JP2016063588A - 固定子コイルの製造方法及びその製造方法に用いる仮組み装置 - Google Patents

Abstract

【課題】整列治具を用いて導体セグメントの仮組みをする際に、導体セグメントの干渉を回避しつつ簡単かつ効率良く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、導体セグメント形成工程Ｓ１１０と仮組み工程Ｓ１２０とを備える。仮組み工程Ｓ１２０は、導体セグメント５０の一対の脚部が仮組み治具７０の所定数の薄板ガイド７３を跨ぐようにして傾斜部７４上に導体セグメント５０を周方向に所定ピッチずらせて１個ずつ投入する導体セグメント投入工程Ｓ１２２と、傾斜部７４上に２個目以降の導体セグメント５０が投入されるごとに、内周側に滑落移動した全ての導体セグメント５０の下端部を同時に持ち上げることにより、直前に投入された導体セグメント５０のターン部５２を、１回前に投入された導体セグメント５０のターン部５２の下方に入り込ませて整列させる持ち上げ工程Ｓ１２３とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両等に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機用の固定子コイルの製造方法及びその製造方法に用いる仮組み装置に関する。

回転電機用の固定子コイルの製造方法において、環状整列治具を用いて行うコイルセグメントの環状整列方法が特許文献１に開示されている。このコイルセグメントの環状整列方法では、一対の直行部（脚部）と一対の直行部の一端同士を互いに連結する屈曲部（ターン部）とからなる概ねＵ字形状の電気導体であるコイルセグメント（導体セグメント）を対象としている。

この環状整列方法では、ハット状の環状整列治具の挿置凹部に概ねＵ字形状のコイルセグメントを一周分セットする。即ち、コイルセグメントの一方の直行部を挿置凹部に挿置し、他方の直行部が環状整列治具の外周面に当たるまで、一周分のコイルセグメントを一緒に回動させ、一周分のコイルセグメントを円環状に整列させる。そして、次のハット状の中間整列治具を被せ、コイルセグメント一式がばらけないようにした上で、同様の手順を繰り返し、多数層のセグメント型コイルに相当する複数周のコイルセグメントの組体を形成して、この組体ごと、そっくり固定子コアのスロットに挿置するようにしている。

特開２００４−７２８３９号公報

ところで、上記の環状整列方法で用いられる概ねＵ字形状のコイルセグメントは、ターン部が固定子コアの径方向外方へ膨らむように湾曲しており、且つターン部の中央部に層変わり用のクランク部を有する。そして、上記のように形成された固定子コイルが固定子コアに巻装されたときには、隣接するターン部同士が固定子コアの軸方向に重なり合った状態になる。そのため、コイルセグメントの組み付け時にコイルセグメントを１方向に移動させるだけではコイルセグメント同士が干渉してしまうため、コイルセグメントの２方向の供給動作が必要となる。そこで、従来は、固定子コアの各スロットに複数のコイルセグメントを順番に直接挿置することができないことから、上記のような整列治具を用いて仮組みすることによってコイルセグメント同士の干渉を回避するようにしていた。

特許文献１の場合には、内側環状整列治具の挿置凹部にコイルセグメントの一方の直行部を一周分だけ挿置する挿入工程を行った後、その一方の直行部を軸にして各コイルセグメントを所定の回転方向に回動させて、他方の直行部を内側環状整列治具の外周面に当接ないし近接させ、セグメント型コイルのうちの二層分を形成するように、コイルセグメントを円環状に整列させる回動工程を行うようにしている。これにより、組み立て工数の低減を可能にしている。しかしながら、整列治具を用いて導体セグメントの仮組みをするに際して、より簡単かつ効率良く行い得るようにすることが望まれる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、整列治具を用いて導体セグメントの仮組みをする際に、導体セグメントの干渉を回避しつつより簡単かつ効率良く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仮組み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第一の発明は、
固定子コア（３０）に組み付けた複数の導体セグメント（５０）を電気的に接続することにより前記固定子コアに巻装される固定子コイル（４０）の製造方法において、
矩形断面のコイル線材を成形して、一対の脚部（５１ａ、５１ｂ）と一対の前記脚部の一端同士を互いに連結するターン部（５２）とからなり前記ターン部に層変わり用のクランク部（５４）を有する概ねＵ字形状の前記導体セグメントを形成する導体セグメント形成工程（Ｓ１１０）と、
回転体（７１）の回転軸（Ｌ１）を中心にしてそれぞれ放射方向及び軸方向に平面状に広がる複数の薄板ガイド（７３）が周方向に所定距離を隔てて円環状に配置され、各前記薄板ガイドの上辺に、外周側から内周側に向かって下降傾斜する傾斜部（７４）が形成されている仮組み治具（７０）に対して、複数の前記導体セグメントを所定の状態に仮組みする仮組み工程（Ｓ１２０）と、を備え、
前記仮組み工程は、
一対の前記脚部が所定数の前記薄板ガイドを跨ぐようにして前記傾斜部上に前記導体セグメントを周方向に所定ピッチずらせて１個ずつ投入する導体セグメント投入工程（Ｓ１２２）と、
前記傾斜部上に２個目以降の前記導体セグメントが投入されるごとに、内周側に滑落移動した全ての前記導体セグメントの下端部を同時に持ち上げることにより、直前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部を、１回前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部の下方に入り込ませて整列させる持ち上げ工程（Ｓ１２３）と、
を有することを特徴とする。

この構成によれば、仮組み治具を用いて行う仮組み工程は、一対の脚部が所定数の薄板ガイドを跨ぐようにして傾斜部上に導体セグメントを周方向に所定ピッチずらせて１個ずつ投入する導体セグメント投入工程と、前記傾斜部上に２個目以降の前記導体セグメントが投入されるごとに、内周側に滑落移動した全ての前記導体セグメントの下端部を同時に持ち上げることにより、直前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部を、１回前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部の下方に入り込ませて整列させる持ち上げ工程と、を有する。そのため、本発明の固定子コイルの製造方法によれば、整列治具を用いて導体セグメントの仮組みをする際に、導体セグメントの干渉を回避しつつより簡単かつ効率良く仮組みを行うことができる。

そして、上記課題を解決するためになされた第二の発明は、
第一の発明に係る固定子コイルの製造方法に用いる仮組み装置であって、
駆動部（７２）により回転駆動される回転体（７１）と、前記回転体の回転軸（Ｌ１）を中心にしてそれぞれ放射方向及び軸方向に平面状に広がり周方向に所定距離を隔てて円環状に配置された複数の薄板ガイド（７３）とを有し、各前記薄板ガイドの上辺に、外周側から内周側に向かって下降傾斜する傾斜部（７４）が形成されている仮組み治具（７０）と、
前記仮組み治具に対して所定数の前記薄板ガイドを跨ぐようにして前記傾斜部上に投入された概ねＵ字形状の全ての導体セグメント（５０）の下端部を同時に持ち上げることにより、直前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部を、１回前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部の下方に入り込ませて整列させるリフト部材（８０）と、
を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、上記の仮組み治具とリフト部材とを備えているため、整列治具を用いて導体セグメントの仮組みをする際に、導体セグメントの干渉を回避しつつより簡単かつ効率良く導体セグメントの仮組みを行うことができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。

実施形態１に係る製造方法で製造される固定子コイルが巻装された固定子の斜視図である。 実施形態１に係る固定子コイルの製造方法の各工程を示すブロック図である。 実施形態１の導体セグメント形成工程において形成する導体セグメントを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。 実施形態１の仮組み工程において用いられる仮組み装置を示す図であって、（ａ）は仮組み治具の平面図、（ｂ）は仮組み装置の一部を示す部分正面図である。 実施形態１の仮組み工程において用いられる仮組み装置の側面図である。 実施形態１の仮組み工程において仮組み治具に投入された導体セグメントの状態を示す説明図である。 図６及び図８（ａ）のVII−VII線矢視断面図である。 実施形態１の仮組み工程において行われる持ち上げ工程前後の状態を示す説明図であって、（ａ）は持ち上げ工程直前の状態を示し、（ｂ）は持ち上げ工程直後の状態を示す。

以下、本発明に係る固定子コイルの製造方法及びその製造方法に用いる仮組み装置の実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

〔実施形態１〕
先ず、本実施形態の製造方法で製造される固定子コイルが巻装された固定子の概略構成について説明する。本実施形態の固定子２０は、車両用電動機として用いられる回転電機に搭載されるものであって、図１に示すように、周方向に複数のスロット３１を有する円環状の固定子コア３０と、スロット３１に挿入された複数の導体セグメント５０の端部同士を固定子コア３０の軸方向一方側で電気的に接続することにより固定子コア３０に巻装された固定子コイル４０と、を備えている。

固定子コア３０は、円環状の複数の電磁鋼板を固定子コア３０の軸方向に積層して形成された一体型のものである。この固定子コア３０は、円環状のバックコア３３と、バックコア３３から径方向内方へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース３４とからなり、隣り合うティース３４の間にスロット３１が形成されている。本実施形態では、３相の固定子コイル４０を収容するように、７２個のスロット３１が周方向に等間隔に配置されている。

固定子コイル４０は、固定子コア３０のスロット３１に挿入された概ねＵ字形状をなす複数の導体セグメント５０の開放端部の端末部同士を溶接で互いに接合することにより固定子コア３０に巻装されている。導体セグメント５０は、矩形断面の導体の外周面に絶縁被膜が被覆されてなるコイル線材を概ねＵ字形状に成形したものである。この導体セグメント５０は、図３に示すように、互いに平行な一対の脚部５１ａ、５１ｂと、一対の脚部５１ａ、５１ｂの一端同士を互いに連結するターン部５２とからなる。

ターン部５２の中央部には、固定子コア３０の端面３０ａに対して平行方向に延びる頭頂段部５３が設けられている。頭頂段部５３の中央部には、一対の脚部５１ａ、５１ｂがスロット３１の異なる層に配置されるようにするための、即ち、層変わり用のクランク部５４が設けられている。よって、本実施形態の場合には、内周側の層に挿入配置される一方の脚部５１ａは、外周側の層に挿入配置される他方の脚部５１ｂよりも所定長さだけ短くされている。また、頭頂段部５３の両側には、固定子コア３０の端面３０ａに対して平行方向に延びる複数の段部５５が設けられている。即ち、ターン部５２は、両端から中央の頭頂段部５３に向かって上昇する階段状に形成されている。これにより、ターン部５２の高さを低くすることができるので、固定子コイル４０延いては固定子２０の軸方向の小型化を図ることができる。

この固定子コイル４０は、所定の導体セグメント５０が直列に接続されることにより、固定子コア３０のスロット３１に沿って所定の状態に巻回された３本の相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）からなり、各相巻線の巻線端が星型結線により結線されている。本実施形態の場合には、各スロット３１内に、合計１０本の導体線（脚部５１ａ，５１ｂ）が径方向１列に積層配置されている。

なお、固定子コイル４０の各相について、基本となるＵ字形状の導体セグメント５０により、固定子コア３０の周りを１０周する巻線（コイル）が形成される。しかし、固定子コイル４０の各相について、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに１周目と２周目とを接続するターン部を有するセグメントは、基本となる導体セグメント５０とは異なる異形セグメント（図示せず）で構成される。これら異形セグメントを用いて、固定子コイル４０の各相の巻線端が星型結線により結線される。

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２に示すように、導体セグメント形成工程Ｓ１１０と、準備工程Ｓ１２１、導体セグメント投入工程Ｓ１２２、持ち上げ工程Ｓ１２３及び回転工程Ｓ１２４からなる仮組み工程Ｓ１２０と、組み付け工程Ｓ１３０と、接続工程Ｓ１４０とを順に行うものである。以下、各工程について詳しく説明する。

＜導体セグメント形成工程Ｓ１１０＞
導体セグメント形成工程Ｓ１１０では、矩形断面のコイル線材を成形して、一対の脚部５１ａ、５１ｂと、一対の脚部５１ａ、５１ｂの一端同士を互いに連結するターン部５２とからなる、図３に示す概ねＵ字形状の導体セグメント５０を準備する。この導体セグメント５０は、固定子コア３０に巻装された状態において、ターン部５２の軸方向の幅Ｗ１が径方向の幅Ｗ２よりも小さくなるように形成されている。これにより、導体セグメント５０が仮組み治具７０に仮組みされる際に、軸方向に重なり合った状態に組み付けられる２つのターン部５２同士の干渉が低減するようにされている。

また、本実施形態では、各スロット３１の内周側から第１層及び第２層に配置されるものと、第３層及び第４層に配置されるものと、第５層及び第６層に配置されるものと、第７層及び第８層に配置されるものと、第９層及び第１０層に配置されるものと、それぞれ大きさが異なる５種類の導体セグメント５０を準備する。この場合、外周側の層に配置されるものほど、ターン部の周方向長さが長くされ、脚部５１ａ，５１ｂの長さが長くされている。また、これらの他に、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに各層の周回終端と周回始端とを接続するターン部を有するセグメント等を、必要に応じて準備する。

＜仮組み工程Ｓ１２０＞
仮組み工程Ｓ１２０は、図４及び図５に示す仮組み装置の仮組み治具７０に対して、導体セグメント形成工程Ｓ１１０で準備した導体セグメント５０を所定の状態に仮組みするものである。まず、ここで用いる仮組み装置の概略構成について説明する。この仮組み装置は、図４及び図５に示すように、ベース６０上に設置された、水平方向（図４（ｂ）の左右方向）に延びる２本のレール６１を備えている。このレール６１上には、仮組み治具７０及びリフト部材８０が、ＬＭガイド６２を介して水平方向に一体的に移動可能に設けられている。

仮組み治具７０は、駆動部としてのモータ７２により回転駆動される回転体７１と、回転体７１の回転軸Ｌ１を中心にしてそれぞれ放射方向及び軸方向に平面状に広がり周方向に所定距離を隔てて円環状に配置された複数の薄板ガイド７３とを有する。回転体７１は、動力伝達ベルト７２ａを介してモータ７２により回転駆動される回転軸部７１ａと、回転軸部７１ａの上端に固定された回転テーブル７１ｂと、回転テーブル７１ｂ上に固定された回転基部７１ｃとからなる。この回転体７１は、モータ７２を所定のタイミングで駆動制御する制御部（図示せず）により、回転軸Ｌ１を中心に回転するように構成されている。

各薄板ガイド７３は、それぞれの内周側の端部が回転基部７１ｃの外周部に固定されて、周方向に所定距離を隔てて円環状に配置されている。周方向に隣接する２枚の薄板ガイド７３の離間距離は、固定子コア３０に設けられたスロット３１のスロットピッチと同一にされている。即ち、本実施形態の場合には、薄板ガイド７３の枚数は、スロット３１の個数と同じ７２とされている。そして、各薄板ガイド７３の上辺には、外周側から内周側に向かって下降傾斜する傾斜部７４が形成されている。なお、各傾斜部７４の傾斜角度は、所定の角度に統一されている。

リフト部材８０は、回転テーブル７１ｂの外側に同軸状に配置されたリング状の支持板８１と、支持板８１を上下方向に移動させるシリンダ装置８２とを備えている。このリフト部材８０は、シリンダ装置８２を所定のタイミングで駆動制御する制御部（図示せず）により制御される。即ち、リフト部材８０は、薄板ガイド７３の傾斜部７４上に２個目以降の導体セグメント５０が投入されるごとに、傾斜部７４の内周側に滑落移動した全ての導体セグメント５０の下端部を支持板８１で同時に持ち上げるように構成されている。

なお、レール６１上にＬＭガイド６２を介して設置された仮組み治具７０及びリフト部材８０は、図４（ｂ）では、スロット３１内の内周側から第１層と第２層に挿入配置される導体セグメント５０の仮組みを行う第１ステーション（レール６１の右端）に位置している。そして、図４（ｂ）の第１ステーションの左側には、スロット３１内の内周側から第３層と第４層に挿入配置される導体セグメント５０の仮組みを行う第２ステーションが位置している。さらに、第２ステーションの左側には、第５層と第６層の導体セグメント５０の仮組みを行う第３ステーション、第７層と第８層の導体セグメント５０の仮組みを行う第４ステーション、第９層と第１０層の導体セグメント５０の仮組みを行う第５ステーションが順に位置している。仮組み治具７０及びリフト部材８０は、搬送用モータ６３によりレール６１上を搬送されるように構成されており、第１ステーションから第５ステーションの間を一体的に移動可能とされている。

上記のように構成された仮組み装置を用いて行う仮組み工程Ｓ１２０は、第１〜第５のそれぞれのステーションにおいて、準備工程Ｓ１２１を行った後、導体セグメント投入工程Ｓ１２２と、持ち上げ工程Ｓ１２３と、回転工程Ｓ１２４とを繰り返し行う。導体セグメント投入工程Ｓ１２２は、一対の脚部５１ａ，５１ｂが所定数の薄板ガイド７３を跨ぐようにして傾斜部７４上に導体セグメント５０を周方向に所定ピッチずらせて１個ずつ投入する工程である。また、持ち上げ工程Ｓ１２３は、傾斜部７４上に２個目以降の導体セグメント５０が投入されるごとに、内周側に滑落移動した全ての導体セグメントの下５０端部を同時に持ち上げることにより、直前に投入された導体セグメント５０のターン部５２を、１回前に投入された導体セグメント５０のターン部５０の下方に入り込ませて整列させる工程である。

最初の第１ステーションでは、各スロット３１内の内周側から第１層と第２層に挿入配置される導体セグメント５０の仮組みを行う。先ず、準備工程Ｓ１２１を行う。この準備工程Ｓ１２１では、図４（ｂ）に示す導体セグメント投入位置に設置されている投入装置（図示せず）から、１番目の導体セグメント５０Ａを、一対の脚部５１ａ，５１ｂが所定数（本実施形態では６枚（６スロットピッチ））の薄板ガイド７３を跨ぐようにして傾斜部７４上に投入する。投入された導体セグメント５０Ａは、傾斜部７４上を内周側に向かって滑落移動し、傾斜部７４下方の所定位置で停止する（図６参照）。このとき、導体セグメント５０Ａの一方の脚部５１ａは、スロット３１の内周側から第１層の位置に停止し、他方の脚部５１ｂは、スロット３１の内周側から第１層の位置に停止する。次いで、モータ７２を駆動させて回転軸Ｌ１を中心にして回転体７１を図４（ａ）（ｂ）の矢印Ｘ方向に所定量（１スロットピッチ）回転させた状態にして、準備工程Ｓ１２１を終了する。

続いて、上記の投入装置から２番目の導体セグメント５０Ｂを傾斜部７４上に投入する導体セグメント投入工程Ｓ１２２を行う。２番目の導体セグメント５０Ｂも、１番目の導体セグメント５０Ａと同様に、一対の脚部５１ａ，５１ｂが所定数（本実施形態では６枚（６スロットピッチ））の薄板ガイド７３を跨ぐようにして傾斜部７４上に投入する。これにより、投入された２番目の導体セグメント５０Ｂは、図６に示すように、傾斜部７４上の投入位置Ｐ１から内周側に向かって滑落移動し、そのターン部５２が１回前に投入された１番目の導体セグメント５０Ａのターン部５２と当接した状態でＰ２の位置に停止する。

このとき、２個の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂは、図７及び図８（ａ）に示すように、薄板ガイド７３の上辺に傾斜部７４が設けられているため、高さ方向においてＨ１だけ位置ずれした状態になっている。そのため、２個の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂは、ターン部５２同士が干渉してしまい、図７に示すように、２番目の導体セグメント５０Ｂは、本来あるべき滑落完了位置（１番目の導体セグメント５０Ａの下方位置）Ｐ３に到達することができない。

この状態で、リフト部材８０により持ち上げ工程Ｓ１２３を行う。即ち、シリンダ装置８２を作動させて支持板８１を上昇させることにより、傾斜部７４上の内周側に滑落移動した全て（２個）の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂの下端部を同時に持ち上げる。これにより、２個の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂは、図８（ｂ）に示すように、高さ方向におけるＨ１の位置ずれが解消した状態になるとともに、２個の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂの干渉していたターン部５２同士の間に隙間Ｓ１が形成される。これにより、直前に投入された２番目の導体セグメント５０Ｂのターン部５２が、１回前に投入された１番目の導体セグメント５０Ａのターン部５２の下方（図７のＰ３の位置）に入り込み、ターン部５２同士が上下方向に重なり合った状態で整列する（図６及び図７参照）。

続いて、回転工程Ｓ１２４を行い、モータ７２を駆動させて回転軸Ｌ１を中心にして回転体７１を図４（ａ）（ｂ）の矢印Ｘ方向に所定量（１スロットピッチ）回転させた状態にする。以後、上記と同じ導体セグメント投入工程Ｓ１２２と、上記と同じ持ち上げ工程Ｓ１２３と、上記と同じ回転工程Ｓ１２４とを連続して繰り返し行う。これにより、一対の脚部５１ａ，５１ｂが所定数の薄板ガイド７３を跨ぐようにして傾斜部７４上に導体セグメント５０を周方向に所定ピッチずらせて１個ずつ投入された導体セグメント５０が、仮組み治具７０に対して所定の状態に整列させて効率良く仮組みされる。

なお、持ち上げ工程Ｓ１２３を行って、１回前に投入された導体セグメント５０のターン部５２の下方にターン部が入り込んで一旦整列した導体セグメント５０は、その後の持ち上げ工程１２３が行われる際に整列状態が解消されることはない。そして、７２番目の最後に投入された導体セグメント５０の整列を完了させることにより、７２個の導体セグメント５０が仮組み治具７０を周方向に１周するように仮組みして、第１ステーションでの仮組み作業を終了する。

その後、仮組み治具７０及びリフト部材８０を、搬送用モータ６３によりレール６１上を搬送して第１ステーションから第２ステーションに移動させる。そして、第２ステーションにおいても、第１ステーションと同様に仮組み工程Ｓ１２０を行い、仮組み治具７０に対して、スロット３１内の内周側から第３層と第４層に挿入配置される導体セグメント５０の仮組みを行う。

第２ステーションでの仮組み工程Ｓ１２０を終了後、仮組み治具７０及びリフト部材８０を、搬送用モータ６３によりレール６１上を搬送して第２ステーションから第３ステーションに移動させる。そして、第３ステーションにおいても、第１及び第２ステーションと同様に仮組み工程Ｓ１２０を行い、仮組み治具７０に対して、スロット３１内の内周側から第５層と第６層に挿入配置される導体セグメント５０の仮組みを行う。

以後同様にして、第４ステーションにおいて、仮組み治具７０に対して、スロット３１内の内周側から第７層と第８層に挿入配置される導体セグメント５０の仮組みを行い、第５ステーションにおいて、仮組み治具７０に対して、スロット３１内の内周側から第９層と第１０層に挿入配置される導体セグメント５０の仮組みを行う。これにより、仮組み治具７０に対して、スロット３１内の第１層から第１０層まで５周分の導体セグメント５０を仮組みした状態にし、全ての仮組み工程Ｓ１２０を終了する。

＜組み付け工程Ｓ１３０＞
組み付け工程Ｓ１３０は、仮組み工程Ｓ１２０において、仮組み治具７０に対して所定の状態に仮組みされた複数の導体セグメント５０を、固定子コア３０のスロット３１に挿入して組み付ける工程である。この組み付け工程Ｓ１３０において、固定子コア３０に組み付けられた導体セグメント５０は、固定子コア３０の軸方向一端側の端面３０ａから軸方向外方にターン部５２が突出し、軸方向他端側の端面３０ａから軸方向外方に両脚部５１ａ，５１ｂが延出した状態になっている。

＜接続工程Ｓ１４０＞
接続工程Ｓ１４０は、組み付け工程Ｓ１３０において固定子コア３０に組み付けられた導体セグメント５０のスロット３１から軸方向に延出している各脚部５１ａ，５１ｂの開放端部を周方向に捻った後、所定の開放端部の端末部同士を電気的に接続する工程である。なお、導体セグメント５０の端末部同士の接続には、例えば公知の溶接等の手法を採用することができる。その後、必要に応じて後処理を行って、図１に示す固定子コア３０に巻装された固定子コイル４０を完成させる。

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、仮組み治具７０を用いて行う仮組み工程Ｓ１２０は、上記の導体セグメント投入工程Ｓ１２２と、上記の持ち上げ工程Ｓ１２３とを有する。そのため、本実施形態の固定子コイル４０の製造方法によれば、整列治具を用いて導体セグメント５０の仮組みをする際に、導体セグメント５０の干渉を回避しつつ簡単かつ効率良く仮組みを行うことができる。

また、仮組み工程Ｓ１２０は、導体セグメント投入工程Ｓ１２２と持ち上げ工程Ｓ１２３とを行った後に、回転体７１を所定ピッチ回転させる回転工程Ｓ１２４を繰り返し行い、仮組み治具７０に対して導体セグメント５０を２層１周分ずつ仮組みするようにしている。これにより、第１〜第５の各ステーションにおいて、同じ大きさの導体セグメント５０ごとに仮組みするようにしているため、仮組み作業の複雑化を回避して、より簡単かつ効率良く仮組みを行うことができる。

さらに、本実施形態で用いられる導体セグメント５０は、固定子コア３０に巻装された状態において、ターン部５２の軸方向の幅が径方向の幅よりも小さくされている。これにより、導体セグメント５０が仮組み治具７０に仮組みされる際に、軸方向に重なり合った状態に組み付けられる２つのターン部５２同士の干渉を低減することができる。

特に、本実施形態では、ターン部５２が固定子コア３０の軸方向端面と平行な複数の段部５３、５５を有する階段状に形成されて、ターン部５２同士の干渉が発生し易い導体セグメント５０が用いられている。そのため、導体セグメント５０の干渉を回避しつつ簡単かつ効率良く仮組みを行うことができるという上記の効果を十分に発揮させることができる。また、固定子コア３０の端面３０ａから軸方向外方に突出したターン部５２の突出高さを低くすることができる。

そして、本実施形態の固定子コイル４０の製造方法に用いる仮組み装置によれば、上記のような仮組み治具７０とリフト部材８０とを備えているため、整列治具を用いて導体セグメント５０の仮組みをする際に、導体セグメント５０の干渉を回避しつつより簡単かつ効率良く導体セグメント５０の仮組みを行うことができる。

また、仮組み治具７０及びリフト部材８０は、水平方向に延びるレール６１上に設置されて、第１〜第５ステーション間を一体的に移動可能に設けられている。これにより、第１〜第５ステーションで、仮組み治具７０に対して、同じ大きさの導体セグメント５０ごとに２層１周分ずつ仮組みするようにされている。そのため、仮組み作業の複雑化を回避して、より簡単かつ効率良く仮組みを行うことができる。

〔他の実施形態〕
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、実施形態１で用いられた導体セグメント５０は、ターン部５２が階段形状に形成されたものであるが、これに代えて、ターン部５２中央部の両側に階段形状ではなく直線状の傾斜部を有するものであってもよい。

２０…固定子、 ３０…固定子コア、 ３１…スロット、 ４０…固定子コイル、 ５０…導体セグメント、 ５１ａ，５１ｂ…脚部、 ５２…ターン部、 ５３…頭頂段部、 ５４…クランク部、 ５５…段部、 ６１…レール、 ７０…仮組み治具、 ７１…回転体、 Ｌ１…回転軸、 ７２…モータ（駆動部）、 ７３…薄板ガイド、 ７４…傾斜部、 ８０…リフト部材、 Ｓ１１０…導体セグメント形成工程、 Ｓ１２０…仮組み工程、 Ｓ１２１…準備工程、 Ｓ１２２…導体セグメント投入工程、 Ｓ１２３…持ち上げ工程、 Ｓ１２４…回転工程、 Ｓ１３０…組み付け工程、 Ｓ１４０…接続工程。

Claims (7)

1. 固定子コア（３０）に組み付けた複数の導体セグメント（５０）を電気的に接続することにより前記固定子コアに巻装される固定子コイル（４０）の製造方法において、
   矩形断面のコイル線材を成形して、一対の脚部（５１ａ、５１ｂ）と一対の前記脚部の一端同士を互いに連結するターン部（５２）とからなり前記ターン部に層変わり用のクランク部（５４）を有する概ねＵ字形状の前記導体セグメントを形成する導体セグメント形成工程（Ｓ１１０）と、
   回転体（７１）の回転軸（Ｌ１）を中心にしてそれぞれ放射方向及び軸方向に平面状に広がる複数の薄板ガイド（７３）が周方向に所定距離を隔てて円環状に配置され、各前記薄板ガイドの上辺に、外周側から内周側に向かって下降傾斜する傾斜部（７４）が形成されている仮組み治具（７０）に対して、複数の前記導体セグメントを所定の状態に仮組みする仮組み工程（Ｓ１２０）と、を備え、
   前記仮組み工程は、
   一対の前記脚部が所定数の前記薄板ガイドを跨ぐようにして前記傾斜部上に前記導体セグメントを周方向に所定ピッチずらせて１個ずつ投入する導体セグメント投入工程（Ｓ１２２）と、
   前記傾斜部上に２個目以降の前記導体セグメントが投入されるごとに、内周側に滑落移動した全ての前記導体セグメントの下端部を同時に持ち上げることにより、直前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部を、１回前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部の下方に入り込ませて整列させる持ち上げ工程（Ｓ１２３）と、
   を有することを特徴とする固定子コイルの製造方法。
2. 前記仮組み工程は、前記導体セグメント投入工程と前記持ち上げ工程を行った後に、前記回転体を所定ピッチ回転させる回転工程（Ｓ１２４）を繰り返し行い、前記仮組み治具に対して前記導体セグメントを２層１周分ずつ仮組みする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. 前記導体セグメントは、前記固定子コアに巻装された状態において、前記ターン部の軸方向の幅が径方向の幅よりも小さくされてい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. 前記ターン部は、前記固定子コアの軸方向端面と平行な複数の段部（５３，５５）を有する階段状に形成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. 前記仮組み工程を行った後に、所定の状態に仮組みされた複数の前記導体セグメントを前記固定子コアのスロットに挿入して組み付ける組み付け工程（Ｓ１３０）と、前記導体セグメントの前記スロットから軸方向に延出している各前記脚部の開放端部を周方向に捻った後、所定の前記開放端部の端末部同士を電気的に接続する接続工程（Ｓ１４０）と、を行う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仮組み装置であって、
   駆動部（７２）により回転駆動される回転体（７１）と、前記回転体の回転軸（Ｌ１）を中心にしてそれぞれ放射方向及び軸方向に平面状に広がり周方向に所定距離を隔てて円環状に配置された複数の薄板ガイド（７３）とを有し、各前記薄板ガイドの上辺に、外周側から内周側に向かって下降傾斜する傾斜部（７４）が形成されている仮組み治具（７０）と、
   前記仮組み治具に対して所定数の前記薄板ガイドを跨ぐようにして前記傾斜部上に投入された概ねＵ字形状の全ての導体セグメント（５０）の下端部を同時に持ち上げることにより、直前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部を、１回前に投入された前記導体セグメントの前記ターン部の下方に入り込ませて整列させるリフト部材（８０）と、
   を備えていることを特徴とする仮組み装置。
7. 前記仮組み治具及び前記リフト部材は、水平方向に延びるレール（６１）上に設置されて一体的に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の仮組み装置。

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