JP2019208326A - 電機子の製造方法および電機子の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】第1セグメント導体の第1スロット収容部と第2セグメント導体の第2スロット収容部とを適切に接合することが可能な電機子の製造方法を提供する。【解決手段】このステータ100(電機子)の製造方法は、複数の第1スロット収容部71おいて、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の軸方向長さL2の小さい第1スロット収容部71が隣接しない非隣接部分NAに位置規制部材210を位置させることによって、非隣接部分NAを径方向から支持することにより、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の径方向の位置を規制する工程と、位置規制部材210の一部をスロット12から抜き取る工程と、隙間CL11に第2スロット収容部81を配置するとともに、軸方向長さL2の小さい第1スロット収容部71に対して第2スロット収容部81を当接させる工程とを備える。【選択図】図13
Description
本発明は、電機子の製造方法および電機子の製造装置に関する。
従来、中心軸線方向に延びる複数のスロットが設けられた電機子コアを備える電機子の製造方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、中心軸線方向(軸方向)に延びる複数のスロットが設けられたステータコアを備える回転電機ステータ(以下、「ステータ」という)が開示されている。このステータは、ステータコアの軸方向一方側に配置される一方側導体セグメントの先端部と、ステータコアの軸方向他方側に配置される他方側導体セグメントの先端部とが接合されて構成されたコイルを備える。なお、導体セグメントとは、略U字形状または略J字形状を有する導体を意味する。
また、上記特許文献1には、一方側導体セグメントおよび他方側導体セグメントは、それぞれ、複数個ずつ設けられている。また、一方側導体セグメントおよび他方側導体セグメントは、それぞれ、スロット内に配置される脚部(スロット収容部)を有している。一方側導体セグメントの脚部の先端部には、凸部が形成されており、他方側導体セグメントの脚部の先端部には、凹部が形成されている。そして、凸部に結合材が配置された状態で、複数の一方側導体セグメントの脚部がスロット内に挿入される。また、複数の他方側導体セグメントの脚部もスロット内に挿入される。これにより、一方側導体セグメントの先端部と他方側導体セグメントの先端部とがスロット内において接合されている。
しかしながら、上記特許文献1では、スロット内に配置された一方側導体セグメントの脚部が、一方側導体セグメントをスロット内に配置する際の位置ずれや変形などに起因して、中心軸線方向(ロータの回転軸線方向)に沿うように配置されない(直線状にならない)場合がある。たとえば、一方側導体セグメントの脚部が湾曲する場合がある。この場合、他方側導体セグメントの脚部がスロット内に挿入された際に、一方側導体セグメントの先端部と他方側導体セグメントの先端部とをスロット内において位置合わせすることができない場合がある。その結果、一方側導体セグメント(第1セグメント導体)の脚部(第1スロット収容部)と、他方側導体セグメント(第2セグメント導体)の脚部(第2スロット収容部)とを適切に接合できない場合があるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、複数のセグメント導体のスロット収容部同士がスロット内で接合されている電機子において、第1セグメント導体の第1スロット収容部と第2セグメント導体の第2スロット収容部とを適切に接合することが可能な電機子の製造方法および電機子の製造装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における電機子の製造方法は、中心軸線方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、複数のスロットに配置されるスロット収容部を有する複数のセグメント導体と、複数のスロット収容部同士が、スロット内で接合されることにより形成されるコイル部とを備え、スロット内には、軸方向長さの互いに異なる少なくとも2つのスロット収容部が径方向に隣接して配置されている、電機子の製造方法であって、複数のセグメント導体のうちの電機子コアの中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体において、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の軸方向長さの小さい第1スロット収容部が隣接しない非隣接部分に位置規制部材を位置させることによって、非隣接部分を径方向から支持することにより、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程と、位置規制部材により軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置が規制された状態の複数の第1セグメント導体を、スロット内に配置する工程と、複数の第1セグメント導体がスロット内に配置された後、位置規制部材の一部をスロットから抜き取る工程と、スロットにおいて位置規制部材が抜き取られた後の隙間に、電機子コアの中心軸線方向の他方側に配置される第2セグメント導体の第2スロット収容部を電機子コアの他方側から挿入して配置するとともに、隙間に配置されている軸方向長さの小さい第1スロット収容部に対して第2スロット収容部を当接させる工程とを備える。
この発明の第1の局面による電機子の製造方法では、上記のように、複数のセグメント導体のうちの電機子コアの中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体において、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の軸方向長さの小さい第1スロット収容部が隣接しない非隣接部分に位置規制部材を位置させることによって、非隣接部分を径方向から支持することにより、第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程を備える。これにより、第1スロット収容部の径方向の位置が位置規制部材により規制されているので、第1スロット収容部をスロットに収容する際に、第1スロット収容部の径方向の位置がずれることや変形することを防止することができる。また、位置規制部材の一部が抜き取られずに第1スロット収容部の非隣接部分に位置規制部材が配置されている状態の第1スロット収容部は、位置が規制されたままである。その結果、第1スロット収容部の非隣接部分に位置規制部材が配置されていない場合と比べて、第1スロット収容部の位置ずれを低減することができる。これにより、第1スロット収容部の位置ずれが低減された状態で、スロットにおいて位置規制部材が抜き取られた後の隙間(軸方向長さの大きい第1スロット収容部同士の間、スロットの底面と抜き取られていない位置規制部材との間など)に、第2セグメント導体の第2スロット収容部を配置することができる。その結果、スロットにおいて位置規制部材が抜き取られた後の隙間に配置されている第1スロット収容部と、第2スロット収容部とを適切に接合することができる。これにより、複数のセグメント導体のスロット収容部同士がスロット内で接合されている電機子において、第1セグメント導体の第1スロット収容部と第2セグメント導体の第2スロット収容部とを適切に接合することができる。
この発明の第2の局面における電機子の製造装置は、中心軸線方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、複数のスロットに配置されるスロット収容部を有する複数のセグメント導体と、複数のスロット収容部同士が、スロット内で接合されることにより形成されるコイル部とを備え、スロット内には、軸方向長さの互いに異なる少なくとも2つのスロット収容部が径方向に隣接して配置されている、電機子の製造装置であって、複数のセグメント導体のうちの電機子コアの中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体において、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の軸方向長さの小さい第1スロット収容部が隣接しない非隣接部分に位置させることによって、非隣接部分を径方向から支持することにより、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する位置規制部材と、位置規制部材により軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置が規制された状態の複数の第1セグメント導体を中心軸線方向に押圧することにより、第1スロット収容部をスロット内に配置する第1押圧治具と、スロットにおいて位置規制部材が抜き取られた後の隙間に、電機子コアの中心軸線方向の他方側に配置される第2セグメント導体の第2スロット収容部を電機子コアの他方側から挿入するとともに、隙間に配置されている軸方向長さの小さい第1スロット収容部に対して第2スロット収容部を当接させる挿入治具とを備える。
この発明の第2の局面による電機子の製造装置では、上記のように、複数のセグメント導体のうちの電機子コアの中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体において、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の軸方向長さの小さい第1スロット収容部が隣接しない非隣接部分に位置させることによって、非隣接部分を径方向から支持することにより、第1スロット収容部の径方向の位置を規制する位置規制部材を備える。これにより、第1スロット収容部の径方向の位置が位置規制部材により規制されているので、第1スロット収容部をスロットに収容する際に、第1スロット収容部の径方向の位置がずれることや変形することを防止することができる。また、位置規制部材の一部が抜き取られずに第1スロット収容部の非隣接部分に位置規制部材が配置されている状態の第1スロット収容部は、位置が規制されたままである。その結果、第1スロット収容部の非隣接部分に位置規制部材が配置されていない場合と比べて、第1スロット収容部の位置ずれを低減することができる。これにより、第1スロット収容部の位置ずれが低減された状態で、スロットにおいて位置規制部材が抜き取られた後の隙間(軸方向長さの大きい第1スロット収容部同士の間、スロットの底面と抜き取られていない位置規制部材との間など)に、第2セグメント導体の第2スロット収容部を配置することができる。その結果、スロットにおいて位置規制部材が抜き取られた後の隙間に配置されている第1スロット収容部と、第2スロット収容部とを適切に接合することができる。これにより、複数のセグメント導体のスロット収容部同士がスロット内で接合されている電機子において、第1セグメント導体の第1スロット収容部と第2セグメント導体の第2スロット収容部とを適切に接合することが可能な電機子の製造装置を提供することができる。
本発明によれば、上記のように、複数のセグメント導体のスロット収容部同士がスロット内で接合されている電機子において、第1セグメント導体の第1スロット収容部と第2セグメント導体の第2スロット収容部とを適切に接合することができる。
以下、本発明の本実施形態を図面に基づいて説明する。
[本実施形態]
(ステータの構造)
図1〜図11を参照して、本実施形態によるステータ100の構造について説明する。ステータ100は、中心軸線C1を中心に円環形状を有する。なお、ステータ100は、特許請求の範囲の「電機子」の一例である。
(ステータの構造)
図1〜図11を参照して、本実施形態によるステータ100の構造について説明する。ステータ100は、中心軸線C1を中心に円環形状を有する。なお、ステータ100は、特許請求の範囲の「電機子」の一例である。
本願明細書では、「軸方向(中心軸線方向)」とは、図1に示すように、ステータ100の中心軸線C1(ロータ101の回転軸線)に沿った方向(Z方向)を意味する。また、「周方向」とは、ステータ100の周方向(A1方向、A2方向)を意味する。また、「径方向」とは、ステータ100の半径方向(R方向)を意味する。また、「径方向内側」とは、径方向に沿ってステータ100の中心軸線C1に向かう方向(R1方向)を意味する。また、「径方向外側」とは、径方向に沿ってステータ100の外に向かう方向(R2方向)を意味する。
ステータ100は、ロータ101と共に、回転電機102の一部を構成する。回転電機102は、たとえば、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成される。ステータ100は、図1に示すように、永久磁石(図示せず)が設けられるロータ101の径方向外側に配置されている。すなわち、本実施形態では、ステータ100は、インナーロータ型の回転電機102の一部を構成する。
図2に示すように、ステータ100は、ステータコア10と、絶縁部材20と、コイル部30とを備える。また、図3に示すように、コイル部30は、第1コイルアッセンブリ30aと第2コイルアッセンブリ30bとを含む。また、コイル部30は、複数のセグメント導体40からなる。なお、ステータコア10は、特許請求の範囲の「電機子コア」の一例である。
(ステータコアの構造)
ステータコア10は、中心軸線C1(図1参照)を中心軸とした円筒形状を有する。また、ステータコア10は、たとえば、複数枚の電磁鋼板(たとえば、珪素鋼板)が軸方向に積層されることにより、形成されている。図4に示すように、ステータコア10は、軸方向に見て円環状を有するバックヨーク11と、バックヨーク11の径方向内側に設けられ、軸方向に延びる複数のスロット12とが設けられている。そして、ステータコア10には、スロット12の周方向両側に複数のティース13が設けられている。
ステータコア10は、中心軸線C1(図1参照)を中心軸とした円筒形状を有する。また、ステータコア10は、たとえば、複数枚の電磁鋼板(たとえば、珪素鋼板)が軸方向に積層されることにより、形成されている。図4に示すように、ステータコア10は、軸方向に見て円環状を有するバックヨーク11と、バックヨーク11の径方向内側に設けられ、軸方向に延びる複数のスロット12とが設けられている。そして、ステータコア10には、スロット12の周方向両側に複数のティース13が設けられている。
スロット12は、バックヨーク11の壁部11aと、2つのティース13の周方向側面13aとに囲まれた部分である。そして、スロット12には、径方向内側に開口する開口部12aが設けられている。また、スロット12は、軸方向両側のそれぞれに開口している。ティース13は、バックヨーク11から径方向内側に突出するように形成されており、径方向内側の先端部にスロット12の開口部12aを構成する凸部13bが形成されている。
開口部12aは、周方向に開口幅W1を有する。ここで、開口幅W1は、ティース13の凸部13bの先端部同士の距離に対応する。また、スロット12のコイル部30および絶縁部材20が配置される部分の幅W2は、開口幅W1よりも大きい。すなわち、スロット12は、セミオープン型のスロットとして構成されている。ここで、幅W2は、スロット12の周方向両側に配置されているティース13の周方向側面13a同士の距離に対応する。また、スロット12の幅W2は、径方向に亘って略一定である。
(絶縁部材の構造)
絶縁部材20は、図5に示すように、ティース13とセグメント導体40との間に配置されている。絶縁部材20は、接合部被覆部21を含む。接合部被覆部21は、径方向に並列して配置されている複数のセグメント導体40のうちの最もスロット12の開口部12a側に配置されるセグメント導体40のうち、少なくとも後述する接合部90の径方向内側を覆うように構成されている。
絶縁部材20は、図5に示すように、ティース13とセグメント導体40との間に配置されている。絶縁部材20は、接合部被覆部21を含む。接合部被覆部21は、径方向に並列して配置されている複数のセグメント導体40のうちの最もスロット12の開口部12a側に配置されるセグメント導体40のうち、少なくとも後述する接合部90の径方向内側を覆うように構成されている。
詳細には、絶縁部材20は、たとえば、アラミド紙、ポリマーフィルム等のシート状の絶縁部材により構成されており、セグメント導体40(コイル部30)とステータコア10との絶縁を確保する機能を有する。そして、絶縁部材20は、セグメント導体40とティース13の周方向側面13aとの間、および、複数のセグメント導体40のうちの最も径方向外側に配置されたセグメント導体40と壁部11aとの間に配置されている。また、図3に示すように、絶縁部材20は、スロット12から軸方向両側において、軸方向外側にそれぞれ突出するとともに、折り返されて形成された襟部22(カフス部)を含む。
そして、絶縁部材20は、軸方向(矢印Z2方向)に見て、径方向に並列して配置された複数のセグメント導体40の周囲を一体的に覆うように配置されている。言い換えると、径方向に並列して配置された複数のセグメント導体40の後述するスロット収容部42aおよび42bの周方向両側および径方向両側が絶縁部材20により覆われる。これにより、絶縁部材20によって、接合部90とステータコア10との絶縁を確保することが可能となる。
(コイル部の構造)
コイル部30は、図2および図3に示すように、軸方向一方側(矢印Z1方向側)に設けられた第1コイルアッセンブリ30aと、軸方向他方側(矢印Z2方向側)に設けられた第2コイルアッセンブリ30bとが、軸方向に組み合わされるとともに、接合されて形成されている。第1コイルアッセンブリ30aおよび第2コイルアッセンブリ30bは、それぞれ、ステータコア10と同一の中心軸線C1(図1参照)を中心とした円環状に形成されている。
コイル部30は、図2および図3に示すように、軸方向一方側(矢印Z1方向側)に設けられた第1コイルアッセンブリ30aと、軸方向他方側(矢印Z2方向側)に設けられた第2コイルアッセンブリ30bとが、軸方向に組み合わされるとともに、接合されて形成されている。第1コイルアッセンブリ30aおよび第2コイルアッセンブリ30bは、それぞれ、ステータコア10と同一の中心軸線C1(図1参照)を中心とした円環状に形成されている。
コイル部30は、たとえば、波巻きコイルとして構成されている。また、コイル部30は、8ターンのコイルとして構成されている。すなわち、図5に示すように、コイル部30は、スロット12内に、径方向に8個のセグメント導体40のスロット収容部42a(または、スロット収容部42b)が並列して配置されて構成されている。そして、コイル部30では、電源部(図示せず)から3相交流の電力が供給されることにより、軸方向に電流が往復するとともに、周方向に電流が流れながら、磁束を発生させるように構成されている。
〈コイル部の結線の構成〉
コイル部30は、図6に示すように、3相のY結線により接続(結線)されている。すなわち、コイル部30は、U相コイル部30Uと、V相コイル部30Vと、W相コイル部30Wとを含む。たとえば、コイル部30には、複数の中性点Nが設けられている。詳細には、コイル部30は、4並列結線(スター結線)されている。すなわち、U相コイル部30Uには、4つの中性点接続端部NtUと、4つの動力線接続端部PtUとが設けられている。V相コイル部30Vには、4つの中性点接続端部NtVと、4つの動力線接続端部PtVとが設けられている。W相コイル部30Wには、4つの中性点接続端部NtWと、4つの動力線接続端部PtWとが設けられている。なお、以下の記載では、中性点接続端部および動力線接続端部について、U相、V相、および、W相を特に区別しない場合、単に、「中性点接続端部Nt」および「動力線接続端部Pt」として記載する。
コイル部30は、図6に示すように、3相のY結線により接続(結線)されている。すなわち、コイル部30は、U相コイル部30Uと、V相コイル部30Vと、W相コイル部30Wとを含む。たとえば、コイル部30には、複数の中性点Nが設けられている。詳細には、コイル部30は、4並列結線(スター結線)されている。すなわち、U相コイル部30Uには、4つの中性点接続端部NtUと、4つの動力線接続端部PtUとが設けられている。V相コイル部30Vには、4つの中性点接続端部NtVと、4つの動力線接続端部PtVとが設けられている。W相コイル部30Wには、4つの中性点接続端部NtWと、4つの動力線接続端部PtWとが設けられている。なお、以下の記載では、中性点接続端部および動力線接続端部について、U相、V相、および、W相を特に区別しない場合、単に、「中性点接続端部Nt」および「動力線接続端部Pt」として記載する。
ここで、複数のセグメント導体40(図9参照)について説明する。複数のセグメント導体40は、第1セグメント導体70(図3においてZ1方向側に配置されるセグメント導体40)と、第2セグメント導体80(図3においてZ2方向側に配置されるセグメント導体40)とを含む。また、第1セグメント導体70は、動力線接続用セグメント導体50(図7参照)、中性点接続用セグメント導体60(図7参照)を含む。また、第1セグメント導体70は、一方側(Z1方向側)に配置される一般導体41(図9参照)を含む。また、第2セグメント導体80は、他方側(Z2方向側)に配置される一般導体41(図9参照)を含む。
〈コイルアッセンブリの構造〉
第1コイルアッセンブリ30aは、図7に示すように、複数(たとえば、3つ)の動力線接続用セグメント導体50(以下、「動力導体50」とする)と、複数(たとえば、2つ)の中性点接続用セグメント導体60(以下、「中性点導体60」とする)と、動力導体50および中性点導体60とは異なる導体であり、コイル部30を構成する複数の一般導体41とを含む。
第1コイルアッセンブリ30aは、図7に示すように、複数(たとえば、3つ)の動力線接続用セグメント導体50(以下、「動力導体50」とする)と、複数(たとえば、2つ)の中性点接続用セグメント導体60(以下、「中性点導体60」とする)と、動力導体50および中性点導体60とは異なる導体であり、コイル部30を構成する複数の一般導体41とを含む。
第2コイルアッセンブリ30bは、図3に示すように、複数のZ2方向側に配置される一般導体41から構成されている。好ましくは、第2コイルアッセンブリ30bは、複数の一般導体41のみから構成されており、ステータ100に設けられる動力導体50および中性点導体60の全ては、第1コイルアッセンブリ30aに設けられている。
(セグメント導体の構造)
セグメント導体40は、図8(a)に示すように、横断面が略矩形形状を有する平角導線として構成されている。そして、セグメント導体40の導体表面40bには、厚みt1を有する絶縁被膜40aが設けられている。絶縁被膜40aの厚みt1は、たとえば、相間絶縁性能(コイルエンド部43同士の絶縁)を確保することが可能な程度に設定されている。また、セグメント導体40の導体本体40cは、たとえば、銅、アルミニウム等の金属材料(導電性材料)により構成されている。なお、図8では、説明のために、厚み等の大小関係を強調して図示しているが、この図示の例に限られない。
セグメント導体40は、図8(a)に示すように、横断面が略矩形形状を有する平角導線として構成されている。そして、セグメント導体40の導体表面40bには、厚みt1を有する絶縁被膜40aが設けられている。絶縁被膜40aの厚みt1は、たとえば、相間絶縁性能(コイルエンド部43同士の絶縁)を確保することが可能な程度に設定されている。また、セグメント導体40の導体本体40cは、たとえば、銅、アルミニウム等の金属材料(導電性材料)により構成されている。なお、図8では、説明のために、厚み等の大小関係を強調して図示しているが、この図示の例に限られない。
そして、図9に示すように、セグメント導体40は、スロット12に配置されるスロット収容部42aおよび42bと、コイルエンド部43とを含む。スロット収容部42aおよび42bとは、ステータコア10の端面10aまたは10bの軸方向位置からスロット12の内に配置されている部分を意味し、コイルエンド部43は、スロット収容部42aおよび42bに連続して形成され、ステータコア10の端面10aまたは10bよりも軸方向外側に配置されている部分を意味するものとする。また、コイルエンド部43は、軸方向に折れ曲がる屈曲形状を有する。また、コイルエンド部43は、軸方向から見て、径方向に1本のセグメント導体40の幅分、階段状に屈曲するクランク状に形成されたクランク部分43aを有する。つまり、クランク部分43aの径方向の幅は、1本のセグメント導体40の幅の2倍である。なお、コイルエンド部43は、特許請求の範囲の「第1コイルエンド部」および「第2コイルエンド部」の一例である。
〈一般導体の構造〉
図9に示すように、一般導体41は、互いに異なるスロット12に配置される一対のスロット収容部42aおよび42bと、一対のスロット収容部42aおよび42bを接続するコイルエンド部43とを含む。これにより、一般導体41は、径方向内側から見て、略U字形状または略J字形状を有する。そして、スロット収容部42aおよび42bは、軸方向に沿って直線状に形成されている。なお、動力導体50のスロット収容部42aおよび42b、および、中性点導体60のスロット収容部42aおよび42bは、一般導体41のスロット収容部42aおよび42bと同様に構成されているため、説明を省略している。
図9に示すように、一般導体41は、互いに異なるスロット12に配置される一対のスロット収容部42aおよび42bと、一対のスロット収容部42aおよび42bを接続するコイルエンド部43とを含む。これにより、一般導体41は、径方向内側から見て、略U字形状または略J字形状を有する。そして、スロット収容部42aおよび42bは、軸方向に沿って直線状に形成されている。なお、動力導体50のスロット収容部42aおよび42b、および、中性点導体60のスロット収容部42aおよび42bは、一般導体41のスロット収容部42aおよび42bと同様に構成されているため、説明を省略している。
ここで、一般導体41のコイルピッチは6である。すなわち、一対のスロット収容部42aおよび42bは、スロット12が6つ分、周方向に異なる位置に配置される。すなわち、一般導体41のスロット収容部42aが配置されているスロット12と、スロット収容部42bが配置されているスロット12との間に、5つのスロットが設けられている。
また、一対のスロット収容部42aおよび42bの軸方向長さは互いに異なる。具体的には、スロット収容部42aの軸方向長さL1は、スロット収容部42bの軸方向長さL2よりも大きい。なお、スロット収容部42a(42b)の軸方向長さL1(L2)とは、先端75(85)からステータコア10の軸方向の端面10a(10b)に対応する軸方向位置までの長さを意味する。また、軸方向長さL1およびL2は、ステータコア10の軸方向長さL3よりも小さい。なお、ステータコア10の軸方向長さL3とは、軸方向の端面10aと10bとの距離(間隔)を意味する。たとえば、軸方向長さL1は、軸方向長さL3の2分の1よりも大きく、軸方向長さL2は、軸方向長さL3の2分の1よりも小さい。
また、複数の一般導体41は、ステータコア10に対して軸方向一方側(矢印Z1方向側)に配置され、第1コイルアッセンブリ30aに含まれる、一方一般導体41aと、ステータコア10に対して軸方向他方側(矢印Z2方向側)に配置され、第2コイルアッセンブリ30bに含まれる、他方一般導体41bとを含む。
(接合部の構成)
図10に示すように、ステータコア10のスロット12内において、複数のセグメント導体40のうちの第1コイルアッセンブリ30aを構成するセグメント導体40である第1セグメント導体70のスロット収容部42aまたは42bである第1スロット収容部71と、第1セグメント導体70に軸方向に対向する第2コイルアッセンブリ30bを構成するセグメント導体40である第2セグメント導体80のスロット収容部42aまたは42bである第2スロット収容部81とが、接合部90において、接合されている。
図10に示すように、ステータコア10のスロット12内において、複数のセグメント導体40のうちの第1コイルアッセンブリ30aを構成するセグメント導体40である第1セグメント導体70のスロット収容部42aまたは42bである第1スロット収容部71と、第1セグメント導体70に軸方向に対向する第2コイルアッセンブリ30bを構成するセグメント導体40である第2セグメント導体80のスロット収容部42aまたは42bである第2スロット収容部81とが、接合部90において、接合されている。
第1スロット収容部71は、径方向内側(矢印R1方向側)を向くとともに、第2スロット収容部81に対向する第1対向面72と、径方向外側(矢印R2方向側)を向く第1他方端面73とを含む。また、第2スロット収容部81は、径方向外側を向くとともに、第1対向面72に対向する第2対向面82と、径方向外側を向くとともに、第2対向面82に連続する第2他方端面83とを含む。そして、第1対向面72の少なくとも一部と第2対向面82の少なくとも一部とが接合されており、第1他方端面73は、第2他方端面83よりも径方向外側に突出するように配置されている。
また、第1スロット収容部71は、第1他方端面73と径方向の反対側に設けられ、第1対向面72に連続する第1一方端面74を含む。第2スロット収容部81は、第2他方端面83と径方向の反対側に設けられ、径方向内側を向く第2一方端面84を含む。そして、第2一方端面84は、第1一方端面74よりも径方向内側に突出するように配置されている。
ここで、接合部90は、コイル部30のうちの図10に示す部分であり、第1対向面72および第2対向面82を含み、第1スロット収容部71の先端75から、第1対向面72と第1一方端面74との境界点76までの部分、および、第2スロット収容部81の先端85から、第2対向面82と第2他方端面83との境界点86までの部分を含む部分とする。
第1他方端面73と第2他方端面83との境界部分である、第1スロット収容部71の先端75と第2スロット収容部81の境界点86との間には、他方段差部111が形成されている。また、第1一方端面74と第2一方端面84との境界部分である、第1スロット収容部71の境界点76と第2スロット収容部81の先端85との間には、一方段差部112が形成されている。具体的には、他方段差部111は、第1他方端面73から第2他方端面83に向かって、セグメント導体40の内側に窪むように、段差が形成されている。また、一方段差部112は、第2一方端面84から第1一方端面74に向かって、セグメント導体40の内側に窪むように、段差が形成されている。
また、第1他方端面73の径方向の位置P1と、第2他方端面83の径方向の位置P2とのずれ幅である第1ずれ幅d1は、たとえば、セグメント導体40の絶縁被膜40aの厚みt1よりも大きい。なお、第1ずれ幅d1の大きさは、他方段差部111の段差の高さに対応する。
詳細には、第1ずれ幅d1は、後述する押圧治具201および壁部11aにより第1スロット収容部71または第2スロット収容部81が押圧された際に、第1スロット収容部71または第2スロット収容部81が弾性変形した場合でも、第1対向面72と第2対向面82とが離間する方向に、セグメント導体40が押圧されない程度か、または、押圧力が低減される程度に設定されている。
たとえば、図11に示すように、壁部11aと、最も径方向外側に配置された第2スロット収容部81の第2他方端面83との間に、径方向に隙間CL1が形成されている。また、ステータ100の製造時において、押圧治具201と最も径方向内側に配置された第1スロット収容部71の第1一方端面74との間に、径方向に隙間CL2が形成される。
また、図10に示すように、第1ずれ幅d1は、第1一方端面74の径方向の位置P3と、第2一方端面84の径方向の位置P4とのずれ幅(一方段差部112の段差高さ)である第2ずれ幅d2と等しい。すなわち、第1スロット収容部71の径方向の幅W21は、第2スロット収容部81の径方向の幅W22と略等しい。また、第1スロット収容部71は、第2スロット収容部81に対して径方向外側にずれて配置されている。
図11に示すように、複数(たとえば、8個)の第1スロット収容部71および第2スロット収容部81が、それぞれ、スロット12内に径方向に隣り合って配置されている。すなわち、複数の第1スロット収容部71が径方向に並列して配置されており、複数の第2スロット収容部81が径方向に並列して配置されている。
そして、スロット12内において、複数の第1スロット収容部71のうちの一の第1対向面72(接合部90)は、径方向に隣り合う他の第1対向面72(接合部90)と、軸方向の異なる位置に配置されている。また、スロット12内において、複数の第2スロット収容部81のうちの一の第2対向面82は、径方向に隣り合う他の第2対向面82と、軸方向の異なる位置に配置されている。すなわち、第1対向面72と第2対向面82とにより構成される接合部90の軸方向位置P11が、径方向に隣り合う他の第1対向面72と第2対向面82とにより構成される接合部90の軸方向位置P12とは、異なる位置である。
言い換えると、軸方向位置P11とP12とにおいて、径方向に沿って、第1スロット収容部71と第2スロット収容部81とが互い違いに配置されている。そして、複数の接合部90のそれぞれにおいて、第1他方端面73が、対応する第2他方端面83よりも径方向外側に突出するように配置(オフセット)されている。また、複数の接合部90のそれぞれにおいて、第2一方端面84が、対応する第1一方端面74よりも径方向内側に突出するように配置(オフセット)されている。これにより、第1一方端面74と第2他方端面83との径方向の間に、径方向の隙間CL3が形成されている。
〈絶縁部の構成〉
また、図11に示すように、コイル部30には、絶縁部120が設けられている。並列して配置される複数のセグメント導体40のうちの一のセグメント導体40は、径方向に隣り合って配置される他のセグメント導体40の接合部90(以下、この接合部90を「隣接する接合部90」という)に対応する軸方向の位置の導体表面40b(図8(b)参照)に、隣接する接合部90の絶縁被膜40aの厚みt1よりも大きい厚みt2を有する絶縁部120が設けられている。
また、図11に示すように、コイル部30には、絶縁部120が設けられている。並列して配置される複数のセグメント導体40のうちの一のセグメント導体40は、径方向に隣り合って配置される他のセグメント導体40の接合部90(以下、この接合部90を「隣接する接合部90」という)に対応する軸方向の位置の導体表面40b(図8(b)参照)に、隣接する接合部90の絶縁被膜40aの厚みt1よりも大きい厚みt2を有する絶縁部120が設けられている。
(ステータの製造装置)
次に、ステータ100の製造装置200について説明する。
次に、ステータ100の製造装置200について説明する。
本実施形態では、図12および図13に示すように、製造装置200は、位置規制部材210を備えている。位置規制部材210は、ステータコア10の中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体70において、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71(スロット収容部42a)の軸方向長さL2の小さい第1スロット収容部71(スロット収容部42b)が隣接しない非隣接部分NAに位置させることによって、非隣接部分NAを径方向から支持することにより、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の径方向の位置を規制するように構成されている。なお、「ステータコア10の中心軸線方向の一方側に配置される」とは、ステータ100が完成された状態においてステータコア10の中心軸線方向の一方側に配置されることを意味している。
また、図5に示すように、1つのスロット12内に、第1セグメント導体70の軸方向長さL1を有する(長い)第1スロット収容部71(スロット収容部42a)と、軸方向長さL2を有する(短い)第1セグメント導体70(スロット収容部42b)とが、径方向に沿って交互に(合計8個)配置される。つまり、図13に示すように、1つのスロット12内に、軸方向長さL1を有する、複数(本実施形態では、4つ)の第1スロット収容部71が配置される。そして、位置規制部材210は、軸方向長さL1を有する4つの第1スロット収容部71のうち、最外径の第1スロット収容部71と、最外径から2番目の第1スロット収容部71との間に配置されている。また、位置規制部材210は、最外径から2番目の第1スロット収容部71と、最外径から3番目の第1スロット収容部71との間に配置されている。また、位置規制部材210は、最外径から3番目の第1スロット収容部71と、最内径の第1スロット収容部71との間に配置されている。また、位置規制部材210は、最内径の第1スロット収容部71の径方向内側に配置されている。また、複数の位置規制部材210は、互いに別個に(独立に)設けられている。
また、図14に示すように、位置規制部材210は、第1スロット収容部71の非隣接部分NAに配置される棒形状の第1部分211と、第1部分211に連続するように接続され、第1部分211の径方向の幅W31よりも大きい幅W32を有する第2部分212とを含む。また、第1部分211と第2部分212とは、段差状に設けられている。そして、隣り合う位置規制部材210の第1部分211同士の間に第1スロット収容部71が配置される。
また、位置規制部材210の第2部分212の径方向の幅W32は、第1スロット収容部71の径方向の幅W21の2倍以上である。なお、本実施形態では、第2部分212の径方向の幅W32は、第1スロット収容部71の径方向の幅W21の略2倍である。ここで、第1セグメント導体70の一対の第1スロット収容部71の一方と他方とは、1本の第1スロット収容部71の径方向の幅W21分だけ、径方向にずれて配置される。そして、一方の第1スロット収容部71の先端部は、位置規制部材210の第1部分211と第2部分212との境界の段差部213に当接するように配置される。また、他方の第1スロット収容部71の先端部は、第1部分211の先端部に当接するように配置される。
図15は、軸方向長さが大きい第1スロット収容部71と位置規制部材210とがスロット12内で径方向に交互に配置されている状態を、軸方向に直交する平面で切断した際の断面図である。図15に示されている位置規制部材210の断面は、第1部分211の断面である。図15に示すように、位置規制部材210の周方向の幅W34は、第1スロット収容部71の周方向の幅W35よりも小さい。また、位置規制部材210の周方向の幅W34は、スロット12の周方向の幅W2(図4参照)よりも小さい。
また、図16に示すように、複数の位置規制部材210のZ2方向側(根元側)は、位置規制部材支持部214により支持されている。位置規制部材支持部214は、円環状部分214aと、円環状部分214aに取り付けられる複数の箱状部分214bとを含む。そして、位置規制部材210のZ2方向側(根元側)は、箱状部分214bに挿入されている。
また、図12および図13に示すように、製造装置200は、案内治具220を備えている。案内治具220は、第1セグメント導体70がスロット12に配置される前において、第1スロット収容部71が延びる方向(Z方向)に沿うように配置される。また、案内治具220は、第1スロット収容部71の非隣接部分NAに位置規制部材210が配置された状態の第1スロット収容部71がスロット12内に挿入される際に、第1スロット収容部71を案内するように構成されている。
具体的には、図17に示すように、案内治具220は、第1スロット収容部71の側面(周方向側の側面)に沿うように、径方向に延びる一対の爪部221を含む。そして、一対の爪部221の間に第1スロット収容部71および位置規制部材210の第1部分211が挟み込まれる。また、案内治具220は、スロット12の数の半数設けられている。また、複数の案内治具220は、円環状に配置される。
また、図12および図13に示すように、案内治具220は、第1スロット収容部71の根元側(Z1方向側)と先端側(Z2方向側)との両方に設けられている。また、複数の案内治具220は、円環状の支持部222上に配置される。また、円環状の支持部222には、貫通孔223が設けられており、複数の貫通孔223には、それぞれ、支柱230が貫通している。支柱230は、ステータコア10の耳部10cに設けられる貫通孔10dに挿入されている。
また、図13に示すように、製造装置200は、倒れ込み防止部材240を備えている。倒れ込み防止部材240は、第1セグメント導体70がスロット12に配置される前において、第1スロット収容部71の非隣接部分NAに位置規制部材210が配置された状態の第1スロット収容部71の径方向内側に配置される。そして、倒れ込み防止部材240は、第1セグメント導体70が径方向内側に倒れ込むのを防止するように構成されている。具体的には、倒れ込み防止部材240は、円環状を有している。そして、第1スロット収容部71の非隣接部分NAに位置規制部材210が配置された状態の、円環状に配置された第1スロット収容部71の径方向内側に配置される。そして、倒れ込み防止部材240は、最内径に配置される第1スロット収容部71または位置規制部材210に当接するように配置される。これにより、第1セグメント導体70の径方向内側への倒れ込みが防止される。また、倒れ込み防止部材240は、第1スロット収容部71の根元側(Z1方向側)と先端側(Z2方向側)との両方に設けられている。
また、図18に示すように、製造装置200は、押圧治具250を備えている。押圧治具250は、位置規制部材210により第1スロット収容部71の径方向の位置が規制された状態の複数の第1セグメント導体70を中心軸線方向に押圧することにより、第1スロット収容部71をスロット12内に配置するように構成されている。具体的には、押圧治具250は、円環形状を有している。また、押圧治具250には、円周状の溝部251が設けられている。また、押圧治具250は、溝部251の底部251aにより、複数の第1セグメント導体70のコイルエンド部43を押圧するように構成されている。また、押圧治具250では、溝部251の側壁部252が底部251aからステータコア10側に突出するように構成されている。そして、押圧治具250がステータコア10側に移動して、側壁部252がステータコア10の中心軸線方向外側の端面10aに当接することにより、複数の第1セグメント導体70の中心軸線方向の位置が位置決めされる。具体的には、側壁部252のZ2方向側の先端部253がステータコア10の端面10aに当接する。なお、押圧治具250、溝部251および側壁部252は、それぞれ、特許請求の範囲の「第1押圧治具」、「第1押圧部分」および「第1突出部分」の一例である。
また、図19に示すように、製造装置200は、挿入治具260を備えている。挿入治具260は、スロット12において位置規制部材210が抜き取られた後の隙間CL11に、ステータコア10の中心軸線方向の他方側に配置される第2セグメント導体80の第2スロット収容部81を挿入するように構成されている。具体的には、挿入治具260は、略円環形状を有している。そして、挿入治具260は、直径の異なる複数の挿入治具260を含む。具体的には、挿入治具260は、最外径の位置から最外径から2番目の位置に渡るように配置される第2セグメント導体80を押圧する挿入治具260aを含む。また、挿入治具260は、最外径から3番目の位置から最外径から4番目の位置に渡るように配置される第2セグメント導体80を押圧する挿入治具(図示せず)を含む。また、挿入治具260は、最外径から5番目の位置から最外径から6番目の位置に渡るように配置される第2セグメント導体80を押圧する挿入治具(図示せず)を含む。また、挿入治具260は、最外径から7番目の位置から最外径から8番目の位置に渡るように配置される第2セグメント導体80を押圧する挿入治具(図示せず)を含む。
また、図20に示すように、製造装置200は、押圧治具270を備えている。押圧治具270は、後述するステップS9において、スロット12において位置規制部材210が抜き取られた後の隙間CL11に配置された第2セグメント導体80を中心軸線方向に押圧するように構成されている。具体的には、押圧治具270は、円環形状を有している。また、押圧治具270には、円周状の溝部271が設けられている。また、押圧治具270は、溝部271の底部271aにより、複数の第2セグメント導体80のコイルエンド部43を押圧するように構成されている。また、押圧治具270では、溝部271の側壁部272が底部271aからステータコア10側に突出するように構成されている。そして、押圧治具270がステータコア10側に移動して、側壁部272のZ2方向側の先端部273がステータコア10の中心軸線方向外側の端面10bに当接する状態で、第2スロット収容部81と第1スロット収容部71とが係合(位置合わせ)される。なお、押圧治具270、溝部271および側壁部272は、それぞれ、特許請求の範囲の「第2押圧治具」、「第2押圧部分」および「第2突出部分」の一例である。
また、図21に示すように、ステータ100の製造装置200は、押圧治具201を備えている。押圧治具201は、複数のスロット12に配置された第1セグメント導体70の第1スロット収容部71と第2セグメント導体80の第2スロット収容部81とのうちの少なくとも一方(本実施形態では、両方)を、複数のスロット12毎に径方向に独立して押圧する。具体的には、図22に示すように、押圧治具201は、複数のスロット12毎に配置され、径方向に移動可能に構成されている。また、押圧治具201は、複数のスロット12に対応するように複数(スロット12の数と同数)設けられており、複数の押圧治具201毎に、独立して径方向に移動可能に構成されている。
また、ステータ100の製造装置200は、複数のスロット12毎に独立して押圧治具201を移動させる移動機構部202を備える。移動機構部202は、複数の押圧治具201毎に設けられており、複数の押圧治具201毎に径方向の移動量を調整可能に構成されている。移動機構部202は、たとえば、アクチュエータからなる。
また、図23に示すように、押圧治具201は、第1セグメント導体70と第2セグメント導体80とのうちの少なくとも一方(本実施形態では、両方)に接触する接触部分201aを含む。接触部分201aは、周方向から見て、角部が面取りされた形状を有する。具体的には、接触部分201aは、第1セグメント導体70と第2セグメント導体80とに接触する部分201bが平坦面形状であり、部分201bに接続される部分201cが周方向から見て湾曲形状である。
また、接触部分201aは、径方向外側に突出するように2つ設けられている。2つの接触部分201aは、軸方向に沿って互いに離間するように設けられている。また、2つの接触部分201aは、スロット収容部42aおよび42bの接合部90(図21参照)に対応する位置を押圧するように構成されている。押圧治具201がスロット収容部42aおよび42bを押圧することにより、Z1方向側に設けられる接合部90とZ2方向側に設けられる接合部90とが、それぞれ、2つの接触部分201aにより同時に押圧される。
また、図21に示すように、ステータ100の製造装置200には、押出し部材203と、保持部材204とが設けられている。保持部材204は、押圧治具201および押出し部材203を保持するように構成されている。また、押出し部材203は、たとえば、軸方向一方側に先細る楔状(テーパー形状)に形成されており、軸方向に移動することにより、押圧治具201を径方向外側に押圧して(押し出して)、押圧治具201を径方向外側に移動させながら、押圧力をセグメント導体40に伝達するように構成されている。
(ステータの製造方法)
次に、本実施形態によるステータ100の製造方法について説明する。
次に、本実施形態によるステータ100の製造方法について説明する。
(セグメント導体を準備する工程)
まず、ステップS1(図24参照)において、複数のセグメント導体40が準備される。具体的には、Y結線されたコイル部30の各相の動力線接続端部Ptを構成する動力導体50と、コイル部30の各相の中性点接続端部Ntを構成する中性点導体60と、コイル部30のその他の部分を構成する一般導体41とが準備される。
まず、ステップS1(図24参照)において、複数のセグメント導体40が準備される。具体的には、Y結線されたコイル部30の各相の動力線接続端部Ptを構成する動力導体50と、コイル部30の各相の中性点接続端部Ntを構成する中性点導体60と、コイル部30のその他の部分を構成する一般導体41とが準備される。
たとえば、図8(a)に示すように、銅等の導電性材料からなる平角状の導体表面40bに、ポリイミド等の絶縁材料からなる絶縁被膜40aが形成(コーティング)される。その後、絶縁被膜40aが形成された導体(平角導線)が成形冶具(図示せず)により成形されることにより、一般導体41(図9参照)、動力導体50を形成するための外径側動力導体52および内径側動力導体53、外径側中性点導体61、内径側中性点導体62とが形成される。
〈一般導体の形成〉
詳細には、図9に示すように、互いに異なるスロット12(たとえば、スロットピッチが6)に配置され、軸方向長さが互いに異なる一対のスロット収容部42aおよび42bと、一対のスロット収容部42aおよび42bを接続するコイルエンド部43とが形成されることにより、一般導体41が形成される。なお、動力導体50および中性点導体60の形成については、省略する。
詳細には、図9に示すように、互いに異なるスロット12(たとえば、スロットピッチが6)に配置され、軸方向長さが互いに異なる一対のスロット収容部42aおよび42bと、一対のスロット収容部42aおよび42bを接続するコイルエンド部43とが形成されることにより、一般導体41が形成される。なお、動力導体50および中性点導体60の形成については、省略する。
〈絶縁部の形成〉
そして、ステップS2(図24参照)において、セグメント導体40の導体表面40bに、接合部90の絶縁被膜40aの厚みt1よりも大きい厚みt2を有する絶縁部120が設けられる。
そして、ステップS2(図24参照)において、セグメント導体40の導体表面40bに、接合部90の絶縁被膜40aの厚みt1よりも大きい厚みt2を有する絶縁部120が設けられる。
図9に示すように、一対のスロット収容部42aおよび42bのうちの軸方向に沿った長さが大きいスロット収容部42aに、絶縁性を有するシート状のシート状部材121を取り付けることにより、絶縁部120が形成される。具体的には、一般導体41のスロット収容部42a、外径側動力導体52のスロット収容部42a、外径側中性点導体61のスロット収容部42aのそれぞれに、シート状部材121が取り付けられる。
詳細には、図8(b)に示すように、厚みt1よりも小さい厚みt3を有するシート状部材121が、スロット収容部42aに、1周以上、巻回されて、固定される。これにより、巻回回数が1回の場合、厚みt1よりも大きい厚みt2(=t1+t3)を有する絶縁部120が、スロット収容部42aに形成される。
(絶縁部材をスロットに配置する工程)
ステップS3(図24参照)において、図25に示すように、複数のスロット12のそれぞれに、絶縁部材20が配置される。絶縁部材20は、軸方向両側が開放または開口された状態で配置される。また、絶縁部材20は、径方向内側が閉じた状態で配置される。また、図3に示すように、配置された絶縁部材20は、軸方向両側の襟部22により、スロット12内に保持される。
ステップS3(図24参照)において、図25に示すように、複数のスロット12のそれぞれに、絶縁部材20が配置される。絶縁部材20は、軸方向両側が開放または開口された状態で配置される。また、絶縁部材20は、径方向内側が閉じた状態で配置される。また、図3に示すように、配置された絶縁部材20は、軸方向両側の襟部22により、スロット12内に保持される。
(位置規制部材をスロットに配置する工程)
ステップS4(図24参照)において、図13および図14に示すように、複数の第1セグメント導体71において、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71(スロット収容部42a)の軸方向長さL2の小さい第1スロット収容部71(スロット収容部42b)が隣接しない非隣接部分NA(図14参照)に位置規制部材210を位置させる。これにより、非隣接部分NAを径方向から支持することにより、第1スロット収容部71の径方向の位置を規制する。これにより、4つの位置規制部材210は、第1部分211同士の間に、径方向に沿って、1つの第1スロット収容部71の径方向の幅W21分の隙間が生じた状態で、径方向に隣り合うように配置される。
ステップS4(図24参照)において、図13および図14に示すように、複数の第1セグメント導体71において、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71(スロット収容部42a)の軸方向長さL2の小さい第1スロット収容部71(スロット収容部42b)が隣接しない非隣接部分NA(図14参照)に位置規制部材210を位置させる。これにより、非隣接部分NAを径方向から支持することにより、第1スロット収容部71の径方向の位置を規制する。これにより、4つの位置規制部材210は、第1部分211同士の間に、径方向に沿って、1つの第1スロット収容部71の径方向の幅W21分の隙間が生じた状態で、径方向に隣り合うように配置される。
(第1スロット収容部を配置する工程(位置を規制する工程))
ステップS5(図24参照)において、径方向に隣り合う位置規制部材210の第1部分211の間に、コイル部30に電力を供給するリード線(動力導体50)が設けられるリード線側の第1セグメント導体70の第1スロット収容部71を配置する。これにより、本実施形態では、複数の第1セグメント導体70の径方向に隣り合う軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の非隣接部分NAに位置規制部材210が位置することによって、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の径方向の位置が規制される。具体的には、1つのスロット12内において、複数(4つ)の軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71が配置されており、軸方向長さL1を有する(長い)4つの第1スロット収容部71の各々の非隣接部分NAに、複数の位置規制部材210(第1部分211)が配置される。また、最内径に配置される第1スロット収容部71の径方向内側にも位置規制部材210(第1部分211)が配置される。これにより、4つの軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の径方向の位置が規制される。
ステップS5(図24参照)において、径方向に隣り合う位置規制部材210の第1部分211の間に、コイル部30に電力を供給するリード線(動力導体50)が設けられるリード線側の第1セグメント導体70の第1スロット収容部71を配置する。これにより、本実施形態では、複数の第1セグメント導体70の径方向に隣り合う軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の非隣接部分NAに位置規制部材210が位置することによって、軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の径方向の位置が規制される。具体的には、1つのスロット12内において、複数(4つ)の軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71が配置されており、軸方向長さL1を有する(長い)4つの第1スロット収容部71の各々の非隣接部分NAに、複数の位置規制部材210(第1部分211)が配置される。また、最内径に配置される第1スロット収容部71の径方向内側にも位置規制部材210(第1部分211)が配置される。これにより、4つの軸方向長さL1の大きい第1スロット収容部71の径方向の位置が規制される。
また、位置規制部材210の一部(第1部分211)がステータコア10の中心軸線方向の外側(Z1方向側)に突出している状態で、複数の第1セグメント導体70の第1スロット収容部71の非隣接部分NAに、位置規制部材210を位置させる。具体的には、スロット12に位置規制部材210が配置された状態で、位置規制部材210の第1部分211がステータコア10の中心軸線方向の外側に突出する。そして、ステータコア10の中心軸線方向の外側に突出している第1部分211の間に第1スロット収容部71が挿入される。
(第1スロット収容部をスロット内に配置する工程)
ステップS6(図24参照)において、図18に示すように、位置規制部材210により第1スロット収容部71の径方向の位置が規制された状態の複数の第1セグメント導体70(全ての第1セグメント導体70)を、スロット12内に配置する。具体的には、図13に示すように、第1スロット収容部71が延びる方向に沿うように配置される案内治具220によって、第1スロット収容部71を案内しながら、複数の第1セグメント導体70をスロット12内に挿入することにより、第1セグメント導体70をスロット12内に配置する。また、第1スロット収容部71の径方向内側に第1セグメント導体70が径方向内側に倒れ込むのを防止するための倒れ込み防止部材240を配置した状態で、複数の第1セグメント導体70をスロット12内に挿入することにより、第1セグメント導体70をスロット12内に配置する。
ステップS6(図24参照)において、図18に示すように、位置規制部材210により第1スロット収容部71の径方向の位置が規制された状態の複数の第1セグメント導体70(全ての第1セグメント導体70)を、スロット12内に配置する。具体的には、図13に示すように、第1スロット収容部71が延びる方向に沿うように配置される案内治具220によって、第1スロット収容部71を案内しながら、複数の第1セグメント導体70をスロット12内に挿入することにより、第1セグメント導体70をスロット12内に配置する。また、第1スロット収容部71の径方向内側に第1セグメント導体70が径方向内側に倒れ込むのを防止するための倒れ込み防止部材240を配置した状態で、複数の第1セグメント導体70をスロット12内に挿入することにより、第1セグメント導体70をスロット12内に配置する。
また、図18に示すように、押圧治具250により、複数の第1セグメント導体70のコイルエンド部43を中心軸線方向に沿って押圧する。これにより、第1スロット収容部71の径方向の位置が規制された状態の複数の第1セグメント導体70をスロット12内に配置するとともに、中心軸線方向における複数の第1セグメント導体70の位置を位置決めする。具体的には、押圧治具250の溝部251にコイルエンド部43が配置された状態で、押圧治具250がZ2方向側に移動する。そして、押圧治具250の側壁部252がステータコア10の中心軸線方向外側の端面10aに当接することにより、複数の第1セグメント導体70の中心軸線方向の位置が位置決めされる。また、位置規制部材210の第2部分212は、ステータコア10の中心軸線方向外側に突出した状態となる。
(ステータコアを反転する工程)
ステップS7(図24参照)において、図19に示すように、複数の第1セグメント導体70がスロット12内に配置された状態で、ステータコア10が反転される。これにより、ステータコア10に対して、複数の第1セグメント導体70がZ2方向側に配置され、位置規制部材210の第2部分212がZ1方向側に配置される。
ステップS7(図24参照)において、図19に示すように、複数の第1セグメント導体70がスロット12内に配置された状態で、ステータコア10が反転される。これにより、ステータコア10に対して、複数の第1セグメント導体70がZ2方向側に配置され、位置規制部材210の第2部分212がZ1方向側に配置される。
(位置規制部材を抜き取る工程、第2スロット収容部を配置(挿入)する工程)
ステップS8(図24参照)において、図19に示すように、複数の第1セグメント導体70がスロット12内に配置された後、位置規制部材210をスロット12から抜き取る。具体的には、1つのスロット12内に配置された複数の位置規制部材210を1つずつ抜き取る。また、1つのスロット12内に配置された複数の位置規制部材210のうち、径方向外側に配置される位置規制部材210から順に、1つずつ抜き取る。つまり、複数(全て)のスロット12の各々において、最外径に配置される位置規制部材210、最外径から2番目の位置規制部材210、最外径から3番目の位置規制部材210、および、最外径から4番目の位置規制部材210の順に、位置規制部材210が抜き取られる。
ステップS8(図24参照)において、図19に示すように、複数の第1セグメント導体70がスロット12内に配置された後、位置規制部材210をスロット12から抜き取る。具体的には、1つのスロット12内に配置された複数の位置規制部材210を1つずつ抜き取る。また、1つのスロット12内に配置された複数の位置規制部材210のうち、径方向外側に配置される位置規制部材210から順に、1つずつ抜き取る。つまり、複数(全て)のスロット12の各々において、最外径に配置される位置規制部材210、最外径から2番目の位置規制部材210、最外径から3番目の位置規制部材210、および、最外径から4番目の位置規制部材210の順に、位置規制部材210が抜き取られる。
なお、位置規制部材210の第2部分212の径方向の幅W32は、第1スロット収容部71の径方向の幅W21の略2倍であるので、1つのスロット12内において、1つの位置規制部材210が抜き取られることにより、2本の第1スロット収容部71の分の径方向の隙間CL11が生じる。
そして、スロット12において位置規制部材210が抜き取られた後の隙間CL11に、(完成状態において)ステータコア10の中心軸線方向の他方側に配置される、リード線側とは反対側の反リード線側の第2セグメント導体80の第2スロット収容部81が配置される。具体的には、位置規制部材210を1つ抜き取るごとに、スロット12において位置規制部材210が抜き取られた後の隙間CL11に、第2スロット収容部81を配置する。なお、隙間CL11とは、第1部分211が配置されていた部分であり、具体的には、軸方向長さL1を有する(長い)第1スロット収容部71同士の間、および、最内径の第1スロット収容部71の内径側を含む。
また、複数(全て)のスロット12の各々において、位置規制部材210が1つずつ抜き取られる。そして、複数(全て)のスロット12において位置規制部材210が1つ抜き取られた後に、位置規制部材210が抜き取られた全てのスロット12において位置規制部材210が抜き取られた後の隙間CL11に、ステータコア10の他方側から第2スロット収容部81を配置する。具体的には、まず、全てのスロット12の各々において、最外径に配置される位置規制部材210が抜き取られる。そして、全てのスロット12の各々において、最外径の位置と、最外径から2番目の位置とに、第2スロット収容部81が配置される。
そして、略円環形状を有している挿入治具260aにより、全てのスロット12に配置された第2セグメント導体80のコイルエンド部43がZ2方向側に押圧される。これにより、第2セグメント導体80の第2スロット収容部81がスロット12内に挿入されるとともに、隙間CL11に配置されている軸方向長さL2の小さい第1スロット収容部71と第2スロット収容部81を当接させる。
次に、全てのスロット12の各々において最外径から2番目の位置規制部材210が抜き取られた後、抜き取られた後の隙間に第2スロット収容部81が配置され、その後、挿入治具260により、第2セグメント導体80のコイルエンド部43がZ2方向側に押圧される。次に、全てのスロット12の各々において最外径から3番目の位置規制部材210が抜き取られた後、抜き取られた後の隙間に第2スロット収容部81が配置され、その後、挿入治具260により、第2セグメント導体80のコイルエンド部43がZ2方向側に押圧される。最後に、全てのスロット12の各々において最外径から4番目(最内径)の位置規制部材210が抜き取られた後、抜き取られた後の隙間に第2スロット収容部81が配置され、その後、挿入治具260により、第2セグメント導体80のコイルエンド部43がZ2方向側に押圧される。
(第1セグメント導体および第2セグメント導体を位置合わせする工程)
ステップS9(図24参照)において、図20に示すように、第1スロット収容部71同士の間に第2セグメント導体80の第2スロット収容部81を配置する工程の後に、複数の第2セグメント導体80のコイルエンド部43を中心軸線方向に沿って押圧して、第2スロット収容部81と第1スロット収容部71とを位置合わせ(係合)させる。具体的には、押圧治具270の溝部271により、全ての第2セグメント導体80のコイルエンド部43が押圧される。また、押圧治具270の側壁部272がステータコア10の中心軸線方向外側の端面10bに当接することにより、第2スロット収容部81と第1スロット収容部71とが位置合わせ(係合)される。
ステップS9(図24参照)において、図20に示すように、第1スロット収容部71同士の間に第2セグメント導体80の第2スロット収容部81を配置する工程の後に、複数の第2セグメント導体80のコイルエンド部43を中心軸線方向に沿って押圧して、第2スロット収容部81と第1スロット収容部71とを位置合わせ(係合)させる。具体的には、押圧治具270の溝部271により、全ての第2セグメント導体80のコイルエンド部43が押圧される。また、押圧治具270の側壁部272がステータコア10の中心軸線方向外側の端面10bに当接することにより、第2スロット収容部81と第1スロット収容部71とが位置合わせ(係合)される。
(スロット収容部同士の接合工程)
ステップS10(図24参照)において、図21に示すように、第1セグメント導体70の第1スロット収容部71と、第1セグメント導体70に軸方向に対向する第2セグメント導体80の第2スロット収容部81とを、複数のスロット12毎に径方向に押圧(加圧)することにより、第1スロット収容部71と第2スロット収容部81とをスロット12内で接合する。また、複数のスロット12に配置された第1セグメント導体70と第2セグメント導体80とが接合される接合部90に加圧荷重がかかる(略均等にかかる)ように、第1スロット収容部71および第2スロット収容部81が、複数のスロット12毎に径方向に独立して押圧される。
ステップS10(図24参照)において、図21に示すように、第1セグメント導体70の第1スロット収容部71と、第1セグメント導体70に軸方向に対向する第2セグメント導体80の第2スロット収容部81とを、複数のスロット12毎に径方向に押圧(加圧)することにより、第1スロット収容部71と第2スロット収容部81とをスロット12内で接合する。また、複数のスロット12に配置された第1セグメント導体70と第2セグメント導体80とが接合される接合部90に加圧荷重がかかる(略均等にかかる)ように、第1スロット収容部71および第2スロット収容部81が、複数のスロット12毎に径方向に独立して押圧される。
なお、スロット収容部42aおよび42bが、押圧治具201により、押圧されながら、加熱装置(図示せず)により、少なくとも接合材130が加熱されることにより、第1対向面72の少なくとも一部(第1接合面72a)と第2対向面82の少なくとも一部(第2接合面82a)とが接合され、接合部90が形成される。
図11に示すように、第1スロット収容部71と第2スロット収容部81とが接合された部分は、電気的に接合された接合部90となる。これにより、接合部90の径方向に隣接する位置(軸方向位置)に絶縁部120が配置された状態になる。また、接合部90の軸方向位置P11は、径方向に隣り合うセグメント導体40の接合部90の軸方向位置P12と異なる位置となる。
また、第1スロット収容部71と第2スロット収容部81とは、径方向内側が閉じている絶縁部材20とともに、径方向内側から押圧治具201によって押圧される。その後、図2に示すように、ステータ100が完成される。なお、図1に示すように、ステータ100とロータ101とが組み合わされることにより、回転電機102が製造される。
[本実施形態の製造方法の効果]
上記本実施形態の製造方法では、以下のような効果を得ることができる。
上記本実施形態の製造方法では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、複数のセグメント導体(40)のうちの電機子コア(10)の中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体(70)において、軸方向長さ(L1)の大きい第1スロット収容部(71)の軸方向長さ(L2)の小さい第1スロット収容部(71)が隣接しない非隣接部分(NA)に、位置規制部材(210)を位置させることによって、非隣接部分(NA)を径方向から支持することにより、第1スロット収容部(71)の径方向の位置を規制する工程を備える。これにより、第1スロット収容部(71)の径方向の位置が位置規制部材(210)により規制されているので、第1スロット収容部(71)をスロット(12)に収容する際に、第1スロット収容部(71)の径方向の位置がずれることや変形することを防止することができる。また、位置規制部材(210)の一部が抜き取られずに、第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に位置規制部材(210)が配置されている状態の第1スロット収容部(71)は、位置が規制されたままである。その結果、第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に位置規制部材(210)が配置されていない場合と比べて、第1スロット収容部(71)の位置ずれを低減することができる。これにより、第1スロット収容部(71)の位置ずれが低減された状態で、スロット(12)において位置規制部材(210)が抜き取られた後の隙間(CL11)(軸方向長さ(L1)の大きい第1スロット収容部(71)同士の間、スロット(12)の底面と抜き取られていない位置規制部材(210)との間など)に、第2セグメント導体(80)の第2スロット収容部(81)を配置することができる。その結果、スロット(12)において位置規制部材(210)が抜き取られた後の隙間(CL11)に配置されている第1スロット収容部(71)と、第2スロット収容部(81)とを適切に接合することができる。これにより、複数のセグメント導体(40)のスロット収容部(42a、42b)同士がスロット(12)内で接合されている電機子(100)において、第1セグメント導体(70)の第1スロット収容部(71)と第2セグメント導体(80)の第2スロット収容部(81)とを適切に接合することができる。
また、本実施形態では、上記のように、1つのスロット(12)内において位置規制部材(210)を1つ抜き取るごとに、スロット(12)において位置規制部材(210)が抜き取られた後の隙間(CL11)に、第2スロット収容部(81)を配置する。このように構成すれば、スロット(12)において隙間(CL11)が生じるごとに、隙間(CL11)が第2スロット収容部(81)により埋められるので、第1セグメント導体(70)の位置の規制を、抜き取られていない位置規制部材(210)と第2スロット収容部(81)とによって行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、1つのスロット(12)内に配置された複数の位置規制部材(210)のうち、径方向外側に配置される位置規制部材(210)から順に、1つずつ抜き取る。このように構成すれば、位置規制部材(210)を抜き取った後挿入された第2スロット収容部(81)は、スロット(12)の底面(バックヨーク11の壁部(11a))と位置規制部材(210)との間(または、先に挿入された第2スロット収容部(81)と位置規制部材(210)との間)に挟み込まれるので、挿入された第2スロット収容部(81)を安定させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、複数のスロット(12)の全てにおいて位置規制部材(210)が1つ抜き取られた後に、位置規制部材(210)が抜き取られた全てのスロット(12)において位置規制部材(210)が抜き取られた後の隙間(CL11)に、第2スロット収容部(81)を配置する。このように構成すれば、全てのスロット(12)において挿入される第2スロット収容部(81)の径方向の位置が同じになるので、略円環状の挿入治具(260)により複数の第2セグメント導体(80)を容易に押圧してスロット(12)に挿入することができる。
また、本実施形態では、上記のように、位置規制部材(210)の一部が電機子コア(10)の中心軸線方向の外側に突出している状態で、複数の第1セグメント導体(70)の第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に、位置規制部材(210)を位置させる。このように構成すれば、電機子コア(10)のスロット(12)の外側で、第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に位置規制部材(210)を位置させることができるので、第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に適切に位置規制部材(210)が位置しているか否かを容易に視認することができる。
また、本実施形態では、上記のように、複数の第1セグメント導体(70)の第1コイルエンド部(43)を中心軸線方向に沿って押圧することにより、第1スロット収容部(71)の径方向の位置が規制された状態で複数の第1セグメント導体(70)をスロット(12)内に配置するとともに、中心軸線方向における複数の第1セグメント導体(70)の位置を位置決めする。このように構成すれば、第1スロット収容部(71)の径方向の位置が規制されたままの状態で複数の第1セグメント導体(70)がスロット(12)内に配置されるので、スロット(12)内への配置(挿入)に起因する第1スロット収容部(71)の位置ずれを効果的に防止することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スロット(12)において位置規制部材(210)が抜き取られた後の隙間(CL11)に第2セグメント導体(80)の第2スロット収容部(81)を配置する工程の後に、複数の第2セグメント導体(80)の第2コイルエンド部(43)を中心軸線方向に沿って押圧して、第2スロット収容部(81)と第1スロット収容部(71)とを当接させる。このように構成すれば、複数の第2セグメント導体(80)が押圧されるので、第2スロット収容部(81)と第1スロット収容部(71)とを確実に当接させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、コイル部(30)に電力を供給するリード線が設けられるリード線側の複数の第1セグメント導体(70)の軸方向長さ(L1)の大きい第1スロット収容部(71)の径方向の位置を規制するとともに、リード線側とは反対側の反リード線側の第2セグメント導体(80)の第2スロット収容部(81)を配置する。ここで、リード線側の第1セグメント導体(70)は、リード線が設けられるために、第1セグメント導体(70)同士の間で形状が異なる場合がある。一方、反リード線側の第2セグメント導体(80)の形状は、全ての第2セグメント導体(80)の形状が同じである。そこで、スロット(12)において位置規制部材(210)が抜き取られた後の隙間(CL11)に反リード線側の第2セグメント導体(80)の第2スロット収容部(81)を配置することによって、第2スロット収容部(81)の配置の作業を容易に行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1スロット収容部(71)が延びる方向に沿うように配置される案内治具(220)によって、第1スロット収容部(71)を案内しながら、複数の第1セグメント導体(70)をスロット(12)内に挿入する。このように構成すれば、第1スロット収容部(71)を案内治具(220)によって案内しながら、第1スロット収容部(71)を容易にスロット(12)内に配置することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1スロット収容部(71)の径方向内側に第1セグメント導体(70)が径方向内側に倒れ込むのを防止するための倒れ込み防止部材(240)を配置した状態で、複数の第1セグメント導体(70)をスロット(12)内に挿入することにより、第1セグメント導体(70)をスロット(12)内に配置する。このように構成すれば、第1スロット収容部(71)をスロット(12)に挿入する際に、第1セグメント導体(70)が倒れ込むのを倒れ込み防止部材(240)により容易に防止することができる。
[本実施形態の製造装置の効果]
本実施形態の製造装置200では、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の製造装置200では、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、複数のセグメント導体(40)のうちの電機子コア(10)の中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体(70)において、軸方向長さ(L1)の大きい第1スロット収容部(71)の軸方向長さ(L2)の小さい第1スロット収容部(71)が隣接しない非隣接部分(NA)に位置させることによって、非隣接部分(NA)を径方向から支持することにより、第1スロット収容部(71)の径方向の位置を規制する位置規制部材(210)を備える。これにより、第1スロット収容部(71)の径方向の位置が位置規制部材(210)により規制されているので、第1スロット収容部(71)をスロット(12)に収容する際に、第1スロット収容部(71)の径方向の位置がずれることや変形することを防止することができる。その結果、スロット(12)内において、第1セグメント導体(70)の第1スロット収容部(71)と第2セグメント導体(80)の第2スロット収容部(81)とを適切に接合することが可能な電機子(100)の製造装置(200)を提供することができる。
また、本実施形態では、上記のように、位置規制部材(210)は、第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に配置される棒形状の第1部分(211)と、第1部分(211)に連続するように接続され、第1部分(211)の径方向の幅(W31)よりも大きい幅(W32)を有する第2部分(212)とを含む。ここで、第2セグメント導体(80)の一対の第2スロット収容部(81)のうちの一方と他方とが、互いに異なるスロット(12)内において径方向の異なる位置に配置される。そこで、位置規制部材(210)の第2部分(212)の幅(W32)を第1部分(211)よりも大きくすることによって、1つの位置規制部材(210)を抜き取ることによって、1つのスロット(12)内において1本の第2スロット収容部(81)の径方向の幅(W21)よりも大きい隙間(CL11)が生じる。その結果、径方向の位置が異なる一対の第2スロット収容部(81)を、互いに異なるスロット(12)に配置することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第2部分(212)の径方向の幅(W32)は、第1スロット収容部(71)の径方向の幅(W21)の2倍以上である。このように構成すれば、1つの位置規制部材(210)を抜き取ることによって、1つのスロット(12)内において2本の第1スロット収容部(71)(第2スロット収容部(81))の径方向の幅分の隙間(CL11)が生じる。その結果、径方向の位置が異なる一対の第2スロット収容部(81)を、互いに異なるスロット(12)に容易に配置することができる。
また、本実施形態では、上記のように、位置規制部材(210)の周方向の幅(W34)は、第1スロット収容部(71)の周方向の幅(W35)よりも小さい。このように構成すれば、位置規制部材(210)の周方向の幅(W34)が第1スロット収容部(71)の周方向の幅(W35)(スロット(12)の周方向の幅(W2))よりも小さいので、位置規制部材(210)を容易にスロット(12)内に配置することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1スロット収容部(71)が延びる方向に沿うように配置され、第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に位置規制部材(210)が配置された状態の第1スロット収容部(71)がスロット(12)内に挿入される際に、第1スロット収容部(71)を案内する案内治具(220)が設けられている。このように構成すれば、第1スロット収容部(71)を案内治具(220)によって案内しながら、第1スロット収容部(71)を容易にスロット(12)に配置することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1スロット収容部(71)の非隣接部分(NA)に位置規制部材(210)が配置された状態の第1スロット収容部(71)の径方向内側に配置され、第1セグメント導体(70)が径方向内側に倒れ込むのを防止するための倒れ込み防止部材(240)が設けられている。このように構成すれば、第1スロット収容部(71)をスロット(12)に挿入する際に、第1セグメント導体(70)が倒れ込むのを倒れ込み防止部材(240)により容易に防止することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1押圧治具(250)が電機子コア(10)側に移動して、第1突出部分(252)が電機子コア(10)の中心軸線方向外側の端面(10a)に当接することにより、複数の第1セグメント導体(70)の中心軸線方向の位置が位置決めされる。このように構成すれば、第1突出部分(252)を電機子コア(10)の中心軸線方向外側の端面(10a)に当接させるだけで、容易に、複数の第1セグメント導体(70)の中心軸線方向の位置を位置決めすることができる。
また、本実施形態では、上記のように、スロット(12)において位置規制部材(210)が抜き取られた後の隙間(CL11)に配置された第2セグメント導体(80)を中心軸線方向に押圧する第2押圧治具(270)が設けられている。このように構成すれば、第2押圧治具(270)により第2セグメント導体(80)を押圧することによって、第2セグメント導体(80)の第2スロット収容部(81)を、スロット(12)内に容易に挿入することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第2押圧治具(270)が電機子コア(10)側に移動して、第2突出部分(272)が電機子コア(10)の中心軸線方向外側の端面(10b)に当接することにより、第2スロット収容部(81)と第1スロット収容部(71)とを位置合わせさせる。このように構成すれば、第2突出部分(272)が電機子コア(10)の中心軸線方向外側の端面(10b)に当接するまで移動させることにより、確実に、第2スロット収容部(81)と第1スロット収容部(71)とを位置合わせさせることができる。
また、上記実施形態では、セグメント導体(40)の一対のスロット収容部のうちの一方のスロット収容部(42a)の軸方向長さ(L1)は、他方のスロット収容部(42b)の軸方向長さ(L2)よりも大きい。このように構成すれば、1つのスロット(12)内に、軸方向長さ(L1)の大きいスロット収容部(42a)と軸方向長さ(L2)の小さいスロット収容部(42b)とが配置される。このため、軸方向長さ(L1)の大きいスロット収容部(42a)の軸方向長さ(L2)の小さいスロット収容部(42b)に隣接しない非隣接部分(NA)は、支持されていない状態となる。そこで、非隣接部分(NA)を位置規制部材(210)によって支持することは、スロット収容部(42a)の位置を規制する点において特に有効である。
また、上記実施形態では、1つのスロット(12)内には、軸方向長さ(L1)の大きいスロット収容部(42a)と、軸方向長さ(L2)の小さいスロット収容部(42b)とが径方向に沿って交互に配置されている。このように構成すれば、軸方向長さ(L1)の大きいスロット収容部(42a)に、必ず非隣接部分(NA)が存在することになるので、非隣接部分(NA)を位置規制部材(210)によって支持することは、スロット収容部(42a)の位置を規制する点においてさらに有効である。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、1つのスロット内において径方向外側に配置される位置規制部材から順に、位置規制部材が抜き取られる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、1つのスロット内において径方向内側に配置される位置規制部材から順に、位置規制部材を抜き取ってもよい。
また、上記実施形態では、全てのスロットにおいて、位置規制部材が1つ抜き取られた後、第2スロット収容部が配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ステータコアに配置される全ての位置規制部材のうちから位置規制部材が1つ抜き取られるごとに、第2スロット収容部を配置してもよい。
また、上記実施形態では、挿入治具により、スロットにおいて位置規制部材が抜き取られた後の隙間に第2セグメント導体の第2スロット収容部を挿入した後、押圧治具により第2セグメント導体を押圧して、第2スロット収容部と第1スロット収容部とを位置合わせする例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、挿入治具により、第2セグメント導体を押圧して、第2スロット収容部と第1スロット収容部とを挿入するとともに位置合わせしてもよい。
また、上記実施形態では、位置規制部材の第2部分の径方向の幅が、第1スロット収容部の径方向の幅の略2倍である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位置規制部材の第2部分の径方向の幅が、第1スロット収容部の径方向の幅の2倍よりも大きくてもよい。
また、上記実施形態では、位置規制部材の周方向の幅が、第1スロット収容部の周方向の幅よりも小さい例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位置規制部材の周方向の幅が、第1スロット収容部の周方向の幅と同じであってもよい。
また、上記実施形態では、スロットに配置された位置規制部材の間に第1スロット収容部を挿入する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数の第1スロット収容部の間に位置規制部材を挿入してもよい。
また、上記実施形態では、1つのスロット内に、軸方向長さの大きいスロット収容部と、軸方向長さの小さいスロット収容部とが径方向に沿って交互に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、1つのスロット内に、軸方向長さの大きいスロット収容部と軸方向長さの小さいスロット収容部とが径方向に沿って交互に配置されていなくてもよい。
また、上記実施形態では、コイル部が、略J字形状を有するセグメント導体により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コイル部が、軸方向長さの大きい一対のスロット収容部を有する略U字形状のセグメント導体と、軸方向長さの小さい一対のスロット収容部を有する略U字形状のセグメント導体とによって構成されていてもよい。
10 ステータコア(電機子コア)
10a、10b 端面
12 スロット
30 コイル部
40 セグメント導体
42a、42b スロット収容部
43 コイルエンド部(第1コイルエンド部、第2コイルエンド部)
70 第1セグメント導体
71 第1スロット収容部
80 第2セグメント導体
81 第2スロット収容部
100 ステータ(電機子)
200 製造装置
210 位置規制部材
211 第1部分
212 第2部分
220 案内治具
240 倒れ込み防止部材
250 押圧治具(第1押圧治具)
251a 底部(第1押圧部分)
252 側壁部(第1突出部分)
260 挿入治具
270 押圧治具(第2押圧治具)
271a 底部(第2押圧部分)
272 側壁部(第2突出部分)
NA 非隣接部分
10a、10b 端面
12 スロット
30 コイル部
40 セグメント導体
42a、42b スロット収容部
43 コイルエンド部(第1コイルエンド部、第2コイルエンド部)
70 第1セグメント導体
71 第1スロット収容部
80 第2セグメント導体
81 第2スロット収容部
100 ステータ(電機子)
200 製造装置
210 位置規制部材
211 第1部分
212 第2部分
220 案内治具
240 倒れ込み防止部材
250 押圧治具(第1押圧治具)
251a 底部(第1押圧部分)
252 側壁部(第1突出部分)
260 挿入治具
270 押圧治具(第2押圧治具)
271a 底部(第2押圧部分)
272 側壁部(第2突出部分)
NA 非隣接部分
Claims (21)
- 中心軸線方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、前記複数のスロットに配置されるスロット収容部を有する複数のセグメント導体と、前記複数のスロット収容部同士が、前記スロット内で接合されることにより形成されるコイル部とを備え、前記スロット内には、軸方向長さの互いに異なる少なくとも2つの前記スロット収容部が径方向に隣接して配置されている、電機子の製造方法であって、
前記複数のセグメント導体のうちの前記電機子コアの前記中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体において、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の軸方向長さの小さい第1スロット収容部が隣接しない非隣接部分に位置規制部材を位置させることによって、前記非隣接部分を径方向から支持することにより、前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程と、
前記位置規制部材により前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置が規制された状態の前記複数の第1セグメント導体を、前記スロット内に配置する工程と、
前記複数の第1セグメント導体が前記スロット内に配置された後、前記位置規制部材の一部を前記スロットから抜き取る工程と、
前記スロットにおいて前記位置規制部材が抜き取られた後の隙間に、前記電機子コアの前記中心軸線方向の他方側に配置される第2セグメント導体の第2スロット収容部を前記電機子コアの前記他方側から挿入して配置するとともに、前記隙間に配置されている前記軸方向長さの小さい第1スロット収容部に対して前記第2スロット収容部を当接させる工程とを備える、電機子の製造方法。 - 前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程は、1つの前記スロット内において、複数の前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部が配置されており、当該複数の前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の各々の前記非隣接部分に複数の前記位置規制部材を配置することにより、複数の前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程であり、
前記位置規制部材を抜き取る工程は、前記1つのスロット内に配置された複数の前記位置規制部材を1つずつ抜き取る工程であり、
前記第1スロット収容部に対して前記第2スロット収容部を当接させる工程では、前記1つのスロット内において前記位置規制部材を1つ抜き取るごとに、前記スロットにおいて前記位置規制部材が抜き取られた後の隙間に、前記第2スロット収容部を配置する、請求項1に記載の電機子の製造方法。 - 前記位置規制部材を1つずつ抜き取る工程は、前記1つのスロット内に配置された複数の前記位置規制部材のうち、径方向外側に配置される前記位置規制部材から順に、1つずつ抜き取る工程である、請求項2に記載の電機子の製造方法。
- 前記位置規制部材を1つずつ抜き取る工程は、前記複数のスロットの各々において、前記位置規制部材を1つずつ抜き取る工程であり、
前記第1スロット収容部に対して前記第2スロット収容部を当接させる工程では、前記複数のスロットの全てにおいて前記位置規制部材が1つ抜き取られた後に、前記位置規制部材が抜き取られた全ての前記スロットにおいて前記位置規制部材が抜き取られた後の隙間に、前記第2スロット収容部を配置する、請求項2または3に記載の電機子の製造方法。 - 前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程は、前記位置規制部材の一部が前記電機子コアの前記中心軸線方向の外側に突出している状態で、前記複数の第1セグメント導体の前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の前記非隣接部分に、前記位置規制部材を位置させる工程である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電機子の製造方法。
- 前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置が規制された状態の前記複数の第1セグメント導体を前記スロット内に配置する工程は、前記複数の第1セグメント導体の第1コイルエンド部を前記中心軸線方向に沿って押圧することにより、前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置が規制された状態の前記複数の第1セグメント導体を前記スロット内に配置するとともに、前記中心軸線方向における前記複数の第1セグメント導体の位置を位置決めする工程である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電機子の製造方法。
- 前記第1スロット収容部に対して前記第2スロット収容部を当接させる工程は、前記位置規制部材が抜き取られた後の隙間に前記第2セグメント導体の前記第2スロット収容部を配置した後に、前記複数の第2セグメント導体の第2コイルエンド部を前記中心軸線方向に沿って押圧して、前記第1スロット収容部に対して前記第2スロット収容部を当接させる工程である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電機子の製造方法。
- 前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程は、前記コイル部に電力を供給するリード線が設けられるリード線側の前記複数の第1セグメント導体の前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する工程であり、
前記第1スロット収容部に対して前記第2スロット収容部を当接させる工程では、前記リード線側とは反対側の反リード線側の前記第2セグメント導体の前記第2スロット収容部を配置する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電機子の製造方法。 - 前記第1セグメント導体を前記スロット内に配置する工程は、前記第1スロット収容部が延びる方向に沿うように配置される案内治具によって、前記第1スロット収容部を案内しながら、前記複数の第1セグメント導体を前記スロット内に挿入することにより、前記第1セグメント導体を前記スロット内に配置する工程である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電機子の製造方法。
- 前記第1セグメント導体を前記スロット内に配置する工程は、前記第1セグメント導体が径方向内側に倒れ込むのを防止するための倒れ込み防止部材を前記第1スロット収容部の径方向内側に配置した状態で、前記複数の第1セグメント導体を前記スロット内に挿入することにより、前記第1セグメント導体を前記スロット内に配置する工程である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の電機子の製造方法。
- 中心軸線方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、前記複数のスロットに配置されるスロット収容部を有する複数のセグメント導体と、前記複数のスロット収容部同士が、前記スロット内で接合されることにより形成されるコイル部とを備え、前記スロット内には、軸方向長さの互いに異なる少なくとも2つの前記スロット収容部が径方向に隣接して配置されている、電機子の製造装置であって、
前記複数のセグメント導体のうちの前記電機子コアの前記中心軸線方向の一方側に配置される複数の第1セグメント導体において、軸方向長さの大きい第1スロット収容部の軸方向長さの小さい第1スロット収容部が隣接しない非隣接部分に位置させることによって、前記非隣接部分を径方向から支持することにより、前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置を規制する位置規制部材と、
前記位置規制部材により前記軸方向長さの大きい第1スロット収容部の径方向の位置が規制された状態の前記複数の第1セグメント導体を前記中心軸線方向に押圧することにより、前記第1スロット収容部を前記スロット内に配置する第1押圧治具と、
前記スロットにおいて前記位置規制部材が抜き取られた後の隙間に、前記電機子コアの前記中心軸線方向の他方側に配置される第2セグメント導体の第2スロット収容部を前記電機子コアの前記他方側から挿入するとともに、前記隙間に配置されている前記軸方向長さの小さい第1スロット収容部に対して前記第2スロット収容部を当接させる挿入治具とを備える、電機子の製造装置。 - 前記位置規制部材は、前記第1スロット収容部の前記非隣接部分に配置される棒形状の第1部分と、前記第1部分に連続するように接続され、前記第1部分の径方向の幅よりも大きい幅を有する第2部分とを含む、請求項11に記載の電機子の製造装置。
- 前記第2部分の径方向の幅は、前記第1スロット収容部の径方向の幅の2倍以上である、請求項12に記載の電機子の製造装置。
- 前記位置規制部材の周方向の幅は、前記第1スロット収容部の周方向の幅よりも小さい、請求項11〜13のいずれか1項に記載の電機子の製造装置。
- 前記第1スロット収容部が延びる方向に沿うように配置され、前記第1スロット収容部の前記非隣接部分に前記位置規制部材が配置された状態の前記第1スロット収容部が前記スロット内に挿入される際に、前記第1スロット収容部を案内する案内治具をさらに備える、請求項11〜14のいずれか1項に記載の電機子の製造装置。
- 前記第1スロット収容部の前記非隣接部分に前記位置規制部材が配置された状態の前記第1スロット収容部の径方向内側に配置され、前記第1セグメント導体が径方向内側に倒れ込むのを防止するための倒れ込み防止部材をさらに備える、請求項11〜15のいずれか1項に記載の電機子の製造装置。
- 前記第1押圧治具は、前記複数の第1セグメント導体の第1コイルエンド部を押圧する第1押圧部分と、前記第1押圧部分から前記電機子コア側に突出する第1突出部分とを含み、
前記第1押圧治具が前記電機子コア側に移動して、前記第1突出部分が前記電機子コアの中心軸線方向外側の端面に当接することにより、前記複数の第1セグメント導体の前記中心軸線方向の位置が位置決めされるように構成されている、請求項11〜16のいずれか1項に記載の電機子の製造装置。 - 前記スロットにおいて前記位置規制部材が抜き取られた後の隙間に配置された前記第2セグメント導体を前記中心軸線方向に押圧する第2押圧治具をさらに備える、請求項11〜17のいずれか1項に記載の電機子の製造装置。
- 前記第2押圧治具は、前記複数の第2セグメント導体の第2コイルエンド部を押圧する第2押圧部分と、前記第2押圧部分から前記電機子コア側に突出する第2突出部分とを含み、
前記第2押圧治具が前記電機子コア側に移動して、前記第2突出部分が前記電機子コアの前記中心軸線方向外側の端面に当接した状態で、前記第2スロット収容部と前記第1スロット収容部とを位置合わせさせるように構成されている、請求項18に記載の電機子の製造装置。 - 前記セグメント導体の一対の前記スロット収容部のうちの一方の前記スロット収容部の軸方向長さは、他方の前記スロット収容部の軸方向長さよりも大きい、請求項11〜19のいずれか1項に記載の電機子の製造装置。
- 前記1つのスロット内には、軸方向長さの大きい前記スロット収容部と、軸方向長さの小さい前記スロット収容部とが径方向に沿って交互に配置されている、請求項20に記載の電機子の製造装置。
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---|---|---|---|---|
JP2021151018A (ja) * | 2020-03-17 | 2021-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | 装置 |
-
2018
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