JP2021197801A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的に接合されるセグメントコイルの先端部同士をステータコアの径方向および周方向の双方において強固に把持することができるクランプ装置の提供。【解決手段】本開示のクランプ装置は、ステータコアの径方向に隣り合う２つの先端部を当該径方向における一側から押さえ付ける第１押さえ部を含む第１クランプ部材と、２つの先端部を径方向における他側から押さえ付ける第２押さえ部を含み、第２押さえ部が第１押さえ部に対して径方向に接近離間可能となるように第１クランプ部材により摺動自在に支持される第２クランプ部材と、第１および第２クランプ部材の相対移動に連動して２つの先端部をステータコアの周方向における一側から押さえ付ける第３クランプ部材と、第１および第２クランプ部材の相対移動に連動して２つの先端部を周方向における他側から押さえ付ける第４クランプ部材とを含む。【選択図】図３

Description

本開示は、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、互いに異なるスロットに差し込まれる一対の脚部を有する複数のセグメントコイルとを含むステータの製造に用いられるクランプ装置に関する。

従来、ステータの製造に用いられる溶接システムとして、ステータコアの径方向に隣接するように捻られたセグメントコイルの脚部の先端部同士を挟み込む一対の固定治具と、溶接トーチとを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この溶接システムの一対の固定治具は、溶接トーチとは異なる極性を有する電極であり、一方の固定治具は、固定電極である他方の固定治具に対してステータコアの周方向に接近離間可能である。また、各固定治具は、複数（例えば４つ）の凹み部を有し、一対の固定治具をステータコアの周方向に互いに接近させることで、溶接されるべき複数組の脚部の先端部同士を一括して挟み込むことができる。

特開２０１８−０９９６９６号公報

上記従来の溶接システムの一対の固定治具によれば、溶接されるべき複数組の脚部の先端部同士をステータコアの周方向において強固に把持することができる。しかしながら、当該一対の固定治具によるステータコアの径方向における把持力は低く、上記従来の溶接システムを用いた場合、互いに溶接されるべき一対の先端部がステータコアの径方向において離間してしまい、溶接不良を招いてしまうおそれがある。そして、溶接不良を回避するためには、セグメントコイルの脚部が捻られた後であって溶接の実行前に、溶接されるべき一対の先端部同士を近接させる処理が必要となり、かかる処理の実行によりステータコアの製造コストが増加してしまう。

そこで、本開示は、電気的に接合されるセグメントコイルの先端部同士をステータコアの径方向および周方向の双方において強固に把持することができるクランプ装置の提供を主目的とする。

本開示のクランプ装置は、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含むステータの製造に用いられ、前記脚部の前記先端部同士を把持するクランプ装置であって、前記径方向に隣り合う２つの前記先端部を前記径方向における一側から押さえ付ける第１押さえ部を含む第１クランプ部材と、前記２つの前記先端部を前記径方向における他側から押さえ付ける第２押さえ部を含み、前記第２押さえ部が前記第１押さえ部に対して前記径方向に接近離間可能となるように前記第１クランプ部材により摺動自在に支持される第２クランプ部材と、前記第１および第２押さえ部を互いに接近させるように前記第１および第２クランプ部材が相対移動するのに連動して前記２つの前記先端部を前記周方向における一側から押さえ付ける第３クランプ部材と、前記第１および第２押さえ部を互いに接近させるように前記第１および第２クランプ部材が相対移動するのに連動して前記２つの前記先端部を前記周方向における他側から押さえ付ける第４クランプ部材とを含むものである。

本開示のクランプ装置では、第１および第２クランプ部材を相対移動させることで、第１クランプ部材の第１押さえ部と第２クランプ部材の第２押さえ部とによりステータコアの径方向に隣り合う２つの脚部の先端部を当該径方向における両側から押さえ付けることが可能となる。更に、第１および第２クランプ部材を相対移動させることで、当該２つの脚部の先端部をステータコアの周方向における一側から第３クランプ部材により押さえ付けると共に当該周方向における他側から第４クランプ部材により押さえ付けることができる。これにより、電気的に接合されるセグメントコイルの先端部同士をステータコアの径方向および周方向の双方において強固に把持することが可能となる。

本開示のクランプ装置を利用して製造される電動機のステータを示す概略構成図である。 図１のステータを示す平面図である。 本開示のクランプ装置を示す斜視図である。 本開示のクランプ装置の要部を示す斜視図である。 本開示のクランプ装置の支持部材を示す斜視図である。 本開示のクランプ装置の第１クランプ部材を示す斜視図である。 本開示のクランプ装置の第２クランプ部材を示す斜視図である。 本開示のクランプ装置の第３クランプ部材を示す斜視図である。 本開示のクランプ装置の使用状態を示す概略構成図である。 本開示のクランプ装置の動作を説明するための説明図である。 本開示のクランプ装置の動作を説明するための説明図である。 本開示のクランプ装置の動作を説明するための説明図である。

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示のクランプ装置１００を利用して製造される電動機のステータ１を示す概略構成図であり、図２は、ステータ１を示す平面図である。これらの図面に示すステータ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三相交流電動機（回転電機）を構成する。本実施形態のステータ１は、環状のステータコア２と、ステータコイル３ｕ（Ｕ相コイル）と、ステータコイル３ｖ（Ｖ相コイル）と、ステータコイル３ｗ（Ｗ相コイル）とを含む。

ステータ１のステータコア２は、例えばプレス加工により略円環状に形成された電磁鋼板２ｐ（図２参照）を複数積層してカシメにより積層方向に連結することにより形成される。ただし、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環状に形成されてもよい。図２に示すように、ステータコア２は、ロータが配置される中心孔２ｏと、環状の外周部（ヨーク部）から軸心（ステータコア２の中心）に向けて径方向に延在すると共に周方向に一定の間隔をおいて隣り合う複数のティース部２ｔと、互いに隣り合うティース部２ｔの間に形成された複数のスロット２ｓとを含む。複数のスロット２ｓは、それぞれステータコア２の径方向に延在すると共に一定の間隔をおいて周方向に並び、中心孔２ｏで開口する。

ステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗは、それぞれ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、例えばシングルスター結線（１Ｙ結線）により結線される。本実施形態において、セグメントコイル４は、例えばエナメル樹脂等からなる絶縁被膜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、１対（２つ）の脚部４０を有する。また、セグメントコイル４の各脚部４０の先端部４１では、絶縁被膜が除去されて導電体が露出している。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の互いに異なるスロット２ｓに挿通され、ステータコア２の一方の端面（図１における上端面）から突出した各セグメントコイル４の脚部４０には、図示しない曲げ加工装置を用いた曲げ加工が施される。

本実施形態において、複数のセグメントコイル４は、例えば６つの脚部４０が複数のスロット２ｓの各々で径方向に隣り合うようにステータコア２に組み付けられる。以下、ステータコア２の最外周側で周方向に隣り合う複数の脚部４０（先端部４１）の層を「第１層」といい、径方向内側の層を順番に「第２層」、「第３層」、…といい、最内周側で周方向に隣り合う複数の脚部４０の層を「第６層」という。また、本実施形態において、例えばステータコア２の外周側から奇数番目（奇数層上）の脚部４０は、ステータコア２の軸心周りに捻られながら周方向における一側に倒され、偶数番目（偶数層上）の脚部４０は、ステータコア２の軸心周りに捻られながら周方向における他側に倒される。更に、各脚部４０の先端部４１は、ステータコア２の軸方向に延在するように曲げられる。これにより、周方向に隣り合う複数のセグメントコイル４の先端部４１の層が径方向に複数（本実施形態では、例えば６層）形成される。すなわち、本実施形態では、６つの先端部４１が２つずつ近接するようにステータコア２の径方向に配列される。

曲げ加工の完了後、各セグメントコイル４の先端部４１は、本開示のクランプ装置１００によりクランプされた状態で、ステータコア２の径方向に隣り合う対応する他のセグメントコイル４の先端部４１に溶接（本実施形態では、ＴＩＧ溶接）により電気的に接合される。本実施形態では、例えば第１層の先端部４１と第２層の先端部４１とが接合され、第３層の先端部４１と第４層の先端部４１とが接合され、第５層の先端部４１と第６層の先端部４１とが接合される。これにより、複数のステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗがステータコア２に対して巻回される。また、各ステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗは、それぞれステータコア２の軸方向における端面から外側に突出する２つの環状のコイルエンド部３ａ，３ｂを有する。なお、ステータコア２の各スロット２ｓ内には、図示しないインシュレータ（絶縁紙）が配置される。

更に、ステータコア２のスロット２ｓに挿通された多数のセグメントコイル４のうち、３つのセグメントコイル４の一方の脚部４０は、他のセグメントコイル４に接合されず、図１および図２に示すように、引出線Ｌｕ，ＬｖまたはＬｗとして利用される。引出線Ｌｕは、Ｕ相のステータコイル３ｕに含まれるものであり、引出線Ｌｖは、Ｖ相のステータコイル３ｖに含まれるものであり、引出線Ｌｗは、Ｗ相のステータコイル３ｗに含まれるものである。ステータコイル３ｕの引出線Ｌｕは、図２に示すように、Ｕ相端子５ｕに電気的に接合されたＵ相動力線６ｕの先端部に電気的に接合される。また、ステータコイル３ｖの引出線Ｌｖは、Ｖ相端子５ｖに電気的に接合されたＶ相動力線６ｖの先端部に電気的に接合される。更に、ステータコイル３ｗの引出線Ｌｗは、Ｗ相端子５ｗに電気的に接合されたＷ相動力線６ｗの先端部に電気的に接合される。Ｕ相端子５ｕ、Ｖ相端子５ｖおよびＷ相端子５ｗは、三相交流電動機のハウジングにステータ１が組み付けられた際に当該ハウジングに設置された図示しない端子台に固定され、図示しない電力線を介してインバータ（図示省略）に接続される。

また、ステータコア２には、図１中上側のコイルエンド部３ａ側から図１中下側のコイルエンド部３ｂ側に向けてワニス等の樹脂（熱硬化性樹脂）が塗布される。当該樹脂が硬化することで、各セグメントコイル４や図示しないインシュレータがステータコア２に固定される。また、セグメントコイル４の先端部４１同士の接合部や引出線Ｌｕ−Ｌｗと動力線６ｕ−６ｗとの接合部といった導電体の露出部には、絶縁用の粉体が塗布される。ただし、導体の露出部に絶縁用の粉体を塗布する代わりに、ステータ１に対して、コイルエンド部３ａを覆う環状の樹脂モールド部が形成されてもよい。

図３は、本開示のクランプ装置１００を示す斜視図であり、図４は、クランプ装置１００の要部を示す斜視図である。これらの図面に示すように、クランプ装置１００は、支持部材１０１と、第１クランプ部材１１０と、第２クランプ部材１２０と、第３クランプ部材１３０と、第４クランプ部材１４０とを含む。支持部材１０１は、図５に示すように、略長方形状の開口部１０２と、２本のガイドレール（ガイド部材）１０５とを含む。開口部１０２は、ステータコア２の径方向に並ぶ６つの先端部４１が当該径方向およびステータコア２の周方向の双方において余裕をもった状態で挿通され得る寸法に形成される。また、２本のガイドレール１０５は、開口部１０２を介して対向すると共に、互いに平行に延在する

第１クランプ部材１１０は、図６に示すように、２つのベース部１１１と、複数（本実施形態では、例えば３つ）の第１押さえ部１１２と、複数（本実施形態では、例えば３つ）のカム部１１３と、複数（本実施形態では、例えば３つ）のカム部１１４とを含む。２つのベース部１１１は、セグメントコイル４の先端部４１の長辺よりも充分に長い間隔をおいて互いに平行に延在し、それぞれ支持部材１０１の対応するガイドレール１０５により摺動自在に支持される。複数の第１押さえ部１１２は、２つのベース部１１１の延在方向に間隔をおいて（等間隔に）並ぶように当該２つのベース部１１１により支持される。本実施形態において、複数の第１押さえ部１１２は、それぞれ２つのベース部１１１と直交し、互いに平行に延在する。また、互いに隣り合う第１押さえ部１１２同士の間隔は、セグメントコイル４の先端部４１の短辺の２倍よりも充分に長く定められる。また、本実施形態のクランプ装置１００では、第１クランプ部材１１０を支持部材１０１に対して移動不能に固定しておくことができる。

第１クランプ部材１１０の複数のカム部１１３は、図６に示すように、それぞれ対応する第１押さえ部１１２の一端（図中奥側の端部）の表面１１１ｓ（図中上面）からベース部１１１側とは反対側（図中上方）に突出する。また、複数のカム部１１４は、それぞれ対応する第１押さえ部１１２の他端（図中手前の端部）の表面１１１ｓ（図中上面）からベース部１１１側とは反対側（図中上方）に突出する。各カム部１１３は、長方形状の平坦なカム面１１５（第１カム面）と、ガイド溝１１７とを含み、各カム部１１４は、長方形状の平坦なカム面１１６（第３カム面）と、ガイド溝１１８とを含む。

カム面１１５は、カム部１１３側からカム部１１４側に向かうにつれて２つのベース部１１１の延在方向における一側（図中左側）に傾斜するように形成されている。ガイド溝１１７は、短辺側が開口する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１１５の中心線に沿って延在する。カム面１１６は、カム部１１４側からカム部１１３側に向かうにつれて２つのベース部１１１の延在方向における一側（図中左側）に傾斜するように形成されている。ガイド溝１１８は、短辺側が開口する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１１６の中心線に沿って延在する。また、複数の第１押さえ部１１２の中心を通って各第１押さえ部１１２に直交する基準平面とカム面１１５とのなす角度と、当該基準平面とカム面１１６とのなす角度とは、向きが逆であって大きさが同一である。

第２クランプ部材１２０は、図７に示すように、２つの支持部１２１と、複数（本実施形態では、例えば３つ）の第２押さえ部１２２と、複数（本実施形態では、例えば３つ）のカム部１２３と、複数（本実施形態では、例えば３つ）のカム部１２４とを含む。２つの支持部１２１は、第１クランプ部材１１０のベース部１１１同士の間隔よりも長い間隔をおいて互いに平行に延在する。複数の第２押さえ部１２２は、２つの支持部１２１の延在方向に間隔をおいて（等間隔に）並ぶように当該２つの支持部１２１により支持される。本実施形態において、複数の第２押さえ部１２２は、それぞれ２つの支持部１２１と直交し、互いに平行に延在する。また、互いに隣り合う第２押さえ部１２２同士の間隔は、セグメントコイル４の先端部４１の短辺の２倍よりも充分に長く定められる。

第２クランプ部材１２０の複数のカム部１２３は、図７に示すように、それぞれ対応する第２押さえ部１２２の一端（図中奥側の端部）と一方の支持部１２１との間に形成され、複数のカム部１２４は、それぞれ対応する第２押さえ部１２２の他端（図中手前の端部）と他方の支持部１２１との間に形成される。各カム部１２３は、長方形状の平坦なカム面１２５（第２カム面）と、ガイド溝１２７とを含み、各カム部１２４は、長方形状の平坦なカム面１２６（第４カム面）と、ガイド溝１２８とを含む。

カム面１２５は、カム部１２３側からカム部１２４側に向かうにつれて支持部１２１の延在方向における他側（図中右側）に傾斜するように形成されている。ガイド溝１２７は、短辺側が開口する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１２５の中心線に沿って延在する。カム面１２６は、カム部１２４側からカム部１２３側に向かうにつれて支持部１２１の延在方向における他側（図中右側）に傾斜するように形成されている。ガイド溝１２８は、短辺側が開口する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１２６の中心線に沿って延在する。また、上記基準平面とカム面１２５とのなす角度と、当該基準平面とカム面１２６とのなす角度とは、向きが逆であって大きさが同一である。更に、基準平面とカム面１１５とのなす角度、基準平面とカム面１１６とのなす角度、基準平面とカム面１２５とのなす角度、および基準平面とカム面１２６とのなす角度の大きさは、同一である。

かかる第２クランプ部材１２０は、各第２押さえ部１２２が対応する第１押さえ部１１２に対して第１クランプ部材１１０の２つのベース部１１１の延在方向に沿って接近離間可能となるように第１クランプ部材１１０により摺動自在に支持される。すなわち、第２クランプ部材１２０の各第２押さえ部１２２は、第１クランプ部材１１０の２つのベース部１１１により摺動自在に支持され、各第２押さえ部１２２の一側（図４中左側）の側面は、第１クランプ部材１１０の対応する第１押さえ部１１２の他側（図４中右側）の側面と間隔をおいて互いに平行に延在する。これにより、クランプ装置１００には、対をなす第１および第２押さえ部１１２，１２２と、第１クランプ部材１１０の２つのベース部１１１とにより、複数（本実施形態では、たとえば３つ）の長方形状の開口部Ｗ（図４参照）が画成される。複数の開口部Ｗは、クランプ装置１００を平面視した際に、支持部材１０１の開口部１０２の外周の内側に位置する。

クランプ装置１００の第３クランプ部材１３０は、左右対称に形成されたブロック体であり、図８に示すように、長方形状の平坦なカム従動面（第１カム従動面）１３１と、長方形状の平坦なカム従動面（第２カム従動面）１３２と、カム従動面１３１の中心線に沿って延在する突起部１３３と、カム従動面１３２の中心線に沿って延在する突起部１３４と、例えばセグメントコイル４の先端部４１の短辺よりも長い幅を有する平坦な押さえ面１３５とを含む。図４に示すように、第３クランプ部材１３０は、カム従動面１３１が第１クランプ部材１１０の対応するカム面１１５に摺接すると共に、カム従動面１３２が第２クランプ部材１２０の対応するカム面１２５に摺接するように、第１クランプ部材１１０のカム部１１３と第２クランプ部材１２０のカム部１２３との間に配置される。

また、第３クランプ部材１３０は、第１クランプ部材１１０の対応する第１押さえ部１１２の表面１１１ｓおよび第２クランプ部材１２０の対応する第２押さえ部１２２の表面１２２ｓ（図７参照）により摺動自在に支持され、第３クランプ部材１３０の押さえ面１３５は、上記基準平面と平行に延在する。更に、第３クランプ部材１３０の突起部１３３は、短辺側がカム従動面１３１側に位置する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１１５のガイド溝１１７により摺動自在に保持される。また、第３クランプ部材１３０の突起部１３４は、短辺側がカム従動面１３２側に位置する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１２５のガイド溝１２７により摺動自在に保持される。本実施形態において、第１クランプ部材１１０のカム面１１５と、第２クランプ部材１２０のカム面１２５と、第３クランプ部材１３０のカム従動面１３１，１３２とは、第３クランプ部材１３０を上記基準平面と直交する方向に移動させる第１カム機構Ｃ１を構成する。

クランプ装置１００の第４クランプ部材１４０も、左右対称に形成されたブロック体であり、長方形状の平坦なカム従動面（第３カム従動面）１４１と、長方形状の平坦なカム従動面（第４カム従動面）１４２と、カム従動面１４１の中心線に沿って延在する突起部１４３と、カム従動面１４２の中心線に沿って延在する突起部１４４と、例えばセグメントコイル４の先端部４１の短辺よりも長い幅を有する平坦な押さえ面１４５とを含む（図８参照）。図４に示すように、第４クランプ部材１４０は、カム従動面１４１が第１クランプ部材１１０の対応するカム面１１６に摺接すると共に、カム従動面１４２が第２クランプ部材１２０の対応するカム面１２６に摺接するように、第１クランプ部材１１０のカム部１１４と第２クランプ部材１２０のカム部１２４との間に配置される。

また、第４クランプ部材１４０は、第１クランプ部材１１０の対応する第１押さえ部１１２の表面１１１ｓおよび第２クランプ部材１２０の対応する第２押さえ部１２２の表面１２２ｓにより摺動自在に支持され、第４クランプ部材１４０の押さえ面１４５は、上記基準平面と平行に延在する。更に、第４クランプ部材１４０の突起部１４３は、短辺側がカム従動面１４１側に位置する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１１６のガイド溝１１８により摺動自在に保持される。また、第４クランプ部材１４０の突起部１４４は、短辺側がカム従動面１４２側に位置する等脚台形状の断面形状を有し、カム面１２６のガイド溝１２８により摺動自在に保持される。本実施形態において、第１クランプ部材１１０のカム面１１６と、第２クランプ部材１２０のカム面１２６と、第４クランプ部材１４０のカム従動面１４１，１４２とは、第４クランプ部材１４０を上記基準平面と直交する方向に移動させる第２カム機構Ｃ２を構成する。

上述のようなクランプ装置１００には、図９に示すように、駆動装置１５０が連結される。本実施形態において、駆動装置１５０は、支持部材１０１に固定され、支持部材１０１および第１クランプ部材１１０に対して第２クランプ部材１２０を第１クランプ部材１１０のベース部１１１の延在方向に進退移動させるものである。また、駆動装置１５０は、図示しない回転テーブル上に配置される移動機構１６０によって図９におけるｘ軸方向およびｚ軸方向に進退移動させられる。これにより、当該移動機構１６０によって回転テーブル上のステータコア２に対してクランプ装置１００および駆動装置１５０を一体に接近離間させることができる。本実施形態において、駆動装置１５０および移動機構１６０は、何れも制御装置２００により制御される。

また、本実施形態において、クランプ装置１００の第１から第４クランプ部材１１０−１４０は、溶接電極（例えば、陰極）として機能する。これにより、クランプ装置１００により把持された対をなす先端部４１にタングステン電極（例えば、陽極）を含む溶接トーチ１７０から不活性ガスを吹き付けながら当該溶接トーチ１７０からのアークにより両者を溶融させて電気的に接合することが可能となる。溶接トーチ１７０は、上記回転テーブルの上方で当該溶接トーチ１７０を所望の位置まで移動させる移動機構１８０により支持される。溶接トーチ１７０および移動機構１８０も上記制御装置２００により制御される。

続いて、図１０から図１２等を参照しながら、上述のクランプ装置１００の動作について説明する。ステータコア２に対する複数のセグメントコイル４の組み付け、および当該複数のセグメントコイル４の脚部４０への曲げ加工が完了すると、ステータコア２は、上述の回転テーブル上に位置決めされる。そして、各セグメントコイル４の先端部４１は、クランプ装置１００と溶接トーチ１７０とを用いた溶接（ＴＩＧ溶接）により、ステータコア２の径方向に隣り合う対応する他のセグメントコイル４の先端部４１に電気的に接合される。

各セグメントコイル４の先端部４１同士の溶接に際しては、まず、各第２押さえ部１２２が対応する第１押さえ部１１２から離間するように駆動装置１５０により第２クランプ部材１２０を第１クランプ部材１１０に対して移動させる（図４参照）。この際、突起部１３３，１３４がガイド溝１１７，１２７により保持されていることから、第３クランプ部材１３０は、カム面１１５，１２５に追従する。また、突起部１４３，１４４がガイド溝１１８，１２８により保持されていることから、第４クランプ部材１３０は、カム面１１６，１２６に追従する。従って、第３および第４クランプ部材１３０，１４０は、図１０に示すように、互いに離間する。次いで、移動機構１６０によりクランプ装置１００（および駆動装置１５０）をステータコア２の径方向に並ぶ６つの脚部４０の先端部４１上まで移動させる。更に、図１０に示すように、６つの先端部４１が支持部材１０１の開口部１０２を介して２つずつ対応する開口部Ｗ内に差し込まれるように、移動機構１６０によりクランプ装置１００をステータコア２に対して近接（下降）させる。

クランプ装置１００の各開口部Ｗ内に先端部４１が２つずつ差し込まれた後、図１１に示すように、各第２押さえ部１２２が対応する第１押さえ部１１２に接近するように駆動装置１５０により第２クランプ部材１２０を第１クランプ部材１１０に対してベース部１１１０の延在方向すなわちステータコア２の径方向に移動させる。これにより、対をなす第１および第２押さえ部１１２，１２２が互いに接近する。更に、第１および第２クランプ部材１１０，１２０の相対移動に伴って、第１および第２カム機構Ｃ１，Ｃ２により第３および第４クランプ部材１３０，１４０が第１クランプ部材１１０のベース部１１１の延在方向と直交する方向に沿って互いに接近させられる。

すなわち、各第２押さえ部１２２を対応する第１押さえ部１１２に接近させるように第１および第２クランプ部材１１０，１２０が相対移動すると、第１クランプ部材１１０の各カム部１１３のカム面１１５により第３クランプ部材１３０のカム従動面１３１が押圧されると共に第２クランプ部材１２０の各カム部１２３のカム面１２５により第３クランプ部材１３０のカム従動面１３２が押圧されることで、第３クランプ部材１３０は、ステータコア２の周方向における一側から他側（（図１１における上側から下側）に移動する。また、各第２押さえ部１２２を対応する第１押さえ部１１２に接近させるように第１および第２クランプ部材１１０，１２０が相対移動すると、第１クランプ部材１１０の各カム部１１４のカム面１１６により第４クランプ部材１４０のカム従動面１４１が押圧されると共に第２クランプ部材１２０の各カム部１２４のカム面１２６より第４クランプ部材１４０のカム従動面１４２が押圧されることで、第４クランプ部材１４０は、ステータコア２の周方向における他側から一側（（図１１における下側から上側）に移動する。

この結果、クランプ装置１００では、第１および第２クランプ部材１１０，１２０を相対移動させることで、図１２に示すように、ステータコア２の径方向に隣り合う２つの脚部４０の先端部４１を当該径方向における一側（図１２における左側）から第１押さえ部１１２により押さえ付けると共に、当該径方向における他側（図１２における右側）から第２押さえ部１２２により押さえ付けることが可能となる。更に、第１および第２クランプ部材１１０，１２０を相対移動させることで、図１２示すように、ステータコア２の径方向に隣り合う２つの脚部４０の先端部４１を当該ステータコア２の周方向における一側（図１２における上側）から第３クランプ部材１３０の押さえ面１３５により押さえ付けると共に当該周方向における他側（図１２における下側）から第４クランプ部材１４０の押さえ面１４５により押さえ付けることができる。この結果、クランプ装置１００によれば、電気的に接合されるセグメントコイル４の先端部４１同士をステータコア２の径方向および周方向の双方において強固に把持することが可能となる。

また、クランプ装置１００の第１クランプ部材１１０は、複数の第１押さえ部１１２を含み、第２クランプ部材１２０は、複数の第２押さえ部１２２を含むと共に、第２押さえ部１２２の各々が対応する第１押さえ部１１２と間隔をおいて対向するように第１クランプ部材１１０により摺動自在に支持される。加えて、第３および第４クランプ部材１３０，１４０は、互いに対向する第１および第２押さえ部１１２，１２２に対して、ステータコア２の周方向に間隔をおいて対向するように一対ずつ設けられる。これにより、電気的に接合されるべき複数組（本実施形態では、３組）の先端部４１同士をステータコア２の径方向および周方向の双方において一括して強固に把持することが可能となる。

更に、クランプ装置１００の第１カム機構Ｃ１は、ステータコア２の周方向における一側から他側（図１０−図１２における上側から下側）に向かうにつれてステータコア２の径方向における一側（図１０−図１２における左側）に傾斜するように第１クランプ部材１１０に形成されたカム面（第１カム面）１１５と、ステータコア２の周方向における一側から他側に向かうにつれてステータコア２の径方向における他側（図１０−図１２における右側）に傾斜するように第２クランプ部材１２０に形成されたカム面（第２カム面）１２５と、カム面１１５に摺接するように第３クランプ部材１３０に形成されたカム従動面（第１カム従動面）１３１と、カム面１２５に摺接するように第３クランプ部材１３０に形成されたカム従動面（第２カム従動面）１３２とを含む。また、クランプ装置１００の第２カム機構Ｃ２は、ステータコア２の周方向における他側から一側（図１０−図１２における下側から上側）に向かうにつれてステータコア２の径方向における一側（図１０−図１２における左側）に傾斜するように第１クランプ部材１１０に形成されたカム面（第３カム面）１１６と、ステータコア２の周方向における他側から一側に向かうにつれてステータコア２の径方向における他側（図１０−図１２における右側）に傾斜するように第２クランプ部材１２０に形成されたカム面（第４カム面）１２６と、カム面１１６に摺接するように第４クランプ部材１４０に形成されたカム従動面（第３カム従動面）１４１と、カム面１２６に摺接するように第４クランプ部材１４０に形成されたカム従動面（第４カム従動面）１４２とを含む。これにより、対をなす第１および第２押さえ部１１２，１２２が互いに接近するように第１および第２クランプ部材１１０，１２０を相対移動させることで、第３および第４クランプ部材１３０，１４０をステータコア２の周方向においてスムースに接近させることが可能となる。

また、第３クランプ部材１３０のカム従動面１３１，１３２、および第４クランプ部材１４０のカム従動面１４１，１４２には、突起部１３３，１３４，１４３または１４４が形成され、第１クランプ部材１１０のカム面１１５，１１６および第２クランプ部材１２０のカム面１２５，１２６には、対応する突起部１３３，１３４，１４３または１４４を摺動自在に保持するガイド溝１１７，１１８，１２７または１２８が形成されている。これにより、第１および第２押さえ部１１２，１２２が互いに離間する際に、第３クランプ部材１３０をカム面１１５，１２５に追従させると共に、第４クランプ部材１４０をカム面１１６，１２６に追従させることが可能となる。

ただし、第３クランプ部材１３０をカム面１１５，１２５に追従させるための構造（機構）や、第４クランプ部材１４０をカム面１１６，１２６に追従させるための構造は、突起部およびガイド溝を含むものには限られない。すなわち、第１および第２押さえ部１１２，１２２が互いに離間する際に、第３クランプ部材１３０をカム面１１５，１２５に追従させると共に、第４クランプ部材１４０をカム面１１６，１２６に追従させるために、第３クランプ部材１３０と第４クランプ部材１４０との間に、両者を互いに離間するように付勢するバネ（リターンスプリング）等の弾性体が設けられてもよい。

上述のようにして、複数組（本実施形態では、３組）の先端部４１同士をクランプ装置１００により把持した後、溶接トーチ１７０からのアークにより対をなす先端部４１同士が接合される。これにより、溶接不良の発生を良好に抑制しつつ、ステータコア２にステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗを組み付けることが可能となり、溶接の実行前に、溶接されるべき一対の先端部４１同士を近接させる処理を省略することができる。複数組（３組）の先端部４１同士の溶接の完了後、クランプ装置１００（および駆動装置１５０）は、移動機構１６０によりステータコア２から一旦退避させられ、次の接合対象となる複数の先端部４１がクランプ装置１００と正対するように上記回転テーブルが回転させられる。そして、上述の手順が繰り返されることで、溶接処理が完了する。

なお、上記クランプ装置１００において、第１クランプ部材１１０は、径方向に配列された複数の先端部４１が挿通される開口部１０２を有する支持部材１０１により摺動自在に支持される。これにより、支持部材１０１の開口部１０２の範囲内で、対をなす第１および第２押さえ部１１２，１２２の間隔、すなわち各開口部Ｗの幅を調整することが可能となり、クランプ装置１００を異なる外径を有する複数種類のステータコア２に適用することができる。ただし、クランプ装置１００から支持部材１０１が省略されてもよい。また、クランプ装置１００を駆動する駆動装置１５０は、第２クランプ部材１２０に対して第１クランプ部材１１０を進退移動させるものであってもよく、第１および第２クランプ部材１１０，１２０を独立して進退移動させるものであってもよい。

以上説明したように、本開示のクランプ装置は、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（２ｓ）を含むステータコア（２）と、互いに異なる前記スロット（２ｓ）に差し込まれる一対の脚部（４０）を有すると共に対応する前記脚部（４０）の先端部（４１）同士の電気的接合によりステータコイル（３ｕ，３ｖ，３ｗ）を形成する複数のセグメントコイル（４）とを含むステータ（１）の製造に用いられ、前記脚部（４０）の前記先端部（４１）同士を把持するクランプ装置（１００）であって、前記径方向に隣り合う２つの前記先端部（４１）を前記径方向における一側から押さえ付ける第１押さえ部（１１２）を含む第１クランプ部材（１１０）と、前記２つの前記先端部（４１）を前記径方向における他側から押さえ付ける第２押さえ部（１２２）を含み、前記第２押さえ部（１２２）が前記第１押さえ部（１１２）に対して前記径方向に接近離間可能となるように前記第１クランプ部材（１１０）により摺動自在に支持される第２クランプ部材（１２０）と、前記第１および第２押さえ部（１１２，１２２）を互いに接近させるように前記第１および第２クランプ部材（１１０，１２０）が相対移動するのに連動して前記２つの前記先端部（４１）を前記周方向における一側から押さえ付ける第３クランプ部材（１３０）と、前記第１および第２押さえ部（１１２，１２２）を互いに接近させるように前記第１および第２クランプ部材（１１０，１２０）が相対移動するのに連動して前記２つの前記先端部（４１）を前記周方向における他側から押さえ付ける第４クランプ部材（１４０）とを含むものである。

本開示のクランプ装置では、第１および第２クランプ部材を相対移動させることで、第１クランプ部材の第１押さえ部と第２クランプ部材の第２押さえ部とによりステータコアの径方向に隣り合う２つの脚部の先端部を当該径方向における両側から押さえ付けることが可能となる。更に、第１および第２クランプ部材を相対移動させることで、当該２つの脚部の先端部をステータコアの周方向における一側から第３クランプ部材により押さえ付けると共に当該周方向における他側から第４クランプ部材により押さえ付けることができる。これにより、電気的に接合されるセグメントコイルの先端部同士をステータコアの径方向および周方向の双方において強固に把持することが可能となる。

また、前記クランプ装置（１００）は、前記第１および第２押さえ部（１１２，１２２）が互いに接近するのに応じて前記第３クランプ部材（１３０）を前記周方向における前記一側から前記他側に移動させる第１カム機構（Ｃ１）と、前記第１および第２押さえ部（１１２，１２２）が互いに接近するのに応じて前記第４クランプ部材を（１４０）前記周方向における前記他側から前記一側に移動させる第２カム機構（Ｃ２）とを含むものであってもよい。これにより、第１および第２押さえ部が互いに接近するように第１および第２クランプ部材を相対移動させることで、第３および第４クランプ部材をステータコアの周方向において互いに接近させることが可能となる。

更に、前記第１カム機構（Ｃ１）は、前記周方向における前記一側から前記他側に向かうにつれて前記径方向における前記一側に傾斜するように前記第１クランプ部材（１１０）に形成された第１カム面（１１５）と、前記周方向における前記一側から前記他側に向かうにつれて前記径方向における前記他側に傾斜するように前記第２クランプ部材（１２０）に形成された第２カム面（１２５）と、前記第１カム面（１１５）に摺接するように前記第３クランプ部材（１３０）に形成された第１カム従動面（１３１）と、前記第２カム面（１２５）に摺接するように前記第３クランプ部材（１３０）に形成された第２カム従動面（１３２）とを含むものであってもよく、前記第２カム機構（Ｃ２）は、前記周方向における前記他側から前記一側に向かうにつれて前記径方向における前記一側に傾斜するように前記第１クランプ部材（１１０）に形成された第３カム面（１１６）と、前記周方向における前記他側から前記一側に向かうにつれて前記径方向における前記他側に傾斜するように前記第２クランプ部材（１２０）に形成された第４カム面（１２６）と、前記第３カム面（１１６）に摺接するように前記第４クランプ部材（１４０）に形成された第３カム従動面（１４１）と、前記第４カム面（１２６）に摺接するように前記第４クランプ部材（１４０）に形成された第４カム従動面（１４２）とを含むものであってもよい。これにより、第１および第２押さえ部が互いに接近するように第１および第２クランプ部材を相対移動させることで、第３および第４クランプ部材をステータコアの周方向においてスムースに接近させることが可能となる。

また、前記クランプ装置（１０）は、前記第１および第２押さえ部（１１２，１２２）が互いに離間する際に、前記第３クランプ部材（１３０）を前記第１および第２カム面（１１５，１２５）に追従させると共に、前記第４クランプ部材（１４０）を前記第３および第４カム面（１１６，１２６）に追従させるものであってもよい。

更に、前記第３クランプ部材（１３０）の前記第１および第２カム従動面（１３１，３３）、並びに前記第４クランプ部材（１４０）の前記第３および第４カム従動面（１４１，１４２）には、突起部（１３３，１３４，１４３，１４４）が形成されてもよく、前記第１カム面（１１５）、前記第２カム面（１２５）、前記第３カム面（１１６）および前記第４カム面（１２６）には、対応する前記突起部（１３３，１３４，１４３，１４４）を摺動自在に保持するガイド溝（１１７，１２７，１１８，１２８）が形成されてもよい。これにより、第１および第２押さえ部が互いに離間する際に、第３クランプ部材を第１および第２カム面に追従させると共に、第４クランプ部材を第３および第４カム面に追従させること可能となる。

また、前記第１クランプ部材（１１０）は、複数の前記第１押さえ部（１１２）を含むものであってもよく、前記第２クランプ部材（１２０）は、複数の前記第２押さえ部（１２２）を含むと共に、前記第２押さえ部（１２２）の各々が対応する前記第１押さえ部（１１２）と間隔をおいて対向するように、前記第１クランプ部材（１１０）により摺動自在に支持されてもよく、前記第３および第４クランプ部材（１３０，１４０）は、互いに対向する前記第１および第２押さえ部（１１２，１２２）に対して、前記周方向に間隔をおいて対向するように一対ずつ設けられてもよい。これにより、電気的に接合される複数組の脚部の先端部同士をステータコアの径方向および周方向の双方において一括して強固に把持することが可能となる。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、電動機のステータの製造分野等において利用可能である。

１ ステータ、２ ステータコア、２ｏ 中心孔、２ｐ 電磁鋼板、２ｓ スロット、２ｔ ティース部、３ａ，３ｂ コイルエンド部、３ｕ，３ｖ，３ｗ ステータコイル、４ セグメントコイル、４０ 脚部、４１ 先端部、５ｕ Ｕ相端子、５ｖ Ｖ相端子、５ｗ Ｗ相端子、６ｕ Ｕ相動力線、６ｖ Ｖ相動力線、６ｗ Ｗ相動力線、１００ クランプ装置、１０１ 支持部材、１０２ 開口部、１０５ ガイドレール、１１０ 第１クランプ部材、１１１ ベース部、１１１ｓ 表面、１１２ 第１押さえ部、１１３，１１４ カム部、１１５，１１６ カム面、１１７，１１８ ガイド溝、１２０ 第２クランプ部材、１２１ 支持部、１２２ 第２押さえ部、１２２ｓ 表面、１２３，１２４ カム部、１２５，１２６ カム面、１２７，１２８ ガイド溝、１３０ 第３クランプ部材、１３１，１３２ カム従動面、１３３，１３４ 突起部、１３５ 押さえ面、１４０ 第４クランプ部材、１４１，１４２ カム従動面、１４３，１４４ 突起部、１４５ 押さえ面、１５０ 駆動装置、１６０ 移動機構、１７０ 溶接トーチ、１８０ 移動機構、２００ 制御装置、Ｃ１ 第１カム機構、Ｃ２ 第２カム機構。

Claims (6)

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含むステータの製造に用いられ、前記脚部の前記先端部同士を把持するクランプ装置であって、
   前記径方向に隣り合う２つの前記先端部を前記径方向における一側から押さえ付ける第１押さえ部を含む第１クランプ部材と、
   前記２つの前記先端部を前記径方向における他側から押さえ付ける第２押さえ部を含み、前記第２押さえ部が前記第１押さえ部に対して前記径方向に接近離間可能となるように前記第１クランプ部材により摺動自在に支持される第２クランプ部材と、
   前記第１および第２押さえ部を互いに接近させるように前記第１および第２クランプ部材が相対移動するのに連動して前記２つの前記先端部を前記周方向における一側から押さえ付ける第３クランプ部材と、
   前記第１および第２押さえ部を互いに接近させるように前記第１および第２クランプ部材が相対移動するのに連動して前記２つの前記先端部を前記周方向における他側から押さえ付ける第４クランプ部材と、
   を備えるクランプ装置。
2. 請求項１に記載のクランプ装置において、
   前記第１および第２押さえ部が互いに接近するのに応じて前記第３クランプ部材を前記周方向における前記一側から前記他側に移動させる第１カム機構と、
   前記第１および第２押さえ部が互いに接近するのに応じて前記第４クランプ部材を前記周方向における前記他側から前記一側に移動させる第２カム機構と、
   を備えるクランプ装置。
3. 請求項２に記載のクランプ装置において、
   前記第１カム機構は、前記周方向における前記一側から前記他側に向かうにつれて前記径方向における前記一側に傾斜するように前記第１クランプ部材に形成された第１カム面と、前記周方向における前記一側から前記他側に向かうにつれて前記径方向における前記他側に傾斜するように前記第２クランプ部材に形成された第２カム面と、前記第１カム面に摺接するように前記第３クランプ部材に形成された第１カム従動面と、前記第２カム面に摺接するように前記第３クランプ部材に形成された第２カム従動面とを含み、
   前記第２カム機構は、前記周方向における前記他側から前記一側に向かうにつれて前記径方向における前記一側に傾斜するように前記第１クランプ部材に形成された第３カム面と、前記周方向における前記他側から前記一側に向かうにつれて前記径方向における前記他側に傾斜するように前記第２クランプ部材に形成された第４カム面と、前記第３カム面に摺接するように前記第４クランプ部材に形成された第３カム従動面と、前記第４カム面に摺接するように前記第４クランプ部材に形成された第４カム従動面とを含むクランプ装置。
4. 請求項３に記載のクランプ装置において、
   前記第１および第２押さえ部が互いに離間する際に、前記第３クランプ部材を前記第１および第２カム面に追従させると共に、前記第４クランプ部材を前記第３および第４カム面に追従させるクランプ装置。
5. 請求項４に記載のクランプ装置において、
   前記第３クランプ部材の前記第１および第２カム従動面、並びに前記第４クランプ部材の前記第３および第４カム従動面には、突起部が形成されており、
   前記第１カム面、前記第２カム面、前記第３カム面および前記第４カム面には、対応する前記突起部を摺動自在に保持するガイド溝が形成されているクランプ装置。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載のクランプ装置において、
   前記第１クランプ部材は、複数の前記第１押さえ部を含み、
   前記第２クランプ部材は、複数の前記第２押さえ部を含むと共に、前記第２押さえ部の各々が対応する前記第１押さえ部と間隔をおいて対向するように、前記第１クランプ部材により摺動自在に支持され、
   前記第３および第４クランプ部材は、互いに対向する前記第１および第２押さえ部に対して、前記周方向に間隔をおいて対向するように一対ずつ設けられるクランプ装置。

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