JP2020102921A - ステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコイルを形成するセグメントコイルの先端部の成形精度を向上させる。【解決手段】複数の脚部のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部の先端部に曲げ加工を施すときには、複数の脚部のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部を除く他の脚部の先端部に曲げ加工を施すときの曲げ角度とは異なる曲げ角度で、内側脚部の先端部を外周側に曲げると共に外側脚部の先端部を軸心側に曲げることにより、ステータコイルを形成するセグメントコイルの先端部の成形精度を向上させる。【選択図】図１４

Description

本発明は、ステータの製造方法に関し、詳しくは、ステータコアと、複数のステータコイルを形成する複数のセグメントコイルと、を備えるステータの製造方法に関する。

従来、この種のステータの製造方法としては、ステータと、ステータコイルを形成する複数のセグメントコイル（セグメント導体）と、を備えるステータを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、先端面にいくほど突出する加圧面を有するダイと、このダイに対応する加圧面を有するパンチと、を用いて、セグメントコイルの先端部を両側から挟み込んで加圧することにより先端部を曲げている。

特開２００３−２８４３００号公報

しかしながら、上述のステータの製造方法では、セグメントコイルの先端部を１つずつダイとパンチで挟んで加圧して曲げるから、先端部の角度にばらつきが生じてしまい、成形精度が低下することがある。先端部の成形精度が低下すると、セグメントコイルの先端部同士を合わせて接合するときに、先端部同士に隙間が生じて、接合精度が低下する場合がある。

本発明のステータの製造方法は、ステータコイルを形成するセグメントコイルの先端部の成形精度を向上させることを主目的とする。

本発明のステータの製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のステータの製造方法は、
それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを含むステータコアと、互いに異なる前記スロットに差し込まれる一対の脚部を有すると共に対応する前記脚部の先端部同士の電気的接合により複数のステータコイルを形成する複数のセグメントコイルと、を備えるステータの製造方法であって、
複数の前記スロットの各々から複数の前記脚部が突出するように複数の前記セグメントコイルを前記径方向に隣り合わせにして前記ステータコアに組み付ける第１工程と、
複数の前記スロットから突出した複数の前記脚部を、前記径方向に隣り合う２つの前記脚部の前記先端部がそれぞれ前記ステータコアの軸心に対して傾斜すると共に前記周方向に沿って互いに逆向きに延在するように倒す第２工程と、
互いに異なる前記スロットから突出して前記径方向に隣り合う２つの前記脚部であって、前記径方向からみて前記先端部同士の前記周方向における間に他の前記先端部が存在しない状態で交差する２つの前記脚部の交差部をクランプし、クランプされた２つの前記脚部のうち、径方向内側に位置する内側脚部の前記先端部を前記ステータコアの外周側に曲げると共に径方向外側に位置する外側脚部の前記先端部を前記軸心側に曲げる曲げ加工を、前記周方向に順次繰り返し実行する第３工程と、
を備え、
前記第３工程において、複数の前記脚部のうち最後に前記曲げ加工を施す２つの前記脚部の前記先端部に前記曲げ加工を施すときには、複数の前記脚部のうち最後に前記曲げ加工を施す２つの前記脚部を除く他の前記脚部の前記先端部に前記曲げ加工を施すときの曲げ角度とは異なる曲げ角度で、前記内側脚部の前記先端部を前記外周側に曲げると共に前記外側脚部の前記先端部を前記軸心側に曲げる、
ことを要旨とする。

この本発明のステータの製造方法では、複数のスロットから突出した複数の脚部を径方向に隣り合う２つの脚部の先端部が周方向に沿って互いに逆向きに延在するように倒す。これにより、互いに先端部同士が、ステータコアの軸心に対して逆向きに傾斜した状態で近接する。次いで、互いに異なるスロットから突出して径方向に隣り合う２つの脚部であって、径方向からみて先端部同士の周方向における間に他の先端部が存在しない状態で交差する２つの脚部の交差部をクランプし、クランプされた２つの脚部のうち、径方向内側に位置する内側脚部の先端部を前記ステータコアの外周側に曲げると共に径方向外側に位置する外側脚部の先端部を軸心側に曲げる曲げ加工を、周方向に順次繰り返し実行する。これにより、曲げ加工が施される脚部と周辺に位置する脚部との干渉を抑制しながら、クランプされた２つの脚部の先端部同士を概ね平行としていく。曲げ加工の際には、内側脚部と周方向で隣り合う脚部が径方向内側へ押し出されたり、外側脚部と周方向で隣り合う脚部が径方向外側へ押し出されたりすることがある。曲げ加工の際に径方向内側や径方向外側へ押し出された脚部は、その後の曲げ加工で、先端部が径方向外側や径方向内側へ押し戻される。複数の脚部のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部のうち内側脚部と周方向で隣り合う脚部や外側脚部と周方向で隣り合う脚部については、押し戻される機会がないことから、これらの２つの脚部の先端部と最後に曲げ加工を施す２つの脚部の先端部とが概ね平行とならないことがある。こうしたことを鑑みて、複数の脚部のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部の先端部に曲げ加工を施すときには、複数の脚部のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部を除く他の脚部の先端部に曲げ加工を施すときの曲げ角度とは異なる曲げ角度で、内側脚部の先端部を外周側に曲げると共に外側脚部の先端部を軸心側に曲げる。これにより、複数の脚部のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部のうち内側脚部と周方向で隣り合う脚部が径方向内側へ押し出されたり外側脚部と周方向で隣り合う脚部が径方向外側へ押し出されることを抑制でき、これらの２つの脚部の先端部と最後に曲げ加工を施す２つの脚部の先端部とを概ね平行とすることができる。この結果、ステータコイルを形成するセグメントコイルの先端部の成形精度を向上させることができる。

こうした本発明のステータの製造方法において、複数の前記脚部のうち最後に前記曲げ加工を施す２つの前記脚部の前記先端部に前記曲げ加工を施すときには、複数の前記脚部のうち最後に前記曲げ加工を施す２つの前記脚部を除く他の前記脚部の前記先端部に前記曲げ加工を施すときの曲げ角度より小さい角度で、前記内側脚部の前記先端部を前記外周側に曲げると共に前記外側脚部の前記先端部を前記軸心側に曲げてもよい。こうすれば、ステータコイルを形成するセグメントコイルの先端部の成形精度をより向上させることができる。

また、こうした本発明のステータの製造方法において、前記第３工程の後に、前記内側脚部の前記先端部と対応する前記外側脚部の前記先端部とをレーザー溶接により接合する第４工程を備えていてもよい。こうすれば、接合すべき先端部同士を良好に接合させることができる。

本実施例のステータの製造方法により製造されるモータ用のステータ１の概略を示す平面図である。 セグメントコイル４の構成の概略を示す概略図である。 ２つの脚部４０の先端部Ｔ同士が接合されている様子の一例を示す説明図である。 ステータ１の製造工程の一例を示すフローチャートである。 曲げ加工装置５０の構成の概略を示す概略構成図である。 曲げ加工装置５０の要部の概略を示す斜視図である。 曲げ加工装置５０のクランプ部材５１の概略を示す拡大斜視図である クランプ部材５１の概略を示す拡大図である。 曲げ部材５７の概略を示す底面図である。 曲げ部材５７の概略を示す側面図である。 先端曲げ工程の方法を説明するための説明図である。 先端曲げ工程の方法を説明するための説明図である。 先端曲げ工程の方法を説明するための説明図である。 先端曲げ工程のステータコア２の周方向への進行に応じて各先端部Ｔの角度が変化する様子を模式的に示した模式図である。 ２組以上のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有する曲げ加工装置５０を用いて先端部Ｔを曲げる際の各駆動装置６０の停止位置（スロット番号）と各スロットの属性と曲げ部材５７が先端部Ｔを曲げる際の目標曲げ角度θｂ＊との関係を示している。 ２組以上のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有する曲げ加工装置５０を用いて全てのスロットでの目標曲げ角度θｂ＊を所定角度θｒｅｆとする比較例の曲げ工程を実行した後におけるステータコア２の軸心から各先端部Ｔの所定箇所までの距離の分布を説明するための説明図である。 ２組以上のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有する曲げ加工装置５０を用いて変形例の曲げ工程を実行した後におけるステータコア２の軸心から各先端部Ｔの所定箇所までの距離の分布を説明するための説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本実施例のステータの製造方法により製造されるモータ用のステータ１の概略を示す平面図である。ステータ１は、図示しないロータと共に、例えば電気自動車やハイブリッド車両の走行駆動源あるいは発電機として用いられる３相交流電動機を構成するものである。ステータ１は、ステータコア２と、複数のステータコイル３とを含む。

ステータコア２は、例えばプレス加工により円環状に形成された電磁鋼板を複数積層することにより構成され、全体として円環状を呈する。ステータコア２は、環状の外周部から周方向に間隔をおいて径方向内側に突出する図示しない複数のティース部と、それぞれ互いに隣り合うティース部の間に形成された複数のスロット（実施例では、４ｍ個（ｍは、自然数）のスロット）とを含む。なお、ステータコア２は、例えば強磁性粉体を加圧成形すると共に焼結させることより一体に形成されてもよい。

複数のステータコイル３は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを含み、各ステータコイル３は、複数のセグメントコイル４を電気的に接合することにより形成される。図２は、セグメントコイル４の構成の概略を示す概略図である。セグメントコイル４は、例えば厚みが０．２〜０．３ｍｍ程度のエナメル樹脂等からなる絶縁被膜Ｃｉが表面に成膜された平角線を略Ｕ字状に曲げ加工することにより形成された電気導体であり、絶縁被膜が除去された２つの先端部Ｔを有する。各セグメントコイル４の２つの脚部４０は、それぞれステータコア２の対応するスロットに挿通され、各セグメントコイル４のステータコア２の一端面から突出した部分には、後述する倒し加工や曲げ加工などが施される。ステータコイル３は、各セグメントコイル４の脚部４０が突出するステータコア２の一端面側から塗布されるワニス等の樹脂により、ステータコア２に固定される。

図３は、２つの脚部４０の先端部Ｔ同士が接合されている様子の一例を示す説明図である。図示するように、ステータ１において、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０のうち、径方向内側（図中上側）に位置する一方の先端部Ｔは、ステータコア２の外周側（図中下側）に曲げられ、径方向外側（図中下側）に位置する他方の先端部Ｔは、ステータコア２の軸心側（図中上側）に曲げられている。そして、径方向内側に位置する一方の先端部Ｔの外側面Ｔｓｏと、径方向外側に位置する他方の先端部Ｔの内側面Ｔｓｉとは、レーザー溶接部ＷＬを介して互いに接合されている。

次に、こうして構成されたステータ１の製造方法について説明する。図４は、ステータ１の製造工程の一例を示すフローチャートである。

ステータ１の製造工程では、最初に、図２に例示した略Ｕ字状に曲げ加工したセグメントコイル４の脚部４０がステータコア２の複数のスロットから突出するように、セグメントコイル４をステータコア２へ挿入する（工程Ｐ１００）。

続いて、各スロットから突出した複数の脚部４０を成形する（工程Ｐ１１０）。脚部４０の成形は、最初に、各スロットから突出した複数の脚部４０をステータコア２の径方向に拡張し、次に、図示しない倒し加工装置を用いて、ステータコア２の軸心側から奇数番目（奇数層上）の脚部４０をステータコア２の軸心周りに捻りながら周方向における一側に倒すと共に、偶数番目（偶数層上）の脚部４０をステータコア２の軸心周りに捻りながら周方向における他側に倒すことで行なわれる。このとき、各脚部４０は、先端部Ｔがステータコア２のティースの真上に位置するように倒される。

続いて、複数の脚部４０の先端部Ｔをステータコア２の外周側または軸心側に曲げる先端曲げ加工を実行する（工程Ｐ１２０）。ここで、先端曲げ加工で用いられる曲げ加工装置５０について説明する。図５は、曲げ加工装置５０の構成の概略を示す概略構成図である。図６は、曲げ加工装置５０の要部の概略を示す斜視図である。図７は、曲げ加工装置５０のクランプ部材５１の概略を示す拡大斜視図である。図８は、クランプ部材５１の概略を示す拡大図である。図９は、曲げ部材５７の概略を示す底面図である。図１０は、曲げ部材５７の概略を示す側面図である。

曲げ加工装置５０は、図５に示すように、径方向に隣り合う２つの脚部４０をクランプ可能なクランプ部材５１と、クランプ部材５１によりクランプされた２つの脚部４０の先端部Ｔを曲げるための曲げ部材５７と、クランプ部材５１と曲げ部材５７とを相対回転させる駆動装置６０と、駆動装置６０を移動させる移動機構６５と、駆動装置６０および移動機構６５を制御する制御装置７０とを備える。駆動装置６０および移動機構６５は、脚部４０を成形した後にステータコア２が設置される図示しない回転テーブルの周辺に配置される。

クランプ部材５１は、図６〜図８に示すように、基端部５２と、当該基端部５２から延出された丸棒状のシャフト部５３と、当該シャフト部５３の先端部から延出された一対の第１および第２爪部５４１、５４２と、第１、第２爪部５４１、５４２の径方向における間に形成された第１、第２移動規制部５５、５６とを含む。

第１、第２爪部５４１、５４２は、図６〜図８に示すように、シャフト部５３の径方向に対向するように当該シャフト部５３に形成され、シャフト部５３の軸方向に延在する内面５４ａをそれぞれ有する。第１、第２爪部５４１、５４２の内面同士は、互いに平行に延在すると共にセグメントコイル４の短辺幅の２倍よりも若干長い間隔をおいて対向する。また、第１爪部５４１の遊端部は、倒し加工後の奇数層の脚部４０と概ね平行に延在するように斜めにカットされており、第２爪部５４２の遊端部は、倒し加工後の偶数層の脚部４０と概ね平行に延在するように斜めにカットされている。更に、第１、第２爪部５４１、５４２の遊端部は、シャフト部５３の軸心側から外周面側に向かうにつれて先細に形成されている。本実施形態において、第１、第２爪部５４１、５４２の最大厚は、例えば１−２ｍｍ程度である。

第１移動規制部５５は、図６〜図８に示すように、略直角三角状の断面形状を有する突出部である。第１移動規制部５５は、第１爪部５４１の長辺側の側縁部に沿ってシャフト部５３の軸方向に延在すると共に当該第１爪部５４１の内面５４ａに概ね直交する周方向移動規制面５５ａと、シャフト部５３の軸心と直交する平面に対して傾斜した傾斜面である軸方向移動規制面（第１斜面）５５ｂとを含む。軸方向移動規制面５５ｂは、周方向移動規制面５５ａの先端側から第１爪部５４１に沿って延在し、倒し加工後の奇数層の脚部４０と概ね平行に延在するように形成されている。

第２移動規制部５６は、図７、図８に示すように、略直角三角状の断面形状を有する突出部である。第２移動規制部５６は、第２爪部５４２の長辺側の側縁部に沿ってシャフト部５３の軸方向に延在すると共に当該第２爪部５４２の内面５４ａに概ね直交する周方向移動規制面５６ａと、シャフト部５３の軸心と直交する平面に対して傾斜した傾斜面である軸方向移動規制面（第２斜面）５６ｂとを含む。軸方向移動規制面５６ｂは、周方向移動規制面５６ａの先端側から第２爪部５４２に沿って延在し、倒し加工後の偶数層の脚部４０と概ね平行に延在するように形成されている。

曲げ部材５７は、図６、図９、図１０に示すように、孔部（円孔）５７ｏを中心に有する筒状部材である。クランプ部材５１のシャフト部５３は、第１、第２爪部５４１、５４２が曲げ部材５７の端面（図８における下面）から突出するように孔部５７ｏに挿通される。そして、曲げ部材５７は、クランプ部材５１に対して軸方向に移動不能となり、かつ当該クランプ部材５１に対して同軸に回転自在となるようにシャフト部５３により支持される。図９および図１０に示すように、曲げ部材５７は、第１押さえ部５８１と、第１押出部５９１と、第２押さえ部５８２と、第２押出部５９２とを含む。

第１押さえ部５８１は、図６、図９、図１０に示すように、曲げ部材５７の端面（図１０における下面）から軸方向に突出する突部である。第１押さえ部５８１は、孔部５７ｏと交差すると共に当該孔部５７ｏに挿通されたクランプ部材５１の第１爪部５４１の内面５４ａに間隔をおいて連なるように形成された押圧面５８１ｐを有する。第１押出部５９１は、第１押さえ部５８１と一体に形成されて曲げ部材５７の端面（図１０における下面）から軸方向に突出する突部である。本実施形態において、第１押さえ部５８１および第１押出部５９１は、略Ｌ字状に連結されている。

第１押出部５９１は、図６、図９、図１０に示すように、押圧面５９１ｐと、第１移動規制面５９１ｓとを有する。押圧面５９１ｐは、第１押さえ部５８１の押圧面５８１ｐよりも孔部５７ｏに挿通されたクランプ部材５１の第２爪部５４２側で曲げ部材５７の外周側から軸心側に向けて延在する。第１移動規制面５９１ｓは、第１押さえ部５８１の押圧面５８１ｐと押圧面５９１ｐとの双方に交差するように形成される。一体に形成された第１押さえ部５８１および第１押出部５９１の端面（図１０における下面）は、第１爪部５４１の遊端部と同様に、倒し加工後の奇数層の脚部４０と概ね平行に延在するように傾斜させられている。

第２押さえ部５８２は、図６、図９、図１０に示すように、曲げ部材５７の端面（図１０における下面）から軸方向に突出する突部である。第２押さえ部５８２は、孔部５７ｏと交差すると共に当該孔部５７ｏに挿通されたクランプ部材５１の第２爪部５４２の内面５４ａに間隔をおいて連なるように形成された押圧面５８２ｐを有する。第２押さえ部５８２の押圧面５８２ｐは、曲げ部材５７の軸心に関して第１押さえ部５８１の押圧面５８１ｐと概ね対称に延在するように形成される。第２押出部５９２は、第２押さえ部５８２と一体に形成されて曲げ部材５７の端面（図１０における下面）から軸方向に突出する突部である。本実施形態において、第２押さえ部５８２および第１押出部５９１は、略Ｌ字状に連結されている。

第２押出部５９２は、図９、図１０に示すように、押圧面５９２ｐと、第２移動規制面５９２ｓとを有する。押圧面５９１ｐは、第２押さえ部５８２の押圧面５８２ｐよりも孔部５７ｏに挿通されたクランプ部材５１の第１爪部５４１側で曲げ部材５７の外周側から軸心側に向けて延在する。また、第２移動規制面５９２ｓは、第２押さえ部５８２の押圧面５８２ｐと押圧面５９２ｐとの双方に交差するように形成される。一体に形成された第２押さえ部５８２および第２押出部５９２の端面（図１０における下面）は、第２爪部５４２の遊端部と同様に、倒し加工後の偶数層数の脚部４０と概ね平行に延在するように傾斜させられている。

駆動装置６０は、クランプ部材５１の基端部５２を回転不能に保持すると共にステータコア２に対してクランプ部材５１および曲げ部材５７を一体に昇降させる昇降機構と、曲げ部材５７に連結されて当該曲げ部材５７を軸心周りに回転させる回転機構とを備える（何れも図示省略）。昇降機構および回転機構は、何れもモータを含み、これらのモータを作動させることで、クランプ部材５１および曲げ部材５７をステータコア２に組み付けられた複数のセグメントコイル４の脚部４０に接近離間させたり、曲げ部材５７をクランプ部材５１に対して同軸に回転させたりすることができる。移動機構６５は、ボールねじおよびスライダや、ボールねじを回転させるモータ等を含み、待機位置と回転テーブル上のステータコア２の上方との間で駆動装置６０を当該ステータコア２の径方向に移動させるものである。制御装置７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するコンピュータや、駆動装置６０のモータの駆動回路、移動機構６５のモータの駆動回路等を含む。また、制御装置７０は、ステータコア２が載置される上記回転テーブルの駆動装置も制御する。なお、曲げ加工装置５０の駆動装置６０は、クランプ部材５１を曲げ部材５７に対して回転させるものであってもよい。

図１１〜図１３は、先端曲げ工程の方法を説明するための説明図である。先端曲げ工程の開始に際しては、まず、曲げ加工装置５０の移動機構６５により駆動装置６０すなわちクランプ部材５１および曲げ部材５７を最初の曲げ対象となる径方向に隣り合う２つの脚部４０の上方まで移動させる。ここで、曲げ加工装置５０の曲げ対象となる２つの脚部４０は、互いに異なるスロット２ｓから突出して径方向に隣り合う２つの脚部４０であって、脚部倒し工程の完了後にステータコア２の径方向からみて先端部Ｔ同士の周方向における間に他の先端部Ｔが存在しない状態で交差する２つの脚部４０である。

以下、クランプ部材５１によりクランプされる２つの脚部４０のうち、径方向内側（奇数層上）に位置する一方を「内側脚部４０ｉ」といい、径方向外側（偶数層上）に位置する他方を「外側脚部４０ｏ」という。内側脚部４０ｉは、図１１、図１２に示すように、外側脚部４０ｏに接合されることになる脚部４０ｉ′に対して、外側脚部４０ｏが差し込まれたスロット２ｓ側（図中左側）で周方向に隣り合う。外側脚部４０ｏは、図１１、１２に示すように、内側脚部４０ｉに接合されることになる脚部４０ｏ′に対して、内側脚部４０ｉが差し込まれたスロット２ｓ側（図中右側）で周方向に隣り合う。

駆動装置６０すなわちクランプ部材５１および曲げ部材５７を内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの交差部の真上で停止させたのち、駆動装置６０によりクランプ部材５１および曲げ部材５７をステータコア２に向けて所定距離だけ下降させる。工程Ｐ１１０では、各脚部４０は、先端部Ｔがステータコア２のティースの真上に位置するように倒されていることから、内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの交差部は、複数のスロットのうちのいずれかの真上に位置する。したがって、駆動装置６０すなわちクランプ部材５１および曲げ部材５７を、複数のスロットのうちのいずれかの真上で停止する。これにより、クランプ部材５１の第１、第２爪部５４１、５４２は、脚部４０同士の径方向における狭隘な隙間に入り込み、内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの交差部を挟み込む。更に、図１３からわかるように、クランプ部材５１および曲げ部材５７が下降する際、クランプ部材５１の第１移動規制部５５の軸方向移動規制面５５ｂは、内側脚部４０ｉのステータコア２の軸方向における上側への移動を適宜規制し、第２移動規制部５６の軸方向移動規制面５６ｂは、外側脚部４０ｏのステータコア２の軸方向における上側への移動を適宜規制する。この結果、ガタつきを抑制しながら内側脚部４０ｉと外側脚部４０ｏとの交差部をより適正にクランプすることが可能となる。

また、クランプ部材５１および曲げ部材５７の下降に伴い、内側脚部４０ｉの先端部Ｔは、図１２に示すように、曲げ部材５７の第１押出部５９１の第１移動規制面５９１ｓに適宜突き当たる。これにより、内側脚部４０ｉの周方向における倒れ側への移動を規制し、内側脚部４０ｉの先端部Ｔ側の内側面を下降してくる曲げ部材５７の第１押さえ部５８１の押圧面５８１ｐにスムースに当接させることができる。同様に、クランプ部材５１および曲げ部材５７の下降に伴い、外側脚部４０ｏの先端部Ｔは、曲げ部材５７の第２押出部５９２の第２移動規制面５９２ｓに適宜突き当たる。これにより、外側脚部４０ｏの周方向における倒れ側への移動を規制し、外側脚部４０ｏの先端部Ｔ側の外側面を下降してくる曲げ部材５７の第２押さえ部５８２の押圧面５８２ｐにスムースに当接させることができる。

内側脚部４０ｉに外側脚部４０ｏの先端部Ｔ側で周方向に隣り合う脚部４０ｉ′の先端部Ｔは、図１１に示すように、クランプ部材５１および曲げ部材５７の下降に伴って当該クランプ部材５１の第１移動規制部５５の周方向移動規制面５５ａに適宜突き当たる。これにより、脚部４０ｉ′の周方向における倒れ側への移動を規制し、内側脚部４０ｉと脚部４０ｉ′との周方向における干渉を抑制することができる。また、外側脚部４０ｏに内側脚部４０ｉの先端部Ｔ側で周方向に隣り合う脚部４０ｏ′の先端部Ｔは、クランプ部材５１および曲げ部材５７の下降に伴って当該クランプ部材５１の第２移動規制部５６の周方向移動規制面５６ａに適宜突き当たる。これにより、脚部４０ｏ′の周方向における倒れ側への移動を規制し、外側脚部４０ｏと脚部４０ｏ′との周方向における干渉を抑制することができる。

図１２に示すように、内側脚部４０ｉの先端部Ｔ側の内側面を曲げ部材５７の第１押さえ部５８１により押さえ、外側脚部４０ｏの先端部Ｔ側の外側面を曲げ部材５７の第２押さえ部５８２により押さえた後、駆動装置６０により曲げ部材５７をクランプ部材５１に対して予め定められた方向（図１２における反時計方向）に角度θ回転させる。これにより、図１３に示すように、内側脚部４０ｉの先端部Ｔが上記交差部を起点にしてステータコア２の外周側（図中下側）に曲げられると共に、外側脚部４０ｏの先端部Ｔが当該交差部を起点にしてステータコア２の軸心側（図中上側）に曲げられる。このような先端部Ｔの曲げ加工に際して、内側脚部４０ｉは、当該内側脚部４０ｉの下方（ステータコア２側）に位置する脚部４０（１スロット隣のスロット２ｓから突出する脚部）によりステータコア２側から支持され、外側脚部４０ｏは、当該外側脚部４０ｏの下方（ステータコア２側）に位置する脚部４０（１スロット隣のスロット２ｓから突出する脚部）によりステータコア２側から支持される。

また、曲げ部材５７が回転すると、第１押出部５９１の押圧面５９１ｐは、外側脚部４０ｏに内側脚部４０ｉの先端部Ｔ側で周方向に隣り合う脚部４０ｏ′の外側面に当接する。更に、第２押出部５９２の押圧面５９２ｐは、内側脚部４０ｉに外側脚部４０ｏの先端部Ｔ側で周方向に隣り合う脚部４０ｉ′の内側面に当接する。これにより、曲げ部材５７の回転に伴って、第１押出部５９１は、外側脚部４０ｏに周方向に隣り合う脚部４０ｏ′を径方向外側に押し出し、第２押出部５９２は、内側脚部４０ｉに周方向に隣り合う脚部４０ｉ′を径方向内側に押し出す。この結果、内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの先端部Ｔの曲げ加工に際して、加工される内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏと周辺に位置する脚部４０ｉ′，４０ｏ′との干渉を抑制し、脚部４０の先端部Ｔや絶縁被膜を損傷させてしまうのを良好に抑制することが可能となる。

以後、ステータコア２（回転テーブル）を、図５の破線矢印で示すように、時計回りに回転させながら、対象となる内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの先端部Ｔを順次曲げていく。このとき、図５に示すように、４ｍ個のスロットのそれぞれに反時計回りに１番〜４ｍ番の番号を割り当て、ステータコア２（回転テーブル）を、時計回りに所定角度θ１（＝３６０°／４ｍ）ずつ回転させて、駆動装置６０すなわちクランプ部材５１および曲げ部材５７の真下にスロットを配置する。最初は、駆動装置６０すなわちクランプ部材５１および曲げ部材５７の真下に４ｍ番（Ｎｏ．４ｍ）のスロットを配置し、ステータコア２を時計回りに回転させながら、１番（Ｎｏ．１）のスロットまで上述のような処理を繰り返し実行して、ステータコア２の径方向へ先端曲げ工程を進行させる。ステータコア２が一周したら、移動機構６５で駆動装置６０をステータコア２の径方向に移動させた後、ステータコア２を時計回りに回転させながら、対象となる内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの先端部Ｔを順次曲げていく。

実施例では、先端部Ｔの曲げ加工を開始する際の駆動装置６０の停止位置に対応するスロットすなわち４ｍ番のスロットを「開始スロット」とし、先端部Ｔの曲げ加工を終了する際の駆動装置６０の停止位置に対応するスロットすなわち１番のスロットを「終了スロット」とし、開始スロットと終了スロットとの間のスロットを「中間スロット」とする。そして、開始スロットでの目標曲げ角度θｂ＊は、中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ大きくしている。また、終了スロットでの目標曲げ角度θｂ＊は、図示するように、中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ小さくしている。このように、駆動装置６０の停止位置すなわち曲げ加工の対象とする先端部Ｔに応じて目標曲げ角度θｂ＊を変更するのは以下の理由に基づく。

図１４は、先端曲げ工程のステータコア２の周方向への進行に応じて各先端部Ｔの角度が変化する様子を模式的に示した模式図である。図中、白丸印は、内側脚部４０ｉ、外側脚部４０ｏの先端部Ｔを曲げるときの起点を模式的に示している。矢印は、先端部Ｔの動きや曲げ部材５７（第１押さえ部５８１、第２押さえ部５８２）の動きを示している。駆動装置６０すなわちクランプ部材５１および曲げ部材５７の真下に１番のスロットが配置されている状態で最初の先端曲げ加工が開始されると、図１３に示すように、曲げ部材５７（第１押さえ部５８１、第２押さえ部５８２）の回転に伴って、第１押出部５９１は、先端曲げ加工の対象である外側脚部４０ｏに周方向に隣り合う脚部４０ｏ′を径方向外側に押し出し、第２押出部５９２は、先端曲げ加工の対象である内側脚部４０ｉに周方向に隣り合う脚部４０ｉ′を径方向内側に押し出す（図１３参照）。そのため、脚部４０ｏ′の先端部Ｔは径方向外側へ押し出され、脚部４０ｉ′の先端部Ｔは径方向内側へ押し出される（図１４中の最上段の四角枠内参照）。

ステータコア２が時計回りに回転して駆動装置６０の真下に（４ｍ−１）番のスロットが配置される位置で停止し、次の先端曲げ加工が開始されると、曲げ部材５７（第１押さえ部５８１、第２押さえ部５８２）の回転に伴って、第１押出部５９１は、先端曲げ加工の対象である外側脚部４０ｏに周方向に隣り合う脚部４０ｏ′を径方向外側に押し出し、第２押出部５９２は、先端曲げ加工の対象である内側脚部４０ｉに周方向に隣り合う脚部４０ｉ′を径方向内側に押し出す（図１３参照）。そのため、脚部４０ｏ′の先端部Ｔは径方向外側へ押し出され、脚部４０ｉ′の先端部Ｔは径方向内側へ押し出される（図１４中の上から２段目の四角枠内参照）。今回先端曲げ加工の対象である内側脚部４０ｉの先端部Ｔは、前回の先端曲げ加工によって径方向内側へ押し出されているが、今回の先端曲げ加工により押し戻されて概ね所望の位置となる。既に先端曲げ加工が施されている脚部４０ｏ′の先端部Ｔは、今回の先端曲げ加工によって径方向外側へ押し出されるが、前回の先端曲げ工程において既に径方向内側へ曲げられていることから、対向する内側脚部４０ｉの先端部Ｔと概ね平行となる。

こうして先端曲げ工程を進行させることにより、互いに接合されるべき先端部Ｔ同士が順次概ね平行となっていく。そして、ステータコア２が駆動装置６０の真下に１番のスロットが配置される位置で停止して最後の先端曲げ加工が開始されると、曲げ部材５７（第１押さえ部５８１、第２押さえ部５８２）の回転に伴って、第１押出部５９１は、先端曲げ加工の対象である外側脚部４０ｏに周方向に隣り合う脚部４０ｏ′を径方向外側に押し出し、第２押出部５９２は、先端曲げ加工の対象である内側脚部４０ｉに周方向に隣り合う脚部４０ｉ′を径方向内側に押し出す（図１３参照）。そのため、脚部４０ｏ′の先端部Ｔは径方向外側へ押し出され、脚部４０ｉ′の先端部Ｔは径方向内側へ押し出される（図１４中の最下段の四角枠内参照）。最後の先端曲げ工程では、脚部４０ｏ′、脚部４０ｉ′の先端部Ｔが押し戻される機会がないことから、脚部４０ｏ′の先端部Ｔは他の径方向外側の脚部４０ｏ′より径方向外側に大きく出やすく、脚部４０ｉ′の先端部Ｔは他の径方向内側の脚部４０ｉ′より径方向内側に大きく入りやすく、成形精度が低下する。そのため、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉの先端部Ｔと脚部４０ｏ′、４０ｉ′の先端部Ｔが概ね平行とならなかったり隙間が大きくなったりする。実施例では、終了スロットでの目標曲げ角度θｂ＊を、クランプ部材５１に対して曲げ部材５７を回転させる際の中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ小さくしている。これによより脚部４０ｏ′の先端部Ｔが他の径方向外側の脚部４０ｏ′より径方向外側に大きく出たり、脚部４０ｉ′の先端部Ｔが他の径方向内側の脚部４０ｉ′より径方向内側に大きく入ることを抑制することができ、先端部Ｔの成形精度の低下を抑制することができる。これにより、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉの先端部Ｔと脚部４０ｏ′、４０ｉ′の先端部Ｔを概ね平行としたり、隙間が大きくなることを抑制できる。なお、値αは、最後の先端曲げ工程において目標曲げ角度θｂ＊を値θｒｅｆとしたときの脚部４０ｏ′の先端部Ｔの径方向外側へ入り量や脚部４０ｉ′の先端部Ｔの径方向内側への入り量に基づいて、脚部４０ｏ′の先端部Ｔや脚部４０ｉ′の先端部Ｔがステータコア２の軸心からの距離が他の先端部Ｔ同程度となるように設定すればよい。

また、最後の先端曲げ工程において径方向内側へ大きく入りやすい脚部４０ｉ′の先端部Ｔは、最初の先端曲げ工程において曲げる対象である内側脚部４０ｉの先端部Ｔである。したがって、最初の先端曲げ工程において、開始スロット（１番のスロット）での目標曲げ角度θｂ＊を中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ大きくして、最初の先端曲げ加工では、内側脚部４０ｉを径方向外側へ大きめに曲げ、最後の先端曲げ加工で、脚部４０ｉ′（最初の先端曲げ加工での内側脚部４０ｉ）を径方向内側へ押し出すことにより、脚部４０ｉ′の先端部Ｔをより適正な位置とすることができる。このように、実施例の曲げ工程では、先端部Ｔの曲げ角度θｂをある範囲内とすることができる、セグメントコイル４の先端部Ｔの成形精度を向上させることができる。

上述のような曲げ加工装置５０を用いた先端曲げ工程によれば、多数の脚部４０が配索されている狭隘なスペースで、内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの先端部Ｔを効率よく曲げていき、互いに接合されるべき先端部Ｔ同士を脚部４０のスプリングバックにより概ね平行に延在する状態で接触させることが可能となる。

こうして先端部Ｔに曲げ加工を施すと、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０のうち内側脚部４０ｉの先端部Ｔの外側面Ｔｓｏと、当該内側脚部４０ｉに対応する外側脚部４０ｏの先端部Ｔの内側面Ｔｓｉとをレーザー溶接により接合し（工程Ｐ１３０）、ワニス等の樹脂を用いて複数のセグメントコイル４等をステータコア２に固定して（工程Ｐ１４０）、本製造工程を終了する。

以上説明した実施例のステータ１の製造方法によれば、工程Ｐ１２０において、複数の脚部４０のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部４０の先端部Ｔに前記曲げ加工を施すときには、複数の脚部４０のうち最後に曲げ加工を施す２つの脚部４０とは異なる脚部４０（中間スロットの真上に駆動装置６０を停止させたときに曲げ加工の対象となる脚部４０）に曲げ加工を施すときの曲げ角度θｂ（＝θｒｅｆ）とは異なる曲げ角度θｂ（＝θｒｅｆ＋α）で、内側脚部４０ｉの先端部Ｔを外周側に曲げると共に外側脚部４０ｏの先端部Ｔを軸心側に曲げることにより、セグメントコイル４の先端部Ｔの成形精度を向上させることができる。

実施例のステータ１の製造方法によれば、１組のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有する曲げ加工装置５０を用いてステータコア２を時計回りに回転させながら、対象となる内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの先端部Ｔを順次曲げている。しかしながら、変形例のステータ１の製造方法として、曲げ加工装置５０を２組以上のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有するものとし、各駆動装置６０をステータコア２の周方向に間隔をもって配置し、ステータコア２を時計回りに回転させながら対象となる内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの先端部Ｔを順次曲げる方法を用いてもよい。

図１５は、２組以上のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有する曲げ加工装置５０を用いて先端部Ｔを曲げる際の各駆動装置６０の停止位置（スロット番号）と各スロットの属性と曲げ部材５７が先端部Ｔを曲げる際の目標曲げ角度θｂ＊との関係を示している。各スロットの属性において、先端部Ｔの曲げ加工を開始する際の各駆動装置６０の停止位置に対応するスロットすなわち４ｍ番から、３ｍ番、２ｍ番・・・のスロットを「開始スロット」とし、先端部Ｔの曲げ加工を終了する際の各駆動装置６０の停止位置に対応するスロットを「終了スロット」とする。即ち、各組のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５、駆動装置６０を周方向にｍ個のスロット毎に配置し、ステータコア２を時計回りに回転させながら各組のクランプ部材５１、曲げ部材５７、に対応する内側脚部４０ｉおよび外側脚部４０ｏの先端部Ｔをまとめて順次曲げていく。

この場合、開始スロット（例えば、４ｍ番目、３ｍ番目、２ｍ番目のスロット）での目標曲げ角度θｂ＊を、クランプ部材５１に対して曲げ部材５７を回転させる際の中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ大きくし、終了スロット（例えば、（３ｍ＋１）番目、（２ｍ＋１）番目のスロット）での目標曲げ角度θｂ＊を、クランプ部材５１に対して曲げ部材５７を回転させる際の中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ小さくする。

図１６は、２組以上のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有する曲げ加工装置５０を用いて全てのスロットでの目標曲げ角度θｂ＊を所定角度θｒｅｆとする比較例の曲げ工程を実行した後におけるステータコア２の軸心から各先端部Ｔの所定箇所までの距離の分布を説明するための説明図である。図１７は、２組以上のクランプ部材５１、曲げ部材５７、駆動装置６０、移動機構６５を有する曲げ加工装置５０を用いて変形例の曲げ工程を実行した後におけるステータコア２の軸心から各先端部Ｔの所定箇所までの距離の分布を説明するための説明図である。比較例では、図１６に示すように、ステータコア２の軸心から各先端部Ｔの所定箇所までの距離が、他のものに比して、大きく離れているものがある。変形例では、図１７に示すように、ステータコア２の軸心から各先端部Ｔの所定箇所までの距離が大きく離れない範囲内で分布しており、先端部Ｔの曲げ角度θｂがある範囲内となっていることがわかる。このように、変形例の曲げ工程では、先端部Ｔの曲げ角度θｂをある範囲内とすることができる、セグメントコイル４の先端部Ｔの成形精度を向上させることができる。

実施例のステータ１の製造方法では、曲げ加工装置５０を用いてステータコア２を時計回りに所定角度θ１（＝３６０°／４ｍ）回転させながら、隣り合う先端部Ｔに順番に曲げ加工を実行している。しかしながら、ステータコア２を時計回りに所定角度θ１と異なる所定角度θ２（例えば、所定角度θ１の２倍や３倍の角度など）ずつ回転させてもよい。この場合、隣り合う先端部Ｔに順番で曲げ加工を実行せず、数個おきの先端部Ｔに対して周方向に順次曲げ加工を実行する。そして、ステータコア２が１回転したら、曲げ加工を実行していない先端部Ｔに対応するスロットを開始スロットとして曲げ加工装置５０の駆動装置６０を配置して、ステータコア２を時計回りに所定角度θ２ずつ回転させながら対応する先端部Ｔに順次曲げ加工を実行してもよい。

実施例のステータ１の製造方法では、図１４に示すように、開始スロットでの目標曲げ角度θｂ＊を、中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ大きくし、終了スロットでの目標曲げ角度θｂ＊を、中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ小さくしている。しかしながら、終了スロットでの目標曲げ角度θｂ＊を、中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）より値αだけ小さくすればよいから、開始スロットについては、中間スロットでの目標曲げ角度θｂ＊（＝θｒｅｆ）と同じ角度としてもよい。

実施例のステータ１の製造方法では、工程Ｐ１２０においてステータコア２を時計回りに所定角度θ１（＝３６０°／４ｍ）ずつ回転させているが、反時計回りに回転させてもよい。また、所定角度θ１は、各脚部４０の先端部Ｔの位置に応じて適宜定めればよい。例えば、工程Ｐ１１０で、各脚部４０は、先端部Ｔがステータコア２のティースの真上に位置するように倒されない場合には、所定角度θ１は、先端部Ｔの位置やクランプ部材５１でクランプすべき各脚部４０の交差部の位置に応じて定めればよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、工程Ｐ１００が「第１工程」に相当し、工程Ｐ１１０が「第２工程」に相当し、工程Ｐ１２０が「第３工程」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ステータの製造産業などに利用可能である。

１ ステータ、２ ステータコア、２ｓ スロット、３ ステータコイル、４ セグメントコイル、４０，４０ｉ′，４０ｏ′ 脚部、４０ｉ 内側脚部、４０ｏ 外側脚部、５０ 曲げ加工装置、５１ クランプ部材、５２ 基端部、５３ シャフト部、５４ａ 内面、５５ 第１移動規制部、５５ａ，５６ａ 周方向移動規制面、５５ｂ 軸方向移動規制面、５６ 第２移動規制部、５７ 曲げ部材、５７ｏ 孔部、６０ 駆動装置、６５ 移動機構、７０ 制御装置、５４１ 第１爪部、５４２ 第２爪部、５８１ 第１押さえ部、５８１ｐ 押圧面、５８２ 第２押さえ部、５８２ｐ 押圧面、５９１ 第１押出部、５９２ 第２押出部、５９１ｓ 第１移動規制面、５９２ｓ 第２移動規制面。

Claims (1)

1. それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを含むステータコアと、互いに異なる前記スロットに差し込まれる一対の脚部を有すると共に対応する前記脚部の先端部同士の電気的接合により複数のステータコイルを形成する複数のセグメントコイルと、を備えるステータの製造方法であって、
   複数の前記スロットの各々から複数の前記脚部が突出するように複数の前記セグメントコイルを前記径方向に隣り合わせにして前記ステータコアに組み付ける第１工程と、
   複数の前記スロットから突出した複数の前記脚部を、前記径方向に隣り合う２つの前記脚部の前記先端部がそれぞれ前記ステータコアの軸心に対して傾斜すると共に前記周方向に沿って互いに逆向きに延在するように倒す第２工程と、
   互いに異なる前記スロットから突出して前記径方向に隣り合う２つの前記脚部であって、前記径方向からみて前記先端部同士の前記周方向における間に他の前記先端部が存在しない状態で交差する２つの前記脚部の交差部をクランプし、クランプされた２つの前記脚部のうち、径方向内側に位置する内側脚部の前記先端部を前記ステータコアの外周側に曲げると共に径方向外側に位置する外側脚部の前記先端部を前記軸心側に曲げる曲げ加工を、前記周方向に順次繰り返し実行する第３工程と、
   を備え、
   前記第３工程において、複数の前記脚部のうち最後に前記曲げ加工を施す２つの前記脚部の前記先端部に前記曲げ加工を施すときには、複数の前記脚部のうち最後に前記曲げ加工を施す２つの前記脚部を除く他の前記脚部の前記先端部に前記曲げ加工を施すときの曲げ角度とは異なる曲げ角度で、前記内側脚部の前記先端部を前記外周側に曲げると共に前記外側脚部の前記先端部を前記軸心側に曲げる、
   ステータの製造方法。

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