JP4973544B2 - ステータ用波巻コイルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータコアの周方向を一巡して配置される波巻形状のステータ用波巻コイルの製造方法に関する。

自動車等に用いるモータ、ジェネレータ、モータジェネレータ等の回転電機のステータは、ステータコアにコイルを配置して製造している。このコイルは、ステータコアの軸方向に平行に設けた複数のスロット内において、直線状に配置するスロット導体部と、ステータコアの軸方向両端面の外方において、周方向に配置するコイルエンド導体部とを繋いで形成されている。そして、特に略四角断面形状を有する角線を用いてコイルを形成する場合には、複数のスロット導体部を、ステータコアの軸方向一端面の外方と軸方向他端面の外方に配置するコイルエンド導体部によって交互に繋いだ波巻形状を有するコイル（波巻コイル）を用いることが多い。

この波巻コイルは、多数本のマグネットワイヤを束ねてループ状に形成したコイルとは違い、ステータコアのスロット内に配置する前に、所定の波巻形状に形成しておく必要がある。この際、従来の波巻コイルの形成に当たっては、例えば、特許文献１に開示されるように、コイル素材をプレス型によって加圧して、所定の形状にプレス加工（据込み加工）することが行われている。また、これ以外にも、折曲用治具を用いて、コイル素材をスロット導体部とコイルエンド導体部との角部ごとに順次折曲加工することが行われている。

しかしながら、コイル素材にプレス加工を場合には、塑性変形量が少ない部分においては素材の断面積がほとんど変化しないのに対し、塑性変形量が多くなる部分においては素材の断面積が大きく変化することになる。そのため、コイル素材を安定した波巻形状に形成することが困難であり、コイル素材の表面に設けた絶縁被膜が損傷するおそれもある。
一方、角部ごとに順次折曲加工を行う場合には、絶縁被膜を損傷させるおそれは少ないが、生産性に優れない。

特開２００７−２１５３０５号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、安定した波巻形状の波巻コイルを形成することができると共に、その生産性を向上させることができるステータ用波巻コイルの製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、ステータコアのスロット内に配置する複数のスロット導体部同士を、上記ステータコアの軸方向一端側の外方と軸方向他端側の外方とにおいて周方向に配置するコイルエンド導体部によって交互に繋いだ波巻形状を有すると共に、上記ステータコアの周方向を一巡して配置されるステータ用波巻コイルを製造する方法において、
上記波巻コイルを形成するためのコイル素材において、上記軸方向一端側に位置させるコイルエンド導体部を形成するための部位である一端側形成部位を、当該コイル素材の一端側及び他端側から一端側用クランパーによって挟持すると共に、上記軸方向他端側に位置させるコイルエンド導体部を形成するための部位である他端側形成部位を、当該コイル素材の一端側及び他端側から他端側用クランパーによって挟持し、かつ、上記一端側形成部位と上記他端側形成部位との間の部位である中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになるよう、上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとの間隔を設定し、
上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとの平行状態を維持して、当該一端側用クランパーと当該他端側用クランパーとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて互いに嵌合させることにより、上記中間形成部位に上記スロット導体部を形成することを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法にある（請求項１）。

本発明のステータ用波巻コイルの製造方法においては、上記一端側用クランパー及び他端側用クランパーを用い、これらの相対移動を利用して、安定した形状の波巻コイルを形成することができるものである。
具体的には、まず、コイル素材における一端側形成部位を一端側用クランパーによって挟持すると共に、コイル素材における他端側形成部位を他端側用クランパーによって挟持する。このとき、コイル素材に対して、一端側用クランパーの先端側における挟持面と、他端側用クランパーの先端側における挟持面とが平行に配置され、一端側用クランパー及び他端側用クランパーは、それらの先端側における挟持面が平行な状態で、それぞれコイル素材を挟持する。

そして、一端側用クランパーと他端側用クランパーとの平行状態を維持して（配置角度を変化させないで）、これらを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて互いに嵌合させる。このとき、一端側形成部位と中間形成部位との間の部位は、一端側用メインクランパーの先端側の角部によって折り曲げられ、他端側形成部位と中間形成部位との間の部位は、他端側用メインクランパーの先端側の角部によって折り曲げられる。そして、一端側形成部位及び他端側形成部位によってコイルエンド導体部が形成されると共に、一端側形成部位と他端側形成部位との間に、これらに対して略垂直に位置するスロット導体部を形成することができる。
そして、形成するスロット導体部及びコイルエンド導体部の数に合わせて、コイル素材に対して上記一端側用クランパー及び他端側用クランパーの相対移動を行うことにより、波巻形状を有する波巻コイルを形成することができる。

そのため、本発明においては、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって、一端側形成部位及び他端側形成部位をそれぞれクランプしていることにより、長さ、形状等が安定したコイルエンド導体部を容易に形成することができる。そのため、安定した形状の波巻コイルを形成することができる。
また、一端側用クランパーと他端側用クランパーとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させることにより、上記中間形成部位に生じる塑性変形を最小限にすることができる。そのため、コイル素材の表面に絶縁被膜が形成されている場合には、この絶縁被膜が損傷することを効果的に抑制することができる。
さらに、一端側用クランパーと他端側用クランパーとの相対移動を利用することにより、波巻コイルを短時間で成形することができ、その生産性を向上させることができる。

それ故、本発明のステータ用波巻コイルの製造方法によれば、安定した波巻形状の波巻コイルを形成することができると共に、その生産性を向上させることができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記軸方向一端側と上記軸方向他端側とに形成する上記コイルエンド導体部の数に応じて、上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを交互に隣接して配置すると共に、該一端側用クランパー及び該他端側用クランパーによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、それぞれ上記コイル素材における上記一端側形成部位及び上記他端側形成部位を挟持し、すべての上記一端側用クランパーとすべての上記他端側用クランパーとの平行状態を維持して、互いに隣接する上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて、すべての上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを同時に嵌合させることにより、上記波巻形状を有するステータ用波巻コイルを成形することが好ましい（請求項２）。
この場合には、交互に配置した複数の一端側用クランパーと他端側用クランパーとを、同時に嵌合させることにより、安定した波巻形状を有するステータ用波巻コイルを、極めて短時間で成形することができる。

また、上記軸方向一端側と上記軸方向他端側とに形成する上記コイルエンド導体部の数に応じて、交互に配置する上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを用い、互いに隣接するいずれかの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、上記コイル素材における上記一端側形成部位及び上記他端側形成部位をそれぞれ挟持し、上記いずれかの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとにおける平行状態を維持して、当該いずれかの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて互いに嵌合させ、かつ残りの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによっても、順次上記挟持及び上記嵌合を行うことにより、上記波巻形状を有するステータ用波巻コイルを成形することが好ましい（請求項３）。
この場合には、いずれかの一端側用クランパーと他端側用クランパーとから、順次スロット導体部を形成していくことができ、安定した波巻形状を有するステータ用波巻コイルを、短時間で成形することができる。

また、上記一端側用クランパーは、上記中間形成部位及び上記一端側形成部位に対面すると共に、上記スロット導体部と上記コイルエンド導体部との間の角部を成形するための一端側用メインクランパーと、上記一端側形成部位に対面して上記一端側用メインクランパーと共に上記一端側形成部位を挟持するための一端側用サブクランパーとからなり、上記他端側用クランパーは、上記中間形成部位及び上記他端側形成部位に対面すると共に、上記一端側用メインクランパーと共に上記スロット導体部と上記コイルエンド導体部との間の角部を成形するための他端側用メインクランパーと、上記他端側形成部位に対面して上記他端側用メインクランパーと共に上記他端側形成部位を挟持するための他端側用サブクランパーとからなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、一端側用クランパーを構成する一端側用メインクランパー及び一端側用サブクランパーと、他端側用クランパーを構成する他端側用メインクランパー及び他端側用サブクランパーとを用いることによって、安定した波巻形状を有するステータ用波巻コイルを一層容易に成形することができる。

また、上記一端側用メインクランパーは、上記コイル素材の長尺方向の一方側に隣接する上記他端側用サブクランパーと直接又は間接的にリンク部材で連結してあり、該リンク部材によって、上記一端側形成部位を挟持する上記一端側用クランパーは、上記他端側形成部位を挟持する上記他端側用クランパーに対して相対的に円弧状の軌跡に沿って接近して互いに嵌合し、上記他端側用メインクランパーは、上記長尺方向の一方側に隣接する上記一端側用サブクランパーと直接又は間接的にリンク部材で連結してあり、該リンク部材によって、上記他端側形成部位を挟持する上記他端側用クランパーは、上記一端側形成部位を挟持する上記一端側用クランパーに対して相対的に円弧状の軌跡に沿って接近して互いに嵌合することが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記各リンク部材を用いることによって、一端側用サブクランパーと他端側用メインクランパーとを直接又は間接的に連結することにより、一端側用クランパーと他端側用クランパーとの円弧状の軌跡に沿った相対移動を安定して行うことができる。

また、コイル素材を折り曲げる際に、コイル素材における中間形成部位を、長尺方向に平行な状態から略垂直な状態に変形させるときには、この変形による軌道と、リンク部材の回動によるクランパーの回動軌跡とが一致しないことがほとんどである。そのため、リンク部材による連結構造においては、一端側用メインクランパーと他端側用サブクランパーとの位置関係、及び他端側用メインクランパーと一端側用サブクランパーとの位置関係を、挟持方向へフローティング（揺動）させる構造を採用することができる。

また、上記コイル素材は、直線形状を有しており、仮想直線上に交互に繰り返し配列した上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、上記直線形状のコイル素材を一端側及び他端側から挟持し、すべての上記一端側用クランパーの上記一端側用メインクランパーと、すべての上記他端側用クランパーの上記他端側用メインクランパーとを同時に、上記一端側及び他端側の挟持方向へ互いに接近させると共に上記コイル素材の長尺方向へ互いに接近させて互いに嵌合させることによって、上記波巻形状を有するステータ用波巻コイルを成形することが好ましい（請求項６）。
この場合には、直線形状のコイル素材における各一端側形成部位及び各他端側形成部位を挟持した一端側用クランパー及び他端側用クランパーを、同時に相対移動させることにより、安定した波巻形状の波巻コイルを１回の動作で成形することができる。

また、上記コイル素材は、円形状を有しており、仮想円周上に交互に繰り返し配置した上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、上記円形状のコイル素材を一端側及び他端側から挟持し、すべての上記一端側用クランパーの上記一端側用メインクランパーと、すべての上記他端側用クランパーの上記他端側用メインクランパーとを同時に、上記一端側及び他端側の挟持方向へ互いに接近させると共に上記コイル素材の径方向へ互いに接近させて互いに嵌合させることによって、上記波巻形状を有すると共に上記コイルエンド導体部が周方向に並ぶステータ用波巻コイルを成形することが好ましい（請求項７）。

この場合には、円形状のコイル素材における各一端側形成部位及び各他端側形成部位を挟持した一端側用クランパー及び他端側用クランパーを、同時に相対移動させることにより、安定した波巻形状を有すると共にコイルエンド導体部が周方向に並ぶ波巻コイルを１回の動作で成形することができる。
なお、上記円形状のコイル素材は、完全なリング形状にする必要はなく、両端部に所定の隙間を形成した円弧形状（略円形状）とすることができる。

以下に、本発明のステータ用波巻コイルの製造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例のステータ用波巻コイル１の製造方法は、図５、図６に示すごとく、ステータコア２のスロット２１内に配置する複数のスロット導体部１１同士を、ステータコア２の軸方向一端側Ｄ１の外方と軸方向他端側Ｄ２の外方とにおいて周方向Ｃに配置するコイルエンド導体部１２によって交互に繋いだ波巻形状を有すると共に、ステータコア２の周方向Ｃを一巡して配置されるステータ用波巻コイル１を製造するものである。

波巻コイル１を製造するに当たっては、まず、図１、図２に示すごとく、波巻コイル１を形成するためのコイル素材１０において、軸方向一端側Ｄ１に位置させるコイルエンド導体部１２を形成するための部位である一端側形成部位１０１Ａを、当該コイル素材１０の一端側及び他端側から一端側用クランパー４Ａによって挟持すると共に、軸方向他端側Ｄ２に位置させるコイルエンド導体部１２を形成するための部位である他端側形成部位１０１Ｂを、当該コイル素材１０の一端側及び他端側から他端側用クランパー４Ｂによって挟持する。また、この挟持の際には、一端側形成部位１０１Ａと他端側形成部位１０１Ｂとの間の部位である中間形成部位１０２がスロット導体部１１に対応する長さになるよう、一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとの間隔を設定する。

そして、図３、図４に示すごとく、一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとの平行状態を維持して（配置角度を変化させないで）、当該一端側用クランパー４Ａと当該他端側用クランパー４Ｂとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて互いに嵌合させることにより、一端側形成部位１０１Ａ及び他端側形成部位１０１Ｂからそれぞれコイルエンド導体部１２を形成すると共に、一端側形成部位１０１Ａと他端側形成部位１０１Ｂとの間に、スロット導体部１１を形成する。

以下に、本例のステータ用波巻コイル１の製造方法につき、図１〜図８を参照して詳説する。
本例のステータ用波巻コイル１は、図５、図６に示すごとく、ハイブリッドカー、電気自動車等に使用する三相交流のモータ、ジェネレータ、モータジェネレータ等のステータ３に用いるものである。また、本例の波巻コイル１は、内周側にロータを回転可能に配置してなるインナーロータタイプのステータ３に用いる。

また、本例の波巻コイル１は、図７に示すごとく、複数のスロット導体部１１を、ステータコア２における複数のスロット２１内に分散状態で配置するものである。同図においては、軸方向Ｄへの波巻形状を有すると共に、周方向Ｃに複数のコイルエンド導体部１２を並べた波巻コイル１をステータコア２に配置して形成したステータ３を概略的に示す図である。
また、波巻コイル１は、ステータ３におけるＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相のコイルを構成するものである。また、各相のコイルは、波巻コイル１を複数用いて、ステータコア２の周方向Ｃを一巡するターンを複数形成してなる。また、各スロット２１には、複数の波巻コイル１のスロット導体部１１が径方向Ｒに重なって配置される。

本例においては、図１〜図４に示すごとく、直線形状のコイル素材１０から二次元平面において波巻形状を有する波巻コイル１を形成するためのコイル成形治具４を用いる。このコイル成形治具４は、軸方向一端側Ｄ１と軸方向他端側Ｄ２とに形成するコイルエンド導体部１２の数に応じた一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとを有している。

また、コイル成形治具４においては、一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとを、コイル素材１０を一端側と他端側との両側から挟持する方向（挟持方向Ｖ）へスライド可能な状態で仮想直線上に交互に隣接配置してなる。
本例の一端側用クランパー４Ａは、コイル素材１０における中間形成部位１０２及び一端側形成部位１０１Ａに対面すると共に、スロット導体部１１とコイルエンド導体部１２との間の角部１３を成形するための一端側用メインクランパー４１Ａと、一端側形成部位１０１Ａに対面して一端側用メインクランパー４１Ａと共に一端側形成部位１０１Ａを挟持するための一端側用サブクランパー４２Ａとからなる。

図１に示すごとく、一端側用メインクランパー４１Ａは、コイル素材１０における中間形成部位１０２に対面する中間挟持面４１２と、コイル素材１０における一端側形成部位１０１Ａに対面する先端側挟持面４１１と、コイル素材１０における中間形成部位１０２と一端側形成部位１０１Ａとの間の部位に対面する先端側凸状角部４１３と、コイル素材１０における中間形成部位１０２と他端側形成部位１０１Ｂとの間の部位に対面する後端側凹状角部４１４とを形成してなる。一端側用サブクランパー４２Ａは、コイル素材１０における一端側形成部位１０１Ａに対面する先端側挟持面４２１を形成してなる。そして、一端側用クランパー４Ａは、一端側用メインクランパー４１Ａの先端側挟持面４１１と、一端側用サブクランパー４２Ａの先端側挟持面４２１とによって、コイル素材１０における一端側形成部位１０１Ａを挟持するよう構成してある。

他端側用メインクランパー４１Ｂは、コイル素材１０における中間形成部位１０２に対面する中間挟持面４１２と、コイル素材１０における他端側形成部位１０１Ｂに対面する先端側挟持面４１１と、コイル素材１０における中間形成部位１０２と他端側形成部位１０１Ｂとの間の部位に対面する先端側凸状角部４１３と、コイル素材１０における中間形成部位１０２と一端側形成部位１０１Ａとの間の部位に対面する後端側凹状角部４１４とを形成してなる。他端側用サブクランパー４Ｂは、コイル素材１０における他端側形成部位１０１Ｂに対面する先端側挟持面４１１を形成してなる。そして、他端側用クランパー４Ｂは、他端側用メインクランパー４１Ｂの先端側挟持面４１１と、他端側用サブクランパー４Ｂの先端側挟持面４１１とによって、コイル素材１０における他端側形成部位１０１Ｂを挟持するよう構成してある。

また、図８に示すごとく、コイル成形治具４を用いた装置５は、すべての一端側用クランパー４Ａ及び他端側用クランパー４Ｂを、コイル素材１０の長尺方向Ｌへスライドさせるための長尺方向スライド機構５１と、各他端側用クランパー４Ｂを各一端側用クランパー４Ａに対して相対的に、コイル素材１０の挟持方向Ｖへ同時にスライドさせるための挟持方向スライド機構５２とを有している。同図において、上側には一端側用クランパー４Ａの断面を概略的に示し、下側には他端側用クランパー４Ｂの断面を概略的に示す。

また、一端側用クランパー４Ａは、図１、図２に示すごとく、コイル素材１０の一端側形成部位１０１Ａを挟持する原位置４０１と、図４に示すごとく、挟持方向Ｖの一端側へ移動した成形位置４０２とに移動可能である。また、他端側用クランパー４Ｂも同様に、コイル素材１０の他端側形成部位１０１Ｂを挟持する原位置４０１と、挟持方向Ｖの他端側へ移動した成形位置４０２とに移動可能である。

なお、一端側用クランパー４Ａ及び他端側用クランパー４Ｂを移動させるための駆動手段は、種々の構成とすることができる。この駆動手段は、例えば、一端側用メインクランパー４１Ａと一端側用サブクランパー４２Ａとにコイル素材１０を挟持するためのアクチュエータと、他端側用メインクランパー４１Ｂと他端側用サブクランパー４２Ｂとにコイル素材１０を挟持するためのアクチュエータと、一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとを、長尺方向Ｌへスライドさせるアクチュエータと、一端側用メインクランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとを、挟持方向Ｖへ相対的にスライドさせるアクチュエータとを用いて構成することができる。

また、図１、図２に示すごとく、一端側用メインクランパー４１Ａは、長尺方向Ｌの一方側に隣接する他端側用サブクランパー４２Ｂと直接又は他のリンク部材やスライド機構等を介して間接的にリンク部材４３で連結してある。一端側形成部位１０１Ａを挟持する一端側用クランパー４Ａは、リンク部材４３による回転半径に倣って、他端側形成部位１０１Ｂを挟持する他端側用クランパー４Ｂに対して相対的に円弧状の軌跡に沿って接近して互いに嵌合するよう構成してある。
また、他端側用メインクランパー４１Ｂは、長尺方向Ｌの一方側に隣接する一端側用サブクランパー４２Ａと直接又は間接的にリンク部材４３で連結してある。他端側形成部位１０１Ｂを挟持する他端側用クランパー４Ｂは、リンク部材４３による回転半径に倣って、一端側形成部位１０１Ａを挟持する一端側用クランパー４Ａに対して相対的に円弧状の軌跡に沿って接近して互いに嵌合するよう構成してある。

ここで、コイル素材１０を折り曲げる際に、コイル素材１０における中間形成部位１０２を、長尺方向Ｌに平行な状態から垂直な状態に変形させるときには、この変形による軌道と、リンク部材４３の回動による各クランパー４Ａ、４Ｂの回動軌跡とが一致しないことがほとんどである。そのため、リンク部材４３による連結構造においては、一端側用メインクランパー４１Ａと他端側用サブクランパー４２Ｂとの位置関係、及び他端側用メインクランパー４１Ｂと一端側用サブクランパー４２Ａとの位置関係を、挟持方向Ｖへフローティング（揺動）させる構造を採用することができる。
また、例えば、リンク部材４３は、一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとを相対的にスライドさせる挟持方向スライド機構５２に対して回動可能に連結し、一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとの位置関係を、挟持方向Ｖへフローティングさせることができる。

次に、上記コイル成形治具４を用いて波巻コイル１を製造する方法を詳説する。
まず、図１、図２に示すごとく、すべての一端側用メインクランパー４１Ａの先端側挟持面４１１と一端側用サブクランパー４２Ａの先端側挟持面４２１との隙間、及びすべての他端側用メインクランパー４１Ｂの先端側挟持面４１１と他端側用サブクランパー４２Ｂの先端側挟持面４２１との隙間に、絶縁被膜を有する直線形状のコイル素材１０を配置する。このとき、各クランパーはコイル素材１０を挟持するときの原位置４０１にあり、コイル素材１０における各一端側形成部位１０１Ａが各一端側用クランパー４Ａによって挟持され、また、コイル素材１０における各他端側形成部位１０１Ｂが各他端側用クランパー４Ｂによって挟持される。また、このとき、コイル素材１０に対して、一端側用メインクランパー４１Ａ及び一端側用サブクランパー４２Ａにおける各先端側挟持面４１１、４２１と、他端側用メインクランパー４１Ｂ及び他端側用サブクランパー４２Ｂにおける各先端側挟持面４１１、４２１とは、いずれも平行に配置され、この状態で直線形状のコイル素材１０が一端側及び他端側から挟持される。

次いで、図３、図４に示すごとく、各一端側用クランパー４Ａと各他端側用クランパー４Ｂとの平行状態を維持して（配置角度を変化させないで）、上記駆動手段によって、すべての一端側用クランパー４Ａの一端側用メインクランパー４１Ａと、すべての他端側用クランパー４Ｂの他端側用メインクランパー４１Ｂとを同時に、上記一端側及び他端側の挟持方向Ｖへ互いに接近させると共に上記コイル素材１０の長尺方向Ｌへ互いに接近させる。このとき、一端側用メインクランパー４１Ａが、長尺方向Ｌの一方側に隣接する他端側用サブクランパー４２Ｂとリンク部材４３で連結してあり、また、他端側用メインクランパー４１Ｂが、長尺方向Ｌの一方側に隣接する一端側用サブクランパー４２Ａとリンク部材４３で連結してあることにより、互いに隣接するクランパー４Ａ、４Ｂ同士は、リンク部材４３による回転半径に倣って相対的に円弧状の軌跡に沿って接近し、隣接するすべてのクランパー４Ａ、４Ｂが同時に嵌合する。

このとき、一端側形成部位１０１Ａと中間形成部位１０２との間の部位は、一端側用メインクランパー４１Ａの先端側凸状角部４１３によって折り曲げられ、他端側形成部位１０１Ｂと中間形成部位１０２との間の部位は、他端側用メインクランパー４１Ｂの先端側凸状角部４１３によって折り曲げられる。
そして、一端側用メインクランパー４１Ａの先端側挟持面４１１と一端側用サブクランパー４２Ａの先端側挟持面４２１との間には、一端側形成部位１０１Ａから軸方向一端側Ｄ１のコイルエンド導体部１２が形成され、他端側用メインクランパー４１Ｂの先端側挟持面４１１と他端側用サブクランパー４２Ｂの先端側挟持面４２１との間には、他端側形成部位１０１Ｂから軸方向他端側Ｄ２のコイルエンド導体部１２が形成される。また、一端側用メインクランパー４１Ａの中間挟持面４１２と、他端側用メインクランパー４１Ｂの中間挟持面４１２との間に、中間形成部位１０２からスロット導体部１１が形成される。

さらに、一端側用メインクランパー４１Ａの先端側凸状角部４１３と他端側用メインクランパー４１Ｂの後端側凹状角部４１４との間に、スロット導体部１１と軸方向一端側Ｄ１のコイルエンド導体部１２との間の角部１３が形成されると共に、一端側用メインクランパー４１Ａの後端側凹状角部４１４と他端側用メインクランパー４１Ｂの先端側凸状角部４１３との間に、スロット導体部１１と軸方向他端側Ｄ２のコイルエンド導体部１２との間の角部１３が形成される。

そして、各コイルエンド導体部１２に対して各スロット導体部１１が略垂直に形成されると共に、各クランパーの数に応じたコイルエンド導体部１２が形成される。こうして、直線形状のコイル素材１０における各一端側形成部位１０１Ａ及び各他端側形成部位１０１Ｂを挟持した各一端側用クランパー４Ａ及び各他端側用クランパー４Ｂを、円弧状の軌跡に沿って同時に相対移動させることにより、安定した波巻形状の波巻コイル１を１回の動作で成形することができる。

なお、本例において成形した波巻コイル１は、二次元平面内で波巻形状を有するものである。したがって、その後、別途成形を行い、円周状（周方向Ｃ）に各コイルエンド導体部１２が並ぶ三次元形状の波巻コイルに成形することができる。また、図６に示すごとく、スロット導体部１１がステータコア２の軸方向端面の外方へ突出し、コイルエンド導体部１２と繋がる部分には、コイルエンド導体部１２の配置を適切にするための立上り部１１１の成形を別途行うことができる。

このように、各一端側用クランパー４Ａ及び各他端側用クランパー４Ｂによって、各一端側形成部位１０１Ａ及び各他端側形成部位１０１Ｂをそれぞれクランプしていることにより、長さ、形状等が安定した複数のコイルエンド導体部１２を容易に形成することができる。そのため、安定した形状の波巻コイル１を形成することができる。また、各一端側用クランパー４Ａと各他端側用クランパー４Ｂとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させることにより、上記中間形成部位１０２に生じる塑性変形を最小限にすることができる。そのため、コイル素材１０の表面に形成した絶縁被膜が損傷することを効果的に抑制することができる。
さらに、各一端側用クランパー４Ａと各他端側用クランパー４Ｂとの相対移動を利用して、すべてのスロット導体部１１及びコイルエンド導体部１２を同時に形成することができ、波巻コイル１の生産性を格段に向上させることができる。

それ故、本例のステータ用波巻コイル１の製造方法によれば、安定した波巻形状の波巻コイル１を形成することができると共に、その生産性を向上させることができる。

（実施例２）
本例は、図９〜図１６に示すごとく、絶縁被膜を有する円形状のコイル素材１０を用いて、軸方向Ｄにおける波巻形状を有すると共に周方向Ｃにコイルエンド導体部１２が並ぶ波巻コイル１を製造する方法について示す例である。
図９、図１０に示すごとく、本例のコイル成形治具４は、複数の一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとを、仮想円周上に交互に繰り返し配置してなる。コイル成形治具４は、すべての一端側用クランパー４Ａとすべての他端側用クランパー４Ｂとを互いに反対方向へ移動させる第１駆動手段６０１によって移動させることができる。

また、コイル成形治具４は、すべての一端側用クランパー４Ａを軸方向Ｄ（挟持方向Ｖ）の一端側Ｄ１へ移動させるための一方の治具構成部６Ａと、すべての他端側用クランパー４Ｂを軸方向Ｄ（挟持方向Ｖ）の他端側Ｄ２へ移動させるための他方の治具構成部６Ｂとから構成することができる。そして、第１駆動手段６０１によって、一方の治具構成部６Ａと他方の治具構成部６Ｂとを互いに反対方向へ移動させることにより、図１１〜図１４に示すごとく、すべての一端側用メインクランパー４１Ａとすべての他端側用メインクランパー４１Ｂとを同時に、軸方向Ｄ（挟持方向Ｖ）へ互いに接近させると共に径方向Ｒへ互いに接近させて互いに嵌合させるよう構成してある。

また、図９に示すごとく、すべての一端側用クランパー４Ａ及びすべての他端側用クランパー４Ｂは、互いに隣接して円形状を形成するための円弧形状に形成してある。各一端側用メインクランパー４１Ａと各他端側用サブクランパー４２Ｂとが交互に隣接して円形状を形成し、各他端側用メインクランパー４１Ｂと各一端側用サブクランパー４２Ａとが交互に隣接して円形状を形成するよう構成されている。
また、軸方向Ｄにおける波巻形状を有すると共に周方向Ｃにコイルエンド導体部１２が並ぶ波巻コイル１を成形したときには、各一端側用メインクランパー４１Ａと、各他端側用メインクランパー４１Ｂとが互いに嵌合して、円形状を形成するよう構成してある。

本例の円形状のコイル素材１０は、両端部にスリット１０５を形成した円形状としてある。
なお、各クランパー４１Ａ、４２Ａ、４１Ｂ、４２Ｂにおけるコイル素材１０の挟持面には、コイル素材１０を保持するための保持溝４５を、成形前のコイル素材１０の周方向と、成形後の波巻コイル１の周方向とに沿って形成することができる。この保持溝４５は、成形前のコイル素材１０の曲率半径と、成形後の波巻コイル１の曲率半径とのいずれにも適合する溝形状で形成することができる。

コイル成形治具４を用いた装置６の詳細な構造は種々の構造とすることができるが、例えば、図１５、図１６に示すような構造を採用することができる。各図は、コイル成形治具４を用いた装置６の一例の構成を概念的に説明するための図である。
具体的には、一方の治具構成部６Ａは、ベース６０に対して軸方向Ｄ（挟持方向Ｖ）へスライド可能なスライダー６６と、スライダー６６に配設したブラケット６５Ａと、ブラケット６５Ａに対してスライド可能であると共に一端側用クランパー４Ａ及び他端側用クランパー４Ｂの全体の中心に設けた一方側スライド軸部６１Ａと、ブラケット６５Ａと一端側用メインクランパー４１Ａとの間に回転支点によって掛け渡した互いに平行な２つの平行リンク６３Ａと、平行リンク６３Ａの一方と一方側スライド軸部６１Ａとの間に回転支点によって掛け渡した操作リンク６４Ａとを用いて構成する。

また、他方の治具構成部６Ｂは、ベース６０に移動不能に配設したブラケット６５Ｂと、ブラケット６５Ｂに対してスライド可能であると共に一端側用クランパー４Ａ及び他端側用クランパー４Ｂの全体の中心に設けた他方側スライド軸部６１Ｂと、ブラケット６５Ｂと他端側用メインクランパー４１Ｂとの間に回転支点によって掛け渡した互いに平行な２つの平行リンク６３Ｂと、平行リンク６３Ｂの一方と他方側スライド軸部６１Ｂとの間に回転支点によって掛け渡した操作リンク６４Ｂとを用いて構成する。

また、図１５、図１６に示すごとく、一端側用メインクランパー４１Ａは、コイル素材１０における一端側形成部位１０１Ａを挟持した状態で、一端側用サブクランパー４２Ａと一体的に軸方向Ｄの一端側Ｄ１へ移動するよう構成し、他端側用メインクランパー４１Ｂは、コイル素材１０における他端側形成部位１０１Ｂを挟持した状態で、他端側用サブクランパー４２Ｂと一体的に軸方向Ｄの他端側Ｄ２へ移動するよう構成する。なお、図示は省略するが、一端側用メインクランパー４１Ａと一端側用サブクランパー４２Ａとによるコイル素材１０の挟持、及び他端側用メインクランパー４１Ｂと他端側用サブクランパー４２Ｂとによるコイル素材１０の挟持は、種々の挟持手段によって行うことができる。

また、一方側スライド軸部６１Ａと他方側スライド軸部６１Ｂとは、同一軸線上をスライドするよう構成し、例えば、基準中心軸部６２に対して、それぞれスライドするよう構成することができる。また、第１駆動手段６０１は、一方側スライド軸部６１Ａと他方側スライド軸部６１Ｂとを、互いに接近させる又は互いに離隔させるようスライドさせることができる。
また、一方側スライド軸部６１Ａと他方側スライド軸部６１Ｂとの相対的な位置関係は、第２駆動手段６０２によって、第１駆動手段６０１の駆動時、駆動後等の適宜タイミングにおいて、スライダー６６を介してブラケット６５Ａを軸方向Ｄへスライドさせることによって調整することができる。なお、第１駆動手段６０１による一方側スライド軸部６１Ａ及び他方側スライド軸部６１Ｂのスライド量、及び第２駆動手段６０２によるスライダー６６のスライド量は、コンピュータによる位置制御を行って調整することができる。

本例の製造方法においては、図１０に示すごとく、各メインクランパー４１Ａ、４１Ｂと各サブクランパー４２Ａ、４２Ｂとの隙間にコイル素材１０を挟持し、図１２に示すごとく、第１駆動手段６０１によって、一方側スライド軸部６１Ａをブラケット６５Ａに対して軸方向Ｄの一方側Ｄ１へスライドさせると共に、他方側スライド軸部６１Ｂをブラケット６５Ｂに対して軸方向Ｄの他方側Ｄ２へスライドさせる。

これにより、図１１、図１２に示すごとく、互いに隣接する一端側用メインクランパー４１Ａと他端側用メインクランパー４１Ｂとが相対的に円弧状の軌跡に沿って接近すると共に、図１３、図１４に示すごとく、すべての一端側用メインクランパー４１Ａと、すべての他端側用メインクランパー４１Ｂとが同時に、軸方向Ｄ（挟持方向Ｖ）へ互いに接近すると共に径方向Ｒへ互いに接近して互いに嵌合する。
また、図１６に示すごとく、第１駆動手段６０１の駆動を行う際には、第２駆動手段６０２によって、すべての一端側用クランパー４Ａとすべての他端側用クランパー４Ｂとの間の軸方向Ｄの距離を任意に調整することができる。

こうして、円形状のコイル素材１０における各一端側形成部位１０１Ａ及び各他端側形成部位１０１Ｂを挟持した各一端側用クランパー４Ａ及び各他端側用クランパー４Ｂを、同時に相対移動させることにより、安定した軸方向Ｄへの波巻形状を有すると共にコイルエンド導体部１２が周方向Ｃ（円周状）に並ぶ波巻コイル１を１回の動作で成形することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例３）
本例は、図１７に示すごとく、上記直線形状のコイル素材１０から波巻形状を有する波巻コイル１を成形するに当たり、いずれかの一端側用クランパー４Ａ及び他端側用クランパー４Ｂから、順次コイル素材１０を挟持して成形を行う製造方法を示す例である。
本例の一端側用クランパー４Ａ及び他端側用クランパー４Ｂの構造は、上記実施例１と同様である。ただし、本例においては、実施例１のリンク部材４３を用いておらず、本例のコイル成形治具４は、互いに隣接する一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとをセットにして、順次コイル素材１０の挟持を行い、スロット導体部１１の成形を行うよう構成してある。
本例のコイル成形治具４は、互いに隣接する一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとをセットにし、これらを位置制御を行って送り出すことができる駆動手段６０３を用いる。

本例の製造方法においては、まず、図１７に示すごとく、長尺方向Ｌの端部に配置した端部形成用クランパー４Ｃにおけるメインクランパー４１Ｃとサブクランパー４２Ｃとの間に、コイル素材１０における一端側形成部位１０１Ａを挟持する。また、端部形成用クランパー４Ｃの長尺方向Ｌの一方側において、互いに隣接する他端側用クランパー４Ｂと一端側用クランパー４Ａとにおいても、他端側用メインクランパー４１Ｂと他端側用サブクランパー４２Ｂとの間に他端側形成部位１０１Ｂを挟持すると共に、一端側用メインクランパー４１Ａと一端側用サブクランパー４２Ａとの間に一端側形成部位１０１Ａを挟持する。
なお、端部形成用クランパー４Ｃは、一端側用クランパー４Ａと同様の向きにメインクランパー４１Ｃとサブクランパー４２Ｃとを配置して構成してある。

そして、駆動手段６０３によって、固定した端部形成用クランパー４Ｃに対して、他端側用クランパー４Ｂを円弧状の軌跡に沿って接近させて嵌合させると同時に、その他端側用クランパー４Ｂに対して、次の一端側用クランパー４Ａを長尺方向Ｌに沿って接近させて嵌合させることができる。
次いで、上記端部形成用クランパー４Ｃ、他端側用クランパー４Ｂ及び一端側用クランパー４Ａを固定し、駆動手段６０３によって、固定した一端側用クランパー４Ａに対して、他端側用クランパー４Ｂを円弧状の軌跡に沿って接近させて嵌合させると同時に、その他端側用クランパー４Ｂに対して、次の一端側用クランパー４Ａを長尺方向Ｌに沿って接近させて嵌合させることができる。

その後、残りの他端側用クランパー４Ｂと一端側用クランパー４Ａとによっても、順次上記挟持及び上記嵌合を行うことにより、波巻形状を有するステータ用波巻コイル１を成形することができる。
本例においては、いずれかの一端側用クランパー４Ａと他端側用クランパー４Ｂとから、順次スロット導体部１１を形成していくことができ、安定した波巻形状を有するステータ用波巻コイル１を、短時間で成形することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

実施例１における、一端側用クランパー及び他端側用クランパーを備えたコイル成形治具の一部を示す平面説明図。 実施例１における、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによってコイル素材を挟持した状態のコイル成形治具を示す平面説明図。 実施例１における、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによってコイル素材に成形を行う状態のコイル成形治具を示す平面説明図。 実施例１における、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって波巻コイルを成形した状態のコイル成形治具を示す平面説明図。 実施例１における、波巻コイルを用いたステータを示す斜視図。 実施例１における、平面的に複数のコイルエンド部が並ぶ状態から、周方向に複数のコイルエンド導体部が並ぶ状態に成形した波巻コイルを示す斜視図。 実施例１における、波巻コイルを用いたステータを概略的に示す平面説明図。 実施例１における、コイル成形治具を用いた装置における断面を概略的に示す図で、上側に図２におけるＡ−Ａ線矢視断面を示し、下側に図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面を示す説明図。 実施例２における、コイル成形治具を示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって円形状のコイル素材を挟持した状態を示す平面説明図。 実施例２における、コイル成形治具を示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって円形状のコイル素材を挟持した状態を示す側面説明図。 実施例２における、コイル成形治具を示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって波巻コイルの成形を行っている状態を示す平面説明図。 実施例２における、コイル成形治具を示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって波巻コイルの成形を行っている状態を示す側面説明図。 実施例２における、コイル成形治具を示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって波巻コイルの成形を行った状態を示す平面説明図。 実施例２における、コイル成形治具を示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって波巻コイルの成形を行った状態を示す側面説明図。 実施例２における、コイル成形治具を用いた装置の構成を概念的に示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによってコイル素材を挟持した状態を示す説明図。 実施例２における、コイル成形治具を用いた装置の構成を概念的に示す図で、一端側用クランパー及び他端側用クランパーによって波巻コイルを成形した状態を示す説明図。 実施例３における、一端側用クランパー及び他端側用クランパーを備えたコイル成形治具を示す平面説明図。

符号の説明

１ ステータ用波巻コイル
１０ コイル素材
１０１Ａ 一端側形成部位
１０１Ｂ 他端側形成部位
１０２ 中間形成部位
１１ スロット導体部
１２ コイルエンド導体部
１３ 角部
２ ステータコア
３ ステータ
４ コイル成形治具
４Ａ 一端側用クランパー
４１Ａ 一端側用メインクランパー
４２Ａ 一端側用サブクランパー
４Ｂ 他端側用クランパー
４１Ｂ 他端側用メインクランパー
４２Ｂ 他端側用サブクランパー
４３ リンク部材
Ｄ 軸方向
Ｄ１ 軸方向一端側
Ｄ２ 軸方向他端側
Ｃ 周方向
Ｒ 径方向
Ｌ 長尺方向
Ｖ 挟持方向

Claims (7)

1. ステータコアのスロット内に配置する複数のスロット導体部同士を、上記ステータコアの軸方向一端側の外方と軸方向他端側の外方とにおいて周方向に配置するコイルエンド導体部によって交互に繋いだ波巻形状を有すると共に、上記ステータコアの周方向を一巡して配置されるステータ用波巻コイルを製造する方法において、
   上記波巻コイルを形成するためのコイル素材において、上記軸方向一端側に位置させるコイルエンド導体部を形成するための部位である一端側形成部位を、当該コイル素材の一端側及び他端側から一端側用クランパーによって挟持すると共に、上記軸方向他端側に位置させるコイルエンド導体部を形成するための部位である他端側形成部位を、当該コイル素材の一端側及び他端側から他端側用クランパーによって挟持し、かつ、上記一端側形成部位と上記他端側形成部位との間の部位である中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになるよう、上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとの間隔を設定し、
   上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとの平行状態を維持して、当該一端側用クランパーと当該他端側用クランパーとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて互いに嵌合させることにより、上記中間形成部位に上記スロット導体部を形成することを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法。
2. 請求項１において、上記軸方向一端側と上記軸方向他端側とに形成する上記コイルエンド導体部の数に応じて、上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを交互に隣接して配置すると共に、該一端側用クランパー及び該他端側用クランパーによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、それぞれ上記コイル素材における上記一端側形成部位及び上記他端側形成部位を挟持し、
   すべての上記一端側用クランパーとすべての上記他端側用クランパーとの平行状態を維持して、互いに隣接する上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて、すべての上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを同時に嵌合させることにより、上記波巻形状を有するステータ用波巻コイルを成形することを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法。
3. 請求項１において、上記軸方向一端側と上記軸方向他端側とに形成する上記コイルエンド導体部の数に応じて、交互に配置する上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを用い、
   互いに隣接するいずれかの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、上記コイル素材における上記一端側形成部位及び上記他端側形成部位をそれぞれ挟持し、
   上記いずれかの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとにおける平行状態を維持して、当該いずれかの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとを相対的に円弧状の軌跡に沿って接近させて互いに嵌合させ、
   かつ残りの上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによっても、順次上記挟持及び上記嵌合を行うことにより、上記波巻形状を有するステータ用波巻コイルを成形することを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記一端側用クランパーは、上記中間形成部位及び上記一端側形成部位に対面すると共に、上記スロット導体部と上記コイルエンド導体部との間の角部を成形するための一端側用メインクランパーと、上記一端側形成部位に対面して上記一端側用メインクランパーと共に上記一端側形成部位を挟持するための一端側用サブクランパーとからなり、
   上記他端側用クランパーは、上記中間形成部位及び上記他端側形成部位に対面すると共に、上記一端側用メインクランパーと共に上記スロット導体部と上記コイルエンド導体部との間の角部を成形するための他端側用メインクランパーと、上記他端側形成部位に対面して上記他端側用メインクランパーと共に上記他端側形成部位を挟持するための他端側用サブクランパーとからなることを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法。
5. 請求項４において、上記一端側用メインクランパーは、上記コイル素材の長尺方向の一方側に隣接する上記他端側用サブクランパーと直接又は間接的にリンク部材で連結してあり、該リンク部材によって、上記一端側形成部位を挟持する上記一端側用クランパーは、上記他端側形成部位を挟持する上記他端側用クランパーに対して相対的に円弧状の軌跡に沿って接近して互いに嵌合し、
   上記他端側用メインクランパーは、上記長尺方向の一方側に隣接する上記一端側用サブクランパーと直接又は間接的にリンク部材で連結してあり、該リンク部材によって、上記他端側形成部位を挟持する上記他端側用クランパーは、上記一端側形成部位を挟持する上記一端側用クランパーに対して相対的に円弧状の軌跡に沿って接近して互いに嵌合することを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法。
6. 請求項４又は５において、上記コイル素材は、直線形状を有しており、
   仮想直線上に交互に繰り返し配列した上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、上記直線形状のコイル素材を一端側及び他端側から挟持し、
   すべての上記一端側用クランパーの上記一端側用メインクランパーと、すべての上記他端側用クランパーの上記他端側用メインクランパーとを同時に、上記一端側及び他端側の挟持方向へ互いに接近させると共に上記コイル素材の長尺方向へ互いに接近させて互いに嵌合させることによって、上記波巻形状を有するステータ用波巻コイルを成形することを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法。
7. 請求項４又は５において、上記コイル素材は、円形状を有しており、
   仮想円周上に交互に繰り返し配置した上記一端側用クランパーと上記他端側用クランパーとによって、上記コイル素材における上記中間形成部位が上記スロット導体部に対応する長さになる状態で、上記円形状のコイル素材を一端側及び他端側から挟持し、
   すべての上記一端側用クランパーの上記一端側用メインクランパーと、すべての上記他端側用クランパーの上記他端側用メインクランパーとを同時に、上記一端側及び他端側の挟持方向へ互いに接近させると共に上記コイル素材の径方向へ互いに接近させて互いに嵌合させることによって、上記波巻形状を有すると共に上記コイルエンド導体部が周方向に並ぶステータ用波巻コイルを成形することを特徴とするステータ用波巻コイルの製造方法。

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