４を備えるように成形する。次に、このように成形したコイル１を複数重ねてコイル籠１３４を形成する。次に、図５４に示すように、ステータコア１３２の軸方向からコイル籠１３４をスロット１３６に配置するようにしてステータコア１３２に配置する。以上により、図５５に示すようなステータ１３０を製造する。

ここで、コイル籠１３４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した図を図５２と図５３に示す。図５２と図５３に示すように、２本のコイル１Ａ，１Ｂは、互いの隙間δに入るように噛み合って組み合わされている。そして、リード側のレーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂが隣り合うように配置され、また、反リード側のレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂが隣り合うように配置されている。このように、レーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂとレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂは、各々、一本の平角導体１０をかわすようにして配置されている。

〔本実施例の効果〕
以上のような本実施例によれば、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを備え、リード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０に、各々、平角導体１０の短辺幅の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４，３２を備えるコイル１を製造することができる。そして、これにより、ステータ１３０におけるコイルエンドの小型化を可能とする。すなわち、本実施例により製造したコイル１を使用してステータ１３０を製造するときには、隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂについて、一方のコイル１Ａにおける隣り合う平角導体１０の間の隙間δに他方のコイル１Ｂの平角導体１０を挿入することができる。これにより、コイル１Ａの平角導体１０とコイル１Ｂの平角導体１０とを交互に配置することができる。さらに、一方のコイル１Ａのリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０に備わるレーンチェンジ部２４，３２により、他方のコイル１Ｂの１本の平角導体１０の幅をかわすことができる。そのため、前記の従来技術のように複数の導体の幅をレーンチェンジ部でかわす必要がなく、複数の導体の幅分のレーンチェンジ部をステータコア１３２の軸方向に逃がす必要はない。したがって、ステータ１３０のコイルエンドの軸方向の高さを短縮できる。以上のように、本実施例によれば、ステータ１３０におけるコイルエンドの小型化を可能とするコイル１を製造することができる。また、同形状のコイル１を複数使用してステータ１３０を製造することができるので、ステータ１３０の組み立て性がよい。

また、巻線工程では隣り合う平角導体１０の隙間を確保することなく例えば隣り合う平角導体１０を密着させつつ巻線４６を成形するので、隣り合う平角導体１０の間に隙間δをあけつつ巻線４６を成形する場合と比べて、巻線４６を容易に成形できる。

また、巻線工程で隣り合う平角導体１０の隙間を確保することなく例えば隣り合う平角
導体１０を密着させつつ巻線４６を成形するので、巻線工程の後の工程において隣り合う平角導体１０を隙間を確保することなく例えば密着させた状態で巻線４６を取り扱うことができることから、巻線４６が取り扱い易くなり、巻線４６に対する成形が行い易くなる。

また、リード側コイルエンド予定部５０と反リード側コイルエンド予定部５２での平角導体１０の積層方向が互いに直交するように巻線４６に対し曲げ成形を行う９０°曲げ成形工程を有する。これにより、コイル１をステータコア１３２に配置するときに、ステータコア１３２の軸方向からコイル１を配置できる。そのため、図５４に示すように、複数のコイル１からなるコイル籠１３４を作成し、その後、このコイル籠１３４をステータコア１３２の軸方向からステータコア１３２に配置できる。したがって、ステータ１３０の製造工程の簡素化を図ることができる。

また、９０°曲げ成形工程は開き成形工程よりも前に行うことにより、開き成形工程を９０°曲げ成形工程よりも前に行うことにより生じる反リード側コイルエンド予定部５２の変形を防止できる。そのため、反リード側コイルエンド予定部５２を所望の形状に成形することができる。

また、円弧成形工程とシフト成形工程とを同時に行って、工程を集約することにより、コイル１の製造時間を短縮できる。

〔変形例〕
なお、上記の各工程は順序を変更してもよい。例えば、変形例として、円弧成形工程とシフト成形工程とを別に行うことも考えられる。また、その他の変形例として、前記の実施例の各工程の順序に対し開き成形工程とクランク成形工程の順序を入れ替えて、巻線工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、クランク成形工程、開き成形工程、円弧シフト成形工程の順序としてもよい。

また、巻線工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程、円弧成形工程の順に行う例や、巻線工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、円弧成形工程、開き成形工程の順に行う例も考えられる。また、巻線工程、凸成形工程、シフト成形工程、クランク成形工程、円弧成形工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程の順に行う例も考えられる。

また、巻線工程、９０°曲げ成形工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、開き成形工程、円弧成形工程の順に行う例や、巻線工程、９０°曲げ成形工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、円弧成形工程、開き成形工程の順に行う例も考えられる。また、巻線工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程、円弧成形工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程の順に行う例や、巻線工程、９０°曲げ成形工程、円弧成形工程、開き成形工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程の順に行う例も考えられる。

また、巻線工程、円弧成形工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程の順に行う例も考えられる。また、巻線工程、円弧成形工程、シフト成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程の順に行う例も考えられる。

また、その他の変形例として、開き成形工程と円弧成形工程とを同時に行う例や、クランク成形工程と凸成形工程を同時に行う例や、凸成形工程と円弧成形工程とを同時に行う例や、クランク成形工程と円弧成形工程とを同時に行う例や、クランク成形工程と円弧成形工程と凸成形工程を同時に行う例も考えられる。

さらに、その他の変形例として、９０°曲げ成形工程を行わない例も考えられる。このように９０°曲げ成形工程を行わない例により製造されたコイル２は、図５６〜図５８に示すように、前記のコイル１に対して、折り曲げ部２２を有さず、反リード側コイルエンド配置部２０の第１縁部３４と第２縁部３６も各々円弧形状に成形されている点が異なる。なお、図５６はコイル２の外観斜視図であり、図５７はコイル２の正面図であり、図５８はコイル２の上面図である。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

１ コイル
２ コイル
１０ 平角導体
１６ スロット内配置部
１８ リード側コイルエンド配置部
２０ 反リード側コイルエンド配置部
２２ 折り曲げ部
２４ レーンチェンジ部
２６ 第１縁部
２８ 第２縁部
３０ Ｒ形状部
３２ レーンチェンジ部
３４ 第１縁部
３６ 第２縁部
４６ 巻線
４８ スロット内予定部
５０ リード側コイルエンド予定部
５２ 反リード側コイルエンド予定部
５４ （リード側コイルエンド予定部の）頂点部
５６ （反リード側コイルエンド予定部の）頂点部
５８ Ｒ形状予定部
８０ （リード側コイルエンド予定部の）凸部
８２ （反リード側コイルエンド予定部の）凸部
１３０ ステータ
１３２ ステータコア
１３４ コイル籠
１３６ スロット
１３８ 渡し部
１４０ リード部
１４２ 渡し部
１４４ 接合部
δ 隙間

Claims (4)

1. 導体を周状に巻きながら積層して成形され、ステータコアのスロットの内部に配置するスロット内配置部と、前記スロットの外部に配置するコイルエンド配置部と、を備えるコイルを製造するコイルの製造方法において、
   前記導体を周状に巻きながら隣り合う前記導体を積層して、前記スロット内配置部に相当する一対のスロット内予定部と、前記コイルエンド配置部に相当する一対のコイルエンド予定部とを備える巻線を成形する巻線工程と、
   前記コイルエンド予定部を前記巻線の外周方向に突出する凸形状に成形する凸成形工程と、
   前記一対のスロット内予定部の互いの間隔が前記導体の積層方向について徐々に大きくなるように成形する開き成形工程と、
   前記コイルエンド予定部にて前記導体の積層方向に前記導体の幅の大きさの段差を成形するクランク成形工程と、
   前記一対のコイルエンド予定部のうちの一方または両方の前記コイルエンド予定部に前記導体の積層方向に湾曲する円弧形状部分を成形する円弧成形工程と、
   前記巻線の隣り合う前記導体の間に前記導体の幅の大きさの隙間を成形するシフト成形工程と、
   を有することを特徴とするコイルの製造方法。
2. 請求項１のコイルの製造方法において、
   前記一対のコイルエンド予定部について、一方の前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向と他方の前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向とが互いに直交するように前記巻線工程で成形された前記巻線に対し曲げ成形を行う９０°曲げ成形工程を有すること、
   を特徴とするコイルの製造方法。
3. 請求項２のコイルの製造方法において、
   前記９０°曲げ成形工程は、前記開き成形工程よりも前に行うこと、
   を特徴とするコイルの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つのコイルの製造方法において、
   前記円弧成形工程と前記シフト成形工程とを同時に行うこと、
   を特徴とするコイルの製造方法。

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